人民防空地下室人员掩蔽所集水坑贮备容积计算浅议
深圳市建筑设计研究总院审图中心 肖敏霞
关键词：集水坑 分类 特点 贮备容积的作用 计算
摘要：根据现行的人防设计规范，对人防地下室防护单元的集水坑进行分类，阐述了集水坑的特点、容积的组成，贮备容积的作用和计算。
人民防空地下室（以下简称人防地下室）,按功能类别有:指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程。这些工程均位于地面以下，其污、废水一般不能自流排出，需用机械排水，即设集水坑（或污水集水池），收集在战时防护时间内，掩蔽人员的生活污、废水，并由潜污排水泵排出。 1．人防地下室集水坑的分类
人防地下室集水坑根据所处位置、功能类别的不同，可分清洁区的废、污水集水坑，和染毒区的废水集水坑。 1.1 废水集水坑：
通常一、二等人员掩蔽所清洁区内，在战时设有贮水间，但不设水冲厕所，只设便桶（干厕），集水坑的主要用途是收集战时掩蔽人员的生活废水。在平时，人员掩蔽所一般为地下汽车库，此时的集水坑，收集地面的冲洗水。为方便清扫和冲洗，采用明沟汇集排至集水坑，其明沟不得跨越防护单元和防火分区。每个防护单元设集水坑,不应少于一个。 1.2 污水集水坑
在医疗救护工程和专业队队员掩蔽部的防护清洁区内，设有贮水间和水冲厕所。集水坑收集伤病员和专业人员的生活污、废水，并在水冲厕所下方设污水集水坑（池），由潜污水泵排出。污水集水坑为钢筋砼结构，污水收集方式为密闭糸统，集水坑设有密闭人孔盖、爬梯、水位指示器和透气管等设施。所以污水集水坑为密闭型，而废水集水坑则可为敞开型。
1.3 染毒区废水集水坑
设在防护密闭门内的集水坑，是收集防毒通道、洗消间和防护密闭门以内染毒区的墙、地面的洗消水；设在防护密闭门外的集水坑，是收集密闭门以外的墙、地面的洗消废水。两个洗消废水的排水糸统宜单独设置，也可以合并设一个。当合并为一个时，一般设在密闭门以外，洗消废水通过防爆波地漏及排水管汇入。由于人防地下室口部的集水坑,是收集洗消染毒废水，设有铁栅盖，且统一收集统一处理，所以,不必设通气管和排水泵。 2．防护清洁区内集水坑的特点
人防地下室清洁区内集水坑的主要特点：除一般地下室集水坑所具备的条件外，主要表现在集水坑的有效容积上，有效容积是调节容积和贮备容积之和。贮备容积的提出，是防护清洁区集水坑区别于一般集水坑的特征。防护清洁区内集水坑的容积组成，见图1。
3．贮备容积的定义和作用
清洁区集水坑容积，由保护容积、贮备容积、调节容积和停泵容积组成。贮备容积的作用，是容纳战时隔绝防护时
间内，清洁区掩蔽人员排出的全部生活废(污)水量。在隔绝防护时间内,不得向外排水，有利于地下室增加抗力，避免有毒气体进入地下室。在进入隔绝防护时间时，可认为整个人防地下室,是一个密闭容器，容器承受的内压和外压相同，压力平衡。当核爆时,由于冲击波的作用,外压增加,可由人防结构本身承受,此时,人防内部气压为冲击波来前的压力，即一个大气压。若这时人防地下室向外排水,集水坑容积减少,会产生微弱的真空,相当于加大了人防的承载力。与此同时,外部的冲击波会通过密闭门渗入防护区，掩蔽人员受冲击波的危害机率加大。这可从玻意耳——马略特公式中得到理论证实，即：
P1V1=P2V2
式中 P1—排水前人防地下室防护区气压 P2—排水后人防地下室防护区气压 V1—排水前人防地下室防护区气体体积 V2—排水后人防地下室防护区气体体积
若在隔绝防护时间内向外排水，集水坑内体积减小，而人防内部气体体积增大，从上式得出：V2＞V1，P2＜P1。此时，地下室内气压降低，室内形成负压，外部的有毒气体增大机率渗入。因此，《人民防空地下室设计规范》规定：在隔绝防护时间内，防空地下室不得向外部排水，在隔绝防护时间内产生的全部废水（污水），都应进入集水坑的贮备容积内。而且，贮备容积应有不被其它用水占用的措施，更不能作为调节容积使用。即便平时被占用，也应在隔绝时间前，将污水抽空，保证使用。
4．人员掩蔽所清洁区集水坑贮备容积的计算
人防地下室集水坑的有效容积，为调节容积和贮备容积之和。调节容积的计算,与地面工程相同，可按《建筑给水排水设计规范》的要求，采用最大一台污水泵5min的出水量，且污水泵每小时启动的次数,不得超过6次确定。 贮备容积如何计算，规范没有明确的规定，仅规定应满足隔绝防护时间内,贮存1.25倍全部污水（废水）量。目前尚无统一的计算公式，笔者了解到，目前有下列几种计算方法：
4.1 某市人民防空地下室设计的第一期培训班讲课时，介绍的计算公式：
V贮 = qnTKh/（24×1000） （m3） 〈1〉
生
式中 q—防护单元内掩蔽人员生活、饮用水量标准之和，即q = q q生 — 防护单元内掩蔽人员生活用水量标准(L/d.p) q饮—防护单元内掩蔽人员饮用水量标准(L/d.p) n—防护单元内掩蔽人数。（P）
+ q饮。
T—战时隔绝防护时间（h）。〔医疗救护工程、专业队队员掩蔽部、一等人员掩蔽所，T=6(h)；二等人员掩蔽所、物资库，T=3(h)〕。 kh—时变化系数
kh=3 。
公式〈1〉适用于清洁区设有水冲厕所时，隔绝时间贮备容积的计算。公式中隔绝防护时间内平均废（污）水量乘时变化系数，相当于连续出现了6（h）或3（h）的最大时，与通常最大时一天只有一个小时的概念不符，按公式〈1〉计算结果偏大。
在防护单元清洁区设干厕时，其公式〈1〉变为：
V贮 = q生 nTkh/（24×1000） (m3) 〈2〉
式中符号含义同公式〈1〉。
虽然公式〈2〉未计入人员饮用水排水量，但由于隔绝防护时间内流入的废（污）水量，为全部最大时的排水量，仍与实际不符。
4.2 防空地下室设计教材中的计算公式：
V贮 = { q生 nTK/（24×1000）}+ q1T (m3) 〈3〉
式中 K—安全系数 K=1.2
q1—机械设备的排水量（m3/h）（一般人员掩蔽所q1=0）. 其它符号含义同公式〈1〉。
在防护单元清洁区设干厕时，公式〈3〉变为：
V贮 = q生 nTK/（24×1000）（m3） 〈4〉
V贮 = q生 nTK/（24×1000） （m3） 〈5〉
4.3 人防地下室国家标准图集中的计算公式（2004年合订本）：
式中 K—安全系数 K=1.25 其它符号含义同公式〈1〉
公式〈4〉、〈5〉中：1）安全系数K=1.2和K=1.25,如何得来，依据性不足；2）未计入最大时流量，计算结果会偏小。
4.4 某些设计院对人员掩蔽所清洁区集水坑的贮备容积计算，则直接采用公式：
V贮 = q生 n/2×1000 （m3） 〈6〉
式中符号含义同公式〈1〉。
公式〈6〉中，表示用半天掩蔽人员的生活废水量作为贮备容积，依据性不足，有一定随意性；未表示一、二等人员掩蔽所，不同功能相应不同的隔绝防护时间内废水量，计算贮备容积偏大。 4.5 对以上几种计算公式分析研究，笔者提出如下修正计算公式：
当防护单元人员掩蔽所清洁区内设干厕，且无连续机械排水接入集水坑时，集水坑贮备容积按下式计算：
V贮 = q生 n(T1+kh)/ (24×1000) (m3) 〈7〉
式中 q生 —防护单元掩蔽人员生活用水量标准（L/d .p） n—防护单元掩蔽人数(P) Kh—时变化糸数 Kh=3 T1=T－1
T—战时隔绝防护时间（h）。一等人员掩蔽所T=6（h）；二等人员掩蔽所T=3（h）。
笔者对公式〈2〉、〈4〉、〈5〉、〈6〉、〈7〉进行计算，以一、二等人员掩蔽所为例，防护单元人数分别为615人和800人，生活用水量标准4L/d.p，隔绝防护时间分别为6（h）和3（h）。计算结果如下表：
公式〈7〉的计算结果：人员掩蔽所清洁区贮备容积分别为0.82m(一等人员)和0.67m(二等人员)，比公式〈2〉、〈6〉的结果小，与公式〈4〉、〈5〉接近，稍大2～3％和6％左右。但公式的各符号含义明确，表示了在隔绝防护时间内，流入集水坑的全部废（污）水量，符合一般的规律，计入了隔绝防护时间6（h）或3（h）可能出现的最大时用水量。笔者认为公式〈7〉计算的贮备容积适中，在目前没有更确切的计算公式情况下，推荐使用。 参考文献
1. 中华人民共和国国家标准,人民防空地下室设计规范(GB50038-94)2003年版。
2. 中华人民共和国国家标准图集，防空地下室给排水设计（FS01～02），北京：中国建筑标准设计研究院出版，（2004年合订本）。
3. 中华人民共和国国家标准，建筑给水排水设计规范（GB50015-2003），北京：中国计划出版社，2003。
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人民防空地下室人员掩蔽所集水坑贮备容积计算浅议
