1、大型平战转换地下人防汽车库建筑设计浅析摘要： 本文主要从建筑设计的角度，结合工程实例，对以平战结合为主的住宅小区内大型人防地下汽车库如何设计进行有益的思考，探索与阐述。 关键词：建筑设计；大型人防汽车库；平战转换；消防疏散； 中图分类号： TU2 文献标识码： A 近几年，随着我国经济持续的高速发展，城市化建设进程的日益加速。一方面，一些大中型城市商品房、安置房和公租房规划住宅小区项目的规模和容积率不断攀升。另一方面，城市居民私家车拥有量与日俱增。如何解决汽车停放与城市用地日益紧张的矛盾，成为建筑师，开发商和规划管理部门共同关注的一个焦点。随着各地城市规划管理条例对住宅小区停车配比要求的相应提
2、高，由于地面停车数量有限，地下停车库的设计规模已呈现越来越大的趋势，动则停放上千辆的几万平方米的大型地下汽车库已很常见。 与此同时，我国人防工程的批建量也在大量增加。十层（含）以上的高层建筑，基础埋深大于 3m 均需要修建满堂红人防地下室。而十层以下的民用建筑，基础埋深小于 3m 的按地上总建筑面积的一定比例(约 4%)配建。如此大规模的的民防工程建设，如何采用更为经济合理的手段进行设计减少工程造价，是建筑师必须解决的问题。由此，将地下汽车库与人防工程相结合，即平时作为汽车库，战时作为人员掩蔽所或物资库，设计为平战转换的地下人防汽车库应运而生。 地下汽车库设计应在规划方案阶段统筹考虑 每个地块
3、由于外在因素的制约和内在诉求的不同，都具有自身独特性，使得每个小区的规划设计方案最终呈现出不同的风貌。而地下汽车库的设计和小区总体规划布局密不可分，两者关系相辅相成并又相互制约。 首先，小区的功能布局，空间构成，交通流线，场地竖向条件，周边道路等因素对地下车库的设计起着引导和制约作用。规划设计本身具有整体统筹，多种协调，和前瞻性的特点。从设计之初，就应综合考虑和解决好地下停车的总体方案。例如： (1)地下车库规模的合理设定：普通车库可结合地下汽车库的防火分区面积在设置自动灭火系统时可达到四千平米的规定设置。人员掩蔽所和物资库可结合防火分区和防护单元面积设定。 (2)人防地下室（包含人员掩蔽所和
4、物资库和柴油电站）和普通车库在场地内的总体布局安排：人员掩蔽工程应布置在人员居住、工作的适中位置，其服务半径不宜大于 200m。 (3)汽车坡道出入口的数量和设置：停车面积大于 500 辆的类特大型汽车库需设置至少三个双车道。 其次，地下车库的设计也对地面建筑的规划布局有所制约。例如： (1)需要设置足够面积的集中开阔的绿地：由规划停车指标可计算出地下需停车泊位数量,再按每辆停车面积 3035 平米就可推算出车库总面积。总平面规划布局中必须设置足够面积的集中开阔的绿地方能安置对等规模的地下车库。 (2)需要设置足够的汽车坡道出入口数量：当停车数量达到千辆级别时，在规范至少需要三个双车道的要求上
5、适当增加坡道为宜，并结合小区对外出入口附近设置，便于疏通。 (3)需要设置足够的地面建筑间距：地下车库常采用停车效率最大化的“中间车道两侧停车”的模数化柱网设计，车库与地面建筑主体采用脱开还是合体设计，则关系到结构和施工需要留出的间距，这几方面结合地面日照要求能推算出地面建筑南北之间的最小合理间距，东西山墙间距也同理可得。 在规划设计方案阶段，结合地下车库统筹考虑，可以合理控制车库规模，进行合理布局，从而降低车库的土建成本造价。 人防车库内部功能的合理布局 当地下汽车库与人防工程相结合，平时作为汽车库，战时作为人员掩蔽所或物资库。地下车库内实际包含了三种性质的功能，即普通汽车库，人员掩蔽所，物
6、资库，还有与之密切相关的柴油电站。设计必须整体把握好四者之间的总体布局关系，主要应考虑以下几点影响因素。 对于人员掩蔽所，应布置在人员居住、工作的适中位置，其服务半径不宜大于 200m。 对于物资库要方便物资运输，常与汽车坡道结合设置。对于柴油电站，分为固定电站和移动电站，数量由用电负荷和发电机组容量综合确定。宜独立设置并与主体连通，宜靠近负荷中心。所以常结合汽车坡道设置，同时方便发电机组的运输。通常用电负荷采用由高到低的输电方式，输电半径不超过 160 米。 综合以上几点因素进行综合考虑，才能把握好几大功能之间的相互关系和合理布局。 平面柱网和层高设计的经济性 车辆在汽车库内的停放方式一般可
7、分为三种基本方式：顺向式，斜向式，垂直式。一般汽车库以垂直式停车为主，可以取得停车效率最大化。居住内的汽车库主要服务于小区内居民，在平面及空间设计中均以小型车为主。结合人防防护要求，选择适当的停车柱网尺寸，可直接关系到停车效率和造价的经济合理性。 通常情况下，对于普通车库停车柱网尺寸的合理化建议是，采用7.88.0 米的柱网开间，5 米的进深，可以停放三辆小型车。对于人防车库停车柱网的尺寸合理化建议是：可采用 5.4 米的柱网开间,5 米的进深，可以停放两辆小型车。 地下车库结合屋面种植绿化要求，一般覆土深度要求为 1.5 米。人防车库采用小柱网，可以减低梁高，降低层高。最小在 3.5 米的车
8、库层高下，在扣除结构梁高、设备风管、电缆桥架和消防喷淋管道高度后，依然能保证设备管道下净高不小于 2 米。即满足了停车效率和结构设计合理性，又获得了最大的土建造价经济性。 地下车库人员消防安全疏散 地下汽车库人员消防安全疏散是设计的重中之重。由于是平战转换的人防汽车库，所以既要满足平时汽车库的人员消防安全疏散的设计要求，又要满足战时作为人员掩蔽所或物资库的口部设计要求。 规范规定，地下汽车库耐火等级为一级，在设置自动灭火系统时，防火分区面积可以达到四千平米。作为平时使用的汽车库，每个防火分区的人员安全出口不得少于两个，且至少有一个直通室外地面的安全出口。汽车坡道则不能作为人员安全疏散出口。此时
9、的常规设计是在每个防火分区内设置一部直通室外地面的独立的楼梯间作为第一安全出口，另外一个安全出口则可以和相邻防火分区共用一部出地面的楼梯间（也可以设计为剪刀梯） 。作为直通室外地面的安全出口除了楼梯也可以有其它形式，例如可与相邻住宅地下室的自行车坡道直接相连直通室外地面。作为战时使用的人员掩蔽所，需要结合防火分区，按不超过两千平米划分防护单元。则一个四千平米以内的防火分区刚好可以划分成两个两千平米以内的防护单元。 “每个防护单元不应少于两个出入口（不包括竖井式出入口、防护单元之间的连通口） ，且其中至少有一个室外出入口（竖井式除外） 。 ”GB50038-2005 第 3.3.1.1 条。 除
10、了对疏散出口数量的要求，规范还规定了对疏散出口总宽度的要求。如 GB50038-2005 第 3.3.8 条规定“出入口门洞的净宽之和，应按掩蔽人数每 100 人不小于 0.3m 计算确定，每樘门通过人数不应超过 700 人，出入口通道和楼梯的净宽不应小于该门洞宽度。 ”例如：一个两千平米的防护单元最多可以掩蔽的人数大致在 1500 人左右，合理的掩蔽率（掩蔽人数与防护单元面积比值）应在 70%75%左右。则总疏散宽度为 4.5 米。通常情况下，战时人员掩蔽所每个防护单元会设计为不少于三个口部。例如：主要出入口(第一口部)可结合汽车坡道，或直通室外地面的楼梯间，设置成带简易洗消的防毒通道。次要
11、出入口(第二、三口部)只需要设置密闭通道，可以和直接通往地面的楼梯间相连，也可以和具有直接通向室外地面安全出口条件的相邻地下室相连。 通常，防护单元内的楼梯间会尽量结合剪刀梯进行设计，可以减少通往地面的楼梯间数量节省造价，降低对地面绿化景观环境的影响，同时，防护单元内的次要出入口(第二，三口部）都可以设计为与相邻住宅地下自行车库通道相连，同样也是减少了出地面的楼梯间数量，更是方便了小区居民停车入库后能快捷顺畅的进入到住宅地下室的电梯厅内。对于战时使用的物资库，防护单元的面积和平时汽车库防火分区面积相同，都是不超过四千平米。且战时使用的物资库不牵涉到人员的安全疏散问题，只需主要出入口按物资进出口
12、设计， “建筑面积不大于 2000平米的物资库的物资进出口门洞净宽不应小于 1.5m，建筑面积大于 2000平米的物资库的物资进出口门洞净宽不应小于 2m。 ”GB50038-2005 第3.3.5.2 条。所以通常情况下物资库的主要出入口常结合汽车坡道设计。 在设置楼梯间或口部设计时，除了满足以上要求，同样需要满足疏散距离的要求，即车库内最远点到安全疏散口的距离当设有自动喷淋灭火系统时，其距离不应超过 60m。地下车库的室内疏散楼梯应为封闭楼梯间，门为乙级防火门。 相关配套设备用房的设置 (1)柴油电站的设置: 如前所述，柴油电站分为固定电站和移动电站，数量由用电负荷和发电机组容量综合确定。
13、宜独立设置并与主体连通，宜靠近负荷中心。所以常结合汽车坡道设置，同时方便发电机组的运输。通常用电负荷采用由高到低的输电方式，输电半径不超过 160 米。通常情况下，一个120KW 发电机组的移动电站可以提供 1 万平米的人员掩蔽所或 1.5 万平米物资库的用电负荷。移动电站内应有独立的进风、排风、排烟系统和扩散室。 (2)配电间 配电间的设置通常由电气专业确定，位置宜靠近负荷中心设置，每个防护单元内宜设置一个配电间，也可以与防化通信值班室合并设置。电缆进线应设置防爆波电缆井。 (3)专用配电室（用户变） 人防地下室采用专用配电室供电，一般按照当地供电管理部门要求，可以在地上或地下设置。若结合人
14、防地下室设置，需设置在防护单元外。专用配电室的净高在 4.55m 左右，需考虑配电机组的运输方便。 (4)消防水池及泵房，生活泵房 消防水池及泵房一般设置在非防护区，需要邻近直通室外地面的安全出口。消防水池可不计入防火分区面积。生活泵房按照地方规定，可在地上或地下设置。 (5)通信机房和有线电视机房 面积一般在 20 平米以内，宜设置在非防护区。 (6)进风和排烟机房 防空地下室的通风设计，平时宜结合防火分区设置系统，战时应按防护单元设置独立的系统。 对于平时普通汽车库，汽车坡道和采光井可以作为进风口，否则每个防火分区内需设置一个送风机房，每个防烟分区(按不超过两千平面划分)内需设置一个排烟机
15、房。送风机房和排烟机房的设置应分设在不同方向，并兼顾风管最长能够到达的距离。 对于战时人员掩蔽所，应设置清洁通风，滤毒通风和隔绝通风。对于战时物资库，应设置清洁通风和隔绝通风，可不设置滤毒通风。 (7)防化通信值班室和防化器材室 人员掩蔽所每个防护单元内，应在清洁区的进风口附近设置防化通信值班室。二等人员掩蔽所的防化通信值班室的建筑面积约 810 平米。 防化级别为丙级的人防地下室，还需要在靠近战时主要出入口的工程主体内设置防化器材储藏室，并开设防火门。作为人员掩蔽所和物资库工程，面积不小于 8 平米。 工程实例： 镇江某高层住宅安置小区用地面积约 13 公顷，地上总建筑面积约 27万平米，容
16、积率 2.0，居住户数约 2712 户。需建人防地下室要求按高层基底满堂红及多层建筑面积的 4%。最终设计完成的地下汽车库总面积约5.4 万平方米，按平战转换设计。其中甲类常 6 核 6 二等人员掩蔽所为15300 平米，甲类常 6 核 6 物资库 19300 平方米。普通车库约 19300 平方米。地下车库停车泊位共 1677 辆。 此地块形态较为方正，北向为城市主干道，南向和东向均为城市次干道，西向邻近铁路干线。地块内高层住宅按南北向分布共五排。最北边为 27 层，南侧均为 17 层，西侧为 24 层。地块南北向距离约 400 米，地势上有 2 米高差。 在规划设计方案阶段便结合地下车库进
17、行设计。南北和东西向楼宇之间的间距除了满足日照要求，均为地下车库的柱网的模数化设计留足空间。由于总停车数已达到 1677 多辆，车库总共对外均匀设置了 4 个不同方向的双车道。其中两个结合小区对外出入口附近设置。汽车坡道的设置，除了考虑与小区道路衔接处留有 7.5 米以上的缓冲带，出入口两侧无视线遮挡以外。更留足了与住宅南向楼宇之间的距离，并对地下车库的停车效率不造成干扰。 整个车库共分为十四个防火分区，其中人员掩蔽所为四个，物资库和普通车库各五个。共需设置 120KW 发电机组的移动电站三处。在总体功能布局上，为了兼顾人员掩蔽所的 200 米服务半径，在地块上中下分设了三处人员掩蔽所，并且结
18、合汽车坡道和移动电站一起设置，物资库的防火分区和余下的一处坡道结合设置。其余空间则设置普通车库。如此设置也满足了用电负荷由高到低的输电方式，并且保证了输电距离的要求。 在战时防护单元的设计中，在满足规范和使用要求的前提下，尽量利用剪刀梯和相邻住宅地下自行车库通道作为次要出入口，减少了出地面的楼梯间。所有出地面的楼梯间和风井均设置在绿地中，避开小区道路和主要广场，不占用消防登高面和回车场地，并且和相邻建筑留足防火间距。 由于南北地势之间存在 2 米的高差，车库又是穿插在南北五排住宅之间的绿地中，自然形成了四组较为独立的单元。每个单元的竖向标高采用每 50 公分的梯度降低，单元之间通过汽车通道相连
19、，在汽车通道内解决梯度高差。 在处理类似这样场地竖向标高系统较为复杂高差变化较大的地块中，设计车库的竖向标高需和场地标高相结合，尽量采取将复杂问题简单化，车库顶板的覆土深度既要满足种植要求，也要满足市政管线的埋置深度要求，但又不能过深，会加大结构设计荷载。局部可以采用结构降板或者抬板处理。 结语： 作为平战转换的大型地下人防汽车库工程，作为住宅小区的一个重要组成部分，又同时 具有人防设计的专业性，应在规划设计方案之初就予以重视，控制合理的规模，解决好平面功能布局，汽车出入口坡道数量和位置。在进行单体设计时，应兼顾地下与地上的对应关系，采用合理的柱网，层高，在满足规范和使用要求的前提下，提高车库利用率，减低工程造价。
