2018-08-30 08:37:35
天津滨海某住宅小区人防通风设计
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1 前言
目前，我国城市正处于一个较快的发展阶段。随着城市人口急剧增加，城市不断扩容，各个城市的高层建筑大量涌现。结合民用建筑修建防空地下室对于节约城市建设用地、开发城市地下空间、保障人民生命财产安全都具有十分重要的意义，因此，人防设计是大多数高层建筑设计中必须考虑的问题。因此，国家相关部门对防空地下室设计提出了“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，并制定了相关的人防设计规范。人防通风设计关乎到战时隐蔽人员的安全，在人防地下室工程设计中具有非常重要的地位。本文将结合天津滨海旅游区项目碧桂园小区人防工程通风设计，详细阐述设计的思路与方法，为同行提供参考。
2 人防通风方式
一般情况下，人防通风方式包括清洁通风、滤毒通风和隔绝通风。清洁通风是战时外界空气尚未被染毒情况下采用的通风方式，进入工事内部的的空气不需要做特殊的处理，只需要经过滤尘器滤尘，空气质量与正常情况下相同。滤毒通风是在遭受核武器、生化武器袭击后，人防工程外部空气经消波装置消波、粗效过滤器过滤和过滤吸收器处理后，通过送风机送入地下室内部的通风方式，外界空气在经过过滤、吸附后达到不伤害人员的质量水平。隔绝通风是在遭受核武器、生化武器袭击后，毒剂种类不明或现有的过滤吸收器无法处理的情况下，人防地下室与外界隔绝，停止进风与排风，通过送风系统循环室内空气的通风方式，空气仅在地下室内部循环，设计中要保证一定的隔绝防护时间，室内CO2含量应保持在规范要求范围内。
3 工程实例
3.1 工程概况
本工程为天津滨海旅游区项目碧桂园小区地下车库工程，平时为地下汽车停车库和设备用房，战时为甲类核5、常5级二等人员掩蔽部/甲类核6、常6级二等人员掩蔽部。地下一层，层高分别为3.8m(核5级)和3.7m(核6级)。人防建筑面积分别为21000m2和17440m2。地下人防包括十个防护单元和三个移动电站。整个工程的防护单元分区见图1。
图1 防护单元分区示意图
3.2 工程人防通风系统原理
进风系统：清洁式进风为在未遭受敌人原子、化学和细菌武器袭击时,室外空气经防爆活门进出扩散室后,由油网滤尘器滤尘后通过风机进入地下室内部；滤毒式进风为在遭受敌人原子、化学和细菌武器袭击时,室外空气经防爆活门进出扩散室后,由油网滤尘器滤尘后,再经过过滤吸收器滤毒,变为清洁空气,通过风机进入地下室内部。
排风系统：清洁式排风为室内污浊空气经排风机进入扩散室,由防爆活门排至室外；虑毒式排风为室内污浊空气经超压排气活门进入简易洗消间、防毒通道后,再经手动密闭阀及防爆活门排至室外。
隔绝通风：关闭所有进、排风口部与外连通的手动密闭阀,打开插板阀4，启动进风机房风机使地下室内部空气产生内循环。通风系统原理见图2及图3，系统控制方式见表1。
图2 人防进风系统原理图 图3 人防排风系统原理图
表1 系统操作顺序表
3.3 计算分析
由于本工程防护单元分区较多，各分区的计算是类似的，因此只代表性的选取第5防护单元进行计算分析。第5防护单元为甲类核6、常6级，二等人员掩蔽部，掩蔽人数1195，清洁区容积6712m3。
3.3.1 通风量计算
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.2条，二等人员掩蔽所室内人员战时新风量为：清洁通风量≥5m3/(p.h)，滤毒通风量≥2m3/(p.h)。第五防护单元清洁通风量按5.2m3/(p. h)计算，为1195×5.2=6214(m3/h)；滤毒通风量按2.2m3/(p.h)计算，为1195×2.2=2629(m3/h)。
3.3.2 隔绝防护时间
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.4条，二等人员掩蔽所战时隔绝防护时间≥3h，二氧化碳容许体积浓度≤2.5%。隔绝防护时间校核公式为：t=1000V(C-Co)/（n·C1），其中：t - 隔绝防护时间（h）；V - 防空地下室清洁区内的容积(m3)；C - 防空地下室室内二氧化碳容许体积浓度（%）；Co - 隔绝防护前防空地下室室内二氧化碳初始浓度（%）；n - 室内的掩蔽人数(P)；C1 - 清洁区内每人每小时呼出的二氧化碳量(L/(p. h))，掩蔽人员宜取20。第五防护单元隔绝防护时间为：1000×6712×（2.5%-0.45%）/（1195×20）=7.2h>3h，满足规范要求。
3.3.3 最小防毒通道换气次数
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.6条,滤毒通风时二等人员掩蔽所最小防毒通道换气次数≥40次/h。防毒通道换气次数校核公式为：KH=(LH-Lf)/VF，其中LH –室内保持正压所需新风量(m3/h)；VF –战时主要出入口最小防毒通道有效容积(m3)；Lf –室内保持超压时的漏风量，规范规定Lf =V×4% (m3/h)，V - 清洁区有效容积(m3)。第五防护单元防毒通道换气次数为：（2800-0.04×6712）/30=84.3>40(次/h)，符合规范要求。
3.3.4 超压排气活门数量
根据FK01-02《防空地下室通风设计》所提供的计算方法，采用公式n=(Lv- Lf)/Q，其中Lv –滤毒通风量(m3/h)；Lf –室内保持超压时的漏风量，规范规定Lf =V×4% (m3/h)，V - 清洁区有效容积(m3)；Q – 自动排气活门排风量，单只PS-D250排风量为800 m3/h。第五防护单元超压排气活门数量为：（2800-0.04×6712）/800=3.2，所以选用四只PS-D250。
3.3.5 通风系统布置
按照本工程人防通风系统原理，根据计算结果，对第五防护单元进行进风系统及排风系统布置。第五防护单元进、排风口部通风平面图见图4及图5。
图4 第五防护单元进风口部通风平面图 图5 第五防护单元排风口部通风平面图
3.4 平战转换
战时使用的防护通风设备及管道平时可暂不安装,但应完善设计,做好预留和快速安装的措施。人防部门提出要求时可安装，应根据施工设计图纸将有关的预埋件等一次安装就位,并采取防锈等保护措施。考虑到本工程的实际情况及复杂性，工程人防地下室平时和战时采用了分设通风系统，其通风量分别按平时和战时工况进行计算。
4 结语
通过天津滨海旅游区项目碧桂园小区地下车库工程人防通风系统设计，对设计中的通风系统选择、计算参数的选取等内容进行了详细的阐述。以上是笔者在高层建筑地下车库工程人防通风设计实例的体会和方法，在实际的工程设计中，因建筑特点各异，人防通风设计也是较为复杂的，文章中所阐述的还有很多不足之处，希望能与各位同行共同探讨和交流。
目前，我国城市正处于一个较快的发展阶段。随着城市人口急剧增加，城市不断扩容，各个城市的高层建筑大量涌现。结合民用建筑修建防空地下室对于节约城市建设用地、开发城市地下空间、保障人民生命财产安全都具有十分重要的意义，因此，人防设计是大多数高层建筑设计中必须考虑的问题。因此，国家相关部门对防空地下室设计提出了“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，并制定了相关的人防设计规范。人防通风设计关乎到战时隐蔽人员的安全，在人防地下室工程设计中具有非常重要的地位。本文将结合天津滨海旅游区项目碧桂园小区人防工程通风设计，详细阐述设计的思路与方法，为同行提供参考。
2 人防通风方式
一般情况下，人防通风方式包括清洁通风、滤毒通风和隔绝通风。清洁通风是战时外界空气尚未被染毒情况下采用的通风方式，进入工事内部的的空气不需要做特殊的处理，只需要经过滤尘器滤尘，空气质量与正常情况下相同。滤毒通风是在遭受核武器、生化武器袭击后，人防工程外部空气经消波装置消波、粗效过滤器过滤和过滤吸收器处理后，通过送风机送入地下室内部的通风方式，外界空气在经过过滤、吸附后达到不伤害人员的质量水平。隔绝通风是在遭受核武器、生化武器袭击后，毒剂种类不明或现有的过滤吸收器无法处理的情况下，人防地下室与外界隔绝，停止进风与排风，通过送风系统循环室内空气的通风方式，空气仅在地下室内部循环，设计中要保证一定的隔绝防护时间，室内CO2含量应保持在规范要求范围内。
3 工程实例
3.1 工程概况
本工程为天津滨海旅游区项目碧桂园小区地下车库工程，平时为地下汽车停车库和设备用房，战时为甲类核5、常5级二等人员掩蔽部/甲类核6、常6级二等人员掩蔽部。地下一层，层高分别为3.8m(核5级)和3.7m(核6级)。人防建筑面积分别为21000m2和17440m2。地下人防包括十个防护单元和三个移动电站。整个工程的防护单元分区见图1。
图1 防护单元分区示意图
3.2 工程人防通风系统原理
进风系统：清洁式进风为在未遭受敌人原子、化学和细菌武器袭击时,室外空气经防爆活门进出扩散室后,由油网滤尘器滤尘后通过风机进入地下室内部；滤毒式进风为在遭受敌人原子、化学和细菌武器袭击时,室外空气经防爆活门进出扩散室后,由油网滤尘器滤尘后,再经过过滤吸收器滤毒,变为清洁空气,通过风机进入地下室内部。
排风系统：清洁式排风为室内污浊空气经排风机进入扩散室,由防爆活门排至室外；虑毒式排风为室内污浊空气经超压排气活门进入简易洗消间、防毒通道后,再经手动密闭阀及防爆活门排至室外。
隔绝通风：关闭所有进、排风口部与外连通的手动密闭阀,打开插板阀4，启动进风机房风机使地下室内部空气产生内循环。通风系统原理见图2及图3，系统控制方式见表1。
图2 人防进风系统原理图 图3 人防排风系统原理图
表1 系统操作顺序表
| 通风方式 | 进风口部 | 排风口部 | 排风口部 | |||||||
| 阀门 | 风机 | 阀门 | 风机 | 备注 | ||||||
| 开 | 闭 | 开 | 关 | 开 | 闭 | 开 | 关 | |||
| 平时通风 | — | — | — | — | — | — | — | — | 平时通风为机械进排风（走其他竖井，战时封堵） | |
| 战 时 通 风 |
清洁式通风 | 3a、3b | 3c、3d、4 | 5a | 5b | 3a、3c | 3b | PF | ||
| 虑毒式通风 | 3c、3d | 3a、3b、4 | 5b | 5a | 3b、3c | 3a | — | PF | ||
| 隔绝式通风 | 4 | 3a、3b、3c、3d | 5a、5b | — | — | 3a、3b、3c | — | PF | ||
由于本工程防护单元分区较多，各分区的计算是类似的，因此只代表性的选取第5防护单元进行计算分析。第5防护单元为甲类核6、常6级，二等人员掩蔽部，掩蔽人数1195，清洁区容积6712m3。
3.3.1 通风量计算
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.2条，二等人员掩蔽所室内人员战时新风量为：清洁通风量≥5m3/(p.h)，滤毒通风量≥2m3/(p.h)。第五防护单元清洁通风量按5.2m3/(p. h)计算，为1195×5.2=6214(m3/h)；滤毒通风量按2.2m3/(p.h)计算，为1195×2.2=2629(m3/h)。
3.3.2 隔绝防护时间
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.4条，二等人员掩蔽所战时隔绝防护时间≥3h，二氧化碳容许体积浓度≤2.5%。隔绝防护时间校核公式为：t=1000V(C-Co)/（n·C1），其中：t - 隔绝防护时间（h）；V - 防空地下室清洁区内的容积(m3)；C - 防空地下室室内二氧化碳容许体积浓度（%）；Co - 隔绝防护前防空地下室室内二氧化碳初始浓度（%）；n - 室内的掩蔽人数(P)；C1 - 清洁区内每人每小时呼出的二氧化碳量(L/(p. h))，掩蔽人员宜取20。第五防护单元隔绝防护时间为：1000×6712×（2.5%-0.45%）/（1195×20）=7.2h>3h，满足规范要求。
3.3.3 最小防毒通道换气次数
根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)中5.2.6条,滤毒通风时二等人员掩蔽所最小防毒通道换气次数≥40次/h。防毒通道换气次数校核公式为：KH=(LH-Lf)/VF，其中LH –室内保持正压所需新风量(m3/h)；VF –战时主要出入口最小防毒通道有效容积(m3)；Lf –室内保持超压时的漏风量，规范规定Lf =V×4% (m3/h)，V - 清洁区有效容积(m3)。第五防护单元防毒通道换气次数为：（2800-0.04×6712）/30=84.3>40(次/h)，符合规范要求。
3.3.4 超压排气活门数量
根据FK01-02《防空地下室通风设计》所提供的计算方法，采用公式n=(Lv- Lf)/Q，其中Lv –滤毒通风量(m3/h)；Lf –室内保持超压时的漏风量，规范规定Lf =V×4% (m3/h)，V - 清洁区有效容积(m3)；Q – 自动排气活门排风量，单只PS-D250排风量为800 m3/h。第五防护单元超压排气活门数量为：（2800-0.04×6712）/800=3.2，所以选用四只PS-D250。
3.3.5 通风系统布置
按照本工程人防通风系统原理，根据计算结果，对第五防护单元进行进风系统及排风系统布置。第五防护单元进、排风口部通风平面图见图4及图5。
图4 第五防护单元进风口部通风平面图 图5 第五防护单元排风口部通风平面图3.4 平战转换
战时使用的防护通风设备及管道平时可暂不安装,但应完善设计,做好预留和快速安装的措施。人防部门提出要求时可安装，应根据施工设计图纸将有关的预埋件等一次安装就位,并采取防锈等保护措施。考虑到本工程的实际情况及复杂性，工程人防地下室平时和战时采用了分设通风系统，其通风量分别按平时和战时工况进行计算。
4 结语
通过天津滨海旅游区项目碧桂园小区地下车库工程人防通风系统设计，对设计中的通风系统选择、计算参数的选取等内容进行了详细的阐述。以上是笔者在高层建筑地下车库工程人防通风设计实例的体会和方法，在实际的工程设计中，因建筑特点各异，人防通风设计也是较为复杂的，文章中所阐述的还有很多不足之处，希望能与各位同行共同探讨和交流。
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