平戰(zhàn)結(jié)合的防空地下室方案設(shè)計淺析

黃 明

(昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，其綜合國力也在不斷提升，防空地下室越來越多的出現(xiàn)在工程設(shè)計中，尤其以平戰(zhàn)結(jié)合的防空地下室最為普遍，據(jù)資料統(tǒng)計每平米人防地下室造價比普通地下室增加700～800元左右，防空地下室的造價對整個地下室工程的造價會產(chǎn)生較大的影響。工程設(shè)計過程中，設(shè)計師們要根據(jù)建筑物自身的現(xiàn)實狀況和防地下室防護(hù)等級來對防地下室制定出科學(xué)合理的設(shè)計方案。特別是大量的平戰(zhàn)結(jié)合的防空地下室不僅應(yīng)該滿足戰(zhàn)時的防護(hù)要求和使用需要，還應(yīng)滿足平時使用的各項要求，使其做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)、合理。

1 防空地下室建設(shè)面積的確定

根據(jù)各地關(guān)于實施《中華人民共和國人民防空法》的具體規(guī)定，根據(jù)新建民用建筑(工業(yè)建筑及配套設(shè)施一般不需要配套修建防空地下室)的層數(shù)和規(guī)模需要按照相應(yīng)規(guī)定修建防空地下室。一般均以10層或基礎(chǔ)埋深3 m為界，建首層建筑面積相等的人防工程，其余根據(jù)總建筑面積和建設(shè)項目所在城市的城市防護(hù)分類(一至三類)確定，一般為總建筑面積的5 %～2 %。另外，防空地下室的防護(hù)類別(甲、乙類)、戰(zhàn)時用途(醫(yī)療救護(hù)、防空專業(yè)隊、一等人員掩蔽、二等人員掩蔽或者配套工程等)、防常規(guī)武器(常5級、常6級)、防核武器的抗力級別(核4級、核5級、核6級和核6B級)以項目所在地的人民防空行政主管部門的批復(fù)為準(zhǔn)。這里要注意的是，雖然防空地下室建設(shè)面積的報批是在項目規(guī)劃結(jié)束后進(jìn)行，但由于面積計算的誤差和下一步設(shè)計中不可避免的一些調(diào)整，因此方案設(shè)計階段的防地下室建筑面積要略大于理論計算出來的防地下室面積。應(yīng)建防空地下室的建筑面積均以當(dāng)?shù)厝朔擂k的批復(fù)為準(zhǔn)。

2 防空地下室的位置選擇

在多數(shù)項目設(shè)計中，地下室建筑面積都會大于需要建設(shè)的防空地下室建筑面積。

2.1 樓層的選擇

如果是多層地下室，根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》(BG50038—2005)(以下簡稱《規(guī)范》)的相關(guān)規(guī)定，理論上地下室的任何一層均可以作為防空地下室。但是本著經(jīng)濟(jì)、合理的原則，一般應(yīng)把防空地下室布置在最下面幾層或最下一層。因為按照《規(guī)范》乙類防空地下室和核5、核6、和6B級的甲類防空地下室“當(dāng)其上下相鄰樓層劃分為不同防護(hù)單元時，位于下層及以下的各層可不再劃分防護(hù)單元和抗爆單元?！边@樣劃分可以減少很多單元間隔墻和抗爆墻。另外，當(dāng)上部建筑的層數(shù)不低于10層時，位于其下方的防空地下室也可以不劃分防護(hù)單元和抗爆單元(《規(guī)范》第3.2.6條第2款)。需注意的是，如果上下層防護(hù)單元都通過同一部樓梯時，該樓梯的出入口和梯段的凈寬要滿足這幾個防護(hù)單元所需通道和樓梯寬度之和；另外，上下層的防護(hù)單元還應(yīng)設(shè)置至少1個連通口，也就是需要設(shè)置至少1部樓梯進(jìn)行連接，該連通口應(yīng)盡量設(shè)置在下面樓層，這樣做可以減少1道防護(hù)密閉門。也有將上下層作為同一個防護(hù)單元進(jìn)行設(shè)計的，只要總面積不超過《規(guī)范》規(guī)定即可。上面幾種選擇主要用在應(yīng)建防空地下室面積較小的地下室項目中。

2.2 平面位置的選擇

2.2.1 選擇上部單體較集中的區(qū)域

這樣的區(qū)域疏散樓梯較多，防空地下室出入口可以充分利用上部建筑的疏散樓梯，以減少人防專用樓梯的數(shù)量，避免過多的人防樓梯出地面后對地面景觀造成不利影響。見圖1、圖2。

圖1、圖2中防空地下室面積均為14 000 m2，圖1上部有4棟塔樓，布置較分散。圖2上部有6棟塔樓，布置相對集中。該防空地下室需設(shè)7個防護(hù)單元，按每個防護(hù)單元設(shè)2個出入口(1個主要出入口和1個次要出入口)計，該防空地下室共需設(shè)置14個人防出入口。

1.地下室范圍；2.防空地下室范圍

圖1 總平面示意圖1

Fig.1 Schematic diagram of the general plan 1

圖2 總平面示意圖2

Fig.2 Schematic diagram of the general plan 2

圖1需增加的人防出入口數(shù)量為：14-4=10(個)。圖2需增加的人防出入口數(shù)量為：14-6=8(個)。

可以看出圖2人防地下室的設(shè)置區(qū)域較圖1合理。

2.2.2 在地下一層布置人防地下室，選擇有汽車坡道(地下室平時為車庫功能)的區(qū)域

該坡道最好不貼鄰地下室外墻，這樣可以最大限度的利用該坡道進(jìn)行人防口部和人防移動電站的設(shè)置。見圖3，圖4。

圖3為汽車坡道緊鄰地下室外墻布置，布置了3個人防口部和1個人防移動電站。

圖4為汽車坡道位于地下室中部，布置了4個人防口部和2個人防移動電站。充分利用了汽車坡道，更加經(jīng)濟(jì)合理。

1.汽車坡道；2.人防口部；3.人防移動電站

1.汽車坡道；2.人防口部；3.人防移動電站

2.2.3 選擇設(shè)備用房(變配電室、柴油發(fā)電機房、水泵房)較少的區(qū)域

這些設(shè)備用房因為通風(fēng)的需要，都會設(shè)置一些通風(fēng)豎井。如果設(shè)在防空地下室范圍內(nèi)，根據(jù)《規(guī)范》要求，將對這些通風(fēng)豎井進(jìn)行臨戰(zhàn)封堵，1個防護(hù)單元的頂板封堵數(shù)量往往就會超過《規(guī)范》規(guī)定的封堵數(shù)量要求(不宜超過2個)。就要采取設(shè)置集氣室進(jìn)行門式封堵，這不僅會大大增加通風(fēng)豎井的面積，而且也會相應(yīng)增加工程造價。

2.2.4 選擇上部單體用水房間較少的區(qū)域

《規(guī)范》規(guī)定“與防空地下室無關(guān)的管道不宜穿過人防圍護(hù)結(jié)構(gòu)”，如果防空地下室設(shè)置在這些用水點的下方，就需要設(shè)置專門的鋼筋混凝土通道將這些管線轉(zhuǎn)到非人防區(qū)，這樣也會增加工程造價。

2.2.5 防空地下室區(qū)域應(yīng)盡量規(guī)整

這樣布置的目的主要是盡量減少臨空墻的長度，因為臨空墻需要承受頂板傳來的常規(guī)(核)武器爆炸等效靜荷載、靜荷載、上部建筑自重、外墻自重、常規(guī)(核)武器爆炸產(chǎn)生的水平等效荷載、土壓力、水壓力等。因此，臨空墻的長度會影響到建造成本，相同面積的防空地下室中，較少的臨空墻的長度可以降低防空地下室的建造成本。如圖5-7。圖5-7防空地下室面積均為800 m2。圖5人防臨空墻長度為：(16+50)×2=132(m)，圖6人防臨空墻長度為：(20+40)×2=120(m)，圖7人防臨空墻長度為：(28.3+28.3)×2=113.2(m)。人防臨空墻長度比較：圖5>圖6>圖7

可以看出圖7為較合理的布置方案。

以上這幾個方面在具體的工程設(shè)計中還需要綜合考慮，進(jìn)行方案對比，才能選出較好的防空地下室設(shè)置位置。

3 防護(hù)單元的劃分和面積計算

防護(hù)單元的劃分通常是在防火分區(qū)基本劃分好后進(jìn)行的。以設(shè)有自動報警系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)的地下車庫為例，一個防火分區(qū)(≤4 000 m2)剛好可以劃分為兩個防護(hù)單元(人員掩蔽工程≤2 000 m2/個)，但是在人員出入口的設(shè)置要求上存在較大差異。地下車庫內(nèi)一個防火分區(qū)只需設(shè)置兩個人員疏散出口，每個凈寬不小于1.1 m，最遠(yuǎn)一點的疏散距離不大于60 m。兩個面積約2 000 m2的防護(hù)單元，其出入口總寬度基本在7 m以上，出入口之間沒有最遠(yuǎn)距離的要求。如果不考慮防護(hù)單元而單純進(jìn)行防火分區(qū)劃分，那么，在進(jìn)行防護(hù)單元劃分時，必將會對防火分區(qū)進(jìn)行反復(fù)的修改。

1.地下室范圍；2.防空地下室范圍

圖5 地下室范圍示意圖1

Fig.5 Seope of basement 1

圖6 地下室范圍示意圖2

Fig.6 Seope of basement 2

圖7 地下室范圍示意圖3

Fig.7 Seope of basement 3

3.1 防護(hù)單元盡量不要跨越防火分區(qū)，防護(hù)單元邊線最好與防火分區(qū)一致

僅從《規(guī)范》上來說，防火分區(qū)和防護(hù)單元是2個完全不同的概念。防火分區(qū)是在平時使用中，“能在一定時間內(nèi)的防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部空間”(引自《建筑防火規(guī)范》GB50016—2014第2.1.22條)。防火分區(qū)是出于消防和人員疏散上的考慮，就地下車庫而言，主要是分區(qū)面積、安全出口數(shù)量、最遠(yuǎn)疏散距離，涉及到自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)。防護(hù)單元是指“在防空地下室中，其防護(hù)設(shè)施和內(nèi)部設(shè)備均能自成體系的使用空間”(引自《規(guī)范》第2.1.17條)，是為了防止戰(zhàn)時防空地下室局部遭到毀傷時，不至于導(dǎo)致整個防空地下室被毀傷。防護(hù)單元使出于戰(zhàn)時人員防護(hù)上的考慮，主要是防護(hù)單元面積、口部和通道設(shè)置位置和寬度，涉及到防護(hù)通風(fēng)以及滿足掩蔽人員基本需要的水電系統(tǒng)。因此，防護(hù)單元劃分是可以不考慮平時防火分區(qū)劃分的。但是如果防護(hù)單元劃分時跨越了防火分區(qū)，在建筑方面就不能將防護(hù)單元間隔墻作為防火分區(qū)的防火墻來設(shè)置，需單獨設(shè)置防護(hù)單元間隔墻，增加了墻體工程量。另外，由于自動報警系統(tǒng)的感煙探測器和自動噴水滅火系統(tǒng)的噴頭在一個防火分區(qū)內(nèi)基本屬于均勻分布，電纜和管道勢必就會穿越防護(hù)單元隔墻，這樣就增加了管線的防護(hù)密閉設(shè)施。通風(fēng)管道也會因為通風(fēng)口超距離，“防煙分區(qū)內(nèi)任一點與最近的排煙口之間的水平距離不應(yīng)大于30 m”(引自《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251—2017第4.4.12條)，風(fēng)管需要穿越防護(hù)單元隔墻，增加了防護(hù)密閉設(shè)施。這些都會增加工程造價，因此要盡量避免防護(hù)單元跨越防火分區(qū)或者盡量少跨越防火分區(qū)。

3.2 防空地下室的防火分區(qū)劃分，需要同時兼顧到防護(hù)單元的劃分

防護(hù)單元的出入口和通道的最小寬度是根據(jù)其面積來確定的，面積較大的防護(hù)單元需要較寬的出入口和通道。因此，在地上建筑出入口相對較多的區(qū)域，應(yīng)劃分面積盡量大的防火分區(qū)，同時布置面積較大的防護(hù)單元；反之，在地上建筑出入口相對較少的區(qū)域，應(yīng)劃分面積較小的防火分區(qū)，同時布置面積較小的防護(hù)單元。這樣才能充分的利用好上部建筑的出入口寬度，使防空地下室的造價更加經(jīng)濟(jì)、合理。

3.3 防護(hù)單元的劃分要盡量利用結(jié)構(gòu)墻體

這里的“結(jié)構(gòu)墻體”是指上部單體建筑本身所需要設(shè)置的鋼筋混凝土墻，不是專門為防空地下室而設(shè)置的墻體。這樣做可以減少工程造價，反之，則會增加，這是顯而易見的。要做到這一點其實并不難，只要布置防護(hù)單元時注意一下就可以了。

3.4 防護(hù)單元建筑面積的計算

防空地下室建筑面積等于防護(hù)單元建筑面積之和。那么防護(hù)單元建筑面積包含哪些呢？防護(hù)單元建筑面積是指由防空地下室直接承受沖擊波動荷載作用的構(gòu)件所圍成封閉空間的面積，即由防空地下室外墻、臨空墻、防護(hù)密閉門(防爆波活門)門框墻、封堵墻、相鄰防護(hù)單元間隔墻等形成的封閉空間面積。防空地下室口外通道、豎井、樓梯、風(fēng)道等均不能計入防空地下室建筑面積。這里特別要強調(diào)，連接出入口(防毒通道和密閉通道)的樓梯間建筑面積不應(yīng)算在內(nèi)。

4 其它

4.1 濾毒室的布置

濾毒室的布置需要同暖通專業(yè)多進(jìn)行溝通，一般防護(hù)單元掩蔽人數(shù)超過1 200人時，其濾毒室除了設(shè)擴散室外，還要設(shè)置除塵室和集氣室，見圖8。如果掩蔽人數(shù)少，則可設(shè)1個擴散室即可，見圖9。

4.2 甲類防空地下室室外出入口

雖然《規(guī)范》規(guī)定了在符合一定條件下，核6級、核6B級甲類防空地下室可以不設(shè)置室外出口。但在實際工作中很難做到，除非“與具有可靠出入口(如室外出口)的，且其抗力級別不低于該防空地下室的其它人防工程相連通?！狈駝t，因為“其首層樓梯需設(shè)置與地面建筑的結(jié)構(gòu)脫開的防倒塌棚架”，這對結(jié)構(gòu)專業(yè)來說很難實現(xiàn)。因此，對于甲類防空地下室來說，每個防護(hù)單元設(shè)置1個室外出口是很必要的。

1.密閉通道；2.濾毒室；3.擴散室；4.收塵室；5.集氣室

圖8 濾毒室的布置圖1

Fig.8 Poison chamber layout drauing 1

1.密閉通道；2.濾毒室；3.擴散室

5 結(jié) 語

要做好防空地下室的設(shè)計還有許多工作要做，比如，與結(jié)構(gòu)、水、電和暖通專業(yè)間的協(xié)調(diào)，前面所講的也涉及到了部分內(nèi)容，其他專業(yè)特別是暖通專業(yè)的提前介入，對防空地下室方案布置的合理性有著較大的影響。