民用建筑防空地下室防护通风的设计

二、战时防护通风系统的设置及其主要设备的选型
(一)送风系统：
1.送风系统的设置：
建造防空地下的直接目的就是用以防御敌方可能施放的核武器，化学武器和细菌性生物武器以及常规武器，给人员、车辆、物资和器材在战时提供安全的场所，而要对付这些现代化武器的突然袭击，除了要求整个防护体要有高度密闭性，主体结构要有足够的防护强度外，对防护通风方面提出了特殊的要求，也即：战时防护通风系统应具备和满足清洁式，过滤式通风和隔绝式通风三种通风方式的要求，当战争来临时，在人员进入防空地下室，出入口部的防护密闭门等关闭之后，为了保障人员能在防护体内长期生活和工作，在外界空气尚未染毒的情况下，在外界取用新风，经过除尘器滤除尘埃后向防护体内送风的过程称为清洁式通风；当敌方施放了原子弹、化学武器或生物武器后，外界空气遭到污染并带有毒剂时，将外界新风先通过除尘器滤除尘埃再经过过滤吸收器及收毒剂，达到呼吸标准后向防护体内送风的过程称为过滤式通风；而当敌方施放化学或生物武器后外界毒剂类型尚未判明之前或外界毒剂浓度过大时，以及更换过滤吸收设备之时或过滤吸收设备失效之后，在以上任一情况
关键词：平战结合 六级人防地下室 设计 思路
加强人民防空建设，是我们国家的一项重大政策，建国以来，我国政府对人民防空工程的修建一直是十分重视。一九九七年一月一日开始实施的《人民防空法》对民用建筑修建防空工程提出了更高、更严格的要求。根据一九九四年五月十九日我省实施的《福建省结合民用建筑修建防空地下室规定》闽政［1994］26号文第三条：“任何单位或个人在本省所有城市的市区(含郊区)和开发区内新建十层以上或基础开挖深度达3米(含3米)以上九层以下的民用建筑，应按底层面积的同等面积修建防空地下室”的有关规定精神。近几年来，平战结合的人民防空工程一个接着一个地成为高层建筑地下室的重要组成部分，而防空地下室平战结合的防护通风设计成了暖通专业人员必须完成的一项任务，结合几年来的设计情况，对目前广泛修建的平战结合的六级人防地下室防护通风系统设计的思路，要领和要求，提出一些自己的看法。
1消波系统 2粗过滤器 3密闭阀门 4插板阀
5送风机 7过滤吸收器 6换气堵头
图1
当密闭阀3d或3c关闭，3a和3b打开时，可实现清洁式通风；密闭阀3d和3c打开，3a或3b关闭时，可实现过滤式通风；当插板阀4打开，密闭阀3b和3c关闭时，可实现隔绝式通风；而当过滤吸收器失效更换设备后，滤毒室内仍含有较高浓度的毒剂，此时可打开换气堵头6和密闭阀门3c，关闭密闭阀门3d和3b，开启通风机通过新更换的过滤吸收器吸收室内的毒剂，达到标准后关闭换气堵头6，则整个系统即可恢复正常使用。
③高层建筑下的防空地下室位于地下三层及以下时，可不划分防护单元和抗爆单元。
④无自动灭火设备时《高层民用建筑设计防火规范》规定防火分区，防烟分区的使用面积均为500m2
由上表可见，当设有自动灭火设备时，防护单元与防火分区；抗爆单元与防烟分区是一致的，因此在一个防护单元内设置所有的通风系统即可满足有关规范的要求。但是，对于没设自动灭火设备平战结合的人防地下室如：平时为自行车库，这时，防火分区所规定的最大使用面积是防护单元的一半，对于这种情况就必须与建筑专业协商，有两种情况可以考虑：一是把一个防护单元分成两个防火分区，防火分区的面积与抗爆单元一致，抗爆隔墙视为防火墙，二是以防火分区所规定的400m2面积为基准来确定防护单元的个数，即把防护单元的面积压小，各设置独立的人防出入口部，根据《设计规范》规定：通风、空调系统，横向应按每个防火分区设置的原则，若采用前者，每个防火分区必须设置独立的送排风和消防防排烟系统，由于战时平面功能及布局的特殊性，决定了战时防护送风系统难以和平时的送风系统及消防送风系统兼用，战时送风管道需临战前架设，况且，由于平时通风的需要，不可避免地要在临空墙上开设与战时通风无关的进排风口及通风竖井，势必增加临战前管道施工及管口封堵的工作量和难度，若考虑后者情况则相反，由于战时过滤式通风量、清洁式通风量与平时送风量，消防送风量的大致的比例为1∶2.5∶6∶10的关系，按平时送风风量和规定的管道风速及风口风速来确定系统管径和风口尺寸，就能保证人防通风和消防排烟补风的要求［1］，因此，战时防护通风系统的送风管道可以和平时送风管道，消防送风管道很好地合用，送风机房也可合用，这样即可节约投资，节省建筑空间，方便维护管理，战时转换简单，又可提高系统的安全性和可靠性，战时防护通风系统和消防排烟，消防送风系统都是较为特殊的专用系统，只有在战时或火灾发生的非常时期才投入使用，设法与平时系统合用的设计方案应优先考虑。
(二)：排风统的设置：
防空地下室的排风系统，根据不同情况应由消波设施，密闭阀门，自动排气阀门或防爆超压自动排气活门等防护通风设备组成，与防护送风系统配合，实现清洁式，过滤式，和隔绝式三种通风方式，并在过滤式通风时，使防护体内形成30～50pa的超压，工程上常用的排风系统主要有如图5，图6两种，图5是设简易洗消间的排风系统：当进行清洁式通风时，打开密闭阀3a，关闭密闭阀3b，防护体内的污浊空气经排风管5进扩散室由竖并排出室外；当进行滤毒式通风时，关闭密闭阀3a, 打开密闭阀3b，防护体内的污浊空气压力升高，当达到自动排气阀门2的开启压力时，经自动排气阀门进简易洗消间，通过短管6入防毒通道，由密闭阀3b及排风管5进扩散室再由竖井排出室外；当进行隔绝式通风时，关闭密闭阀3a，由于没从外界取新风，自动排气阀门2不会开启，排风系统起到了隔离作用，图6是设洗消间的排风系统：当进行清洁式通风时，密闭阀3a，3c打开，3 b、3d关闭，防护体内的污浊空气经排风管5进扩散室由竖井排出室外；当进行过滤式通风时，密闭阀3a,3b,3d打开，3c关闭，防护体内的污浊空气经3a,3b进第二防毒通道，再分别经由短管4a、4b进穿衣间和淋浴室，当淋浴室的压力升高到自动排气阀的开启压力后，则淋浴室内的空气经自动排气阀进脱衣室再由短管4c进第一防毒通道，最后经密闭阀3d，排风管5进扩散室由竖井排出室外；当进行过滤式通风时，关闭所有的密闭阀门，不向外排气。
2.送风系统设备的选型
防护送风系统设备选型的主要内容应包括：送风机，粗过滤器，过滤吸收器以及防爆波活门的选择计算：
送风机是整个防护通风系统的动力部件，考虑到战时外界电源有被切断的可能，必须配置电动脚踏两用风机或电动手摇两用风机，以便在缺电的情况下采用人力驱动风机维持通风。常用的电动脚踏两用风机有DJF-1型和SR-900型两种，电动手摇两用风机也有F270-1型和F270-2型两种，由于过滤式通风和清洁式通风存在1∶2.5的风量关系，因此在送风机的选配上有两种方案可以考虑：1.清洁式通风和过滤式通风分别配置送风机，即按防护工事内的掩蔽人数和清洁式通风，过滤式通风的新风标准分别计算其风量及系统所需风压选配送风机满足各自的要求，但值得一提的是，出现时都必须使整个防空地下室与外界空气隔绝，此时所进行的通风就是隔绝式通风，综上所述，三种通风方式一般可由以下两种图示通过阀门的切换来实现：
对于面积较大的防空地下室，在着手进行上述三方面内容设计时，首先遇到的是如何处理好防护单元，抗爆单元与防火分区，防烟分区之间的关系，有关设计规范对其最大使用面积均有明确的规定(见表1)
表1 防护单元、抗爆单元、防火分区、防烟分区面积表(m2)
二等
人员掩蔽所 防护单元
掩蔽面积 抗爆单元
民用建筑防空地下室防护通风的设计
提要：分析了平战结合的六级人防地下室通风设计的特点；阐述了防火灾区，防烟分区和防护单元，抗爆单元之间的关系；防护送排风系统的设置和选型以及风管口井，管道井的转换设计，从而提出了防护工程通风设计的具体思路要领和要求。
1消波系统 2粗过滤器 3密闭阀门 4插板阀
5送风机 6换气堵头 7过滤吸收器
图2
由于脚踏或手摇风机驱动力有限，其转速低，风量小，风压也较低，用它来满足清洁式通风的要求是有困难的，而若只为清洁式通风配置电动式风机时，则在战时长时间断电，缺电的情况下，仅造过滤式通风则很不尽人意。为此采用在两台风机的进风管上并接旁通管和旁通阀可在一定程度上缓解上述矛盾(如图2中虚线所示)，当长时间缺电又需进行清洁式通风时，关闭密闭阀3c，打开旁通阀3e，两台脚踏风机联合工作，可使系统风量增加，综上所述，采用这一方案时，在滤毒除尘室和风机房内的风机和管道分工明确，各行其道，运行操作方便，所选配的风机均能较好地满足各自的要求。但由于增加了风机的台数，要多占用机房面积，也增加了设备的投资。2.清洁式通风和过滤式通风合用同样型号的送风机，即选择风机的电动风量及风压满足清洁式通风所需风量和风压的要求；校核人力风量和风压能满足过滤式通风所需风量和风压的要求，采用这种配置方式，清洁式通风和过滤式通风共用一台风机，则占用机房面积小，不存在两台风机相互切换的问题，运行及维护简单，但清洁式通风仅能采用电动方式，若采用人力方式则风量满足不了要求；如果过滤式通风采用电动方式，必须细调送风机进口阀门，否则将因风量超过了过滤吸收器的额定风量而导致吸收器效率降低，使毒剂进行室内，因此笔者建议：在机房面积许可的情况下，应优先采用方案一的通风系统。
过滤吸收器主要用以过滤吸收空气中的毒雾、毒烟、放射性灰尘、细菌气溶胶和毒剂蒸气等，是防护通风系统的关键设备，一般常采用SR型过滤吸收器，有额定风量为300m3/h,500m3/h，1000m3/h三种规格，按计算的过滤式通风量并考虑10%～20%的富裕量来选择，设计时应在过滤吸收器两端的管道上预留DN15的测压管，供测定设备运行阻力，以便及时判明吸收器何时失效。
掩蔽面积 防火分区
使用面积 防烟分区
使用面积
无自动
灭火设备时 ≤800 ≤400 ≤400 ≤400
有自动
灭火设备时 ≤800 ≤400 ≤800 ≤400
注：①防空地下室内部为横墙承重的小房间布置时，可不划分抗爆单元。
②多层防空地下室地下二层及以下，可不划分防护单元和抗爆单元。
粗过滤器不仅用以平时处在清洁式通风时滤除空气中较大颗粒的灰尘，而且用以战时滤除粗颗粒爆炸残余物，毒物和放射性物质等。较常采用的是LWP型油网除尘器，又分D型和X型两种，它们都是片式或称块式结构，按清洁式通风量考滤10%～20%的富裕量后采用两个或两个以上拼装组合，但必须控制通过每块除尘器的风量，应以800～1600m3/h为宜。LWP型油网除尘器的安装一般可采用管式(匣式)，立式和人字型三种方式，因立式和人字型安装时建筑结构预埋件多且复杂，实际工程中常采用管式*匣式)安装方式，根据具体情况由设计人员自行设计除尘器的框架再用支架托起固定在墙上，使建筑空间得到充分利用。设计时应注意在除尘器两端的管道上预留DN15的测压管，以供测定除尘器阻力用。