分析人防設計的要求，總結人防設計的方法和步驟

在很多建筑設計中，都不可避免地會遇到人民防空地下室設計，建筑師往往感覺無從下手，或遇到無法驗證設計正確與否等很多困難。本文從多專業(yè)的角度分析人防設計的要求，總結人防設計的方法和步驟。

建筑師之所以感覺人防設計難于駕馭的原因，主要有以下幾個：

（1）涉密性。人防工程分為國防工程和民防工程，一般建筑師只會接觸到民防工程。人防設計含有涉密內(nèi)容，可查閱的參考類書籍較少，因《人民防空地下室設計規(guī)范》（限內(nèi)部發(fā)行）僅針對民防工程，且只談到設計標準和做法，而非設計原理，使建筑師無法理解條文制定的原因和人防使用的要求。

（2）地方性。因為不同地區(qū)的戰(zhàn)略重要性以及人防工程管理“特殊性”的不同，所以國內(nèi)很多地區(qū)要求指定當?shù)厝朔涝O計院對此部分內(nèi)容進行單獨設計，造成該地區(qū)民用設計院不會也不太關心人防設計。

（3）全專業(yè)性。人防設計需要設計單位的全專業(yè)配合。

（4）平戰(zhàn)結合性。人防設計必須考慮平戰(zhàn)結合。一套平面需要兼顧兩項功能，平戰(zhàn)功能的轉(zhuǎn)換要求增添了設計的困難，甚至有些地區(qū)人防主管部門要求遞交人防部分的平時使用和戰(zhàn)時使用兩套圖紙。

（5）順序性。人防設計一般是平時功能先于戰(zhàn)時功能，在平時功能已經(jīng)設計好的圖紙上再進行戰(zhàn)時功能設計，因而受到已經(jīng)形成的條條框框的約束，給人防設計帶來很多困難。

（6）實踐性。由于國際上已禁止進行地上核試驗，且我國多年來沒有經(jīng)歷過戰(zhàn)事，人防功能的設計與施工沒有經(jīng)過實際的驗證，因而無法確定很多細節(jié)是否能夠與實際相符，造成不同地區(qū)對人防條文的理解和執(zhí)行有偏差，也為設計增添了難度。

合理地進行人防設計，做到與平時使用功能的良好結合，首先必須理解人防工程的防護原理及戰(zhàn)時使用功能原理，了解人防每個細部節(jié)點的功能與作用。

1 人防主體——使人與物資避免受到各類武器的傷害

人防主體是人防的圍護結構，也是人防的最重要部分，就像一個巨大、堅固、密閉的容器，以滿足人們戰(zhàn)時躲避武器的傷害，戰(zhàn)后能快速恢復建設與發(fā)展的要求。

人防主體主要包括人防底板、人防頂板、外墻（外圍護墻）、臨空墻等部位（圖 1），由于各部位對武器的抵抗能力不同，造成對各部位的要求不同。

圖1 人防主體結構的組成部分

人防頂板是人防主體最薄弱的部位，最小厚度不得小于 250mm，以抵抗來自上部的強大沖擊波，所以人防頂板不允許穿越任何無關的孔洞（包括水暖電各專業(yè)的管線），同時人防頂板必須使用防水混凝土澆筑，以防止化學武器的毒素與細菌的滲透。由于墻體和柱子對人防頂板的支撐力不同，也決定了人防等級的不同。多數(shù)情況下，由剪力墻支撐頂板的（剪力墻結構）地下室，適合建造 5 級人防，而由柱子支撐頂板的（框架結構）地下室，適合建造 6 級人防。

2 人防單元——使人與物資受到各類武器的傷害降到最小

當需要建設的人防主體過大時，必須將主體分成兩個或更多獨立的單元，即防護單元。每個防護單元的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)（送排風系統(tǒng)、上下水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等）都是獨立運行的（圖 2）。

圖2 防護單元劃分示意圖

當某個防護單元遭到破壞時，其他單元仍然能良好運轉(zhuǎn)。同一防護單元內(nèi)部為了防止彈藥爆炸后，彈片等物體損傷人的生命，應分別設置抗爆單元（每單元面積不大于500m2）。人防主體的上部建筑層數(shù)為 10 層及 10 層以上，或其上部也為人防主體時，該人防主體可以不劃分防護單元和抗爆單元，因為由于樓板的遮擋，可以不考慮遭炸彈破壞（圖 3）。

圖3 不劃分防護單元和抗爆單元的條件

3 人防出入口——滿足人與物資順利地進入人防主體

人防工程形成封閉的主體后，需要有出入口來滿足人和物資安全地出入人防內(nèi)部。每個防護單元至少具備兩個出入口，一個是室外主要出入口，能滿足戰(zhàn)前、戰(zhàn)時和戰(zhàn)后的使用，因而在戰(zhàn)前和戰(zhàn)后都不能先于人防主體受到損害；另一個是次要出入口，能滿足戰(zhàn)前使用即可，戰(zhàn)時需要封閉或封堵，戰(zhàn)后不作要求。由于出入口是整個人防封閉主體上的“縫隙”，所以口部成為人防防護的薄弱環(huán)節(jié)（圖 4）。

圖4 人防主入口設置

人防室外主要出入口的設置，首先應滿足在戰(zhàn)時不得被地面其他構筑物損害而對口部形成堵塞的要求，所以口部應按防倒塌棚架設計。在不影響平時使用的前提下，應優(yōu)先選用與主體脫離的獨立式出入口，當用地確實緊張的時候，可以采用附壁式出入口，但是出入口投影范圍內(nèi)的上方不得有構筑物（圖 5）。

圖5 人防室外出入口形式

4 人防通風——保障人防內(nèi)的掩蔽人員在戰(zhàn)時正常呼吸

在人防主體和人防口部位置確認后，通風成為最重要的設計內(nèi)容。人防內(nèi)部的空氣通過超壓排風（空氣從壓力高的一側(cè)流向壓力低的一側(cè)）的形式進行流動，如表 1 所示，可以看出，位于防護單元主體以上的功能性房間均為進風系統(tǒng)的房間，位于防護單元主體以下的功能性房間均為排風系統(tǒng)的房間。同時根據(jù)空氣流動的路徑，可以看出風向序號相鄰的房間應該相鄰，以保證空氣不會發(fā)生逆流。

表1 人防空氣流向表

由此可見，當人防主要出入口的位置確定后，排風豎井和機房位置緊鄰人防出入口而確定（圖 6），這是因為戰(zhàn)時有人要從室外主要出入口進入人防，而從室外進入人防的人員身上有可能攜帶細菌等有害物質(zhì)，所以在完全進入人防之前，應在防護密閉門與密閉門之間的防毒通道“吹吹風、淋淋水”，進行洗消，防止將室外沾染的毒劑帶入人員掩蔽區(qū)域。因人防內(nèi)的清潔空氣十分珍貴，所以應盡量將人防內(nèi)被掩蔽人員呼吸以后的 CO2濃度高但沒被污染的空氣，作為“清洗”外來人員身上有害物質(zhì)的“風源”。

圖6 人防排風區(qū)域的確定

排風豎井和機房位置根據(jù)主要出入口確認后，進風豎井、進風機房（圖 7）和濾毒室的位置隨之確定。進風部分功能房間應盡量遠離排風功能部分，如果人防主體為矩形平面，進、排風井應盡量放在對角線的兩個遠端位置，因為戰(zhàn)時通風為超壓排風的形式，即通過進風形成空氣壓力，使清潔空氣流向壓力小的區(qū)域，最后通過排風口排出人防，如果進、排風區(qū)域距離過近，勢必造成部分區(qū)域空氣流通不暢，CO2濃度過高，影響掩蔽人員的呼吸（圖 8）。

圖7 電動腳踏兩用風機

圖8 人防進風區(qū)域的確定

人防室外主要出入口作為戰(zhàn)時使用的出入口，其口部通風形式也采用空氣從壓力大的一側(cè)流向壓力小的一側(cè)。如表 2 所示，可以清晰地看出，風的流動方向與人進入人防方向正好相反，可利用 O2含量低但沒有被污染的清潔空氣作為“風源”，吹掉欲進入人防內(nèi)的人員身上攜帶的有毒氣體和塵埃。

表2 人防口部人員與空氣流向表

表 2 所示的在人員停留區(qū)域之間設置密閉門，所有密閉門不能同時打開，當進入人員在每個區(qū)域內(nèi)停留一定時間并接受“排風的洗禮”后，才可打開下一個密閉門，進入下一個區(qū)域并關閉身后的密閉門。第一防毒通道與第二防毒通道之間的密閉門只是方便平時功能的使用，在戰(zhàn)時不允許打開（圖 9）。

圖9 人防室外主要出入口風向與人流路徑圖

5 人防的水與電——滿足人防內(nèi)掩蔽人員在戰(zhàn)時的基本生活需要

從上述內(nèi)容得出，人防室外主要出入口確定后，與排風有關功能的房間要臨近主要出入口設置，同時衛(wèi)生間也要靠近排風區(qū)域，所以人防的生活水箱間應貼近衛(wèi)生間布置（圖 10），以利于洗浴的用水和廢水能夠沖洗廁所。除人防醫(yī)院外，其他人防工程的面積總和超過 5000m2時，應設置柴油電站。發(fā)電機組容量大于 120kW時，宜設置固定電站，發(fā)電機組容量不大于 120kW 時，宜設置移動電站。

圖10 廁所與水設備間靠近排風區(qū)域布置

6 人防細部節(jié)點——關系到整個人防能否良好運行

6.1 密閉通道與防毒通道

密閉通道是完全密閉的通道空間，可在戰(zhàn)前或戰(zhàn)后使用，戰(zhàn)時不可使用，一般通過兩道密閉門或一道密閉門和一道防護密閉門封閉。防毒通道也完全密閉的通道空間，但是因為在戰(zhàn)時使用，所以需要使通道內(nèi)的空氣壓力大于室外空氣壓力，通過超壓排風實現(xiàn)，避免細菌和毒氣等進入，一般通過兩道密閉門或一道密閉門和一道防護密閉門封閉（圖 9，15）。各類規(guī)范中帶“防”字的房間，一般指該房間通過采用空氣壓力大于外部空間壓力的措施，主動防止外部空間的氣體進入該房間。例如防毒通道、防煙樓梯間、防煙樓梯間前室、防火隔間、消防前室等。規(guī)范中帶“閉”字的房間，一般指該房間通過封閉和密閉措施，被動阻礙外部空氣進入該房間，如密閉通道、封閉樓梯間等。

6.2 擴散室與防爆波活門

為了削弱沖擊波對直接接到風井上風管的壓力，在風井與風管之間增加擴散室或擴散箱，利用空間擴散作用減少沖擊波的壓力（圖 11）。位于人防風井和擴散室之間的墻體上采用防爆波活門進行分割，平時使用時將防爆波活門打開，通過活門洞口進風或排風，戰(zhàn)時使用時將防爆波活門關閉，通過活門上的懸板縫隙進、排風（圖 12）。當風井受到?jīng)_擊波的壓力時，懸板在沖擊波壓力作用下將自動關閉，避免內(nèi)部空間受到損害。沖擊波過后懸板會自動打開，保持空氣通道暢通。必須引起注意的是：防爆波活門只有逆時針開啟和順時針關閉一種開關方式（圖 13）。

圖11 人防風井與擴散室剖面圖

圖12 防爆波活門

圖13 防爆波活門開閉方向（平面圖）

6.3 集氣室

因為防爆波活門的洞口尺寸面積有限，而有些風井平時和戰(zhàn)時都需要使用，當防爆波活門的洞口截面積不能滿足平時使用的風量要求時，需要增加集氣室以擴大平時使用風量的截面積（圖 14）。

圖14 集氣室平面圖

平時使用的風管接到磚砌墻體上，關閉集氣室的普通門，打開防護密閉門和密閉門，以保證足夠的風量進出集氣室，并通過風管進出室內(nèi)。戰(zhàn)時關閉防護密閉門和密閉門，集氣室不再使用。戰(zhàn)時空氣通過風井、防爆波活門、擴散室、風管依次進出人防主體，從而達到防護密閉的作用。

6.4 濾毒室與除塵室

濾毒室緊靠進風機房，位于其上風向（圖 15）。內(nèi)部裝有濾毒罐（即過濾吸收器），用來過濾煙、毒氣、蒸汽等有害氣體。除塵室位于濾毒室前端（圖 16），內(nèi)部裝有油網(wǎng)除塵器，是濾毒罐的前級保護裝置。由于濾毒罐內(nèi)的過濾材料非常密實，所以通過油網(wǎng)除塵器將空氣中的大顆粒物質(zhì)提前過濾掉，以免堵塞濾毒罐，減少濾毒罐的使用壽命。設置除塵室的前提是所需風量過大，濾塵器超過 4 塊（4 塊及 4塊以下可管式安裝），應采用立式安裝，此時需設置除塵室。

圖15 濾毒室位置圖

圖16 除塵器、濾毒室位置圖

6.5 防化通信值班室

防化通信值班室是為了檢測濾毒罐使用效率，并及時更換濾毒罐的防化人員和通信人員值班的工作房間，其位置應當靠近濾毒室布置（圖 17）。

圖17 防化通信值班室

6.6 集水坑

人防口部設置集水坑，用于收集洗消被污染墻面、地面的廢水。按規(guī)范規(guī)定應在進風豎井、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設置。

7 總結

綜上所述，建筑師在進行人防設計時，可采用如下設計步驟：

1）認真分析當?shù)厝朔擂k的規(guī)定和對所做項目的人防要求；2）計算和確定人防總體規(guī)模和范圍；3）將規(guī)模較大的人防主體劃分合理的防護單元；4）根據(jù)項目總平面圖確定人防室外主要出入口位置；5） 確定排風功能的房間（臨近室外主要出入口）；6）確定進風功能的房間（遠離室外主要出入口，臨近次要出入口）；7）選擇建筑內(nèi)部的樓梯間，布置人防次要出入口；8）確定廁所和生活水箱間（臨近排風區(qū)域）；9）確定防化通信值班室（臨近進風區(qū)域）；10）根據(jù)人防規(guī)范和人防圖集以及各專業(yè)的要求，進行人防細部節(jié)點的詳細設計。

參考文獻

[1] GB50038—2005人民防空地下室設計規(guī)范[S].

[2] 05SF J10人民防空地下室設計規(guī)范圖示[S]. 中國計劃出版社. 2008.