建筑工程人防地下室設(shè)計(jì)分析

傅玉紅 長沙市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司工程師

人防工程是國防體系的重要一部分，在應(yīng)對(duì)空襲、突發(fā)災(zāi)害等方面發(fā)揮著重要作用，是保持戰(zhàn)爭潛力、減少人員與物資損失的關(guān)鍵措施。隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，與民用建筑相結(jié)合的人防地下室建設(shè)成為一大主要手段，其具有平戰(zhàn)結(jié)合、充分利用地下空間等優(yōu)勢(shì)，但是設(shè)計(jì)要求也相對(duì)較高，不僅要遵守現(xiàn)行技術(shù)法規(guī)、規(guī)范與規(guī)定，滿足當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的特殊要求，還需貫徹安全、適用、經(jīng)濟(jì)以及合理等原則，不斷提高設(shè)計(jì)水平。本文主要圍繞建筑工程人防地下室設(shè)計(jì)展開詳細(xì)分析。

1 人防建筑發(fā)展概述

自20 世紀(jì)70 年代起，我國政府為保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，開始全面部署人民防空工作，1997 年開始全面施行《中華人民共和國人民防空法》，明確了人民防空是國防重要組成部分。2016 年，我國第七次全國人民防空會(huì)議明確提出人防工程建設(shè)走與城市相結(jié)合道路，這是城市發(fā)展的需要，也是地下空間合理開發(fā)的需要。

基于現(xiàn)代城市發(fā)展背景下，地下人防工程建設(shè)是大勢(shì)所趨，并從紙面立法條款落實(shí)到實(shí)際建設(shè)工程中，成為各大開發(fā)項(xiàng)目“必建”工程。2020 年11 月至2021 年11 月末，我國全部中標(biāo)事件中相關(guān)信息包含“人防”一詞的中標(biāo)事件數(shù)量為1 248 824 次，相對(duì)于2020 年11 月累計(jì)同比上升36.0%。所有包含“人防”一詞的中標(biāo)信息中出現(xiàn)總次數(shù)最多的10 個(gè)關(guān)鍵詞包括人防、建筑、施工、人防工程、設(shè)計(jì)、建筑工程、住房、市政、改造以及防護(hù)。

人防工程發(fā)展至今，有其特殊性和專業(yè)性，由于建設(shè)目的是防御可能發(fā)生的空襲或是嚴(yán)重災(zāi)害，對(duì)此必須根據(jù)戰(zhàn)爭中可能使用的各種空襲武器，按國家規(guī)定防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施全面防護(hù)工作，進(jìn)而可將人防工程設(shè)計(jì)要求歸納為布局合理、功能完善、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、口部安全、生存能力強(qiáng)以及堅(jiān)持時(shí)間長[1]。和平時(shí)期，地下室可正常使用；戰(zhàn)爭時(shí)期，通過簡單、便捷地改造可轉(zhuǎn)換為具有防空、防毒等一系列功能的防護(hù)工程，此為當(dāng)前最實(shí)用、最合理的開發(fā)模式[2]。人防地下室與普通地下室的區(qū)別如表1 所示，由此可知人防地下室的設(shè)計(jì)難度較大，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范與防護(hù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。

表1 人防地下室與普通地下室的區(qū)別

2 建筑工程人防地下室布局與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

近年來，從我國地下室人防建筑工程的建設(shè)與使用情況來看，地下空間的最大優(yōu)勢(shì)是建設(shè)量大、空間寬廣，對(duì)此在地下室人防工程設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)把握以下要點(diǎn)：一是平時(shí)利用最大化，減少一系列復(fù)雜問題，提高工程安全性和舒適性；二是優(yōu)化整體布局與細(xì)部設(shè)計(jì)等，及時(shí)、可靠地應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等特殊時(shí)期，全面提高人防工程地經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及戰(zhàn)備效益[4]。下文主要圍繞建筑工程人防地下室布局與設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開分析。

2.1 人防地下室布局

結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，建筑工程人防地下室布局需注意以下要點(diǎn)。服務(wù)半徑≤200 m 為宜，設(shè)置在人員居住、工作適中位置。防護(hù)功能匹配，專業(yè)隊(duì)隊(duì)員掩蔽工程與裝備部工程相鄰，柴油電站靠近負(fù)荷中心等。滿足使用要求包括平時(shí)使用與戰(zhàn)時(shí)防護(hù)要求。出入口宜設(shè)置在室外，不得設(shè)置在主體建筑倒塌范圍內(nèi)；出入口分散，主次出入口相距超過15 m[5]。

2.2 人防地下室設(shè)計(jì)要點(diǎn)

建筑工程人防地下室設(shè)計(jì)前，需根據(jù)地區(qū)規(guī)定確定人防工程的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、類別、等級(jí)等，計(jì)算應(yīng)建人防工程面積指標(biāo)，按照建筑規(guī)模確定不同戰(zhàn)時(shí)功能面積比例。人防地下室設(shè)計(jì)時(shí)，需合理劃分防護(hù)單元，科學(xué)進(jìn)行防火分區(qū)設(shè)計(jì)，盡量將人防分區(qū)控制在防火分區(qū)內(nèi)。例如，一個(gè)4 000 m2的防火分區(qū)可設(shè)計(jì)為兩個(gè)人員掩蔽單元或是1 個(gè)人防物資庫、人防汽車庫。不同戰(zhàn)時(shí)功能的防護(hù)單元計(jì)算、設(shè)計(jì)要點(diǎn)有所區(qū)別[6]。

2.2.1 人員掩蔽工程

不同戰(zhàn)時(shí)功能的防護(hù)單元設(shè)計(jì)要求有所差別，針對(duì)一等、二等人員以及專業(yè)隊(duì)隊(duì)員等人員掩蔽工程，主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)歸納如下。

第一，人員主出入口（排風(fēng)口）設(shè)計(jì)：以汽車庫坡道、室外樓梯疏散為主；人防地下室位于負(fù)二層及以下，設(shè)計(jì)樓梯間直通室外或通至負(fù)一層坡道出入口，負(fù)一層出地面坡道為主要出入口；口部包括風(fēng)井、擴(kuò)散室、防毒通道以及洗消空間。第二，人員次出入口設(shè)計(jì)：通過主室內(nèi)樓梯疏散，設(shè)置多個(gè)次出入口，具體如表2 所示。第三，掩蔽抗暴單元?jiǎng)澐郑簡卧?guī)模500 m2內(nèi)，若是多層人防工程，上下相鄰樓層為不同防護(hù)單元，則下層不再劃分防護(hù)單元與抗爆單元[7]。第四，人防配套設(shè)施與用房設(shè)計(jì)：包括戰(zhàn)時(shí)生活水箱、干廁、防化值班室、配電間等，具體根據(jù)實(shí)際抗力、防化級(jí)別、防護(hù)劑量限值等進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，平衡好人防工程的防護(hù)功能與工程造價(jià)[8]。

表2 次出入口統(tǒng)計(jì)

2.2.2 非人員掩蔽工程

針對(duì)其他非人員掩蔽工程，如人防物資庫、專業(yè)隊(duì)工程、人防汽車庫和電站等，其口部與內(nèi)部設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，只需按規(guī)范設(shè)計(jì)即可，具體設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)如下[9]。

人防物資庫設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)中需合理確定各項(xiàng)參數(shù)，如車行通道、堆放區(qū)以及物資種類與寬度尺寸；物資分類敞開式堆放；輔助房間做好合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，包括進(jìn)排風(fēng)機(jī)房、廁所、配電室、貯水箱。專業(yè)隊(duì)工程、人防汽車庫與電站等允許染毒，設(shè)計(jì)要求更簡單，注意抗力級(jí)別、空間凈高等設(shè)計(jì)要求即可。電梯通至地下室時(shí)，設(shè)置在防護(hù)密閉區(qū)外。人防內(nèi)部與外部連接設(shè)計(jì)時(shí)，需做好人員疏散通道、人防口部風(fēng)井等防倒塌設(shè)計(jì)；平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)時(shí)需參考相關(guān)規(guī)范要求，采用標(biāo)準(zhǔn)化、定型化防護(hù)設(shè)備與構(gòu)件，控制好轉(zhuǎn)換工程量，且預(yù)制構(gòu)件數(shù)量不宜超過設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定[10]。

3 實(shí)例探析

3.1 工程概況

本項(xiàng)目為湖南省益陽國家級(jí)高新區(qū)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園研發(fā)服務(wù)中心A、B 區(qū)EPC 項(xiàng)目工程，共分為A、B 區(qū)兩個(gè)地塊，總建筑面積為195 229.96 m2。其中，地上總建筑面積為151 140.46 m2，地下室建筑面積為44 089.5 m2。主要建筑功能包括企業(yè)辦公、休閑商務(wù)、餐飲和其他企業(yè)服務(wù)配套等。容積率為1.33，建筑密度為36.7，建筑高度為18.3 ～100 m，地上建筑分為多層、二類高層、一類高層公共建筑。地塊內(nèi)機(jī)動(dòng)車停車位需求量大，地下空間開發(fā)強(qiáng)度也較大，為地下室人防工程建設(shè)提供了良好的條件。

3.2 人防地下室設(shè)計(jì)思路

根據(jù)地區(qū)相關(guān)文件規(guī)定合理確定設(shè)計(jì)思路，具體如下：防空地下室建設(shè)面積達(dá)到5 000 ≤S ＜22 500 m2時(shí)，應(yīng)同步配建一個(gè)1 000 m2的甲5 級(jí)專業(yè)隊(duì)員掩蔽部、一個(gè)1 000 m2的甲5 級(jí)專業(yè)裝備掩蔽部以及戰(zhàn)時(shí)固定柴油電站，同時(shí)要求配建甲6 級(jí)二等人員掩蔽部≥71%人防工程總面積；二三類國家人防重點(diǎn)城市不低于地面總建筑面積的5%；各類園區(qū)、重要經(jīng)濟(jì)目標(biāo)區(qū)防空地下室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，按照所在地區(qū)規(guī)定執(zhí)行[11]。

本項(xiàng)目應(yīng)修建防空地下室面積不小于7 557.03 m2，人防工程防護(hù)等級(jí)確定為專業(yè)隊(duì)隊(duì)員隱蔽部，屬于甲類核5 級(jí)，防化等級(jí)為乙級(jí)，專業(yè)隊(duì)裝備隱蔽部為常5 級(jí)，二等人員隱蔽部為甲類核6 級(jí)、常6 級(jí)，防護(hù)等級(jí)為丙級(jí)。根據(jù)規(guī)范的要求，單個(gè)人防工程建筑面積＞5 000 m2時(shí)，需設(shè)置內(nèi)部電站。

3.3 人防地下室設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本文主要針對(duì)A 地塊人防地下室設(shè)計(jì)展開詳細(xì)分析，地下室總建筑面積為34 736.22 m2，南北向長488.4 m，東西寬107.5 m，地勢(shì)較為平緩，為滿足大量機(jī)動(dòng)車停車需要，地下室設(shè)置為一層，在建筑下部基本開挖設(shè)置地下室，具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

3.3.1 地下室功能確定

地下室功能主要包括機(jī)動(dòng)車位、商業(yè)辦公配套休閑服務(wù)用房、物管用房及設(shè)備用房。地下汽車停車位共計(jì)792 個(gè)，設(shè)置4 個(gè)7 m 寬汽車坡道與室外相連；設(shè)備用房包括消防泵房與水池、生活泵房、弱電機(jī)房、配電房、鍋爐房、制冷機(jī)房、戰(zhàn)時(shí)發(fā)電機(jī)房和排風(fēng)機(jī)房等。

3.3.2 人防區(qū)布置與面積確定

人防區(qū)布置在A 地塊地下室中間位置，服務(wù)半徑控制在200 m 以內(nèi)，平時(shí)以機(jī)動(dòng)車庫功能為主。地下室在主樓以外的層高為3.9 m，頂板覆土深1.35 m，建筑單體一層室內(nèi)外高差為0.15 m，地面結(jié)構(gòu)降板0.6 m 回填土到正負(fù)零標(biāo)高，滿足人防地下室全埋的要求。地下室北面與南面均有下沉廣場，考慮地下室臨空的要求，在人防地下室與非人防地下室南北連接處設(shè)置不小于10 m 寬的填土區(qū)進(jìn)行分隔，僅設(shè)置車道相連。

根據(jù)地方規(guī)定，地下人防工程面積不低于地面總建筑面積的5%，則地下室人防工程總建筑面積為8 126.92 m2，滿足人防配建面積的要求。共設(shè)置1 個(gè)核5級(jí)、常5 級(jí)專業(yè)隊(duì)員掩蔽所（按照1 ∶1.5的比例折算為防空地下室修建面積）、1個(gè)核5級(jí)、常5級(jí)防空專業(yè)隊(duì)裝備掩蔽所、3 個(gè)核6 級(jí)、常6 級(jí)二等人員掩蔽所及1個(gè)人防固定電站。核5 級(jí)、常5 級(jí)專業(yè)隊(duì)員掩蔽所及核5 級(jí)、常5 級(jí)防空專業(yè)隊(duì)裝備掩蔽所的防護(hù)單元面積均應(yīng)小于1 000 m2，核6 級(jí)、常6 級(jí)二等人員掩蔽所防護(hù)單元面積均小于2 000 m2。防空專業(yè)隊(duì)裝備掩蔽所凈高需要滿足3.0 m，方便防空專業(yè)隊(duì)車輛執(zhí)行任務(wù)，與汽車坡道緊密結(jié)合，同時(shí)與核5 級(jí)、常5 級(jí)專業(yè)隊(duì)員掩蔽所相互毗連，盡可能在戰(zhàn)時(shí)最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)各功能的聯(lián)系，科學(xué)合理布置地下室人防工程。

3.3.3 人防主要出入口設(shè)置

首層樓梯間直通室外，且通往地下室梯段上端，至室外距離≤5.0 m。合理確定防護(hù)單元出入口數(shù)量，若是數(shù)量多，則人員、設(shè)備進(jìn)出方便，且對(duì)常規(guī)武器防護(hù)效率提高，但是出入口過多也會(huì)導(dǎo)致工程對(duì)核沖擊波、毒劑的防護(hù)效果減弱，且非使用性面積增加，工程造價(jià)增大。因此，每個(gè)防護(hù)單元設(shè)置一個(gè)主要和次要出入口，根據(jù)隱蔽人數(shù)適當(dāng)增加次出入口[12]。人防地下室在戰(zhàn)時(shí)應(yīng)可抵御預(yù)定爆炸動(dòng)荷載。在防毒方面，人員隱蔽區(qū)為清潔區(qū)，裝備隱蔽部屬于專業(yè)隊(duì)裝備（車輛）停留場所，戰(zhàn)時(shí)允許染毒，連通口設(shè)置帶有洗消間的防毒通道。核5 級(jí)、常5 級(jí)專業(yè)隊(duì)員掩蔽所主要出入口是由第一防毒通道、脫衣室、淋浴室、檢查穿衣室、第二防毒通道、排風(fēng)擴(kuò)散室組成；二等人員掩蔽所主要出入口由防毒通道帶簡易洗消間、排風(fēng)擴(kuò)散室組成；次要出入口由密閉通道、濾毒室、集氣室、除塵室、進(jìn)風(fēng)擴(kuò)散室及進(jìn)風(fēng)機(jī)房組成。

3.3.4 人防抗爆單元設(shè)置

按規(guī)范要求，每個(gè)核6 級(jí)、常6 級(jí)二等人員掩蔽所面積不大于2 000 m2，分為4 ～5 個(gè)抗爆單元，抗爆單元面積不大于500 m2，主要采用粗砂袋堆壘抗爆擋墻和抗爆隔墻，墻體斷面采用梯形，高度為1 800 mm，頂部最薄處的厚度為500 mm，戰(zhàn)時(shí)砌筑。

4 結(jié)語

人防工程建設(shè)是城市發(fā)展不可分離的內(nèi)容，不僅是城市空間有機(jī)組成，也是國防體系不可或缺的一部分。我國城市在布局規(guī)劃人防工程時(shí)，主要是與民用建筑相結(jié)合設(shè)置人防地下室，其綜合效益相對(duì)較好，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格按照各地區(qū)規(guī)范要求確定人防地下室布局與面積等，合理劃分、設(shè)計(jì)防護(hù)單元，切實(shí)滿足平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)使用需求，發(fā)揮人防工程應(yīng)有的作用。