人防工程建筑设计与地下空间探析

康 磊

（中铁第五勘察设计院集团有限公司常州分院，江苏 常州 213000）

人防工程是指为了保护人民生命财产安全而建设的一种防空工程，其建筑设计具有一定的特殊性。同时，地下空间作为城市空间的重要组成部分也在人防工程建设中得到了广泛应用。本文旨在探析人防工程建筑设计与地下空间的关系及其影响因素。

1 人防工程建筑设计与地下空间研究背景

在现代城市建设中，人防工程是保障城市安全和人民生命财产安全的重要组成部分。其中，地下空间在城市空间发展中占重要地位，其利用和开发也日益受到关注。因此，探究人防工程建筑设计与地下空间的关系及其影响因素对于推动城市空间的可持续发展具有重要意义。在人防工程建筑设计方面需要考虑建筑材料的选择、结构设计、通风系统、灯光设计等因素，这些因素不仅影响人防工程的安全性和稳定性，同时，也会对地下空间的利用和开发产生影响。而在地下空间利用方面也需要考虑人防工程建筑设计的可行性和实用性，使其成为城市空间的有机组成部分。因此，深入探究人防工程建筑设计与地下空间的关系及其影响因素有助于推动城市空间的协调发展和可持续发展，提高城市空间的利用效率和安全性。

2 工程结构设计案例与概况分析

2.1 工程概况

该工程地下车库及人防工程是一座附建式甲类地下人防工程，位于地下一层。顶板覆土平均厚度为1.5m，地下车库总建筑面积为3 565m2，其中人防建筑面积为2 559m2。这座地下人防工程的抗力等级为核6 常6 级，防化等级为丙级。在平时，它的功能为地下Ⅰ类汽车库；而在战时，则转为二等人员掩蔽所。这样的地下人防工程在保障人员安全和提供紧急避难场所方面起到了重要作用，其抗力等级为核6 常6 级，可以有效抵御一定程度的核辐射和爆炸冲击。同时，丙级防化等级也能提供一定的防护措施，以应对可能的化学污染威胁。此外，根据规定，该地下人防工程的室内辐射剂量限值为0.2Gy，这意味着在战时或核事件发生时，人员暂时躲避在这个地下工程中可以减少辐射暴露。

2.2 结构设计

本工程采取了以下加强措施以将裂缝控制在规范允许的范围内。在结构设计方面使用了YJK系列结构辅助设计软件（2.0.2）进行电算。对于人防顶板荷载，考虑覆土的恒荷载，采用了1.5m厚度的覆土（覆土容重18kN/m3），并取恒荷载为27.00kN/m2。同时，活荷载按照5.00kN/m2进行考虑。此外，顶板还需要承受人防荷载，其设计值为70～75kN/m2。室外直通、单向出入口的门框墙的核6 级等效静载为240kN/m2，而室内及穿廊出入口、室外竖井、楼梯的门框墙的核6 级等效静载为200kN/m2。同样地，室外直通、单向出入口的临空墙的核6 级等效静载为160kN/m2，而室内及穿廊出入口、室外竖井、楼梯的临空墙的核6 级等效静载为130kN/m2。底板的核6 级等效静载为55kN/m2。通过采取以上加强措施和对各种荷载进行合理设计，可以控制结构的变形应力，并确保结构的稳定性和安全性。需要注意的是，这些数据和设计参数是根据提供的信息进行推测和分析的，具体的设计和计算应由专业的工程师根据实际情况进行。

3 人防工程建筑设计的关键因素及其对地下空间利用的影响

3.1 建筑材料的选择

人防工程建筑设计中，建筑材料的选择是一个关键因素，会对地下空间的利用和开发产生影响。该项目的地基基础设计等级确定为乙级。这是基于对具体结构形式、荷载、水文、地质状况的综合分析和勘察报告的考虑。在设计中，我们将选择适当的建筑材料，以确保地基基础的稳定性和安全性。这一步骤非常重要，因为选用合适的材料能够提供足够的承载能力，并满足设计要求。详细如下：第一，人防工程的安全性和稳定性。例如，钢筋混凝土是常用的建筑材料之一，其强度和耐久性都很高，能够满足人防工程的安全要求。同时，在地下空间的利用和开发中，也可以采用钢筋混凝土等建筑材料增强地下空间的结构安全性。第二，可持续发展原则。例如，使用绿色建筑材料、再生建筑材料等环保型建筑材料能够减少对环境的污染，促进地下空间的可持续利用和开发。第三，成本和效益。例如，采用轻钢龙骨、薄壁板等低成本的建筑材料能够降低人防工程的建设成本，提高地下空间的利用效益。

3.2 结构设计

结构设计是人防工程建筑设计中的另一个关键因素，也会对地下空间的利用和开发产生影响。将项目的安全等级改为最高级别，即一级安全等级。结构设计的使用年限为50 年，符合相关规范的要求，结构重要性系数为1.1，表明该项目的结构具有较高的重要性。根据相关规范评定，该项目的抗震设防类别为乙类，建筑场地类别为Ⅱ类。该项目的抗震设防烈度为8 度，属于第二组设计。基本加速度值为0.20g，符合相应的设计标准。具体要求如下:一是人防工程的结构设计要满足一定的安全性要求。例如，在地震、风灾等自然灾害发生时，人防工程要能够承受一定的外力和震动，保障人员安全。同时，在地下空间的利用和开发中也要考虑地下水位、土壤稳定性等因素，对人防工程的结构设计提出要求。二是结构设计还要考虑空间利用效率。例如，在地下空间的利用和开发中可以采用柱网结构、框架结构等设计方式，以便更好地利用空间。在人防工程的结构设计中也可以采用相应的设计方式，使其更好地与地下空间的利用相协调。结构设计还要考虑可持续发展原则。例如，在人防工程的结构设计中可以采用可再生材料、低碳材料等，以减少对环境的污染，促进地下空间的可持续利用和开发。

3.3 通风系统

通风系统的设计需要考虑人防工程内部空气质量的保障。在人防工程内部，由于空间相对密闭，通风系统的设计要保证空气流通，以减少二氧化碳等有害气体的积累，保障人员的健康和安全。通风系统的设计要考虑节能和环保原则。例如，采用新风回收技术、高效净化技术等能够减少通风系统的能耗和对环境的污染，促进地下空间的可持续利用和开发。通风系统的设计还要考虑系统的稳定性和可靠性。例如，在人防工程的通风系统设计中，要考虑系统运行的稳定性和自动化程度以及应急情况下的备用系统等，保障系统的可靠运行。

3.4 灯光设计

灯光设计要考虑人防工程内部的照明需求。在人防工程内部，由于相对密闭的环境，需要有足够的灯光照明保障人员的安全和舒适。同时，在地下空间的利用和开发中，灯光设计也要满足室内照明需求，以提高空间的舒适度和使用效率。灯光设计要考虑能源节约和环保原则。例如，采用LED 灯等节能型灯具能够降低能耗和对环境的污染，促进地下空间的可持续利用和开发。灯光设计还要考虑空间的美观和艺术性。例如，在人防工程的灯光设计中，可以采用柔和的光线和多种色彩营造出温馨、舒适的氛围，增加空间的艺术感和美观度。

4 地下空间利用对人防工程建筑设计的影响

4.1 商业、文化等功能区域设置

地下空间的利用对人防工程建筑设计产生影响的一个重要方面是商业、文化等功能区域的设置。首先，地下空间的商业、文化等功能区域的设置要考虑人防工程的安全性和稳定性。例如，在商业区域的设置中要考虑人员密集度、消防设施等因素，以保障人员的安全。同时，在文化区域的设置中要考虑空间的舒适度和使用效率，以提高人员的使用体验。其次，商业、文化等功能区域的设置要考虑地下空间的利用效率和经济效益。例如，在商业区域的设置中要考虑商业类型和规模等因素，以满足人们的消费需求，并提高地下空间的利用效率和经济效益。在文化区域的设置中要考虑文化活动类型和规模等因素，以满足人们的文化需求，并提高地下空间的文化价值和社会效益。此外，商业、文化等功能区域的设置还要考虑可持续发展原则。例如，在布置商业区域时，可重视环保节能材料的使用和节能设备的投入，从而最大限度地降低对周边环境的破坏和污染，更好地实现地下空间的可持续发展。在布置文化区域时，可通过绿色建设和文化创意的形式促进地下空间社会效益与文化价值的实现。

4.2 可行性和实用性考虑

地下空间的利用对人防工程建筑设计产生影响的一个重要方面是可行性和实用性考虑。在地下空间的利用中也要考虑设备的维护、管理等问题，以保障人防工程的实用性和可持续性。此外，地下空间的利用还要考虑城市规划和管理的要求。在人防工程建筑设计中，需要考虑城市规划和管理的要求，以保持与城市空间的协调和一致性。

5 人防工程建筑设计与地下空间的协调发展

5.1 人防分区和地库分区的结合

人防工程建筑设计与地下空间的协调发展需要考虑人防分区和地库分区的结合。以下是一些相关的设计思路和方法：一是综合规划。在项目初期规划阶段，应综合考虑人防工程和地下空间的需求并进行整体规划。确定人防建筑面积、功能和布局，并与地库停车位的设计相结合，实现平战结合的设计目标。二是空间分配。根据人防工程的需求合理划分人防分区和地库分区的空间，将人防建筑面积合理分布在地下空间中，避免对地库停车位的过度占用，同时，确保人防功能的实现。三是分隔设计。在设计过程中可采用合适的分隔方式，如墙体、隔断等，将人防分区和地库分区进行有效分隔，这样可以保持各自的功能独立性，防止互相干扰，并确保安全性和使用效果。

5.2 人防功能布置的平战结合

在地库的设计过程中，平时停车位的使用效率和战时人防设计布置是建筑设计师技术水平的重要考验。在方案的前期规划设计阶段需要综合考虑平时停车位的使用效率和战时人防的需求，根据总建筑面积确定人防建筑面积，并按照地上计容面积的4%～6%进行计算。同时，根据人防建筑面积的大小规划人防功能。在人防功能布置中，可以与地下空间的设备共享。例如，共同利用进排风系统、竖井和风管等设备减少设备房的占用面积，提高空间利用效率。根据具体需求灵活布局人防功能区域。例如，在层高较高的区域布置人防功能，通过叠加设计减少使用面积。合理安排人防口部和设备房的位置，以满足人防功能的需求，并尽量减少对地下空间的占用。人防功能布置中要充分考虑安全性因素，确保人防工程的结构稳定性和防护能力，以应对可能的战时威胁。同时，与地库停车位的设计相结合，确保人防和停车位的安全性和互不干扰性。

6 结语

总而言之，人防工程建筑设计与地下空间的协调发展是一个重要的问题，需要充分考虑人们的需求、城市规划、管理要求等多个方面。只有在保障人防工程安全性和稳定性的前提下，才能实现地下空间的最大价值和效益，并与城市空间协调发展。在人防工程建筑设计中，需要考虑商业、文化等功能区域的设置，以满足人们的消费和文化需求，并提高地下空间的利用效率和经济效益。同时，在地下空间的利用中需要考虑人防工程的通风、照明等因素，以保障人员的安全和舒适度。此外，人防工程建筑设计还要考虑城市规划和管理的要求，以保持与城市空间的协调和一致性。