人防地下室設計的結構和防護措施探究

王宏祥　駱省燕

摘 要：近年國際關系出現緊張，戰爭根源未消除，人防地下室作為國家防護工程的必要組成部分逐漸受到地方建設者的關注。本文簡要對在人防設計過程中的人防地下室結構和防護措施進行探究，以供對人防工程設計中的問題交流和探討。

關鍵詞：人防地下室；結構；設計特點；防護措施

前 言

隨著城市發展和充分利用建筑地下空間的需求，本著“長期堅持、平戰結合、全面規劃、重點建設”的建設原則，修建防空地下室。人防工程是人民防空事業的重要組成部分，同時兼顧城市防災抗災、包括防空襲的功能，特別是作為城市防空有著重要地位。隨著經濟水平的不斷提高，人們對人防的建設要求也不斷增加。

1 人防政策

國家和省確定的人民防空重點城市及縣城新建民用建筑，必須按照下列規定修建防空地下室：

（一）十層以上（含十層）或者基礎埋置深度三米以上（含三米）的民用建筑，以及人民防空重點城市的居民住宅樓（包括整體拆遷的居民住宅樓），按照地面首層建筑面積修建規定抗力等級的防空地下室；

（二）除第（一）項規定以外的其他民用建筑，地面總建筑面積在2000平方米以上的，按照地面建筑面積的確定比例修建規定抗力等級的防空地下室；

（三）開發區、工業園區、保稅區和重要經濟目標區除第（一）項規定以外的其他民用建筑，按照一次性規劃地面總建筑面積的確定比例修建規定抗力等級的防空地下室。

前款第（二）、（三）項所指比例由城市人民政府按照國家規定統一確定。新建防空地下室的抗力等級和戰時用途由縣級以上人民防空主管部門按照國家有關規定確定。

2 人防地下室結構設計特點

由于人防地下室在戰時的特殊要求（防核防空襲，密閉防護功能）方便戰時隱蔽，其具體的工程要求也與常規工程大相徑庭，無論是結構設計，還是排氣通風以及電氣規劃等要求都非常嚴格，地下工程的建設規范要求也極其嚴苛復雜。防空地下室結構的設計的主要分為：頂板、外墻、底板等構件的主體結構設計；另外是安全出口防護構件設計，其中包括出入口的防護設備，主要的防護設計是防護密閉門的選擇、門框墻、臨空墻的計算、通道數據的計算等等，消波系統主要是防爆破活門的選擇和擴散室（箱）的設計。

3 人防地下室構設計原則

人防地下室結構設計應本著以下原則：

（1）建筑的防空地下結構是整個建筑設計的一部分，結構需要滿足兩種不同狀態下的使用情況，既能滿足平時的使用要求，又能在戰需的情況下投入戰備運營，設計要求滿足平時使用和戰時不同情況下的荷載要求，根據其自身的控制條件來設計，符合多重承載條件。

（2）人防地下室結構要強度驗算。在爆動荷載作用下結構構件變形達到極限，使用延性比來控制，確定各種構件允許延性比時，充分考慮變形的限制和防護密閉要求，那樣就沒必要對結構變形和裂縫進行單獨的驗算了。

（3）無論防空設施面對常規武器，還是核武器的摧毀，設計時要求只考慮收到一次作用力的后果。對于防空地下室結構，以可能受到最強烈的情況進行設計計算。

（4）防空地下室的結構設計，應根據防護要求著重加強設計要求，另外對受力情況分析，并對各個部位抗力相協調，避免設計控制標準不一導致內部建構自毀式降低建筑壽命，使其喪失防空地下室的防護作用。

4 人防工程防護措施

4.1 對地面沖擊波防護

（1）人防工程的圍護結構應具有足夠的抗力，滿足抗核爆動荷載和建筑物倒塌荷載的強度要求。

（2）戰時出入口設置防護門或防護密閉門。

（3）戰時通風口、電纜引進口、進排水口設置消波設施。

（4）專供平時使用的出入口、通風口和其它孔洞應臨戰封堵。

4.2 對常規武器的防護

（1）為了降低炸彈的命中率，提高人防工程的生存概率，需要控制主體的規模，對于較大的人防工程按照規定在主體內劃分防護單元和抗爆單元。

（2）為了盡量提高出入口戰時的可靠度，應滿足：

每個防護單元出入口滿足一定的數量（至少兩個）

每個防護單元至少設置一個室外出入口

出入口要盡量分散配置

4.3 對生化武器的防護

（1）為使防空地下室內部形成一個完整的密閉區，人防工程應滿足：①人防圍護結構要滿足密閉要求。②戰時出入口設置密閉門。③通風口設置密閉閥門。

（2）戰時在隔絕防護時間內，為了能給室內人員提供起碼的生存條件，人防工程主體內部應具有足夠的人員生存空間。

（3）在室外染毒情況下，能給室內人員提供必要的新風，在進風系統中設置濾毒通風設施。

（4）為在室外染毒條件下，使人員能夠進出人防工程，在主要出入口設置防毒通道和洗消間（或簡易洗消間）。

4.4 對早期核輻射的防護

早期核輻射、熱輻射和城市火災其性質雖然不同，但對這三種殺傷因素的防護可以采用相近的工程防護措施。

（1）圍護結構要滿足一定的厚度要求，必要時在頂板上方進行覆土，并進行復核驗算。

（2）出入口通道設置90°的拐彎，并滿足一定的通道長度要求。

5 人防地下室結構設計要點

為提升設計科學性，對人防地下室結構設計進行要點拆分，研究設計要求和設計方法。

5.1 人防口部設計

人防口部設計包括出入口通道內臨空墻和門框的設計，防護密閉門和消波系統的設計，風井、開敞式通道等、隔墻等孔口其他構件的設計。

（1）臨空墻應結合人防地下室特點按一般墻體計算模型算出內力、鋼筋，相鄰單元之間的隔墻也是如此。門框的設計應按懸臂梁計算，結合需要加設梁、柱來改善門框受力模式；

（2）國家對于人防地下室防護密閉門已經進行了系列化的規定和處理，應結合人防工程設計壓力選擇合適的防護密閉門種類。消波系統包括擴散室和防爆波活門組成，應依照規范的相應公式表格確定擴散室和防爆波活門各部件的尺寸；

（3）風井設計中只考慮土中壓縮波的壓力，而不考慮空氣沖擊波的作用，因為兩者不會同時產生作用。開敞式通道設計中則只考慮靜土側的壓力。

5.2 平站轉換設計

人防地下室結構的設計要堅持“平站轉換”的原則，戰時可作為掩護和疏散群眾的場所，這要求人防地下室結構要具有很強的荷載能力，很高的密閉性，因而在人防地下室結構設計中要縮小結構跨度、減少各種孔口。但和平時期人防地下室也要具有交通、商業等服務功能，上述設計原則不利于人防工程的平時使用。應本著轉換簡便、迅速、靈活，平展用途相近，一次設計兩步實施，保證兼容性的原則進行結構設計。

5.3 人防荷載確定

人防荷載的確定有公式計算法和查規范表法兩種途徑?！度嗣穹揽盏叵率以O計規范（GB50038-2005）》中以表格的形式列出了各類人防構件件常規武器爆炸均布等效靜荷載值和核爆炸均布等效靜荷載值，以便工程師選擇，但是表格中所列出的荷載值都是在假設條件下計算出來的，因而應結合實際工程情況靈活運用，當現實條件不符合假設條件時應采用公式計算法來確定人防地下室結構荷載值。

6 總 結

人防地下室結構設計是一項復雜的工作，其影響因素多，涉及面廣。人防地下室既要考慮戰時要求，又要兼顧平時功能，這增加了其結構設計難度，在設計工作中應參考相關規范和指導，結合人防地下室具體施工條件和施工環境，選擇最合適的設計方法。

參考文獻

[1]GB50038-2005人民防空地下室設計規范.北京：中國建筑工業出版社，2005.

[2]曹繼勇，張尚根.人民防空地下室結構設計.北京：中國計劃出版社，2006.

[3]防空地下室結構設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，2008.