分析人防地下室建筑設計的優化策略

劉向兵

（太原市第一建筑工程集團有限公司， 山西 太原 030001）

人防地下室作為國家防御系統中的一個重要組成部分， 它在應對空襲和突發事件中扮演著舉足輕重的角色， 是保持戰爭潛力， 減少人員和物質的流失。 隨著我國現代化進程的加快， 與民房結合的地下人防工程已逐漸發展為一種重要的施工方法， 它既要做到平戰結合， 又要充分利用地下的地下空間，同時還要符合現行技術法規、 規范和規定， 同時還要貫徹安全、 適用、 經濟以及合理等原則， 不斷提高設計水平。 重點對建設項目中的人防基礎進行了具體的分析。

1 概述

1.1 人防地下室概述

人防地下室是一種具有預先確定的戰時防空能力的地下室。 人防地下室既要考慮日常的使用， 又要根據戰爭時期的要求來進行設計。 人防地下室可以在戰爭期間受到比較大的負荷， 比如屋頂、 外墻、底板等， 立柱和橫梁的大小要大于一般的地下室。為了保證日常生活的正常運轉， 他們還必須在戰斗中做出一些改變， 例如堵墻、 洞口、 臨時加固柱子等。 因此， 在人防工程中， 綜合考慮平戰轉換， 實現對地下空間平時與戰時的有效結合， 合理利用。

1.2 人防建筑發展概述

從20 世紀70 年代起， 國家為了保障人民的生命和財產的安全， 就開始了對人民的全面部署。2016 年， 全國人大召開的第七次人防工作會議， 明確提出人防工程建設要走“與城市” 并舉的路子，既是城市發展的要求， 又是對地下空間的合理利用?，F代都市飛速發展， 基于這個背景， 地下人防工程逐漸成為時代的潮流， 并將其從紙上的立法條文貫徹到具體的施工中， 已成為各個重點項目的“必建”[1]。 2020 年11 月到2021 年11 月， 在所有的招標項目中， 與 “人防” 有關的項目中， 共出現了1248， 824 個項目， 與2020 年11 月份相比， 累計增長了36.0%。 在所有含有“人防” 一詞的投標中，出現頻率最高的幾個關鍵詞是人防、 建筑、 施工。人防工程發展到今天， 具有其特殊性和特殊性， 因為它的主要目標是抵御空中打擊和重大災難， 因此，在這一點上， 必須考慮到不同的空中打擊手段， 按照國家有關的保護標準進行綜合保護， 再將其設計所需歸整為： 科學規劃、 發揮特性、 鞏固特性、 保障安全、 延長壽命。 在平時， 該地下室可以正常工作， 在戰時， 通過簡單便捷的操作， 可以轉化為具有防災、 防毒等多種功能的防御工程， 是目前最科學、 最高效的發展方式。 人防地下室設計困難， 應嚴格按有關規定和保護措施進行相關工作[2]。

2 建筑工程人防地下室布局、 設計要點和建筑設計原則

結合當前人防地下室的建筑情況及其應用方向，可以得知我國地下室人防建筑工程的具有建筑體量大、 可用空間大等優勢。 基于此， 當企業進行地下室人防工程規劃的時候， 要注意以下幾個方面： 1）充分發揮其資源， 降低一系列復雜問題， 提高工程安全性和舒適性； 2） 在總體規劃和細節方面進行合理的優化， 及時可靠地應對特殊的自然災害、 戰爭等特殊情況， 從而使其在經濟、 社會和戰備方面得到充分的發揮。 下面重點對建設項目中的人防基礎的布置和設計重點進行了探討。

2.1 人防地下室布局

通過了解相關規范并結合自身的實際工作經驗，提出人防地下室在建設布局中應該注意的幾個方面。適宜的服務半徑為200m， 在人員居住和工作適中的位置。 防護功能配套， 專業人員掩體項目緊鄰設備部， 柴油機發電站接近負載中心等。 符合日常和戰時的保護需求。 主出入口應設于戶外， 不可設于建筑物坍塌區域， 出口和入口分布要均勻， 主要和次要出入口間隔15m以上[3]。

2.2 人防地下室設計要點

對于建設項目來說， 在進行地下人防室的設計之前， 必須依據區域規范和當地人防主管部門的要求， 確定其防護標準、 類別、 等級等， 并按建筑規模來確定其建設面積的指標。 在人防地下室的設計中， 應對各防護單元進行合理的劃分， 并對其進行科學的防火分區， 使其達到最大限度的防火分區。比如， 4000m2的一個防火分區， 可以分為一個人防物資庫或一個人防汽車庫， 或者兩個人員掩蔽部防護單元[4]。

2.2.1 人員掩蔽工程

由于戰爭規模的不同， 地下人防室的用途也各不相同， 對于防護裝置的需求也各不相同， 所以在進行設計的時候， 針對一等、 二等人員、 專業人員等人員進行了遮蔽， 其主要設計要點如下： 1） 主要人員通道（通風） 設計： 車庫坡道和室外樓梯主要用于疏散。 人防地下室位于二樓及以下。 設計的樓梯可直接通向室外或一樓的斜坡。 第一層的地面坡度是主入口。 主要進出口由空氣豎井、 擴散室、 抗病毒通道和潔凈空間組成； 2） 人員的次要出口： 可利用主樓的樓梯進行疏散， 并根據人數可設若干次出口； 3） 防暴區的分區： 單位面積500m2， 對于多層防空地下室， 每一層都有獨立的防御單位， 那么下面的建筑就沒有防御單位和防爆單位了； 4） 為戰時生活水箱、 干廁、 防化值勤等相關配套設備的規劃， 如配電室的規劃， 應根據實際電阻、 防化水平、防護劑量限制等進行設計， 以達到防護效果與成本的平衡[5]。

2.2.2 配套工程

配套工程為戰時輔助性人防工程（即指揮工程、醫療救援工程、 專業防空隊工程和人員掩蔽工程以外的人防工程）。 對于人防物資倉庫、 專業班組、 人防車庫等人防工程， 結構和內部功能設計相對簡單。根據規范進行設計時， 應考慮以下幾點。 人防物資庫的設計： 應合理地確定車輛通道、 堆放區、 材料的類型和寬度等各參數， 配套設備用房的布局要合理， 如： 進、 排風機房、 配電室、 人防水箱等。 專業隊伍工程、 人防車輛庫房、 發電站等均屬可污染部分， 設計上的要求較簡略， 且應注重抗力等級、空間凈高等的設計需求。 升降機進入地下室時， 應置于封閉的保護區域之外。 人防工程內外連接時，應編制好人員疏散通道、 人防工程洞口風井等防坍塌方案。 平時和戰時改造應參考相關技術規范， 采用標準化、 定型化的保護裝置和部件， 嚴格掌握改造量， 不得超過設計規范的規定。

2.3 人防地下室建筑設計原則

2.3.1 了解人防地下室建筑的概況

對地下室人防建筑的設計要有全面的認識： 首先要了解地下建筑的基本信息， 包括建筑高度、 樓層、 房間形式等， 其次， 對人防工程地下室的地上建筑物進行分級， 以決定是否要設置人防物資、 自動發電設施、 庫存量的大小， 最后， 通過與有關設計人員的交流， 確定了結構的經濟性、 受力等因素。

2.3.2 防護單元、 抗暴單元合理劃分

在人防工程中， 對炸藥的保護， 將其分為防護區和防爆區， 這樣， 當爆炸發生時， 防護單元和抗爆單元會降低爆炸對人防的損害， 因此， 對防護單元和抗爆單元進行科學的劃分就顯得尤為重要。 有關法規中關于指揮工程和隧道工程的防護單元和抗爆單元可以不進行區分， 上部建筑的層數度為十層的防空地下室， 可不劃分防護單元， 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暴單元， 所以， 在進行單元劃分時， 要考慮到建筑物的實際狀況， 避免對其日常的使用功能產生影響[6]。

2.3.3 平戰結合

地下室人防系統的關鍵是要充分考慮到其“平戰結合” 的總體構造特征， 以適應戰時各種負荷，如核武器、 常規戰爭武器等。 在進行地下室人防工程時， 要著重考慮以下三個問題： 基礎、 承重墻、頂部構件等關鍵構件的設計， 戰時排水管道出入口、平時消防系統通道、 平時通風出入口等管口的密封保護設計。

3 實例分析某人防地下室建筑設計

3.1 工程概況

該項目是某地新都市里區的1#地公建項目， 占地40186m2。 地下建筑面積為61902m2。 其主要功能包括辦公、 休閑商務、 公寓及其它配套服務設施。容積率4.5， 建筑密度21， 建筑高度限高100m， 地面建筑分為多層， 一類高層， 地下為二層。 該地塊停車位需求量大， 地下空間開發強度大， 為地下人防工程的發展創造了有利條件。

3.2 人防地下室設計思路

按照區域人防部門有關文件的規定， 結合周邊2#地未建人防， 合理確定了本項目人防建設要求，需配建防空地下室面積33777.19m2， 其中二等人員掩蔽部面積為20266.32m2， 甲類核6 級、 常類6 級、防護等級為丙級， 戰備物資庫面積為13510.87m2，甲類核6 級、 常類6 級、 防護等級為丁級， 一個1000m2的防空專業隊人員掩蔽部， 甲類核5 級、 常類5 級、 防護等級為乙級。 一醫療救護站一處面積不大于1500m2， 甲類核6 級、 常類6 級、 防護等級為乙級， 柴油電站按要求合理設計， 參照本區域有關規定。 該工程建設的地下室建筑總面積為60902m2， 共為兩層， 可見其一層布置面積不夠， 根據合理經濟原則， 人防設計優先最底層布置， 通過分析， 設計優先把功能相對復雜的放負二層， 這樣優先把二等人員掩蔽部、 醫療救護站、 防空專業隊人員掩蔽部放二層， 按規范規定， 在單層人防工程中， 當建筑面積大于5000m2時， 應設室內發電站， 人防發電站放二層， 戰備物資庫放一層， 其余二層不夠的二等人員掩蔽部部分放一層[7]。

3.3 人防地下室設計要點

項目地形較為平緩， 為了滿足大量汽車停放需要， 同時結合人防地下面積需要， 地下室設置為二層， 建筑物的底部基礎也進行相應的施工設計。

3.3.1 人防區布置與面積確定

人防區域位于地下室負二層及負一層局部， 服務范圍不超過200m， 平時主要用于機動車停車場的使用。 在主體大樓外部， 負二層4.4m， 負一層4.55m， 考慮機械車位凈高要求， 考慮當地凍土深度2m的覆土層， 室內外高差相對正負零標高為0.3m， 人防部分主樓均做有管道夾層， 符合人防地下室全埋的要求。 設計功能分布， 負二層11 個二等人員掩蔽部， 1 個甲類核6 級、 常類6 級、 防護等級為乙級醫療救護站， 1 個甲類核5 級、 常類5 級、 防護等級為乙級防空專業隊人員掩蔽部， 2 個物資庫，兩個固定電站， 其中一個為醫療救護站和防空專業隊人員掩蔽部使用， 醫療救護站和防空專業隊人員掩蔽部防護單元面積均不超過1000m2， 核6 級、 常6 級二等人員掩蔽所防護單元面積均小于2000m2。防空專業隊的隱蔽所凈高要求達到3.0m， 便于機動部隊機動機動部隊實施機動作業， 與機動車道密切配合， 與醫療救護站相互毗連， 盡可能在戰時最短時間內實現各功能的聯系， 科學合理布置地下室人防工程， 負一層為2 個二等人員掩蔽所和2 個物資庫， 物資庫面積均小于4000m2[8]。

3.3.2 人防主要出入口設置

各保護單元的主出入口樓梯分別布置， 直接與室外地面相連。 適當地控制好進出通道的數目， 既方便人員進出， 又能有效地保護常規兵器， 但太多的入口也會削弱核沖擊波和毒藥的防御能力， 同時也會增加建筑的非使用區域， 從而加大建設成本。所以， 在每一個防護單元中都設有一個主要入口和一個次要出入口， 并按照隱藏人口的數量， 在相應的位置上增設次要出入口。 在戰爭期間， 人防基礎應該能夠承受預先確定的爆破動力載荷。 在防病毒部門， 人員掩體為潔凈區， 設備隱蔽處為專業團隊設備（車輛） 滯留處。 戰爭期間不得污染。 連接處設有防病毒室。 醫療救助站的主要出入口為防病毒通道和脫衣間； 淋浴間、 檢查更衣室、 第二抗病毒走廊、 排氣擴散室； 二級避難所的主入口包括： 防毒氣走廊、 簡單洗消間、 排風擴散間； 第二通道由密閉通道， 過濾室， 集氣室組成； 除塵室， 進風擴散室， 進風室[9]。

3.3.3 人防抗爆單元設置

根據技術規范， 核6 級、 常6 級二級人員掩蔽所占地不超過2000m2， 由4 ～5 個防爆室組成， 防爆室占地不超過500m2， 以粗砂袋作為防爆墻和防爆墻為主， 墻截面呈梯形， 高1800mm， 最薄處500mm， 戰時砌筑。

4 結語

人防工程既是一個城市發展的重要組成部分，又是一個重要的防御系統。 在我國的城鎮中， 在規劃和建設中， 與住宅為輔的方式布置人防地下室，具有較好的綜合經濟效益， 因此， 在具體的設計中，應嚴格根據各個區域的規范， 合理地確定其規模和等級， 合理劃分和設計防護單元， 以真正滿足平時和戰時使用需求， 充分利用其功能。