国外地下空间内部环境保障技术
摘要：本文综述日本及北欧、英美各国地下空间内部环境保障技术概况。重点论述内部环境控制要素、标准、技术措施和运行效果等。同时简介世界各国利用地下空间的节能优势，拓展地下空间开发领域及其节能效果。
关键词：地下空间，内部环境，节能
世界各国在城市中建造地下空间，已有一百多年的历史。城市地下建筑是从兴建地下铁道开始，地下街的大量出现是第二次世界大战之后。地下街发展最快，兴建最多，规模最大的国家是日本。日本地下街世界闻名，它是在城市高密度情况下充分利用地下空间的必然产物。六十年代以来，发达国家经济和科学技术的高度发展，随着城市人口快速增长与地域规模的限制，促进地下空间开发利用；地下仃车场，地下街等地下建筑的建设成为解决城市资源和环境危机的有效途径。积几十年地下街等地下空间的建设和运行经验，在创造地下空间良好的内部环境方面也有行之有效的方法。认为地下环境是一个与地面空气隔绝的人工环境，必须施行人工温度湿度、通风换气和采光等气象条件，为人在地下长期生活和工作，确保有一个安全健康的环境；从而建立比较完善的内部环境保障体系、内部环境设计标准和良好的内部环境保障技术措施。
一、日本地下空间内部环境质量控制
1、内部环境质量控制标准
1.1、热湿环境
一般地说，地下空间受外部气温的影响较小，容易得到一定的温湿度环境；但日本地下水位高，夏季高温高湿，加上地下建筑壁面温度低，地下空间极易形成高湿度，影响人体蒸发散热。因此日本地下建筑内部环境在参照“楼宇管理法”时，采用最保守的管理标准，特别考虑由于季节的不同而需要的舒适的环境标准。因此对座姿或极轻作业的地下空间工作人员，环境温湿度应考虑夏季在24～27℃，冬季在20～23℃，相对湿度50～60％比较狭小的范围内。在设定全年地下空间温湿度时，如果考虑人体对季节的适应能力，还必须考虑活动和睡眠时间的分配，温度的日变化；特别是在地下空间内，看不到阳光，季节感和时刻感都比较淡薄，据此适当提高标准也是必要的。表（1-1）是地下空间热湿环境的标准。
表（1-1）
标准 舒适环境标准（℃） 建筑物环境卫生标准
座姿作业 轻作业 17～28℃
内 夏季 24～27 20～25 （不明显低于室外温度）
容 冬季 20～23 18～20 相对湿度40～70％
湿度：50～60％
1.2空气质量
地下空间没有窗户，自然换气不充分，容易受到、、粉尘及其它有害气体污染而产生对人体的影响。因此地下空间必须按楼宇管理法，遵守表（1-2）所规定的``````标准。对那些短期高浓度有害物的影响比较容易发觉，而对那些低浓度有害物的长期作用对人体的影响，比较容易忽视，因此规定地下空间工作人员必须进行定期的健康检查。
表（1-2）
标准 建筑物环境卫生标准及舒适环境标准
内 游浮粉尘 ＜
＜
容 ＜
1.3、噪声环境
认为地下空间从外部侵入的噪声不多，内部产生的噪声也难以外漏；因此空调器、风机等噪声是地下空间内部噪声的主要来源。日本地下空间内部噪声标准沿用日本建筑学会所提出的室内噪声标准。在地下空间必须考虑噪声传播方向的布局和平面设计，通常对产生噪声的机器进行消声防振处理。不同房间噪声标准和基准曲线如表（1-3）。
表（1-3）
房间名称 db(A) NC曲线 房间名称 db(A) NC曲线
播音室 25 15～20 医院 35 25
音厅 30 20 图书馆 40 30
剧场 35 20～25 小事务所 45 30～45
教室 40 25 大事务所 50 45
住宅 40 25～30 体育馆 55 NCA50
1.4、光环境
在自然光不能完全到达的地下空间，人工照明是必不可少的。一般普通作业必需有500Lx（勒克斯），精细作业1000Lx以上。同时地下空间可采用太阳光跟踪系统。根据季节、时间及计算机算出太阳位置变化（太阳高度角、方位角），然后驱动安装在室外的采光设备，而将太阳光导入；也可反射镜直接反射如图(1-1)，也可将聚光镜采集到的光用导光纤维自由导入建筑物内部.
2、内部环境保障技术概况
2.1、热湿环境与空气质量
以地下街为特点的地下空间，其空调条件与一般建筑物基本相同，但也考虑其特殊性；认为空气环境标准应高于地面建筑空气环境标准。综合性的地下街空调方式，应将负荷变动激烈、排风量大的饮食店部分，与照明比较稳定、不必保持较大排风量的商店部分分别考虑。图(1-3)是日本地下街典型的空调系统。
这个系统的特点是地下出入口附近的空气容易恶化，而整个地下街容易维持正压，被污染的室外空气和非空调区域的空气难于侵入。地下街（通道部分）的热湿环境，夏季温度为℃，相对湿度为％；冬季温度℃，相对湿度为％；风速均在0.5m/s范围内。表（1-4）是日本札幌市地下街夏季地下空间内部环境质量的调查结果。
表（1-4）
日本 空调启动时间内 空调仃止时间内
札幌市地下街 平均值 最小值 最大值 平均值 最小值 最大值
地下街通行人数 870 308 1406 185 12 448
气温（℃）
相对湿度（％） 27.3
51.0 25.4
44.4 29.1
57.8 28.5
52.2 26.9
45.7 29.8
57.7
浮游粒子状物质（）
1.7
837
81
17.2
10.3 0.4
410
46
8.7
14.0 3.6
1150
106
35.1
22.5 1.7
668
102
34.4
16.7 0.0
430
35
23.0
12.5 4.6
1000
194
55.0
19.1
氡平衡当量浓度（） 3.3 2.0 4.6 6.5 3.6 13.3
2.2、心理环境
A、以前对地下空间的视觉环境没有特别的规定，但由于舒适要求的提高，必须消除地下空间狭小景观感，进行色彩效果的空间居住环境的规划设计。各种不同场合下空间设计的现状及效果如表（1-5）
表（1-5）
场所 空间设计 效果
地下广场 自然树木的平面设置、喷泉、人工湖、人工河，有开放的空间形状 心情开阔
清凉感
开放式
地下通道 照明器具多样化、壁面装饰、大的容易见到的路标、绘画的展示、马赛克地面。 心胸开阔
快乐感
位置的确认
地下接待室
大画面的映象装置
水槽（有鱼） 快乐感、心情开
阔、信息获得
地下出入口 地下入口采用自然光 进入地下无突然感
B、在地下，滞留者心理受到压仰感的原因之一是与外部环境的隔绝；作为缓解这个问题的方法可以用映象表现外部环境。根据映象了解外部环境即白天、夜晚、天气情况，有助于消除人们心理的压仰感。
初次进入地下空间的人，之所以有些不安，是因为自已现在所处位置及前进方向不明而造成。长期在地下空间的人，可以根据周围的景观，准确地判断出自已的位置和前进的方向。而不熟悉此空间的人，不得不依赖于内部显示系统来确认自已的位置。与地上空间不同的是，地下空间没有远距离的山和高层建筑等目标，配置内部显示系统确认自已的位置是十分必要的。现在地下街内部显示系统，大多采用固定的显示牌；但是对大规模的复杂的地下街，固定的显示牌的效果有限，有必要使用声音和映象，设置智能内部显示系统。
C、无窗的地下空间对居住者会产生许多不良的印象和气氛。为此在地下空间用伪装窗代替窗的功能。人工窗系统有由画板作成静止画和由投影机放映的动画两种。
D、环境音乐
使用音乐的传播，能使环境舒适化。环境音乐必须考虑人的心理状态、场所和时间的因素。使人有安心感和精神振奋的作用；对消除人员孤独感和不安感也是有效的；并且环境音乐还可有报时的作用，使人获得时间感。
E、香味系统
香味系统有助于室内环境舒适性的提高。有适合各种目的（体感、温度、映象、报时、警报、位置认别等）的复合型香味供给系统。提高舒适性的香味及报时香味，对地下空间居住者有良好的作用。警报用的香味，由于使用与音响警报和视觉警报相结合，使报知效果得到进一步提高；并对听力弱者也有早期发觉非常事件的作用。在地下空间中发挥特别效果的是位置识别香味。在地下空间逗留的人，通常不明自已所处的位置，为此，根据建筑师巧妙考虑，在各层及各区域改变颜色，并且各种识别系统配合香味系统，可得到比较高的识别位置的效果。如在地下街出入口、地铁车站森林一侧和海岸一侧分别设置香味识别手段如图(1-4)所示。
2.3地下空间环境质量控制技术
A、温湿度控制
温湿度控制除用空调设备来实施以外，最近蓄冷蓄热装置也已开发出来，同时采用废热回收。所谓蓄热即将热能蓄藏起来，所谓增热，即将低位热能升为高品位热能，从而提高利用价值。蓄热的方法有显热蓄热、化学蓄热、潜热蓄热、浓差蓄热等。
显热蓄热是使物质的温度上升并保温，从而保存热量的方法；目前有水箱、太阳池、岩石充填、土壤、地下水槽等方式。蓄热量与物质热容量和提高的温度有关。其优点是蓄热材料便宜，可以利用现有技术，不需要热交换器等优点。但蓄热密度低，热损失大，必需用绝热材料等。
潜热蓄热是改变热能成为潜热而蓄热的方法。根据潜热量和蓄热材料的质量，即可知道热能的温度，目前已有定型装置。但蓄热材料费用高和需要换热器等缺点。
化学蓄热是利用物质化学反应热来蓄热的方法。它取决于反应热和反应物的质量。浓差蓄热是根据浓度不同，利用其溶解热、稀释热、混合热、吸附热等的蓄热方法。各种蓄热装置的蓄热性能，其效率、热能密度、适用性、寿命和输入输出形态、经济性随具体条件、环境保障安全等而不同。
B、空气品质控制
在日本，为了保持舒适的居住空间，在地下街等地下空间中，按建筑管理法所规定的、浮游粉尘、微生物、有害气体等管理标准，设置空气净化系统。使地下空间中的污
染物得到有效的控制。
2、北欧及英美各国地下空间内部环境质量控制
2.1.地下空间中影响空气品质的主要因素及其控制方法
北欧及英美各国学者认为地下空间中影响空气品质的主要因素有潮气、人体和生物排出物(如CO2、汗水及体味等)、香烟烟雾、氡及其子体、燃烧产物、易挥发性有机化合物、灰尘粒子(包括纤维)、微生物等。在封闭的地下空间中，围护结构的建筑材料、室内电器、人体自身的行为、通风时来自室外大气的污染以及包括暖通空调在内的设备带来的污染。
潮气是居住性地下建筑的主要问题。人体和生物排出物尤其在居留密度大的地方也很重要，主要如CO2、汗水及体味等。香烟烟雾将取决于建筑或房间内吸烟的可能性。氡是一种放射性气体，是从岩石、土壤、地下水和建筑材料中散发出来的，地下建筑四周被岩土包围，由于受建筑与土壤间的较高压力差的驱动，氡直接进入地下空间内，因此地下空间中的氡浓度大大高于地上建筑。燃烧产物发生在地下居住建筑或餐饮建筑的厨房，主要取决于生活习惯和所使用的燃料，燃烧时需要大量氧气，产生大量CO2，废气中的有害物如CO、NxOy、SO2、苯并芘及可吸入性微粒等。易挥发有机物，主要由建筑材料、设备、室内装修和家具等产生，其中以甲醛的污染影响较大。微生物污染主要是霉菌、细菌及病毒等，地下建筑的潮气是霉菌增多的主要原因，细菌及病毒通过人体和空气中的灰尘进行传播，适宜的温湿度促使微生物在污染的表面生长。对有些污染物，如易挥发性的有机化合物、微生物和许多其它粒子，现有的知识和研究仍还有限，不过，无论如何它们对健康有影响。
一些实测表明，在很多情况下空气处理设备有污染源。在欧洲九个国家的调查结果表明，送风的空气品质比室外差。空气处理设备中的几个部分可能污染空气。最严重的是积灰的送风过滤器，其它象再生式热交换器，脏风管，表冷器和加湿器也增加了送风的污染物负荷。试验表明清洁脏的部件或运用洁净生产过程可以提高空气品质。空气处理设备也是空气污染物的存留地，是污染物的接收器和静止发散源。当风速低时空气处理设备有净化空气的作用，风速快时使空气品质恶化。这是设计处理系统运行的极重要的因素。
控制室内空气品质的方法，按其优先顺序主要有以下几种：⑴污染源控制；⑵局部通风；⑶全面通风(尽可能采用置换通风)；⑷引入自然环境及生态平衡(绿色植物)；⑸空气洁净。
有效控制污染源，是保证室内空气不受污染的根本办法。通风是使空气中污染物含量降低到允许水平的重要手段。许多室内污染物包括甲醛等有机化合物、香烟、粒子和氡等污染源的控制，可以通过密封或在使用时作些限制等办法来实现。允许抽烟时，要提高通风换气率。控制厨房和浴室产生的燃烧产物和潮气，通常需要局部排风及时将污染物排除，控制污染物向室内扩散。
对氡污染，主要措施要把氡及其子体浓度限制在允许的水平。通风降低氡浓度不仅靠稀释，还要通过机械通风系统产生的适当压差。其通风方式还取决于发散源是来自地下还是来自建筑材料。
2.2、地下建筑中的霉菌及其预防
地下建筑中的潮气和霉菌增多对健康产生负面影响，国内外大量研究已经达到共识的是：潮气和霉菌生长导致过敏性和非过敏性疾病，导致建筑物表面的腐蚀和破坏，认为持续的霉菌增长是地下建筑构造中的潮气造成的。因此对地下建筑中潮气的研究和控制是非常重要的。
值得注意的是霉菌生长不需要液态水，控制霉菌生长的主要因素不是房间空气的相对湿度RH，而是建筑内表面的潮湿度MC（MoistureContent），MC用水的活动度（wateractivity）表示，MC大约在0.65以下，霉菌的生长就不可能了。实际上，在几天时间中建筑表面大于0.80的情况下霉菌易于发生。对MC在0.65～0.80间的建筑表面霉菌的研究资料较少。
美国ASHRAE根据人体健康和防止霉菌生长的要求，规定建筑内的相对湿度。在ASHRAE55－1992标准中规定了室内最大相对湿度为60％，其主要依据是防止霉菌生长。而按热舒适环境要求，在供冷期允许相对湿度可超过70％RH甚至75％。在ASHRAE62-1989标准中曾指出，在相对湿度大于70％时，建筑中会生长霉菌，因此修订草案中，推荐在供冷期的空气相对湿度不应持续大于60％，这是由于当房间相对湿度持续小于60％时，在墙体表面温度低于空气露点温度时就会产生结露现象，霉菌也可以在冷的墙壁上生长。湿度、HAVC系统中的污物都为包括霉菌在内的微生物提供了生长的环境。表冷器，排水盘和加湿器是HVAC系统中普遍的湿源。空气处理设备本身提供潮气，因为空气离开冷却盘管时湿度接近饱和（90％），HVAC系统由于湿空气的原因，表面变脏是值得注意的，因为与清洁表面相比脏的表面更易于霉菌生长，因此。空气处理设备的表面衬垫和送风管为霉菌生长提供了条件。夏季通风将室外空气送入地下空间，高温潮气遇到室内的冷表面，使墙表面湿度上升，促使霉菌生长。潮湿问题在过冷和负压的空间中更需注意。
控制霉菌生长的措施主要有：
A、地下水渗漏的控制
对地下水的渗漏进行有组织的引导和排除，做好围护结构防水和隔汽处理，防水层应放在围护结构的室外侧，防止地下水渗漏或积聚在围护结构内部和地下空间内。
B、建筑表面潮湿的控制
在所有环境条件下，应避免在地下建筑内表面产生凝结水，应有适当的绝热以避免内表面过冷，通过湿源控制、控制室内正压，降低内表面湿度，内表面避免使用低穿透率的材料，做围护结构的隔汽处理时，隔汽层应放在围护结构的室内恻，以防止内表面水蒸气渗透到围护结构内部。
C、控制地下空间内的空气相对湿度
对于地下建筑的空调或通风系统，设计时应使相对湿度保持在≤60％RH，运行中的相对湿度不应大于60％RH。对于易生长霉菌的建筑表面，相对湿度不应持续大于65％RH，室内保持正压，避免湿气导入和非空调空气导入。
D、HAVC系统的湿气控制
为控制室内环境而设计的供热、通风及空调系统中有水或水蒸汽的表面应保持光滑或易于清洁和维护，易于排除水份，避免保留或积聚水份。这些原则适用于所有的气流表面，如过滤器、表冷器、除湿机、喷洒系统附近、湿空气送风管道及通风隧道附近等。HVAC系统的过滤器经常维护，保持清洁，提高过滤效率，表冷器、喷水系统下的排水管应畅通，避免设备存水，使产湿设备和湿空气送风管表面的损坏达到最小，使由HVAC设备和系统造成的空气污染减到最小。
2.3、采取合理的气流组织，对改善地下空间室内空气品质的重要性
地上建筑中由于空气品质差,人们可以用开窗的自然通风方法加以改善。而地下空间由于与地面不能直接相通,因此用打开门窗的方法进行换气是不可能的,因此地下空间内部空气品质的控制与地上建筑相比，应更加强调室内气流组织。气流组织是暖通空调技术中的重要环节之一，对于同样的系统、同样的设备，由于室内气流组织不同，会产生不同的效果，同时对系统的节能也有影响。以往的设计中，一般建筑很少进行气流组织设计，对一些温湿度要求高的建筑，则气流组织设计的目的，往往是将处理好的空气送入室内，并与室内空气充分混合后到达工作区，使工作区处于回流区，工作区内的温度、湿度和气流速度达到均匀并在允许值以内。
但是从室内空气品质的要求来看，送入室内的清洁空气，按照传统的混合式通风方式，首先与室内污浊空气充分混合，使室内污染空气稀释，使之污染物浓度达到标准许可的浓度以下。如果以室内污染物的排除效率来描述通风效率的话，排气或回风的污染物浓度等于室内稀释后的平均浓度。这种混合式的通风效率，理论上可达100％，但实际上在50％～70％以下。如果气流组织得不好，气流发生“短路”，则效率将低于50％。
从室内空气品质的要求来看，希望污染物直接从污染源排除，而新鲜空气和洁净空气直接送入工作区或居留区，这就引出了“置换通风”方式，与前面所说的混合式通风所不同的是污染物浓度分布，不是用稀释的办法降低全室污染物的平均浓度，而是使污染物最快排除，最大限度地向工作区提供清洁空气，而以清洁空气置换污染空气，对工作区来讲，不是充满稀释后的污染空气，而是充满新鲜的清洁空气，因此其通风效率可达100～200％。可见置换通风是一种有效的气流组织形式，使人体沉浸在清洁空气中，在改善工作区空气品质，节约能耗方面，国外已有大量成功的经验，而在地下大空间的通风空调方面是值得推广应用的。
2.4一些国家和地区室内空气品质标准值或建议值
国家或地区 美国 加拿大 日本 荷兰瑞典
温度(℃) 20～22 20～22 18～28 18～20
相对湿度(%) 20～60
夏30～80
冬30～55 40～70
平均风速(m/s) 0.2 0.2 ﹤0.5
悬浮徽粒(mg/m3)
PM25，﹤100 PM10，150 PM10140
二氧化碳(PPm) 2500 ﹤3500 1000
一氧化碳(PPm) 9 ﹤25 10 35
二氧化氮(PPb) 长期﹤50 80(日平均)
二氧化硫(PPm) 25(日平均) 长期﹤19 133(时平均)
3、充分认识地下建筑节能优势，拓宽地下空间资源利用；
建筑物内部环境控制离不开供热与空调，而暖通空调又离不开大量的能源消耗和严重的环境污染；从可持续发展战略高度，建筑物内部环境控制已面临降低能耗和无公害技术的挑战。而地下空间在建筑低能耗和无公害、可再生自然能源利用方面，提供了有利条件和广阔的应用前景。因此在发展地下空间公共设施如地下商业街、地下交通等的同时，利用地下空间的热稳定性，大力发展各种功能的地下设施，如国外地下贮存系统及地下热（冷）能贮藏技术等，对国民经济发展，促进自然能利用具有积极作用。
在国外一些发达国家或发展中国家，如在埃及，由于人口的不断增长，预计在今后十年要面临食品储库严重短缺的问题，考虑到现行粮食处理技术和地面储存设备使所存食品产生大量的浪费，而地下储粮设施不易受温度和湿度急剧变化的影响，而且对地震、变乱、战事也有更好的保护作用，为此请瑞士一个工程设计组织（Sweco）为埃及设计了一个地下贮粮系统，在苏伊士港附近一座山丘的岩石里开挖12个筒仓，用以储备100000吨粮食，筒仓直径20米、高5米，用隧道相互沟通并与地面相连。地下筒仓上下两组传送设备在内的谷物分发系统将具有每小时入仓1000吨的能力；地下筒仓的粮食处理系统比传统的粮仓的投资要高，但根据Sweco设计，将从低造价和低运行成本中得到补偿。据估计一个3.85亿美元造价的工程，要比大小相当的一般粮库的造价少化大约0.6亿美元；且库址在岩石中，温度稳定且较低，为维持粮库12℃温度所需的能耗大大降低。
地下建筑技术达到国际最高水平的瑞典，基于地下贮能在投资、土地利用、安全、环境保护、以及土壤和岩石的恒温性和隔热性的有利因素，大规模利用地下空间资源，如瑞典Lgckebo的地下热水贮藏设施。利用石子或岩石的蓄热性来蓄存的冷(热)能，供地下建筑空调用冷热源以冰、水、蒸汽等作为媒体的大深度地下热贮存。同时瑞典与其它国家一样，致力改变过分依赖进口石油的状况，政府决策发展新能源技术，首先是可再生热源太阳能的利用；推广与太阳能收集器相结合的地下贮热系统，到本世纪九十年初，在瑞典节省热燃料的经济效益已远远超过太阳能收集器装置的主要费用。在许多发展中国家，寒冷的冬季，炎热曝晒的夏季，季节性太阳能贮藏的推广，均取得可观的经济收益。
美国利用废矿开发地下空间资源也是值得借鉴的，如美国在Missouri州的Kansas市每年要开采作为建材用的骨材、碎石的石灰石100万吨，开挖面积每年81000，拥有巨大的地下空间资源，1989年以来，将这些废矿改造为地下仓库、事务所和制造工厂等，利用率为总开掘面积的10％左右，其中80％以上用作仓库。这个地区地下空间处在坚固的石灰岩层内，而石灰岩层上部是厚厚的难透水性的页岩，地下水几乎完全隔断，因此地下空间不用采取防渗漏和防潮措施。地下空间中全年温度维持在16℃左右，湿度60％左右。几乎不需供冷和除湿，因此能耗非常少。地下冷藏库的温度也较容易保持，即使停电时库内温度每天仅上升0.5℃，因此不需要停电时的紧急措施及设备。地下空间不受自然灾害的影响，还可减轻保险费用，地下空间的建设费是地上的30～50％，因此，石灰石的采掘与其空洞利用的地下空间建设同时进行，可以获得双重效益。
地下空间用作地下冷库和低温贮藏库也是成功的经验，如瑞典利用长×宽×高的三个地下空洞，其中二个(约16000)作贮藏用，其余一个为运输停车场及服务区。地下冷库的优点是节省能耗，以瑞典的这个冷库为例，与同样用途的地上冷库相比，冷冻机运行能耗节省18％以上。而在挪威同样设施的地下冷库，冷冻设备的能力仅为地上的50％，运行能耗节省25％以上。地下冷库还具有其它优点，当设备维修期间或发生停电等事故时库内温升较小，据记录，由于冷冻机故障，2周内温度仅上升2～3％，仍能防止冷冻食品变质，无论从品质保障方面，或在减低贮藏品的保险金方面，都是有利的。又如日本大谷地区利用废矿的柑桔类低温贮藏库，大谷石具有脱臭无菌的效果，其主要特点是自然通风型的低温贮藏库，柑桔类的贮藏环境适合于低温高湿的状态，利用空洞内外的温度差进行自然通风，冬季将室外冷空气导入库内，将这些冷量蓄存在空洞周边的岩石中，而从春季到夏季的贮藏期间，通过控制外气的导入量来实现温湿度管理。用自然通风方式可使贮藏期库内温度控制在7～8℃以下，相对湿度维持在95％以上。大谷低温贮藏库全年的电力消耗主要是照明用电，与采用冷冻机的地上低温贮藏库相比，其能耗仅为地上1／10以下。
地下空间也可为特定要求的热湿环境和特种工艺要求的设施，提供节能、可靠、舒适的空气环境。如日本国立国会图书馆，地上4层，地下8层（地面下30m）主要是书库(包括机房)，这个地下书库的特点是防水、防潮结构好，为书库工作人员提供十分和谐的环境。地下书库采用离壁式的双层壁作为防潮空间，建筑整体采取防水材料施工。地上2层的透光大厅直到地下8层进行自然采光。地下书库环境控制温度22±2℃，相对湿度为55±10％，空调负荷比地上大大减少。地下空间还可以通过控制送入新风的同时,结合采用简单的除湿设备，并对渗透水加以处理，来控制并提供各种贮藏环境。对环境变化非常小，空气洁净度高，对振动敏感的工程环境；在地上要维持这种环境，消除外界自然气候、地震、人为振动等影响需要高昂的投资，而利用地下空间潜在的优势，可大大减低上述费用。
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