人防工程戰(zhàn)時負荷計算

奉杰斌

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海 201901）

0 引言

人防工程種類很多，設計時常見的人防工程有四等指揮所、醫(yī)療救護工程（含中心醫(yī)院、急救醫(yī)院救護站）、防空專業(yè)隊工程（防空專業(yè)隊隊員掩蔽所、防空專業(yè)隊裝備掩蔽所）、人員掩蔽工程（一等人員掩蔽所、二等人員掩蔽所）、配套工程（區(qū)域電站、物資庫、汽車庫）。規(guī)范規(guī)定指揮所、中心醫(yī)院和急救醫(yī)院設置固定電站（2 臺同型號同容量發(fā)電機組），可以通過負荷計算選擇柴油發(fā)電機組的功率；救護站設置移動電站，移動電站功率最大120 kW，可以通過負荷計算選擇電站個數(shù)；防空專業(yè)隊工程、人員掩蔽工程及配套工程建筑面積大于5000 m2時，一般設置1個或多個移動電站，可以通過負荷計算1 座移動電站能供防護單元的個數(shù)，由于規(guī)范對此并無明確規(guī)定，本次探索有助于工程實踐。

1 負荷統(tǒng)計

以林州市（四等）人防指揮所負荷統(tǒng)計為例，列舉各類負荷功率。

（1）通風空調(diào)類。排煙風機：7.5 kW，濾毒式進風機：4.1 kW，回風機：2.2 kW，電站進風機：4.0 kW，電站排風機：4.0 kW，電動密閉閥門：1.75 kW，冷卻塔風機：1.1 kW，排風機：0.75 kW，指通區(qū)調(diào)溫除濕機：30.5 kW，合計55.9 kW。

（2）水泵類。自噴泵：18.5 kW，消火栓泵：18.5 kW，穩(wěn)壓泵：2.2 kW，消防排水泵：8.8 kW，洗消、潛水泵：9 kW，生活給水泵：2.2 kW，冷卻水泵：4 kW，油泵：0.75 kW，飲用給水泵：0.75 kW，排水泵：1.5 kW，合計66.2 kW。

（3）電熱類。淋浴電熱水器：3 kW，電開水器：4 kW，洗消電熱水器：3.8 kW，合計10.8 kW。

（4）照明插座類。插座：11 kW，照明燈：19 kW，合計30 kW。

（5）三防通信類。通信：50 kW，安防、三防自控：2 kW，消防、自動化：2 kW，防化電源插座箱：9 kW，合計63 kW。

同法可得各類人防工程負荷統(tǒng)計結(jié)果，將林州市（四等）人防指揮所、龍崗中心醫(yī)院外科綜合樓工程（中心醫(yī)院）、閔行老年護理醫(yī)院（急救醫(yī)院）、浦南醫(yī)院（救護站）、金山區(qū)朱涇鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)B07b-01 地塊（二等人員掩蔽所）龍崗中心醫(yī)院外科綜合樓工程（專業(yè)隊隊員掩蔽所）、龍崗中心醫(yī)院外科綜合樓工程（專業(yè)隊裝備掩蔽所）、閔行區(qū)莘莊鎮(zhèn)閔行新城（一等人員掩蔽所）、寶山區(qū)淞南鎮(zhèn)N12-0102 單元04-01 地塊商辦項目（物資庫）等工程的負荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)列入表1。

表1 各類人防工程負荷統(tǒng)計

將表1 數(shù)據(jù)代入人防工程負荷計算值Pjs及單臺柴油發(fā)電機組功率P 的計算公式，可得到具體數(shù)值。

2 負荷計算與分析

2.1 四等人防指揮所

Pjs1=∑Kx×Pe=188.0 kW，該指揮所設置固定電站，其中一級負荷Pjsa=120.8 kW，需要雙電源供電。關(guān)于每臺機組功率有2 種計算方法。一是一級負荷平均分配到2 臺發(fā)電機，2 臺發(fā)電機同時互為備用，則P1=Kq×K1×Pjs1/0.9=96.0 kW，這樣做發(fā)電機功率較低且2 臺發(fā)電機利用率較高。二是一級負荷按常用與備用分別分配到一臺發(fā)電機，則P1=Kq×K1×Pjs1/0.9=157.8 kW，這樣做的優(yōu)點是發(fā)電機余量比較大，利于故障時檢修。由于指揮所一般獨立修建，空間限制大，余量要求小，尤其是水泵容量占了35%，綜合經(jīng)濟性考慮，選擇方法一（其他工程選方法二），得出需要2臺100 kW 的柴油發(fā)電機組。

Kx取值：風機類取0.85，水泵類取0.7，電熱類取1，照明類取0.9，三防通信類取0.9。K1=1+0.1 余量+0.5 誤差，Kq=0.8。

2.2 中心醫(yī)院

Pjs2=∑Kx×Pe=291.4 kW，其中一級負荷Pjsa=113.9 kW，二級負荷Pjsb=177.5 kW，由于一級負荷需2 臺機組供電，而二級負荷只需1 臺機組供電，故將二級負荷平均分配到2 臺機組，即Pjs2=113.9+177.5/2=202.7 kW。該中心醫(yī)院設置固定電站，每臺機組功率P2=Kq×K1×Pjs2/0.9=207.2 kW。深圳當?shù)匾驥1=2，則P2=259.0 kW，由于固定電站機組功率不宜大于300 kW，故選擇2 臺300 kW 的柴油發(fā)電機組。

Kx取值：風機類取0.8，水泵類取0.8，電熱類取1，照明類取0.9，三防通信類取0.9。K1=1+0.1+0.5，Kq=0.8，下同。

2.3 急救醫(yī)院

Pjs3=∑Kx×Pe=217.4 kW，其中一級負荷Pjsa=100.3 kW，二級負荷Pjsb=117.1 kW，由于一級負荷需2 臺機組供電，而二級負荷只需一臺機組供電，故將二級負荷平均分配到2 臺機組，也即Pjs3=189.1 kW。急救醫(yī)院設置固定電站，每臺機組功率可介于P3=193.3 kW 與P3=111.1 kW 之間。本設計選擇2 臺180 kW的柴油發(fā)電機組。

2.4 救護站

Pjs4=∑Kx×Pe=131.9 kW。救護站要求設置移動電站，由于面積限制，只可能設置1 座電站，故P4=Kq×K1×131.9/0.9=120 kW，求得Kq×K1=0.82。救護站不考慮計算誤差時，K1=1.1，Kq=0.75。由此得到Kq的最低值，在其他工程中可以據(jù)此求得1 座移動電站可以供防護單元數(shù)N。

2.5 二等人員掩蔽所

Pjs5=∑Kx×Pe=26.6 kW。由于移動電站本身負荷P=10.4 kW，P5=N×Kq×1.1×26.6/0.9+10.4=120 kW，可得N×Kq=3.37。當Kq取0.75 時，N=4.5，N=6 時，Kq=0.56。由此可見，1 座移動電站最多可以供5 個二等人員掩蔽所。N=6 時，該電站所供負荷有約40%不能同時正常工作，由表1 可知水泵負荷占比為22.2%，且水泵可以戰(zhàn)后工作或錯峰開啟。此外仍有約20%的設備不能同時開啟，相當于6 個防護單元中有一個不能正常工作或者需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)錯峰運行。在保證正常通風與通信的前提下，可以通過降低照度的辦法進行彌補。因為多建1 座移動電站大約100 m2，相當于要損失4 個標準車位，還有配套的其他設備，故從經(jīng)濟上考慮，如果一個項目正好6 個二等人員掩蔽所，筆者建議建1 個移動電站。當然，除了照明插座、三防通信取值基本一致外，暖通、給排水功率主要取決于設備選型及層高。通過統(tǒng)計大量二等人員掩蔽所功率可知，安裝功率一般在27～31 kW 波動，對計算結(jié)果影響不會太大。因此本文建議將防空專業(yè)隊工程、人員掩蔽工程及配套工程按計算負荷歸算到二等人員掩蔽所，這樣簡化計算，對于方案階段選擇電站個數(shù)具有指導意義。

2.6 防空隊隊員掩蔽所

Pjs6=∑Kx×Pe=47.1 kW≈1.77Pjs5。

2.7 防空專業(yè)隊裝備掩蔽所（汽車庫負荷計算同）

Pjs7=∑Kx×Pe=30.4 kW≈1.14Pjs5。防空專業(yè)隊隊員掩蔽所、防空專業(yè)隊裝備掩蔽所和移動電站負荷（0.4Pjs5）一般同時相鄰出現(xiàn)?？芍揽諏I(yè)隊工程Pjs≈3.3Pjs5，因此防空專業(yè)隊工程設置1 座移動電站，該電站最多還可以再供1～2 個二等人員掩蔽所。

2.8 一等人員掩蔽所

Pjs8=∑Kx×Pe=36.7 kW≈1.38Pjs5。若項目由數(shù)個一等人員掩蔽所組成，那么1 個移動電站最多供3 個一等人員掩蔽所，此時Pjs=3×1.38Pjs5+0.4Pjs5=4.54 kW，與2.5 所述基本一致。

2.9 物資庫

Pjs9=∑Kx×Pe=23.9 kW≈0.9Pjs5，5×Pjs9=4.5Pjs5，故物資庫工程電站選擇與二等人員掩蔽所相同。

3 結(jié)論

（1）四等人防指揮所計算負荷188.0 kW，選擇2 臺100 的柴油發(fā)電機組；中心醫(yī)院、急救醫(yī)院計算負荷分別為291.4 kW、217.4 kW，分別選擇2 臺300 kW、180 kW 的柴油發(fā)電機組。

（2）救護站配置1 座移動電站，其系數(shù)取值為K1=1.1，Kq=0.75。

（3）二等人員掩蔽所計算負荷為26.6 kW，1 座移動電站最多配置5 個防護單元，當一個工程正好含有6 個防護單元時，建議配1 座移動電站，戰(zhàn)時進行負荷統(tǒng)籌。物資庫負荷與二等人員掩蔽所相當。

（4）防空專業(yè)隊工程設置1 座移動電站，當工程防護單元數(shù)很多時，可以將其歸算為2.9 個二等人員掩蔽所，以便在方案階段進行計算。

（5）一等人員掩蔽所計算功率為36.7 kW，可以歸算為1.38個二等人員掩蔽所，1 座移動電站最多可供3 個防護單元。

4 結(jié)語

通過將每一種常見人防工程選擇一個實例進行負荷計算，得出其負荷計算值，以進行電站形式、柴油發(fā)電機組功率的選擇。當一個項目有多種人防工程組成時，可以通過將不同的人防工程負荷歸算到二等人員掩蔽所，為快速計算移動電站的個數(shù)提供依據(jù)。