人防地下室電氣設計探析與實踐

熊子南

(福州市建筑設計院有限責任公司 福建福州 350011)

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，各大城市不斷擴大，遍地寫字樓、住宅小區等拔地而起，大部分項目都有配建人防工程的要求。在新的國際局勢下，也凸顯出人防工程的重要性。建設一個優質的人防工程，設計環節在整個項目建設周期內起到至關重要作用。設計過程中應考慮“節能、節材”的設計理念，人防電氣采用平戰結合的方式，做好每個系統的把控，提高整個人防工程電氣的完整性和可靠性；本文針對常見的人防工程(二等人員掩蔽所、物質庫、汽車庫)的電氣設計作進一步探討。

1 人防電源

1.1 負荷等級的確定

準確的負荷等級定性，是人防配電的核心。提高用電設備負荷等級，會造成資源浪費，而降低用電設備負荷等級，往往會在使用過程中出現不可挽回的損失。因此，在設計過程中，應必須嚴格按照規范要求，對用電設備進行準確、合理的負荷等級定性。根據用電設備的使用性質和供電連續性的要求，斷電造成損失的程度，對用電負荷按等級劃分為一、二、三級。常用人防設備的負荷分級詳見《人民防空地下室設計規范》表7.2.4，此處不作詳細介紹。

1.2 戰時電源選擇

戰時應急電源有以下3種形式：①內部人防電站(含固定電站和移動電站)；②外部區域電站；③蓄電池組。人防應急電源的選擇，需要根據人防工程的使用性質、規模和所處位置進行綜合考慮。下文針對以上3種電源的應用場所一一作出分析，幫助設計人員快速準確地選擇應急電源形式。

1.2.1 內部電站

內部電站有固定電站和移動電站兩種形式，其中固定電站，所有的設備均為固定安裝設置，設備專業需要配置獨立的一套進排風、給排水、供油、照明、配電、接地系統。土建專業需配置有控制室、休息室、發電機房、進排風擴散室、排煙擴散室。因為發電機房為染毒區，控制室為潔凈區，所以發電機房和控制室之間還需設置密閉通道。固定電站的優點是，提供電源的容量大、供電可靠性高。而移動電站相對比較簡單，無需設置控制室、休息室等，僅需設置發電機房，設置專用的進排風、排煙系統即可，戰時將拖車式發電機組運至發電機房即可。

設置固定電站的情況：①人防醫院(無論規模大小)，因為醫院對電源的可靠性要求高；②當人防規模大于5000 m2，且一、二級負荷容量大于120 kW時。

設置移動電站的情況：①當設置固定電站有困難的時候可以采用多個移動電站替代固定電站。②當人防規模大于5000 m2，但一、二級負荷容量小于120 kW時，設置移動電站。

電站設置的位置不僅應設置在負荷中心，而且還需考慮防護單元的防護等級。建議設置在與本人防工程最高防護等級的防護單元貼鄰位置，這樣，能避免防護等級高的人防單元配電回路穿越防護等級低的防護單元，減少線路在低等級防護區加強防護措施。根據閩人防辦〔2018〕56號文規定，電氣專業部分對核5級常規5級工程，可穿鋼管明敷設或暗敷設，穿越非防護區時穿鋼管暗敷設[1]。

1.2.2 區域電站

當人防工程面積小于5000 m2時，供電范圍(≤500 m)內有區域電站時，采用區域電站電源作為戰時應急電源。

1.2.3 蓄電池組

以下情況需要采用蓄電池組作為內部電源：①人防用電取自外部人防區域電站時，戰時一級負荷用電設備需采用蓄電池作為內部電源。②當項目人防面積小于5000 m2，且500 m范圍內無區域電站時，戰時一級、二級負荷設備可采用蓄電池作為內部電源。蓄電池作為內部電源時，應設置UPS或EPS(常規使用)設備，且蓄電池需采用密封的蓄電池組，UPS或EPS電池的供電時間需滿足下面要求：一等人員掩蔽所(≥6 h)，二等人員掩蔽所(≥3 h)，物質庫、汽車庫(≥3 h)。

2 人防配電方式及線纜選擇

2.1 配電方式

在人防單元人防配電間內設置單元總配電箱，電源引入兩路，一路引自平時變配電房、另一路引自內部電站或外部區域電站。在總進線處設手動轉換開關，平時由變配電房供電，戰時切換至戰時電源，由內部電站或外部區域電站供電。每個人防單元進線均由電站采用放射式獨立進線。單個人防單元內至本單元人防設備供電，由單元總配電箱放射式供電。

“平戰結合”的集水坑排水泵的配電既需滿足平時使用，也需保證戰時使用。平時為非消防用排水泵，且在相鄰防火分區的非人防區內，筆者認為，有兩種供電方式均能滿足要求:

(1)此排水泵電源直接由人防區內人防電源供電，優點為僅需一路電源(跨防火分區配電，非消防用電沒有嚴格要求分開)。

(2)集水坑所在防火分區配電箱提供一路至水泵控制箱，由戰時用所在人防單元配電箱提供另一路電源至水泵控制箱，兩路電源在水泵控制箱內進行手動轉換，平時擲投在平時電源側由所在的防火分區電源供電，臨戰時，手動切換至戰時電源側，由戰時配電箱供電。平時為消防用集水坑時，供電與平時為非消防用集水坑相同，只是平時與戰時電源切換開關設置在消防電源切斷前，避免平時誤操作，將手動開關擲投在人防電源側，消防雙電源又無法檢測出來的弊端。接線如圖1所示。

圖1 排水泵(平戰)配電箱方案

風機、水泵設置在潔凈區外時，因控制箱設備在附近安裝(非潔凈區)，此時需在潔凈區內離設備就近出入口位置處設置異地控制按鈕。由于人防電站比較特殊，規范明確其主體和口部可按染毒區設計，設計前需和建筑專業確認人防電站及口部是潔凈區還是染毒區，若按染毒區設計時，電站內的風機、水泵均應在潔凈區內異地控制按鈕。潔凈區控制按鈕接線如圖2所示。

圖2 潔凈區控制按鈕接線圖

當通風專業設置有3種通風方式的人防單元內，需要設置3種通風方式信號控制系統。常規除人防物質庫和汽車庫以外的人防工程，均設置3種通風方式，設計時需與通風專業復核。每個人防單元單獨設置3種通風方式控制系統，控制箱(含音響信號)設置在值班室內，信號燈箱(含3種通風方式指示信號和音響信號),通風方式信號箱安裝在防空地下室的風機室、發電機室、控制室、配電室、防化值班室內，及戰時主要出入口最里一道密閉門的內側， 距地2.0 m[2]。音響信號按鈕(防護型)應設置在主要出入口防護密閉門外側。3種通風方式信號控制系統示意圖如圖3所示。

圖3 3種通風方式信號控制系統示意圖

2.2 導體選擇與線路敷設

人防單元內照明、插座線路采用WDZ-BYJ-450/750電線，引至出入口和坡道照明回路，有出人防區改為電纜或護套線，動力線纜采WDZ-YJY-0.6/1kV。人防單元總進線如經過非人防分區或防護等級比自身低的人防單元，需滿足下列要求：核6常6級人防單元進線經過非人防分區，可采用鎧裝電纜沿梯形橋架敷設方式，或采用非鎧裝電纜沿封閉式金屬線槽內敷設的方式。核5常5級人防單元進線電纜，經過防護等級低于自身的人防單元時，電纜需穿鋼管明敷或者暗敷設；經過非防護區時，需穿鋼管暗敷設。在各出入口需預埋6根管徑為50 mm的備用管。當各種管(含備用管)穿越人防墻時，需采用熱鍍鋅鋼管(壁厚≥2.5 mm)進行防護密閉處理。預埋的備用管的墻平時若為防火墻時，需采用防火封堵。

人防線路采用埋地方式進出人防單元時，需要在人防單元外墻位置設置防爆波電纜井，強弱電需分開設置。當人防工程設在地下室一層時，防爆波井會結合一層建筑布置和景觀專業的配合，考慮設置外附壁式或頂部式，盡量將井口隱蔽在綠化內。當人防工程設置在地下二層及以下時，建議采用內附壁式，井口可側邊開向地下一層內部，避免井口開向地下室頂部對地面層室外工程產生影響。若采用外附壁式，井深需做到大于人防工程頂板標高到地面的深度，因井太深，故不建議采用外附壁式。防爆波井應設置在工程項目的外邊沿，方便線路進出。考慮線線路敷設和防爆波和設置的數量，建議設置在本人防工程內最高防護等級的單元或電站區域。一個人防地下室設一組強電、弱電防爆井，即可滿足進出線需求。

3 人防照明、插座設置

正常照明采用人防與平時照明結合使用的設置原則，平時作為車庫使用(照度50 Lx)。戰時各功能房的照度標準值以表1為準。

表1 戰時通用房間照明的照度標準值[3]

值班間(人防)兼配電間、電站及儲油間、人防空調機房、人防水泵房、濾毒、除塵、洗消等房間，因平時無其他功能，故照度均按戰時要求設計，燈具在層高滿足的情況均采用鏈吊安裝；人員掩蔽室需在臨戰時更換燈管數量和功率滿足戰時要求。車庫、物資庫照度和平時車庫一致，無需調整。風機室當和平時消防風機房合用時，平時由消防電源供電，預埋鋼管至戰時接至戰時電源處，戰時應切除平時消防電源接入戰時電源。公用房間、通道和出入口，平時就分別按獨立回路配電，滿足戰時需求。人防干廁為戰時設置，平時應根據干廁布局在頂板預埋接線盒， 臨戰15天內安裝鏈吊式直管燈。平時車道上采用線槽燈布置(戰時改為金屬鏈吊裝)，車位采用金屬鏈吊裝，降低臨戰的工作量。燈具為直管燈時，臨戰時需在燈管兩端采用繩子綁扎加固。當燈具為圓形吸頂燈時，臨戰時在燈具下方加防護網保護。 當防護區內、外照明共用同一照明回路時，此回路需在該門內側或穿越人防墻位置內側加設熔斷器保護，當防護區外照明為獨立照明回路時，可不設熔斷器保護。

人防應急照明盡量利用平時應急照明，根據人防抗爆單元的布置局部調整。平時消防應急照明根據GB51309-2018 規范相關要求設置。安裝高度低于8m，所有的應急照明、疏散指示燈具均為A類燈具，地下室疏散通道和疏散走道的地面照度僅需1Lx。人防工程疏散通道照明地面的照度不應低于5Lx。采用兩種方式：① 按滿足平時消防應急照明照度設置應急照明燈具，臨戰時將燈具更換為功率更大的燈具，以滿足戰時應急照明照度。此方案的優點是前期投入低，缺點是燈具更新換代太快，后期采購與系統匹配的燈具比較困難。②平時按人防應急照明5Lx設置到位，優點是減少了臨戰時更換工作量，缺點是前期投入費用較高，燈具造價增加40%左右。

戰時應急照明的供電時間應大于隔絕防護時間。面積大于2萬m2的地下室，平時消防應急照明蓄電池連續供電時間按80 min(含非火災狀態斷電使用的20 min(<30 min))，遠遠達不到人防隔絕防護時間。當人防工程未設置人防電站、戰時電源由區域人防電站引接時，需在應急照明配電箱前端增設EPS(UPS)，蓄電池供電時間應滿足隔絕防護時間。

人防工程需要設置插座的場所及數量如表2所示。

表2 戰時房間需要設置插座規格及數量

人防預制構件存放間僅用來存放預制構件，可不設插座。防化通信值班室內設置插座采用插座箱形式，插座箱根據人防工程類別設置兩種，如圖4所示。

圖4 人防插座箱系統圖

4 人防通信設置

人員掩蔽所戰時需要設置人防電話分機和音響警報接收設備。平時在值班室通信設備預留位置處，預埋管線至各電話分機插座，通信設備進線接就近人防指揮工程預埋管至人防區外，音響警報接收設備和人防電話系統示意圖如圖5所示。

圖5 人防電話機音響報警系統示意圖

5 結語

隨著我國國力及世界地位上升，人防工程設計作為保護國民在極端條件下生命、健康安全底線的安排更加重要，未來人防電氣設計將走向更加人性化的高要求。隨著信息化城市品質提升計劃的實施，未來人防工程中信息化、智能化的進度也應隨之加快。