防空地下室设计.doc

防空地下室设计前 言防空地下室设计贯彻长期坚持、平战结合、全面规划、重点建设的建设方针，使设计符合平时和战时的要求，做到安全适用、技术和先进、施工方便。防空地下室的功能为三防：防原子、防化学、防生物武器。原子核武器：其杀伤破坏作用有五种：光幅射、冲击波、早期核幅射、放射性沾染和核电磁脉冲。光幅射能量占35，能燃烧衣服、燃烧身体、燃烧房屋，光幅射在几十毫秒内到达地面各点。冲击波能量占50，能产生30004000万度高温，几十、几百大气压。火球加热周围空气使之体积澎胀并压缩外围空气使之密度增强，形成冲击波摧毁建筑物。冲击波既产生正压又产生负压，对人防出入口的防护密闭门产生正压又产生负压，正压时防护密闭门受力，负压时防护密闭门也受力。为防止人防门被负压吸力拉出，设计中用闭锁钩钩住门框。早期核幅射能量占5，使人得幅射病。放射性沾染占10，其作用时间长，不断放射中子、丙种射线。核脉冲能量占1能对电子、电气与机电设备造成永久性损坏或干扰性故障。生物武器：以致病微生物包括细菌病毒等使人失能及致死。它以气溶胶方式施放生物战剂。化学武器：其毒性会大面积杀伤人员、破坏植物且时间长。孔口防护：是针对上述三种战剂所采取的防护、密闭措施。出入口防护密闭措施：在通道上设置防护密闭门、密闭门，一道受力防冲击波、两道密闭防止毒剂进入人防区杀伤人员。风口防护措施：在通道边或竖井内设置消波系统：即设置活门、活门室或扩散室、预埋风管。活门板将冲击波挡住、活门室或扩散室将进入的冲击波体积扩大、减小气压达到消波。经消波后冲击波的佘压能达到设备所承受的能力。平时开口防护措施：汽车与自行车入口、设备房门口、外墙窗井等临战封堵。水管、电管穿墙孔防护措施：用抗力片封堵套管与水管或电缆间孔洞。一、建筑设计要求:1、民用建筑修建防空地下室面积方面有关政策文件内容：A、十层以上(含十层)的高层建筑修建与建筑物底层相等面积。B、一至九层的多层建筑当基础开挖深度达到或超过三米修建与建筑物底层相等面积。C、一至九层的多层建筑当基础开挖深度不达到三米，其总建筑面积达到七仟平方米及以上，按其总建筑面积的2%修建防空地下室。D、一至九层的多层建筑当基础开挖深度不达到三米，其总建筑面积不达到七仟平方米，交易地建设费。E、附建式防空地下室设计按GB 5003894，掘开式人民防空地下室设计按GB 5022595。2、工程性质： 分人员掩蔽体、战备物资库、平战结合型掩蔽体。A、人员掩蔽体： 六级人员掩蔽体防护单元面积800平方米,其外墙抗冲击波用钢筋砼凝土墙分隔。抗爆单元面积400平方米，抗爆挡墙防航弹弹片，用370砖墙且沿墙高每500、36钢筋拉结分隔。六级人防每人占地一平方米、净空三米，达三小时隔绝防护时间要求。五级人员掩蔽体防护单元面积400平方米，其外墙抗冲击波用钢筋混凝土墙分隔，每人占地一点三平方米、净空四点六二米。达六小时隔绝防护时间要求。 人员掩蔽体设置进风口部、排风口部、值班室、干厕、水池或钢板水箱。进风口部包括送风井、活门室或扩散室、密闭通道、滤毒室、送风机房。排风口部包括排风井、活门室或扩散室、简易洗消间或洗消间、排风机房。值班室、干厕、水池或钢板水箱靠近排风口部布置。进风口部与排风口部的水平距离应大于五米，风口高差大于三米，进风口高于排风口。B、战备物资库： 战备物资库防护单元面积2400平方米。其外墙抗冲击波用钢筋砼凝土墙分隔。设送风井、送风活门室或扩散室、送风机房，排风井、排风活门室或扩散室、排风机房。战备物资库平时与汽车库、商场相结合。C、平战结合型掩蔽体： 结合汽车库、大型商场修建人员掩蔽体除设置进风口部与排风口部外、还应考虑平时送风、排风、排烟的孔口防护。即在风口处：方案一：设风井、密闭通道，平时将人防门打开作建筑风道、战时关闭，风机将风送到密闭通道或方案二：设风井、活门室或扩散室。风机将风送到活门室或扩散室。3、出入口形式： 室内出入口：有楼梯间、附壁式通道形式。 室外出入口：有直通式、单向式、穿廊式通道形式。 排风口部出入口：要求设在距大楼边有大楼高度一半以上。往往做不到，所以要求设置防倒塌梯板措施。 人员出入口宽度：要求每防护单元不小于三米。当进排风口部出入口宽度不足时，要增加第三个口。防护单元间连通口、竖井备用口不能计入出入口宽度。4、出入口人防门选用：密闭通道：五级与六级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与一扇密闭门构成一个密闭通道。防毒通道：五级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与二扇密闭门构成二个防毒通道，六级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与一扇密闭门构成一个防毒通道。 人防门选用国家人防办图集一九九九年六月版，悬摆式活门选用国家人防办图集一九九六年一月版，临战封堵采用型钢组合梁、钢筋混凝土预制梁。两防护单元间防护密闭封堵板选用国家人防办图集一九九七年八月版。 人防门选用思路：楼梯间出入口人防门洞要比梯板略宽。当防空警报拉响，时急行的人流不会在门口被堵塞。洗消间出入口选用HM0716门洞越小越密闭，选用HM0820亦可。滤毒室门洞选HM0818或HM0820以满足滤毒灌最小尺寸要求。车库、商场平时送风、排风、排烟井密闭通道选满足通风风速断面门如HFM0716、HM0716其面积1.12平方米或HFM0820、HM0820其面积1.6平方米即可。 自行车入口选无槛钢门GHSFM2525（6）、GHSM2525，汽车入口选用大型人防门GHSFM6025（6）、GHSM6025保证双车道要求，从而达到人防与交警部门要求。 有防火要求楼梯电梯间选防护防火密闭门FFHM1320（6）、防火密闭门FHM1320等。 有防核脉冲要求的人防工程选钢制门。 两防护单元隔墙连通门选用钢筋混凝土防密门HFM1220（6）、钢筋混凝土密闭门HM1220满足双股人流的最小宽度。选用更大门洞最好。 风机房、水泵房、配电房入口可选用单扇防密门、砖墙或钢筋混凝土预制梁、钢梁临战时封堵构筑。 悬摆式活门选HK400R、HK600、HK800、HK1000兼顾施工拆模须求。缺点风量偏大。5、构造要求：根据荷载和核幅射要求（结构参考尺寸） 顶板：室内建筑250厚、结构200厚，室外建筑不小于300并复土300厚。 底板：室内不小于300厚、室外不小于400厚。 墙板：层高3600-5000时，墙300-450厚，门框墙300厚。一框两门500-600厚，一框两门五级人防不宜采用。 出入口梯板：板厚应考虑核幅射量脱减作用，采用200-250厚较合理。6、其他要求： 人防预埋件：人防门的角钢门框、带三毫米厚密闭肋的风管、带密闭肋和抗力片钢性或柔性水套管、带密闭肋和抗力片电套管、带密闭肋通讯套管。其他专业管道：雨污管、空调通风制冷管、自动监控管、煤气管道、无线天线、电缆母线桥架、自动喷淋管等与人防无关管道不得穿人防墙板。二、结构设计在核爆及生化武器袭击下, 地下室如顶板,外墙, 底板, 临空墙，出入口通道, 风口, 水管, 电器设备都受到冲击波及生物，化学毒剂的破坏作用。1、人防等效静载：钢筋混凝土梁板结构允许延性比=3时顶板：六级：考虑上部建筑作用55KN/M2不考虑上部建筑作用60KN/M2。 五级：考虑上部建筑作用100KN/M2不考虑上部建筑作用120KN/M2。底板：六级：考虑上部建筑作用50KN/M2不考虑上部建筑作用50KN/M2。 五级：考虑上部作用95KN/M2不考虑上部作用95KN/M2。 外墙：钢筋砼墙外墙计算高度4米，钢筋砼梁板结构允许延性比=2。 六级：考虑上部建筑作用60KN/M2-不考虑上部建筑作用 55KN/M2 五级：考虑上部建筑作用120KN/M2 不考虑上部建筑作用 100KN/M2。人防门、活门与门框墙： 六级：楼梯间门框墙200KN/M2直通、单向通道门框墙240KN/M2人防门、活门门扇300KN/M2五级：楼梯间门框墙480KN/M2直通、单向通道门框墙550KN/M2人防门、活门门扇600KN/M2。防倒塌梯板： 0.000以下 六级：130 KN/M2 ，五级：320KN/M2。 0.000以上 六级：50KN/M2， 五级：100KN/M2。开敞式防倒塌棚架的水平等效静载： 六级：15 KN/M2 五级：55 KN/M2。临空墙：楼梯间踏步与边墙的夹角大于30度时：六级：130KN/M2 五级：320KN/M2。楼梯间踏步与边墙的夹角小于30度时：六级：160KN/M2 五级：370KN/M2。楼梯间踏步与平台边墙的夹角为0度时： 六级：110KN/M2， 五级：210KN/M2。两块踏步梯板间墙(板与墙夹角为大于30度小于30度)： 六级：130160 KN/M2 五级：320370KN/M2。设备房、非人防区车库、与人防隔墙： 六级：考虑上部建筑作用90 KN/M2-不考虑上部建筑作用 140KN/M2。 五级：考虑上部建筑作用180 KN/M2-不考虑上部建筑作用 320KN/M2。电梯间、管道井、通风井、与人防隔墙： 六级：130 KN/M2 五级：270 KN/M2。临战封堵墙：（大型车道）六级：300 KN/M2， 五级：600 KN/M2。单元与单元间隔墙： 六级：50 KN/M2 ， 五级：100 KN/M2。单元与单元间人防门框墙：六级：100 KN/M2， 五级：200 KN/M2。外墙露出地面部门： 六级：（充许露出地坪）130 KN/M2 ， 五级：顶板不能露出地坪。自行车、 汽车道与人防隔墙：夹角小于30度： 六级： 160 KN/M2， 五级：370 KN/M2。2、强度综合提高系数:一级钢1.5, 二级钢1.35 砼1.53、防密门框墙设计与计算： 门框墙划 分：上档墙, 加强梁, 门框侧墙, 加强柱，门槛进行受力分析：A、直接作用在门框墙上的冲击波超压的等效静荷载可按下式进行计算： Qc = Kd Pc = 2 150 KN/M2 = 300 KN/M2。 Qc - 作用在门框墙上的等效静荷载(KN/M2)。 Kd = 2。0 Pc - 作用在防护门或防护密闭门上的冲击波超压设计压力。B、单扇平板门门扇传给门框墙的等效静荷载： Qia = Kd Ya Pc a =300 Y a a Qib = Kd Yb Pc a =300 Yb a 式中：Qia， Qib为沿门洞短边和长边单位长度作用力的标准值(KN/M)。 Ya ， Yb 分别为沿门洞短边和长边的反力系数。（查表4.5.6-2） Kd - 门框墙的动力系数, 可取2.0。 a - 门扇的短边边长。C、双扇平板门门扇传给门框墙的等效静载： Qia = Kd Ya Pc a KN/M Qib = Kd Yb Pc a KN/M 式中： Qia, Qib分别为沿上下门框和两侧门框单位长度作用力的标准值 Ya， Yb 分别为沿上下门框和两侧门框的反力系数。 (查表4.5.6-3) Kd - 门框墙的动力系数, 可取2.0。 a - 门扇的短边边长。D、FM1320（6）门框墙计算实例： 已知地下室层高3.6米,顶板厚度250,砼C35,门扇搭边100,门槛120 ,上档墙980 ，砼f cm19103KNM2 二级钢 f y310103KNM2 材料综合调整系数砼d1.5 二级钢d1.35 门扇尺寸a b15002200ab150020000.6818 查表5.12.3 b0.424 a0.362 单扇平板门门框反力系数 表5.12.3ab 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0a 0.37 0.37 0.37 0.36 0.36 0.35 0.34b 0.48 0.47 0.44 0.42 0.39 0.36 0.34Qibb q a 0.424 300 1.5 190.8KNMQiaa q a 0.362 300 1.5 162.9KNMMb190.8 0.36712 300 0.32 83.5KN-MMMa18162.92.42 18300(120.980.15)2.42 255.528KN-MMVb190.80.3300280.8KNMCbH0 MbVb1H0 83.5280.810.265 1.122 1 按悬臂梁配筋 左右门框墙配筋: as Mb （ Fcm动 B H02 ） 83.5( 19103 1.510.2652 ) 0.04172 0.0433As Fcm动 B H0 Fy动0.0433191031.510.265 （3101031.35）0.00078142 MM2M 781.42MM2M选墙受力箍筋: 14150 As1026 781.42MM2M上框墙水平梁配筋:asMa (Fcm动 B H02 )255.528 ( 19103 1.50.25 0.5152)0.135 0.1456AsFcm动 B H0 Fy动 0.1456 19103 1.5 0.25 0.515 (3101031.35) 0.001276 M2M 1276 MM2M选上框墙水平梁跨中受力筋: 3 25 As 1473 MM2M 1276 MM2M4、结构选型要求：A、顶板结构：多采用梁板结构，尤其设在室外的五级人防工程以利提高顶板整体抗力。B、柱网结构：地下空间经济柱网跨度为6.6m 7.2m。室外五级人防工程应多采用。六级人防工程多采用（8.4m - 6.6m）（8.4m 7.2）。 一般不采用9.0m及以上跨度柱网。C、采用逆作法的人防工程要处理好墙与板，墙与柱，墙与梁，人防门槛与板的插筋拉结工作。D、钢梁当作人防动载的大梁与次梁时要外包钢筋混凝土。5、构造要求：A、墙、板两层钢筋间要设梅花拉结筋。墙板交接处设置拉结筋。B、门洞四角的内外两侧设二根16斜角筋，其长度不应小于1000mm。门框墙的受力筋不应小于12，间距不宜大于150mm，配筋率不小于0.25%。C、在防护单元内不应设沉降缝、伸缩缝、抗震缝。D、室外出入口与主体结构连接处应设沉降缝。E、顶板、外墙、临空墙、密闭墙除计算受力外还要考虑防早期核幅射厚度。 F、为保证楼板在核袭击下抗震性能，不宜将空心预制板作架空地板。G、砖墙、砼墙不能作六级以上人防工程的受力墙。 三、 暖通通风设计1、通风风量： 五级 六级清洁风量（Q）： 10-15 m3 / h 5-7 m3 / h滤毒风量（Q）： 3-5 m3 / h 2-3 m3 / h通风量计算： L进Q N N-人员隐蔽数量防爆波活门的选用由请洁式通风量、抗力等级确定。2、通风系统：A：清洁通风系统：竖井-活门-活门室-油网除尘器-手动密闭阀门-手动密闭阀门-送风机-室内。B：滤毒通风系统：竖井-活门-活门室-油网除尘器-手动密闭阀门-过滤吸收器-手动密闭阀门-脚踏电动两用风机- 室内。C：隔绝防护通风系统：室内多叶调节阀脚踏电动两用风机室内。D：更换过滤吸收器：室内-密闭门-密闭通道-滤毒室密闭门-堵头-过滤吸收器-手动密闭阀门-脚踏电动两用风机-室内。E：平战结合工程平时通风系统：方案一：竖井-活门-活门室-油网除尘器-手动密闭阀门-手动密闭阀门-送风机-室内。适用于面积小工程如自行车库的平时送风。方案二：竖井-防护密闭门（平时开启）-密闭通道（平时为建筑风道）-密闭门（平时关闭）-手动密闭阀门（平时开启）-送风机-室内。适用于车库、商场大面积送风、排风、排烟。3、排风量的计算：A： 设有空调系统的工程 L排 = 0.8 L进。B：对产生有一定的有害气体的工程： L排 = L进。4、排风系统：A：超压排风系统：六级：室内-自动超压排气阀门-简易洗消间-手动密闭阀门-防毒通道-手动密闭阀门-活门室-活门-竖井- 室外。 五级：室内-手动密闭阀门-第二防毒通道-通风短管-更衣间-自动超压排气阀门-淋浴间-自动超压排气阀门-脱衣间-通风短管-第一防通道-手动密闭阀门-活门室-活门-竖井-室外。 防毒通道, 洗消间的气流组织要求手动密闭阀门、通风短管、自动超压排气阀门在平面空间上、上下左右要对角错开布置使气流不产生涡流区，保证防毒通道, 洗消间空间充分换气。并要求人流与气流走向相反。 防毒通道的换气次数：六级人防30-40次/时, 五级人防40-50次/时。 自动超压排气活门的确定： H = ( L滤-L漏 ) / L活：六级超压值：5mm H2O， L漏 = 4% V。 五级超压值：10mm H2O，L漏 = 7% V。YF-DN200：L活 = 300（规范）340（教材） 立方米/时，V = 人员隐蔽空间容积。 测压管的设置： 设测压装置的目的是为了在过滤式通风时，测定室内的风压超压值及检验工事的气密性。附建式人防工程的测压探头，设在0.000M以上的墙上。掘开式人防工程则设在防密门外通道顶板内，其另一端设在排风机房或三防值班室内方便于观察和控制的位置。 B：清洁排风系统：六级：清洁排风：室内-排风机-手动密闭阀门-手动密阀门-活门室-活门-竖井- 室外。当排风风管不穿过简易洗消间时，手动密闭阀门仅装一只。五级：清洁排风：室内-排风机-手动密闭阀门-手动密闭阀门-活门室-活门-竖井- 室外。当排风风管不穿过洗消间时，手动密闭阀门仅装一只。C：排风房间的换气次数：（排风量按下列房间换气次数分配） 房间名称 每小时换气次数 盥洗室, 浴室 35 贮水池, 水泵间 23 污水池, 污水泵间 810 厕所 1015 封闭式蓄电池室 23 物资库 12 车库及工程机械库 610 餐厅 68 冷饮, 咖啡厅 46 吸烟室 1020D：平战结合工程排风排烟系统：方案一：室内-排风机-手动密闭阀门-手动密闭阀门-活门室-活门-竖井- 室外。当风管不穿过洗消间时手动密闭阀门仅装一只。与人防排风管路相同。方案二 ：室内-排风机-手动密闭阀门-密闭通道（平时人防门开启为建筑风道）-防护密闭门-竖井-室外。平时排风排烟时，人防空间换气次数为六次。方案三：室内-排风机砖墙-建筑风道一框两门（一扇防密门一扇密闭门）-室外。5、人防工程内部空间的隔绝防护时间, 应按下式进行校核:A、 T = 10 V ( C - C0 ) / N C1 式中：T- 隔绝防护时间（h） 。 V- 人防地下室内密闭区空间容积(立方米) C - 隔绝防护时二氧化碳含量(%), 应按表5.1.10.采用。 C1- 每人每小时呼出的二氧化碳量( 1/h ), 对掩蔽人员宜取20, 工作人员宜取20-25。 C0- 隔绝防护前清洁式通风时二氧化碳含量(%),可按表5.1.11采用。 N- 防护时人防工程内总人数。B、防化级别, 隔绝防护时间和二氧化碳含量 表5.1.10工程类别 防化级别 隔绝防护时间(h) 二氧化碳含量(%)医院, 救护站工程 甲 6 1.5其它防空专业队, 乙 6 2.0一等人员掩蔽工程 乙 6 2.0二等人员掩蔽工程 丙 3 2.5C、在设计中可以按每人占有一立方米的空间体积、能维持隔绝防护一小时来估算工事的隔绝防护时间。6、通风设计其他要求：A、进风口与排风口的水平距离应大于五米, 高差三米，一般设在地下室两端出口处。 B、进风口部清洁管路、滤毒管路风速46米/秒, 风管采用钢管, 壁厚三毫米。风管与风管相互焊接。设备与风管间垫圈采用五毫米厚宽扁橡胶。排风口部亦同。风机与风管应采取帆布连接，风管上按装消声器，底座上按装减振器、风机房墙上装饰多孔铝板隔音材料。门口按装隔音门。风机房至室内采用白铁皮风管。 C、设备预埋件：（必须带止水环）手动密闭阀门：D40J-0.5 预 埋 管 直 径 （毫米） 风量M3H 公称直径 DN 150 200 300 400 500 600 800 1000 实际内径 DN 166 215 315 441 560 666 870 1090风速6MS时风量 380 678 1526 2713 4239 6104 10852 16956风速8MS时风量 508 904 2034 3617 5652 8139 14469 22608 自动超压排气活门：YF-dN200 预 埋 管 直 径 （毫米） 风 量 公称直径 DN 150 200 实际内径 DN 192 242 风速6MS时风量 625 994 M3H 风速8MS时风量 834 1325 M3H防爆超压排气活门：（六级） FCS-250 250 M3H（五级） FCS-250A 250 M3H风速6MS时风量 1060 M3H风速8MS时风量 1414 M3H四、给排水设计：战时人员用量(L/d)： 饮用水3-6L/d, 生活用水4L/d, 贮存7天数，包括口部洗消约每人按0.1立方米容量估算。每800平方米建筑面积按650人估算。1、生活水池、消防水池平战结合，靠人防区设置，其预埋管采用两侧带法兰套管，以便临战转换。检修孔设在人防一侧。不具备条件则设置钢板水箱。2、干厕, 值班室靠排风口部布置。3、进排风口部染毒区：防密门外通道、密闭通道、 防毒通道、竖井、活门室或扩散室、滤毒室、简易洗消间、洗消间 。这些空间战时充满放射性沾染、生物、化学毒剂应设置防爆地漏，以便战后冲洗地面清理放射性污染物和毒剂。4、进排风口部密闭通道、防毒通道设冲洗阀与洗消污水池, 用手摇泵提升排出工事外。冲洗阀由水池供水，水池的出水口设置冲洗阀,增加扬程。其水管可用DN50钢管埋入结构板中将水引至密闭通道, 防毒通道，其服务半径25M。简易洗消间或洗消间内设洗脸盆、水龙头、喷淋龙头、污染物密