平战结合的防空地下室方案设计浅析

2019-08-07黄明

有色金属设计 2019年2期

黄明

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明 650051)

0 引言

随着我国经济快速发展，其综合国力也在不断提升，防空地下室越来越多的出现在工程设计中，尤其以平战结合的防空地下室最为普遍，据资料统计每平米人防地下室造价比普通地下室增加700～800元左右，防空地下室的造价对整个地下室工程的造价会产生较大的影响。工程设计过程中，设计师们要根据建筑物自身的现实状况和防地下室防护等级来对防地下室制定出科学合理的设计方案。特别是大量的平战结合的防空地下室不仅应该满足战时的防护要求和使用需要，还应满足平时使用的各项要求，使其做到安全、适用、经济、合理。

1 防空地下室建设面积的确定

根据各地关于实施《中华人民共和国人民防空法》的具体规定，根据新建民用建筑(工业建筑及配套设施一般不需要配套修建防空地下室)的层数和规模需要按照相应规定修建防空地下室。一般均以10层或基础埋深3 m为界，建首层建筑面积相等的人防工程，其余根据总建筑面积和建设项目所在城市的城市防护分类(一至三类)确定，一般为总建筑面积的5 %～2 %。另外，防空地下室的防护类别(甲、乙类)、战时用途(医疗救护、防空专业队、一等人员掩蔽、二等人员掩蔽或者配套工程等)、防常规武器(常5级、常6级)、防核武器的抗力级别(核4级、核5级、核6级和核6B级)以项目所在地的人民防空行政主管部门的批复为准。这里要注意的是，虽然防空地下室建设面积的报批是在项目规划结束后进行，但由于面积计算的误差和下一步设计中不可避免的一些调整，因此方案设计阶段的防地下室建筑面积要略大于理论计算出来的防地下室面积。应建防空地下室的建筑面积均以当地人防办的批复为准。

2 防空地下室的位置选择

在多数项目设计中，地下室建筑面积都会大于需要建设的防空地下室建筑面积。

2.1 楼层的选择

如果是多层地下室，根据《人民防空地下室设计规范》(BG50038—2005)(以下简称《规范》)的相关规定，理论上地下室的任何一层均可以作为防空地下室。但是本着经济、合理的原则，一般应把防空地下室布置在最下面几层或最下一层。因为按照《规范》乙类防空地下室和核5、核6、和6B级的甲类防空地下室“当其上下相邻楼层划分为不同防护单元时，位于下层及以下的各层可不再划分防护单元和抗爆单元。”这样划分可以减少很多单元间隔墙和抗爆墙。另外，当上部建筑的层数不低于10层时，位于其下方的防空地下室也可以不划分防护单元和抗爆单元(《规范》第3.2.6条第2款)。需注意的是，如果上下层防护单元都通过同一部楼梯时，该楼梯的出入口和梯段的净宽要满足这几个防护单元所需通道和楼梯宽度之和；另外，上下层的防护单元还应设置至少1个连通口，也就是需要设置至少1部楼梯进行连接，该连通口应尽量设置在下面楼层，这样做可以减少1道防护密闭门。也有将上下层作为同一个防护单元进行设计的，只要总面积不超过《规范》规定即可。上面几种选择主要用在应建防空地下室面积较小的地下室项目中。

2.2 平面位置的选择

2.2.1 选择上部单体较集中的区域

这样的区域疏散楼梯较多，防空地下室出入口可以充分利用上部建筑的疏散楼梯，以减少人防专用楼梯的数量，避免过多的人防楼梯出地面后对地面景观造成不利影响。见图1、图2。

图1、图2中防空地下室面积均为14 000 m2，图1上部有4栋塔楼，布置较分散。图2上部有6栋塔楼，布置相对集中。该防空地下室需设7个防护单元，按每个防护单元设2个出入口(1个主要出入口和1个次要出入口)计，该防空地下室共需设置14个人防出入口。

1.地下室范围；2.防空地下室范围

图1 总平面示意图1

Fig.1 Schematic diagram of the general plan 1

图2 总平面示意图2

Fig.2 Schematic diagram of the general plan 2

图1需增加的人防出入口数量为：14-4=10(个)。图2需增加的人防出入口数量为：14-6=8(个)。

可以看出图2人防地下室的设置区域较图1合理。

2.2.2 在地下一层布置人防地下室，选择有汽车坡道(地下室平时为车库功能)的区域

该坡道最好不贴邻地下室外墙，这样可以最大限度的利用该坡道进行人防口部和人防移动电站的设置。见图3，图4。

图3为汽车坡道紧邻地下室外墙布置，布置了3个人防口部和1个人防移动电站。

图4为汽车坡道位于地下室中部，布置了4个人防口部和2个人防移动电站。充分利用了汽车坡道，更加经济合理。

1.汽车坡道；2.人防口部；3.人防移动电站

2.2.3 选择设备用房(变配电室、柴油发电机房、水泵房)较少的区域

这些设备用房因为通风的需要，都会设置一些通风竖井。如果设在防空地下室范围内，根据《规范》要求，将对这些通风竖井进行临战封堵，1个防护单元的顶板封堵数量往往就会超过《规范》规定的封堵数量要求(不宜超过2个)。就要采取设置集气室进行门式封堵，这不仅会大大增加通风竖井的面积，而且也会相应增加工程造价。

2.2.4 选择上部单体用水房间较少的区域

《规范》规定“与防空地下室无关的管道不宜穿过人防围护结构”，如果防空地下室设置在这些用水点的下方，就需要设置专门的钢筋混凝土通道将这些管线转到非人防区，这样也会增加工程造价。

2.2.5 防空地下室区域应尽量规整

这样布置的目的主要是尽量减少临空墙的长度，因为临空墙需要承受顶板传来的常规(核)武器爆炸等效静荷载、静荷载、上部建筑自重、外墙自重、常规(核)武器爆炸产生的水平等效荷载、土压力、水压力等。因此，临空墙的长度会影响到建造成本，相同面积的防空地下室中，较少的临空墙的长度可以降低防空地下室的建造成本。如图5-7。图5-7防空地下室面积均为800 m2。图5人防临空墙长度为：(16+50)×2=132(m)，图6人防临空墙长度为：(20+40)×2=120(m)，图7人防临空墙长度为：(28.3+28.3)×2=113.2(m)。人防临空墙长度比较：图5>图6>图7

可以看出图7为较合理的布置方案。

以上这几个方面在具体的工程设计中还需要综合考虑，进行方案对比，才能选出较好的防空地下室设置位置。

3 防护单元的划分和面积计算

防护单元的划分通常是在防火分区基本划分好后进行的。以设有自动报警系统和自动喷水灭火系统的地下车库为例，一个防火分区(≤4 000 m2)刚好可以划分为两个防护单元(人员掩蔽工程≤2 000 m2/个)，但是在人员出入口的设置要求上存在较大差异。地下车库内一个防火分区只需设置两个人员疏散出口，每个净宽不小于1.1 m，最远一点的疏散距离不大于60 m。两个面积约2 000 m2的防护单元，其出入口总宽度基本在7 m以上，出入口之间没有最远距离的要求。如果不考虑防护单元而单纯进行防火分区划分，那么，在进行防护单元划分时，必将会对防火分区进行反复的修改。

1.地下室范围；2.防空地下室范围

图5 地下室范围示意图1

Fig.5 Seope of basement 1

图6 地下室范围示意图2

Fig.6 Seope of basement 2

图7 地下室范围示意图3

Fig.7 Seope of basement 3

3.1 防护单元尽量不要跨越防火分区，防护单元边线最好与防火分区一致

仅从《规范》上来说，防火分区和防护单元是2个完全不同的概念。防火分区是在平时使用中，“能在一定时间内的防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间”(引自《建筑防火规范》GB50016—2014第2.1.22条)。防火分区是出于消防和人员疏散上的考虑，就地下车库而言，主要是分区面积、安全出口数量、最远疏散距离，涉及到自动报警系统、自动灭火系统和防排烟系统。防护单元是指“在防空地下室中，其防护设施和内部设备均能自成体系的使用空间”(引自《规范》第2.1.17条)，是为了防止战时防空地下室局部遭到毁伤时，不至于导致整个防空地下室被毁伤。防护单元使出于战时人员防护上的考虑，主要是防护单元面积、口部和通道设置位置和宽度，涉及到防护通风以及满足掩蔽人员基本需要的水电系统。因此，防护单元划分是可以不考虑平时防火分区划分的。但是如果防护单元划分时跨越了防火分区，在建筑方面就不能将防护单元间隔墙作为防火分区的防火墙来设置，需单独设置防护单元间隔墙，增加了墙体工程量。另外，由于自动报警系统的感烟探测器和自动喷水灭火系统的喷头在一个防火分区内基本属于均匀分布，电缆和管道势必就会穿越防护单元隔墙，这样就增加了管线的防护密闭设施。通风管道也会因为通风口超距离，“防烟分区内任一点与最近的排烟口之间的水平距离不应大于30 m”(引自《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251—2017第4.4.12条)，风管需要穿越防护单元隔墙，增加了防护密闭设施。这些都会增加工程造价，因此要尽量避免防护单元跨越防火分区或者尽量少跨越防火分区。

3.2 防空地下室的防火分区划分，需要同时兼顾到防护单元的划分

防护单元的出入口和通道的最小宽度是根据其面积来确定的，面积较大的防护单元需要较宽的出入口和通道。因此，在地上建筑出入口相对较多的区域，应划分面积尽量大的防火分区，同时布置面积较大的防护单元；反之，在地上建筑出入口相对较少的区域，应划分面积较小的防火分区，同时布置面积较小的防护单元。这样才能充分的利用好上部建筑的出入口宽度，使防空地下室的造价更加经济、合理。

3.3 防护单元的划分要尽量利用结构墙体

这里的“结构墙体”是指上部单体建筑本身所需要设置的钢筋混凝土墙，不是专门为防空地下室而设置的墙体。这样做可以减少工程造价，反之，则会增加，这是显而易见的。要做到这一点其实并不难，只要布置防护单元时注意一下就可以了。

3.4 防护单元建筑面积的计算

防空地下室建筑面积等于防护单元建筑面积之和。那么防护单元建筑面积包含哪些呢？防护单元建筑面积是指由防空地下室直接承受冲击波动荷载作用的构件所围成封闭空间的面积，即由防空地下室外墙、临空墙、防护密闭门(防爆波活门)门框墙、封堵墙、相邻防护单元间隔墙等形成的封闭空间面积。防空地下室口外通道、竖井、楼梯、风道等均不能计入防空地下室建筑面积。这里特别要强调，连接出入口(防毒通道和密闭通道)的楼梯间建筑面积不应算在内。

4 其它

4.1 滤毒室的布置

滤毒室的布置需要同暖通专业多进行沟通，一般防护单元掩蔽人数超过1 200人时，其滤毒室除了设扩散室外，还要设置除尘室和集气室，见图8。如果掩蔽人数少，则可设1个扩散室即可，见图9。

4.2 甲类防空地下室室外出入口

虽然《规范》规定了在符合一定条件下，核6级、核6B级甲类防空地下室可以不设置室外出口。但在实际工作中很难做到，除非“与具有可靠出入口(如室外出口)的，且其抗力级别不低于该防空地下室的其它人防工程相连通。”否则，因为“其首层楼梯需设置与地面建筑的结构脱开的防倒塌棚架”，这对结构专业来说很难实现。因此，对于甲类防空地下室来说，每个防护单元设置1个室外出口是很必要的。