大型多层人防地下室设计的思路及解析

黄晓琼

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司 福建厦门 361006)

0 引言

随着国际局势与国际关系日趋复杂，人民防空作为国防的重要组成部分，是一项全民性长期的战备工作。土地稀缺不可再生，城市集约化的要求越来越高，为了提高利用率，鼓励利用地下室，空间开发也日趋多元化及复合多功能，地下室范围及层数不断增加。而多层地下室人防设计作为综合性及技术性最强的部分,所包括的内容更为繁杂，主要包括结构、通风、电气、给排水之间专业的配合协调，也需要对建筑专业本身进行优化。

因此，本文结合诸多实际的工程设计经验，从多层人防地下室的正常设计程序开始介绍，系统性地梳理一般程序和方法，并结合福建某超大型商业综合体三层地下室的人防设计工程实例，提出设计过程中的重点及优化建议。

1 熟悉相应的国家及地方规定

例如，一个面积为2000m2的人防分区，掩蔽人数大约在1450～1550人，可推算出需要的疏散宽度是4.35m～4.55m，疏散宽度决定了口部的数量，对于人防平面位置的确定起着决定性作用。此外，了解其他专业的常用数据是必要的，例如人防单元的战备饮用水箱和战备生活水箱的模数及容积，进风机房或者排风机房的常规尺寸等。

2 根据上部建筑的种类及面积确定人防应建面积

根据国家及地方的规范及规定，进一步确定划分出人防单元规模及使用功能。例如《福建省防空地下室防护标准审批管理暂行规定》中附表三《防空地下室战时功能建设指标选用表》中根据应建面积的不同，需建各类战时功能的人防建筑面积也各自不同，必须严格遵守，可取下限。

3 确定人防区域分区规划

确定人防区域分区规划是多层地下室设计最重要的环节，分为平面分区及竖向分区，核心部分在人防区域位置与口部位置的确定。

(1)人防平面区域确定

平面分区与地上建筑的总平面布局及单体建筑有关，应结合人防口部综合考虑。建议尽量选取平面布局上可利用的出入口数量较多的区域，可充分利用平时的消防疏散楼梯，无需增设过多的人防专用楼梯，而且楼梯分部更为合理均匀。

人防防护单元与平时使用的防火分区结合设置。若能满足人防疏散要求，即可满足消防疏散。建议一个防火分区(约4000m2)内设置两个人员防护单元(小于2000m2)或者一个配套工程单元(4000m2)。

因此，建议人防规划分区的设计思路是：选取一层平面布局上楼梯最多的区域，各层人防区域进行叠加，地下室范围基本一致。这样布置的优点是：人防区域表面积最小，减少临空面过多造成结构造价增加。

(2)人防竖向分区确定

因为多层人防疏散宽度必须考虑各层人防地下室同时进行人员疏散，疏散宽度必须进行叠加，无折减系数，因此进行多方案比选，进行经济性及使用性的对比是必要的。

根据《人民防空地下室设计规范》，人防区域宜设在最底层。但是人防单元设置在最底层的缺点在于室内出入口的设置必须直通室外，增设的楼梯穿过上部各层地下室时，使得使用面积减少，造成地下室上部非人防区使用不便。此外，若将坡道设为主要出入口，其经过上部各层疏散所经区域的结构，均需按照防倒塌设计考虑人防荷载及冲击波影响，造成结构造价增加。

若未设在最底层，根据《人民防空地下室设计规范》4.8.12条规定，宜在临战时对防空地下室以下各层采取临战封堵转换措施，并需要考虑人防荷载和冲击波影响，地下室基础及对应下部各层的结构均要考虑核武器爆炸动荷载作用，且人防以下各层联通口都应该战时封堵(如图1所示的准人防区，即结构考虑冲击波，但可不设置口部及设备)，造成经济性的下降。且地下一层人员使用较多的空间被大量的人防口部所占用，防护单元的隔墙及抗爆挡墙在使用时造成诸多不例。因此，避免上层人防范围投影下设置非人防地下室。

图1 多层人防地下室剖面示意图

4 人防方案深化

(1)确定人防口部的做法。人防口部是指防空地下室主体与地表面连接部分，包括人员出入口、物资出入口、进排风口。因地面建筑物在战时极易发生火灾，有害气体大量增加，对于密闭性能不好的工程，将造成室内人员的伤害，或形成人员不能忍受的热环境，所以口部的设计中应重点强调密闭性，甚至可能牺牲一些通风和采光，这是不可避免的。室外出入口的设置极为重要，对造价及使用影响极大，在人防设计方案阶段，应进行多方案比选及讨论。

(2)确定其他人防用房的位置，例如防化值班室及人防物品放置房间的位置等。

(3)确定孔口的设计。 孔口的设计防护包含三部分的设计内容：一是防护密闭门与消波系统的设计，二是出入口通道内临空墙、门框墙的设计，三是孔口其它构件，如风井、防倒塌棚架、开敞式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计。除了常规的要求之外，通风井尚有两点需要特别注意的。一是独立式的室外通风口防倒塌处理方式。竖井顶盖为防倒塌棚架顶板，四周立防倒塌架。而附壁式室外通风口在地面部分必须与主体脱开，进风口下缘距离室外地面，在防倒塌范围内不宜低于1m，范围以外不宜低于0.5m。二是人防电站进风井与排风排烟之间的水平距离不应小于15m，或者高差不小于6m。

(4)根据其他专业的反提资要求，确定与其他设备有关的战备设施做法，包括战备生活水池和战备饮用水池的容积及位置；战时人防干厕的位置及做法等。

(5)构造及细节处理。例如防爆地漏的位置，在钢筋混凝土墙上各种预留孔洞的位置等。尽量避免无关管道穿进人防地下室。因进人防空地下室的管道及其穿过的人防围护结构，均应采取防护密闭措施，会造成造价增加。因此在设计中，往往将地下室顶板降低后覆土，上部建筑的设备管线转换在覆土层中完成，可避免管线穿越人防单元。

5 优化设计，节省造价

在完成人防设计方案框架后，进行设计优化，尽量节省造价，避免不必要的浪费。将最终细化的设计与其他专业及上部建筑进行配合，解决专业间及专业内矛盾，并在专业内部进行优化设计，例如根据掩蔽人数的实际多少来缩小防护密闭门和密闭通道的宽度，以达到节省造价的目的。人防各类管井出地面的位置应尽量隐蔽，避开人员经常出入的场所。最后，多层人防地下室布局很大程度上决定于建筑使用要求，要结合其他要素综合考虑，例如地面出入口要求，各层地下室停车使用便捷性的要求等。因此人防定案要结合实际情况进行优化及调整。

6 施工配合及后续工作

施工配合及后续工作是一个经常被忽视的环节。因为人防工程的隐蔽和特殊性，在实际的施工过程中，常常会出现施工质量上的偷工减料或者细节处理不到位的现象，尤其需要建筑师以人民生命安全的角度，认真检视每一个环节的实施。同时，应注意设计资料的保密、不外泄。

在福建某大型商业综合体的多层人防地下室设计中，结合项目的特殊要求(例如上部建筑面积为100 000m2大型商业综合体及面积为30 000m2的商业街，对于出入口及停车要求较高；该地块人防总建筑面积为30 000m2，规模较大)。经过摸索及经验总结，最终交出了满意的答卷，如图2～图4所示。其成果有几点可供借鉴：

(1)选取一层平面布局上楼梯最多的区域，设置地下2～3层叠加式人防区域。尽量利用人防口部在竖向关系上叠加，而不是在平面上增加。例如人防物资库及人防车库对于人防口部的宽度要求不高，仅对于个数有要求，因此可以放在需要口部多的人防单元的上层或者下层，减少平面口部的数量。

(2)将需要口部多的人防单元(例如专业队员掩蔽部及人员掩蔽部)设置在上层，将需要口部少的人防单元(例如人防物资库及人防车库)设置在下层，减少口部数量。且根据根据《人民防空地下室设计规范》3.2.6:“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”，可充分利用该项规定。

图2 地下一层人防分区示意图

图3 地下二层人防分区示意图

图4 地下三层人防分区示意图

(3)利用坡道的疏散宽度，以供两个防护单元作为疏散之用，有效解决疏散宽度不足的问题。

(4)利用与非人防区相邻的部位设置密闭通道，通过非人防区的出入口进行疏散。

(5)采用剪刀楼梯，可供两个防护单元使用，平面紧凑，利用率高。

(6)结构上，需要考虑混凝土墙体的上下层尽量对齐，尤其是人防单元之间的分隔墙。

(7)关于人防电站的设置。面积大于5000m2的人防工程需独立设置，可采用移动电站，应设置于最底层。建议结合平时配电站考虑，即平面位置对应的上层为平时，下层为战时，分区清晰，管井规整。

(8)关于人防地下室净高的解决方式。考虑到人防的抗力要求高，楼板的厚度本来就较大，结合这个因素，无梁楼盖250mm～300mm的板厚常常可满足平战结合的要求，地下室净高远高于其他形式的楼板，最终选定采用无梁楼盖这种形式作为人防地下室首选的楼板形式。 另外，在实际工程中，出于美观和空间观感的要求，通风管道采用了诱导风机体系，

大大降低风管高度，也可解决设备专业的管道对净高影响过大的问题。

(9)消除建筑死角的存在。因为人防地下室的空间和功能的复杂性，经常会造成一些零碎的空间的出现，例如战备水箱和墙面之间的通道如果太小，这部分面积虽然计入了掩蔽面积，但是在战时其实并不具备实用价值，在设计中也应尽量避免此类空间的产生，例如将这类通道扩大到1500mm～2000mm,成为实际上可使用的空间，即可避免这个问题的产生。

(10)如何解决人防工程的密闭性与平时使用时通风采光的要求的矛盾。我们的解决方式是在靠近战时封堵的出入口的非人防区的上方楼板，增设采光天窗，并采用安全玻璃做采光井板承载板。此天窗平时可带给人防区足够的阳光和天然空气，一旦出入口战时封堵后也不会影响人防单元的安全性。

7 结语

地下室人防工程占整个工程造价的10%～15%，各种防护设施和设备的造价相当高，多层人防设计作为地下室设计的重要组成部分，要求高，规模大，功能复合性强，兼之牵涉到业主和政府主管部门的协商沟通，必须综合考量非战时使用的经济性、合理性和舒适性，及战时转换的便捷性和安全性。在方案阶段考虑不足，可能导致扩初及施工图阶段颠覆性的修改，造成巨大的人力及时间资源的浪费。因此，作为一个有责任感的建筑师，需要更深入地研究人防地下室结构的技术问题，充分发挥其战备效益、社会效益和经济效益。

[1] GB 50038-2005 人民防空地下室设计规范[S].2005.

[2] GB 50098-2009 人民防空工程设计防火规范[S].2009.