多層人防地下室給排水設計

馬奎昌

（山東省人民防空建筑設計院有限責任公司，山東濟南 250000）

0 引言

多層人防地下室建筑安全設計階段必須考慮地上建筑的安全性、穩(wěn)固性，以及多層人防地下室的承重強度如何。為了人們?nèi)粘Ｉ畹陌踩缘叵率疫€必須從通風、供水和開放空間等多個方向進行流線型設計。

1 多層人防地下室給水設計要點

1.1 平時區(qū)域與防護區(qū)給水的管道設計規(guī)劃要點

人防地下室及給水體系的設置主要是基于建筑質(zhì)量和防空地下室圍護結(jié)構(gòu)的水平。一般不得使用與居民防空地下室毫無直接關(guān)聯(lián)的建筑物圍護結(jié)構(gòu)管線，而現(xiàn)代的城市燃氣管道、城市廢水管道等均在這些管道上，管道一般也不會延伸到掩體下的工作人員。如果在管道上出現(xiàn)了一些問題，會給地下室的防護作用造成很多不良影響。在棚內(nèi)或棚屋供水系統(tǒng)的設計程序中，不但要重視建筑物的基礎(chǔ)作用與基本功能的實現(xiàn)，而且，還需要全面地系統(tǒng)化看待地下室排水系統(tǒng)與建筑物的有機融合。地下室或污水管道的上百分之五十的部分都不能夠全部使用人造橋臺天花板，而且，為了不讓建筑物受到影響，需要定期對錯位的、老化的、破損的管道進行調(diào)試或者更換；為了能夠放緩人造橋臺天花板的老化和更換頻率，需要把裝備了管道的井排列在多層人防地下室外面，防止管道過重，壓彎、壓塌天花板。同時，由于不可能將管道與維護的人徹底隔離，它的安置應該與上層建筑有關(guān)。因此，設計者們往往在上層建筑處布置管道，或者在正常的活動范圍內(nèi)鋪設管道。在多層人防地下室內(nèi)，需要在核心處安裝一個主井，有效實現(xiàn)管道水平和垂直移動[1]。

1.2 密閉處理穿越防護區(qū)給水的管道設計規(guī)劃要點

在設計多層人防地下室時，供水管道需要密封保護管道中的水。管道直徑都不應該大于0.15m，過大，攜帶的水流量大，質(zhì)量大，容易造成管道垂延，并且還需要設置一個密封的管套，以防止管道破損水流泄露，密封的套管也能防止水滴下來破壞下層建筑層。管道之間每隔一定距離還應該設置一個1.0MP 的安全閥，閥門之間的距離要小于0.2m，有利于保護每段管道，防止一長截串聯(lián)無鎖的管道失去標準水壓，也有利于維修人員進行維護。此外，為了防止核武器的核輻射，有些多層人防地下室會安裝防爆波閥門。不過，防爆波閥門的成本高，安裝過程比較復雜，光是維修就占了很大一部分費用，所以，這種防爆波閥門并不是很常見的[2]。

1.3 存儲生活用水、飲用水、洗消用水

一般情況下，水源選擇市政供水直接供給，在清潔區(qū)設置飲用水箱（池）、生活、洗消水箱（池），設置水池的方式占地面積小，需與建筑的主體工程一并施工到位，而采用成品不銹鋼水箱的方式占地面積大，對于普通的二等人員掩蔽或物資庫工程，在平時水箱可以不安裝的地區(qū)，可以節(jié)省空間用作它用，比如停車等。設置在上層的人防地下室，水箱荷載應及時提供于結(jié)構(gòu)工程師。水箱設置大小應根據(jù)其掩蔽人數(shù)、用水標準及儲水時間來考慮。

1.3.1 生活水、飲用水

由氣壓給水設備加壓供水或直接從儲水箱設置的取水龍頭處取水。

1.3.2 水龍頭安裝

向每兩百至三百人集中提供飲用水。生活用水直接從儲水箱設置的取水龍頭處取水。

1.3.3 洗消用水

口部需設置供墻面及地面沖洗用的沖洗栓或沖洗龍頭，并配備沖洗軟管，其服務半徑不宜超過25m，供水壓力不宜小于0.2MPa，供水管徑不得小于20mm。

2 多層人防地下室排水設計要點

2.1 清潔區(qū)

清潔區(qū)的排水一般是在旱廁污物間內(nèi)設置生活污水集水坑，集水池的有效容積應包括調(diào)節(jié)容積和貯備容積。調(diào)節(jié)容積不宜小于最大一臺污水泵5min 的出水量，且污水泵每小時啟動次數(shù)不宜超過6 次；貯備容積必須大于隔絕防護時間內(nèi)產(chǎn)生的全部污水量的1.25倍。利用潛水泵加壓排至室外防爆波化糞池。對于上下兩層均為人防地下室時，上層清潔區(qū)排水坑一般設置深度較深，一般為1500mm，集水坑會懸吊于下層地下室頂板，設計時應合理選擇集水坑設置位置，建議在下層地下室靠墻位置或無車位位置，避開風管等設備管線，不得懸吊于車道上方，以保證人防地下室的視覺觀感；對于最底層的人防地下室，平面條件允許情況下，其排水宜與平時消防廢水坑合并設置，平戰(zhàn)兩用[3]。

2.2 染毒區(qū)

口部染毒區(qū)需沖洗的部位包括進風豎井、進風擴散室、除塵室、濾毒室（包括與濾毒室相連的密閉通道）和戰(zhàn)時主要出入口的洗消間（簡易洗消間）、防毒通道及其防護密閉門以外的通道，并應在這些部位設置收集洗消廢水的地漏、清掃口或集水坑；常規(guī)設計是每個房間單獨設洗消集水坑，集水坑深度不宜小于0.6m，但這樣做，口部會有很多集水坑，增加施工難度，也可每個房間設置防爆地漏，排至防護密閉門外的洗消集水坑，但集水坑蓋板應為能防沖擊波的防護蓋板。對于多層人防地下室而言，各個防護單元之間排水都各自獨立，上層排水不能排入下層防護單元，而建筑設計一般將進、排風口部上下對應設置，上部的口部房間也一般對應設置，濾毒室、擴散室等房間設置洗消集水坑會影響下層的凈高，對通風專業(yè)影響較大，因為暖通專業(yè)風管往往較大通常為為D560 風管，設計過程中應與暖通專業(yè)做好溝通，避開下層風管設置集水坑，這種做法對于結(jié)構(gòu)專業(yè)來說同樣會增加梁的布置，施工上也增加了作業(yè)難度。另外，不同的工程應根據(jù)層高、結(jié)構(gòu)形式視情況而定，例如對于進、排風口部本身結(jié)構(gòu)板就比較厚的情況下，比如上層結(jié)構(gòu)板厚500，在上層頂板合適位置設置1 個集水坑，其他口部房間用防爆地漏代替集水坑，將I 型防爆地漏及排水管直接埋設于結(jié)構(gòu)板匯入集水坑，這樣既不會對下層的設備管線產(chǎn)生影響，也不會對結(jié)構(gòu)專業(yè)提出降板或增加集水坑設置等問題[4]。以DN80 防爆地漏為例，采用熱鍍鋅鋼管所需的安裝空間最小H0 為244+10=254mm，對于500 板厚安裝空間已經(jīng)足夠。如下圖所示。此做法優(yōu)點是對下層空間影響小，不需要做套管。缺點是：排水管需在結(jié)構(gòu)樓板施工時同時施工，如管道埋錯，不容易處理，且施工支模難度較大，管道不可替換。對于頂板厚為300 的人防工程，不能采用直接埋設于板中方法，或做降板處理、或與結(jié)構(gòu)工程師溝通將板厚加大，無論哪種方式，既要保證人防排水的獨立性，又不影響工程的凈高，又要從造價、施工后等各方面綜合考慮[2]。

3 戰(zhàn)時給排水設計要點

3.1 戰(zhàn)時供水系統(tǒng)

為簡便起見，地下供水一般依靠市政管線和戰(zhàn)時水泵。戰(zhàn)時供水按保安單元計算，而戰(zhàn)時各保衛(wèi)單元的人防地下室則必須獨立設置。如果炸掉了一個單位，就不會對其他單元產(chǎn)生不利影響。因此對于設計在戰(zhàn)場上的潔凈區(qū)域，設計者需要先確定每個保護單位都有一個單獨的生命箱或者一個飲用水盒。同時，合理的設計也是必不可少的，工程設計人員必須嚴格按照在戰(zhàn)時總數(shù)量下的戰(zhàn)時防御所需水量標準設定水箱的總水位，并在通風管溢流管內(nèi)設置驅(qū)蟲網(wǎng)，以保證水池的水質(zhì)。同時因為供水總量限制，還需要保證市內(nèi)供電不被污染，除非在作戰(zhàn)時期被摧毀城了整個市內(nèi)的供電網(wǎng)絡。設計地下室人員還應該盡可能利用市政供電[5]。

3.2 戰(zhàn)時排水系統(tǒng)

而感染區(qū)內(nèi)則是指人民防空保護區(qū)以外的區(qū)域，第一防護門和最后一個防護門之間的區(qū)域為零點五感染區(qū)內(nèi)，而最后密封門內(nèi)的區(qū)域則為清潔區(qū)內(nèi)。而為了讓生活在防空洞里的一般民眾過上良好的生活環(huán)境，可在人民防空部隊警戒區(qū)域的清潔地區(qū)設有一個特殊的地雷收集站，并排放大量污水，集水隧道便可以在戰(zhàn)斗中發(fā)揮適當?shù)男堋Ｋ院喍灾趹?zhàn)時，收集堆的總?cè)萘勘仨氝_到專利保護期污水容量的一二五倍。此外，在保護階段，地下室中一般不能進行排水，以防止外界毒物的進入。但在能滿足二次供水負荷的地下室中，則需要在一定要求下借助電動排水泵排出污水池中的污水，將采收器設置在門外。

3.3 戰(zhàn)時給排水防護措施

3.3.1 防護閥門及套管

管道穿越防空地下室圍護結(jié)構(gòu)處（如頂板、外墻、臨空墻、防護單元隔墻），要采取一定的防護密閉措施。要求能抗一定壓力的沖擊波作用，并防止毒劑（指核生化戰(zhàn)劑）由穿管處滲入。防護閥門是指為防沖擊波及核生化戰(zhàn)劑由管道進入工程內(nèi)部而設置的閥門。根據(jù)試驗，使用公稱壓力不小于1.0MPa 的防護閥門，能滿足防空地下室給排水管道的防護要求。根據(jù)“管道穿板做法模擬核爆炸實驗”的結(jié)果，剛性防水套管的施工方法，可以滿足核4 級與核4B 級防空地下室小于或等于DN150mm 管道穿頂板時的防護及密閉要求。對穿臨空墻的管道，在管徑大于DN150mm 或抗力級別較高時，要求在剛性防水套管受沖擊波作用的一側(cè)加焊一道防護擋板。

防護閥門應采用閥芯為不銹鋼或銅材質(zhì)的閘閥，且公稱壓力不小于1.0MPa。而很多設計中常見采用防爆波閥門，其實是錯誤的，因為防爆波閥門具有以下特點。

（1）防爆波閥門只有防沖擊波的作用，但無法防止核生化戰(zhàn)劑由室外經(jīng)管道滲入工程內(nèi)。

（2）安裝在戰(zhàn)時需要始終保持與工程外部連通的管段上。

（3）防爆波閥門有安裝的方向性。安裝反了，則起不到防護作用。

（4）造價較高，且需要定期的維護保養(yǎng)。

根據(jù)防爆波閥門以上特點，當單獨使用防爆波閥門時，不能同時滿足防沖擊波和核生化戰(zhàn)劑的防護要求。由于防空地下室戰(zhàn)時內(nèi)部貯水能保障7—15d 用水，可以在空襲警報時將防護閥門關(guān)閉，截斷與外界的連通。采用用閥芯為不銹鋼或銅材質(zhì)的閘閥，且公稱壓力不小于1.0MPa，可滿足要求[3]。

3.3.2 其他管線防護問題

上部施工的管線是否進入人防建筑，與管線傳輸材料的特性、直徑和人防建筑的抗力程度等因素密切相關(guān)。如把上部建筑物的生活污水、工業(yè)雨水管線等引進人防工程，由于目前還缺乏有效的臨戰(zhàn)封堵轉(zhuǎn)變方法，所以這類管線并不可以引進人防施工。而通常可以采用將其放在防護區(qū)范圍之外的方法進行解決，如做降板或作為設備管線夾層。

以平戰(zhàn)結(jié)合的地下車庫為例，一個防火單元通常包含兩個防護單元，在布置噴淋時應盡量避免支管穿防護單元隔墻設置，噴淋干管穿墻即可。消防管道、噴淋管道在地下室設置時也應盡量避開密閉通道、防毒通道、濾毒室、擴散室，平時是這些房間無可燃物，且平時也不允許放置其他物品，內(nèi)部只有風管、風機、慮毒罐等金屬構(gòu)件，設置噴頭的意義不大，假如管道穿越此類房間，需增加防護閥門及套管設置，一方面增加造價，另一方面太多管道穿人防墻體，減小了人防工程的密閉效能及戰(zhàn)前轉(zhuǎn)換難度。

成排管線穿越人防地下室時，設計上應考慮管線的標高、間距應能保證防護閥門的安裝空間，盡量避免穿防護單元之間人防門，管線間距太小，防護閥門無法安裝；管線標高太低，防護閥門突出管道部分也會影響人防大門的開啟。

4 結(jié)語

目前，隨著城市的經(jīng)濟發(fā)展政策和城鎮(zhèn)化進程已經(jīng)加大了城市用地開發(fā)規(guī)模，以適應城市人民生活增長的新需求，因此更必須進一步提高對多層人防地下室的土地利用，加大對地下室空間建設規(guī)模和開挖深度，以擴大地下室建筑面積和層數(shù)。增加了上蓋物業(yè)的基礎(chǔ)嵌入，造成了人類住房面積的增多，而將與人體防護設計有關(guān)的人員地下室由通常的一層擴大至二層和三層，導致了多層人員安全地下室比單層地下室更復雜、更多變，也更安全。本文僅研究了多層人防地下室設計計劃早期階段存在的問題和創(chuàng)新了設計理念。多層人防地下室人防設計復雜，在保證戰(zhàn)斗效果的前提下，以提高人防工作的經(jīng)濟效益和社會效益為原則，有必要考慮人民的安全需要。