防空地下室应急电源设计

摘要：文章通过对防空地下室工程战时供电要求、防空地下室应急电源分类、内部应急电源及柴油发电站的设计要求等方面的分析，简要说明了防空地下室电气设计的一些特点。

关键词：防空地下室；应急电源；电气设计

目前我国正处于经济建设高速发展期，随着城市化进程的不断深入，各地建设规模日新月异。即使是在和平环境下，仍然不能放松对战争的警惕，为积极应对未来可能出现的战争局面，最大限度的保证人民生命和财产安全，我国制定了《中华人民共和国人防法》，结合城市建设修建人民防空地下室工程成为我国长期坚持的一项重要国策。

人民防空地下室工程，是指新建、改建的甲、乙类防空地下室工程，以及结合民用建筑附建或者易地单建的掘开式人防工程。防空地下室的战时使用功能，主要在城市受到攻击时为留城人员提供掩蔽的场所，另有一些是作为物质储备、医疗救护等相关的辅助配套设施。

现代战争的特点，是在核武器威胁下的以高技术兵器为主的常规战争，对重点目标精确打击是现代战争极为常见的攻击手段。城市地面电站作为重点目标，往往都是敌方首先打击的对象。防空地下室作为保护战时留城人员、车辆、及物资安全的重要场所，要想在失去市电电源时仍能够正常发挥功能，设置高效可靠的应急电源是非常必要的保障措施。

一、防空地下室战时供电要求

防空地下室内的战时用电设备，绝大部分是为了满足防护功能和人员基本生存需要而设置的，如果失去电力无法工作，在遇到攻击时地下室的防护、防化功能将直接受到影响，甚至可能危及到内部掩蔽人员的生命安全。因此，人防设备供电负荷等级普遍较高，多为一、二级负荷，对于供电系统可靠性的要求也更高，需要以防护单元为对象采用双电源供电模式。

二、防空地下室应急电源分类

简单的说，战时应急电源就是其自身具有一定的防护措施，能够抵相应级别的冲击波、核辐射、电磁脉冲以及生化武器侵袭，在遇到攻击时仍可以保障供电的电源设备，应急电源的防护等级，不得低于其供电对象的最高防护等级要求。

人民防空地下室工程的战时应急电源，供电对象为防空地下室内战时一、二级负荷，电源型式通常为以下三种：

（一）区域电源

区域电源一般是由各地区民防部门统一规划设置，具有相应防护和防化能力的独立电站，战时为所在供电半径内自身未设置内部应急电源的防空地下室工程提供备用电源。条件允许时，区域电站可以也可和防空地下室内部应急电站结合建设。

（二）内部柴油发电站

柴油发电站附设在防空地下室内部，结合主体建筑同时修建，具有相应的防护和防化措施。柴油发电机组在市电故障时启动，对本工程内所有战时一、二级负荷供电。人防工程严禁使用汽油发电机组。

（三）蓄电池组

仅有少量战时一、二级用电负荷的小型防空地下室，可以采用蓄电池组作为内部备用电源，其持续供电时间不应小于防空地下室密闭隔绝时间。内部电源的蓄电池组不得采用非封闭型的蓄电池组。

三种电源型式之间并不是相互孤立的。引接区域电源的人防工程，其内部也应设置蓄电池组，以保证重要的战时一级负荷供电安全；区域电源可以和内部柴油发电站结合，有条件的柴发电站在满足自身供电的同时，还可作为区域电源向周边的小型防空地下室供电，这种配置方式可以缓解由于用地紧张造成的单独设置区域电站的困难。

三、内部柴油发电站的设计要求

随着城市建设规模的逐渐扩大，大中型建设项目越来越多，配套建设的防空地下室规模也越来越大。这些工程的电源往往自成体系配套完备，都设置有保障自身用电可靠性的柴油发电机组。采用内部柴油发电站作为防空地下室战时备用电源，建设成本经济、供电可靠性高，条件允许时还可以和平时柴油发电站结合建设，是目前设计中采用最为广泛的型式。以下针对战时柴油发电站设计的一些特点作简要说明。

（一）内部柴油发电站设置要求

根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）相关规定，对于战时中心医院、急救医院、救护站、防空专业队工程，人员掩蔽工程、配套工程等防空地下室单个规模超过5000平方米的应在工程内部设置柴油发电站。同一小区内或供电半径范围内总建筑面积之和超过5000平方米的多个防空地下室工程，则需要在负荷中心处防空地下室内部设置内部电站或者区域电站。

对于大型防空地下室工程，设计人员一般都会依据规范要求设置战时内部柴发电站，而对于一些小型零散的工程集合体，却往往会产生疏漏。大型的住宅小区面积动辄几十甚至几百万平方米，从方案报建到设计实施往往都会分成多期进行，具体到某一期时可能配套建设的防空地下室面积较小，设计时不应只单纯考虑本期建设的需要，更应该通盘考虑。

如果周边地块的配套人防建设规模都比较小，而本期又处于供电负荷中心，即使建设面积小于5000平方米仍应考虑在工程内设置战时电站；相邻地块有面积较大的防空地下室时，则应优先考虑将该工程内的柴发电站作为区域电源设计。项目方案设计时，有必要对整个项目的配套防空地下室进行整体规划，预估各期人防工程战时用电负荷，即时与土建专业沟通做好战时柴发电站的预设置。

柴发电站应设置在防空地下室内靠近负荷中心，交通运输、取水、输油都比较方便的位置。一个工程内既有人员掩蔽单元又有物质储备库时，战时柴发电站应贴邻人员掩蔽单元设置，各防护单元等级不同时，应贴邻最高防护等级的单元设置。

（二）内部柴油发电站的模式

内部柴油发电站的设置主要有两种模式：移动电站和固定电站，设计时应根据工程具体情况合理选择。

1．移动电站

移动电站多用于规模适中但根据规范要求需要设置内部电站的防空地下室工程，容量宜小于120KW。电站的设备配置和操作维护比较简单，可以只设置一台柴油发电机组，机组及其附属设备均可采用就地操作的控制方式，不用设专门的控制室。

移动电站应具备一定的灵活性，当柴发机组发生故障时可通过直接更换设备来恢复供电，所以机组尺寸及重量不宜过大。应有直通室外的设备搬运通道，可优先考虑结合口部车行道设置，设备搬运口直接设在车行道上。如果条件不允许只能设在内部较深位置时，该工程的车行道入口不应采用战时封堵的方式，而应安装可开启的防护密闭门，并保留内部运输通道。

2．固定电站

固定电站用于中心医院、急救医院，以及规模较大的防空地下室工程。该类工程的防护单元数量多，战时用电设备容量大，对战时供电保障的要求也更高。如确实无条件修建固定电站时，可分散设置两个及以上移动电站。

固定电站应设置两台及以上发电机组，采用并列或者一用一备的运行方式，其中一台机组故障时，另一台机组容量应能保证该电站服务范围内所有战时一级负荷的供电。固定电站需设置独立的控制室，控制室设置在清洁区内与柴发机房贴邻，通过防毒通道与柴发机房相连。

固定电站采用隔室操作，机组控制装置及配电设备设在控制室内，工作人员可通过密闭观察窗对柴发机组及其附属设备进行监控，必要时也可以身穿防护服进入机房检修，电站控制室与机房之间应设置能反映机组起、停和运行状况的信号联络装置。

内部柴发电站作为区域电源使用时，应按照固定电站模式设计。机组容量除了满足自身用电需求外，还要尽可能的覆盖低压供电半径内其他未设置内部电源的防空地下室工程，设计时需预留管线进出通道，并设置电缆防爆波井。

（三）内部柴油发电站的电气系统

柴油发电机组的总容量应有10％～15％的余量。配电系统满足一、二级负荷的供电要求，室内低压配电级数不宜超过三级。在各防护单元内设置市电及内部应急电源进线总开关和双电源转换开关。

采用TN-S、TN-C-S系统，柴发机房、电站控制室、储油间等部位均需设置接地装置。

柴发机房、电站控制室内应设置电话，以及清洁式、滤毒式、隔绝式三种通风方式声光显示装置。

（四）内部柴油发电站的防护

内部柴油发电站主体结构设计必须满足抗冲击波的强度要求，各进排风口均设置扩散室和悬摆活门。由于柴油发电机工作时需要从外界吸入空气燃烧，发电机房内部在战争期间被认为是可能染毒的区域。发电机房与工程内部清洁区、控制室间通过防毒通道相连，密闭隔绝期间工作人员必须身穿防护服并经过洗消环节才能进出机房。

为保证清洁区人员的安全，各设备专业的管道跨越清洁区和柴发机房交界处的墙、板时，必须严格按照人防防护要求进行转换和封堵。以电气专业为例，所有配电、动力、照明及信号线路在穿墙时，无论明装暗装均需穿钢管敷设，并在穿墙、板处作防护封堵，土建施工时预埋相应规格的密闭封堵构件。电缆桥架、线槽、电缆沟不得直接跨越密闭隔墙，需要穿墙时全部转换为穿钢管敷设，平时电气设计中经常采用的在墙、板上开孔穿线的方式在上述位置是严禁使用的。战时电站馈电用母线槽应采用人防工程专用的防护型密闭母线槽。

（五）柴油发电站的平战转换

为了节约人防工程建设成本，更好的实现“平战结合”的原则，战时柴油发电站的设置应充分利用平时已有的设备设施，对于平时建筑功能需要而设置的柴油发电站，条件允许时可按照战时电站的防护要求进行建设，从而实现资源的合理利用。

1．平战结合的柴发电站设计要点：

（1）柴发电站应设在防空地下室内部，建筑布局按照战时电站要求进行设计。机组容量大于120KW或有区域电源设置要求时，电站应按战时固定电站要求进行设计。

（2）战时电站所需的防护设备如：防护密闭门、密闭门、通风悬摆活门、密闭穿墙套管、防爆波地漏等防护设备应设计安装到位。

（3）电站所涉及的各设备专业管线，无论是平时还是战时使用的，在穿越机房与清洁区以及到防护区内外的交界处，均需采取相应的防护密闭封堵措施。电气线路密闭穿墙管采用管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管，敷设要求还应同时满足《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）相关条文的规定。

2．设计限制条件

目前柴发电站的平战结合设计仍存在一些限制因素。由于防空地下室在民用建筑总体量中所占的比例不高，平时和战时用电负荷之间可能会有较大差距，此时如果直接利用平时机组作为战时备用电源，就会产生一系列不匹配的问题。

目前民用建筑电气设计中，柴发机组普遍为单台配置容量较大，内部储油量要求为不小于8小时的日用耗油量。而防空地下室内部柴发电站不宜大于300KW，容量大于120KW的宜设置两台以上机组，且战时内部储油量为7～10天。平时和战时容量需求如果差别过大，结合利用既不节能，配电系统转换也比较复杂，还会导致机房、储油间等建设面积太大不够经济。另外由于平时机组多采用风冷却方式，当容量大到一定程度时，就会因为进排风口面积超标无法实现有效的防护。遇到上述情况时，设计人员应进行综合评估，或者将平时用机组化整为零再结合利用，或者单独设置防空地下室内部柴发电站。

四、结语

防空地下室备用电源，虽然只是电气设计中一个局部环节，但由于其供电对象的重要性以及特殊的设置要求，成为目前防空地下室设计中的一个难点。设计人员唯有认真考量细致规划，深入理解防护原理，明确内部电源的使用功能和工作需求，并与土建、通风、给排水等相关专业密切配合，才能做好这一项设计工作。由于目前的经济技术水平限制，现有的技术措施和手段仍存在一些缺陷，相信随着氢能发电等一些新能源技术的逐步发展，这一现象将会大为改观。