人民防空(civil air defense)是國防建設的重要組成部分,是指國家根據國防需要,動員和組織群眾采取防護措施,防范和減輕空襲災害,簡稱“人防”。而人民防空工程(以下簡稱人防工程)是戰時掩蔽人員、物資,保護人民生命和財產安全的重要場所,是實施人民防空最重要的物質基礎。
新中國成立60多年來,黨中央、國務院、中央軍委始終把正確確定人民防空建設的任務、方針與原則,作為對全國人民防空建設事業實施宏觀指導的首要問題。適時根據國家安全環境、戰爭形態的發展變化和國民經濟發展的客觀實際,從國家戰略和軍事戰略的高度,科學、正確地確立我國人民防空建設的任務、方針與原則。特別是改革開放以來,中央和地方各級人民政府著眼高技術條件下局部戰爭和社會主義市場經濟的特點與規律,把人民防空建設納入經濟建設和社會發展及城市建設總體規劃,從過去依靠應急戰備搞人民防空建設,轉變到有計劃、有重點地與經濟建設和城市建設協調發展的軌道,人民防空建設事業取得了新的成就。
我國人民防空建設的實踐表明,正確確定和全面貫徹落實人民防空建設的任務、方針與原則,對于改革與發展人民防空建設事業,具有極其重要的現實指導意義。
人防工程是戰時有效保護城市居民的重要設施,同時對開發利用城市地下空間,促進城市建設和經濟發展,增強城市的綜合防護能力都具有重要作用,人防工程建設也是城市建設的一個十分重要的組成部分,因此,人防工程建設必須“貫徹與經濟建設協調發展、與城市建設相結合的原則”。
為充分發揮人防工程的戰備效益、社會效益和經濟效益,在人防工程建設中,必須貫徹“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針,并應堅持人防建設與經濟建設協調發展、與城市建設相結合的原則;在平面布置、結構選型、通風防潮、采光照明和給水、排水等各方面要兼顧戰時和平時的需要,在設計中采取相應的有效措施。
明挖工程是指工程上部自然防護層在施工中被擾動的工程。它受地質條件影響小,使用方便,作業面大,土方量大,與地面建筑及地下管線的關系較為密切。主要適用于抗力要求不高或不宜暗挖使用的條件下使用。明挖工程中按上部有無地面建筑又可分為單建式和附建式工程。上部無大型或固定地面建筑物的稱為單建式工程;上部有地面建筑的稱為附建工程,也稱為防空地下室。
暗挖工程是指上部自然防護層在施工中未被擾動的工程。施工中受地面建筑及地下管線的影響小,工程的抗力隨防護層厚度的增加有不同程度的提高。結構斷面尺寸因有巖土起承載作用而可減小,但施工受地質條件影響較大。暗挖工程按照是否在山體或平原地區的修建方式由可分為地道式和坑道式工程。如圖1-1所示。
圖 1-1 按工程構筑方式分類的主要人防工程
2.2 按戰時使用功能分類
按戰時的使用功能人防工程可分為:指揮通信工程、醫療救護工程、防空專業隊工程、人員掩蔽工程和配套工程五大類。
· 指揮通信工程:即各級人防指揮所。人防指揮所是保障人防指揮機關戰時能夠不間斷工作的人防工程。
· 醫療救護工程:醫療救護工程是戰時為搶救傷員而修建的醫療救護設施。醫療救護工程根據作用和規模的不同可分為三等:一等為中心醫院,二等為急救醫院,三等為救護站。
· 防空專業隊工程:防空專業隊工程是戰時為保障各類專業隊掩蔽和執行勤務而修建的人防工程。根據《中華人民共和國人民防空法》的規定,防空專業隊伍包括搶險搶修、醫療救護、消防、治安、防化防疫、通信、運輸七種。其主要任務是:戰時擔負搶險搶修、醫療救護、防火滅火、防疫滅菌、消毒和消除沾染、保障通信聯絡、搶救人員和搶運物資、維護社會治安等任務,平時協助防汛、防震等部門擔負搶險救災任務。
· 人員掩蔽工程:人員掩蔽工程是戰時主要用于保障人員掩蔽的人防工程。根據使用對象的不同,人員掩蔽工程分為兩等。一等人員掩蔽所,指戰時堅持工作的政府機關、城市生活重要保障部門(電信、供電、供氣、供水、食品等)、重要廠礦企業和其它戰時有人員進出要求的人員掩蔽工程;二等人員掩蔽所,指戰時留城的普通居民掩蔽工程。
·配套工程:配套工程是戰時用于協調防空作業的保障性人防工程,主要包括:區域電站、區域供水站、人防物資庫、人防汽車庫、食品站、生產車間、疏散干(通)道、警報站、核生化監測中心等工程。
2.3 按防護特性分類
按防護特性人防工程分為甲類與乙類工程。
甲類人防工程是指戰時能抵御預定的核武器、常規武器和生化武器襲擊的工程;乙類人防工程是指戰時能抵御預定的常規武器和生化武器襲擊的工程。甲、乙兩類人防工程均應考慮防常規武器和生化武器,其主要區別在于甲類人防工程設計應考慮防核武器,乙類工程不考慮防核武器。在甲、乙兩類人防工程設計中主要在防早期核輻射、口部設置和抗力要求等相關方面有所不同。至于工程是按甲類還是乙類設計,主要由人防主管部門根據國家的有關規定,結合該地區的具體情況確定。
人防工程的抗力等級與其建筑類型之間有著一定的關系,但沒有直接關系。即人防工程的使用功能與其抗力等級之間雖有某種聯系,但它們之間并沒有一一對應的關系。如人員掩蔽工程可以是核5級,可以是核6級,還可以是核4B級。某抗力等級的人防工程對應的防核爆沖擊波地面超壓值大小以及常規武器破壞的作用,是根據國家制訂的《人民防空工程戰術技術要求》的規定確定。目前常見的面廣量大的防空地下室一般為防常規武器抗力級別5級和6級;防核武器抗力級別4級、4B級、5級、6級和6B級。
3.2 防化分級
防化分級是以人防工程對化學武器的不同防護標準和防護要求劃分的等級,防化等級也反映了對生物武器和放射性沾染等相應武器(或殺傷破壞因素)的防護。防化等級是依據人防工程的使用功能確定的,防化等級與其抗力等級沒有直接關系,現行《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)包括了除甲級防化以外的各防化等級有關防護標準和防護要求。
四、武器及破壞效應
近幾十年,用于戰爭的武器基本上有三大類:即核武器、常規武器和生物化學武器。在工程防護上,對這三類武器的防護措施通常稱為“三防”。由于武器的發展以及作戰方式的改變,武器的樣式和襲擊方式也發生了巨大的改變。對于人防工程,在了解工程防護原則和工程防護措施之前,應首先了解各類武器的特點及其破壞效應,有的放矢地采取相應的防護措施。
4.1 核武器
核武器包括原子彈(重核裂變)、氫彈(輕核聚變)以及中子彈(強核輻射武器,早期核輻射中的中子作用十分突出,爆炸原理類似氫彈)。前兩種一般作為戰略武器可造成大規模的殺傷和破壞;后者則基本上屬于戰術核武器,作用集中,主要為了殺傷人員,對工程和武器裝備的破壞可以不考慮。從發射系統上來看,核武器還可以分為核導彈、核航空炸彈、核炮彈、核深水炸彈、核魚雷、核地雷等。
核武器的爆炸性和武器威力以“梯恩梯當量(TNT)”來衡量。所謂當量是與核爆炸能量相當的普通梯恩梯炸藥的重量。例如“1.5萬噸TNT當量”的核武器,其爆炸可釋放出相當于1.5 萬噸的梯恩梯炸藥的能量。
核武器爆炸一般會產生五種殺傷破壞因素,即熱輻射、空氣沖擊波、早期核輻射、核電磁脈沖和放射性沾染等。其作用時間并不相同,前四種破壞效應都在幾十秒內,放射性沾染影響時間較長,可能持續幾天甚至是更長的時間。近年來,核武器爆炸時產生的沖擊與震動也日益受到人們的重視。不同類型的核武器以及不同類型的爆炸方式,各種殺傷破壞因素所占能量的比例也不相同。原子彈爆炸中各種殺傷破壞因素在爆炸總能量中所占的比例關系如圖1-2所示。
圖1-2 原子彈空爆時能量分配比
4.2 常規武器
對人防工程產生破壞的常規武器主要有火炮、飛機投擲的航空炸彈(又可簡稱炸彈)、以及裝有常規彈頭的導彈。根據破壞效應的不同,常規武器可分為爆破彈、穿甲彈、半穿甲彈、燃燒彈型和燃料空氣彈等。
炸彈的大小一般按“口徑”分級,所謂口徑是指炸彈的名義重量,如250kg炸彈、500磅炸彈等。俄軍的航彈以公斤表示,例如500kg的爆破彈,其實際全重為478kg。美軍以磅表示,例如2000磅低阻式爆破彈實際重量為1015磅?,F代戰爭中使用的炸彈,其口徑都較大,一旦命中,炸彈爆炸對結構的局部破壞作用是非常嚴重的。若考慮防500kg普通爆破彈直接命中,其厚度需2.85m左右才能抵抗常規武器的直接命中。這對于面廣量大的防空地下室工程不可能做到,因此大多數防空地下室一般不考慮抗炸彈直接命中。
4.3 生化武器
戰爭中用來殺傷人員、牲畜,毀壞植物的各種有毒化學物質稱為軍用毒劑,而裝載有毒劑的炮彈、炸彈、火箭彈及其他容器就稱為化學武器?;瘜W武器的外殼可能與普通炮炸彈相同,但可通過特殊的標志鑒別。戰爭中可能使用的毒劑種類很多,按照中毒后人員的不同癥狀可分為神經性、糜爛性、全身中毒性、窒息性、刺激性等毒劑。
日本713部隊使用的細菌彈
生物武器也叫細菌武器,是一種用生物戰劑殺害人、牲畜和毀壞植物的武器?,F代戰爭中的生物武器,是生物戰劑及其施放裝置的總稱。生物戰劑一般是指能使人畜致病的微生物或其他生物制劑或毒素。
生物武器的殺傷力是靠散布生物戰劑,使人員、牲畜和農作物致病死亡,以達到大規模殺傷對方有生力量和擾亂、破壞其后方的目的。生物武器是一種戰略武器,在特定條件下某些生物戰劑也可用于戰術目的。以武器相對重量比較,生物武器造成的傷亡率不亞于核武器。
4.4 城市次生災害
各種武器除了直接產生殺傷破壞效應外,還會產生次生災害。在城市中主要造成的次生災害有城市火災、房屋倒塌、化學毒劑泄露等。次生災害也將會對人員產生極大的傷害,有時甚至大于武器的直接傷害。
城市火災是戰時在敵人空襲后產生的次生災害,它是指在核爆炸或大規模燃燒彈襲擊條件下所引發的全城性火災,而不是指城市中個別的或部分的建筑物火災。城市火災的形成條件比較復雜,主要與城市的形狀,可燃物的密度,地面的初始風速等因素有關。日本廣島在遭到核襲擊后發生了城市火災,而長畸市在遭到核襲擊后就沒有發生城市火災,原因是長畸市是個條狀城市,說明城市形狀對火災形成影響較大。城市火災會在地面上形成長時間的高溫,因而會因地下室內部溫度過高而使室內人員無法生存,無法轉移。最嚴重的城市火災又稱火風暴,它可使地下室嚴重缺氧。二次大戰時,德國的漢堡就因火風暴使躲在地下室的居民因嚴重缺氧和高溫而大量死亡。
戰爭狀態下,一些儲存有有害氣體、重毒氣體的廠房也有可能被炸毀,從而導致大量的毒劑泄漏,這也會對人防工程中的掩蔽人員帶來傷害。因此在現行規范中要求人防工程的修建應遠離危險物品廠房及庫房。
5.1 工程防護原則
人防工程應能防御的武器殺傷破壞因素主要包括:
甲類人防工程:能防御預定的核爆炸地面沖擊波及相應的熱輻射、早期核輻射、放射性沾染和核電磁脈沖等,也就是說甲類人防工程不僅能防核爆沖擊波,而且也要防核爆炸產生的其它四種殺傷破壞因素;同時應能防御預定的化學武器、生物武器和常規武器的殺傷破壞作用;以及地面建筑物倒塌和城市火災等次生災害的殺傷破壞作用。
乙類人防工程:能防御預定的化學武器、生物武器和常規武器的殺傷破壞作用;以及地面建筑物倒塌和城市火災等次生災害的殺傷破壞作用。
一般人防工程防護原則如下:
對于核武器的防護只考慮一次作用,不考慮核武器的多次重復作用。
對于常規武器不考慮抵御炸彈直接命中的破壞作用。
防化等級由其戰時功能確定。
5.2 工程防護措施
1、對地面沖擊波的防護(包括對地面建筑物倒塌荷載的防護)
人防工程對地面沖擊波的防護(包括對地面建筑物倒塌荷載的防護)措施包括:
· 人防工程的圍護結構應具有足夠的抗力,滿足抗核爆動荷載、常規武器整體作用以及建筑物倒塌荷載的強度要求。
· 為了把沖擊波阻擋在室外,戰時出入口應設置防護門或防護密閉門。
· 為了把沖擊波阻擋在室外,戰時通風口應設置防爆波活門、擴散室等削波設施。
· 為了把沖擊波阻擋在室外,專供平時使用的出入口、通風口以及其它類型的孔洞應在臨戰前采取封堵措施。
2、對化學武器的防護(包括防生物武器和放射性沾染等)
美軍使用的沙林毒氣彈
化學武器、生物武器和放射性沾染雖屬三種不同性質的殺傷武器,但它們具有共同點,即都必須進入室內才能對人員產生殺傷作用,因此對這三種殺傷武器(或因素)的防護可以采用相近的工程防護措施來處理。
為使人防工程內部形成一個完整的密閉區,以及在室外染毒情況下能給室內人員提供必要的新風和人員能夠進出人防工程條件,人防工程應能滿足以下要求和必要的防護密閉設施:
· 人防圍護結構要滿足密閉要求。一般情況下,工程主體采用鋼筋混凝土整澆結構。
· 戰時在隔絕防護時間內,為了能給室內人員提供起碼的生存條件,人防工程主體內部應具有足夠的人員生存空間。
· 通風系統中設置濾毒通風設施和相應的密閉閥門。
· 戰時主要出入口設置密閉門和通風換氣設施構成的防毒通道以及洗消間或簡易洗消設施。
· 戰時次要出入口設置密閉門和密閉通道。
3、對早期核輻射的防護(包括防熱輻射和防城市火災等)
早期核輻射、熱輻射和城市火災其性質雖然不同,但對這三種殺傷因素的防護可以采用相近的工程防護措施。主要包括:
· 圍護結構要滿足一定的厚度要求,必要時在頂板上方進行覆土。
· 出入口通道設置90°的拐彎,并滿足一定的通道長度要求。
4、對常規武器的防護(包括對地面建筑物倒塌形成堵塞的防護)
對常規武器的防護(包括對地面建筑物倒塌形成堵塞的防護)措施主要包括:
· 為了降低炸彈的命中率,提高人防工程的生存概率,需要控制主體的規模,對于較大的人防工程,按照規定在主體內劃分防護單元和抗爆單元。