摘要： 人防工程作为战时保障人员掩蔽、物资储备、医疗救护及指挥通信的重要地下防护性建筑，在和平时期亦承担着地下商业、停车及防灾应急避难等延伸功能。防空地下室具有极强的综合性与防护特殊性，其供电系统设计必须贯彻“平战结合”原则，既兼顾平时使用的经济性，更须保证战时供电的绝对可靠。柴油电站作为人防工程内部电源的核心设施，其布置与设计直接决定战时电力保障的成败。本文从人防工程的功能定位与建设要求出发，系统梳理人防柴油电站的三种类型（移动电站、固定电站、区域电站）及其适用条件，阐明电站平面布置的基本原则与易被忽视的规范要点，给出柴油发电机组容量选择的计算依据与环境修正方法，并明确电气专业与建筑、结构、通风、给排水等专业的协作配合内容，最后结合设计深度要求，归纳施工图设计阶段必须落实到位的预留预埋项目与图纸表达要求，旨在为人防工程柴油电站的系统化设计提供规范、完整的技术参考。
一、人防工程概述及其对供电系统的特殊要求
1. 人防工程的战时功能与平时延伸
人防工程，即人民防空工程，是指在防空袭条件下用于保护人员、物资及重要设施的地下建筑物，其核心目的是在战争时期保障人民生命财产安全、维持指挥通信畅通和医疗救护运转。按战时功能划分，人防工程体系可分为指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程及配套工程五大类。指挥工程配备完备的通信设施，可在战时或重大灾害时迅速建立指挥系统，应设置于远离高价值经济目标、出入口隐秘的位置，平时可兼作应急指挥中心。医疗救护工程主要为负伤人员提供紧急救护，平时用于存储应急药品和器材，可在灾害第一时间起到医疗支撑作用。防空专业队工程由城建、市政、电力、公安、环卫、交通等关键部门依托其行政办公建筑的防空地下室组建，具有掩蔽专业技术人员和装备的功能，可在平时预存防灾救灾设备，确保灾害发生时快速响应。
和平时期，人防工程的功能得到延伸拓展，大量人防地下室被用作地下停车场、地下商场、市民过街通道及防灾应急避难场所，为城市居民日常生活提供便利。这一“平战结合”的属性决定了人防工程的设计必须兼顾平时使用功能与战时防护要求，其中供电系统尤为关键——平时需满足商业、照明、通风等常规负荷，战时必须确保一级、二级电力负荷的连续不间断供电。
2. 人防工程与普通地下室的本质区别
人防工程与普通地下室存在七个方面的根本差异，这些差异直接决定了柴油电站设计的特殊性与复杂性。
（1）防护标准不同。人防工程按照战时防护标准专门修建，具有明确的防核冲击波、防常规武器爆炸和防生化武器的技术指标；普通地下室仅为稳定地上结构或满足常规使用功能而建，无任何防护要求。
（2）抗爆能力不同。人防工程在结构上更为厚重坚固——顶板、底板、外墙、柱子和梁的截面尺寸均大于普通地下室，配备有专门的防护门、密闭门及防爆波活门，能够承受冲击波和炸弹爆轰波的动荷载；普通地下室不具备此类抗爆构造。
（3）密闭与滤毒设施不同。人防工程设置有防毒通道、简易洗消间、滤毒通风系统、超压排气阀门及密闭阀门等防化设施，可抵御化学与生物武器袭击；普通地下室无上述设施。
（4）给排水系统不同。人防工程设有战时洗消给排水系统、饮用水储水设施及生活污水集水池，可满足人员掩蔽期间的生存需求；普通地下室无此配置。
（5）电气与自备电源不同。人防工程在电气照明方面配备有应急照明系统和内部柴油电站或蓄电池组，确保在市电中断时仍能维持基本照明与设备运转；普通地下室一般不自备内部电源。
（6）通风系统不同。人防工程设有清洁通风、滤毒通风和隔绝通风三种工况模式，并配置过滤吸收器、离心风机及密闭阀门；普通地下室仅设常规通风。
（7）平战转换要求不同。人防工程的防护单元隔墙、临空墙及口部封堵构件需在临战前进行快速转换，设计时必须预留转换条件并编制转换方案；普通地下室无此项要求。
3. 人防工程建设对供电系统的核心约束
人防工程的建设需同时满足“三防”（防核、防毒、防生化）、消防和抗毁三大类要求。其中，供电系统的设计必须遵循以下原则：一是供电可靠性原则，战时市电破坏后，内部电源须在15秒内自动启动并带载运行，且连续供电时间不得少于防空地下室规定的战时持续运转时间（通常大于12小时）；二是防护密闭原则，所有穿越防护隔墙的电气管线均须设置密闭穿墙管或防护密闭套管，确保防护单元间气密性不受破坏；三是平战结合原则，平时可作为消防应急电源或备用电源使用，但战时功能不得因平时使用而被削弱或取消。柴油电站作为实现上述供电目标的核心设施，其布置与设计必须在满足规范要求的前提下，兼顾工程实际条件。
二、人防工程柴油电站的类型划分与适用条件
1. 移动电站
移动电站是将柴油发电机组及其配套配电设备集成于可移动箱体（通常为集装箱式或车载式）内的电站形式。使用时将移动箱体运至电站位置，接好电源线路、控制电缆及接地装置，启动发电机组即可合闸供电，具有机动灵活、安装快捷、临时性强等特点。根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）及相关技术文件，对于救护站、防空专业队工程、人员掩蔽工程等配套工程的内部电源，当战时供电容量小于120 kW时，宜按移动电站设计。当实际负荷大于120 kW但受建筑条件限制无法设置固定电站时，可设置两个或多个移动电站并联运行以满足容量需求。移动电站的优点在于临战转换速度快、设备可重复利用、不需要建设永久性机房；其局限在于防护能力相对较弱，机组容量受限，且需预留运输通道及吊装口。其典型布置设计如图1、图2所示。
2. 固定电站
固定电站是将柴油发电机组及全部附属设备（包括控制室、配电室、储油间、水泵间、进排风机房等）永久固定于防空地下室内部专用机房内的电站形式。当战时用电负荷大于120 kW时，宜按固定电站设计。固定电站除向本工程供电外，还可作为区域电站向低压供电半径范围内（一般为500 m左右）的邻近防空地下室提供战时一级、二级负荷的备用电源。固定电站具有容量大（可配置多台机组，单机容量不宜超过300 kW）、防护等级高、运行稳定可靠、持续供电时间长等突出优势；但土建投资较大，占用地下室面积较多，对通风排烟、冷却水源和储油设施均有严格要求，设计复杂性显著高于移动电站。
3. 区域电站
区域电站是指设置于防空地下室的负荷中心位置，同时向多个相邻人防工程供电的固定电站。该形式适用于建设规模较大、单建工程较多且相对集中的片区，如大型人防地下城、地铁枢纽站及周边配套人防工程集中区域。区域电站的容量须同时满足本工程及邻近人防工程战时一级、二级负荷的总和，并留有不小于10%～15%的备用量。其设计原则与固定电站基本一致，但配电系统需增加多条出线回路，并考虑各用电工程的防护分区和线路敷设的防护密闭措施。
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图1 人防移动柴油机电站平面图（120KW） |
图2 人防移动柴油机电站侧视图（120KW） |
三、人防工程柴油电站平面布置原则与易错环节
1. 固定电站的空间布局与功能分区
固定电站的平面布置须在满足设备安装、操作维护及防护要求的前提下，合理划分功能区域。具体布置要点如下。
（1）通风竖井独立设置。送风竖井、排风竖井及排烟竖井宜分别单独设置，避免气流短路和烟气倒灌，确保发电机燃烧空气的洁净度和机房排热效率。机组采用循环水冷方式时，必须单独设置水泵间，用于安装循环水泵、热交换器及膨胀水箱。
（2）控制室与配电室的合并与分离。监控室（控制室）和电能分配室（配电室）可合并布置为控制配电间，其中应设有值班工作区。控制室和值班休息室应位于清洁区，柴油发电机房及其他辅助用房位于染毒区（或半染毒区）。人员从清洁区进入染毒区必须经过防毒通道，并设置简易洗消设施；密闭隔墙上应设置供值班人员观察机组运行状态的固定式防爆观察窗。
（3）位置选择与减噪隔振。柴油电站应布置在防空地下室的负荷中心区域，并尽量靠近配电室，以缩短低压供电距离，减少线路损耗和电压降。若电站距离人员掩蔽区较近或位于主出入口附近，必须采取有效的减振降噪措施，包括机组底座安装弹簧减振器、排烟管设置波纹管补偿器、机房内壁贴附吸音岩棉板等。柴油发电机组应安装于地下室最底层，严禁设置于上部楼层或直接搁置于楼板上，以防振动传递和结构共振。
（4）运输通道与安装空间。进出机房的防护门尺寸及运输通道的净宽、净高必须满足发电机组及其附属设备整机搬运的要求，尤其在门洞转角处应留有足够的回转空间。机房内除满足设备本身占地外，还应在机组四周留出不小于1.0～1.5 m的检修通道，便于日常巡检、部件更换及大修时起吊作业。
2. 柴油电站设计中易被忽视的规范要求
（1）独立防火分区的强制性规定。根据《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009）第4.1.1条，柴油发电机房应划为独立的防火分区，且每个防火分区的最大允许建筑面积应符合规范限值（通常不超过500 m²，设有自动灭火系统时可适当放宽）。此项要求在初步设计中极易被忽略，一旦土建完成后发现遗漏，后期增设防火隔墙和防火门几乎无法实施，因此必须在方案阶段就由电气专业明确告知建筑专业预留独立的防火分区。
（2）进排风口间距与高差要求。柴油电站的进风口和排风口（含排烟口）在室外地面的水平距离不应小于15 m；当受场地限制无法满足水平距离时，其垂直高差应大于6 m，且排风口应高于进风口。此项规定的目的在于防止排出的废气和热空气重新被吸入进风口，造成发动机进气含氧量下降和机房温度恶性循环。设计中应由暖通专业负责校核风井定位，电气专业配合提供机组进排气风量参数。
（3）防护单元的隶属关系。柴油发电机房可与其相邻的人防工程划归为同一个防护单元，但发电机房本体不计入人员掩蔽面积。这一规定意味着发电机房占用的人防面积无须计入掩蔽人数和掩蔽面积的计算基数，但必须在总平面指标中明确标注。
3. 移动电站的布置特点
移动电站的平面布置相对简化，但仍需满足以下基本要求：设置专用的停放空间（一般为防护密闭隔间），其净尺寸应不小于机组箱体尺寸外加0.6 m的操作间距；配备市电/油机切换柜和电缆引入引出通道；进排风井的通风面积应根据机组额定功率计算确定，且应具备快速开启的防护密闭封堵措施。 人防电站布置与控制信号联络图如图3所示，通风设计如图4所示。
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图3 人防电站布置与控制信号联络图 |
图4 人防柴油电站进排风系统设计 |
四、柴油发电机组容量选择与修正计算
1. 容量确定的基本原则
柴油发电机组容量的选择须同时满足以下五项要求。
（1）战时一级、二级负荷的总和。电站容量应不小于本防空地下室战时一级、二级电力负荷的计算容量，并确保在最不利负载组合下仍能可靠启动和带载运行。
（2）区域供电扩展需求。若作为区域电站使用，须额外叠加低压供电半径范围内邻近人防工程战时一级、二级负荷的容量要求。
（3）平战负荷取大值。若电站平时兼作消防应急电源或备用电源使用，则机组容量应按战时负荷与平时负荷中的较大者确定。
（4）备用余量。在满足上述需求的基础上，还应预留10%～15%的备用容量，以适应负载增长及临战加装设备的需要。单台机组容量不宜超过300 kW，超出时应采用多台机组并联方案。
（5）环境修正。柴油机的标定功率为标准环境状况（大气压100 kPa、相对湿度30%、温度25℃）下的输出功率。实际使用环境若偏离此基准，必须进行功率修正，这是设计中极易忽视的关键步骤。
2. 环境修正的计算方法
柴油机实际输出功率随海拔升高和环境温度升高而下降。修正系数可按经验公式计算：
式中，为标准大气压（100 kPa），为标准进气温度（298 K），为实际进气温度（K）。修正后的实际可用功率为：
其中 为考虑进气阻力和排烟背压附加影响的折减系数，一般取0.90～0.95。举例说明：在某海拔1500 m地区（大气压约84 kPa），夏季进气温度达40℃（313 K）时，，即柴油机实际出力仅为标定值的82%左右，须按此修正值选择额定容量更大的机组。此外，人防地下室长期运行工况（连续运行>12小时）与标准的12小时功率（LTP）要求有所不同，设计时宜按持续功率（COP）或基本功率（PRP）进行校核。
3. 机组选用的一致性要求
在同一电站内，应选用相同型号、规格且带公共底盘的成套柴油发电机组，以保证并联运行时的有功和无功功率均匀分配、调速器和励磁系统特性一致、备件通用互换。不同品牌或不同额定转速的机组严禁在同一电站内混用。
五、电气专业与相关专业的配合内容
人防柴油电站设计是典型的跨专业协同工程，电气设计人员必须在方案阶段和施工图阶段主动向以下专业提交配合条件。
（1）建筑专业。提供柴油发电机组的外形尺寸（长×宽×高）、公共底盘尺寸、检修空间要求及运输通道最小宽度，协助建筑专业完成发电机房的平面布局和防护门选型。《民用建筑电气设计规范》虽给出了机组安装的最小尺寸，但人防地下室应适当放大尺寸，尤其要复核防护门门洞宽度是否满足机组整机或拆散后最大部件的通行要求。同时提供控制室、配电室及储油间的面积需求。
（2）结构专业。提供机组自重、公共底盘重量、混凝土基础尺寸及重量、运行时动载荷系数（一般取1.2～1.5），提交结构专业进行楼板承载力及梁柱配筋校核。基础应与地下室底板整体浇筑，防止不均匀沉降。
（3）通风专业。提供柴油发电机组的冷却方式（风冷/水冷）、燃油消耗率（g/kW·h）、机组散热量（kW）、燃烧空气量（m³/min）及机房排热量，供通风专业计算机房通风量、进排风竖井截面积及风机选型。同时明确排烟管背压允许值，指导排烟管径和路径的通风设计。
（4）给排水专业。提供机组冷却水循环量（若为水冷式）、日用燃油箱容积及储油间总储油量，供给排水专业设计冷却水管道、燃油输油管道及储油间防火防爆措施。同时提供机房地面清洗排水和事故泄油要求。
（5）防护设备专业。明确穿越防护隔墙的排烟管、进排风管、燃油管及电气线缆密闭穿墙管的数量、管径和位置，协助防护设备厂家设计防护密闭套管和密闭阀门，确保与土建施工同步预埋到位。
六、人防柴油电站施工图设计深度要求
1. 设计深度的一般规定
依据《江苏省人民防空地下室设计文件编制深度规定》及相关地方标准，战时柴油电站的施工图设计必须达到以下深度。
（1）电站平、剖面图。应按比例绘制发电机组、配电柜、信号联络柜、电缆沟、接地装置（基础接地极及等电位联结端子箱）、机组基础（尺寸、标高、预埋地脚螺栓）、预埋件（包括设备底座钢架及吊装环）等全部设备的平面定位与剖面高度关系。所有设备轮廓线、中心线及安装尺寸须标注清晰。
（2）动力及照明配电平面图。应绘制电站内部所有动力设备（机组本体、水泵、风机、油泵）及照明灯具、插座、开关的布置，标注导线型号、截面、保护管径及敷设方式。所有穿越防护隔墙的动力和照明管线，均须设置防护密闭穿墙管（采用I型或II型预埋管，I型用于两端接管，如图5所示；II型用于一端接管，如图6所示），并在平面图中明确标注预埋管编号、管径及中心标高。预埋管件应除锈并在内壁涂刷红丹防锈漆两道，随土建施工时一次性浇捣在墙体内，严禁后剔凿安装。
（3）预埋管的制作与安装标准。预埋短管应预先焊接密闭肋（通常为厚度≥4 mm的环形钢板），管道与管道、管道与法兰、管道与密闭肋的连接均须采用满焊工艺，保证密封性。I型预埋管用于两端接管，II型用于一端接管，其管径应与所连接的密闭阀门、超压自动排气活门的接管直径严格一致，不得任意缩径。
2. 配电系统图的深度要求
电站配电系统图应包含以下完整信息：柴油发电机组的规格型号（含额定功率、额定电压、额定频率、转速）；配电柜的编号、型号及外形尺寸；各回路断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器及电工仪表（电流表、电压表、频率表、功率表、功率因数表）的规格型号与整定值；发电机至配电柜、配电柜至各出线回路的电缆型号、截面、保护管管径及敷设方式；各回路编号、负荷名称、计算电流及保护整定电流。
当电站需与市电电源进行切换时，应标注转换开关的规格型号、极数与整定值，并明确切换条件（失压自动切换或手动切换）、切换延时设定值（通常为市电断电后0～15秒内自动启动），以及发电机启动方式（电启动、气启动）、并车条件（若多台并联）、市电恢复后停机延时及自动退出逻辑。所有二次控制回路（包括自动电压调节AVR、自动频率调节、保护跳闸信号、故障报警信号）均应在系统图中以控制框图形式表明逻辑关系。
3. 平战转换相关的设计内容
由于大部分防空地下室在平时不安装柴油发电机组，须在临战前完成机组安装调试，设计图纸必须预留以下转换条件：标注机组基础预留螺栓孔位置及尺寸；明确各穿越防护隔墙的穿墙管在平时封堵做法和临战拆除方法；编制详细的平战转换表，列明转换项目、所需材料、操作步骤及验收标准。设备选型应优先采用国家或行业标准产品，不宜选用非标订制设备，以确保临战时期供应及时、安装可靠，并符合节能环保相关标准要求。I型用于两端接管（如图5所示）；II型用于一端接管（如图6所示）。
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图5 人防发电机房穿墙预埋管I型 |
图6 人防发电机房穿墙预埋管II型 |
总结： 人防工程柴油电站的设计是一项涉及防护、结构、通风、给排水、电气等多个专业的综合性技术工作。正确区分移动电站、固定电站和区域电站的适用条件，是确定设计方案的前提；严格遵守独立防火分区、进排风口间距、防护密闭管线等强制性规范要求，是保障战时防护功能的基础；准确进行柴油机组容量的环境修正和负荷匹配，是保证战时供电可靠性的核心；充分预留各专业配合条件并满足施工图设计深度，是实现平战顺利转换的关键。设计人员在实践中应以相关规范标准为依据，参照人防标准图集和地方常用做法，选用适合地下工程环境且环保紧凑的机组型号，确保电气施工图既满足设计深度要求，又具备临战转换的可操作性，从而在战时真正发挥人防工程的防护效能和供电保障能力。
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