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機房設計與設備安裝 |
人民防空地下室柴油機電站布置及設計要求 |
摘要：人防工程作為一種地下防護性建筑，主要作用是為了保障戰(zhàn)時人員、物資、通訊、醫(yī)療、安全等。在和平年代里，人防工程的功能和作用得以延伸，人防工程除了滿足戰(zhàn)備所需之外，還能夠作為地下商場、停車場、防災應急避難場所等。人防地下室設計有很強的綜合性，需要做好設計工作。本文對人防工程展開介紹，淺析了人防工程柴油電站布置及設計要點。
一、概述
在戰(zhàn)爭時期遭敵方空襲及和平時期突發(fā)事故時，防空地下室工程承擔著保護人民生命、財產(chǎn)安全的重任。隨著目前國際局勢的日益復雜化，國防建設日益加強，國家對于人民防空地下室的重視程度也越來越高。防空地下室作為特殊的建筑形式，在進行供電系統(tǒng)設計時，應綜合考慮平時功能和戰(zhàn)時功能，做到“平戰(zhàn)結(jié)合”，既考慮平時的經(jīng)濟性，也要保證戰(zhàn)時供電的可靠性。
在防空地下室電氣設計中，柴油電站的設計是較為重要和復雜的，在參與人防電氣施工圖審查過程中，發(fā)現(xiàn)柴油電站的電氣設計存在一些問題，主要表現(xiàn)在：
（1）柴油電站設計原則不清楚；
（2）確定柴油電站機組容量時沒有進行修正計算；
（3）固定電站與移動電站設計形式混淆不清；
（4）設計深度不夠或設計內(nèi)容缺項。
本文根據(jù)現(xiàn)行的有關規(guī)范標準，結(jié)合平時設計過程中的一些心得，總結(jié)了柴油電站的設計原則及設計方法。
二、人防工程介紹
人防工程，通俗而言指的是在防空襲條件下用于保護人民及有關設施的地下建筑物，人民防空工程建設的主要目的是為了戰(zhàn)爭時期保護人民的生命財產(chǎn)安全、保障通信順暢和指揮到位。和平時代，人防工程主要被用來停放車輛，或改造成地下商場，為人們提供生活方面的便利。
1、人防工程的建設要求
可以看出，人防工程有很大的作用、功能也十分強大，與普通建筑物相比，其建設的重要性不言而喻。因此，人防工程建設必須在民用普通建筑的基礎上，滿足以下幾個方面要求：
（1）滿足“三防”要求。人防工程建設過程中，需要做好防核、防毒、防生化等防護工作，確保防護層達到規(guī)定厚度和工程密閉性，起到戰(zhàn)時防護功能。
（2）滿足消防要求。嚴格按照城市消防工程建設標準，制定空襲、火災應急預案，做好各類防火設施、設備的配套工作。
（3）滿足抗毀要求。為了滿足戰(zhàn)時所需，人防工程建設需要具備一定的武器防御能力，提高防護能力。
2、人防工程的功能
人民防空工程體系按戰(zhàn)時功能可劃分為組織指揮工程、醫(yī)療救護工程、防空專業(yè)工程、人員掩蔽工程和配套工程。指揮工程是指在戰(zhàn)時用于保障指揮人員和指揮機關工作的工程，在戰(zhàn)時起著至關重要的作用。指揮工程中擁有完備的通信設施，可以在發(fā)生重大災害時保持良好、可靠的通信水平，從而迅速建立救災指揮系統(tǒng)，為搶占救災黃金時間、協(xié)調(diào)救災工作提供充分的應急支援?？紤]到布局的需要，應該將指揮工程設置在遠離經(jīng)濟目標的地方，出入口要設置的相對隱秘。引接城市水源、電源方便，平時可作為應急指揮中心，不得改作它用。醫(yī)療救護工程在戰(zhàn)時主要為負傷人員提供緊急醫(yī)療救護支援，在平時主要用來存儲必要的應急藥品和醫(yī)療器材，可以在重大災害發(fā)生時第一時間起到醫(yī)療支撐的作用，減少人員的傷亡率。急救醫(yī)院結(jié)合?？漆t(yī)院等建設，救護站根據(jù)保障目標的不同，要因地制宜，根據(jù)實際情況配置，平時可作為地面醫(yī)療設施的一部分，如化驗室等，不宜改作它用。防空專業(yè)隊工程主要由重要目標單位及城建、市政、電力、公安、環(huán)衛(wèi)、郵電、廣電、交通、教育等相關部門負責組建，并可利用其行政辦公建筑的防空地下室進行布置，在戰(zhàn)時具有掩蔽這些專業(yè)技術(shù)人員和裝備的功能，擁有一定的專業(yè)存儲空間，在平時不影響戰(zhàn)時功能的前提下可以將專業(yè)的防災救災設備預先存儲在防空專業(yè)隊工程中，確保在災害發(fā)生時，可以及時、迅速的采取救災行動。
3、人防工程與普通地下室的區(qū)別
（1）人防工程是按照戰(zhàn)時防護標準專門修建的，具有相應的防護要求；普通地下室是為了穩(wěn)定地上建筑物，或是實現(xiàn)某種普通用途而修建的，沒有防護要求。
（2）人防工程在戰(zhàn)時具有防空襲和防核生化武器襲擊的作用。普通地下室相較于人防工程沒有這些作用。
（3）由于戰(zhàn)時工程的荷載一般較大，人防工程比普通地下室更厚、更堅固。屋面厚度、墻體厚度、埋深、外墻、底板、柱子和頂梁均大于普通地下室，除了承重功能之外，還有一定的抗沖擊波和常規(guī)炸彈爆轟波的能力。普通地下室相較于人防工程沒有這些能力。
（4）進行建筑規(guī)劃過程中，考慮到戰(zhàn)時的出入人員的安全，要有專門的設置，防病毒通道、凈化室、防護門和閉門。普通地下室相較于人防工程沒有這些專門的設置。
（5）鑒于人防工程對通風、化學武器和生物武器的攻擊，將建立防塵過濾通道，并可安裝過濾器、通風設施和防爆閥門，相比而言，普通地下室沒有。
（6）人防工程在電氣照明上配備有應急系統(tǒng)，會根據(jù)需要設置內(nèi)部發(fā)電站，普通地下室一般不會設置。
（7）人防工程在給排水方面設置了戰(zhàn)時洗消、生活用的給排水系統(tǒng)，而普通地下室沒有。
三、人防工程柴油電站布置及設計要點
1、柴油電站的類型
（1）移動電站
移動電站是一個俗稱，就是把發(fā)電機組配置裝入一能移動的箱體內(nèi)，一般常見的有把發(fā)動機組配置放入一集裝箱或把這套集裝箱配置放到二類汽車底盤上，那需要用電把車開到電站內(nèi)，接上A、B、C、N1四線，起動發(fā)電機組正常運行合閘送電，所謂移動就是發(fā)電機組能快捷、方便、隨用戶要求又不需較繁瑣的手段。對于救護站、防空專業(yè)隊工程、人員掩蔽部工程配套工程的電站，當發(fā)電機容量小于120kW時，宜按移動電站設計。當大于120kW，設置固定電站受到限制時，應設置兩或多個移動電站。
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人防移動柴油機電站平面圖（120KW） |
人防移動柴油機電站側(cè)視圖（120KW） |
（2）固定電站
戰(zhàn)時用電負荷大于120kW的電站宜按固定電站設計。當設置固定電站時，除向本工程供電外還可以作為區(qū)域電站向鄰近的防空地下室級負荷供電，但必須滿足低壓供電半徑，低壓供電半徑一般為500m左右。
（3）區(qū)域電站
對于建設規(guī)模較大即單建工程較多且又比較集中的工程宜在防空地下室的負荷中心設區(qū)域電站。此外，平時使用的柴油發(fā)電機宜設在防護區(qū)內(nèi)，如附近還有其它防空地下室宜按區(qū)域電站進行設計。
2、柴油電站平面布置原則
（1）固定電站布置原則
人防電站布置與控制信號聯(lián)絡圖如圖3所示，通風設計如圖4所示。
① 送風豎井、排風、排煙豎井宜單獨設置，機組采用循環(huán)水冷時應設水泵間。
② 控制室和電能的分配室合一起時，建立工作人員辦公室。監(jiān)控室和工作人員休息室應放置在干凈區(qū)域，柴油發(fā)電機和其他房間都位于半感染區(qū)域，進出房間必須經(jīng)由控制通道，并配有簡單的消毒通道機構(gòu)設置，密閉隔墻上設置觀察窗。
③ 設置電源的位置在負荷中心，離配電室近，如果電站離出入口遠需要做好準備來處理噪音和振動。
④ 柴油機發(fā)電站應位于地下室最底層，設法避免在建筑物的地板上安裝。
⑤ 在通過傳輸、洞口等地應具有足夠的空間。
對于柴油發(fā)電機房，除了規(guī)定的距離設置要求外，我們還必須考慮集中的單位安裝、維修等措施。
（2）柴油電站設計中應注意的問題
① 根據(jù)《人民防空工程設計防護規(guī)范》（GB50098-2009）第4.1條規(guī)定，柴油發(fā)電機房應劃為獨立的防火分區(qū)。設計中非常容易忽視，一旦忽視，后期修改極為麻煩。
② 進、排風口的水平距離不小于15米，或高差大于6米。
③ 柴油發(fā)電機房可與相鄰的人防工程劃為一個防護單元，但不計入掩蔽面積。
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圖3 人防電站布置與控制信號聯(lián)絡圖. |
圖4 人防柴油電站進排風系統(tǒng)設計 |
四、柴油發(fā)電機組容量的選擇
根據(jù)《人民防空地下室設計規(guī)范》（GB50038-2005）相關條文要求，柴油發(fā)電機組的容量應滿足下列要求：
（1）戰(zhàn)時供電容量必須滿足本防空地下室戰(zhàn)時一級、二級電力負荷的要求；
（2）作為區(qū)域電站使用，還須滿足在低壓供電半徑范圍內(nèi)鄰近人防工程戰(zhàn)時一級、二級負荷的要求；
（3）如平時作為消防應急電源使用，其容量應按戰(zhàn)時和平時供電容量的較大者確定；
（4）發(fā)電機組總?cè)萘繚M足上述要求外，并應留有10%～15%的備用量，單機容量不宜大于300KW;
（5）發(fā)電機組實際輸出功率必須根據(jù)海拔高度、進氣阻力、排煙阻力、長期經(jīng)濟運行等因素進行修正。
眾所周知，柴油機的額定功率是指標準環(huán)境下（環(huán)境大氣壓為100kPa/相對適度為30%、溫度為25℃），柴油機以額定轉(zhuǎn)速連續(xù)運行12小時的輸出功率。作為消防應急電源的平時柴油發(fā)電機組，其連續(xù)運行時間不大于8小時，而在戰(zhàn)時遭空襲，市電電源被破壞后，防空地下室柴油發(fā)電機組的連續(xù)運行時間大于12小時，這是設計人員容易忽視的一個問題。柴油發(fā)電機組都是按照標準工作環(huán)境配置柴油機和發(fā)電機的，如果實際環(huán)境與標準環(huán)境不同，就需要對柴油功率進行修正。
在同一電站內(nèi)，應選用相同型號、規(guī)格并帶公共底盤的成套柴油發(fā)電機組。
五、與相關專業(yè)的相互協(xié)調(diào)配合問題
（1）向建筑專業(yè)提供柴油發(fā)電機組的外形尺寸，協(xié)助建筑專業(yè)完成發(fā)電機機房的布局。 《民用建筑電氣設計規(guī)范》第條規(guī)定了機組安裝的最小尺寸，但在人防地下室中不能完全按照這個最小尺寸設計機房，應適當放大機房尺寸，以滿足運輸設備、就地控制、維護檢修及布置輔助設備的需要。特別要注意的是，運輸通道上防護門與機組尺寸的配合。
（2）將選定的柴油發(fā)電機組重量提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)，校核是否滿足結(jié)構(gòu)安全要求。
（3）將選定的柴油發(fā)電機組的冷卻方式、燃油消耗率、通風量、散熱量等數(shù)據(jù)提交給通風及給排水專業(yè)。
六、人防柴油電站設計深度要求
隨著城市電網(wǎng)條件的改善，大部分的防空地下室平時兩路市電供電比較容易滿足，為戰(zhàn)時服務的內(nèi)部電源或區(qū)域電源平時設計到位，柴油發(fā)電機組平時不施工，臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時才安裝調(diào)試到位，設計人員容易忽視這方面的設計，但為了給戰(zhàn)前柴油發(fā)電機組安裝和調(diào)試提供必要的技術(shù)資料，在施工圖設計階段，必須嚴格按照設計深度的要求設計。
《江蘇省人民防空地下室設計文件編制深度規(guī)定》對戰(zhàn)時柴油電站的設計深度做了明確的規(guī)定，概括有一下幾點：
（1）電站平、剖面圖中按比例繪制發(fā)電機組、配電柜、信號聯(lián)絡柜、電纜溝、接地裝置、機組基礎、預埋件等等；
（2）柴油電站配套的附屬設備應有配電平面圖及相應的標注；動力，照明管線穿越防護隔墻應采取防護處理措施，并預埋必要的預留管；
① 預埋管件應除銹，并在內(nèi)刷紅丹防銹漆兩道，應隨土建施工時一起澆搗在墻內(nèi)。
② 預埋管直徑應與所連接的管道或密閉閥門、超壓自動排氣活門的接管直徑相一致。
③ 短管預埋時應先焊好密閉肋，管道與管道，管道與法蘭，管道與密閉肋的連接均應采用滿焊，保證密封。
④ I型用于兩端接管（如圖5所示）；II型用于一端接管（如圖6所示）。
（3）電站配電系統(tǒng)圖中應標注柴油發(fā)電機組的規(guī)格型號，配電柜的編號、型號，標注開關、斷路器、互感器、電工儀表等規(guī)格型號，標注發(fā)電機至配電柜及配電柜出線的電纜型號和規(guī)格、敷設方式，保護管管徑以及回路編號、回路容量計算電流、負荷名稱等相關內(nèi)容。與市電電源存在切換時，標注轉(zhuǎn)換開關規(guī)格型號、整定值，應說明切換條件及方式，發(fā)電機啟動方式，并車以及市電恢復后的停機等問題。
總之，戰(zhàn)時柴油電站設計時，平時需要安裝的項目以及平時需要預留到位的項目，均應按要求設計到位，設備應選用標準產(chǎn)品，不宜選用非標產(chǎn)品，并應符合相關規(guī)范、節(jié)能環(huán)保標準。
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圖5 人防發(fā)電機房穿墻預埋管I型 |
圖6 人防發(fā)電機房穿墻預埋管II型 |
總結(jié)：
在柴油電站設計過程中，確定的方案應經(jīng)濟合理，可靠性高。要嚴格遵循相關規(guī)范、標準要求，參照人防標準圖集及人防常用做法，各專業(yè)密切配合，選用適合地下工程環(huán)境需要的環(huán)保緊湊型機組。電氣施工圖既要滿足設計深度要求，又要滿足平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的可操作性?？偟膩碚f，在人防工程中，柴油電站布置及設計有著重要的作用，希望通過本文的分析與研究，能為相關人員提供參考。
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