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某民用建筑地下室人防工程电气设计简析

2023-01-09吴炳松

建筑与预算 2022年12期
关键词:配电箱人防配电

吴炳松

(浙江绿城建筑设计有限公司厦门分公司,福建 厦门 361008)

为了确保战备效益的前提下,发挥其社会效益、经济效益,一般人防项目均应平战结合。平战结合不但要求人防项目设计应满足其战时的功能要求,还应满足平时的生产、生活方面的要求。因为平战时功能要求不同,容易产生一些矛盾,所以,对于一般性的人防项目,允许采取临战转换措施,使得人防项目不仅能更好地适应平时的使用需要,而且可以在临战时经过简单的改造,就能使人防项目满足预定的战时防护要求和使用要求。因临战转换有一定的期限,这就要求项目平战结合设计的转换措施不但要防护可靠,而且临战转换的工作量也应尽量少。下面以某民用建筑人防地下室平战结合电气设计实例,从配电、照明、线路敷设以及平战转换措施等方面进行简要分析。

1 项目概况

某一类高层民用建筑项目,地下两层,平时地下一、二层为I 类汽车库及配套设备用房,战时地下一层设有5 个核六级常六级甲类二等人员掩蔽所,战时地下二层设有6 个核六级常六级甲类二等人员掩蔽所;在地下一层人防单元四内设1 座人防固定电站。人防总面积约为19269m2。人防固定电站内设置2 台200kW(常用)柴油发电机组。人防区防化等级为丙级。

2 负荷等级及供电电源

平时消防泵房、消防风机、排污泵兼消防排水泵、防火卷帘等消防用电设备以及应急照明均为一级负荷,车库普通照明为一级负荷(大型车库),其他为三级负荷;战时人防电站配套的附属设备、基本通信设备、音响警报接收设备、应急通信设备、应急照明均为一级负荷;战时重要的风机水泵、三种通风方式装置系统、正常照明、洗消用的电加热淋浴器、区域水源的用电设备等为二级负荷;其余为三级负荷。

本项目在地下一层设有两个变配电房,每个配电房均设有两台1600kVA 干式变压器,供地上单体楼及地下车库等平时用电,每个变配电房的两路高压电源引自一层开闭所不同母线段,开闭所由市政10kV 高压电网引来两路双重电源供电(不同时停电),满足平时一级负荷的供电要求,本项目位于浙江省按国标及地标要求平时用电不需要另设柴油发电机组。本项目地下两层共设有11 个二等人员防护单元,设计前期估算,每个防护单元战时用电容量按30kW 考虑,合计用电容量约为330kW,远大于120kW。根据《人民人防地下室设计规范》GB50038-2005 相关要求,本项目需设一座固定柴油电站作为战时内部电源(按人防批复文件本电站不考虑为周边人防地下室提供战时区域电源)。综上所述本项目固定电站仅考虑战时使用不必考虑平战结合。

3 负荷计算

本项目为平战结合,应分别按平时及战时进行电力负荷计算。平时负荷计算的目的是确定电力系统电源容量要求,平时负荷容量包括人防区平时用电及非人防区用电等,此部分内容不展开叙述。战时负荷计算作为柴油电站选择柴油发电机容量的依据,以本项目为例,战时负荷计算汇总见表1。

表1 战时电力负荷计算汇总表

根据《人民人防地下室设计规范》要求,本项目内部电站柴油发电机组容量应满足战时所有一、二级负荷用电容量的需要,并应留有10%~15%的备用量,但不设备用机组;考虑柴油发电机有备用功率(约为常用功率1.1 倍),本项目设计时备用容量取10%。综上计算出柴油发电机组最小容量:P=345.6x(1+10%)=380.16kW,查阅产品样本,本项目选用2台200kW的柴油发电机组,同时运行,互为备用。

针对战时负荷计算需要系数及同时系数的确定这里再进一步展开阐述,根据以往项目经验设计时先把战时每个防护单元所有用电设备相加得出每个防护单元对应的战时额定功率(本项目每个防护单元约为42kW);然后根据实际使用情况再详细测算出各个防护单元各种工况设备同时使用时的最大用电容量。取其中一个人防单元为例:照明箱额定功率取10kW,实际照明灯具采用LED 灯,加上检修插座及过滤器等设备插座用电,同时用电容量约为5~8kW。战时不考虑火灾,平战结合的排污泵实际按单台运行考虑。战时进排风机,暖通专业设有一台战时排风机(3kW/台),两台战时进风机(3kW/台),其中一台战时进风机为清洁通风时运行,另一台战时进风机为滤毒或隔绝通风时运行;三种通风方式不会同时运行,实际只有其中一种运行状态存在,另外战时排风机只有在清洁通风的时候才开启,所以在三种运行工况下,最不利情况是一台战时进风机及一台战时排风机同时运行;还有战时生活泵、人防通讯插座箱等属于间歇性工作设备,人防通讯设备等属于预留用电容量,实际也不需要满负荷运行。综上所述每个防护单元实际同时用电容量约为30kW 左右,所以设计时取需要系数0.75,考虑各个单元各种设备同时使用情况,柴油发电机设计容量计算时同时系数取0.9。

4 配电

平时地下车库按防火分区配电,战时每个防护单元分别设置人防电源配电箱,自成配电系统。结合平时、战时使用情况将各区域用电设备备负荷分为三类。

(1)本项目平时消防风机、平时排污泵兼消防排水泵、防火卷帘等消防设备用电为一级负荷,需由市电提供两路专用消防电源供电,满足平时消防负荷供电要求。

(2)本项目战时进、排风机、人防生活泵、口部排污泵、三种通风方式系统、基本及应急通信设备等战时一、二级负荷用电,需有一路市电电源及战时固定电站提供一路内部电源;结合平时用电设备负荷等级要求及设计简化处理本项目设计时战时一、二级负荷有两路市电电源及一路战时固定电站内部电源。

(3)本项目应急照明集中电源平、战时均为消防一级负荷;平战结合集水坑排水泵(此排水泵平时兼消防排水,战时为普通排污泵)平时为消防一级负荷,战时为二级负荷;车库普通照明平时为一级负荷,战时为二级负荷;消防一级负荷需由市电提供两路专用消防电源供电并在末端配电箱切换,非消防一级负荷也需要由双重电源供电并在末端配电箱处切换,非消防与消防负荷需完全分开配电,以上平时一级负荷战时还需引入一路战时内部电源供电。战时二级负荷除平时电源外也需引入一路战时内部电源供电。

根据上述负荷的供电特点,我们可以将平时一个防火分区的配电,直接按人防单元划分为两个区域分别配电,尽量使平战时的配电系统相结合,本项目平战结合配电系统示意图见图1(以防护单元1 为例,其他单元类同)。在防护单元1 防化值班室兼配电小间内

图1 平战结合配电系统示意图

设两台配电箱B2AP-RF1 和B2APE-RF1,其中配电箱B2AP-RF1 为人防单元配电箱,平时由前端市电双电源人防总箱B2APT-RFZ(本箱两路电源分别引自专用变内不同变压器低压配电回路)放射式配电引入市电电源,战时由柴油电站内部电源配电柜B2AP-DZ 放射式配电引来战时内部电源,供平战结合的普通照明以及战时使用的负荷配电;B2APE-RF1 为消防双电源配电箱,平时由前端消防电源总箱B2APXF1 和B2AP-XF2(B2AP-XF1,2 箱电源分别引自专用变内不同变压器低压配电回路)分别放射式配电引来一路电源互投后供平时使用的消防负荷配电,战时由人防单元配电箱B2AP-RF1引来一配电回路经手动转换开关后供平战时均使用的消防负荷配电。按照本平战结合配电系统,当战时市电失电时,值班人员仅需将配电箱B2AP-RF1 及B2APE-RF1 中的手动开关转换到人防内部电源进行供电,即可完成本防护单元配电系统的转换。

5 照明

平战结合人防地下室的照明设计,根据平、战时的使用功能,首先做到满足平时使用功能的要求,然后尽量保持平时照明少改动的情况下,经过一些简单可靠的转换工作,就可以满足战时的使用要求。

根据《车库建筑设计规范》 JGJ100-2015 中表7.4.3 的要求,平时汽车库正常照明照度标准值分别按车道50lx、车位30lx 执行,而战时作为二等人员掩蔽所,其照度标准值按75lx 执行,平战时的正常照明照度值存在较大偏差。以本项目地下车库其中一跨(横向跨距8.2m,竖向中间车道宽6.5m,两侧车道为5.5m)设计为例,采用LED 直管/T5/15W/1500 lm 灯具,通过简化计算平均照度可知,平时车道上布置4 盏灯,两侧车位各布置2 盏灯就可分别满足车道50lx、车位30lx 的要求,见图2。战时同样人防掩蔽区域需要满足75lx 的照度值则需要16 盏同规格灯具,刚好比平时的灯具数量多一半,由此考虑临战转换时,在配电回路、管线均不变的情况下,只需将平时单管灯具直接更换为同规格的双管灯具即可完成转换。

图2 车库平时灯具布置图

平时地下汽车库疏散照明要求:疏散照明地面最低水平照度不小于1.0lx;方向标志灯的标志面与疏散方向垂直时间距不大于20m,方向标志灯的标志面与疏散方向平行时间距不大于10m(采用中型疏散方向标志灯)。而战时则要求:疏散照明地面最低水平照度不小于5lx;方向标志灯间距不大于15m。考虑平战结合设计,我们不妨将平时疏散照明设计原则调整如下:疏散照明地面最低水平照度不小于5.0lx;方向标志灯的标志面与疏散方向垂直时间距不应大于15m,方向标志灯的标志面与疏散方向平行时间距不大于10m(采用中型疏散方向标志灯)。这样战时疏散照明灯我们就可以直接利用平时布置的应急灯不做改动,疏散方向标志灯则需要结合战时出口通道的位置,对平战时方向不一致的方向标志灯,按战时疏散路径进行调整方向,并在仅作为战时疏散出口门上方安装疏散出口标志灯。

平时消防风机房的照明,本项目做法是由本消防风机房的消防电源箱供电,当平时风机房与战时风机房共用时也采用此做法,则在战时需要通过转换措施,将风机房照明电源改接至战时供电的照明回路上。碰到这种情况,可以将人防区内消防风机房平时照明接入本人防区防化值班室兼配电小间的照明回路上,并由防化值班室消防电源箱内平战结合配电母排进行供电,这样既满足了平战时的要求,又减少了战时转换工作的内容。

6 线路敷设

平时地下室线路敷设需要考虑防火的要求,各类电气管线穿越防火分区隔墙的孔隙处,应采用与所在墙体耐火等级相适应的防火不燃烧材料将其周围的缝隙孔洞填塞密实。战时人防地下室需要考虑“防核武器、常规武器、生化武器”等要求,电气管线进出人防地下室应做好防护密闭措施,以确保不会造成漏气、漏毒等风险,具体需要注意以下几点:

(1)人防区平战时均不使用的管道尽量避免穿越人防围护结构,归属非人防区或地上部分建筑使用的设备用房,方案阶段或施工图前期应与建筑专业配合设置在非人防区。

(2)穿过外墙、临空墙、防护密闭隔墙和密闭隔墙的各种预埋管线(包括动力、照明、通信、火灾报警、网络、备用管等),应根据其敷设方式、穿越的部位、以及该人防项目的抗力级别,采取不同的防护密闭或密闭措施,并在设计图中应加以区别注明。具体可对应选用国标图集《人防地下室电气设备安装》07FD02 第19~22页中的相关做法。

(3)穿越人防墙体密闭段的管材应选用热镀锌钢管,壁厚度不得小于2.5mm,其他部位的电气管线可按平时要求选用管材。

(4)电缆桥架穿过防护密闭隔墙、临空墙、密闭隔墙等处时,应在墙的两侧将电缆桥架断开,不得在墙上直接开孔通过,须改成一根电缆穿一根管,并做好相应的防护密闭措施。

(5)多根弱电线路合穿在一根保护管内时应采用暗管加密闭盒的方式进行防护密闭或密闭处理,且保护管径不大于25mm。地下室主干弱电电缆数量较多,一般采用电缆桥架敷设,在通过临空墙、防护密闭隔墙、密闭隔墙时通常做法是预埋几根大的钢管,且这些线路仅平时使用,平时不做密闭处理,临战时拆除这部分电缆后,在对预埋的钢管进行防护密闭处理。对于这类平时未做密闭处理的管线,设计图中应有明确的标识,以避免临战转换时遗漏。

7 平战转换

平战转换措施需根据实际人防项目类型、采取的平战结合设计方案来制订,本项目平战转换措施如下。

(1)本项目为乙类人防地下室人员掩蔽项目,固定柴油电站内的柴油发电机组、附属设备及管线(指发电机组至各防护单元的人防电源总配电柜及由人防电源总配电柜引至各防护单元的电缆线路;通风、给排水的设备和管线;各种动力配电箱、信号联络箱等。)平时可不安装,但必须设计到位。柴油发电机组及其附属设备的基础、吊钩、管架和预埋管等应随土建施工一次施工到位。

(2)每个防护单元的人防电源配电箱内设有内、外电源手动转换开关,当市电失电时,值班人员将手动开关转换到人防内部电源进行供电。

(3)电缆、护套线、弱电线路和备用预埋管穿过人防防护密闭段的临空墙、防护密闭隔墙、密闭隔墙时,为保障平时使用方便而未做防护密闭处理的管线,临战时按设计图中要求进行防护密闭处理。

(4)结合平战时照明设计图纸,将人防单元内平时的单管直管LED灯全部更换为双管灯,调整个别疏散方向标志灯,仅战时疏散的出口上方安装疏散出口标志灯;人防区内平时的吸顶灯加设防掉落保护网罩;直管LED 灯等两端采用尼龙丝绳进行绑扎。

平战转换工作应在临战30d 内转换完成。

8 结语

通过对人防项目平战时功能、特点及要求进行分析比较,在满足规范要求的同时采纳相对较合理简洁的设计方案;平战转换时充分利用平时设计的内容,使得战时通过简单转换就能满足要求,减少应平战结合造成的浪费,并在战时能快速转换;最终获得一个比较合理的平战结合项目设计。

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