多层人防地下室给排水设计

马奎昌

（山东省人民防空建筑设计院有限责任公司，山东济南 250000）

0 引言

多层人防地下室建筑安全设计阶段必须考虑地上建筑的安全性、稳固性，以及多层人防地下室的承重强度如何。为了人们日常生活的安全，所以地下室还必须从通风、供水和开放空间等多个方向进行流线型设计。

1 多层人防地下室给水设计要点

1.1 平时区域与防护区给水的管道设计规划要点

人防地下室及给水体系的设置主要是基于建筑质量和防空地下室围护结构的水平。一般不得使用与居民防空地下室毫无直接关联的建筑物围护结构管线，而现代的城市燃气管道、城市废水管道等均在这些管道上，管道一般也不会延伸到掩体下的工作人员。如果在管道上出现了一些问题，会给地下室的防护作用造成很多不良影响。在棚内或棚屋供水系统的设计程序中，不但要重视建筑物的基础作用与基本功能的实现，而且，还需要全面地系统化看待地下室排水系统与建筑物的有机融合。地下室或污水管道的上百分之五十的部分都不能够全部使用人造桥台天花板，而且，为了不让建筑物受到影响，需要定期对错位的、老化的、破损的管道进行调试或者更换；为了能够放缓人造桥台天花板的老化和更换频率，需要把装备了管道的井排列在多层人防地下室外面，防止管道过重，压弯、压塌天花板。同时，由于不可能将管道与维护的人彻底隔离，它的安置应该与上层建筑有关。因此，设计者们往往在上层建筑处布置管道，或者在正常的活动范围内铺设管道。在多层人防地下室内，需要在核心处安装一个主井，有效实现管道水平和垂直移动[1]。

1.2 密闭处理穿越防护区给水的管道设计规划要点

在设计多层人防地下室时，供水管道需要密封保护管道中的水。管道直径都不应该大于0.15m，过大，携带的水流量大，质量大，容易造成管道垂延，并且还需要设置一个密封的管套，以防止管道破损水流泄露，密封的套管也能防止水滴下来破坏下层建筑层。管道之间每隔一定距离还应该设置一个1.0MP 的安全阀，阀门之间的距离要小于0.2m，有利于保护每段管道，防止一长截串联无锁的管道失去标准水压，也有利于维修人员进行维护。此外，为了防止核武器的核辐射，有些多层人防地下室会安装防爆波阀门。不过，防爆波阀门的成本高，安装过程比较复杂，光是维修就占了很大一部分费用，所以，这种防爆波阀门并不是很常见的[2]。

1.3 存储生活用水、饮用水、洗消用水

一般情况下，水源选择市政供水直接供给，在清洁区设置饮用水箱（池）、生活、洗消水箱（池），设置水池的方式占地面积小，需与建筑的主体工程一并施工到位，而采用成品不锈钢水箱的方式占地面积大，对于普通的二等人员掩蔽或物资库工程，在平时水箱可以不安装的地区，可以节省空间用作它用，比如停车等。设置在上层的人防地下室，水箱荷载应及时提供于结构工程师。水箱设置大小应根据其掩蔽人数、用水标准及储水时间来考虑。

1.3.1 生活水、饮用水

由气压给水设备加压供水或直接从储水箱设置的取水龙头处取水。

1.3.2 水龙头安装

向每两百至三百人集中提供饮用水。生活用水直接从储水箱设置的取水龙头处取水。

1.3.3 洗消用水

口部需设置供墙面及地面冲洗用的冲洗栓或冲洗龙头，并配备冲洗软管，其服务半径不宜超过25m，供水压力不宜小于0.2MPa，供水管径不得小于20mm。

2 多层人防地下室排水设计要点

2.1 清洁区

清洁区的排水一般是在旱厕污物间内设置生活污水集水坑，集水池的有效容积应包括调节容积和贮备容积。调节容积不宜小于最大一台污水泵5min 的出水量，且污水泵每小时启动次数不宜超过6 次；贮备容积必须大于隔绝防护时间内产生的全部污水量的1.25倍。利用潜水泵加压排至室外防爆波化粪池。对于上下两层均为人防地下室时，上层清洁区排水坑一般设置深度较深，一般为1500mm，集水坑会悬吊于下层地下室顶板，设计时应合理选择集水坑设置位置，建议在下层地下室靠墙位置或无车位位置，避开风管等设备管线，不得悬吊于车道上方，以保证人防地下室的视觉观感；对于最底层的人防地下室，平面条件允许情况下，其排水宜与平时消防废水坑合并设置，平战两用[3]。

2.2 染毒区

口部染毒区需冲洗的部位包括进风竖井、进风扩散室、除尘室、滤毒室（包括与滤毒室相连的密闭通道）和战时主要出入口的洗消间（简易洗消间）、防毒通道及其防护密闭门以外的通道，并应在这些部位设置收集洗消废水的地漏、清扫口或集水坑；常规设计是每个房间单独设洗消集水坑，集水坑深度不宜小于0.6m，但这样做，口部会有很多集水坑，增加施工难度，也可每个房间设置防爆地漏，排至防护密闭门外的洗消集水坑，但集水坑盖板应为能防冲击波的防护盖板。对于多层人防地下室而言，各个防护单元之间排水都各自独立，上层排水不能排入下层防护单元，而建筑设计一般将进、排风口部上下对应设置，上部的口部房间也一般对应设置，滤毒室、扩散室等房间设置洗消集水坑会影响下层的净高，对通风专业影响较大，因为暖通专业风管往往较大通常为为D560 风管，设计过程中应与暖通专业做好沟通，避开下层风管设置集水坑，这种做法对于结构专业来说同样会增加梁的布置，施工上也增加了作业难度。另外，不同的工程应根据层高、结构形式视情况而定，例如对于进、排风口部本身结构板就比较厚的情况下，比如上层结构板厚500，在上层顶板合适位置设置1 个集水坑，其他口部房间用防爆地漏代替集水坑，将I 型防爆地漏及排水管直接埋设于结构板汇入集水坑，这样既不会对下层的设备管线产生影响，也不会对结构专业提出降板或增加集水坑设置等问题[4]。以DN80 防爆地漏为例，采用热镀锌钢管所需的安装空间最小H0 为244+10=254mm，对于500 板厚安装空间已经足够。如下图所示。此做法优点是对下层空间影响小，不需要做套管。缺点是：排水管需在结构楼板施工时同时施工，如管道埋错，不容易处理，且施工支模难度较大，管道不可替换。对于顶板厚为300 的人防工程，不能采用直接埋设于板中方法，或做降板处理、或与结构工程师沟通将板厚加大，无论哪种方式，既要保证人防排水的独立性，又不影响工程的净高，又要从造价、施工后等各方面综合考虑[2]。

3 战时给排水设计要点

3.1 战时供水系统

为简便起见，地下供水一般依靠市政管线和战时水泵。战时供水按保安单元计算，而战时各保卫单元的人防地下室则必须独立设置。如果炸掉了一个单位，就不会对其他单元产生不利影响。因此对于设计在战场上的洁净区域，设计者需要先确定每个保护单位都有一个单独的生命箱或者一个饮用水盒。同时，合理的设计也是必不可少的，工程设计人员必须严格按照在战时总数量下的战时防御所需水量标准设定水箱的总水位，并在通风管溢流管内设置驱虫网，以保证水池的水质。同时因为供水总量限制，还需要保证市内供电不被污染，除非在作战时期被摧毁城了整个市内的供电网络。设计地下室人员还应该尽可能利用市政供电[5]。

3.2 战时排水系统

而感染区内则是指人民防空保护区以外的区域，第一防护门和最后一个防护门之间的区域为零点五感染区内，而最后密封门内的区域则为清洁区内。而为了让生活在防空洞里的一般民众过上良好的生活环境，可在人民防空部队警戒区域的清洁地区设有一个特殊的地雷收集站，并排放大量污水，集水隧道便可以在战斗中发挥适当的效能。所以简而言之，在战时，收集堆的总容量必须达到专利保护期污水容量的一二五倍。此外，在保护阶段，地下室中一般不能进行排水，以防止外界毒物的进入。但在能满足二次供水负荷的地下室中，则需要在一定要求下借助电动排水泵排出污水池中的污水，将采收器设置在门外。

3.3 战时给排水防护措施

3.3.1 防护阀门及套管

管道穿越防空地下室围护结构处（如顶板、外墙、临空墙、防护单元隔墙），要采取一定的防护密闭措施。要求能抗一定压力的冲击波作用，并防止毒剂（指核生化战剂）由穿管处渗入。防护阀门是指为防冲击波及核生化战剂由管道进入工程内部而设置的阀门。根据试验，使用公称压力不小于1.0MPa 的防护阀门，能满足防空地下室给排水管道的防护要求。根据“管道穿板做法模拟核爆炸实验”的结果，刚性防水套管的施工方法，可以满足核4 级与核4B 级防空地下室小于或等于DN150mm 管道穿顶板时的防护及密闭要求。对穿临空墙的管道，在管径大于DN150mm 或抗力级别较高时，要求在刚性防水套管受冲击波作用的一侧加焊一道防护挡板。

防护阀门应采用阀芯为不锈钢或铜材质的闸阀，且公称压力不小于1.0MPa。而很多设计中常见采用防爆波阀门，其实是错误的，因为防爆波阀门具有以下特点。

（1）防爆波阀门只有防冲击波的作用，但无法防止核生化战剂由室外经管道渗入工程内。

（2）安装在战时需要始终保持与工程外部连通的管段上。

（3）防爆波阀门有安装的方向性。安装反了，则起不到防护作用。

（4）造价较高，且需要定期的维护保养。

根据防爆波阀门以上特点，当单独使用防爆波阀门时，不能同时满足防冲击波和核生化战剂的防护要求。由于防空地下室战时内部贮水能保障7—15d 用水，可以在空袭警报时将防护阀门关闭，截断与外界的连通。采用用阀芯为不锈钢或铜材质的闸阀，且公称压力不小于1.0MPa，可满足要求[3]。

3.3.2 其他管线防护问题

上部施工的管线是否进入人防建筑，与管线传输材料的特性、直径和人防建筑的抗力程度等因素密切相关。如把上部建筑物的生活污水、工业雨水管线等引进人防工程，由于目前还缺乏有效的临战封堵转变方法，所以这类管线并不可以引进人防施工。而通常可以采用将其放在防护区范围之外的方法进行解决，如做降板或作为设备管线夹层。

以平战结合的地下车库为例，一个防火单元通常包含两个防护单元，在布置喷淋时应尽量避免支管穿防护单元隔墙设置，喷淋干管穿墙即可。消防管道、喷淋管道在地下室设置时也应尽量避开密闭通道、防毒通道、滤毒室、扩散室，平时是这些房间无可燃物，且平时也不允许放置其他物品，内部只有风管、风机、虑毒罐等金属构件，设置喷头的意义不大，假如管道穿越此类房间，需增加防护阀门及套管设置，一方面增加造价，另一方面太多管道穿人防墙体，减小了人防工程的密闭效能及战前转换难度。

成排管线穿越人防地下室时，设计上应考虑管线的标高、间距应能保证防护阀门的安装空间，尽量避免穿防护单元之间人防门，管线间距太小，防护阀门无法安装；管线标高太低，防护阀门突出管道部分也会影响人防大门的开启。

4 结语

目前，随着城市的经济发展政策和城镇化进程已经加大了城市用地开发规模，以适应城市人民生活增长的新需求，因此更必须进一步提高对多层人防地下室的土地利用，加大对地下室空间建设规模和开挖深度，以扩大地下室建筑面积和层数。增加了上盖物业的基础嵌入，造成了人类住房面积的增多，而将与人体防护设计有关的人员地下室由通常的一层扩大至二层和三层，导致了多层人员安全地下室比单层地下室更复杂、更多变，也更安全。本文仅研究了多层人防地下室设计计划早期阶段存在的问题和创新了设计理念。多层人防地下室人防设计复杂，在保证战斗效果的前提下，以提高人防工作的经济效益和社会效益为原则，有必要考虑人民的安全需要。