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 随着城市的发展，建设用地存量日益紧张，作为提高土地利用率的高效途径，开发地下空间已成为公共建筑设计中不可或缺的一环。地下空间能高效解决停车、设备等需求，随着开发理念的发展，其功能亦渐趋多样，在城市建设中，开发地下空间已成为设计者的共同认识。
在过去的城市开发中，由于建筑标准及建设年代的差异，多数建筑地下车库在设计时仅考虑安全疏散、防火、抗震、人防等规范要求，而对未有规范强制要求的洪涝灾害则考虑不足。在降水集中的夏季，由于城市设计中存在的问题及恶劣的天气环境，城市内涝常发，雨水倒灌进地下车库的情况时有发生，对人们的生命财产安全造成威胁。
以今年7.20河南特大暴雨为例，该次特大暴雨给河南医疗卫生系统造成了严重的损失：
郑州大学第一附属医院：最严重时，被困患者及家属一万多人，负三层、负二层、负一层被淹没，供电、供水、通信等设施受损中断，10多亿的机器没了，一楼药房也部分被泡。
华中阜外医院：一楼及地下两层全部被淹，基础建设及医疗设备等损毁严重，损失巨大，经初步测算，直接损失共计14.56亿元（该院一期投资15亿），其中医疗设备损失3.3亿元。
新乡医学院第一附属医院：该院所在位置相对较高，但因和新乡卫河直线距离仅500米，受洪水上涨影响，包括一楼检验医疗器械以及部分建筑物在内受到损伤，初步估算5~7个亿。
此外，还有数家基层医院受损。
河南卫生系统直接经济损失初步估计在41个亿。
众所周知，我国绝大部分建设活动集中在东部季风区，季风气候区降水时间集中、雨量大，丰沛的夏季降水加之城市缺乏完善的防洪排涝应对机制，导致夏季城市洪涝灾害频发，而温室效应、城市热岛等现象加剧了灾害的严重程度。城市的硬底化建设不断减少透水面积，更是削弱了城市对雨水的调蓄消解能力。因此，在项目建设中，应当重视地下室的防洪排涝设计，增强建筑的防洪排涝性能，对于综合医院等大型公共建筑而言尤其重要。
而粤东地区（包含汕头、潮州、揭阳、梅州、汕尾五市）城市洪涝灾害更为严重，该地地处亚热带季风气候区，夏季受副热带高压和热带气旋的影响，高温多雨，降水量在我国东部季风区中尤为突出。
自党的十八大召开以来，广东省坚持以建设健康广东、打造卫生强省为纲领，全面加强基层医疗卫生服务能力建设，在省财政的大力支持下，粤东地区综合医院建设迅速推进，基层医疗系统建设初见成效。在建设过程中，大型综合医院的地下室设计一直备受关注。不同于一般规模的综合医院或妇幼保健院，大型综合医院的地下室除地下车库及设备区外，一般设置有中心药库、总务库等内含重要物资的区域，另外还会有核医学科及影像科等设置有贵重仪器的科室，因而有着极高的洪水防护要求。
在粤东地区的气候环境下，如何应对洪涝灾害、保证雨季时段内的安全运营，是该地区大型综合医院地下室设计的重要课题。本文以广东省海丰县彭湃纪念医院新院区建设项目为例，分析建筑地下室设计时应对洪涝的策略与措施，归纳总结可行的设计及工程经验。
项目概况
彭湃纪念医院新院区建设项目选址位于广东省汕尾市海丰县海丽大道侧。海丰位于广东省东南沿海，东临陆丰市，西北毗邻惠东县，南邻南海，北邻紫金县。整体地势由西北向东南倾斜。
项目总用地面积 60000 平方米，总建筑面积 180 000 平方米，地上建筑面积约 95000 平方米，拟建门诊医技综合楼、两栋住院楼、感染后及科研后勤楼。地下建筑面积 85 000 平方米，地下一层功能为停车库、设备用房、污水污物处理场所，地下二层功能为放疗设备用房、高压氧舱等放射或重型设备。
项目鸟瞰效果图（图片来源 ：华南理工大学建筑设计研究院有限公司）
（1）项目所在地洪涝灾害频发
海丰县属南亚热带海洋性气候，年平均降水量2389.5mm，是国内降水量最大的地区之一。夏季高温多雨，湿度大，受台风影响时降水量大，洪涝灾害频发。
县城位于莲花山南侧，雨量充沛，是广东省三大著名暴雨中心之一。据资料显示，海丰县占据汕尾市数项极端天气记录之最 ：最大连续性降水过程（2006年发生，连续降雨1个月累计达到1 471.1 mm）；极端最大年总雨量（3727.8 mm）；连续性暴雨时间最长且累积雨量最大的降水（10 d累积雨量达 1 023 mm）；年最多暴雨日数（1997和2006年发生，达到 23 d）；极端最大日雨量（1987年发生，为 621.6 mm）。海丰县每年的降水集中于 4月至 9月，降雨量占全年降雨量的 85 ％左右，极易发生洪涝灾害。
（2）项目基地洪涝可能性高
设计之初，我方从海丰县水利局获悉，水利局无项目基地百年一遇洪水水位资料，50年一遇洪水水位参考龙津河海河路段附近，该处 50年一遇洪水标高为 2.18 m（珠基高程系统，对应 85高程系统 2.737 m）。项目建设用地方正，大致呈正方形。项目用地平坦，地势较低，四周为农田，场地平均标高 1.5 m，西侧海丽大道路面标高为 2.9 m。结合当地水文资料及近年降雨情况分析，项目所在地点汛期遭遇洪涝的可能性非常大。
方法策略
（1）提高设计标准
虽然国家规范《防洪标准》（GB50201-94）中一般城镇的防洪标准只需满足 20~50年的重现期（见表 1），但因本案为大型三甲医院，属于重要公共建筑，必须提高其应对洪涝灾害的能力，尽可能保证建筑在遭遇洪涝时仍能正常运营。加之近年厄尔尼诺、拉尼娜现象频发，城市洪涝情况日益严峻，故本案应以能够应对百年一遇洪水的标准执行。
（2）合理设计场地排水
场地竖向设计的基本要求为 ：避免室外雨水流入建筑物内，并引导室外雨水顺利排除。本案在地下室范围内，场地找坡由建筑物向外倾斜。在地下室以外范围，因项目周边市政道路自西往东降低，为顺应市政道路走势，整体设计呈西高东低。根据工程总平面规划，本项目内部道路完善，排水线路设计沿着规划道路方向，最终排向东侧规划路的雨水井中，可有效地排除积蓄在项目区内的汇水，因排水不畅引起雨水倒灌的可能较低。
（3）贯彻海绵城市理念
本案同时采取海绵城市的策略措施，将自然手段与人工措施相结合，最大限度地实现雨水在院区的积存、渗透和净化，减轻院内排水压力，促进生态环境保护。
第一，尽可能扩大疏水铺地的范围。本案在满足控规要求绿地率的基础上，合理规划院内道路及绿化用地，除必要的车行道硬底化外，人行道采用透水材料铺装，同时，车位采用孔隙率较大的植草砖，收集附近区域中的雨水。
第二，合理利用生物滞留设施调蓄院内雨水，合理设置生态树池、植物滞留池等生物滞留设施，充分利用植物根系在土壤加固和水土保持中的不可替代的作用。项目绿地率达 35.10 %，院内绿地平均覆土深度达 1 m以上，大部分绿地覆土厚度大于1 m，满足浅根乔木的种植要求，且在数个重点营造的绿化区域，灵活运用微地形手法增加覆土厚度，以满足深根乔木的种植要求。
第三，遵循绿色屋顶策略，于建筑屋面及中庭设置大面积的屋面花园，有效缓解雨水径流压力，吸收建筑热量，并形成良好的城市景观。
得益于大面积的地面透水材料及绿化，院内疏水排水压力得到有效减轻，地下室雨水倒灌的可能进一步降低。
疏水铺地及绿地示意图
（4）建筑整体抬升
设计者通常追求建筑物与城市道路“无障碍衔接”，缺少防洪设计考虑，结果建筑物与城市道路高差甚微，导致遭遇洪涝灾害时无应对能力，洪水灌入地下室，造成巨大的财产损失及严重的设备损毁。
项目基地西高东低，西侧海丽大道路面标高为 2.9 m，东侧规划路路面设计标高为 2.5 m，场地平均标高 1.5 m，远低于 50年洪水水位参考值 2.737 m，若仅考虑场地雨水排放坡度要求，则建筑与道路间的高差十分有限，加之作为雨水倒灌的主要途径的地库入口标高比首层完成面更低，建筑甚至无法应对 50年一遇的洪水。基于以上考虑，兼顾医院日常使用便利性，本案采取将建筑整体抬高的策略。首层设计标高为 4.4 m（珠基高程系统），比城市道路高出 1.5 m，可从容应对 50年一遇洪水，且亦有能力抵御百年一遇的洪水。同时，抬高地下室还能减少开挖土方量，降低工程造价，有效提高项目的经济性及实用性。
防洪效果对比示意图
洪水水位 4.3  m 时模拟效果
（5）车道入口设防洪闸门
建筑整体抬升后，地下车库出入口车道成为防洪设计的关键。若选择同时将车库入口抬高处理，虽防洪效果理想，但不利于日常使用及院内外交通组织，且进入地下室的车道会相应变长，按最大 15 %的坡道坡度计算，抬升 1.5  m其水平投影长度将增大 10 m，占用宝贵的地下室空间。
因此，本案选择将出入口车道坡顶保持在便于使用的合理高度，同时，于各车道入口处设置定制防汛挡板，且防汛挡板顶标高与首层室内地面标高齐平，二者结合，弥补出入口车道开口标高降低而带来的防洪短板，达到车道入口抬升同样的防洪效果。这种方式有利于院内交通组织及日常使用，且坡道短、占用空间小。同时，建筑师、结构工程师及厂商密切配合，确保其结构强度及密闭性，使收纳更容易，不影响日常使用。定制化的防汛挡板，与规范要求设置的挡水带、截洪沟、防水反坡等共同组成了车库出入口坡道处的防洪体系，大大增强了地下室的防洪涝性能，弥补了规范要求的短板。
地下车库出入口车道处理方式对比示意图
车道入口设防洪闸门
《车库建筑设计规范》中明确规定，为防止雨水倒灌进入地下空间，对于有雨水进入可能性的地下车库，必须在入口及坡道处设置截水沟、挡水槛及防水反坡等。但以上措施仅能防止正常天气环境下的雨水进入，无法应对城市洪涝灾害，其防洪性能十分有限。部分管理方会在原设计基础上增设防汛挡板及防汛沙袋，而出于产品性能、成本、管理等多种原因，其防洪性能依然有限，使用时出现挡板防护高度不足、挡板及沙袋渗漏、挡板结构失稳等情况。本案在设计之初就考虑采用高性能的防汛挡板，具有重要的参考价值。
（6）地下室开口标高控制
洪涝是顺应地形往下走的重力流，除地下车库出入口车道外，地下室对地上部分及室外场地的任何开口，都是防洪的薄弱部位。地下安全疏散出口、下沉广场、车库出入口、进排风井、建筑内通往地下室的楼梯等，都是洪水进入地下室的途径。
建筑的防洪系统中必须防止“木桶理论”中“短板”的出现。因此，需要控制所有上述开口中最低点的标高，使其大于防洪设计标高。本案选择以首层完成面标高（4.4 m）作为防洪设计标高，所有开孔的标高均大于此，以确保地下室整体的防洪性能，此项措施是保证“整体抬升”策略有效性的必要条件。
（7）地下室重点区域设置防洪门闸
本案地下室区域有设备用房、污水污物处理间、放疗设备用房、高压氧舱等，雨水一旦大量灌入地下室，将造成严重的设备损坏，而大型设备维修更换极为困难。为应对防洪闸门失效或洪水漫过防洪设计标高进入地下室的情况，本案将主要设备区、库房及药房等功能集中布置，功能区外围采用混凝土墙体围护，墙体开门处设置防洪闸门，作为项目防洪涝的第二道防线，于第一道防线失效时将地下室重点保护区域封闭，力求将灾害损失降到最低。
地下室设备区域及防洪门闸示意图
地下空间是提高土地利用效率的有效手段，其建设量必将日益增加，而防洪涝是地下空间面对的最重要的问题之一。要想切实提高建筑物地下空间的防洪涝性能，需要在区位选择、场地与建筑设计、防汛设施应用等多个层次多方面着手，对建筑物防洪涝系统中的薄弱环节进行针对性设计，方能保证建筑的防洪涝性能，确保恶劣天气条件下建筑的正常运作。

参考文献
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