防護功能復(fù)雜的多層人防地下室設(shè)計策略

徐超 李東哲

0引言

人防即人民防空，是基于國防要求，動員組織群眾采取一定形式的防護措施，以避免或減少空襲所帶來傷害的一種形式。人防地下室不僅是戰(zhàn)時的防御工程，也是有效利用土地資源和城市地下空間的必要手段，需采用“平戰(zhàn)結(jié)合”的方式合理規(guī)劃。隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，大量人口在城鎮(zhèn)中聚集，加強城市防御建設(shè)成為保障國家經(jīng)濟與安全的必要工作，在現(xiàn)行的建筑設(shè)計尤其是大型項目中，人防地下室設(shè)計更是不可缺少的一項設(shè)計任務(wù)。

人防地下室的設(shè)計需滿足《人民防空工程戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求》，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計的合理性與安全性是人防地下工程的主要設(shè)計工作。常規(guī)項目的人防設(shè)計中，以單一功能、單一級別的單層人防工程居多，例如5級或6級人員掩蔽所，或6級物資庫等。隨著人防區(qū)域規(guī)劃的不斷完善，項目綜合性與規(guī)模的不斷擴大，多種防護功能同時出現(xiàn)在一個人防工程設(shè)計中的情況越來越多，如何解決好不同防護要求之間的復(fù)雜關(guān)系成為考驗建筑師綜合設(shè)計水平的一項要求。

1北京專利技術(shù)研發(fā)中心人防設(shè)計

通過北京專利技術(shù)研發(fā)中心項目的實踐，對功能復(fù)雜的人防地下室設(shè)計建議采用如下策略：首先應(yīng)判斷好人防地下室的設(shè)置位置，根據(jù)平時的使用功能和消防設(shè)計劃分好防護單元、抗爆單元、做好疏散口數(shù)量和寬度計算，再根據(jù)不同抗力等級的要求做好口部設(shè)計，并與平時功能妥善結(jié)合，最后處理好人防設(shè)計中的逐項細節(jié)，完成人防設(shè)計。以下就以北京專利技術(shù)研發(fā)中心為例（圖1，2），分析一下如何將復(fù)雜的人防設(shè)計與平時的正常使用功能進行合理有效的結(jié)合。

北京專利技術(shù)研發(fā)中心位于北京市豐臺區(qū)南四環(huán)中關(guān)村科技園內(nèi)，是集信息專利研發(fā)、新材料專利技術(shù)研發(fā)、專利審查等功能為一體的綜合高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)樓，同時輔以會議、展示、多功能廳、員工康體及職工食堂等多重綜合功能于一體。建筑布局以口字形合院式布局，周邊為地上7層的板樓，檐口高30.6m；其中東北角為地上10層的方形平面塔樓，檐口高45m。沿城市道路側(cè)的建筑外立面體量整齊嚴謹，內(nèi)院建筑體量呈現(xiàn)高低錯落，變化豐富的形體構(gòu)成?？偨ㄖ娣e140 261.58m2，其中地下二層、三層平時為汽車庫，戰(zhàn)時為人防設(shè)施。

本項目人防工程具有防護等級高，涵蓋功能復(fù)雜的特點。根據(jù)待建工程，結(jié)合國家人防部門的戰(zhàn)略區(qū)域規(guī)劃要求，應(yīng)建人防工程總建筑面積達16 400m2，并應(yīng)同時滿足甲類核5級常5級一等人員掩蔽所及二等人員掩蔽所、核6級常6級物資庫及汽車庫和電機組總?cè)萘坎淮笥?20KW的移動電站兩處。由于防護等級、防護要求、濾毒流程等均不相同，防護單元與抗爆單元面積也各有差別，加之總?cè)朔澜ㄔO(shè)面積巨大，如何合理組織好不同類型的人防戰(zhàn)時功能，同時又不影響平時汽車庫的使用效率且處理好平戰(zhàn)結(jié)合，為本項目的設(shè)計難點，以下就從幾個方面來回顧本項目人防設(shè)計的全過程。

1.1人防設(shè)計區(qū)域集中，采用雙層人防設(shè)計，減少防護單元及出入口數(shù)量

按照2 000m2的人員掩蔽所與4 000m2的物資庫、汽車庫的防護單元規(guī)定面積核算后，可推斷至少需設(shè)置4個人員掩蔽單元、1個物資庫、1個汽車庫，以及與之匹配的3～4個獨立的人防出入口及若干口部、井道等設(shè)計。地下二、三層單層建筑面積均為16 000m2左右。根據(jù)業(yè)主對停車數(shù)量的要求，地下三層設(shè)計為普通停車庫，地下二層部分為復(fù)式停車庫。如果將地下三層整層作為人防設(shè)計范圍，勢必造成豎井和出口設(shè)計分散，由于每個口部都涵蓋若干人防工藝用房，會大大降低平時的汽車庫利用率。通過不同方案比對，最終確定將人防區(qū)域分成兩層集中設(shè)置，有效地解決了問題。根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》中“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”的規(guī)定，將人防設(shè)計區(qū)域疊合設(shè)置于工程的西南角，地下二層設(shè)置低等級的物資庫和汽車庫，地下三層設(shè)置高等級的人員掩蔽所（圖3）。這樣，將工藝最復(fù)雜且防護單元面積最小的人員掩蔽所放置在下層，縮減了一倍的防護單元數(shù)量，減少了幾百平米的口部功能房間面積，大大提高了平時汽車庫的使用率。

根據(jù)“兩個相鄰防護單元，可在防護密閉門外共設(shè)一個室外出入口”的規(guī)定，將地下二層人防物資庫、汽車庫的出入口合并，并與下沉庭院中的室外樓梯合并處理，通往人防出入口的門僅戰(zhàn)時開啟，立面上僅在防倒塌范圍內(nèi)設(shè)置抗沖擊的結(jié)構(gòu)頂棚，在外觀上消解掉出入口體量的影響（圖4）。而地下三層兩個人員掩蔽單元的兩個獨立出入口并排設(shè)置，出地面的位置控制在防倒塌范圍以外，平時用蓋板封住，與景觀設(shè)計結(jié)合，戰(zhàn)時開啟，這樣就做到了“化人防出口于無形”（圖5）。

垂直豎井方面，相同性質(zhì)的通風井道上下共用；水平方向上，不同工藝用房的通風終端也聯(lián)通到相同性質(zhì)的通風井道上，這樣風井得以集中設(shè)置。在首層出地面時，將原本零碎的小井道合成為帶狀的大井道，有利于平時平面的功能切割，也利于立面上的統(tǒng)一處理。

1.2人防疏散與消防疏散統(tǒng)一考慮，減少臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換量

地下室人防建筑應(yīng)盡可能使平時的防火分區(qū)能與戰(zhàn)時的防護分區(qū)協(xié)調(diào)一致，以減少臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換工作量，提高保障戰(zhàn)時使用的可靠性。最佳的結(jié)合就是一個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)兩個防護單元，或一個防火分區(qū)即為一個防護單元。每個防護單元的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)（送排風系統(tǒng)、上下水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等）都是獨立運行的，當某個防護單元遭到破壞時，其他單元仍能良好運轉(zhuǎn)。在每個人防區(qū)和防火區(qū)設(shè)計通風豎井，平時的排風豎井可用作戰(zhàn)時進風豎井，可有效節(jié)約豎井面積。

地下二層復(fù)式停車庫的防火分區(qū)面積限值為2 600m2，與物資庫、汽車庫的抗爆單元面積上限2 000m2最為接近。防火分區(qū)與抗爆單元邊界完全一致，無須單獨為戰(zhàn)時通風另設(shè)機房，所有進排風機房均可做到平戰(zhàn)結(jié)合使用，也從另一個層面減少了人防固定設(shè)施對平時汽車庫使用的影響。一次到位的戰(zhàn)時人防房間與停車場的盡端或停車利用率不高的單側(cè)停車區(qū)域相結(jié)合，盡量避免零碎空間和建筑死角的出現(xiàn)。聯(lián)通口與防火分區(qū)的防火卷簾結(jié)合，減少人防構(gòu)件對平時使用的影響。

疏散寬度在計算的時候也應(yīng)通盤考慮，例如人員掩蔽所出口疏散寬度的設(shè)計標準須按照每100人不小于0.3m的要求，且每個門的設(shè)計人數(shù)不大于700人，即2.1m。因此門洞的有效疏散寬度也只能以2.1m為上限，因此可以用這個寬度作為人防疏散的經(jīng)驗值，來估算所需的疏散出口的數(shù)量。此外，除必須的人防獨立出口外，充分利用平時的交通核作為戰(zhàn)時次要出入口，有效增加人防的疏散寬度，從而降低其對立面造型的影響。

1.3人防豎井的特殊處理

為了不讓豎井突兀到建筑范圍以外，在首層通過防倒塌立柱將豎井與主體建筑在平面及剖面上均脫開。雖然是獨立結(jié)構(gòu)，但并不獨立于建筑體量之外，達到人防語言與建筑語言合二為一。雙層人防設(shè)計有效地提高了人防豎井的垂直利用率，但集中設(shè)置的風井導(dǎo)致井道面積較大，立面通風百葉面積也相應(yīng)增加。將人防通風百葉與建筑立面格柵及平面內(nèi)凹或轉(zhuǎn)角位置合理結(jié)合，井道在兩個方向的立面上均可做通風百葉，提高了豎井的通風面積。造型上將百葉高度與立面窗高模數(shù)統(tǒng)一處理，將人防構(gòu)件與平時的立面造型有機地結(jié)合（圖6，7）。

2結(jié)語

當人防地下室設(shè)計需要滿足不同防護級別和抗力要求時，在項目設(shè)計條件允許的情況下，多層人防疊合設(shè)計可有效降低戰(zhàn)時功能對平時使用的影響，但其復(fù)雜性往往也會成倍增長，這就要求建筑師秉承清晰的邏輯，化零為整、化繁為簡。以滿足規(guī)范為前提，從大分區(qū)大關(guān)系入手，同時也不能忽視細節(jié)，如通風口、潔污分區(qū)等，做到面面俱到。

常規(guī)情況下，人防地下室設(shè)計是建筑方案確定后才開始的，所以常常沒有太充裕的設(shè)計時間。但人防地下室要求較高，報審早，制約因素也較多，因此必須在短時間內(nèi)充分考慮整體工程情況，根據(jù)戰(zhàn)時、平時的不同功能需要對設(shè)計不斷地進行完善。人防設(shè)計雖然復(fù)雜，但在全局觀下通盤掌控，就可兼顧好功能、造型與工藝的多方協(xié)調(diào)。