分析人防地下室建筑设计的优化策略

刘向兵

（太原市第一建筑工程集团有限公司， 山西 太原 030001）

人防地下室作为国家防御系统中的一个重要组成部分， 它在应对空袭和突发事件中扮演着举足轻重的角色， 是保持战争潜力， 减少人员和物质的流失。 随着我国现代化进程的加快， 与民房结合的地下人防工程已逐渐发展为一种重要的施工方法， 它既要做到平战结合， 又要充分利用地下的地下空间，同时还要符合现行技术法规、 规范和规定， 同时还要贯彻安全、 适用、 经济以及合理等原则， 不断提高设计水平。 重点对建设项目中的人防基础进行了具体的分析。

1 概述

1.1 人防地下室概述

人防地下室是一种具有预先确定的战时防空能力的地下室。 人防地下室既要考虑日常的使用， 又要根据战争时期的要求来进行设计。 人防地下室可以在战争期间受到比较大的负荷， 比如屋顶、 外墙、底板等， 立柱和横梁的大小要大于一般的地下室。为了保证日常生活的正常运转， 他们还必须在战斗中做出一些改变， 例如堵墙、 洞口、 临时加固柱子等。 因此， 在人防工程中， 综合考虑平战转换， 实现对地下空间平时与战时的有效结合， 合理利用。

1.2 人防建筑发展概述

从20 世纪70 年代起， 国家为了保障人民的生命和财产的安全， 就开始了对人民的全面部署。2016 年， 全国人大召开的第七次人防工作会议， 明确提出人防工程建设要走“与城市” 并举的路子，既是城市发展的要求， 又是对地下空间的合理利用。现代都市飞速发展， 基于这个背景， 地下人防工程逐渐成为时代的潮流， 并将其从纸上的立法条文贯彻到具体的施工中， 已成为各个重点项目的“必建”[1]。 2020 年11 月到2021 年11 月， 在所有的招标项目中， 与 “人防” 有关的项目中， 共出现了1248， 824 个项目， 与2020 年11 月份相比， 累计增长了36.0%。 在所有含有“人防” 一词的投标中，出现频率最高的几个关键词是人防、 建筑、 施工。人防工程发展到今天， 具有其特殊性和特殊性， 因为它的主要目标是抵御空中打击和重大灾难， 因此，在这一点上， 必须考虑到不同的空中打击手段， 按照国家有关的保护标准进行综合保护， 再将其设计所需归整为： 科学规划、 发挥特性、 巩固特性、 保障安全、 延长寿命。 在平时， 该地下室可以正常工作， 在战时， 通过简单便捷的操作， 可以转化为具有防灾、 防毒等多种功能的防御工程， 是目前最科学、 最高效的发展方式。 人防地下室设计困难， 应严格按有关规定和保护措施进行相关工作[2]。

2 建筑工程人防地下室布局、 设计要点和建筑设计原则

结合当前人防地下室的建筑情况及其应用方向，可以得知我国地下室人防建筑工程的具有建筑体量大、 可用空间大等优势。 基于此， 当企业进行地下室人防工程规划的时候， 要注意以下几个方面： 1）充分发挥其资源， 降低一系列复杂问题， 提高工程安全性和舒适性； 2） 在总体规划和细节方面进行合理的优化， 及时可靠地应对特殊的自然灾害、 战争等特殊情况， 从而使其在经济、 社会和战备方面得到充分的发挥。 下面重点对建设项目中的人防基础的布置和设计重点进行了探讨。

2.1 人防地下室布局

通过了解相关规范并结合自身的实际工作经验，提出人防地下室在建设布局中应该注意的几个方面。适宜的服务半径为200m， 在人员居住和工作适中的位置。 防护功能配套， 专业人员掩体项目紧邻设备部， 柴油机发电站接近负载中心等。 符合日常和战时的保护需求。 主出入口应设于户外， 不可设于建筑物坍塌区域， 出口和入口分布要均匀， 主要和次要出入口间隔15m以上[3]。

2.2 人防地下室设计要点

对于建设项目来说， 在进行地下人防室的设计之前， 必须依据区域规范和当地人防主管部门的要求， 确定其防护标准、 类别、 等级等， 并按建筑规模来确定其建设面积的指标。 在人防地下室的设计中， 应对各防护单元进行合理的划分， 并对其进行科学的防火分区， 使其达到最大限度的防火分区。比如， 4000m2的一个防火分区， 可以分为一个人防物资库或一个人防汽车库， 或者两个人员掩蔽部防护单元[4]。

2.2.1 人员掩蔽工程

由于战争规模的不同， 地下人防室的用途也各不相同， 对于防护装置的需求也各不相同， 所以在进行设计的时候， 针对一等、 二等人员、 专业人员等人员进行了遮蔽， 其主要设计要点如下： 1） 主要人员通道（通风） 设计： 车库坡道和室外楼梯主要用于疏散。 人防地下室位于二楼及以下。 设计的楼梯可直接通向室外或一楼的斜坡。 第一层的地面坡度是主入口。 主要进出口由空气竖井、 扩散室、 抗病毒通道和洁净空间组成； 2） 人员的次要出口： 可利用主楼的楼梯进行疏散， 并根据人数可设若干次出口； 3） 防暴区的分区： 单位面积500m2， 对于多层防空地下室， 每一层都有独立的防御单位， 那么下面的建筑就没有防御单位和防爆单位了； 4） 为战时生活水箱、 干厕、 防化值勤等相关配套设备的规划， 如配电室的规划， 应根据实际电阻、 防化水平、防护剂量限制等进行设计， 以达到防护效果与成本的平衡[5]。

2.2.2 配套工程

配套工程为战时辅助性人防工程（即指挥工程、医疗救援工程、 专业防空队工程和人员掩蔽工程以外的人防工程）。 对于人防物资仓库、 专业班组、 人防车库等人防工程， 结构和内部功能设计相对简单。根据规范进行设计时， 应考虑以下几点。 人防物资库的设计： 应合理地确定车辆通道、 堆放区、 材料的类型和宽度等各参数， 配套设备用房的布局要合理， 如： 进、 排风机房、 配电室、 人防水箱等。 专业队伍工程、 人防车辆库房、 发电站等均属可污染部分， 设计上的要求较简略， 且应注重抗力等级、空间净高等的设计需求。 升降机进入地下室时， 应置于封闭的保护区域之外。 人防工程内外连接时，应编制好人员疏散通道、 人防工程洞口风井等防坍塌方案。 平时和战时改造应参考相关技术规范， 采用标准化、 定型化的保护装置和部件， 严格掌握改造量， 不得超过设计规范的规定。

2.3 人防地下室建筑设计原则

2.3.1 了解人防地下室建筑的概况

对地下室人防建筑的设计要有全面的认识： 首先要了解地下建筑的基本信息， 包括建筑高度、 楼层、 房间形式等， 其次， 对人防工程地下室的地上建筑物进行分级， 以决定是否要设置人防物资、 自动发电设施、 库存量的大小， 最后， 通过与有关设计人员的交流， 确定了结构的经济性、 受力等因素。

2.3.2 防护单元、 抗暴单元合理划分

在人防工程中， 对炸药的保护， 将其分为防护区和防爆区， 这样， 当爆炸发生时， 防护单元和抗爆单元会降低爆炸对人防的损害， 因此， 对防护单元和抗爆单元进行科学的划分就显得尤为重要。 有关法规中关于指挥工程和隧道工程的防护单元和抗爆单元可以不进行区分， 上部建筑的层数度为十层的防空地下室， 可不划分防护单元， 对于多层的乙类防空地下室和多层的核5 级、 核6 级、 核6B级的甲类防空地下室， 当其上下相邻楼层划分不同防护单元时， 位于下层及以下的各层可不再划分防护单元和抗暴单元， 所以， 在进行单元划分时， 要考虑到建筑物的实际状况， 避免对其日常的使用功能产生影响[6]。

2.3.3 平战结合

地下室人防系统的关键是要充分考虑到其“平战结合” 的总体构造特征， 以适应战时各种负荷，如核武器、 常规战争武器等。 在进行地下室人防工程时， 要着重考虑以下三个问题： 基础、 承重墙、顶部构件等关键构件的设计， 战时排水管道出入口、平时消防系统通道、 平时通风出入口等管口的密封保护设计。

3 实例分析某人防地下室建筑设计

3.1 工程概况

该项目是某地新都市里区的1#地公建项目， 占地40186m2。 地下建筑面积为61902m2。 其主要功能包括办公、 休闲商务、 公寓及其它配套服务设施。容积率4.5， 建筑密度21， 建筑高度限高100m， 地面建筑分为多层， 一类高层， 地下为二层。 该地块停车位需求量大， 地下空间开发强度大， 为地下人防工程的发展创造了有利条件。

3.2 人防地下室设计思路

按照区域人防部门有关文件的规定， 结合周边2#地未建人防， 合理确定了本项目人防建设要求，需配建防空地下室面积33777.19m2， 其中二等人员掩蔽部面积为20266.32m2， 甲类核6 级、 常类6 级、防护等级为丙级， 战备物资库面积为13510.87m2，甲类核6 级、 常类6 级、 防护等级为丁级， 一个1000m2的防空专业队人员掩蔽部， 甲类核5 级、 常类5 级、 防护等级为乙级。 一医疗救护站一处面积不大于1500m2， 甲类核6 级、 常类6 级、 防护等级为乙级， 柴油电站按要求合理设计， 参照本区域有关规定。 该工程建设的地下室建筑总面积为60902m2， 共为两层， 可见其一层布置面积不够， 根据合理经济原则， 人防设计优先最底层布置， 通过分析， 设计优先把功能相对复杂的放负二层， 这样优先把二等人员掩蔽部、 医疗救护站、 防空专业队人员掩蔽部放二层， 按规范规定， 在单层人防工程中， 当建筑面积大于5000m2时， 应设室内发电站， 人防发电站放二层， 战备物资库放一层， 其余二层不够的二等人员掩蔽部部分放一层[7]。

3.3 人防地下室设计要点

项目地形较为平缓， 为了满足大量汽车停放需要， 同时结合人防地下面积需要， 地下室设置为二层， 建筑物的底部基础也进行相应的施工设计。

3.3.1 人防区布置与面积确定

人防区域位于地下室负二层及负一层局部， 服务范围不超过200m， 平时主要用于机动车停车场的使用。 在主体大楼外部， 负二层4.4m， 负一层4.55m， 考虑机械车位净高要求， 考虑当地冻土深度2m的覆土层， 室内外高差相对正负零标高为0.3m， 人防部分主楼均做有管道夹层， 符合人防地下室全埋的要求。 设计功能分布， 负二层11 个二等人员掩蔽部， 1 个甲类核6 级、 常类6 级、 防护等级为乙级医疗救护站， 1 个甲类核5 级、 常类5 级、 防护等级为乙级防空专业队人员掩蔽部， 2 个物资库，两个固定电站， 其中一个为医疗救护站和防空专业队人员掩蔽部使用， 医疗救护站和防空专业队人员掩蔽部防护单元面积均不超过1000m2， 核6 级、 常6 级二等人员掩蔽所防护单元面积均小于2000m2。防空专业队的隐蔽所净高要求达到3.0m， 便于机动部队机动机动部队实施机动作业， 与机动车道密切配合， 与医疗救护站相互毗连， 尽可能在战时最短时间内实现各功能的联系， 科学合理布置地下室人防工程， 负一层为2 个二等人员掩蔽所和2 个物资库， 物资库面积均小于4000m2[8]。

3.3.2 人防主要出入口设置

各保护单元的主出入口楼梯分别布置， 直接与室外地面相连。 适当地控制好进出通道的数目， 既方便人员进出， 又能有效地保护常规兵器， 但太多的入口也会削弱核冲击波和毒药的防御能力， 同时也会增加建筑的非使用区域， 从而加大建设成本。所以， 在每一个防护单元中都设有一个主要入口和一个次要出入口， 并按照隐藏人口的数量， 在相应的位置上增设次要出入口。 在战争期间， 人防基础应该能够承受预先确定的爆破动力载荷。 在防病毒部门， 人员掩体为洁净区， 设备隐蔽处为专业团队设备（车辆） 滞留处。 战争期间不得污染。 连接处设有防病毒室。 医疗救助站的主要出入口为防病毒通道和脱衣间； 淋浴间、 检查更衣室、 第二抗病毒走廊、 排气扩散室； 二级避难所的主入口包括： 防毒气走廊、 简单洗消间、 排风扩散间； 第二通道由密闭通道， 过滤室， 集气室组成； 除尘室， 进风扩散室， 进风室[9]。

3.3.3 人防抗爆单元设置

根据技术规范， 核6 级、 常6 级二级人员掩蔽所占地不超过2000m2， 由4 ～5 个防爆室组成， 防爆室占地不超过500m2， 以粗砂袋作为防爆墙和防爆墙为主， 墙截面呈梯形， 高1800mm， 最薄处500mm， 战时砌筑。

4 结语

人防工程既是一个城市发展的重要组成部分，又是一个重要的防御系统。 在我国的城镇中， 在规划和建设中， 与住宅为辅的方式布置人防地下室，具有较好的综合经济效益， 因此， 在具体的设计中，应严格根据各个区域的规范， 合理地确定其规模和等级， 合理划分和设计防护单元， 以真正满足平时和战时使用需求， 充分利用其功能。