黃 珊
(中鐵第五勘察設計院集團有限公司,北京 102600)
地下室是現(xiàn)代建筑工程中設計的必要結構,不僅能夠有效利用地下空間,減少地上資源的使用,同時也具有防空、穩(wěn)定建筑物的作用。另外,在現(xiàn)代化城市安全建設理念以及城市建筑設計理念之下,防空地下室理念被提出,民用建筑開始利用地下空間完成防空設計,使地下室結構不僅具有基礎的地下空間功能,而且具有防空作用。雙向設計的方法雖然增加了地下室的功能,但是在有限空間內增加了不同的功能結構,勢必會造成另一項功能的減弱。所以,在現(xiàn)代防空地下室設計過程中,要求注重防空功能及平時功能的結合,盡量減少防空功能設計對平時功能的影響,保證在此時期建筑物的平時功能更加優(yōu)良,滿足使用者的平時功能需求。
防空地下室也被稱作人民防空地下室,是現(xiàn)代人防工程建設的主要措施,在防空地下室設計過程中,普遍的結構由外墻、緩沖墻體、防爆門、封閉墻體、防護隔墻等共同組成,其主要功能為隱蔽功能、防空功能,同時也可以作為戰(zhàn)時臨時指揮中心。另外,防空地下室是在民用建筑結構中設計的特殊防空結構形式,該結構也具有民用建筑地下室的平時基本功能,包括地下物品儲存、地下停車等功能。
在當前防空地下室結構設計過程中,防空地下室主要包括甲類地下室和乙類地下室兩種結構。其中甲類防空地下室在設計過程中,要求地下室結構具有防范生化武器的能力。在現(xiàn)代建筑防空地下室設計中,應該綜合考慮平時功能和戰(zhàn)時功能,二者相結合進行設計,實現(xiàn)防空地下室的良好設計與使用。
現(xiàn)代防空地下室設計要求同時具備人防功能和平時功能。其中人防功能主要包括戰(zhàn)時指揮場所、戰(zhàn)時災難躲避、戰(zhàn)時臨時資源供應等。而平時功能主要包括地下停車功能、地下物資儲存功能等。而兩項功能共用一個空間,二者之間難免相互影響。
1)從空間角度分析,地下空間規(guī)劃設計與上層建筑的空間設計有著密切的關系,上層建筑空間確定,地下空間也需要按照上層建筑空間完成合理控制。所以,地下空間不可隨意拓展,地下室結構也是與上層建筑相互聯(lián)系的重要組成部分。與此同時,在地下空間有限的情況,單一平時功能設計與“平時+防空”功能設計中,平時功能所需要的空間勢必會有所減少。
2)從二者功能發(fā)揮角度分析,防空地下室的人防工程建設以及人防功能發(fā)揮將會直接影響地下室的平時功能。在現(xiàn)代建筑人防地下室設計過程中,地下室人防設備的設計和應用是主要的設計部分,其設備主要包括防護密閉門、活門等,而在地下室平時功能發(fā)揮的過程中,很有可能受到人防設備的影響。如地下停車路徑受到人防門的影響,需要繞行或卡阻等,從而給地下室的使用造成安全隱患。再如,地下室的電梯結構也很容易與人防門結構發(fā)生沖突。
因此,防空地下室的設計未必是有利無害,而要真正發(fā)揮人防地下室的核心功能,就要從設計環(huán)節(jié)入手,綜合評價二者功能需求和空間需求,從而完成人防地下室的綜合設計。同樣,從時代背景分析,現(xiàn)在處于和平年代,筆者認為現(xiàn)代建筑防空地下室設計更應該注重平時功能,減少戰(zhàn)時功能對平時功能的影響,以此種設計保證現(xiàn)代建筑物的基本使用需求。
某人防地下室工程建筑總面積達10 500.50m2,其平時功能主要是小型停車場及車庫,為附近小區(qū)居民提供停車位。當初,其人防功能設計的主要目的是為完成人員掩蔽所設計,該工程包括5個防護單元、20個防爆作戰(zhàn)模塊,所以在人防設計過程中,將該工程設計為具備核武器防御能力、常規(guī)武器防御能力、化學攻擊防護能力。另外,在該防空地下室設計過程中,為應對當前情況,滿足平時人防功能,需要完成人防功能和平時工程的合理設計。
3.2.1 平戰(zhàn)轉換設計措施分析
在本次人防功能與平時功能的互不影響設計過程中,設計應用平戰(zhàn)轉換的設計措施,可以減少人防功能對平時功能的影響。平戰(zhàn)轉換理念是現(xiàn)代防空地下室設計中的常見方法和理念,該理念具體是指通過平時和戰(zhàn)時的人防功能轉換設計,減少二者之間的相互影響。
1)設計地下室3種不同使用時期 在建筑工程設計中,設計早期、臨戰(zhàn)期、緊急時期3種不同的作戰(zhàn)功能,對于地下室的綜合功能設計具有重要的意義,所以在三者進行作戰(zhàn)設計中,更需要完成功能設計管控,確保地下室的使用更加積極合理。
2)平戰(zhàn)轉換功能的基礎設計 在本工程設計中,為完成平戰(zhàn)功能的良好轉換,還針對3種功能進行基本設計。為保證平戰(zhàn)轉換的工作量不會太大,每個防護單元采用預制構件進行封堵的平時出入口不能超過2個;防護單元間平時通行口臨戰(zhàn)封堵總長不能大于防護單元隔墻總長的1/2。
3)平戰(zhàn)轉換設計過程中應遵循的原則 平戰(zhàn)轉換方法的設計應用十分關鍵,要求按照GB 50038—2005《人民防空地下室設計規(guī)范》進行設計,結構布置、設備尺寸、位置精度等均按照相關規(guī)范進行設計,才能確保設計更符合平戰(zhàn)轉換原則,同時也能減少戰(zhàn)時功能對平時功能的影響。
4)部分位置不可轉換 部分結構位置不可進行戰(zhàn)時和平時功能轉化,如防護功能通風孔、防毒通風口以及測壓裝置都不可進行平戰(zhàn)轉換設計,施工中使用鋼筋混凝土的位置也不可進行平戰(zhàn)轉換。
5)平時通行口的轉換設計 本工程設計過程中,人防地下室總計包括8個平時通行入口,并且在平時入口設計中,在隔墻孔口采用型鋼對相鄰防護單元進行臨戰(zhàn)封堵。通過該方法的合理使用,減少了戰(zhàn)時功能對平時功能的影響。在該項措施設計中,要求封堵鋼板采用Q235鋼材,同時利用E4303防水卷材完成各項設計工作,提升設計質量。
6)平時出入口的轉換措施設計 在本次地下室工程設計中,臨時出入口總計為7個。平時出入口的平戰(zhàn)轉換設計如表1所示。
表1 平時出入口的轉換控制
3.2.2 人防地下室人防門設計
人防門結構是人防地下室的主要設備,人防門也極易對地下室的平時功能造成影響,所以在本次人防門設計過程中,針對人防門結構進行了優(yōu)化設計,減少了與地下停車場之間的空間影響,從而實現(xiàn)了地下室的良好管控,提升人防地下室的設計效果。
1)針對防護密閉門進行設計
在本次人防門設計中,還針對人防密閉門進行設計。通過其尺寸設計,減小其對平時功能的影響。
人防門門洞邊距離尺寸在600~700mm,人防門開啟范圍設計為500~600mm,從而減少人防門開啟對地下室空間造成影響。人防門開啟,門扇占用人防門的空間達一半以上,減少了人防功能,不利于人防功能的實際控制,所以在二者設計過程中,就應該完成人防功能的良好設計控制,減少人防功能對平時功能的影響。
在人防密閉門設計中,還要求預留400mm的使用空間,防止在后續(xù)設計過程中,如果想要增加防空設備還需占用地下停車場的空間。通過對平時功能空間的良好設計,實現(xiàn)了地下停車場的良好設計,確保地下停車場的基礎功能得到良好發(fā)揮。
人防密閉門設計還需預留1 000mm厚度密閉空間,停車位與出入口位置還應該建立消防分區(qū),從而考慮地下停車場的基礎消防功能與設備消防功能之間的不足,實現(xiàn)消防功能升級。
2)地下室通風系統(tǒng)設計
地下室的通風系統(tǒng)設計不宜過多,這是戰(zhàn)時設計的安排,以防止毒氣及化學武器進入地下室中。但在平時功能設計主導下的地下室設計中,就應該完成戰(zhàn)時功能的良好設計,確保設計應用更加合理。在進行地下室通風系統(tǒng)設計中,本工程綜合考慮了平時和戰(zhàn)時的作用因素,實現(xiàn)了平時通風功能的良好利用。
防空地下室通風管道材料為3~4mm厚鋼板和普通的鍍鋅鋼鐵材料。進風防爆活門擴散室與粗效過濾器、密閉閥門、過濾吸收器到風機吸入口之間的配管、密閉墻預埋短管、防毒通道內使用的排風管應選用3~4mm厚鋼板制作;送風機出風口之后的風管應選用普通的鍍鋅鐵皮制作。
排風管道進行設計時,應力求使簡易洗消室和毒氣預防道內部有足夠空間進行換氣。將通向簡易洗消室的自動化排氣門設計在較高的位置,簡易洗消室與預防毒氣通道的管道應該設計在較低位置,排氣出口需要設計在高處,采用錯開設計的方法可使整個空間得到充分換氣。
在排風系統(tǒng)設計過程中,還應該注重平時通風系統(tǒng)與戰(zhàn)時通風系統(tǒng)的相互轉換。采用轉換理念對二者進行設計,也能夠消除二者之間的相互影響,最終實現(xiàn)二者的相互保護,確保設計應用更加合理。在設計中應考慮戰(zhàn)時進、排風機和濾毒罐安裝到位,保證風管戰(zhàn)時能夠調試、啟用。因此設計時還應綜合考慮平時與戰(zhàn)時通風的轉換要求。
在具體設計過程中,通過平時和戰(zhàn)時使用過程中的相關裝置,可以完成平時功能和戰(zhàn)時功能的綜合設計,確保排風系統(tǒng)的設計更加合理,也能夠最大程度提升通風系統(tǒng)的設計應用效果,確保防空地下室的平時功能更優(yōu)、戰(zhàn)時功能對平時功能的影響更小。
防空地下室結構設計是現(xiàn)代建筑工程、市政工程建設的重要組成環(huán)節(jié),具有人防和平時兩種功能模式。在非戰(zhàn)時背景下,人防工程設計應該遵循平時功能優(yōu)先的原則,減少戰(zhàn)時功能的影響。采用平戰(zhàn)轉換模式和理念可實現(xiàn)防空地下結構平時和戰(zhàn)時功能的綜合優(yōu)化設計,值得推廣和應用。