人防地下室建筑设计常见问题探析

潘仁颖 (安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230031)

0 引言

人防地下室建设工程,大多数是地面民用建筑根据人防部门要求配合建设的特种地下室建设工程,除了具备普通住宅地下室建筑功能之外,还能在战时用来保护人员和物资的安全,也有医学救援和人民防空指挥等用途。所以,人防地下室建筑物的设计应当在实现平战转换功能的基础上,同时兼顾适应性、合理性、经济效益和安全保障。

1 人防地下室设计缺陷及产生的影响

人防建设工程在具体的实施阶段,人防墙上开设的密闭门会经常遇到各种各样的问题,对于不同背景下形成的问题,很显然会对后期的验收及使用带来一定的影响:①人防防护密闭门门扇在完全开启的时候经常与结构梁柱、进排风管道、设备桥架产生冲突无法充分打开或安装。结构梁、柱是支撑结构体系的安全性构件,人防密闭门的门框应同人防墙、底板同时浇筑,一次成型,决不允许二次开洞、植筋等补救措施。如果后期发现二者存在互相冲突的现象将对人防工程的平时或战时使用的效果带来无可估量的影响。②由于防毒通道的净宽预留不够,无法满足人员短暂的停留。而甲类六级二等人员掩蔽工程主要出入口的防毒通道一般兼有简易洗消功能,为确保战时室外人员安全无污染的进入洁净的人防掩蔽单元,首先应经第一道防护密闭门进入防毒通道,经简易洗消间冲洗后通过第二道人防密封门顺利进入洁净的人防区。防毒通道兼简易洗消间对于通道面积、通道长宽的设置应符合国家相关设计规范及标准的要求。设计时如未预留充分的空间,将对战时人员经防毒通道清洗造成一定的困难。③战时人员疏散宽度不够,人防密闭门选择宽度时未考虑扣除门框宽度测算净宽或者未注意到实际的通道宽度小于选择的人防密闭门宽度,从而造成掩蔽人员战时实际疏散宽度不足。④人防服务半径不够,根据规范要求人防服务半径应控制在200m范围内,但是往往设计师在设计的时候因时间紧任务重,尤其当小区规模较大的时候,为了控制成本及集中设置的便捷性,设计人员考虑人防范围集中设置时忽略了200m服务半径的要求,最终造成人防服务半径辐射不到整个小区。

2 设计缺陷产生的原因

人防地下室设计产生以上缺陷,经分析,主要有以下原因。

①人防与非人防地下室工程由于资质的原因经常由两家设计单位分别完成,但两家设计院在设计的时候未能及时地当面交流,最终在各自完成施工图后又没时间去审查双方是否存在差异,以及在后期审图过程中人防地库与非人防地库根据各自的审图意见调整图纸，但未能及时告知对方；其次,民用建筑设计院的人防工程师设计经验相对较少,对规范、标准了解不透,且目前建设单位对项目工期的推进速度越来越快,给设计人员的出图时间压得越来越少,设计说明、节点大样套图问题比较突出；第三，底板浇筑断面不足,由于在施工过程中梁板开槽过深、截水沟两侧斜角预留不够或者在施工过程中操作不当钢筋踩踏下沉导致有效板截面不足,从而影响结构安全和工程防水,且后期维修难度特别大,难以整改到位。这就需要现场监理人员严格按照相关质量控制通则、规范及标准监督施工过程,有效保证底板截面宽度。

②土建施工阶段，对于设备专业需要预埋的套管、气密性测量管等未能按规范全部预埋到位。人防施工图分为平时平面图和战时平面图两套图纸,部分现场施工技术员未能及时从民建施工的思维切换过来,习惯性地只关注人防平时图纸,而忽略了战时平面图对人防平时平面图的影响，或是仅关注结构专业图纸,未留意水、电、暖通图纸,造成人防风、水、电及暖通等管线的提前预埋。人防工程严禁在已浇筑的混凝土结构上二次开洞穿孔,因此人防技术人员在组织施工方案的时候时应提前将预埋构件在土建图纸上集中标识,并通知施工班组或在施工过程中对比各专业图纸协同施工图,复核套管、桥架等位置、间距及标高,非但不会错埋、漏埋,还可预防设备之间的相互干扰或安装不上的情况发生。

③对地方相关人防政策了解不够,由于我国幅员辽阔,各地人防部门会结合本地实际情况制定相应的地方性政策,往往设计人员在设计的时候仅参照了国家设计规范和技术标准,导致在最终验收的时候未能满足地方验收要求。比如合肥地区要求战时进、排风机房在平时须安装到位;人防面积从第一道密闭门开始计算,这与其他一些地方可延伸到第一道密闭门外侧通道区域的要求是不一样的。甚至有的地方要求在建设中采用哪一本图集都有特殊的要求。因此,在人防工程设计时应及时熟悉地方相关规范及标准，并同当地人防主管部门充分对接沟通,这样才能顺利地设计一项符合实际需求的人防工程。

3 关于人防地下室建筑设计注意事项

3.1 合理确定人防位置及口部设计

人防工程启动前,需人防主管部门根据地上建筑面积、地区人防专项规划、单体建筑性质等要求审批下发"防空地下室设计要求通知单",明确待建人防地下室的建筑面积、战时用途、防护类别和防护防化等级,甚至明确人防掩蔽面积等。依据人防通知单的要求在地下工程内,结合防火分区科学划定合适的人防位置及范围。人防口部的设置应结合已批的建筑单体,统筹地上与地下建筑的交通关系,合理设置人防的主次出入口及设备运输口的位置、形式及宽度,尽可能地与地面景观协同设计,减少干扰,同时要避免主口落在主体建筑投影范围内的现象。主口的选择尽可能地沿机动车坡道两侧设置,这样既能满足两个防护单元主口设置的目的,又能利用机动车坡道自身净宽较大的优势，便于战时移动电站的设备运输或在遇到疏散宽度不足时利用机动车坡道增设密闭通道,减少出地面楼梯的数量,节约工程造价。近年来居住小区的非机动车库大多设置在主楼的负一层,因此在人防设计的时候充分利用好非机动车库的出地面坡道，既解决了人防主次口的设置,又能减少地面人员的视觉冲击。次口选择的时候尽可能地选用主楼通往地下室的楼梯设置,这样既解决了人防口部的疏散问题,又能减少次口对地面环境的影响。但是有时候对于一些需要分期建设的大型规模的地库,建设单位要根据审批或者自身使用的需要,对人防的范围有特殊的需求,对于类似的特殊情况应当根据实际情况设计。

3.2 避开管线和地下构筑物

人防地下室要综合地上与地下协同设计,同时要熟悉项目与周边道路、管线之间的标高及埋深关系,避免相互之间干扰无法施工的现象发生。其次充分预留好地库顶板的埋深,应保证场区自身必要的雨污水管道、天然气管道及其他管线的埋深条件,尽可能地避免穿越人防地下室,因场地特殊原因确需穿越人防地下室的应预留好套管,做好必要的防护密闭措施。

3.3 综合土建设计管理

依据国家相关规范及技术标准,战时转换分为3天紧急转换、15天临时转换及30天的早期转换。人防工程移交后，人防主管部门应经常性地对技术人员进行专业培训,应将各类转换施工技术熟练掌握,确保各类转换工作在规定的时间内转换到位。平时须将预制构件、设备基础等其他构件一次性浇筑完毕,同时做好标记,存放于人防战时构件专用贮藏室及防化器材贮藏室。人防工程施工时应将战时转换预制构件一次性浇筑到位,并随人防主体工程同步验收存放好。

3.4 做好施工阶段的监督管理

地下人防工程是为保障战时人员的安全、医学抢救等必要的需要建立的地下防御工程。战时人民防空地下室工程必须要抵御爆炸产生的物理冲击、生化威胁及核辐射伤害,才能更有效地保障人民的生命财产安全不受损失。因此人防地下室相对普通地下室具有更高的设计标准和要求。而施工过程中的监督工作是极其重要的,需要监督人员不仅在项目现场做好自身的本职工作,还善于在日常工作中发现人防设计、施工过程发生的各种缺陷,并提出合理化的建议。

4 人防地下室建筑设计应用

4.1 合理设计防火分区

人防地下室应与平时地下室配合设计,相互协调,结合机动车坡道、非机动车坡道、地下室楼梯，根据地下工程类型和建筑面积合理划分防火分区,尽可能地保证一梯多用,平战结合。

①尽可能地将防火分区的面积划分到最大,地下工程大多是作为机动车停放使用，地下机动车库在设置喷淋时不超过4000m2,根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)的要求,人员掩蔽工程一个防护单元不超过4000m2或人防物资库的防护单元不超过4000m2,因此结合地库的一个防火分区,人员掩蔽部可设计2个防护单元或设计一个人防物资单元[1]。

②尽可能地缩减平战转换工程量和时间,进排风系统在各自防火分区内独立设置,自成系统,减少在人防区域之间的穿越,战时进排风机房平时一次建设到位,从而使战时的转换量减少,进而缩减战时工作量和转换时间。

③确定人防区域的时候尽可能地避免将消防泵房、生活泵房等设备用房的防火分区划分在人防范围内。

4.2 掩蔽环节设计

大型多层人防地下室工程的特点是人防建筑面积大、抗力级别类型多、战时功能多。这时通常会将抗力级别高的人防类型设计在抗力级别低的人防类型下一层。比如同时设计有防空专业队员掩蔽部、二等人员掩蔽部及人防物资库的三种抗力级别的人防工程,一般就会把防空专业队员掩蔽部设计在负三层,负二层设计成人员掩蔽部,负一层地库可设计为人防物资库使用。

不同抗力级别的的人防工程主要出入口在规范允许的条件下尽可能共用,例如防空专业队装备掩蔽部主口的汽车坡道可供人员掩蔽部或防空专业队掩蔽部的战时作为主口使用,并且将防护单元的连通口设置在人防主要出入口里。

《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)3.3.1第3条,符合下列条件之一的两个相邻防护单元,可在防护密门外共设一个室外出入口[2],[3]。相邻防护单元的抗力级别不同时,共设的室外出入口应按高抗力级别设计:①当两相邻防护单元均为人员掩蔽工程时或其中一侧为人员掩蔽工程,另一侧为物资库时;②当两相邻防护单元均为物资库,总面积控制在6000m2以内,出入口设计首先应满足高抗力级别人规范及标准要求,其次再考虑满足低抗力级别的人防类型对疏散通道的要求。依据以上防空地下室的规范标准,可将两个防护单元共用的人防出入口楼梯优化为剪刀梯,进而减少出地面楼梯的个数,既减少了对地面景观的干扰，又提高了地下空间的利用率[4]。

4.3 车位柱网设置

一般情况下地下车库规模较大,地下车库很少全部设计为人防工程,这就需要在人防区域和非人防区之间的车道连通口上安装约50cm厚的活门槛双扇防护密闭门,通常地库从节约成本的目的出发,柱间距往往设计为7.8m或更小的扁柱,为了保证平时车道的通畅,活门槛防护密闭门平时是处于靠墙开启状态,因此靠近防护密闭门开启一侧的柱网停车就减少了一个车位,此处的柱网可适当增加约0.8m,通过增加局部柱间距来避免车位的减少,尽可能减少人防设施对地库车位的干扰。

5 总结

人防地下室的确定一般是在规划及建筑方案批复通过后,再送人防部门申报,一般在审批完成后,非人防施工图已开始启动,留给人防地下室设计的时间严重不足,通常是人防地下室方案和施工图同步进行,而人防地下室又要综合平时与战时共同使用,给设计带来了更多技术难点。人防工程须坚持"长期准备、重点建设、平战结合"的政策,坚持同经济建设同步发展的原则、与城市建设相匹配的方针,配套设施与平时人防地下室同步施工,应做到规模合理,布局科学,功能配套齐全,使人防配套设施更好地服务于人防工程。