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地下建筑的发展及潜在危险

本站 2017-05-31 14:16:54

      地下建筑,建造在岩层或土层中的建筑。它是现代城市高速发展的产物,起缓和城市矛盾,改善生活环境的作用,也为人类开拓了新的生活领域。近代的地下建筑工程,开始是在采矿、地下交通运输、市政、工业和水工地下建筑工程等方面得到广泛的发展,如矿井和巷道、铁路隧道和道路隧道、地下铁道和水底隧道、地下仓库和油库,以及各种用途的输水和其他的水工隧洞等。

      地下建筑工程的历史可以追溯到远古(见地下空间的开发和利用)。近代的地下建筑工程,开始是在采矿、地下交通运输、市政、工业和水工地下建筑工程等方面得到广泛的发展,如矿井和巷道、铁路隧道和道路隧道、地下铁道和水底隧道、地下仓库和油库,以及各种用途的输水和其他的水工隧洞等。


      在第二次世界大战期间,地下建筑物在战争防护方面的优越性受到了重视。不少国家都将一些军事设施和工厂、仓库、油库等修建在深层地下,并利用原有的许多地下工程,如城市地下铁道、大楼地下室、废旧的矿井巷道以及天然溶洞等作为防空掩蔽所和地下兵工厂。这期间,在中国的一些后方城市也陆续修建了不少防空洞。战后,地下防护工程迅速发展,修建和防护技术也更加先进。

      近30年来,由于一些尖端产品的生产工艺对恒温、恒湿条件的严格要求(如精密导弹仪表等),将生产这些产品的车间设在地下更显示其优越性。为了获得更高的水头,或节省高山峡谷内大面积的地面开挖工程量,多年来在世界范围内修建了大量的水电站地下厂房及其附属洞室。在一些北欧国家,为了节约地上工程建成后的运营和维护费用(如装修、通风、取暖、照明以及平日维修保养方面耗用的资金),并与山区地面施工经过详细的技术经济比较以后,也常将一些工业建筑物改设在地下,出现了技术先进的地下工厂。


      地下建筑具有良好的防护性能,较好的热稳定性和密闭性,以及综合的经济、社会和环境效益。地下建筑处在一定厚度的岩层或土层中,可免遭或减少核武器、常规武器、化学武器和生物武器的破坏,同时也能较有效地抵御地震、飓风等自然灾害。地下建筑的密闭环境和周围存在着的比较稳定的温度场,对于创造恒温或超净的生产环境和在低温或高温状态下贮存物资,防止污染,特别是对于节约能源,都是有利的。在城市中有计划地建造地下建筑,对节省城市用地,降低建筑密度,改善城市交通,扩大绿地面积,减轻城市污染,提高城市生活质量等方面,都可以起到重要的作用。

      地下建筑按功能分类,有军用建筑(如射击工事、观察工事、掩蔽工事等)、民用建筑(包括居住建筑、公共建筑)、各种民用防空工程、工业建筑、交通和通信建筑、仓库建筑,以及各种地下公用设施(如地下自来水厂、固体或液体废物处理厂、管线廊道等)。兼具几种功能的大型地下建筑称为地下综合体。地下建筑按施工方法分类,有明挖和暗挖两类。明挖施工后完全回填,上面不建任何建筑物的,称为单建式地下建筑;上面再建其他建筑物的,称为附建式地下建筑。明挖施工后部分回填、覆土或堆土的,称为覆土建筑或堆土建筑。暗挖的地下建筑,通常是在较深的岩层或土层中挖掘成所需要的空间,顶部以上保留一定厚度的自然覆盖层。此外,在中国还有一种习惯的分类方法,把地下建筑分为坑道式、地道式(一般为暗挖)、掘开式(相当于明挖单建)和防空地下室(即明挖附建)。坑道和地道的主要区别在于内外地面标高的关系,内部高于外部的称为坑道,低于外部的称为地道。


地下建筑环境特性和问题:

      与地面相比,地下建筑环境有如下一些特性:①封闭性;②恒温性;③人为因素的从属性;④围岩介质和围护结构材料等自然因素的侵蚀性等。

      建造在岩土中的地下建筑物为一封闭体,既受到围岩介质的物理、化学和生物性因素的作用和影响,也受到建筑物的功能、材料、经济和技术等人为因素的制约。地下建筑物内部缺少阳光直接照射,光线暗淡。围岩和建筑材料可能放射出有害气体或射线,人们的生产和生活活动也会产生有毒物质、臭味和尘土,引起空气污染。室内潮湿,壁面温度低,负辐射大,空气中负离子含量少。蚊、蝇害虫及细菌、病毒繁殖快,生存期长。生产和生活活动会使环境噪声级增强,引起人们神经系统不舒适。


环境保护与改造措施:

①加强通风换气。改善小气候和排出空气中的污染物。通风设计还要防止有害气体从室外侵入。

②围护结构表面加设防潮、保温和隔热材料,减少壁面对人体的负辐射及提高舒适感。

③合理的采光和照明。把天然光线和自然景色引入地下,增加照度和自然气氛;适当地提高地下照度标准,采用人工照明;增设一定数量的保健灯,利用紫外线杀菌、抗佝偻病,促进免疫,抵抗疾病。

④进行必要的装修装饰。从造型、色彩、质感和光源等方面综合设计,以满足视觉舒适和降低噪声。

⑤对机械设备采取减振和隔噪。

⑥坚持环境设计。把室内空间作为整体环境综合设计,除符合使用功能外,还应尽量满足人体的生理和心理要求。室内空间的分隔和造型艺术要力求创造一个较好的视觉环境。内部采用高明度、浅淡和明亮的后退色,可使房间有宽敞之感;在狭长的过道内,设计明亮色彩的侧墙,或用几种不同的色彩,可以打破单调、漫长和沉闷之感;室内空间尺度要布置合适,使其尽量通透;家具设备和门洞间的尺度要符合人体工程学的要求;各部件相互之间的比例要协调;光和色要经过科学和艺术处理。

⑦进行科学管理。对环境质量进行定期卫生调查和监测;对主要污染源进行控制和治理;秋、冬季节进行湿式扫除以减少尘埃;根据需要增设降湿机、吸尘器、空调机等机械设备;建立专人管理负责制等。总之,需要采取综合措施,才能经常保持良好的地下建筑环境。

      日益紧张的用地环境和人民生活水平的提高导致了汽车停车资源的严重短缺,因此地下停车场就成为了一个可以利用和有必要充分利用的停车场所。这是就需要科学的规划、严加看管和各种环保观念的提升。地下车库有应用面积大、土地资源利用率高、方便管理等优势,因此大型商业建筑和高层住宅都自己配备了完善的地下停车系统。地下车库是属于封闭或者半封闭的建筑,空气流通自然不会顺畅,传统的地上停车场会有良好的空气流动性,但是传统的地上停车场占用空间大、成本高。地下停车场的主要废弃、污染来源就是汽车尾气,我国有衡量室内空气质量的标准《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002),这套标准衡量了室内清洁度和室内舒适度,都有不同的参数用来衡量,地下的停车场环境舒适度可以达到这个标准的要求,但是室内的尾气去将整个的室内环境清洁度评分拉的很低,汽车尾气拍出来的气体主要成分是一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物的气体,其中二氧化硫和一氧化碳是有毒气体,对人体的中枢神经和心血管系统产生危害作用。

      人如果吸入二氧化碳过高,可使体内二氧化碳滞留,导致呼吸性酸中毒和中枢麻醉窒息。低浓度二氧化碳可兴奋呼吸中枢,高浓度则抑制甚至麻痹呼吸中枢,在缺氧条件下,可增强二氧化碳的毒性作用。

      轻症中毒者有头晕、头痛、乏力、嗜睡、耳鸣、心悸、胸闷、视力模糊等不适,呼吸先兴奋后抑制,可有瞳孔缩小,脉缓,血压升高或意识模糊;及时脱离现场,恢复比较顺利。

      重症中毒者常于进入现场后数秒钟内瘫倒和昏迷,若不及时救出易致死亡。被救出者,仍常有昏迷、大小便失禁、反射消失、呕吐等,甚至出现休克和呼吸停止。

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