当决定建造威尔逊大厅的时候，明尼苏达大学计划人员起初向建筑师D. Bennett提示三项要求：第一，保持原校园里两幢历史性大楼的景色；第二，不影响行人交通：第三，符合大学能源节约方针。Bennett遵循了形式服从于实用的原则；他并没有将这座大厅建造在地面上、伸向高空，而却选择将其建造在地下。如今，威尔逊大厅总面积的百分之九十五都在地下。

威尔逊大厅建造在大学的明尼亚波利斯校园里，大厅内有一家书店，大学入学注册科也设在这里。大厅面积为83,000平方英尺，图书馆顶上有一块坡度平面板，另外两块平面板完全在地下。这座建筑落成还不满二年，它不仅符合大学计划人员所提出的要求，而且其造价要比同类型的地面建筑低百分之三至五。

人类历史上，掘土为屋是习以为常的，洞穴堪称人类最古老的住宅。在中国、西班牙、土耳其和突尼斯，这种洞穴结构的房屋已经有数百年的历史；过去一百年内，在美国大平原上举目皆是那些四面泥墙围住的洞居。然而，威尔逊大厅则是建筑学上一种新发展，它是本世纪初以来所建造的数十幢精心设计的地下建筑中的一幢。其中一部分建筑，尤其是那些早期设计的，其目的是为了保持空旷的地面而建造在地下的。然而，自从阿拉伯国家石油禁运以后，越来越多的建筑师和计划人员转而选择地下建筑，是鉴于另一个原因，即这种建筑戏剧性地节约了冷暖气空调的开支。商业、工业和住宅建筑各方面都同样地在利用地球本身为人类创造能源充足的住屋，以寻求一种降低日益上涨的能源开支的途径。这一趋势为重返大自然的建筑倾向添薪加油，从而可能深刻地改变未来建筑的设计和其实用价值。

地下建筑不是名副其实一概都建筑在地面以下。提倡这类独特建筑的人们意识到：对许多人来说，提起“地下”这个字眼会令人本能地产生一种昏暗、潮湿、密闭，甚而至于不寒而栗的感觉。这种感觉往往是由地下室、隧道、下水道、防空洞联想而生的，难怪人们听说地下建筑既漂亮而又光线充足，有的竟嗤之以鼻。

以威尔逊大厅为例。决心为了消除大学教职员工对地下洞穴生活所产生的那种恐惧心理Bennett于是设计了一座富于想象力、阳光明媚、十足道地的游乐场。大厅地面上开设的一扇扇窗户把底下一层书店的商场照耀得通亮。附近入学注册科的中央是一座院子，院子的四周有一排排窗户，阳光透过玻璃沐浴着大厅的中层和底层。

由于土壤使建筑物的温度避免受到地面气温的每日上下波动以及寒风的影响，因此威尔逊大厅的温度，即使在冬季的夜晚或周末当把暖气关闭以后，也从未跌到50°F以下。（与人们的意料相反，土壤并不是优良的绝缘体。三英尺厚的土壤所起的绝缘作用仅仅相当于四分之三英寸厚的聚氨基甲酸脂。但是，土壤却是极其良好的温度调节剂。）无怪乎在这种地下建筑里的冷暖气空调设备很少有规模很大的。由于这些空调设备工作时的负荷比较平均/因此它们效率就高而且浪费也不大。

地下建筑还提供能用来贮存能源的一种非常大的聚热体。譬如说，威尔逊大厅可以将由光、机器和人产生的废热贮存起来。根据刚来麻省理工学院的—位机械工程副教授Thomas Bligh所介绍，这就是威尔逊大厅里为什么很少非得打开暖气的原因。此外，它还能够把通过入学注册科院子四周那排朝南的窗户所攫取的太阳能贮藏起来。在冬季的岁月里，阳光的照射，在白天造成大厅内的室温缓慢而持续地上升。然而一到夏季，大厅上面有常春藤遮住灼热的阳光，室内十分凉快同时又给大厅增添了一种美的感觉。

太阳能集热系统不足为怪地将随着地下建筑的理论而应运而生，并积极地发展起来。地下建筑能源消耗较少，可装置小型的太阳能集热器，这样耗资也相当小。最近，威尔逊大厅设计建造了一套太阳能集热系统，其占地面积仅为整个大厅总面积的百分之八；而许多地面建筑的集热器占地面积几乎达到1：1集热系统一旦调节到最佳状态估计它将提供整个大厅目前冷暖气空调所需要的能源的一半。

弗吉尼亚州雷斯登市的泰拉赛脱小学据说也使用类似的节能装置。在弗尔清克斯县学校委员会的管理下，泰拉赛脱被称为“山中的小学”。学校的天窗耸立在小山的中央，阳光透过窗户照进图书馆，或“交流中心”，这里是这座造价为290万美元学校的活动中心。从中心向四周伸展开去有四座直径为100英尺的“教学中心”，每座中心大小设计成可容纳250名孩子，每幢学校大楼都有一扇巨大的弧形窗户。校门口院子的两侧是学校的办公室、健身房、小吃店以及会议室。

建造一所泥土覆盖的学校起初使某些人感到瞠目失色。但随着部分地区大量兴建地下建筑，它已不成其为新奇的东西了，相反人们发现这是一种节俭的建筑。

在大城市堪萨斯，由于石灰石矿的开采，每年地下面积要增添六百万平方英尺。石灰石的开采留下一个个巨大的洞穴，洞顶光滑平整，中间每隔50至60英尺由一根根巨大的白色撑柱支撑着。这些石灰石洞穴成了杂乱无章一座座工业停车场，里面铺设起轨道，建造起货车站以及停车场。

地下50至200英尺的深处，温度始终保持在将近57°F左右，湿度是适宜的。这里，冷气空调的能源开支可节约70~90%，而暖气开支更大大下降达90~100%。内地粮食贮存分配中心，约有3800万立方英尺的地下面积改建成了冷库，用来储藏粮食。这些地下综合企业所节约的能源相当于7600户家庭所消耗的能源。尽管地下建筑能源开支低廉节省，但总有一部分人对穴居在地下，感到反感。然而，那些一旦打消这种心理的人，则普遍赞扬地下新居。

当然，很难说美国是第一个开始认识到地下空间所具有如此巨大潜在用处的国家。在日本，有24家以上的商业中心建筑在地下，在加拿大蒙特利尔，综合商业中心维勒· 玛丽商场也建造在城市的地下，面积横跨几条街。瑞典在地下建筑方面早就一马领先。在瑞典，像发电厂、工厂、仓库以及污水处理厂这类建筑一般都不造在地面上而建设在地下。

话说回来，美国至少在开拓地下空间，创建地下新居方面正起着带头作用。许多美国人渐渐发现，地下新居绝不是什么豪华的地下住宅；它们事实上是一种既省燃料又不占地的地下建筑，跟所有普通房屋一样，水电、卫生，各种设备色色俱全。

根据建筑师D. Metz所说，人们往往千篇一律地询问那些住进地下新居的人：“潮湿吗？寒冷吗？泥泞吗？昏暗吗？蛛网满屋吗？”D. Metz请他们尽管放心。有时，他偏偏让那些将信将疑的人亲眼去看一看。保特托普穴洞是D. Metz设计和大部分由他自己建造的第二幢地下建筑。D. Metz把建造地下新居说得轻松简便，他坚持认为，建造此类房屋不需要什么特殊的材料、特殊的设备、特殊的交易，任何有能力的承包商样样都能一手包办下来。

虽说保特托普穴洞的造价比同样一幢普通房屋要高，但这决不等于所有地下建筑的造价都比普通房屋来得昂贵。建筑师J. Barnard在麻省马斯顿·米尔斯市所建造的地下生态学房屋，通过应用门廊设计，其造价比相应的地面建筑要低上25%。房屋的起居室、厨房和卧室全部建造在地下，中央是一座凹陷下去的院子，院子里阳光照耀并能眺望风景。J. Barnard的妻子说，“我这人生性喜欢在室外，屋里总耽不长久。因此，我开始对地下建筑不感兴趣。但就我来说，这种门廊设计倒确实十分理想，我真喜欢。”至于暖气设备，生态学房屋装有屋顶太阳能集热器，还备有通常的电炉。即使还没有装上Barnard计划安装的热气泵，它已能节约25%的燃料开支。Barnard预计，如果在门廊顶装置一张透明挡板，估计燃料节约可达75%。

绝缘装置看来仍然是必要的。Metz坚持认为在较寒冷的地区它是重要的。他说：“当地面气温跌到20°F以下，土地就冷冻结起来，形成一根大冰管。”土壤具有一种海绵般的吸热作用，从地球内部深处吸收热量，起着调节作用。Metz说：“无论土地冻成怎样的模样，其温度是不可能会跌到20°F以下的。”

有些建筑师采取将房屋建造在地下深处，这样可以完全避免装置绝缘设施的问题。F. Moreland是阿林顿得克萨斯大学建筑系的教授，同时也是一位最热情的地下建筑的宣传者。最近，Moreland在得克萨斯州设计建造一幢威克沙哈切别墅，屋子上面覆盖的泥土足有九英尺厚。屋子经过专门的特殊设计，充分利用得克萨斯九英尺深的地下，全年平均温度在63~69°F这样一个有利的特点。然而，美中不足的唯一缺点是这种建筑的屋顶将承受巨大的额外压力，这样使整个建筑物的造价可能大大增加。照Moreland说，即使造价较高一些也划得来。他指出：“因为这种地下房屋的能源消费开支可以节约80~90%，所以这样的造价还是值得的。”

有些建筑师避免建造平屋顶，以此来解决地面的压力问题。W. Morgan在佛罗里达州杰克逊维

尔市的海滩边所设计建造的好几幢沙丘地下住宅就是一例。摩根根据电子计算机分析，选择了能够承受沉重地面压力的一种曲线薄壳结构。明尼苏达建筑师M. McGuire设计的威斯康星州里弗福克斯市的克拉克-纳尔逊别墅，就是使用了两道弓形结构的钢铁涵洞，这种涵洞与下水道相类似；这样，他于是创造出一种造价低廉但却相当坚固的薄壳结构。虽然短程线圆屋顶还有待与地下建筑设计结合起来，但却已经提供了另一种建筑设计的方法，这样能够使用相对来说较少的材料，去解决这个地面沉重压力的问题。

主要因为地下建筑过去发生漏水现象，所以未来地下新居的家庭特别关心渗水问题。在过去五年内，市场上研制成功一种新颖而效果更好的密封剂。例如，泰拉赛脱学校所使用的，就是这种粘性橡胶沥青。一位学校工程师说，“这是我们学区唯一不漏水的屋顶。”不是所有的地下建筑都成功地解决了渗水问题，像威尔逊大厅也碰到一些漏水的问题，但大部分地下建筑毕竟都是不渗水的。

漏水的问题不是主要的问题，但就地下建筑来说，决不能说是没有问题的。最常见的问题是：一，土质必须适宜，坚硬的岩石或潮湿的沼泽地带均不适合于地下建筑；二，兴建地下住宅经常遭到棘手的造价问题；三，城建造屋规定影响地下建筑在人口稠密市区的发展，而且筹划建筑资金也有困难；四，大部分建筑师对设计建造地下建筑还缺乏经验。

根据美国建筑学院实习和设计的负责人Barker介绍，美国建筑学院部分成员在这方面成绩卓著。但他说，“总的来讲，发展地下建筑被许多建筑师认为是一种心血来潮的‘猎奇’要使地下建筑能够发展成美国建筑学上必不可缺的内容，那就必须进一步进行研究。”Bligh指出，“我们目前需要做的工作，是小心翼翼地设计建造一系列这样的地下建筑，然后从中找出我们今后必须克服的缺点。”

开始依靠了国家科学基金的津贴，后来在美国能源部的资助下，威尔逊大厅的工程师目前正在仔细观察通过这座大厅的墙壁和地板所损耗的能源。一俟积累了充分的资料，就有可能更精确地估计出地下建筑内冷暖气空调所需消耗的能源。

Bligh和Moreland面对着建造大型地下住宅的发展前景，内心尤为激动。他们的远景计划是发展到每英亩土地建造六到八幢这样的地下房屋。虽然这样房屋的密度比目前明尼亚波利斯-圣保罗最稠密的地区要高21%，但其绿化地带却相反增加了二倍半。Moreland心目中的这种地下建筑住宅区将是没有噪音，房屋建造在人造山丘之中，一幢屋子的屋顶是另一幢屋子的院子。这位得克萨斯建筑师坚信，这种地下住宅的造价最终势必下降。他说，“我个人认为，在三至五年的时间内，我们将建造起一幢幢地下建筑的住宅，这些房屋的造价比今天的地下住宅低上三分之一。”

实用而富于想象力的建筑学并不是一帖医治都市社会疾病的灵丹妙药。但是，地下建筑至少告诉我们，依靠它我们能够解决一部分问题。

〔Smithsonian1979年2期〕