上海结建民防建筑设计有限公司 上海 200333
摘要：人防工程是战时有效保护城市居民的重要设施，同时对开发利用城市地下空间，促进城市建设和经济发展，增强城市的综合防护能力都具有重要作用。在当今信息量爆棚的大数据时代，人防工程的口部设计再也不能停留在传统的设计模式上，口部的标准化设计的研究可谓是时代的产物，这项研究必定会给人防工程的建设带来一定的贡献。
关键词：人防工程口部；标准化设计
一、前言
人防工程是指为保障人民防空指挥、通信、掩蔽等而建造的防护建筑。人防工程的设计主要包含以下几个方面：主体设计、口部设计、防火设计及平战转换设计。其中口部设计是最重要也是对专业技术要求最高的一部分，它包含战时进风口（次要出入口）、排风口（主要出入口）、备用出入口及连通口等设计。而这些口部类型中战时进风口又是属于最不好处理的口部，具体难点有以下几个方面：
战时进风口部包含的房间类型较多，有扩散室、除尘前室、除尘室、滤毒室、战时进风机房、密闭通道、防化通信值班室。房间之间的关联是根据战时人员通行和战时通风的流程来组合，房间的前后顺序不能颠倒，稍有错误，口部便不成立需重新设计。
口部的人防门和通道宽度需要综合考虑战时人员疏散通行和平时消防疏散的指标要求。
口部平面的形状及大小受到平时功能的约束，譬如地库的轴网和上部的剪力墙结构。
口部的墙体厚度特别是临空墙、防护密闭墙等，受战时荷载控制。
扩散室、滤毒室、战时进风机房等口部房间的形状和大小受到暖通专业的制约，暖通专业需要根据工事掩蔽的人数计算通风量后选择战时设备并布置。
由于以上诸多难点，传统设计方法是在人防工程的方案设计阶段，各专业间反复互提资，直至把这些问题都解决后，才能进入后续的初步设计和施工图设计。
在科技发展日新月异的今天，标准化日益在各行各业发挥着重要的作用。采用标准化设计，不仅可以减少重复劳动，加快设计速度，提高劳动生产率，而且可以提高设计质量，因此对人防口部设计进行标准化研究非常有必要。本文以战时进风口部中的扩散室为例，对口部的标准化设计进行分析阐述。
二、设计技术要求
2.1 扩散室
扩散室是人防工程通风口消波系统的重要组成部分，和防爆波活门一起以相对固定的组合方式来满足工程既能不间断通风、又能防冲击波的要求。它是通过扩散作用削弱冲击波压力，使不超过对应设备的允许余压来实现防护，其效果主要跟防爆波活门类型、通风量、扩散室形状尺寸、所接风管位置等有极大的关联。
2.2防爆波活门
防爆波活门分为悬板式防爆波活门（简称悬板活门）、胶管式防爆波活门和防爆超压排气活门。鉴于目前人防工程中主要选用悬板式防爆波活门，极少采用胶管式防爆波活门，本文仅研究悬板活门。悬板活门参考的标准图集有2本，《防空地下室建筑设计》（FJ01~03）和《人民防空工程防护设备选用图集》（RFJ01—2008），其中《人民防空工程防护设备选用图集》（RFJ01—2008）主要适用于单建式人防工程，不在本文研究范围。《防空地下室建筑设计》（FJ01~03）图集中悬板活门的类型如下表：
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2.3扩散室的内部空间尺寸的规范规定
扩散室内横截面净面积不宜小于9倍悬板活门的通风面积；当有困难时，横截面净面积不得小于7倍悬板活门的通风面积。
扩散室室内净宽与净高比（bs / hs）不宜小于0.4，且不宜大于2.5。
扩散室室内净长ls宜满足下式要求：
0.5≤
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≤4.0
扩散室的通风管位置当通风管由扩散室侧墙穿入时，通风管的中心线应位于距后墙面的1/3扩散室净长处。如果风管由后墙穿入，通风管端部应设置向下的弯头，并使通风管端部的中心线位于距后墙面的1/3扩散室净长处。
扩散室内应设地漏或集水坑。
2.4扩散室的主要布置形式
根据《人防防空地下室》GB50038 – 2005第1、2、3条的规定，扩散室有如下几种布置形式：
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Ⅰ型平面 Ⅰ型剖面
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Ⅱ型平面 Ⅱ型剖面
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Ⅲ型平面 Ⅲ型剖面
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Ⅳ型平面 Ⅳ型剖面
2.5 图集《防空地下室建筑设计》（FJ01~03）选用表
风量2000的扩散室最小尺寸选用表：
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风量3600的扩散室最小尺寸选用表：
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风量5700的扩散室最小尺寸选用表：
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风量8000的扩散室最小尺寸选用表：
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风量11000的扩散室最小尺寸选用表：
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风量14500的扩散室最小尺寸选用表：
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风量22000的扩散室最小尺寸选用表：
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三、扩散室标准化设计研究
3.1扩散室内部尺寸标准化
《人民防空地下室设计规范》中第3.4.7的要求，扩散室的长、宽、高的比值要在一个区间范围内，这里面可使用值有很多。譬如1.2×1,2×2.0，1.5×1,5×2.2，1.8×1.8×2.2, 1.5×1.8×2.4等等，这个数量无法估算，用什么样的标准来限定这个不可估算的变化呢？举例，假定悬板活门的型号为MH8000，其扩散室的最小尺寸是1.5×1,5×2.0，按照这样的内部空间尺寸验证，MH8000的通风面积为0.625 m2，扩散室的横截面净面积为3 m2，3＜9×0.625=5.625，另外bs/hs=1.5/2.0=0.75,则0.4＜0.75＜2.5，满足规范第3.4.7的要求，通过上面的举例验证可以得出结论，MH8000型号的扩散室取其内部的最小尺寸作为标准设计的基础对象是没有问题的，同理，其他型号的扩散室的内部尺寸也可以取其内部最小尺寸作为标准设计对象。参照国家建筑标准设计图集《防空地下室建筑设计》（FJ01~03）为例分析下悬板活门型号的筛选，其中悬板活门包含的型号有BMH2000-15、BMH3600-15、BMH5700-15、BMH8000-15、BMH11000-15、BMH14500-15六个型号，类型相对有些多，从普遍性应用的角度考虑，最小的型号BMH2000-15其对应的扩散室的最小尺寸仅1.0×1.0×1.6，一方面这个型号在实际工程中应用的频率很少，另外这个最小尺寸不利于施工和拆模。BMH14500-15型号的情况同BMH2000-15，使用频率很少，所以BMH2000-15，BMH14500-15型号不作为标准化设计研究的对象。至此，扩散室的空间尺寸以及悬板活门的型号均已在标准化设计的概念基础上形成了标准化设计体系的内容之一。
3.2 扩散室通风管接管位置标准化
依据《人民防空地下室设计规范》中第5.3.5条文说明中的表5-1，不同的悬板活门的型号对应的风管管径已经确定。但是房间的大小允许其往大调整，大家都知道，当侧接风管时，如果扩散室的内径长ls发生变化，其对应1/3接管位置也会相应变化。以BMH8000-15型号的扩散室为例，其对应的扩散室的最小尺寸是1.5×1.5×2.0，按照1/3接管的要求，最小尺寸对应接管位置是距后墙500mm处。但是这个房间大小是允许发生变化的，既然是标准化，这里就要限定个范围，按照常规车库轴网的大小及柱子的大小，扩散室侧接风管的接管位置距后墙750mm是最理想的定位，这种情况下风管可以避让柱子穿越口部房间。按照上面的推论，BMH8000-15型号的扩散室侧接风管距后墙的距离范围可以确定为500mm~750mm，变化幅度为50mm。后接风管的情况以及其他型号的扩散室也按照同样的方法可以确定其接管位置范围及变化幅度。
3.3 扩散室与除尘室连接标准化
扩散室与除尘室对接后，其内部要设置防密门，其平面图形如下：
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上面的图形简化后形成下面的图形：
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这种情况下对于扩散室的变量因素就要换个角度以图形的变化规律为突破口。从上图中可以看到简化后是个四边形，在这个四边形中同一型号的图形设备是固定的不作考虑，那么另外一个变量是防密门，门的型号不变不作考虑，唯独变化的是它的位置，即除了固定的设备端不变之外，其余三边都可以放防密门，将防密门在不同位置与固定设备形成的图形整理出来即可形成这类图形的标准化图块。把复杂的事情简单化，可以无疏漏地将一种房间的类型全部囊括。标准化设计的理念不仅仅是从数值方面去体现，图形的规律性地整理也是需要用标准化的思维去贯穿。接除尘前室类似于接除尘室的做法，这里就不再累述。
3.4 扩散室标准化简图
在前面的标准化设计的数据分析的基础上，运用这样的概念手法形成了一个数据信息库。这里面集成了不同类型的标准化设计图块，样式类似于（图一），可是标准化设计的概念有了之后要在设计中去应用，但是这里面有些问题，如果排方案的时候使用类似于下图：
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图一
这样的图形及其不方便，主要有以下几点原因：
方案的修改率较高，有时方案可能全盘推翻重做；
此房间与后面的口部房间无任何关联性；
遇到需在剪力墙内布置的方案，根据既定的剪力墙的布局内布置方案，方案房间的大小是否合适很难快速判断出，而且房间大小是否合适还需与设备专业提资与反提资。一旦剪力墙的位置发生变化，又要重新复核，这样的工作量及其繁琐。不规则平面布局如下图所示：
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在上图的蓝色框线内需要布置一个战时主要口部，但是此处有不规则的剪力墙，是否可以放的下扩散室，如果不一笔一笔的画出很难做出判断。
基于上面的诸多因素，标准简图就是一个很好的解决思路。标准简图是在标准化设计概念的基础上，将标准化图块的墙体图素简化成单线条，用通俗易懂的图形语言表达每个口部房间的重要信息要素，这样将复杂的图形简单化，更利于方便快捷地布置方案。扩散室的方案简图如下图所示：
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这个简图看似简单，实际却包含了众多信息要素，譬如房间类型信息，建筑信息、设备型号信息等，简图提取的就是这种类型扩散室的最小内部尺寸。上面的简图只是扩散室的一种类型，根据不同的功能要求分列出不同的类型。这样标准化设计简图根据标准化设计的思路形成体系。简图虽简，但通过简图可以生成对应的建筑方案图，暖通方案图，进入施工图阶段还可生成对应的口部详图，小小的方案简图暗藏了大智慧。
运用同样的思路和方法，我们依次编制了密闭通道、滤毒室、进风机房、防化值班室、防毒通道、简易洗消间等人防工程口部设计所涉及的房间的方案简图，以标准化设计的思路来解决人防工程口部设计的难题。
四、应用案例
运用标准化的口部房间简图，我们可以准确高效地完成人防工程口部从概念性方案→方案（建筑+暖通）→口部详图（建筑+暖通）的设计全过程。以战时进风口部为例：
设计提资图
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概念性方案（方案简图）
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建筑方案图
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暖通方案图
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建筑施工图详图
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暖通施工图详图
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在上面这个方案中，每个口部房间都是由初始的方案简图来进行概念性设计。虽然是概念性设计，但这个简图里面包含了众多信息要素，譬如通过这个拼组可以快速判断出口部占用的面积，占用车位数，竖井出地面的位置等；借助计算机辅助调出对应的暖通方案图后，暖通设计师可以快速、直观地判断方案是否成立；进入施工图设计阶段后还可以快速生成施工图详图。
五、结论
标准化设计是将设计中不可估量的设计元素进行提炼，剔除个性化、应用率极少的内容，浓缩成使用率高、极具代表性的方案简图，使其适用不同外部环境的变化。当今是信息化发展迅速的大数据时代，标准化设计是顺应时代发展的产物，它不仅可以大幅度地提升设计师的工作效率，同时还可以提高设计的准确率和质量，减少差错率，它必定会成为人防工程建设中不可或缺的力量。
【参考文献】
GB 50038 -2005 《人民防空地下室设计规范》 北京：国家人民防空办公室，2006
吴涛，谢金容，杨延军《人民防空地下室建筑设计》北京：中国计划出版社
马吉民，朱培根，耿世彬，郭春信《人民防空工程通风空调设计》北京：中国计划出版社