人防地下室電氣設(shè)計(jì)探析與實(shí)踐

熊子南

(福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 福建福州 350011)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各大城市不斷擴(kuò)大，遍地寫字樓、住宅小區(qū)等拔地而起，大部分項(xiàng)目都有配建人防工程的要求。在新的國(guó)際局勢(shì)下，也凸顯出人防工程的重要性。建設(shè)一個(gè)優(yōu)質(zhì)的人防工程，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)周期內(nèi)起到至關(guān)重要作用。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮“節(jié)能、節(jié)材”的設(shè)計(jì)理念，人防電氣采用平戰(zhàn)結(jié)合的方式，做好每個(gè)系統(tǒng)的把控，提高整個(gè)人防工程電氣的完整性和可靠性；本文針對(duì)常見的人防工程(二等人員掩蔽所、物質(zhì)庫(kù)、汽車庫(kù))的電氣設(shè)計(jì)作進(jìn)一步探討。

1 人防電源

1.1 負(fù)荷等級(jí)的確定

準(zhǔn)確的負(fù)荷等級(jí)定性，是人防配電的核心。提高用電設(shè)備負(fù)荷等級(jí)，會(huì)造成資源浪費(fèi)，而降低用電設(shè)備負(fù)荷等級(jí)，往往會(huì)在使用過程中出現(xiàn)不可挽回的損失。因此，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確、合理的負(fù)荷等級(jí)定性。根據(jù)用電設(shè)備的使用性質(zhì)和供電連續(xù)性的要求，斷電造成損失的程度，對(duì)用電負(fù)荷按等級(jí)劃分為一、二、三級(jí)。常用人防設(shè)備的負(fù)荷分級(jí)詳見《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》表7.2.4，此處不作詳細(xì)介紹。

1.2 戰(zhàn)時(shí)電源選擇

戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急電源有以下3種形式：①內(nèi)部人防電站(含固定電站和移動(dòng)電站)；②外部區(qū)域電站；③蓄電池組。人防應(yīng)急電源的選擇，需要根據(jù)人防工程的使用性質(zhì)、規(guī)模和所處位置進(jìn)行綜合考慮。下文針對(duì)以上3種電源的應(yīng)用場(chǎng)所一一作出分析，幫助設(shè)計(jì)人員快速準(zhǔn)確地選擇應(yīng)急電源形式。

1.2.1 內(nèi)部電站

內(nèi)部電站有固定電站和移動(dòng)電站兩種形式，其中固定電站，所有的設(shè)備均為固定安裝設(shè)置，設(shè)備專業(yè)需要配置獨(dú)立的一套進(jìn)排風(fēng)、給排水、供油、照明、配電、接地系統(tǒng)。土建專業(yè)需配置有控制室、休息室、發(fā)電機(jī)房、進(jìn)排風(fēng)擴(kuò)散室、排煙擴(kuò)散室。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)房為染毒區(qū)，控制室為潔凈區(qū)，所以發(fā)電機(jī)房和控制室之間還需設(shè)置密閉通道。固定電站的優(yōu)點(diǎn)是，提供電源的容量大、供電可靠性高。而移動(dòng)電站相對(duì)比較簡(jiǎn)單，無需設(shè)置控制室、休息室等，僅需設(shè)置發(fā)電機(jī)房，設(shè)置專用的進(jìn)排風(fēng)、排煙系統(tǒng)即可，戰(zhàn)時(shí)將拖車式發(fā)電機(jī)組運(yùn)至發(fā)電機(jī)房即可。

設(shè)置固定電站的情況：①人防醫(yī)院(無論規(guī)模大小)，因?yàn)獒t(yī)院對(duì)電源的可靠性要求高；②當(dāng)人防規(guī)模大于5000 m2，且一、二級(jí)負(fù)荷容量大于120 kW時(shí)。

設(shè)置移動(dòng)電站的情況：①當(dāng)設(shè)置固定電站有困難的時(shí)候可以采用多個(gè)移動(dòng)電站替代固定電站。②當(dāng)人防規(guī)模大于5000 m2，但一、二級(jí)負(fù)荷容量小于120 kW時(shí)，設(shè)置移動(dòng)電站。

電站設(shè)置的位置不僅應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷中心，而且還需考慮防護(hù)單元的防護(hù)等級(jí)。建議設(shè)置在與本人防工程最高防護(hù)等級(jí)的防護(hù)單元貼鄰位置，這樣，能避免防護(hù)等級(jí)高的人防單元配電回路穿越防護(hù)等級(jí)低的防護(hù)單元，減少線路在低等級(jí)防護(hù)區(qū)加強(qiáng)防護(hù)措施。根據(jù)閩人防辦〔2018〕56號(hào)文規(guī)定，電氣專業(yè)部分對(duì)核5級(jí)常規(guī)5級(jí)工程，可穿鋼管明敷設(shè)或暗敷設(shè)，穿越非防護(hù)區(qū)時(shí)穿鋼管暗敷設(shè)[1]。

1.2.2 區(qū)域電站

當(dāng)人防工程面積小于5000 m2時(shí)，供電范圍(≤500 m)內(nèi)有區(qū)域電站時(shí)，采用區(qū)域電站電源作為戰(zhàn)時(shí)應(yīng)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(nèi)部電源：①人防用電取自外部人防區(qū)域電站時(shí)，戰(zhàn)時(shí)一級(jí)負(fù)荷用電設(shè)備需采用蓄電池作為內(nèi)部電源。②當(dāng)項(xiàng)目人防面積小于5000 m2，且500 m范圍內(nèi)無區(qū)域電站時(shí)，戰(zhàn)時(shí)一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷設(shè)備可采用蓄電池作為內(nèi)部電源。蓄電池作為內(nèi)部電源時(shí)，應(yīng)設(shè)置UPS或EPS(常規(guī)使用)設(shè)備，且蓄電池需采用密封的蓄電池組，UPS或EPS電池的供電時(shí)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(zhì)庫(kù)、汽車庫(kù)(≥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(nèi)設(shè)置單元總配電箱，電源引入兩路，一路引自平時(shí)變配電房、另一路引自內(nèi)部電站或外部區(qū)域電站。在總進(jìn)線處設(shè)手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，平時(shí)由變配電房供電，戰(zhàn)時(shí)切換至戰(zhàn)時(shí)電源，由內(nèi)部電站或外部區(qū)域電站供電。每個(gè)人防單元進(jìn)線均由電站采用放射式獨(dú)立進(jìn)線。單個(gè)人防單元內(nèi)至本單元人防設(shè)備供電，由單元總配電箱放射式供電。

“平戰(zhàn)結(jié)合”的集水坑排水泵的配電既需滿足平時(shí)使用，也需保證戰(zhàn)時(shí)使用。平時(shí)為非消防用排水泵，且在相鄰防火分區(qū)的非人防區(qū)內(nèi)，筆者認(rèn)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(qū)內(nèi)人防電源供電，優(yōu)點(diǎn)為僅需一路電源(跨防火分區(qū)配電，非消防用電沒有嚴(yán)格要求分開)。

(2)集水坑所在防火分區(qū)配電箱提供一路至水泵控制箱，由戰(zhàn)時(shí)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(nèi)進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)換，平時(shí)擲投在平時(shí)電源側(cè)由所在的防火分區(qū)電源供電，臨戰(zhàn)時(shí)，手動(dòng)切換至戰(zhàn)時(shí)電源側(cè)，由戰(zhàn)時(shí)配電箱供電。平時(shí)為消防用集水坑時(shí)，供電與平時(shí)為非消防用集水坑相同，只是平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)電源切換開關(guān)設(shè)置在消防電源切斷前，避免平時(shí)誤操作，將手動(dòng)開關(guān)擲投在人防電源側(cè)，消防雙電源又無法檢測(cè)出來的弊端。接線如圖1所示。

圖1 排水泵(平戰(zhàn))配電箱方案

風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)置在潔凈區(qū)外時(shí)，因控制箱設(shè)備在附近安裝(非潔凈區(qū))，此時(shí)需在潔凈區(qū)內(nèi)離設(shè)備就近出入口位置處設(shè)置異地控制按鈕。由于人防電站比較特殊，規(guī)范明確其主體和口部可按染毒區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)前需和建筑專業(yè)確認(rèn)人防電站及口部是潔凈區(qū)還是染毒區(qū)，若按染毒區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，電站內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵均應(yīng)在潔凈區(qū)內(nèi)異地控制按鈕。潔凈區(qū)控制按鈕接線如圖2所示。

圖2 潔凈區(qū)控制按鈕接線圖

當(dāng)通風(fēng)專業(yè)設(shè)置有3種通風(fēng)方式的人防單元內(nèi)，需要設(shè)置3種通風(fēng)方式信號(hào)控制系統(tǒng)。常規(guī)除人防物質(zhì)庫(kù)和汽車庫(kù)以外的人防工程，均設(shè)置3種通風(fēng)方式，設(shè)計(jì)時(shí)需與通風(fēng)專業(yè)復(fù)核。每個(gè)人防單元單獨(dú)設(shè)置3種通風(fēng)方式控制系統(tǒng)，控制箱(含音響信號(hào))設(shè)置在值班室內(nèi)，信號(hào)燈箱(含3種通風(fēng)方式指示信號(hào)和音響信號(hào)),通風(fēng)方式信號(hào)箱安裝在防空地下室的風(fēng)機(jī)室、發(fā)電機(jī)室、控制室、配電室、防化值班室內(nèi)，及戰(zhàn)時(shí)主要出入口最里一道密閉門的內(nèi)側(cè)， 距地2.0 m[2]。音響信號(hào)按鈕(防護(hù)型)應(yīng)設(shè)置在主要出入口防護(hù)密閉門外側(cè)。3種通風(fēng)方式信號(hào)控制系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

圖3 3種通風(fēng)方式信號(hào)控制系統(tǒng)示意圖

2.2 導(dǎo)體選擇與線路敷設(shè)

人防單元內(nèi)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(qū)改為電纜或護(hù)套線，動(dòng)力線纜采WDZ-YJY-0.6/1kV。人防單元總進(jìn)線如經(jīng)過非人防分區(qū)或防護(hù)等級(jí)比自身低的人防單元，需滿足下列要求：核6常6級(jí)人防單元進(jìn)線經(jīng)過非人防分區(qū)，可采用鎧裝電纜沿梯形橋架敷設(shè)方式，或采用非鎧裝電纜沿封閉式金屬線槽內(nèi)敷設(shè)的方式。核5常5級(jí)人防單元進(jìn)線電纜，經(jīng)過防護(hù)等級(jí)低于自身的人防單元時(shí)，電纜需穿鋼管明敷或者暗敷設(shè)；經(jīng)過非防護(hù)區(qū)時(shí)，需穿鋼管暗敷設(shè)。在各出入口需預(yù)埋6根管徑為50 mm的備用管。當(dāng)各種管(含備用管)穿越人防墻時(shí)，需采用熱鍍鋅鋼管(壁厚≥2.5 mm)進(jìn)行防護(hù)密閉處理。預(yù)埋的備用管的墻平時(shí)若為防火墻時(shí)，需采用防火封堵。

人防線路采用埋地方式進(jìn)出人防單元時(shí)，需要在人防單元外墻位置設(shè)置防爆波電纜井，強(qiáng)弱電需分開設(shè)置。當(dāng)人防工程設(shè)在地下室一層時(shí)，防爆波井會(huì)結(jié)合一層建筑布置和景觀專業(yè)的配合，考慮設(shè)置外附壁式或頂部式，盡量將井口隱蔽在綠化內(nèi)。當(dāng)人防工程設(shè)置在地下二層及以下時(shí)，建議采用內(nèi)附壁式，井口可側(cè)邊開向地下一層內(nèi)部，避免井口開向地下室頂部對(duì)地面層室外工程產(chǎn)生影響。若采用外附壁式，井深需做到大于人防工程頂板標(biāo)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(yīng)設(shè)置在工程項(xiàng)目的外邊沿，方便線路進(jìn)出。考慮線線路敷設(shè)和防爆波和設(shè)置的數(shù)量，建議設(shè)置在本人防工程內(nèi)最高防護(hù)等級(jí)的單元或電站區(qū)域。一個(gè)人防地下室設(shè)一組強(qiáng)電、弱電防爆井，即可滿足進(jìn)出線需求。

3 人防照明、插座設(shè)置

正常照明采用人防與平時(shí)照明結(jié)合使用的設(shè)置原則，平時(shí)作為車庫(kù)使用(照度50 Lx)。戰(zhàn)時(shí)各功能房的照度標(biāo)準(zhǔn)值以表1為準(zhǔn)。

表1 戰(zhàn)時(shí)通用房間照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值[3]

值班間(人防)兼配電間、電站及儲(chǔ)油間、人防空調(diào)機(jī)房、人防水泵房、濾毒、除塵、洗消等房間，因平時(shí)無其他功能，故照度均按戰(zhàn)時(shí)要求設(shè)計(jì)，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(zhàn)時(shí)更換燈管數(shù)量和功率滿足戰(zhàn)時(shí)要求。車庫(kù)、物資庫(kù)照度和平時(shí)車庫(kù)一致，無需調(diào)整。風(fēng)機(jī)室當(dāng)和平時(shí)消防風(fēng)機(jī)房合用時(shí)，平時(shí)由消防電源供電，預(yù)埋鋼管至戰(zhàn)時(shí)接至戰(zhàn)時(shí)電源處，戰(zhàn)時(shí)應(yīng)切除平時(shí)消防電源接入戰(zhàn)時(shí)電源。公用房間、通道和出入口，平時(shí)就分別按獨(dú)立回路配電，滿足戰(zhàn)時(shí)需求。人防干廁為戰(zhàn)時(shí)設(shè)置，平時(shí)應(yīng)根據(jù)干廁布局在頂板預(yù)埋接線盒， 臨戰(zhàn)15天內(nèi)安裝鏈吊式直管燈。平時(shí)車道上采用線槽燈布置(戰(zhàn)時(shí)改為金屬鏈吊裝)，車位采用金屬鏈吊裝，降低臨戰(zhàn)的工作量。燈具為直管燈時(shí)，臨戰(zhàn)時(shí)需在燈管兩端采用繩子綁扎加固。當(dāng)燈具為圓形吸頂燈時(shí)，臨戰(zhàn)時(shí)在燈具下方加防護(hù)網(wǎng)保護(hù)。 當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)、外照明共用同一照明回路時(shí)，此回路需在該門內(nèi)側(cè)或穿越人防墻位置內(nèi)側(cè)加設(shè)熔斷器保護(hù)，當(dāng)防護(hù)區(qū)外照明為獨(dú)立照明回路時(shí)，可不設(shè)熔斷器保護(hù)。

人防應(yīng)急照明盡量利用平時(shí)應(yīng)急照明，根據(jù)人防抗爆單元的布置局部調(diào)整。平時(shí)消防應(yīng)急照明根據(jù)GB51309-2018 規(guī)范相關(guān)要求設(shè)置。安裝高度低于8m，所有的應(yīng)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(yīng)低于5Lx。采用兩種方式：① 按滿足平時(shí)消防應(yīng)急照明照度設(shè)置應(yīng)急照明燈具，臨戰(zhàn)時(shí)將燈具更換為功率更大的燈具，以滿足戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急照明照度。此方案的優(yōu)點(diǎn)是前期投入低，缺點(diǎn)是燈具更新?lián)Q代太快，后期采購(gòu)與系統(tǒng)匹配的燈具比較困難。②平時(shí)按人防應(yīng)急照明5Lx設(shè)置到位，優(yōu)點(diǎn)是減少了臨戰(zhàn)時(shí)更換工作量，缺點(diǎn)是前期投入費(fèi)用較高，燈具造價(jià)增加40%左右。

戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急照明的供電時(shí)間應(yīng)大于隔絕防護(hù)時(shí)間。面積大于2萬m2的地下室，平時(shí)消防應(yīng)急照明蓄電池連續(xù)供電時(shí)間按80 min(含非火災(zāi)狀態(tài)斷電使用的20 min(<30 min))，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人防隔絕防護(hù)時(shí)間。當(dāng)人防工程未設(shè)置人防電站、戰(zhàn)時(shí)電源由區(qū)域人防電站引接時(shí)，需在應(yīng)急照明配電箱前端增設(shè)EPS(UPS)，蓄電池供電時(shí)間應(yīng)滿足隔絕防護(hù)時(shí)間。

人防工程需要設(shè)置插座的場(chǎng)所及數(shù)量如表2所示。

表2 戰(zhàn)時(shí)房間需要設(shè)置插座規(guī)格及數(shù)量

人防預(yù)制構(gòu)件存放間僅用來存放預(yù)制構(gòu)件，可不設(shè)插座。防化通信值班室內(nèi)設(shè)置插座采用插座箱形式，插座箱根據(jù)人防工程類別設(shè)置兩種，如圖4所示。

圖4 人防插座箱系統(tǒng)圖

4 人防通信設(shè)置

人員掩蔽所戰(zhàn)時(shí)需要設(shè)置人防電話分機(jī)和音響警報(bào)接收設(shè)備。平時(shí)在值班室通信設(shè)備預(yù)留位置處，預(yù)埋管線至各電話分機(jī)插座，通信設(shè)備進(jìn)線接就近人防指揮工程預(yù)埋管至人防區(qū)外，音響警報(bào)接收設(shè)備和人防電話系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

圖5 人防電話機(jī)音響報(bào)警系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)國(guó)力及世界地位上升，人防工程設(shè)計(jì)作為保護(hù)國(guó)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(shè)計(jì)將走向更加人性化的高要求。隨著信息化城市品質(zhì)提升計(jì)劃的實(shí)施，未來人防工程中信息化、智能化的進(jìn)度也應(yīng)隨之加快。