人防工程建筑設(shè)計(jì)與地下空間探析

康 磊

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

人防工程是指為了保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全而建設(shè)的一種防空工程，其建筑設(shè)計(jì)具有一定的特殊性。同時(shí)，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(jì)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(jì)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(cái)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(jì)與地下空間的關(guān)系及其影響因素對(duì)于推動(dòng)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(jì)方面需要考慮建筑材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)、燈光設(shè)計(jì)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(shí)，也會(huì)對(duì)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(jì)的可行性和實(shí)用性，使其成為城市空間的有機(jī)組成部分。因此，深入探究人防工程建筑設(shè)計(jì)與地下空間的關(guān)系及其影響因素有助于推動(dòng)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(jì)案例與概況分析

2.1 工程概況

該工程地下車庫(kù)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(kù)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(jí)為核6 常6 級(jí)，防化等級(jí)為丙級(jí)。在平時(shí)，它的功能為地下Ⅰ類汽車庫(kù)；而在戰(zhàn)時(shí)，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(chǎng)所方面起到了重要作用，其抗力等級(jí)為核6 常6 級(jí)，可以有效抵御一定程度的核輻射和爆炸沖擊。同時(shí)，丙級(jí)防化等級(jí)也能提供一定的防護(hù)措施，以應(yīng)對(duì)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(shí)或核事件發(fā)生時(shí)，人員暫時(shí)躲避在這個(gè)地下工程中可以減少輻射暴露。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程采取了以下加強(qiáng)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(jì)方面使用了YJK系列結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（2.0.2）進(jìn)行電算。對(duì)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(shí)，活荷載按照5.00kN/m2進(jìn)行考慮。此外，頂板還需要承受人防荷載，其設(shè)計(jì)值為70～75kN/m2。室外直通、單向出入口的門框墻的核6 級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)等效靜載為130kN/m2。底板的核6 級(jí)等效靜載為55kN/m2。通過采取以上加強(qiáng)措施和對(duì)各種荷載進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，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(jì)參數(shù)是根據(jù)提供的信息進(jìn)行推測(cè)和分析的，具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)由專業(yè)的工程師根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。

3 人防工程建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素及其對(duì)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(jì)中，建筑材料的選擇是一個(gè)關(guān)鍵因素，會(huì)對(duì)地下空間的利用和開發(fā)產(chǎn)生影響。該項(xiàng)目的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)確定為乙級(jí)。這是基于對(duì)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(bào)告的考慮。在設(shè)計(jì)中，我們將選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ牧?，以確保地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性。這一步驟非常重要，因?yàn)檫x用合適的材料能夠提供足夠的承載能力，并滿足設(shè)計(jì)要求。詳細(xì)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(qiáng)度和耐久性都很高，能夠滿足人防工程的安全要求。同時(shí)，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(qiáng)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(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)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(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是人防工程建筑設(shè)計(jì)中的另一個(gè)關(guān)鍵因素，也會(huì)對(duì)地下空間的利用和開發(fā)產(chǎn)生影響。將項(xiàng)目的安全等級(jí)改為最高級(jí)別，即一級(jí)安全等級(jí)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(xiàng)目的結(jié)構(gòu)具有較高的重要性。根據(jù)相關(guān)規(guī)范評(píng)定，該項(xiàng)目的抗震設(shè)防類別為乙類，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。該項(xiàng)目的抗震設(shè)防烈度為8 度，屬于第二組設(shè)計(jì)。基本加速度值為0.20g，符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。具體要求如下:一是人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足一定的安全性要求。例如，在地震、風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，人防工程要能夠承受一定的外力和震動(dòng)，保障人員安全。同時(shí)，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(duì)人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出要求。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)方式，以便更好地利用空間。在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也可以采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)中可以采用可再生材料、低碳材料等，以減少對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)密閉，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮節(jié)能和環(huán)保原則。例如，采用新風(fēng)回收技術(shù)、高效凈化技術(shù)等能夠減少通風(fēng)系統(tǒng)的能耗和對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和自動(dòng)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(yùn)行。

3.4 燈光設(shè)計(jì)

燈光設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)，在地下空間的利用和開發(fā)中，燈光設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)地下空間的可持續(xù)利用和開發(fā)。燈光設(shè)計(jì)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(jì)中，可以采用柔和的光線和多種色彩營(yíng)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(duì)人防工程建筑設(shè)計(jì)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(duì)人防工程建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響的一個(gè)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(shí)，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(yàn)。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(jì)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(fèi)需求，并提高地下空間的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。在文化區(qū)域的設(shè)置中要考慮文化活動(dòng)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(jià)值和社會(huì)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(shí)，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(duì)周邊環(huán)境的破壞和污染，更好地實(shí)現(xiàn)地下空間的可持續(xù)發(fā)展。在布置文化區(qū)域時(shí)，可通過綠色建設(shè)和文化創(chuàng)意的形式促進(jìn)地下空間社會(huì)效益與文化價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

4.2 可行性和實(shí)用性考慮

地下空間的利用對(duì)人防工程建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響的一個(gè)重要方面是可行性和實(shí)用性考慮。在地下空間的利用中也要考慮設(shè)備的維護(hù)、管理等問題，以保障人防工程的實(shí)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(jì)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(jì)與地下空間的協(xié)調(diào)發(fā)展

5.1 人防分區(qū)和地庫(kù)分區(qū)的結(jié)合

人防工程建筑設(shè)計(jì)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(kù)分區(qū)的結(jié)合。以下是一些相關(guān)的設(shè)計(jì)思路和方法：一是綜合規(guī)劃。在項(xiàng)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(jìn)行整體規(guī)劃。確定人防建筑面積、功能和布局，并與地庫(kù)停車位的設(shè)計(jì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)平戰(zhàn)結(jié)合的設(shè)計(jì)目標(biāo)。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(kù)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(duì)地庫(kù)停車位的過度占用，同時(shí)，確保人防功能的實(shí)現(xiàn)。三是分隔設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)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(kù)分區(qū)進(jìn)行有效分隔，這樣可以保持各自的功能獨(dú)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(kù)的設(shè)計(jì)過程中，平時(shí)停車位的使用效率和戰(zhàn)時(shí)人防設(shè)計(jì)布置是建筑設(shè)計(jì)師技術(shù)水平的重要考驗(yàn)。在方案的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需要綜合考慮平時(shí)停車位的使用效率和戰(zhàn)時(shí)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(jì)容面積的4%～6%進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，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(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)、豎井和風(fēng)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(jì)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(duì)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(hù)能力，以應(yīng)對(duì)可能的戰(zhàn)時(shí)威脅。同時(shí)，與地庫(kù)停車位的設(shè)計(jì)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(jì)與地下空間的協(xié)調(diào)發(fā)展是一個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)地下空間的最大價(jià)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(jì)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(fèi)和文化需求，并提高地下空間的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在地下空間的利用中需要考慮人防工程的通風(fēng)、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(jì)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。