2018-08-30 08:37:35

天津濱海某住宅小區人防通風設計

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1 前言
目前,我國城市正處于一個較快的發展階段。隨著城市人口急劇增加,城市不斷擴容,各個城市的高層建筑大量涌現。結合民用建筑修建防空地下室對于節約城市建設用地、開發城市地下空間、保障人民生命財產安全都具有十分重要的意義,因此,人防設計是大多數高層建筑設計中必須考慮的問題。因此,國家相關部門對防空地下室設計提出了“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針,并制定了相關的人防設計規范。人防通風設計關乎到戰時隱蔽人員的安全,在人防地下室工程設計中具有非常重要的地位。本文將結合天津濱海旅游區項目碧桂園小區人防工程通風設計,詳細闡述設計的思路與方法,為同行提供參考。
2 人防通風方式
一般情況下,人防通風方式包括清潔通風、濾毒通風和隔絕通風。清潔通風是戰時外界空氣尚未被染毒情況下采用的通風方式,進入工事內部的的空氣不需要做特殊的處理,只需要經過濾塵器濾塵,空氣質量與正常情況下相同。濾毒通風是在遭受核武器、生化武器襲擊后,人防工程外部空氣經消波裝置消波、粗效過濾器過濾和過濾吸收器處理后,通過送風機送入地下室內部的通風方式,外界空氣在經過過濾、吸附后達到不傷害人員的質量水平。隔絕通風是在遭受核武器、生化武器襲擊后,毒劑種類不明或現有的過濾吸收器無法處理的情況下,人防地下室與外界隔絕,停止進風與排風,通過送風系統循環室內空氣的通風方式,空氣僅在地下室內部循環,設計中要保證一定的隔絕防護時間,室內CO2含量應保持在規范要求范圍內。
3 工程實例
3.1 工程概況
本工程為天津濱海旅游區項目碧桂園小區地下車庫工程,平時為地下汽車停車庫和設備用房,戰時為甲類核5、常5級二等人員掩蔽部/甲類核6、常6級二等人員掩蔽部。地下一層,層高分別為3.8m(核5級)和3.7m(核6級)。人防建筑面積分別為21000m2和17440m2。地下人防包括十個防護單元和三個移動電站。整個工程的防護單元分區見圖1。

圖1 防護單元分區示意圖
3.2 工程人防通風系統原理
進風系統:清潔式進風為在未遭受敵人原子、化學和細菌武器襲擊時,室外空氣經防爆活門進出擴散室后,由油網濾塵器濾塵后通過風機進入地下室內部;濾毒式進風為在遭受敵人原子、化學和細菌武器襲擊時,室外空氣經防爆活門進出擴散室后,由油網濾塵器濾塵后,再經過過濾吸收器濾毒,變為清潔空氣,通過風機進入地下室內部。
排風系統:清潔式排風為室內污濁空氣經排風機進入擴散室,由防爆活門排至室外;慮毒式排風為室內污濁空氣經超壓排氣活門進入簡易洗消間、防毒通道后,再經手動密閉閥及防爆活門排至室外。
隔絕通風:關閉所有進、排風口部與外連通的手動密閉閥,打開插板閥4,啟動進風機房風機使地下室內部空氣產生內循環。通風系統原理見圖2及圖3,系統控制方式見表1。

             圖2 人防進風系統原理圖                     圖3 人防排風系統原理圖
 
1 系統操作順序表
通風方式 進風口部 排風口部 排風口部
閥門 風機 閥門 風機 備注
平時通風 平時通風為機械進排風(走其他豎井,戰時封堵)



清潔式通風 3a、3b 3c、3d、4 5a 5b 3a、3c 3b PF  
慮毒式通風 3c、3d 3a、3b、4 5b 5a 3b、3c 3a PF
隔絕式通風 4 3a、3b、3c、3d 5a、5b 3a、3b、3c PF
3.3 計算分析
    由于本工程防護單元分區較多,各分區的計算是類似的,因此只代表性的選取第5防護單元進行計算分析。第5防護單元為甲類核6、常6級,二等人員掩蔽部,掩蔽人數1195,清潔區容積6712m3
3.3.1 通風量計算
    根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)中5.2.2條,二等人員掩蔽所室內人員戰時新風量為:清潔通風量≥5m3/(p.h),濾毒通風量≥2m3/(p.h)。第五防護單元清潔通風量按5.2m3/(p. h)計算,為1195×5.2=6214(m3/h);濾毒通風量按2.2m3/(p.h)計算,為1195×2.2=2629(m3/h)。
3.3.2 隔絕防護時間
根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)中5.2.4條,二等人員掩蔽所戰時隔絕防護時間≥3h,二氧化碳容許體積濃度≤2.5%。隔絕防護時間校核公式為:t=1000V(C-Co)/(n·C1),其中:t - 隔絕防護時間(h);V - 防空地下室清潔區內的容積(m3);C - 防空地下室室內二氧化碳容許體積濃度(%);Co - 隔絕防護前防空地下室室內二氧化碳初始濃度(%);n - 室內的掩蔽人數(P);C1 - 清潔區內每人每小時呼出的二氧化碳量(L/(p. h)),掩蔽人員宜取20。第五防護單元隔絕防護時間為:1000×6712×(2.5%-0.45%)/(1195×20)=7.2h>3h,滿足規范要求。
3.3.3 最小防毒通道換氣次數
    根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)中5.2.6條,濾毒通風時二等人員掩蔽所最小防毒通道換氣次數≥40次/h。防毒通道換氣次數校核公式為:KH=(LH-Lf)/VF,其中LH –室內保持正壓所需新風量(m3/h);VF –戰時主要出入口最小防毒通道有效容積(m3);Lf –室內保持超壓時的漏風量,規范規定Lf =V×4% (m3/h),V - 清潔區有效容積(m3)。第五防護單元防毒通道換氣次數為:(2800-0.04×6712)/30=84.3>40(次/h),符合規范要求。
3.3.4 超壓排氣活門數量
    根據FK01-02《防空地下室通風設計》所提供的計算方法,采用公式n=(Lv- Lf)/Q,其中Lv –濾毒通風量(m3/h);Lf –室內保持超壓時的漏風量,規范規定Lf =V×4% (m3/h),V - 清潔區有效容積(m3);Q – 自動排氣活門排風量,單只PS-D250排風量為800 m3/h。第五防護單元超壓排氣活門數量為:(2800-0.04×6712)/800=3.2,所以選用四只PS-D250。
3.3.5 通風系統布置
    按照本工程人防通風系統原理,根據計算結果,對第五防護單元進行進風系統及排風系統布置。第五防護單元進、排風口部通風平面圖見圖4及圖5。
     圖4 第五防護單元進風口部通風平面圖      圖5 第五防護單元排風口部通風平面圖
3.4 平戰轉換
    戰時使用的防護通風設備及管道平時可暫不安裝,但應完善設計,做好預留和快速安裝的措施。人防部門提出要求時可安裝,應根據施工設計圖紙將有關的預埋件等一次安裝就位,并采取防銹等保護措施。考慮到本工程的實際情況及復雜性,工程人防地下室平時和戰時采用了分設通風系統,其通風量分別按平時和戰時工況進行計算。
4 結語
    通過天津濱海旅游區項目碧桂園小區地下車庫工程人防通風系統設計,對設計中的通風系統選擇、計算參數的選取等內容進行了詳細的闡述。以上是筆者在高層建筑地下車庫工程人防通風設計實例的體會和方法,在實際的工程設計中,因建筑特點各異,人防通風設計也是較為復雜的,文章中所闡述的還有很多不足之處,希望能與各位同行共同探討和交流。
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