防护功能复杂的多层人防地下室设计策略

徐超 李东哲

0引言

人防即人民防空，是基于国防要求，动员组织群众采取一定形式的防护措施，以避免或减少空袭所带来伤害的一种形式。人防地下室不仅是战时的防御工程，也是有效利用土地资源和城市地下空间的必要手段，需采用“平战结合”的方式合理规划。随着城市经济的发展，大量人口在城镇中聚集，加强城市防御建设成为保障国家经济与安全的必要工作，在现行的建筑设计尤其是大型项目中，人防地下室设计更是不可缺少的一项设计任务。

人防地下室的设计需满足《人民防空工程战术技术要求》，平战转换设计的合理性与安全性是人防地下工程的主要设计工作。常规项目的人防设计中，以单一功能、单一级别的单层人防工程居多，例如5级或6级人员掩蔽所，或6级物资库等。随着人防区域规划的不断完善，项目综合性与规模的不断扩大，多种防护功能同时出现在一个人防工程设计中的情况越来越多，如何解决好不同防护要求之间的复杂关系成为考验建筑师综合设计水平的一项要求。

1北京专利技术研发中心人防设计

通过北京专利技术研发中心项目的实践，对功能复杂的人防地下室设计建议采用如下策略：首先应判断好人防地下室的设置位置，根据平时的使用功能和消防设计划分好防护单元、抗爆单元、做好疏散口数量和宽度计算，再根据不同抗力等级的要求做好口部设计，并与平时功能妥善结合，最后处理好人防设计中的逐项细节，完成人防设计。以下就以北京专利技术研发中心为例（图1，2），分析一下如何将复杂的人防设计与平时的正常使用功能进行合理有效的结合。

北京专利技术研发中心位于北京市丰台区南四环中关村科技园内，是集信息专利研发、新材料专利技术研发、专利审查等功能为一体的综合高新技术产业楼，同时辅以会议、展示、多功能厅、员工康体及职工食堂等多重综合功能于一体。建筑布局以口字形合院式布局，周边为地上7层的板楼，檐口高30.6m；其中东北角为地上10层的方形平面塔楼，檐口高45m。沿城市道路侧的建筑外立面体量整齐严谨，内院建筑体量呈现高低错落，变化丰富的形体构成。总建筑面积140 261.58m2，其中地下二层、三层平时为汽车库，战时为人防设施。

本项目人防工程具有防护等级高，涵盖功能复杂的特点。根据待建工程，结合国家人防部门的战略区域规划要求，应建人防工程总建筑面积达16 400m2，并应同时满足甲类核5级常5级一等人员掩蔽所及二等人员掩蔽所、核6级常6级物资库及汽车库和电机组总容量不大于120KW的移动电站两处。由于防护等级、防护要求、滤毒流程等均不相同，防护单元与抗爆单元面积也各有差别，加之总人防建设面积巨大，如何合理组织好不同类型的人防战时功能，同时又不影响平时汽车库的使用效率且处理好平战结合，为本项目的设计难点，以下就从几个方面来回顾本项目人防设计的全过程。

1.1人防设计区域集中，采用双层人防设计，减少防护单元及出入口数量

按照2 000m2的人员掩蔽所与4 000m2的物资库、汽车库的防护单元规定面积核算后，可推断至少需设置4个人员掩蔽单元、1个物资库、1个汽车库，以及与之匹配的3～4个独立的人防出入口及若干口部、井道等设计。地下二、三层单层建筑面积均为16 000m2左右。根据业主对停车数量的要求，地下三层设计为普通停车库，地下二层部分为复式停车库。如果将地下三层整层作为人防设计范围，势必造成竖井和出口设计分散，由于每个口部都涵盖若干人防工艺用房，会大大降低平时的汽车库利用率。通过不同方案比对，最终确定将人防区域分成两层集中设置，有效地解决了问题。根据《人民防空地下室设计规范》中“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”的规定，将人防设计区域叠合设置于工程的西南角，地下二层设置低等级的物资库和汽车库，地下三层设置高等级的人员掩蔽所（图3）。这样，将工艺最复杂且防护单元面积最小的人员掩蔽所放置在下层，缩减了一倍的防护单元数量，减少了几百平米的口部功能房间面积，大大提高了平时汽车库的使用率。

根据“两个相邻防护单元，可在防护密闭门外共设一个室外出入口”的规定，将地下二层人防物资库、汽车库的出入口合并，并与下沉庭院中的室外楼梯合并处理，通往人防出入口的门仅战时开启，立面上仅在防倒塌范围内设置抗冲击的结构顶棚，在外观上消解掉出入口体量的影响（图4）。而地下三层两个人员掩蔽单元的两个独立出入口并排设置，出地面的位置控制在防倒塌范围以外，平时用盖板封住，与景观设计结合，战时开启，这样就做到了“化人防出口于无形”（图5）。

垂直竖井方面，相同性质的通风井道上下共用；水平方向上，不同工艺用房的通风终端也联通到相同性质的通风井道上，这样风井得以集中设置。在首层出地面时，将原本零碎的小井道合成为带状的大井道，有利于平时平面的功能切割，也利于立面上的统一处理。

1.2人防疏散与消防疏散统一考虑，减少临战转换量

地下室人防建筑应尽可能使平时的防火分区能与战时的防护分区协调一致，以减少临战转换工作量，提高保障战时使用的可靠性。最佳的结合就是一个防火分区内设两个防护单元，或一个防火分区即为一个防护单元。每个防护单元的内部循环系统（送排风系统、上下水系统、供电系统等）都是独立运行的，当某个防护单元遭到破坏时，其他单元仍能良好运转。在每个人防区和防火区设计通风竖井，平时的排风竖井可用作战时进风竖井，可有效节约竖井面积。

地下二层复式停车库的防火分区面积限值为2 600m2，与物资库、汽车库的抗爆单元面积上限2 000m2最为接近。防火分区与抗爆单元边界完全一致，无须单独为战时通风另设机房，所有进排风机房均可做到平战结合使用，也从另一个层面减少了人防固定设施对平时汽车库使用的影响。一次到位的战时人防房间与停车场的尽端或停车利用率不高的单侧停车区域相结合，尽量避免零碎空间和建筑死角的出现。联通口与防火分区的防火卷帘结合，减少人防构件对平时使用的影响。

疏散宽度在计算的时候也应通盘考虑，例如人员掩蔽所出口疏散宽度的设计标准须按照每100人不小于0.3m的要求，且每个门的设计人数不大于700人，即2.1m。因此门洞的有效疏散宽度也只能以2.1m为上限，因此可以用这个宽度作为人防疏散的经验值，来估算所需的疏散出口的数量。此外，除必须的人防独立出口外，充分利用平时的交通核作为战时次要出入口，有效增加人防的疏散宽度，从而降低其对立面造型的影响。

1.3人防竖井的特殊处理

为了不让竖井突兀到建筑范围以外，在首层通过防倒塌立柱将竖井与主体建筑在平面及剖面上均脱开。虽然是独立结构，但并不独立于建筑体量之外，达到人防语言与建筑语言合二为一。双层人防设计有效地提高了人防竖井的垂直利用率，但集中设置的风井导致井道面积较大，立面通风百叶面积也相应增加。将人防通风百叶与建筑立面格栅及平面内凹或转角位置合理结合，井道在两个方向的立面上均可做通风百叶，提高了竖井的通风面积。造型上将百叶高度与立面窗高模数统一处理，将人防构件与平时的立面造型有机地结合（图6，7）。

2结语

当人防地下室设计需要满足不同防护级别和抗力要求时，在项目设计条件允许的情况下，多层人防叠合设计可有效降低战时功能对平时使用的影响，但其复杂性往往也会成倍增长，这就要求建筑师秉承清晰的逻辑，化零为整、化繁为简。以满足规范为前提，从大分区大关系入手，同时也不能忽视细节，如通风口、洁污分区等，做到面面俱到。

常规情况下，人防地下室设计是建筑方案确定后才开始的，所以常常没有太充裕的设计时间。但人防地下室要求较高，报审早，制约因素也较多，因此必须在短时间内充分考虑整体工程情况，根据战时、平时的不同功能需要对设计不断地进行完善。人防设计虽然复杂，但在全局观下通盘掌控，就可兼顾好功能、造型与工艺的多方协调。