地下公共空间环境性能的建筑设计中介作用：系统综述

《Results in Engineering》：Architectural design as a mediator of environmental performance in underground public spaces: A systematic review

　　

地下公共空间（Underground Public Spaces, UPS）面临固有的环境约束，包括有限的自然采光、受限的通风潜力、高空间封闭性以及密集的人流。这些条件使得维持热舒适、空气质量、照明和声学性能变得困难。建筑设计决策，包括空间布局、开口、材料和界面，通过调节气流、光扩散、热传递和声音传播来塑造这些结果。当前关于地下环境性能的研究已通过空间指标、现场测量、数值模拟、性能标准和基于用户的评价提供了有价值的证据，但大多数研究将环境领域分开考察。这使建筑设计被简化为孤立的变量或单一的工程目标，导致其跨领域影响未被充分综合。这限制了对同一空间决策如何在多个环境领域同时支持、约束或重新分配性能结果的理解，也使设计者难以在早期设计阶段预测或优化多领域环境性能。更广泛地说，近期可持续建成环境研究已日益从单一指标优化转向综合性能框架，强调需要将建筑设计理解为多种环境结果的系统级调节器。为弥补这一空白，本研究采用建筑学视角，基于PRISMA方法对地下公共空间环境性能的实证研究进行系统综述。研究综合了30项实证研究的证据，识别出17个建筑子类别（T01–T17），并揭示了空间封闭程度、入口几何、中庭形态、下沉空间、垂直连通性等共享空间调节因子如何协同调节热、通风、照明、室内空气质量（IAQ）和声学性能。结果表明，环境性能是一个由空间配置、界面条件和技术系统共同塑造的路径依赖型系统过程。跨域关系可分类为协同、权衡、情境依赖和序列变化四种类型。研究进一步提出了一个面向设计阶段的空间—性能整合框架和循证设计指标表，以支持更明智且情境响应的地下公共空间设计策略。

本研究围绕地下公共空间（Underground Public Spaces, UPS）的环境性能问题展开系统综述。地下公共空间由于缺乏自然采光、通风受限、空间封闭性强且人流密集，难以同时维持热舒适、空气质量、照明和声学性能。现有研究多从工程导向、性能导向或规划导向切入，将建筑空间视为固定边界条件，导致建筑设计对多环境领域的主动调节作用未被充分认识。为此，研究人员采用基于PRISMA 2020指南的系统文献综述方法，对2015至2026年间发表的30项实证研究进行筛选、编码与跨域证据综合，以识别建筑设计中影响环境性能的关键空间要素及其在多性能维度间的调节机制。

研究结果显示，建筑对地下公共空间环境性能的中介作用主要通过17个建筑子类别（T01–T17）实现，这些子类别可归纳为空间封闭程度、入口与界面几何、垂直连通性、中庭与下沉空间形态、材料与表面条件以及空间序列等几个大的维度。在热环境方面，入口几何、下沉空间、中庭和过渡空间序列通过影响热交换、热缓冲和气流路径来调节热舒适，其中入口平面长宽比与PET等热舒适指标存在近线性关系。在通风方面，入口形状、开口配置、竖井形式以及站台—隧道界面的活塞风效应显著影响风速分布和污染物稀释效率，集中式竖向空间在特定气候下具有更好的通风稳定性。在照明方面，庭院和天窗等垂直采光构件的尺度与比例、下沉空间体积以及色彩配置共同决定采光深度、照度均匀性和视觉舒适度，空间体积和几何比例优于单一采光构件的性能预测。在室内空气质量（IAQ）方面，空间封闭程度、通风口和扩散器布置，以及活塞风和竖向气流路径对PM?.?和VOC的空间再分布起决定性作用，墙体导向的扩散器布局可降低颗粒物的空间不均匀性。在声学方面，站台和隧道的横截面几何、轨道曲率、站台屏蔽门（PSD）以及功能分区通过控制混响时间、声音传播和噪声衰减显著影响声学舒适度，弧形轨道会显著提高中高频噪声，而屏蔽门可降低10–13 dB(A)的平台噪声。

跨域综合表明，共享的建筑子类别如空间封闭程度（T01）、入口几何（T02）、通风口与扩散器布置（T04）、中庭几何（T05）、下沉空间形态（T06）、过渡空间序列（T13）、活塞风界面（T16）和井空间位置（T17）同时调节多个环境性能维度。这些跨域关系可归纳为四种类型：协同（如通风与IAQ之间的污染物稀释）、权衡（如通风效率与热稳定性、空间开放性与声学控制之间的冲突）、情境依赖（同一空间策略在不同气候、季节和运行条件下效果不同）以及序列变化（环境性能随使用者沿入口—过渡—站厅—站台的移动路径而动态变化）。这种系统级中介机制意味着建筑设计是环境性能的基础性调节器，而工程技术只是在空间边界条件内进行微调。

在讨论部分，研究人员强调，系统级空间配置确立了局部干预措施的作用边界，当两者不匹配时，单领域优化只能产生有限的局部改善。因此，研究提出了面向设计推理的空间—性能整合框架和循证设计指标表，将17个建筑子类别与可量化的性能指标（如PMV范围、风速区间、采光sUDI指标、降噪分贝值等）及其适用的空间和气候情境相联系，帮助设计者在早期设计阶段预判多性能协同与冲突，使环境评价从参数优化转向支持建筑设计论证。研究也指出现有证据的地理集中性（以中国为主）、短期测量和静态情景模拟的局限，未来需要跨气候区的比较研究、纵向使用后评价以及将生理和心理指标纳入建筑性能评估，以推动人本化和可持续的地下公共空间设计。研究结论指出，地下公共空间的环境性能源于空间配置、界面条件与技术系统的相互作用，系统级空间决策应优先于局部技术干预，这为地下空间设计提供了从单指标优化迈向多性能系统调控的理论基础与实践参照。