大型多層人防地下室設計的思路及解析

黃曉瓊

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 福建廈門 361006)

0 引言

隨著國際局勢與國際關系日趨復雜，人民防空作為國防的重要組成部分，是一項全民性長期的戰備工作。土地稀缺不可再生，城市集約化的要求越來越高，為了提高利用率，鼓勵利用地下室，空間開發也日趨多元化及復合多功能，地下室范圍及層數不斷增加。而多層地下室人防設計作為綜合性及技術性最強的部分,所包括的內容更為繁雜，主要包括結構、通風、電氣、給排水之間專業的配合協調，也需要對建筑專業本身進行優化。

因此，本文結合諸多實際的工程設計經驗，從多層人防地下室的正常設計程序開始介紹，系統性地梳理一般程序和方法，并結合福建某超大型商業綜合體三層地下室的人防設計工程實例，提出設計過程中的重點及優化建議。

1 熟悉相應的國家及地方規定

例如，一個面積為2000m2的人防分區，掩蔽人數大約在1450～1550人，可推算出需要的疏散寬度是4.35m～4.55m，疏散寬度決定了口部的數量，對于人防平面位置的確定起著決定性作用。此外，了解其他專業的常用數據是必要的，例如人防單元的戰備飲用水箱和戰備生活水箱的模數及容積，進風機房或者排風機房的常規尺寸等。

2 根據上部建筑的種類及面積確定人防應建面積

根據國家及地方的規范及規定，進一步確定劃分出人防單元規模及使用功能。例如《福建省防空地下室防護標準審批管理暫行規定》中附表三《防空地下室戰時功能建設指標選用表》中根據應建面積的不同，需建各類戰時功能的人防建筑面積也各自不同，必須嚴格遵守，可取下限。

3 確定人防區域分區規劃

確定人防區域分區規劃是多層地下室設計最重要的環節，分為平面分區及豎向分區，核心部分在人防區域位置與口部位置的確定。

(1)人防平面區域確定

平面分區與地上建筑的總平面布局及單體建筑有關，應結合人防口部綜合考慮。建議盡量選取平面布局上可利用的出入口數量較多的區域，可充分利用平時的消防疏散樓梯，無需增設過多的人防專用樓梯，而且樓梯分部更為合理均勻。

人防防護單元與平時使用的防火分區結合設置。若能滿足人防疏散要求，即可滿足消防疏散。建議一個防火分區(約4000m2)內設置兩個人員防護單元(小于2000m2)或者一個配套工程單元(4000m2)。

因此，建議人防規劃分區的設計思路是：選取一層平面布局上樓梯最多的區域，各層人防區域進行疊加，地下室范圍基本一致。這樣布置的優點是：人防區域表面積最小，減少臨空面過多造成結構造價增加。

(2)人防豎向分區確定

因為多層人防疏散寬度必須考慮各層人防地下室同時進行人員疏散，疏散寬度必須進行疊加，無折減系數，因此進行多方案比選，進行經濟性及使用性的對比是必要的。

根據《人民防空地下室設計規范》，人防區域宜設在最底層。但是人防單元設置在最底層的缺點在于室內出入口的設置必須直通室外，增設的樓梯穿過上部各層地下室時，使得使用面積減少，造成地下室上部非人防區使用不便。此外，若將坡道設為主要出入口，其經過上部各層疏散所經區域的結構，均需按照防倒塌設計考慮人防荷載及沖擊波影響，造成結構造價增加。

若未設在最底層，根據《人民防空地下室設計規范》4.8.12條規定，宜在臨戰時對防空地下室以下各層采取臨戰封堵轉換措施，并需要考慮人防荷載和沖擊波影響，地下室基礎及對應下部各層的結構均要考慮核武器爆炸動荷載作用，且人防以下各層聯通口都應該戰時封堵(如圖1所示的準人防區，即結構考慮沖擊波，但可不設置口部及設備)，造成經濟性的下降。且地下一層人員使用較多的空間被大量的人防口部所占用，防護單元的隔墻及抗爆擋墻在使用時造成諸多不例。因此，避免上層人防范圍投影下設置非人防地下室。

圖1 多層人防地下室剖面示意圖

4 人防方案深化

(1)確定人防口部的做法。人防口部是指防空地下室主體與地表面連接部分，包括人員出入口、物資出入口、進排風口。因地面建筑物在戰時極易發生火災，有害氣體大量增加，對于密閉性能不好的工程，將造成室內人員的傷害，或形成人員不能忍受的熱環境，所以口部的設計中應重點強調密閉性，甚至可能犧牲一些通風和采光，這是不可避免的。室外出入口的設置極為重要，對造價及使用影響極大，在人防設計方案階段，應進行多方案比選及討論。

(2)確定其他人防用房的位置，例如防化值班室及人防物品放置房間的位置等。

(3)確定孔口的設計。 孔口的設計防護包含三部分的設計內容：一是防護密閉門與消波系統的設計，二是出入口通道內臨空墻、門框墻的設計，三是孔口其它構件，如風井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設計。除了常規的要求之外，通風井尚有兩點需要特別注意的。一是獨立式的室外通風口防倒塌處理方式。豎井頂蓋為防倒塌棚架頂板，四周立防倒塌架。而附壁式室外通風口在地面部分必須與主體脫開，進風口下緣距離室外地面，在防倒塌范圍內不宜低于1m，范圍以外不宜低于0.5m。二是人防電站進風井與排風排煙之間的水平距離不應小于15m，或者高差不小于6m。

(4)根據其他專業的反提資要求，確定與其他設備有關的戰備設施做法，包括戰備生活水池和戰備飲用水池的容積及位置；戰時人防干廁的位置及做法等。

(5)構造及細節處理。例如防爆地漏的位置，在鋼筋混凝土墻上各種預留孔洞的位置等。盡量避免無關管道穿進人防地下室。因進人防空地下室的管道及其穿過的人防圍護結構，均應采取防護密閉措施，會造成造價增加。因此在設計中，往往將地下室頂板降低后覆土，上部建筑的設備管線轉換在覆土層中完成，可避免管線穿越人防單元。

5 優化設計，節省造價

在完成人防設計方案框架后，進行設計優化，盡量節省造價，避免不必要的浪費。將最終細化的設計與其他專業及上部建筑進行配合，解決專業間及專業內矛盾，并在專業內部進行優化設計，例如根據掩蔽人數的實際多少來縮小防護密閉門和密閉通道的寬度，以達到節省造價的目的。人防各類管井出地面的位置應盡量隱蔽，避開人員經常出入的場所。最后，多層人防地下室布局很大程度上決定于建筑使用要求，要結合其他要素綜合考慮，例如地面出入口要求，各層地下室停車使用便捷性的要求等。因此人防定案要結合實際情況進行優化及調整。

6 施工配合及后續工作

施工配合及后續工作是一個經常被忽視的環節。因為人防工程的隱蔽和特殊性，在實際的施工過程中，常常會出現施工質量上的偷工減料或者細節處理不到位的現象，尤其需要建筑師以人民生命安全的角度，認真檢視每一個環節的實施。同時，應注意設計資料的保密、不外泄。

在福建某大型商業綜合體的多層人防地下室設計中，結合項目的特殊要求(例如上部建筑面積為100 000m2大型商業綜合體及面積為30 000m2的商業街，對于出入口及停車要求較高；該地塊人防總建筑面積為30 000m2，規模較大)。經過摸索及經驗總結，最終交出了滿意的答卷，如圖2～圖4所示。其成果有幾點可供借鑒：

(1)選取一層平面布局上樓梯最多的區域，設置地下2～3層疊加式人防區域。盡量利用人防口部在豎向關系上疊加，而不是在平面上增加。例如人防物資庫及人防車庫對于人防口部的寬度要求不高，僅對于個數有要求，因此可以放在需要口部多的人防單元的上層或者下層，減少平面口部的數量。

(2)將需要口部多的人防單元(例如專業隊員掩蔽部及人員掩蔽部)設置在上層，將需要口部少的人防單元(例如人防物資庫及人防車庫)設置在下層，減少口部數量。且根據根據《人民防空地下室設計規范》3.2.6:“對于多層的乙類防空地下室和多層的核5級、核6級、核6B級的甲類防空地下室，當其上下相鄰樓層劃分為不同防護單元時，位于下層及以下的各層可不再劃分防護單元和抗爆單元”，可充分利用該項規定。

圖2 地下一層人防分區示意圖

圖3 地下二層人防分區示意圖

圖4 地下三層人防分區示意圖

(3)利用坡道的疏散寬度，以供兩個防護單元作為疏散之用，有效解決疏散寬度不足的問題。

(4)利用與非人防區相鄰的部位設置密閉通道，通過非人防區的出入口進行疏散。

(5)采用剪刀樓梯，可供兩個防護單元使用，平面緊湊，利用率高。

(6)結構上，需要考慮混凝土墻體的上下層盡量對齊，尤其是人防單元之間的分隔墻。

(7)關于人防電站的設置。面積大于5000m2的人防工程需獨立設置，可采用移動電站，應設置于最底層。建議結合平時配電站考慮，即平面位置對應的上層為平時，下層為戰時，分區清晰，管井規整。

(8)關于人防地下室凈高的解決方式。考慮到人防的抗力要求高，樓板的厚度本來就較大，結合這個因素，無梁樓蓋250mm～300mm的板厚常常可滿足平戰結合的要求，地下室凈高遠高于其他形式的樓板，最終選定采用無梁樓蓋這種形式作為人防地下室首選的樓板形式。 另外，在實際工程中，出于美觀和空間觀感的要求，通風管道采用了誘導風機體系，

大大降低風管高度，也可解決設備專業的管道對凈高影響過大的問題。

(9)消除建筑死角的存在。因為人防地下室的空間和功能的復雜性，經常會造成一些零碎的空間的出現，例如戰備水箱和墻面之間的通道如果太小，這部分面積雖然計入了掩蔽面積，但是在戰時其實并不具備實用價值，在設計中也應盡量避免此類空間的產生，例如將這類通道擴大到1500mm～2000mm,成為實際上可使用的空間，即可避免這個問題的產生。

(10)如何解決人防工程的密閉性與平時使用時通風采光的要求的矛盾。我們的解決方式是在靠近戰時封堵的出入口的非人防區的上方樓板，增設采光天窗，并采用安全玻璃做采光井板承載板。此天窗平時可帶給人防區足夠的陽光和天然空氣，一旦出入口戰時封堵后也不會影響人防單元的安全性。

7 結語

地下室人防工程占整個工程造價的10%～15%，各種防護設施和設備的造價相當高，多層人防設計作為地下室設計的重要組成部分，要求高，規模大，功能復合性強，兼之牽涉到業主和政府主管部門的協商溝通，必須綜合考量非戰時使用的經濟性、合理性和舒適性，及戰時轉換的便捷性和安全性。在方案階段考慮不足，可能導致擴初及施工圖階段顛覆性的修改，造成巨大的人力及時間資源的浪費。因此，作為一個有責任感的建筑師，需要更深入地研究人防地下室結構的技術問題，充分發揮其戰備效益、社會效益和經濟效益。

[1] GB 50038-2005 人民防空地下室設計規范[S].2005.

[2] GB 50098-2009 人民防空工程設計防火規范[S].2009.