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机房设计与设备安装 |
人民防空地下室柴油机电站布置及设计要求 |
摘要：人防工程作为一种地下防护性建筑，主要作用是为了保障战时人员、物资、通讯、医疗、安全等。在和平年代里，人防工程的功能和作用得以延伸，人防工程除了满足战备所需之外，还能够作为地下商场、停车场、防灾应急避难场所等。人防地下室设计有很强的综合性，需要做好设计工作。本文对人防工程展开介绍，浅析了人防工程柴油电站布置及设计要点。
一、概述
在战争时期遭敌方空袭及和平时期突发事故时，防空地下室工程承担着保护人民生命、财产安全的重任。随着目前国际局势的日益复杂化，国防建设日益加强，国家对于人民防空地下室的重视程度也越来越高。防空地下室作为特殊的建筑形式，在进行供电系统设计时，应综合考虑平时功能和战时功能，做到“平战结合”，既考虑平时的经济性，也要保证战时供电的可靠性。
在防空地下室电气设计中，柴油电站的设计是较为重要和复杂的，在参与人防电气施工图审查过程中，发现柴油电站的电气设计存在一些问题，主要表现在：
（1）柴油电站设计原则不清楚；
（2）确定柴油电站机组容量时没有进行修正计算；
（3）固定电站与移动电站设计形式混淆不清；
（4）设计深度不够或设计内容缺项。
本文根据现行的有关规范标准，结合平时设计过程中的一些心得，总结了柴油电站的设计原则及设计方法。
二、人防工程介绍
人防工程，通俗而言指的是在防空袭条件下用于保护人民及有关设施的地下建筑物，人民防空工程建设的主要目的是为了战争时期保护人民的生命财产安全、保障通信顺畅和指挥到位。和平时代，人防工程主要被用来停放车辆，或改造成地下商场，为人们提供生活方面的便利。
1、人防工程的建设要求
可以看出，人防工程有很大的作用、功能也十分强大，与普通建筑物相比，其建设的重要性不言而喻。因此，人防工程建设必须在民用普通建筑的基础上，满足以下几个方面要求：
（1）满足“三防”要求。人防工程建设过程中，需要做好防核、防毒、防生化等防护工作，确保防护层达到规定厚度和工程密闭性，起到战时防护功能。
（2）满足消防要求。严格按照城市消防工程建设标准，制定空袭、火灾应急预案，做好各类防火设施、设备的配套工作。
（3）满足抗毁要求。为了满足战时所需，人防工程建设需要具备一定的武器防御能力，提高防护能力。
2、人防工程的功能
人民防空工程体系按战时功能可划分为组织指挥工程、医疗救护工程、防空专业工程、人员掩蔽工程和配套工程。指挥工程是指在战时用于保障指挥人员和指挥机关工作的工程，在战时起着至关重要的作用。指挥工程中拥有完备的通信设施，可以在发生重大灾害时保持良好、可靠的通信水平，从而迅速建立救灾指挥系统，为抢占救灾黄金时间、协调救灾工作提供充分的应急支援。考虑到布局的需要，应该将指挥工程设置在远离经济目标的地方，出入口要设置的相对隐秘。引接城市水源、电源方便，平时可作为应急指挥中心，不得改作它用。医疗救护工程在战时主要为负伤人员提供紧急医疗救护支援，在平时主要用来存储必要的应急药品和医疗器材，可以在重大灾害发生时第一时间起到医疗支撑的作用，减少人员的伤亡率。急救医院结合专科医院等建设，救护站根据保障目标的不同，要因地制宜，根据实际情况配置，平时可作为地面医疗设施的一部分，如化验室等，不宜改作它用。防空专业队工程主要由重要目标单位及城建、市政、电力、公安、环卫、邮电、广电、交通、教育等相关部门负责组建，并可利用其行政办公建筑的防空地下室进行布置，在战时具有掩蔽这些专业技术人员和装备的功能，拥有一定的专业存储空间，在平时不影响战时功能的前提下可以将专业的防灾救灾设备预先存储在防空专业队工程中，确保在灾害发生时，可以及时、迅速的采取救灾行动。
3、人防工程与普通地下室的区别
（1）人防工程是按照战时防护标准专门修建的，具有相应的防护要求；普通地下室是为了稳定地上建筑物，或是实现某种普通用途而修建的，没有防护要求。
（2）人防工程在战时具有防空袭和防核生化武器袭击的作用。普通地下室相较于人防工程没有这些作用。
（3）由于战时工程的荷载一般较大，人防工程比普通地下室更厚、更坚固。屋面厚度、墙体厚度、埋深、外墙、底板、柱子和顶梁均大于普通地下室，除了承重功能之外，还有一定的抗冲击波和常规炸弹爆轰波的能力。普通地下室相较于人防工程没有这些能力。
（4）进行建筑规划过程中，考虑到战时的出入人员的安全，要有专门的设置，防病毒通道、净化室、防护门和闭门。普通地下室相较于人防工程没有这些专门的设置。
（5）鉴于人防工程对通风、化学武器和生物武器的攻击，将建立防尘过滤通道，并可安装过滤器、通风设施和防爆阀门，相比而言，普通地下室没有。
（6）人防工程在电气照明上配备有应急系统，会根据需要设置内部发电站，普通地下室一般不会设置。
（7）人防工程在给排水方面设置了战时洗消、生活用的给排水系统，而普通地下室没有。
三、人防工程柴油电站布置及设计要点
1、柴油电站的类型
（1）移动电站
移动电站是一个俗称，就是把发电机组配置装入一能移动的箱体内，一般常见的有把发动机组配置放入一集装箱或把这套集装箱配置放到二类汽车底盘上，那需要用电把车开到电站内，接上A、B、C、N1四线，起动发电机组正常运行合闸送电，所谓移动就是发电机组能快捷、方便、随用户要求又不需较繁琐的手段。对于救护站、防空专业队工程、人员掩蔽部工程配套工程的电站，当发电机容量小于120kW时，宜按移动电站设计。当大于120kW，设置固定电站受到限制时，应设置两或多个移动电站。
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人防移动柴油机电站平面图（120KW） |
人防移动柴油机电站侧视图（120KW） |
（2）固定电站
战时用电负荷大于120kW的电站宜按固定电站设计。当设置固定电站时，除向本工程供电外还可以作为区域电站向邻近的防空地下室级负荷供电，但必须满足低压供电半径，低压供电半径一般为500m左右。
（3）区域电站
对于建设规模较大即单建工程较多且又比较集中的工程宜在防空地下室的负荷中心设区域电站。此外，平时使用的柴油发电机宜设在防护区内，如附近还有其它防空地下室宜按区域电站进行设计。
2、柴油电站平面布置原则
（1）固定电站布置原则
人防电站布置与控制信号联络图如图3所示，通风设计如图4所示。
① 送风竖井、排风、排烟竖井宜单独设置，机组采用循环水冷时应设水泵间。
② 控制室和电能的分配室合一起时，建立工作人员办公室。监控室和工作人员休息室应放置在干净区域，柴油发电机和其他房间都位于半感染区域，进出房间必须经由控制通道，并配有简单的消毒通道机构设置，密闭隔墙上设置观察窗。
③ 设置电源的位置在负荷中心，离配电室近，如果电站离出入口远需要做好准备来处理噪音和振动。
④ 柴油机发电站应位于地下室最底层，设法避免在建筑物的地板上安装。
⑤ 在通过传输、洞口等地应具有足够的空间。
对于柴油发电机房，除了规定的距离设置要求外，我们还必须考虑集中的单位安装、维修等措施。
（2）柴油电站设计中应注意的问题
① 根据《人民防空工程设计防护规范》（GB50098-2009）第4.1条规定，柴油发电机房应划为独立的防火分区。设计中非常容易忽视，一旦忽视，后期修改极为麻烦。
② 进、排风口的水平距离不小于15米，或高差大于6米。
③ 柴油发电机房可与相邻的人防工程划为一个防护单元，但不计入掩蔽面积。
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图3 人防电站布置与控制信号联络图. |
图4 人防柴油电站进排风系统设计 |
四、柴油发电机组容量的选择
根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）相关条文要求，柴油发电机组的容量应满足下列要求：
（1）战时供电容量必须满足本防空地下室战时一级、二级电力负荷的要求；
（2）作为区域电站使用，还须满足在低压供电半径范围内邻近人防工程战时一级、二级负荷的要求；
（3）如平时作为消防应急电源使用，其容量应按战时和平时供电容量的较大者确定；
（4）发电机组总容量满足上述要求外，并应留有10%～15%的备用量，单机容量不宜大于300KW;
（5）发电机组实际输出功率必须根据海拔高度、进气阻力、排烟阻力、长期经济运行等因素进行修正。
众所周知，柴油机的额定功率是指标准环境下（环境大气压为100kPa/相对适度为30%、温度为25℃），柴油机以额定转速连续运行12小时的输出功率。作为消防应急电源的平时柴油发电机组，其连续运行时间不大于8小时，而在战时遭空袭，市电电源被破坏后，防空地下室柴油发电机组的连续运行时间大于12小时，这是设计人员容易忽视的一个问题。柴油发电机组都是按照标准工作环境配置柴油机和发电机的，如果实际环境与标准环境不同，就需要对柴油功率进行修正。
在同一电站内，应选用相同型号、规格并带公共底盘的成套柴油发电机组。
五、与相关专业的相互协调配合问题
（1）向建筑专业提供柴油发电机组的外形尺寸，协助建筑专业完成发电机机房的布局。 《民用建筑电气设计规范》第条规定了机组安装的最小尺寸，但在人防地下室中不能完全按照这个最小尺寸设计机房，应适当放大机房尺寸，以满足运输设备、就地控制、维护检修及布置辅助设备的需要。特别要注意的是，运输通道上防护门与机组尺寸的配合。
（2）将选定的柴油发电机组重量提供给结构专业，校核是否满足结构安全要求。
（3）将选定的柴油发电机组的冷却方式、燃油消耗率、通风量、散热量等数据提交给通风及给排水专业。
六、人防柴油电站设计深度要求
随着城市电网条件的改善，大部分的防空地下室平时两路市电供电比较容易满足，为战时服务的内部电源或区域电源平时设计到位，柴油发电机组平时不施工，临战转换时才安装调试到位，设计人员容易忽视这方面的设计，但为了给战前柴油发电机组安装和调试提供必要的技术资料，在施工图设计阶段，必须严格按照设计深度的要求设计。
《江苏省人民防空地下室设计文件编制深度规定》对战时柴油电站的设计深度做了明确的规定，概括有一下几点：
（1）电站平、剖面图中按比例绘制发电机组、配电柜、信号联络柜、电缆沟、接地装置、机组基础、预埋件等等；
（2）柴油电站配套的附属设备应有配电平面图及相应的标注；动力，照明管线穿越防护隔墙应采取防护处理措施，并预埋必要的预留管；
① 预埋管件应除锈，并在内刷红丹防锈漆两道，应随土建施工时一起浇捣在墙内。
② 预埋管直径应与所连接的管道或密闭阀门、超压自动排气活门的接管直径相一致。
③ 短管预埋时应先焊好密闭肋，管道与管道，管道与法兰，管道与密闭肋的连接均应采用满焊，保证密封。
④ I型用于两端接管（如图5所示）；II型用于一端接管（如图6所示）。
（3）电站配电系统图中应标注柴油发电机组的规格型号，配电柜的编号、型号，标注开关、断路器、互感器、电工仪表等规格型号，标注发电机至配电柜及配电柜出线的电缆型号和规格、敷设方式，保护管管径以及回路编号、回路容量计算电流、负荷名称等相关内容。与市电电源存在切换时，标注转换开关规格型号、整定值，应说明切换条件及方式，发电机启动方式，并车以及市电恢复后的停机等问题。
总之，战时柴油电站设计时，平时需要安装的项目以及平时需要预留到位的项目，均应按要求设计到位，设备应选用标准产品，不宜选用非标产品，并应符合相关规范、节能环保标准。
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图5 人防发电机房穿墙预埋管I型 |
图6 人防发电机房穿墙预埋管II型 |
总结：
在柴油电站设计过程中，确定的方案应经济合理，可靠性高。要严格遵循相关规范、标准要求，参照人防标准图集及人防常用做法，各专业密切配合，选用适合地下工程环境需要的环保紧凑型机组。电气施工图既要满足设计深度要求，又要满足平战转换的可操作性。总的来说，在人防工程中，柴油电站布置及设计有着重要的作用，希望通过本文的分析与研究，能为相关人员提供参考。
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