浅谈人民防空地下室柴油电站的电气设计
摘要：根据<<人民防空地下室设计规范>>，总结柴油电站的设计原则，介绍柴油电站机组容量，台数的确定以及机组实际输出功率修正计算。
关键词：防空地下室，柴油电站
1.引言
在战争时期遭敌方空袭及和平时期突发事故时，防空地下室工程承担着保护人民生命、财产安全的重任。随着目前国际局势的日益复杂化，国防建设日益加强，国家对于人民防空地下室的重视程度也越来越高。防空地下室作为特殊的建筑形式，在进行供电系统设计时，应综合考虑平时功能和战时功能，做到“平战结合”，既考虑平时的经济性，也要保证战时供电的可靠性。
在防空地下室电气设计中，柴油电站的设计是较为重要和复杂的，在参与人防电气施工图审查过程中，发现柴油电站的电气设计存在一些问题，主要表现在：⑴柴油电站设计原则不清楚；⑵确定柴油电站机组容量时没有进行修正计算；⑶固定电站与移动电站设计形式混淆不清；⑷设计深度不够或设计内容缺项。
本文根据现行的有关规范标准，结合平时设计过程中的一些心得，总结了柴油电站的设计原则及设计方法。
2．防空地下室战时柴油电站的设计原则
根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）第7.2.11条要求，下列工程应在工程内部设置柴油电站：
(1) 、中心医院、急救医院；
(2) 、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，建筑
面积之和大于5000m2。
本条的第1款比较明确，第2款中要求设置柴油电站以及规范中其他条款要求设置柴油电站的有以下几种情况：
(1)、新建单个防空地下室的建筑面积大于5000m2，多层防空地下室中柴油电站应设置在底层。
(2)、新建建筑小区内各种类型的多个单体防空地下室的建筑面积之和大于5000m2，这多个单体防空地下室可以相邻的，也可以是分散布置的。
(3)、新建防空地下室与已建而又未引接内部电源的防空地下室建筑面积之和大于5000m2时。例如：某小区一期人防工程建筑面积小于5000m2未设置电站，当建造二期人防工程时，它的建筑面积与一期之和大于5000m2时。
(4)、地面建筑因平时使用需要设置的柴油发电机组，为了使其在战时也能发挥作用，有条件时应设置在防护区内，按战时区域内部电源设置。
(5)、对于大型防空地下室，如设置一个柴油电站满足不了低压供电半径要求时，可设置若干个移动电站或固定电站，分别给各防护单元供电。
防空地下室的柴油电站选址满足下列要求：(1)靠近负荷中心；(2)交通运输、输油、取水方便；(3)管线进出比较方便。
柴油电站的类型应符合下列要求（除中心医院、急救医院）：(1)发电机组总容量不大于120KW时，宜设移动电站，机组台数宜为1～2台；(2)发电机组总容量大于120KW时，宜设固定电站，机组台数不应小于2台，最多不宜超过4台；(3)当设置固定电站条件收到限制时，可设置2个或多个移动电站；
防空地下室电站的设计，应优先考虑作为区域电站使用，在工程方案设计阶段，应与当地人防主管部门沟通，了解相邻周边地块防空地下室的规划情况，除保证本人防工程战时供电外，还向周边供电半径范围内的防空地下室供电。在柴油电站设计时，应预留相应的供电容量及出线回路，这样可以减少柴油电站设置的数量，节约设备投资，减少设备用房的面积，扩大防空地下室平时使用的面积，提高平时的利用率。
3．防空地下室战时柴油电站发电机组容量的选择
根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）相关条文要求，柴油发电机组的容量应满足下列要求：
(1)、战时供电容量必须满足本防空地下室战时一级、二级电力负荷的要求；
(2)、作为区域电站使用，还须满足在低压供电半径范围内邻近人防工程战时一级、二级负荷的要求；
(3)、如平时作为消防应急电源使用，其容量应按战时和平时供电容量的较大者确定；
(4)、发电机组总容量满足上述要求外，并应留有10％～15％的备用量，单机容量不宜大于300KW；
(5)、发电机组实际输出功率必须根据海拔高度、进气阻力、排烟阻力、长期经济运行等因素进行修正。
众所周知，柴油机的额定功率是指标准环境下（环境大气压为100kPa/相对适度为30％、温度为25℃），柴油机以额定转速连续运行12小时的输出功率。作为消防应急电源的平时柴油发电机组，其连续运行时间不大于8小时，而在战时遭空袭，市电电源被破坏后，防空地下室柴油发电机组的连续运行时间大于12小时，这是设计人员容易忽视的一个问题。柴油发电机组都是按照标准工作环境配置柴油机和发电机的，如果实际环境与标准环境不同，就需要对柴油功率进行修正。
在同一电站内，应选用相同型号、规格并带公共底盘的成套柴油发电机组。
4．与相关专业的相互协调配合问题
(1)、向建筑专业提供柴油发电机组的外形尺寸，协助建筑专业完成发电机机房的布局。《民用建筑电气设计规范》第6.1.3条规定了机组安装的最小尺寸，但在人防地下室中不能完全按照这个最小尺寸设计机房，应适当放大机房尺寸，以满足运输设备、就地控制、维护检修及布置辅助设备的需要。特别要注意的是，运输通道上防护门与机组尺寸的配合。
(2)、将选定的柴油发电机组重量提供给结构专业，校核是否满足结构安全要求。
(3)、将选定的柴油发电机组的冷却方式、燃油消耗率、通风量、散热量等数据提交给通风及给排水专业。
5．防空地下室战时柴油电站设计深度要求
随着城市电网条件的改善，大部分的防空地下室平时两路市电供电比较容易满足，为战时服务的内部电源或区域电源平时设计到位，柴油发电机组平时不施工，临战转换时才安装调试到位，设计人员容易忽视这方面的设计，但为了给战前柴油发电机组安装和调试提供必要的技术资料，在施工图设计阶段，必须严格按照设计深度的要求设计。
《江苏省人民防空地下室设计文件编制深度规定》对战时柴油电站的设计深度做了明确的规定，概括有一下几点：
(1)、电站平、剖面图中按比例绘制发电机组、配电柜、信号联络柜、电缆沟、接地装置、机组基础、预埋件等等；
(2)、柴油电站配套的附属设备应有配电平面图及相应的标注；动力，照明管线穿越防护隔墙应采取防护处理措施，并预埋必要的预留管；
(3)、电站配电系统图中应标注柴油发电机组的规格型号，配电柜的编号、型号，标注开关、断路器、互感器、电工仪表等规格型号，标注发电机至配电柜及配电柜出线的电缆型号和规格、敷设方式，保护管管径以及回路编号、回路容量计算电流、负荷名称等相关内容。与市电电源存在切换时，标注转换开关规格型号、整定值，应说明切换条件及方式，发电机启动方式，并车以及市电恢复后的停机等问题。
总之，战时柴油电站设计时，平时需要安装的项目以及平时需要预留到位的项目，均应按要求设计到位，设备应选用标准产品，不宜选用非标产品，并应符合相关规范、节能环保标准。
6．设计实例
一新建平战结合的防空地下室，平时为汽车库，战时四个防护单元的二等人员掩蔽部，建筑面积8868m2，周围无邻近人防工程。根据规划部门对地下室车位的要求，电站规模受到一定限制，在方案阶段考虑设置一个战时移动电站，只供本人防工程战时用。经与人防主管部门协商后，同意该方案。
该防空地下室战时负荷统一如下：
由负荷统计表可知，战时一级，二级计算负荷为84.32KW，按GB50038-2005第7.7.2.3条要求，预留10％～15％的备用量，并考虑柴油发电机长期运行的降容系数0.9，发电机组容量为：P=84.32×(1+15%)÷0.9=107.7KW，选择120KW柴油发电机组一台。根据GB50038-2005第7.7.2条，符合设置战时移动电站的要求，平面布置如图。移动电站不需要设置控制室，不设隔室及控制联络设备，只需在柴油发电机房内设战时电源配电柜，机房内风机、水泵仅设就地控制。
7．结束语
在柴油电站设计过程中，确定的方案应经济合理，可靠性高。要严格遵循相关规范、标准要求，参照人防标准图集及人防常用做法，各专业密切配合，选用适合地下工程环境需要的环保紧凑型机组。电气施工图既要满足设计深度要求，又要满足平战转换的可操作性。
参考文献：
1.中国航天工业规划设计研究院组编工业与民用配电设计手册第三版北京：中国电力出版社，2005
2.住房和城乡建设部工程质量安全监管司主编全国民用建筑工程设计技术措施2009防空地下室北京：中国计划出版社，2009
3.国家人民防空办公室主编人民防空地下室设计规范GB50038-2005