多層地下室人防建筑設(shè)計研究

張瑩

【摘要】隨著城鎮(zhèn)化進程的持續(xù)推進，如今我國城市土地資源供需矛盾問題日益凸顯，為能夠有效提高城市土地利用率，保障城市防護水平，通常會將人防工程融入地下工程建設(shè)，以此來達成人員安全防護的目標。但隨著地下室數(shù)量及面積的持續(xù)擴大，如今地下室人防建筑設(shè)計難度也在不斷提升。據(jù)此，本文將基于多層地下室建筑的特點，合理指出多層地下室人防建筑設(shè)計要點。

【關(guān)鍵詞】多層地下室;人防建筑;建筑設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.041

城鎮(zhèn)化進程促使城市土地資源的日益緊縮，為能夠有效緩解城市土地資源不足壓力，傳統(tǒng)的單層地下室開始逐步向多層地下室發(fā)展。但同時，為保障城市總體防護水平，必須要做好城市人員安全防護工作，受限于城市土地壓力等因素的影響，常用的人防設(shè)計方案是將人防建筑與地下室建筑相融合，進行形成符合當代實際的地下室人防建筑設(shè)計方案。多層地下室相比較單層地下室來說，其不僅空間結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且人防設(shè)計難度也相對更大，所以更需要做好人防建筑設(shè)計工作。因此，對多層地下室人防建筑的特點進行分析研究，提出相應(yīng)的設(shè)計要點，將有著一定的現(xiàn)實意義。

1、多層地下室建筑的特點

多層地下室多為附建式工程，其上方主體建筑相對堅固，可以在一定程度上抵抗和削弱外界爆炸、沖擊波、早期核輻射等安全傷害。不過相對于單層地下室來說，多層地下室埋深更大、人防工程距離地面更遠，所以實際人防工程設(shè)計難度也相對更高。在具體設(shè)計過程中，為滿足人防建筑的相關(guān)要求，多層地下室在防護單元和抗爆單元劃分上也存在一定差異，具體設(shè)計需要結(jié)合多層地下室的實際情況進行綜合考慮。一般情況下，多層地下室人防建筑設(shè)計需要考慮主體、口部、防火、平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換等4方面設(shè)計內(nèi)容[1]，其中主體設(shè)計和口部設(shè)計更是多層地下室人防建筑設(shè)計的重點，必須著重關(guān)注和分析。

2、多層地下室人防建筑設(shè)計要點

2.1 確定人防區(qū)域位置

人防區(qū)域位置的確定是多層地下室人防建筑設(shè)計的關(guān)鍵點，其設(shè)計方案將會直接影響到多層地下室的人員安全防護水平及經(jīng)濟性。因此，本文將以某三層地下室人防建筑項目工程為案例，研究多層人防地下室布置方案，具體方案如下：

方案一：將人防區(qū)域設(shè)置在地下三層，并設(shè)置有8個防護單元[2]。但此種設(shè)計卻需要著重考慮核武器或者大當量炸彈爆炸后所引起的動載荷對地下室底板以及多層地下室各層中間墻柱的作用力。從優(yōu)點方面來看，此種設(shè)計方案可以保障人防區(qū)域的獨立性，其他區(qū)域和地面上方主體建筑均可以根據(jù)日常使用要求進行正常設(shè)計和建設(shè)，只需要根據(jù)疏散要求合理增設(shè)出入口便可;從缺點方面來看，此種設(shè)計所需要設(shè)置的防護單元和抗爆單元數(shù)量相對較多，并且人防設(shè)計中口部占用區(qū)域較大，需要對頂板區(qū)域面積進行人防荷載考慮，實際設(shè)計方案復(fù)雜性高，經(jīng)濟性較差。

方案二：將人防建筑與某三層地下室的第二、第三層地下室相結(jié)合，兩層分別劃分出8000m2的區(qū)域作為人防建筑區(qū)域，其中第二層地下室設(shè)置有4個防護單元，第三層地下室則設(shè)置有1個防護單元。為保障人防建筑的總體防護效果，在設(shè)計過程中會將上下兩層人防區(qū)域進行對應(yīng)設(shè)計，即第三層的人防建筑區(qū)域位置應(yīng)與第二層人防建筑區(qū)域位置相對應(yīng)[3]，且優(yōu)先將抗力等級高的區(qū)域設(shè)置于下層人防內(nèi)。在進行防護單元劃分過程中，可以根據(jù)不同方向進行合理劃分，如根據(jù)垂直方向或者水平方向進行防護單元劃分。從優(yōu)點方面來看，此設(shè)計方案中所設(shè)置的防護單元和防爆單元數(shù)量相對較少，所以設(shè)置時所需要的防護單元和防爆單元隔墻數(shù)量也選擇較少;從缺點方面來看，實際設(shè)計過程中，為確保最下層主次出入口和疏散寬度符合要求，應(yīng)對地下二層和地下三層兩層樓梯出入口位置與地面主體建筑進行合理協(xié)調(diào)，再加上地下三層出入口的日常使用頻率較高，所以封堵難度較高。根據(jù)現(xiàn)行國家標準，則需要在每個防護單元設(shè)置相應(yīng)的臨戰(zhàn)封堵，同時還需要在其他出入口設(shè)置防護密閉門，相關(guān)封堵和密閉門的總體造價極高，所以從經(jīng)濟性角度來看，此設(shè)計不符合要求。

綜合兩種設(shè)計方案來看，方案一雖然復(fù)雜性較高、經(jīng)濟性較差，但相比較方案二來說，其經(jīng)濟性仍然相對較低，所以在兩種設(shè)計方案中可優(yōu)先選用方案一作為多層地下室人防建筑項目工程的設(shè)計方案。

2.2 主要出入口設(shè)計

在多層地下室人防建筑中，主要出入口的設(shè)置目的在于戰(zhàn)時空襲前后，方便人員和車輛進出人防區(qū)域，并且具有一定的安全保障能力的出入口。

主要出入口需利用室外出入口設(shè)置，并處于上部建筑投影范圍之外，根據(jù)與建筑的倒塌范圍及結(jié)構(gòu)形式確定是否進行防倒塌棚架設(shè)計，通常選取直通室外的室外階梯形式。如采用直通室外的坡道出入口形式，而人防區(qū)域多設(shè)置在多層地下室最下層，由于地下室深度較大，實際出入口將可能會出現(xiàn)迂回曲折情況，雖能減少地面口部數(shù)量，但不利于戰(zhàn)時條件下的人員快速使用;若需采用此種形式，可在地下一層設(shè)置室外坡道出入口，然后將坡道出入口與階梯出入口相連，階梯出入口再與下層坡道出入口相連，促使人員可以通過轉(zhuǎn)換階梯來直達坡道。通常在設(shè)計時優(yōu)先考慮坡道式出入口作為人防配套工程的主要出入口更為合理，同時考慮其在各層所經(jīng)區(qū)域的圍護結(jié)構(gòu)及支撐均需考慮人防荷載。

若室外可設(shè)置出入口的數(shù)量相對有限，無法滿足實際出入口數(shù)量需求的情況下，可以在多層地下室人防建筑設(shè)計過程中，相鄰防護單元共用一個室外出入口。同時，確保相對應(yīng)的室外出入口寬度應(yīng)為原多個防護單元室外出入口之和;不滿足要求的情況下，也可以通過設(shè)置剪刀梯的方式對出入口進行疏散能力補充。

2.3 防護單元分區(qū)和防火分區(qū)設(shè)置

多層地下室人防建筑設(shè)計中需要綜合設(shè)置防護單元分區(qū)和防火分區(qū)，并避免出現(xiàn)跨防火分區(qū)設(shè)置防護單元的情況。一般地下汽車庫內(nèi)防火分區(qū)的建筑面積都不大于4000m2，因此，最為合理的方案是一個防火分區(qū)中設(shè)置兩個2000m2防護單元，值得注意的是防火分區(qū)與防護單元的面積計算原則有著較大差異，會影響兩者區(qū)域劃分，也可采用一個防護單元對應(yīng)一個防火分區(qū)構(gòu)成方式解決。

2.4 口部墻體關(guān)系設(shè)計

口部墻體作為多種地下室人防建筑設(shè)計的重點，在設(shè)計過程中必須要進行著重分析考慮。具體來說，地下室的剪力墻支撐點在設(shè)計過程中不僅需要考慮到整個建筑的實際承載能力，還需要將剪力墻支撐點與建筑的上層地下室人防建筑口部墻體部位相對應(yīng)。在保障地下室可以滿足建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性情況下，合理設(shè)置人防建筑口部墻體。

2.5 人防疏散口設(shè)置

人防工程需要滿足戰(zhàn)時條件下每100人/0.3m的疏散口寬度要求，以一個2000m2二等人員掩蔽部為例，通常掩蔽面積約1200 m2左右，按1m2 /人掩蔽，設(shè)計疏散寬度需要3.6m（各別地方提高了人員掩蔽舒適度，疏散寬度可相應(yīng)放寬要求），遠大于汽車庫人員疏散要求，同時還需要將每扇門的通過人數(shù)控制在700人以內(nèi)。

基于此要求，多層人防建筑理論上相對于單層人防建筑的主、次要疏散口數(shù)量可大幅減少。當然具體設(shè)計需要結(jié)合各地方設(shè)計標準及多層地下室的實際情況進行合理優(yōu)化完善。必要情況下也可以將人防建筑的密閉通道設(shè)置在非人防區(qū)域的相鄰位置，以此來達成關(guān)鍵條件下的輔助疏散使用。

2.6 配套電站設(shè)計

隨著生活節(jié)奏的加快，當前電力已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢煞指畹闹匾M成內(nèi)容，所以在建設(shè)多層地下室人防建筑過程中，也必須要對地下室的用戶配套設(shè)施進行合理設(shè)計，以此來保障緊急避難情況下的居民用需求。對此，可以在設(shè)計中采用移動電站設(shè)計，即在戰(zhàn)時將車開至電站內(nèi)合閘送電，使之能快捷、方便的輸送電能，確保人防地下室電能需求。對于救護站等專業(yè)隊伍、工程的緊急供電設(shè)計，則可以根據(jù)發(fā)電機的供電容量進行確定，即小容量發(fā)電機可以采用移動電站設(shè)計，大容量發(fā)電機則可以采用固定電站或者多個移動電站設(shè)計。

地下室人防設(shè)計中，電站相關(guān)設(shè)計需要著重考慮其設(shè)備運輸?shù)谋憬菪?、管線布置的合理性、通風(fēng)排煙豎井對地上建筑的影響程度，對于多層人防項目設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先設(shè)置于上部的人防層內(nèi)，盡可能貼臨時汽車出入口，并與抗力等級較高的防護單元合并設(shè)置。

結(jié)語：

綜上所述，多層地下室人防建筑設(shè)計相對于單層地下室人防建筑設(shè)計的復(fù)雜性更高，設(shè)計中所需要考慮的影響因素更多，所以在具體設(shè)計過程中必須要提高相關(guān)重視，并從確定人防區(qū)域位置、主要出入口設(shè)計、防護單元分區(qū)和防火分區(qū)設(shè)置、口部墻體關(guān)系設(shè)計、人防疏散設(shè)置、配套電站設(shè)計等方面進行設(shè)計分析。通過本文分析，可促使人防建筑工程可以滿足經(jīng)濟效益、社會效益以及平戰(zhàn)需求的同時，為后續(xù)多層地下室人防建筑工程項目的設(shè)計及優(yōu)化提供相應(yīng)的參考和指導(dǎo)。

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