民用建筑附建式人防地下室建筑專業設計淺談

孫 愉

華東建筑設計研究有限公司

民用建筑附建式人防地下室建筑專業設計淺談

孫 愉

華東建筑設計研究有限公司

隨著社會主義現代化建設及城市化的進程，建筑業的發展也呈現出欣欣向榮的局面。1996年10月29日第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十二次會議通過了《中華人民共和國人民防空法》，確立了人民防空作為國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計的設計思路及方法。

《城市地下空間開發利用管理規定》（1997年10月27日建設部令第58號發布， 2001年11月20日根據“建設部關于修改‘城市地下空間開發利用管理規定’的決定”修正）明確了實施平戰結合防空地下室的原則。即國家提倡利用城市建筑物地下主體部分建設人防工程，平戰兩用，發揮最大的使用效率及經濟效益。在貫徹此項原則時首當其沖的工作便是設計層面上的，尤其是建筑專業設計部分。

平戰結合人防工程屬于集體防護工程，其防護對象及對象破壞效應如下（表一）。

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針對上述破壞效應建筑本身應采取的防護措施如下：

1.對地面沖擊波及其造成的地面建筑物倒塌的防護，主要體現在防空地下室圍護結構應具有足夠的抗力，滿足抗核爆荷載，常規武器整體作用及建筑物倒塌的強度要求，并把沖擊波阻擋在室外。具體涉及部位為戰時出入口、通風口、專供平時使用的出入口及通風口等孔洞、主體各向圍護結構。

2.對化學武器，包括生物武器和放射性沾染的防護，其共同點都是必須進入室內才能產生殺傷作用。所以防空地下室室內必須形成完整的密閉區，并在室外染毒的情況下能給室內的人員提供必要的新風和進出的條件，進出的同時應杜絕毒劑的滲入。具體涉及到圍護結構應密閉。戰時隔絕防護時間段內部應具備足夠的人員生存空間，通風系統設置濾毒裝置和采用相應的密閉措施。戰時主要的出入口應設置防毒通道、洗消間或簡易洗消設施。戰時的出入口應設置密閉門及密閉通道。

3.對早期核輻射的防護，包括熱輻射和城市火災，主要體現在圍護結構應滿足一定的厚度，必要時地下室頂板應覆土、出入口通道設置90度拐彎，并滿足一定的長度要求等等。

4.其他防護包括為降低航彈命中（間接命中）時，需要控制主體的規模，主體較大時應劃分防護單元及抗爆單元。為提高出入口戰時可靠度，防止出入口破壞或堵塞因素造成損失，每個防護單元出入口至少應設置兩個，其中至少有一個室外的出入口。另外為提高生存率及生存時間，設置必要的輔助功能，如廁所、柴油發電站、飲水間等等。

大致了解了各項防護措施后，筆者認為就可以進行實際設計了。從國情出發，我國提倡平戰結合建設人防工程。而平時使用要求與戰時防護要求是不一致的，需要轉換，故首先要了解這兩種狀態對應的重點是什么。平時對于建筑專業設計來說，火災對人及物品造成的危害是最大的，因此消防概念是至關重要的。戰時對于建筑專業設計來說，是要對武器攻擊造成的各類破壞效應進行防范。

平戰結合附建式人防地下室設計可分為以下幾個步驟：

(一)確認審批的主體及工程審批的相關手續內容，確認本設計單位人防工程的設計資質。

(二)按工程構筑方式分類確認各項指標，此項工作需由審批部門提出。因此前期需配合建設方征詢取得。

1.確定工程規模。

2.確定戰時用途。

3.確定防護類型。

1)甲類，指戰時能抵御預定的核武器、常規武器及生化武器的工程。

2)乙類，指戰時能抵御預定常規武器及生化武器的工程。

4.確定抗力等級。

1)常規武器抗力根據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，非直接命中分為5級及6級。命名方式如常5級，常6級。

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

3)《規范》涉及的為核4、4B、5、6、6B級以及常5級、6級。

4)抗力等級與人防工程的使用功能雖有某種聯系，但并非一一對應關系。

5.確定防化要求及指標。

防化要求根據人防工程使用功能確定，其與抗力等級沒有直接關系。

(三)主體與口部等設計

主體指的是防空地下室中能滿足戰時防護及其主要功能要求的部分。筆者就一些具體設計中比較模糊的概念及具體的設計困難做一定的探討。

1.防護分區、抗爆分區劃分及各類面積指標的理解：

戰時劃分防護單元的初衷是減少人員及物資的損失的，本身相鄰防護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。相鄰防護單元戰時機電系統要求獨立不形成相互穿越，平時機電系統也應盡量避免穿越，即跨單元布置系統或管線。故劃分防護單元的時候應盡量結合平時的防火分區來設計，避免交叉劃分。籠統地說就是防火分區與防護單元宜為包含與被包含的關系，而不宜是交叉的關系。

另外，《規范》規定的人員掩蔽部內的防護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構面積及戰時不能供人員長期駐留的設備及輔助用房的面積。因此在界定人員掩蔽數量時應按掩蔽面積計算，這對于計算人員數量、出入口寬度、戰時通風量等等都有著一定的限制作用。

2.頂板及其厚度的確定：

戰時室內有人員停留的防空地下室頂板厚度應滿足結構計算高度。有防核要求的工程頂板同時需滿足防早期核輻射的厚度要求，若確有困難無法滿足時，《規范》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.豎向構建及其尺寸的確定：

豎向構建中柱子的把握較為簡單，主要通過平戰兩方面的結構計算，取其大者即可確定。墻體從建筑專業的角度可分為臨空墻、主體與土壤接觸的外墻，防護單元之間的隔墻、清潔區與染毒區之間的密閉隔墻、抗爆單元間的抗爆隔墻及擋墻、內分隔墻。

1)臨空墻為一側直接受空氣沖擊波，另一側為防空地下室內部的墻體。包括口部中與非人防區域交界的鋼筋混凝土墻。甲類防空地下室墻體厚度應同時滿足結構計算厚度及防早期核輻射的厚度要求。乙類防空地下室應滿足結構計算厚度。

2)主體與土壤接觸的外墻應為鋼筋混凝土墻，由結構計算確定厚度。

3)防護單元之間的防護隔墻應為鋼筋混凝土墻，甲類防空地下室墻體厚度應同時滿足結構計算厚度及防早期核輻射的厚度要求。乙類防空地下室應滿足結構計算厚度。

4)抗爆單元間的抗爆隔墻及擋墻宜考慮采用相應厚度的現澆鋼筋混凝土墻或現澆混凝土墻，也可考慮其他材料臨戰構筑。兩相鄰抗爆單元間應至少設置一個連通口。

5)密閉隔墻可以理解為不受人防荷載的墻體，其應為鋼筋混凝土墻，厚度不應小于200mm。密閉隔墻染毒區一側應用水泥砂漿抹光，不免生化武器及放射性沾染殘留。當其上有開洞時應采取密閉措施以保證其密閉性。

6)內分隔墻為防護單元及抗爆單元內用于空間分隔的墻體，其可根據具體情況及法規要求選擇材質。

7)以上的墻體皆可根據平時實際情況作為豎向受力構件結合設計。

4.口部即出入口及連通口的建筑設計：（連通口指平時相鄰防火分區或戰時防護單元間的連通口）

筆者認為出入口及連通口從使用時限上可分為3種，具體設計中我們較為常見的為前兩種類型。

1)平戰兩用的出入口。以人員出入口為例通常位于樓梯間處，戰時口部內的密閉通道指的是防護密閉門與密閉門之間的空間。由于防護密閉門及密閉門開啟關閉不易，只是臨戰時待掩蔽人員進入后手動關閉或戰時供專業人員臨時進出，故平時應處于常開狀態。而平時的前室門通常運用帶有閉門器的防火門，為防止平時火災時煙氣進入應處于常閉狀態。上述兩類門在平時同一時間段開啟狀態是截然相反的，且平戰狀態使用功能不同，兩者皆不可省略。如何節省各門形成的密閉通道與消防前室占用的平面空間？筆者認為可以將兩者重疊設計，但應注意前室加壓送風管絕大多數情況下不應穿入密閉通道。具體來說有以下兩種設置方法，如下圖1及圖2：

圖1

圖2

在排布完成后校驗兩樘防火門間消防前室的面積，校驗防護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度要求。

2)只供平時使用的出入口及相應防火分區、防護單元間的連通口。《規范》規定此類洞口應臨戰封堵，臨戰封堵口除需滿足尺寸要求外，在每個防護單元內不宜超過2個。這一條在實際的設計執行過程中往往會遇到困難。比如相鄰防護單元間平時車道處的臨戰封堵、大型設備如平時風管的封堵等。出入口及連通口通常我們可以用雙扇防護密閉門的方法來控制臨戰封堵的次數，并根據實際平時防火要求設置防火卷簾或防火門。風管等穿越洞口則應從系統設計上盡量避免。另外供平時使用的出入口若可直通室外，在滿足防倒塌條件時，也可考慮將其作為戰時通風口使用，但具體工程應具體分析。

3) 戰時使用而平時不使用的出入口通常出現在平時人員出入口的總寬度不能滿足戰時需要，且地面增加出入口或寬度會受到地面景觀限制的情況下。為滿足戰時需要此時可設若干平時為封閉狀態的戰時出入口。這些出入口也應滿足各轉換要求。其具體做法除不設防火門外同平戰兩用出入口。工程實例中常見于平時庫房或車庫等，戰時轉換為二等人員掩蔽所等防護工程。此類出入口平時所占用空間的利用率不高，故在有條件設置平戰兩用的出入口時應盡量避免或設置避難通道。

5.通風口建筑設計：

通風口也可分為平戰兩用通風口、平時使用而戰時不使用的通風口及戰時使用而平時不使用的通風口。通風的流程以濾毒進風為例，戰時路由為：室外風→風井→擴散室→除塵濾毒室→風機→防護單元室內，平時路由為：室外風→風井→風機→防火分區室內。比較兩者，戰時多了兩個步驟，一是消波措施（擴散室或擴散箱），二是除塵濾毒過程。在具體的設計中平時風量往往遠大于戰時風量，而擴散室等對應的只是戰時風量，所以簡單的在平時路由上增加如擴散室、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+防護密閉門（一框上下兩門）】+【防護密閉門+密閉門（一框正反兩門）】的做法，如圖3：平時打開兩道防護密閉門及一道密閉門以滿足較大的通風量；戰時關閉上述三道門，形成擴散室，并由防爆波活門、密閉閥門、濾毒設備共同作用消波濾毒通風。

2)將平戰兩套進風系統以進風豎井為界分兩側設置。這種設計方式較易理解，即兩套系統分時段工作。如圖4：

圖3

圖4

3)排風口處基本同進風口，排風也可使用超壓排風方式，因其占用建筑空間較小，故也被經常使用。另外主要出入口通常需要洗消，應結合排風口設置。

(四)綜合設計

總體上的設計筆者認為可以從兩個方面著手。一為戰時掩蔽狀態（表二），二為戰時防化要求，建筑設計上主要的防化要求是出入口密閉通道、防毒通道的數量，洗消設施的設置等。《規范》及有關戰技要求已有相關規定，不做展開。

表二戰時掩蔽狀態：

室內條件 空襲后的要求有無人員工程名稱通風要求工作狀態主要口設施專業隊員掩蔽部 掩蔽人員為主設正規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(包括染毒時)空襲后只有個別人員到室外設簡易洗消電站控制室 有少量人員染毒時不進出物資空襲時或染毒時可暫停通風不需設洗消人防物資庫人防汽車庫 室內無人員設備允許染毒電站機房

綜上所述，從建筑設計的角度講附建式人防地下室的建筑設計比一般的地下室的設計要復雜。它們的共性在于建筑本身都應服從功能的需要，無論是平時的還是戰時的。成功的建筑設計應建立在靈活運用各種平戰結合及轉換的手法的基礎上。我們應站在科學發展的高度，挑戰更為完善的設計。

[1] 汪紹成.人防工程建設與管理百科

[2]吳濤, 謝金容, 楊延軍.人民防空地下室建筑設計 .中國計劃出版社 ，2006

[3]楊延軍, 李建民, 吳濤.人民防空工程概論.中國計劃出版社， 2006