民用建筑中人防工程電氣設計探討

白雄杰， 張 超

(中國航空規劃設計研究總院有限公司，北京 100029)

0 引言

隨著人們對城市防空、抗災、防空襲的認識不斷增強，人民防空設施的建設也越來越受到重視。目前各省市人防辦均出臺相關文件，對新建設的建筑，均需要建設人防工程(部分省市條件允許可利用就近人防工程)的要求。

1 人防工程分類

按照使用功能可以分為：指揮工程、醫療救護工程、防空專業隊工程、人員掩蔽工程、配套工程。民用建筑建設的防空地下室主要以二等人員掩蔽工程和配套工程中的人防物資庫為主，也會出現防空專業隊工程和一等人員掩蔽工程。醫療建筑中有時會出現醫療救護工程。平時一般為汽車庫，臨戰轉換為防空地下室。

2 人防工程電氣設計與民用建筑電氣主要區別

與民用建筑電氣設計相比，人防工程的電氣設計需要特別關注的方面包括：(1)由于戰時市政電源不再可靠，隨時可能中斷，因此需要設置人防電源(區域電源或者人防內部電源等)；(2)各類人防工程根據建筑面積要求又劃分為多個防護單元，每個防護單元的防護設施和內部設備均能自成體系；(3)平時市政電源和人防電源之間需要在適當位置設置切換裝置；(4)在管線敷設方面，各個防護單元之間的分隔有防護要求，不能直接開洞穿越，需要在分隔處的防護密閉墻或密閉隔墻增加密閉套管。

其余設計大致與一般的民用建筑相同。下文將結合一個具體人防工程介紹人防電氣設計。

3 具體人防電氣設計

本人防工程建筑面積約為2.65萬m2，含有10個防護單元(4個物資庫、5個二等人員掩蔽部和1個防空專業隊)，平時為地下汽車庫。

戰時專業隊、二等人員掩蔽部、人防物資庫的特點與區別可參見表1。

戰時專業隊、二等人員掩蔽部、人防物資庫的特點與區別 表1

3.1 負荷分級

人防工程負荷分級與民用建筑略有不同，例如一般人防工程在平時為汽車庫，所以普通照明、送/排風機為三級負荷，但人防工程為二級負荷，戰時專業隊的洗消用電加熱淋浴器同樣也為二級負荷等。設計時需注意區分。具體負荷分級，見GB 50038—2005《人民防空地下室設計規范》中的相關規定要求。

3.2 負荷計算

負荷計算可以采取利用系數法或需要系數法。各種負荷的計算系數與平時電氣系統的設計大致相同。可以參考《工業與民用供配電設計手冊》(第四版)中相關負荷計算的系數取值。

3.3 確定人防電源類型

由于戰時外部(市政)電源不再可靠，所以需要設置人防內部電源。依據GB 50038—2005《人民防空地下室設計規范》第7.2.11條：各類人防防護單元建筑面積之和大于5 000m2，需要在工程內部設置柴油電站。因此本工程選用柴油發電機組作為人防內部電源。

3.4 確定柴油電站類型

本人防工程具有橫向跨度大、建設面積大、防護單元多、二等人員掩蔽部和人防物資庫用電量均較小等特點，因此為了保障供電半徑、合理分配柴油發電機組容量，需要設置多個柴油電站。

(1)柴油電站的選擇

柴油電站分為固定電站與移動電站。其中，移動電站，指可以設置1臺120kW的柴油發電機組或設置2臺柴油發電機組，但總容量≤120kW，由于機組的容量小，要求進、排風的面積小，可以不設置值班室，因此占地面積小。但由于單臺容量≤120kW，所以不適用于承擔多個含有大負荷用電設備的防護單元(一等人員掩蔽部、戰時專業隊等)供電。

固定電站內，單臺機組≤300kW，每個固定電站設置2臺及以上柴油發電機組，但不能超過4臺。雖然機組容量大，因此要求的進、排風的面積也大，需要設置值班室，占地面積大，不利于建筑整體布局。但是，固定電站機組的容量單臺可以為300kW，所以當人防中含有較多用電設備大的防護單元時，設置固定電站比較合理。

根據本項目的特點，除一個戰時專業隊，其余均為二等人員掩蔽部和人防物資庫，用電量較小的防護單元，所以最終選擇移動電站。

(2)柴油電站選址

柴油電站需要設置在負責供電的幾個防護單元中間位置，避免設置在端頭的防護單元內，以減少穿越防護單元進行配電。由于柴油電站均為機械送、排風，因此需要暖通與建筑專業相互協作，選取比較合適的區域，防止影響地下室和出地面區域的建筑布局。為了方便人員操作，需要與人員掩蔽工程或防空專業隊工程相結合設置。

(3)移動電站的設置

通過負荷計算本工程共設置3個移動電站。其中，移動電站1供電范圍：防空專業隊、2個人防物資庫；移動電站2供電范圍：2個二等人員掩蔽工程、2個人防物資庫；移動電站3供電范圍：3個人防物資庫。

3.5 外部電源與人防電源的轉換

人防內的用電設備有外部電源和內部電源2種電源供電。戰時當外部電源切斷后需要轉換為內部電源，因此需要設置電源轉換裝置。由于規范要求每個防護單元自成配電系統，所以要確保防護單元之間的配電不能相互影響，每個防護單元內需要設置總配電箱，為防護單元內的設備配電。故電源轉換裝置設置在人防總配電箱內。具體系統圖參見圖1。

圖1 外電源轉換系統圖

3.6 管線敷設

一般民用建筑電氣設計中，穿越結構剪力墻體時，只需提前預留洞口即可，但人防的防護密閉墻、密閉門等都有相應的強度和防護要求，所以需要減少穿越防護單元管線的數量及位置。必須穿越時，線槽在防護密閉墻兩端需斷開，電纜穿越防護密閉墻需要在墻上設置密閉套管，電纜穿越后需要對密閉套管進行封堵。電纜穿越密閉套管做法可以參考國標圖集《防空地下室電氣設計》FD01～02。

為了防止平時或戰時人防工程內會增加用電設備，規范要求在各人員出入口和連通口的防護密閉門門框、密閉門門框墻上均預留4～6根，管徑為50～80mm的鍍鋅鋼管。由于民用建筑的人防工程基本平時使用功能為車庫，增加大量用電設備的幾率較小，為了施工方便及造價方面的考慮，本工程預留4根50mm鍍鋅鋼管。

4 各階段注意事項

4.1 設計階段注意事項

(1) 由于各專業與人防無關的管線不許穿越防護單元，所以非人防地下室的集水坑會設置在人防上一層的底板下，導致集水坑下方的層高較低，并且有時集水坑的外壁會與人防密閉隔墻重合。在繪制線槽和穿墻套管的時候需要注意避開。

(2) 車庫照度為50lx，而人員掩蔽工程的照度為75lx，可以按照戰時照度設計燈具數量，一些非通道及人員不經常到達的場所燈具用圖例區分，說明為戰時安裝。也可以按照平時照度進行設計，在戰時轉換為高功率燈具。

(3) 當照明配電回路由防護區穿越到非防護區時，配電回路需要在防護密閉門內側或臨戰封堵處內側設置熔斷器或斷路器。

(4) 設計時需要考慮柴油發電機組的運輸，防止審圖或驗收時出現問題。可以利用汽車坡道，反之，需要在非防護區設置吊裝孔。

(5) 由于戰時柴油電站涉及所有專業，位置的選擇需要在初步設計時確定，避免施工圖后期調整影響設計周期。

(6) 在進行負荷計算時，需要將平時用電負荷與戰時用電負荷分開計算，平時負荷計算總容量加上戰時負荷計算總容量，確定市政電源進線容量。戰時負荷計算確定人防電源容量，防止進線電纜選擇錯誤。

(7) 負荷計算需要精準核對，防空專業隊等會出現洗消用的電熱水器，其容量較大，需要注意不要遺漏。保證后續確定內部電站類型、電站數量及發電機組、蓄電池的容量等的準確性。

(8) 設計前期需要與人防辦或者審圖單位溝通是否需要設置防爆波電纜井，并且需要結合柴油發電機房確定位置。

(9) 當人防用電設備設置蓄電池時，蓄電池的連續供電時間需要大于人防的防護隔絕時間。

4.2 報審階段注意事項

(1) 需要完整描述人防概況，包括人防面積、防護單元數量及類型等，作為設計、設備選擇的依據。

(2) 列出詳細負荷計算，作為選用電站類型及容量、數量的依據。

(3) 對于電氣專業，人防內的用電設備多為平戰結合，如將圖紙分為人防和非人防表示，一旦建筑輪廓或專業條件進行修改，極易產生漏畫、漏改，圖紙之間相互對應不上，給審圖人員或施工人員增加讀圖的難度。故建議將平、戰時電氣圖紙放到一張圖紙表達，采用不同圖例及線型區分平、戰設備。

(4) 由于戰時電氣平面中相對于平時平面增加了戰時水箱、干廁、防爆墻等人防要素，再加上建筑軸線、車位、墻體和電氣自身設計交互在一起，造成平面顯示雜亂，給審圖和看圖人員增加了難度。故建議通過不同線型、不同顯示灰度區分需要表達內容的主次關系。

4.3 施工階段注意事項

(1) 需要特別注意的是，為了保障人防墻體的防護密閉功能，人防內安裝的配電箱不得在外墻、臨空墻、防護密閉隔墻、密閉隔墻上嵌墻暗裝。

(2) 在結構主體施工階段，電氣施工人員需要與結構專業施工人員核對圖紙，確保穿越人防墻體之間的套管數量及位置準確無誤，防止后期整改，破壞人防墻體強度影響驗收。

(3) 各地人防對戰時人防用電設備的安裝均有不同的要求，具體哪些設備需要平時安裝到位，需要與各地人防辦提前確認，避免影響驗收周期。

(4) 防護單元內的用電設備需要在施工前與各專業核對準確，防止在施工后期增加用電設備、增加進線電纜、在防護密閉墻等開洞等。

(5) 人防內插座箱、通風方式信號箱等設備，設計圖紙一般選用標準圖集做法，因此施工時需要核對不同類型防護單元對應的圖集做法，防止選型錯誤或者選用線纜錯誤等，導致不能正常驗收。

5 結束語