人防地下室建筑設計常見問題探析

潘仁穎 (安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230031)

0 引言

人防地下室建設工程,大多數是地面民用建筑根據人防部門要求配合建設的特種地下室建設工程,除了具備普通住宅地下室建筑功能之外,還能在戰時用來保護人員和物資的安全,也有醫學救援和人民防空指揮等用途。所以,人防地下室建筑物的設計應當在實現平戰轉換功能的基礎上,同時兼顧適應性、合理性、經濟效益和安全保障。

1 人防地下室設計缺陷及產生的影響

人防建設工程在具體的實施階段,人防墻上開設的密閉門會經常遇到各種各樣的問題,對于不同背景下形成的問題,很顯然會對后期的驗收及使用帶來一定的影響:①人防防護密閉門門扇在完全開啟的時候經常與結構梁柱、進排風管道、設備橋架產生沖突無法充分打開或安裝。結構梁、柱是支撐結構體系的安全性構件,人防密閉門的門框應同人防墻、底板同時澆筑,一次成型,決不允許二次開洞、植筋等補救措施。如果后期發現二者存在互相沖突的現象將對人防工程的平時或戰時使用的效果帶來無可估量的影響。②由于防毒通道的凈寬預留不夠,無法滿足人員短暫的停留。而甲類六級二等人員掩蔽工程主要出入口的防毒通道一般兼有簡易洗消功能,為確保戰時室外人員安全無污染的進入潔凈的人防掩蔽單元,首先應經第一道防護密閉門進入防毒通道,經簡易洗消間沖洗后通過第二道人防密封門順利進入潔凈的人防區。防毒通道兼簡易洗消間對于通道面積、通道長寬的設置應符合國家相關設計規范及標準的要求。設計時如未預留充分的空間,將對戰時人員經防毒通道清洗造成一定的困難。③戰時人員疏散寬度不夠,人防密閉門選擇寬度時未考慮扣除門框寬度測算凈寬或者未注意到實際的通道寬度小于選擇的人防密閉門寬度,從而造成掩蔽人員戰時實際疏散寬度不足。④人防服務半徑不夠,根據規范要求人防服務半徑應控制在200m范圍內,但是往往設計師在設計的時候因時間緊任務重,尤其當小區規模較大的時候,為了控制成本及集中設置的便捷性,設計人員考慮人防范圍集中設置時忽略了200m服務半徑的要求,最終造成人防服務半徑輻射不到整個小區。

2 設計缺陷產生的原因

人防地下室設計產生以上缺陷,經分析,主要有以下原因。

①人防與非人防地下室工程由于資質的原因經常由兩家設計單位分別完成,但兩家設計院在設計的時候未能及時地當面交流,最終在各自完成施工圖后又沒時間去審查雙方是否存在差異,以及在后期審圖過程中人防地庫與非人防地庫根據各自的審圖意見調整圖紙，但未能及時告知對方；其次,民用建筑設計院的人防工程師設計經驗相對較少,對規范、標準了解不透,且目前建設單位對項目工期的推進速度越來越快,給設計人員的出圖時間壓得越來越少,設計說明、節點大樣套圖問題比較突出；第三，底板澆筑斷面不足,由于在施工過程中梁板開槽過深、截水溝兩側斜角預留不夠或者在施工過程中操作不當鋼筋踩踏下沉導致有效板截面不足,從而影響結構安全和工程防水,且后期維修難度特別大,難以整改到位。這就需要現場監理人員嚴格按照相關質量控制通則、規范及標準監督施工過程,有效保證底板截面寬度。

②土建施工階段，對于設備專業需要預埋的套管、氣密性測量管等未能按規范全部預埋到位。人防施工圖分為平時平面圖和戰時平面圖兩套圖紙,部分現場施工技術員未能及時從民建施工的思維切換過來,習慣性地只關注人防平時圖紙,而忽略了戰時平面圖對人防平時平面圖的影響，或是僅關注結構專業圖紙,未留意水、電、暖通圖紙,造成人防風、水、電及暖通等管線的提前預埋。人防工程嚴禁在已澆筑的混凝土結構上二次開洞穿孔,因此人防技術人員在組織施工方案的時候時應提前將預埋構件在土建圖紙上集中標識,并通知施工班組或在施工過程中對比各專業圖紙協同施工圖,復核套管、橋架等位置、間距及標高,非但不會錯埋、漏埋,還可預防設備之間的相互干擾或安裝不上的情況發生。

③對地方相關人防政策了解不夠,由于我國幅員遼闊,各地人防部門會結合本地實際情況制定相應的地方性政策,往往設計人員在設計的時候僅參照了國家設計規范和技術標準,導致在最終驗收的時候未能滿足地方驗收要求。比如合肥地區要求戰時進、排風機房在平時須安裝到位;人防面積從第一道密閉門開始計算,這與其他一些地方可延伸到第一道密閉門外側通道區域的要求是不一樣的。甚至有的地方要求在建設中采用哪一本圖集都有特殊的要求。因此,在人防工程設計時應及時熟悉地方相關規范及標準，并同當地人防主管部門充分對接溝通,這樣才能順利地設計一項符合實際需求的人防工程。

3 關于人防地下室建筑設計注意事項

3.1 合理確定人防位置及口部設計

人防工程啟動前,需人防主管部門根據地上建筑面積、地區人防專項規劃、單體建筑性質等要求審批下發"防空地下室設計要求通知單",明確待建人防地下室的建筑面積、戰時用途、防護類別和防護防化等級,甚至明確人防掩蔽面積等。依據人防通知單的要求在地下工程內,結合防火分區科學劃定合適的人防位置及范圍。人防口部的設置應結合已批的建筑單體,統籌地上與地下建筑的交通關系,合理設置人防的主次出入口及設備運輸口的位置、形式及寬度,盡可能地與地面景觀協同設計,減少干擾,同時要避免主口落在主體建筑投影范圍內的現象。主口的選擇盡可能地沿機動車坡道兩側設置,這樣既能滿足兩個防護單元主口設置的目的,又能利用機動車坡道自身凈寬較大的優勢，便于戰時移動電站的設備運輸或在遇到疏散寬度不足時利用機動車坡道增設密閉通道,減少出地面樓梯的數量,節約工程造價。近年來居住小區的非機動車庫大多設置在主樓的負一層,因此在人防設計的時候充分利用好非機動車庫的出地面坡道，既解決了人防主次口的設置,又能減少地面人員的視覺沖擊。次口選擇的時候盡可能地選用主樓通往地下室的樓梯設置,這樣既解決了人防口部的疏散問題,又能減少次口對地面環境的影響。但是有時候對于一些需要分期建設的大型規模的地庫,建設單位要根據審批或者自身使用的需要,對人防的范圍有特殊的需求,對于類似的特殊情況應當根據實際情況設計。

3.2 避開管線和地下構筑物

人防地下室要綜合地上與地下協同設計,同時要熟悉項目與周邊道路、管線之間的標高及埋深關系,避免相互之間干擾無法施工的現象發生。其次充分預留好地庫頂板的埋深,應保證場區自身必要的雨污水管道、天然氣管道及其他管線的埋深條件,盡可能地避免穿越人防地下室,因場地特殊原因確需穿越人防地下室的應預留好套管,做好必要的防護密閉措施。

3.3 綜合土建設計管理

依據國家相關規范及技術標準,戰時轉換分為3天緊急轉換、15天臨時轉換及30天的早期轉換。人防工程移交后，人防主管部門應經常性地對技術人員進行專業培訓,應將各類轉換施工技術熟練掌握,確保各類轉換工作在規定的時間內轉換到位。平時須將預制構件、設備基礎等其他構件一次性澆筑完畢,同時做好標記,存放于人防戰時構件專用貯藏室及防化器材貯藏室。人防工程施工時應將戰時轉換預制構件一次性澆筑到位,并隨人防主體工程同步驗收存放好。

3.4 做好施工階段的監督管理

地下人防工程是為保障戰時人員的安全、醫學搶救等必要的需要建立的地下防御工程。戰時人民防空地下室工程必須要抵御爆炸產生的物理沖擊、生化威脅及核輻射傷害,才能更有效地保障人民的生命財產安全不受損失。因此人防地下室相對普通地下室具有更高的設計標準和要求。而施工過程中的監督工作是極其重要的,需要監督人員不僅在項目現場做好自身的本職工作,還善于在日常工作中發現人防設計、施工過程發生的各種缺陷,并提出合理化的建議。

4 人防地下室建筑設計應用

4.1 合理設計防火分區

人防地下室應與平時地下室配合設計,相互協調,結合機動車坡道、非機動車坡道、地下室樓梯，根據地下工程類型和建筑面積合理劃分防火分區,盡可能地保證一梯多用,平戰結合。

①盡可能地將防火分區的面積劃分到最大,地下工程大多是作為機動車停放使用，地下機動車庫在設置噴淋時不超過4000m2,根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)的要求,人員掩蔽工程一個防護單元不超過4000m2或人防物資庫的防護單元不超過4000m2,因此結合地庫的一個防火分區,人員掩蔽部可設計2個防護單元或設計一個人防物資單元[1]。

②盡可能地縮減平戰轉換工程量和時間,進排風系統在各自防火分區內獨立設置,自成系統,減少在人防區域之間的穿越,戰時進排風機房平時一次建設到位,從而使戰時的轉換量減少,進而縮減戰時工作量和轉換時間。

③確定人防區域的時候盡可能地避免將消防泵房、生活泵房等設備用房的防火分區劃分在人防范圍內。

4.2 掩蔽環節設計

大型多層人防地下室工程的特點是人防建筑面積大、抗力級別類型多、戰時功能多。這時通常會將抗力級別高的人防類型設計在抗力級別低的人防類型下一層。比如同時設計有防空專業隊員掩蔽部、二等人員掩蔽部及人防物資庫的三種抗力級別的人防工程,一般就會把防空專業隊員掩蔽部設計在負三層,負二層設計成人員掩蔽部,負一層地庫可設計為人防物資庫使用。

不同抗力級別的的人防工程主要出入口在規范允許的條件下盡可能共用,例如防空專業隊裝備掩蔽部主口的汽車坡道可供人員掩蔽部或防空專業隊掩蔽部的戰時作為主口使用,并且將防護單元的連通口設置在人防主要出入口里。

《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)3.3.1第3條,符合下列條件之一的兩個相鄰防護單元,可在防護密門外共設一個室外出入口[2],[3]。相鄰防護單元的抗力級別不同時,共設的室外出入口應按高抗力級別設計:①當兩相鄰防護單元均為人員掩蔽工程時或其中一側為人員掩蔽工程,另一側為物資庫時;②當兩相鄰防護單元均為物資庫,總面積控制在6000m2以內,出入口設計首先應滿足高抗力級別人規范及標準要求,其次再考慮滿足低抗力級別的人防類型對疏散通道的要求。依據以上防空地下室的規范標準,可將兩個防護單元共用的人防出入口樓梯優化為剪刀梯,進而減少出地面樓梯的個數,既減少了對地面景觀的干擾，又提高了地下空間的利用率[4]。

4.3 車位柱網設置

一般情況下地下車庫規模較大,地下車庫很少全部設計為人防工程,這就需要在人防區域和非人防區之間的車道連通口上安裝約50cm厚的活門檻雙扇防護密閉門,通常地庫從節約成本的目的出發,柱間距往往設計為7.8m或更小的扁柱,為了保證平時車道的通暢,活門檻防護密閉門平時是處于靠墻開啟狀態,因此靠近防護密閉門開啟一側的柱網停車就減少了一個車位,此處的柱網可適當增加約0.8m,通過增加局部柱間距來避免車位的減少,盡可能減少人防設施對地庫車位的干擾。

5 總結

人防地下室的確定一般是在規劃及建筑方案批復通過后,再送人防部門申報,一般在審批完成后,非人防施工圖已開始啟動,留給人防地下室設計的時間嚴重不足,通常是人防地下室方案和施工圖同步進行,而人防地下室又要綜合平時與戰時共同使用,給設計帶來了更多技術難點。人防工程須堅持"長期準備、重點建設、平戰結合"的政策,堅持同經濟建設同步發展的原則、與城市建設相匹配的方針,配套設施與平時人防地下室同步施工,應做到規模合理,布局科學,功能配套齊全,使人防配套設施更好地服務于人防工程。