谈地下室结构及人防通风设计相关问题的分析与解决方案

谈地下室结构及人防通风设计相关问题的分析与解决方案
摘要：随着土地资源的紧张，合理利用地下空间的地下室成为我国城市开发建设的有效途径，本文简要介绍了地下室结构及防火、通风设计中常见的一些问题，并提出了相应的解决方案。

关键词：结构设计；问题分析；策略
abstract: with the tension of land resources, rational utilization of underground space in the basement of become the effective way of urban development and construction in our country, this paper briefly introduces the basement structure and fire prevention, the ventilation design of some of the common problems, and proposed the corresponding solution.
key words: structure design; problem analysis; strategy. 中图分类号：[tu834.5+8]文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）
为了解决地价高昂、用地紧张的城市开发建设难题，合理开发利用地下空间作为一项有效的途径越来越受到重视。

目前，结合地上建筑附建的地下室综合建筑，因为具有地上地下建筑功能互补、同步协调、施工方便而且造价经济实惠等优势，成为开发利用地下空间的各种建筑形式中最常见的形式，目前地下室设计日益受到人们的重视。

地下室按其使用功能又分为普通地下室，人防地下室和平战结合地下室。

地下室结构越来越复杂，随之带来一些设计问题，
本文仅对普通地下室常见设计问题进行分析，以供工程设计参考。

地下室结构设计问题
（一）不均匀沉降问题原因与对策
1.造成原因
上部荷载突变，高低交界处产生不均匀沉降；
地基土的压缩性质相差悬殊；
软弱土层厚度变化大。

2.解决方法
(1)裙房和高层建筑之间设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，避免由于不均匀沉降产生内力，但实际上这样做，给建筑的立面处理、地下室的防渗漏、基础的埋置深度和整体稳定等带来很多困难。

(2)裙房和高层建筑之间不设沉降缝，采用端承桩，将桩端置于坚硬的基岩或砂卵石层上。

这样，既满足了地基承载力要求，又避免了明显的沉降差。

这种方法一般用于超高层建筑或地基持力层较差的情况。

(3)在设计中不设沉降缝，而采取一定的措施，调整地基反力，尽量减少不同部分的地基反力差，从而减少沉降差。

如：裙房部分采用天然地基，主楼部分采用复合地基或桩基。

裙房和主楼部分采用不同的基础形式，主楼采用筏基或箱基，裙房采用独立基础或条形基础(4)在主裙楼之间设置沉降后浇带，钢筋不断，先施工主楼，待主楼封顶完成大部分沉降后，再施工裙房。

两部分沉降基本稳定后再浇筑后浇带。

这样，用调时间差的办法解决了沉降差，同时又避免了设置沉降缝带来的麻烦。

（二）地下室结构
超长问题由于建筑布局的要求，有时地下室结构超长，多数情况下都超过了40～60m。

地下结构虽然受温度变化的影响较地上结构小，但周边约束作用较强，结构超长问题的重要性仍然不容忽视。

目前比较成熟的做法有以下几种： (1)设置伸缩后浇带，作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。

地下结构一般在结构长度大于40～60m时宜设置一道伸缩后浇带，普通的伸缩后浇带宽度约为800～1000mm，钢筋贯通不切断。

对于平面尺寸特别长的地下结构，应设置钢筋断开的伸缩后浇带，后浇带的宽度按钢筋搭接所需最小尺寸和必要的操作空间确定。

(2)不设置伸缩后浇带，采取其它相应措施。

主要有：采用低强度等级混凝土；混凝土中添加uea、hea等微膨胀剂；采用粉煤灰混凝土技术；适当加大分布钢筋配筋量；施工缝处设置膨胀止水条；设置膨胀加强带。

事实上，目前已建成的许多建筑结构，由于采取了上述措施，并进行了合理的施工，伸缩缝间距已超过了规范规定的数值。

二、地下室设计中的防火设计
（一）防火设计现状
地下建筑通常由出入口、通道和洞室三部分组成。

由于其构造的特殊性，一旦起火，造成的人员损失较大，而地下的位置使得通风也具有一定的难度。

目前，我国地下室设计中出现的火患主要有以下几点：(1)火灾负载量大，耐火等级降低；(2)是电气线路、管道、竖井多；(3)安全通道狭窄，出入口（门）标示不明显；(4)地下建筑封闭，空气不流通，排烟设施不完善。

（二）防火设计应注意的问题
1．合理设置防火分区, 严格按规定面积划分防火分区。

控制防火分区的面积，主要是为了控制火灾范围，防止火灾蔓延扩大到相邻防火分区，以至蔓延到整个工程，防止火烧一大片，减少火灾损失。

由于地下空间火灾疏散困难和扑救困难的特点, 合理设置防火分区极为重要。

2．设计中注意各部分建筑构件的耐火极限指标应当满足规范的要求。

地下建筑的耐火等级和各部位建筑构件的耐火极限应当达到地
面建筑规定的一级耐火等级标准，尤其需要注意的是各部位建筑构件的耐火极限指标应当满足规范的要求,如楼板与防火墙用于划分防火单元, 应当具有较高的耐火极限时间要求, 对重要房间和疏
散走道两侧的隔墙也比一般隔墙耐火等级要高, 在地下空间中采
用轻质墙板, 有的耐火极限时间较低, 不加区分地应用于不同部
位会造成严重后果。

3．设计中要注意紧急状态下保证工程内的全部人员, 在安全的、允许的疏散时间要求内疏散到安全的地方, 这是疏散设计的核心。

对人员的疏散距离、疏散通道宽度、出入口的数量和宽度等有严格按照国家有关规定。

例如, 疏散走道应简洁明快, 方向感强, 不要曲折拐弯, 不要
有袋行走道和死胡同, 防止成为地下迷宫, 找不到正确的疏散方
向和疏散出口, 延误逃生的时间; 疏散走道还应确保有两个方向
的疏散通路, 当在一个方向因火灾阻断通路时, 另一方向仍然可
以将人员疏散出去；在垂直方向疏散时, 要有安全度高的疏散楼梯, 要求疏散楼梯做到分区化、不燃化和耐火分隔化; 疏散走道要保持通畅, 通路上不能有障碍物,保证空间上通视, 不应有台阶, 防止人流疏散时跌交,挤塞道路。

4．要严格设置防烟分区, 并要有防、排烟措施。

当火灾发生时, 要关闭正常的送、回、排的通风系统, 启用防排烟系统。

通过防烟分区内的排烟口用排烟风机强制性地将烟气排至室外, 限制及改
变烟气扩散方向, 防止烟气任意蔓延扩大, 为人员疏散创造安全
条件或争取时间。

防烟分区的面积, 排烟口的位置以及排烟风机风量的选择, 要按规范规定的要求设计, 确保排烟措施的有效。

防排烟措施是地下空间火灾中解决人员疏散难问题的一条十分重要的
保障措施。

5．地下建筑要严格禁止可燃的内部装修材料的使用。

地下室设计中要求内部装修材料的不燃化, 难燃材料也要少用, 严禁使用
可燃材料。

因为使用可燃的内部装修材料造成的火灾与火灾损失在国内外火灾案例中是不少的。

6．地下室工程内需要设置火灾事故照明和疏散指示灯, 来保障人员安全疏散和便于扑救。

三、地下室的通风设计
（一）地下室通风设计的要求
随着《中华人民共和国人民防空法》的颁布和实施,大多数民用
建筑都要求设计带人防工事的地下室，平时作为自行车库、汽车库和设备用房,战时转换成人防工事,且大多数为五、六级二等人员掩蔽所。

对于平战结合的防空地下室,通风系统的设计通常包括以下三个方面的系统: 平时的送风、排风系统；消防时的防烟、排烟系统；战时的送风、排风系统。

其中送风系统有清洁式通风、滤毒式通风、隔绝式通风。

通风系统较多,相互转换复杂,设计人员在设计时,应做好各通风系统的相互转换,以简化系统,节约投资,并减少平战转换工作量。

（二）地下室通风设计注意的问题
1．进出风系统设计合理。

根据不同的通风方式，进风系统由消波装置、密闭阀门、过滤吸收器、通风机等防护通风设备组成。

以清洁通风和滤毒通风合用进风机为例,设计时应注意: ①清洁通风管路上,必须设置增压管,严防滤毒通风时出现透毒现象。

②所选用的进风机性能,必须同时满足清洁通风量和风压、滤毒通风量和风压的需要。

③战时三种防护通风方式应能通过阀门进行转换。

④经消波装置后的冲击波余压不大于0. 03 mpa。

⑤进风系统上选用lwp 型粗滤器时,必须在器材的进风侧的背面用角钢加固,以确
保其抗冲击波的强度符合规范要求。

⑥选用过滤吸收器时,必须使通过该器材的滤毒通风量不大于该器材的额定风量,以确保滤毒通风时不出现透毒现象。

2．通风设备容量计算准确，尤其是注意战时滤毒通风风量。

防空地下室战时新风量的确定,应按清洁式通风和滤毒式通风分别计算新风量。

3．图纸中应给出战时、平时通风原理图,平战转换和战时清洁、滤毒、隔绝三种通风方式转换过程中有关阀门的使用情况。

四、结语。

地下建筑设计是一个复杂的过程。

本文只对其中设计人员容易困惑及疏忽的几个问题作了探讨。

要解决好地下室结构设计的诸多问题，还需我们长久深入的研究地下室结构设计，提高地下室结构设计水平。