平戰結合的防空地下室方案設計淺析

黃 明

(昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

隨著我國經濟快速發展，其綜合國力也在不斷提升，防空地下室越來越多的出現在工程設計中，尤其以平戰結合的防空地下室最為普遍，據資料統計每平米人防地下室造價比普通地下室增加700～800元左右，防空地下室的造價對整個地下室工程的造價會產生較大的影響。工程設計過程中，設計師們要根據建筑物自身的現實狀況和防地下室防護等級來對防地下室制定出科學合理的設計方案。特別是大量的平戰結合的防空地下室不僅應該滿足戰時的防護要求和使用需要，還應滿足平時使用的各項要求，使其做到安全、適用、經濟、合理。

1 防空地下室建設面積的確定

根據各地關于實施《中華人民共和國人民防空法》的具體規定，根據新建民用建筑(工業建筑及配套設施一般不需要配套修建防空地下室)的層數和規模需要按照相應規定修建防空地下室。一般均以10層或基礎埋深3 m為界，建首層建筑面積相等的人防工程，其余根據總建筑面積和建設項目所在城市的城市防護分類(一至三類)確定，一般為總建筑面積的5 %～2 %。另外，防空地下室的防護類別(甲、乙類)、戰時用途(醫療救護、防空專業隊、一等人員掩蔽、二等人員掩蔽或者配套工程等)、防常規武器(常5級、常6級)、防核武器的抗力級別(核4級、核5級、核6級和核6B級)以項目所在地的人民防空行政主管部門的批復為準。這里要注意的是，雖然防空地下室建設面積的報批是在項目規劃結束后進行，但由于面積計算的誤差和下一步設計中不可避免的一些調整，因此方案設計階段的防地下室建筑面積要略大于理論計算出來的防地下室面積。應建防空地下室的建筑面積均以當地人防辦的批復為準。

2 防空地下室的位置選擇

在多數項目設計中，地下室建筑面積都會大于需要建設的防空地下室建筑面積。

2.1 樓層的選擇

如果是多層地下室，根據《人民防空地下室設計規范》(BG50038—2005)(以下簡稱《規范》)的相關規定，理論上地下室的任何一層均可以作為防空地下室。但是本著經濟、合理的原則，一般應把防空地下室布置在最下面幾層或最下一層。因為按照《規范》乙類防空地下室和核5、核6、和6B級的甲類防空地下室“當其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。”這樣劃分可以減少很多單元間隔墻和抗爆墻。另外，當上部建筑的層數不低于10層時，位于其下方的防空地下室也可以不劃分防護單元和抗爆單元(《規范》第3.2.6條第2款)。需注意的是，如果上下層防護單元都通過同一部樓梯時，該樓梯的出入口和梯段的凈寬要滿足這幾個防護單元所需通道和樓梯寬度之和；另外，上下層的防護單元還應設置至少1個連通口，也就是需要設置至少1部樓梯進行連接，該連通口應盡量設置在下面樓層，這樣做可以減少1道防護密閉門。也有將上下層作為同一個防護單元進行設計的，只要總面積不超過《規范》規定即可。上面幾種選擇主要用在應建防空地下室面積較小的地下室項目中。

2.2 平面位置的選擇

2.2.1 選擇上部單體較集中的區域

這樣的區域疏散樓梯較多，防空地下室出入口可以充分利用上部建筑的疏散樓梯，以減少人防專用樓梯的數量，避免過多的人防樓梯出地面后對地面景觀造成不利影響。見圖1、圖2。

圖1、圖2中防空地下室面積均為14 000 m2，圖1上部有4棟塔樓，布置較分散。圖2上部有6棟塔樓，布置相對集中。該防空地下室需設7個防護單元，按每個防護單元設2個出入口(1個主要出入口和1個次要出入口)計，該防空地下室共需設置14個人防出入口。

1.地下室范圍；2.防空地下室范圍

圖1 總平面示意圖1

Fig.1 Schematic diagram of the general plan 1

圖2 總平面示意圖2

Fig.2 Schematic diagram of the general plan 2

圖1需增加的人防出入口數量為：14-4=10(個)。圖2需增加的人防出入口數量為：14-6=8(個)。

可以看出圖2人防地下室的設置區域較圖1合理。

2.2.2 在地下一層布置人防地下室，選擇有汽車坡道(地下室平時為車庫功能)的區域

該坡道最好不貼鄰地下室外墻，這樣可以最大限度的利用該坡道進行人防口部和人防移動電站的設置。見圖3，圖4。

圖3為汽車坡道緊鄰地下室外墻布置，布置了3個人防口部和1個人防移動電站。

圖4為汽車坡道位于地下室中部，布置了4個人防口部和2個人防移動電站。充分利用了汽車坡道，更加經濟合理。

1.汽車坡道；2.人防口部；3.人防移動電站

1.汽車坡道；2.人防口部；3.人防移動電站

2.2.3 選擇設備用房(變配電室、柴油發電機房、水泵房)較少的區域

這些設備用房因為通風的需要，都會設置一些通風豎井。如果設在防空地下室范圍內，根據《規范》要求，將對這些通風豎井進行臨戰封堵，1個防護單元的頂板封堵數量往往就會超過《規范》規定的封堵數量要求(不宜超過2個)。就要采取設置集氣室進行門式封堵，這不僅會大大增加通風豎井的面積，而且也會相應增加工程造價。

2.2.4 選擇上部單體用水房間較少的區域

《規范》規定“與防空地下室無關的管道不宜穿過人防圍護結構”，如果防空地下室設置在這些用水點的下方，就需要設置專門的鋼筋混凝土通道將這些管線轉到非人防區，這樣也會增加工程造價。

2.2.5 防空地下室區域應盡量規整

這樣布置的目的主要是盡量減少臨空墻的長度，因為臨空墻需要承受頂板傳來的常規(核)武器爆炸等效靜荷載、靜荷載、上部建筑自重、外墻自重、常規(核)武器爆炸產生的水平等效荷載、土壓力、水壓力等。因此，臨空墻的長度會影響到建造成本，相同面積的防空地下室中，較少的臨空墻的長度可以降低防空地下室的建造成本。如圖5-7。圖5-7防空地下室面積均為800 m2。圖5人防臨空墻長度為：(16+50)×2=132(m)，圖6人防臨空墻長度為：(20+40)×2=120(m)，圖7人防臨空墻長度為：(28.3+28.3)×2=113.2(m)。人防臨空墻長度比較：圖5>圖6>圖7

可以看出圖7為較合理的布置方案。

以上這幾個方面在具體的工程設計中還需要綜合考慮，進行方案對比，才能選出較好的防空地下室設置位置。

3 防護單元的劃分和面積計算

防護單元的劃分通常是在防火分區基本劃分好后進行的。以設有自動報警系統和自動噴水滅火系統的地下車庫為例，一個防火分區(≤4 000 m2)剛好可以劃分為兩個防護單元(人員掩蔽工程≤2 000 m2/個)，但是在人員出入口的設置要求上存在較大差異。地下車庫內一個防火分區只需設置兩個人員疏散出口，每個凈寬不小于1.1 m，最遠一點的疏散距離不大于60 m。兩個面積約2 000 m2的防護單元，其出入口總寬度基本在7 m以上，出入口之間沒有最遠距離的要求。如果不考慮防護單元而單純進行防火分區劃分，那么，在進行防護單元劃分時，必將會對防火分區進行反復的修改。

1.地下室范圍；2.防空地下室范圍

圖5 地下室范圍示意圖1

Fig.5 Seope of basement 1

圖6 地下室范圍示意圖2

Fig.6 Seope of basement 2

圖7 地下室范圍示意圖3

Fig.7 Seope of basement 3

3.1 防護單元盡量不要跨越防火分區，防護單元邊線最好與防火分區一致

僅從《規范》上來說，防火分區和防護單元是2個完全不同的概念。防火分區是在平時使用中，“能在一定時間內的防止火災向同一建筑的其余部分蔓延的局部空間”(引自《建筑防火規范》GB50016—2014第2.1.22條)。防火分區是出于消防和人員疏散上的考慮，就地下車庫而言，主要是分區面積、安全出口數量、最遠疏散距離，涉及到自動報警系統、自動滅火系統和防排煙系統。防護單元是指“在防空地下室中，其防護設施和內部設備均能自成體系的使用空間”(引自《規范》第2.1.17條)，是為了防止戰時防空地下室局部遭到毀傷時，不至于導致整個防空地下室被毀傷。防護單元使出于戰時人員防護上的考慮，主要是防護單元面積、口部和通道設置位置和寬度，涉及到防護通風以及滿足掩蔽人員基本需要的水電系統。因此，防護單元劃分是可以不考慮平時防火分區劃分的。但是如果防護單元劃分時跨越了防火分區，在建筑方面就不能將防護單元間隔墻作為防火分區的防火墻來設置，需單獨設置防護單元間隔墻，增加了墻體工程量。另外，由于自動報警系統的感煙探測器和自動噴水滅火系統的噴頭在一個防火分區內基本屬于均勻分布，電纜和管道勢必就會穿越防護單元隔墻，這樣就增加了管線的防護密閉設施。通風管道也會因為通風口超距離，“防煙分區內任一點與最近的排煙口之間的水平距離不應大于30 m”(引自《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251—2017第4.4.12條)，風管需要穿越防護單元隔墻，增加了防護密閉設施。這些都會增加工程造價，因此要盡量避免防護單元跨越防火分區或者盡量少跨越防火分區。

3.2 防空地下室的防火分區劃分，需要同時兼顧到防護單元的劃分

防護單元的出入口和通道的最小寬度是根據其面積來確定的，面積較大的防護單元需要較寬的出入口和通道。因此，在地上建筑出入口相對較多的區域，應劃分面積盡量大的防火分區，同時布置面積較大的防護單元；反之，在地上建筑出入口相對較少的區域，應劃分面積較小的防火分區，同時布置面積較小的防護單元。這樣才能充分的利用好上部建筑的出入口寬度，使防空地下室的造價更加經濟、合理。

3.3 防護單元的劃分要盡量利用結構墻體

這里的“結構墻體”是指上部單體建筑本身所需要設置的鋼筋混凝土墻，不是專門為防空地下室而設置的墻體。這樣做可以減少工程造價，反之，則會增加，這是顯而易見的。要做到這一點其實并不難，只要布置防護單元時注意一下就可以了。

3.4 防護單元建筑面積的計算

防空地下室建筑面積等于防護單元建筑面積之和。那么防護單元建筑面積包含哪些呢？防護單元建筑面積是指由防空地下室直接承受沖擊波動荷載作用的構件所圍成封閉空間的面積，即由防空地下室外墻、臨空墻、防護密閉門(防爆波活門)門框墻、封堵墻、相鄰防護單元間隔墻等形成的封閉空間面積。防空地下室口外通道、豎井、樓梯、風道等均不能計入防空地下室建筑面積。這里特別要強調，連接出入口(防毒通道和密閉通道)的樓梯間建筑面積不應算在內。

4 其它

4.1 濾毒室的布置

濾毒室的布置需要同暖通專業多進行溝通，一般防護單元掩蔽人數超過1 200人時，其濾毒室除了設擴散室外，還要設置除塵室和集氣室，見圖8。如果掩蔽人數少，則可設1個擴散室即可，見圖9。

4.2 甲類防空地下室室外出入口

雖然《規范》規定了在符合一定條件下，核6級、核6B級甲類防空地下室可以不設置室外出口。但在實際工作中很難做到，除非“與具有可靠出入口(如室外出口)的，且其抗力級別不低于該防空地下室的其它人防工程相連通。”否則，因為“其首層樓梯需設置與地面建筑的結構脫開的防倒塌棚架”，這對結構專業來說很難實現。因此，對于甲類防空地下室來說，每個防護單元設置1個室外出口是很必要的。

1.密閉通道；2.濾毒室；3.擴散室；4.收塵室；5.集氣室

圖8 濾毒室的布置圖1

Fig.8 Poison chamber layout drauing 1

1.密閉通道；2.濾毒室；3.擴散室

5 結 語

要做好防空地下室的設計還有許多工作要做，比如，與結構、水、電和暖通專業間的協調，前面所講的也涉及到了部分內容，其他專業特別是暖通專業的提前介入，對防空地下室方案布置的合理性有著較大的影響。