民用建筑附建式人防地下室建筑專業(yè)設(shè)計(jì)淺談

孫 愉

華東建筑設(shè)計(jì)研究有限公司

民用建筑附建式人防地下室建筑專業(yè)設(shè)計(jì)淺談

孫 愉

華東建筑設(shè)計(jì)研究有限公司

隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)及城市化的進(jìn)程，建筑業(yè)的發(fā)展也呈現(xiàn)出欣欣向榮的局面。1996年10月29日第八屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十二次會(huì)議通過了《中華人民共和國(guó)人民防空法》，確立了人民防空作為國(guó)防的重要組成部分的地位。本文所探討的是其中附建式人防地下室建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路及方法。

《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》（1997年10月27日建設(shè)部令第58號(hào)發(fā)布， 2001年11月20日根據(jù)“建設(shè)部關(guān)于修改‘城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定’的決定”修正）明確了實(shí)施平戰(zhàn)結(jié)合防空地下室的原則。即國(guó)家提倡利用城市建筑物地下主體部分建設(shè)人防工程，平戰(zhàn)兩用，發(fā)揮最大的使用效率及經(jīng)濟(jì)效益。在貫徹此項(xiàng)原則時(shí)首當(dāng)其沖的工作便是設(shè)計(jì)層面上的，尤其是建筑專業(yè)設(shè)計(jì)部分。

平戰(zhàn)結(jié)合人防工程屬于集體防護(hù)工程，其防護(hù)對(duì)象及對(duì)象破壞效應(yīng)如下（表一）。

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針對(duì)上述破壞效應(yīng)建筑本身應(yīng)采取的防護(hù)措施如下：

1.對(duì)地面沖擊波及其造成的地面建筑物倒塌的防護(hù)，主要體現(xiàn)在防空地下室圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的抗力，滿足抗核爆荷載，常規(guī)武器整體作用及建筑物倒塌的強(qiáng)度要求，并把沖擊波阻擋在室外。具體涉及部位為戰(zhàn)時(shí)出入口、通風(fēng)口、專供平時(shí)使用的出入口及通風(fēng)口等孔洞、主體各向圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.對(duì)化學(xué)武器，包括生物武器和放射性沾染的防護(hù)，其共同點(diǎn)都是必須進(jìn)入室內(nèi)才能產(chǎn)生殺傷作用。所以防空地下室室內(nèi)必須形成完整的密閉區(qū)，并在室外染毒的情況下能給室內(nèi)的人員提供必要的新風(fēng)和進(jìn)出的條件，進(jìn)出的同時(shí)應(yīng)杜絕毒劑的滲入。具體涉及到圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)密閉。戰(zhàn)時(shí)隔絕防護(hù)時(shí)間段內(nèi)部應(yīng)具備足夠的人員生存空間，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置濾毒裝置和采用相應(yīng)的密閉措施。戰(zhàn)時(shí)主要的出入口應(yīng)設(shè)置防毒通道、洗消間或簡(jiǎn)易洗消設(shè)施。戰(zhàn)時(shí)的出入口應(yīng)設(shè)置密閉門及密閉通道。

3.對(duì)早期核輻射的防護(hù)，包括熱輻射和城市火災(zāi)，主要體現(xiàn)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足一定的厚度，必要時(shí)地下室頂板應(yīng)覆土、出入口通道設(shè)置90度拐彎，并滿足一定的長(zhǎng)度要求等等。

4.其他防護(hù)包括為降低航彈命中（間接命中）時(shí)，需要控制主體的規(guī)模，主體較大時(shí)應(yīng)劃分防護(hù)單元及抗爆單元。為提高出入口戰(zhàn)時(shí)可靠度，防止出入口破壞或堵塞因素造成損失，每個(gè)防護(hù)單元出入口至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，其中至少有一個(gè)室外的出入口。另外為提高生存率及生存時(shí)間，設(shè)置必要的輔助功能，如廁所、柴油發(fā)電站、飲水間等等。

大致了解了各項(xiàng)防護(hù)措施后，筆者認(rèn)為就可以進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)了。從國(guó)情出發(fā)，我國(guó)提倡平戰(zhàn)結(jié)合建設(shè)人防工程。而平時(shí)使用要求與戰(zhàn)時(shí)防護(hù)要求是不一致的，需要轉(zhuǎn)換，故首先要了解這兩種狀態(tài)對(duì)應(yīng)的重點(diǎn)是什么。平時(shí)對(duì)于建筑專業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，火災(zāi)對(duì)人及物品造成的危害是最大的，因此消防概念是至關(guān)重要的。戰(zhàn)時(shí)對(duì)于建筑專業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是要對(duì)武器攻擊造成的各類破壞效應(yīng)進(jìn)行防范。

平戰(zhàn)結(jié)合附建式人防地下室設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)步驟：

(一)確認(rèn)審批的主體及工程審批的相關(guān)手續(xù)內(nèi)容，確認(rèn)本設(shè)計(jì)單位人防工程的設(shè)計(jì)資質(zhì)。

(二)按工程構(gòu)筑方式分類確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)，此項(xiàng)工作需由審批部門提出。因此前期需配合建設(shè)方征詢?nèi)〉谩?/p>

1.確定工程規(guī)模。

2.確定戰(zhàn)時(shí)用途。

3.確定防護(hù)類型。

1)甲類，指戰(zhàn)時(shí)能抵御預(yù)定的核武器、常規(guī)武器及生化武器的工程。

2)乙類，指戰(zhàn)時(shí)能抵御預(yù)定常規(guī)武器及生化武器的工程。

4.確定抗力等級(jí)。

1)常規(guī)武器抗力根據(jù)打擊方式分為直接命中和非直接命中兩類。直接命中分1、2、3、4級(jí)，非直接命中分為5級(jí)及6級(jí)。命名方式如常5級(jí)，常6級(jí)。

2)核武器抗力等級(jí)共分為1、2、2B、3、4、4B、5、6、6B級(jí)，共九級(jí)。命名方式如核5級(jí)，核6級(jí)。

3)《規(guī)范》涉及的為核4、4B、5、6、6B級(jí)以及常5級(jí)、6級(jí)。

4)抗力等級(jí)與人防工程的使用功能雖有某種聯(lián)系，但并非一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

5.確定防化要求及指標(biāo)。

防化要求根據(jù)人防工程使用功能確定，其與抗力等級(jí)沒有直接關(guān)系。

(三)主體與口部等設(shè)計(jì)

主體指的是防空地下室中能滿足戰(zhàn)時(shí)防護(hù)及其主要功能要求的部分。筆者就一些具體設(shè)計(jì)中比較模糊的概念及具體的設(shè)計(jì)困難做一定的探討。

1.防護(hù)分區(qū)、抗爆分區(qū)劃分及各類面積指標(biāo)的理解：

戰(zhàn)時(shí)劃分防護(hù)單元的初衷是減少人員及物資的損失的，本身相鄰防護(hù)單元間的分界墻為鋼筋混凝土墻，需要滿足抗力及密閉要求。相鄰防護(hù)單元戰(zhàn)時(shí)機(jī)電系統(tǒng)要求獨(dú)立不形成相互穿越，平時(shí)機(jī)電系統(tǒng)也應(yīng)盡量避免穿越，即跨單元布置系統(tǒng)或管線。故劃分防護(hù)單元的時(shí)候應(yīng)盡量結(jié)合平時(shí)的防火分區(qū)來(lái)設(shè)計(jì)，避免交叉劃分?；\統(tǒng)地說(shuō)就是防火分區(qū)與防護(hù)單元宜為包含與被包含的關(guān)系，而不宜是交叉的關(guān)系。

另外，《規(guī)范》規(guī)定的人員掩蔽部?jī)?nèi)的防護(hù)單元及抗爆單元的面積為建筑面積。而其中人員掩蔽面積為扣除結(jié)構(gòu)面積及戰(zhàn)時(shí)不能供人員長(zhǎng)期駐留的設(shè)備及輔助用房的面積。因此在界定人員掩蔽數(shù)量時(shí)應(yīng)按掩蔽面積計(jì)算，這對(duì)于計(jì)算人員數(shù)量、出入口寬度、戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)量等等都有著一定的限制作用。

2.頂板及其厚度的確定：

戰(zhàn)時(shí)室內(nèi)有人員停留的防空地下室頂板厚度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算高度。有防核要求的工程頂板同時(shí)需滿足防早期核輻射的厚度要求，若確有困難無(wú)法滿足時(shí)，《規(guī)范》中也提及了很多處理方式予以解決，比如頂部覆土等措施。

3.豎向構(gòu)建及其尺寸的確定：

豎向構(gòu)建中柱子的把握較為簡(jiǎn)單，主要通過平戰(zhàn)兩方面的結(jié)構(gòu)計(jì)算，取其大者即可確定。墻體從建筑專業(yè)的角度可分為臨空墻、主體與土壤接觸的外墻，防護(hù)單元之間的隔墻、清潔區(qū)與染毒區(qū)之間的密閉隔墻、抗爆單元間的抗爆隔墻及擋墻、內(nèi)分隔墻。

1)臨空墻為一側(cè)直接受空氣沖擊波，另一側(cè)為防空地下室內(nèi)部的墻體。包括口部中與非人防區(qū)域交界的鋼筋混凝土墻。甲類防空地下室墻體厚度應(yīng)同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算厚度及防早期核輻射的厚度要求。乙類防空地下室應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算厚度。

2)主體與土壤接觸的外墻應(yīng)為鋼筋混凝土墻，由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定厚度。

3)防護(hù)單元之間的防護(hù)隔墻應(yīng)為鋼筋混凝土墻，甲類防空地下室墻體厚度應(yīng)同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算厚度及防早期核輻射的厚度要求。乙類防空地下室應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算厚度。

4)抗爆單元間的抗爆隔墻及擋墻宜考慮采用相應(yīng)厚度的現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻或現(xiàn)澆混凝土墻，也可考慮其他材料臨戰(zhàn)構(gòu)筑。兩相鄰抗爆單元間應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)連通口。

5)密閉隔墻可以理解為不受人防荷載的墻體，其應(yīng)為鋼筋混凝土墻，厚度不應(yīng)小于200mm。密閉隔墻染毒區(qū)一側(cè)應(yīng)用水泥砂漿抹光，不免生化武器及放射性沾染殘留。當(dāng)其上有開洞時(shí)應(yīng)采取密閉措施以保證其密閉性。

6)內(nèi)分隔墻為防護(hù)單元及抗爆單元內(nèi)用于空間分隔的墻體，其可根據(jù)具體情況及法規(guī)要求選擇材質(zhì)。

7)以上的墻體皆可根據(jù)平時(shí)實(shí)際情況作為豎向受力構(gòu)件結(jié)合設(shè)計(jì)。

4.口部即出入口及連通口的建筑設(shè)計(jì)：（連通口指平時(shí)相鄰防火分區(qū)或戰(zhàn)時(shí)防護(hù)單元間的連通口）

筆者認(rèn)為出入口及連通口從使用時(shí)限上可分為3種，具體設(shè)計(jì)中我們較為常見的為前兩種類型。

1)平戰(zhàn)兩用的出入口。以人員出入口為例通常位于樓梯間處，戰(zhàn)時(shí)口部?jī)?nèi)的密閉通道指的是防護(hù)密閉門與密閉門之間的空間。由于防護(hù)密閉門及密閉門開啟關(guān)閉不易，只是臨戰(zhàn)時(shí)待掩蔽人員進(jìn)入后手動(dòng)關(guān)閉或戰(zhàn)時(shí)供專業(yè)人員臨時(shí)進(jìn)出，故平時(shí)應(yīng)處于常開狀態(tài)。而平時(shí)的前室門通常運(yùn)用帶有閉門器的防火門，為防止平時(shí)火災(zāi)時(shí)煙氣進(jìn)入應(yīng)處于常閉狀態(tài)。上述兩類門在平時(shí)同一時(shí)間段開啟狀態(tài)是截然相反的，且平戰(zhàn)狀態(tài)使用功能不同，兩者皆不可省略。如何節(jié)省各門形成的密閉通道與消防前室占用的平面空間？筆者認(rèn)為可以將兩者重疊設(shè)計(jì)，但應(yīng)注意前室加壓送風(fēng)管絕大多數(shù)情況下不應(yīng)穿入密閉通道。具體來(lái)說(shuō)有以下兩種設(shè)置方法，如下圖1及圖2：

圖1

圖2

在排布完成后校驗(yàn)兩樘防火門間消防前室的面積，校驗(yàn)防護(hù)密閉門與密閉門的開啟影響等因素。另外如防毒通道或密閉通道有防早期核輻射的要求還需滿足拐彎及長(zhǎng)度要求。

2)只供平時(shí)使用的出入口及相應(yīng)防火分區(qū)、防護(hù)單元間的連通口。《規(guī)范》規(guī)定此類洞口應(yīng)臨戰(zhàn)封堵，臨戰(zhàn)封堵口除需滿足尺寸要求外，在每個(gè)防護(hù)單元內(nèi)不宜超過2個(gè)。這一條在實(shí)際的設(shè)計(jì)執(zhí)行過程中往往會(huì)遇到困難。比如相鄰防護(hù)單元間平時(shí)車道處的臨戰(zhàn)封堵、大型設(shè)備如平時(shí)風(fēng)管的封堵等。出入口及連通口通常我們可以用雙扇防護(hù)密閉門的方法來(lái)控制臨戰(zhàn)封堵的次數(shù)，并根據(jù)實(shí)際平時(shí)防火要求設(shè)置防火卷簾或防火門。風(fēng)管等穿越洞口則應(yīng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上盡量避免。另外供平時(shí)使用的出入口若可直通室外，在滿足防倒塌條件時(shí)，也可考慮將其作為戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)口使用，但具體工程應(yīng)具體分析。

3) 戰(zhàn)時(shí)使用而平時(shí)不使用的出入口通常出現(xiàn)在平時(shí)人員出入口的總寬度不能滿足戰(zhàn)時(shí)需要，且地面增加出入口或?qū)挾葧?huì)受到地面景觀限制的情況下。為滿足戰(zhàn)時(shí)需要此時(shí)可設(shè)若干平時(shí)為封閉狀態(tài)的戰(zhàn)時(shí)出入口。這些出入口也應(yīng)滿足各轉(zhuǎn)換要求。其具體做法除不設(shè)防火門外同平戰(zhàn)兩用出入口。工程實(shí)例中常見于平時(shí)庫(kù)房或車庫(kù)等，戰(zhàn)時(shí)轉(zhuǎn)換為二等人員掩蔽所等防護(hù)工程。此類出入口平時(shí)所占用空間的利用率不高，故在有條件設(shè)置平戰(zhàn)兩用的出入口時(shí)應(yīng)盡量避免或設(shè)置避難通道。

5.通風(fēng)口建筑設(shè)計(jì)：

通風(fēng)口也可分為平戰(zhàn)兩用通風(fēng)口、平時(shí)使用而戰(zhàn)時(shí)不使用的通風(fēng)口及戰(zhàn)時(shí)使用而平時(shí)不使用的通風(fēng)口。通風(fēng)的流程以濾毒進(jìn)風(fēng)為例，戰(zhàn)時(shí)路由為：室外風(fēng)→風(fēng)井→擴(kuò)散室→除塵濾毒室→風(fēng)機(jī)→防護(hù)單元室內(nèi)，平時(shí)路由為：室外風(fēng)→風(fēng)井→風(fēng)機(jī)→防火分區(qū)室內(nèi)。比較兩者，戰(zhàn)時(shí)多了兩個(gè)步驟，一是消波措施（擴(kuò)散室或擴(kuò)散箱），二是除塵濾毒過程。在具體的設(shè)計(jì)中平時(shí)風(fēng)量往往遠(yuǎn)大于戰(zhàn)時(shí)風(fēng)量，而擴(kuò)散室等對(duì)應(yīng)的只是戰(zhàn)時(shí)風(fēng)量，所以簡(jiǎn)單的在平時(shí)路由上增加如擴(kuò)散室、除塵濾毒室等功能用房是不可取的。通常的處理手段有：

1)【防爆波活門+防護(hù)密閉門（一框上下兩門）】+【防護(hù)密閉門+密閉門（一框正反兩門）】的做法，如圖3：平時(shí)打開兩道防護(hù)密閉門及一道密閉門以滿足較大的通風(fēng)量；戰(zhàn)時(shí)關(guān)閉上述三道門，形成擴(kuò)散室，并由防爆波活門、密閉閥門、濾毒設(shè)備共同作用消波濾毒通風(fēng)。

2)將平戰(zhàn)兩套進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)以進(jìn)風(fēng)豎井為界分兩側(cè)設(shè)置。這種設(shè)計(jì)方式較易理解，即兩套系統(tǒng)分時(shí)段工作。如圖4：

圖3

圖4

3)排風(fēng)口處基本同進(jìn)風(fēng)口，排風(fēng)也可使用超壓排風(fēng)方式，因其占用建筑空間較小，故也被經(jīng)常使用。另外主要出入口通常需要洗消，應(yīng)結(jié)合排風(fēng)口設(shè)置。

(四)綜合設(shè)計(jì)

總體上的設(shè)計(jì)筆者認(rèn)為可以從兩個(gè)方面著手。一為戰(zhàn)時(shí)掩蔽狀態(tài)（表二），二為戰(zhàn)時(shí)防化要求，建筑設(shè)計(jì)上主要的防化要求是出入口密閉通道、防毒通道的數(shù)量，洗消設(shè)施的設(shè)置等。《規(guī)范》及有關(guān)戰(zhàn)技要求已有相關(guān)規(guī)定，不做展開。

表二戰(zhàn)時(shí)掩蔽狀態(tài)：

室內(nèi)條件 空襲后的要求有無(wú)人員工程名稱通風(fēng)要求工作狀態(tài)主要口設(shè)施專業(yè)隊(duì)員掩蔽部 掩蔽人員為主設(shè)正規(guī)洗消二等人員掩蔽部空襲后需立即到室外工作需不間斷通風(fēng)(包括染毒時(shí))空襲后只有個(gè)別人員到室外設(shè)簡(jiǎn)易洗消電站控制室 有少量人員染毒時(shí)不進(jìn)出物資空襲時(shí)或染毒時(shí)可暫停通風(fēng)不需設(shè)洗消人防物資庫(kù)人防汽車庫(kù) 室內(nèi)無(wú)人員設(shè)備允許染毒電站機(jī)房

綜上所述，從建筑設(shè)計(jì)的角度講附建式人防地下室的建筑設(shè)計(jì)比一般的地下室的設(shè)計(jì)要復(fù)雜。它們的共性在于建筑本身都應(yīng)服從功能的需要，無(wú)論是平時(shí)的還是戰(zhàn)時(shí)的。成功的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)建立在靈活運(yùn)用各種平戰(zhàn)結(jié)合及轉(zhuǎn)換的手法的基礎(chǔ)上。我們應(yīng)站在科學(xué)發(fā)展的高度，挑戰(zhàn)更為完善的設(shè)計(jì)。

[1] 汪紹成.人防工程建設(shè)與管理百科

[2]吳濤, 謝金容, 楊延軍.人民防空地下室建筑設(shè)計(jì) .中國(guó)計(jì)劃出版社 ，2006

[3]楊延軍, 李建民, 吳濤.人民防空工程概論.中國(guó)計(jì)劃出版社， 2006