人防工程建筑設(shè)計與地下空間探析

康 磊

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司常州分院，江蘇 常州 213000）

人防工程是指為了保護人民生命財產(chǎn)安全而建設(shè)的一種防空工程，其建筑設(shè)計具有一定的特殊性。同時，地下空間作為城市空間的重要組成部分也在人防工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文旨在探析人防工程建筑設(shè)計與地下空間的關(guān)系及其影響因素。

1 人防工程建筑設(shè)計與地下空間研究背景

在現(xiàn)代城市建設(shè)中，人防工程是保障城市安全和人民生命財產(chǎn)安全的重要組成部分。其中，地下空間在城市空間發(fā)展中占重要地位，其利用和開發(fā)也日益受到關(guān)注。因此，探究人防工程建筑設(shè)計與地下空間的關(guān)系及其影響因素對于推動城市空間的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在人防工程建筑設(shè)計方面需要考慮建筑材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、通風系統(tǒng)、燈光設(shè)計等因素，這些因素不僅影響人防工程的安全性和穩(wěn)定性，同時，也會對地下空間的利用和開發(fā)產(chǎn)生影響。而在地下空間利用方面也需要考慮人防工程建筑設(shè)計的可行性和實用性，使其成為城市空間的有機組成部分。因此，深入探究人防工程建筑設(shè)計與地下空間的關(guān)系及其影響因素有助于推動城市空間的協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，提高城市空間的利用效率和安全性。

2 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計案例與概況分析

2.1 工程概況

該工程地下車庫及人防工程是一座附建式甲類地下人防工程，位于地下一層。頂板覆土平均厚度為1.5m，地下車庫總建筑面積為3 565m2，其中人防建筑面積為2 559m2。這座地下人防工程的抗力等級為核6 常6 級，防化等級為丙級。在平時，它的功能為地下Ⅰ類汽車庫；而在戰(zhàn)時，則轉(zhuǎn)為二等人員掩蔽所。這樣的地下人防工程在保障人員安全和提供緊急避難場所方面起到了重要作用，其抗力等級為核6 常6 級，可以有效抵御一定程度的核輻射和爆炸沖擊。同時，丙級防化等級也能提供一定的防護措施，以應(yīng)對可能的化學(xué)污染威脅。此外，根據(jù)規(guī)定，該地下人防工程的室內(nèi)輻射劑量限值為0.2Gy，這意味著在戰(zhàn)時或核事件發(fā)生時，人員暫時躲避在這個地下工程中可以減少輻射暴露。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

本工程采取了以下加強措施以將裂縫控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面使用了YJK系列結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計軟件（2.0.2）進行電算。對于人防頂板荷載，考慮覆土的恒荷載，采用了1.5m厚度的覆土（覆土容重18kN/m3），并取恒荷載為27.00kN/m2。同時，活荷載按照5.00kN/m2進行考慮。此外，頂板還需要承受人防荷載，其設(shè)計值為70～75kN/m2。室外直通、單向出入口的門框墻的核6 級等效靜載為240kN/m2，而室內(nèi)及穿廊出入口、室外豎井、樓梯的門框墻的核6 級等效靜載為200kN/m2。同樣地，室外直通、單向出入口的臨空墻的核6 級等效靜載為160kN/m2，而室內(nèi)及穿廊出入口、室外豎井、樓梯的臨空墻的核6 級等效靜載為130kN/m2。底板的核6 級等效靜載為55kN/m2。通過采取以上加強措施和對各種荷載進行合理設(shè)計，可以控制結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)力，并確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。需要注意的是，這些數(shù)據(jù)和設(shè)計參數(shù)是根據(jù)提供的信息進行推測和分析的，具體的設(shè)計和計算應(yīng)由專業(yè)的工程師根據(jù)實際情況進行。

3 人防工程建筑設(shè)計的關(guān)鍵因素及其對地下空間利用的影響

3.1 建筑材料的選擇

人防工程建筑設(shè)計中，建筑材料的選擇是一個關(guān)鍵因素，會對地下空間的利用和開發(fā)產(chǎn)生影響。該項目的地基基礎(chǔ)設(shè)計等級確定為乙級。這是基于對具體結(jié)構(gòu)形式、荷載、水文、地質(zhì)狀況的綜合分析和勘察報告的考慮。在設(shè)計中，我們將選擇適當?shù)慕ㄖ牧希源_保地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性。這一步驟非常重要，因為選用合適的材料能夠提供足夠的承載能力，并滿足設(shè)計要求。詳細如下：第一，人防工程的安全性和穩(wěn)定性。例如，鋼筋混凝土是常用的建筑材料之一，其強度和耐久性都很高，能夠滿足人防工程的安全要求。同時，在地下空間的利用和開發(fā)中，也可以采用鋼筋混凝土等建筑材料增強地下空間的結(jié)構(gòu)安全性。第二，可持續(xù)發(fā)展原則。例如，使用綠色建筑材料、再生建筑材料等環(huán)保型建筑材料能夠減少對環(huán)境的污染，促進地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。第三，成本和效益。例如，采用輕鋼龍骨、薄壁板等低成本的建筑材料能夠降低人防工程的建設(shè)成本，提高地下空間的利用效益。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計是人防工程建筑設(shè)計中的另一個關(guān)鍵因素，也會對地下空間的利用和開發(fā)產(chǎn)生影響。將項目的安全等級改為最高級別，即一級安全等級。結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用年限為50 年，符合相關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1，表明該項目的結(jié)構(gòu)具有較高的重要性。根據(jù)相關(guān)規(guī)范評定，該項目的抗震設(shè)防類別為乙類，建筑場地類別為Ⅱ類。該項目的抗震設(shè)防烈度為8 度，屬于第二組設(shè)計。基本加速度值為0.20g，符合相應(yīng)的設(shè)計標準。具體要求如下:一是人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計要滿足一定的安全性要求。例如，在地震、風災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生時，人防工程要能夠承受一定的外力和震動，保障人員安全。同時，在地下空間的利用和開發(fā)中也要考慮地下水位、土壤穩(wěn)定性等因素，對人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出要求。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計還要考慮空間利用效率。例如，在地下空間的利用和開發(fā)中可以采用柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等設(shè)計方式，以便更好地利用空間。在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中也可以采用相應(yīng)的設(shè)計方式，使其更好地與地下空間的利用相協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)設(shè)計還要考慮可持續(xù)發(fā)展原則。例如，在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以采用可再生材料、低碳材料等，以減少對環(huán)境的污染，促進地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。

3.3 通風系統(tǒng)

通風系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮人防工程內(nèi)部空氣質(zhì)量的保障。在人防工程內(nèi)部，由于空間相對密閉，通風系統(tǒng)的設(shè)計要保證空氣流通，以減少二氧化碳等有害氣體的積累，保障人員的健康和安全。通風系統(tǒng)的設(shè)計要考慮節(jié)能和環(huán)保原則。例如，采用新風回收技術(shù)、高效凈化技術(shù)等能夠減少通風系統(tǒng)的能耗和對環(huán)境的污染，促進地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。通風系統(tǒng)的設(shè)計還要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如，在人防工程的通風系統(tǒng)設(shè)計中，要考慮系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和自動化程度以及應(yīng)急情況下的備用系統(tǒng)等，保障系統(tǒng)的可靠運行。

3.4 燈光設(shè)計

燈光設(shè)計要考慮人防工程內(nèi)部的照明需求。在人防工程內(nèi)部，由于相對密閉的環(huán)境，需要有足夠的燈光照明保障人員的安全和舒適。同時，在地下空間的利用和開發(fā)中，燈光設(shè)計也要滿足室內(nèi)照明需求，以提高空間的舒適度和使用效率。燈光設(shè)計要考慮能源節(jié)約和環(huán)保原則。例如，采用LED 燈等節(jié)能型燈具能夠降低能耗和對環(huán)境的污染，促進地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。燈光設(shè)計還要考慮空間的美觀和藝術(shù)性。例如，在人防工程的燈光設(shè)計中，可以采用柔和的光線和多種色彩營造出溫馨、舒適的氛圍，增加空間的藝術(shù)感和美觀度。

4 地下空間利用對人防工程建筑設(shè)計的影響

4.1 商業(yè)、文化等功能區(qū)域設(shè)置

地下空間的利用對人防工程建筑設(shè)計產(chǎn)生影響的一個重要方面是商業(yè)、文化等功能區(qū)域的設(shè)置。首先，地下空間的商業(yè)、文化等功能區(qū)域的設(shè)置要考慮人防工程的安全性和穩(wěn)定性。例如，在商業(yè)區(qū)域的設(shè)置中要考慮人員密集度、消防設(shè)施等因素，以保障人員的安全。同時，在文化區(qū)域的設(shè)置中要考慮空間的舒適度和使用效率，以提高人員的使用體驗。其次，商業(yè)、文化等功能區(qū)域的設(shè)置要考慮地下空間的利用效率和經(jīng)濟效益。例如，在商業(yè)區(qū)域的設(shè)置中要考慮商業(yè)類型和規(guī)模等因素，以滿足人們的消費需求，并提高地下空間的利用效率和經(jīng)濟效益。在文化區(qū)域的設(shè)置中要考慮文化活動類型和規(guī)模等因素，以滿足人們的文化需求，并提高地下空間的文化價值和社會效益。此外，商業(yè)、文化等功能區(qū)域的設(shè)置還要考慮可持續(xù)發(fā)展原則。例如，在布置商業(yè)區(qū)域時，可重視環(huán)保節(jié)能材料的使用和節(jié)能設(shè)備的投入，從而最大限度地降低對周邊環(huán)境的破壞和污染，更好地實現(xiàn)地下空間的可持續(xù)發(fā)展。在布置文化區(qū)域時，可通過綠色建設(shè)和文化創(chuàng)意的形式促進地下空間社會效益與文化價值的實現(xiàn)。

4.2 可行性和實用性考慮

地下空間的利用對人防工程建筑設(shè)計產(chǎn)生影響的一個重要方面是可行性和實用性考慮。在地下空間的利用中也要考慮設(shè)備的維護、管理等問題，以保障人防工程的實用性和可持續(xù)性。此外，地下空間的利用還要考慮城市規(guī)劃和管理的要求。在人防工程建筑設(shè)計中，需要考慮城市規(guī)劃和管理的要求，以保持與城市空間的協(xié)調(diào)和一致性。

5 人防工程建筑設(shè)計與地下空間的協(xié)調(diào)發(fā)展

5.1 人防分區(qū)和地庫分區(qū)的結(jié)合

人防工程建筑設(shè)計與地下空間的協(xié)調(diào)發(fā)展需要考慮人防分區(qū)和地庫分區(qū)的結(jié)合。以下是一些相關(guān)的設(shè)計思路和方法：一是綜合規(guī)劃。在項目初期規(guī)劃階段，應(yīng)綜合考慮人防工程和地下空間的需求并進行整體規(guī)劃。確定人防建筑面積、功能和布局，并與地庫停車位的設(shè)計相結(jié)合，實現(xiàn)平戰(zhàn)結(jié)合的設(shè)計目標。二是空間分配。根據(jù)人防工程的需求合理劃分人防分區(qū)和地庫分區(qū)的空間，將人防建筑面積合理分布在地下空間中，避免對地庫停車位的過度占用，同時，確保人防功能的實現(xiàn)。三是分隔設(shè)計。在設(shè)計過程中可采用合適的分隔方式，如墻體、隔斷等，將人防分區(qū)和地庫分區(qū)進行有效分隔，這樣可以保持各自的功能獨立性，防止互相干擾，并確保安全性和使用效果。

5.2 人防功能布置的平戰(zhàn)結(jié)合

在地庫的設(shè)計過程中，平時停車位的使用效率和戰(zhàn)時人防設(shè)計布置是建筑設(shè)計師技術(shù)水平的重要考驗。在方案的前期規(guī)劃設(shè)計階段需要綜合考慮平時停車位的使用效率和戰(zhàn)時人防的需求，根據(jù)總建筑面積確定人防建筑面積，并按照地上計容面積的4%～6%進行計算。同時，根據(jù)人防建筑面積的大小規(guī)劃人防功能。在人防功能布置中，可以與地下空間的設(shè)備共享。例如，共同利用進排風系統(tǒng)、豎井和風管等設(shè)備減少設(shè)備房的占用面積，提高空間利用效率。根據(jù)具體需求靈活布局人防功能區(qū)域。例如，在層高較高的區(qū)域布置人防功能，通過疊加設(shè)計減少使用面積。合理安排人防口部和設(shè)備房的位置，以滿足人防功能的需求，并盡量減少對地下空間的占用。人防功能布置中要充分考慮安全性因素，確保人防工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防護能力，以應(yīng)對可能的戰(zhàn)時威脅。同時，與地庫停車位的設(shè)計相結(jié)合，確保人防和停車位的安全性和互不干擾性。

6 結(jié)語

總而言之，人防工程建筑設(shè)計與地下空間的協(xié)調(diào)發(fā)展是一個重要的問題，需要充分考慮人們的需求、城市規(guī)劃、管理要求等多個方面。只有在保障人防工程安全性和穩(wěn)定性的前提下，才能實現(xiàn)地下空間的最大價值和效益，并與城市空間協(xié)調(diào)發(fā)展。在人防工程建筑設(shè)計中，需要考慮商業(yè)、文化等功能區(qū)域的設(shè)置，以滿足人們的消費和文化需求，并提高地下空間的利用效率和經(jīng)濟效益。同時，在地下空間的利用中需要考慮人防工程的通風、照明等因素，以保障人員的安全和舒適度。此外，人防工程建筑設(shè)計還要考慮城市規(guī)劃和管理的要求，以保持與城市空間的協(xié)調(diào)和一致性。