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中图分类号：S611文献标识码： A
总结出以下要求，从而将室外管线的设计更加规范化。
室外管线设计成品文件主要包括：
① 外管线设计说明；
② ②室外管线系统图；
③ ③室外管线管架平面布置图；
④ ④室外管线管道布置图；
⑤ ⑤室外管线制做图。下面我们一一做以说明。
一、室外管线设计说明
1、 设计依据
我们主要依据业主提供的全厂总平面图等资料和各装备提供的接管点条件等进行设计。
2、 管道施工及验收应执行的标准、规范等
DL5031-94电力建设施工及验收技术规范（管道篇）
DL5007-92电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）DL/T821-2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规范
3、 施工要求
A、对固定、滑动、导向支架的说明
如：固定架要求管托与管架满焊；滑动架要求管托与管架平滑接触，不应被卡住。
B、对Π型补偿器安装要求（冷紧等）。
C、对于DN25以下小管道与大管共敷要求。
D、低点排液、高点排气的要求。
E、在原有厂房处设支架的有关问题说明。
F、管道系统的压力试验要求。
G、防腐的要求。
H、保温的要求。
I、其他有关问题的说明。
二、外管系统图
需要表示出全部管道、管道名称（代号）、管道规格和介质流向。
三、室外管线管架平面布置图
需要绘制出一下内容：
1、 全部管道支架的表示（含在原厂房设置的支架）。
2、 全部支架编号。
3、 绘制出管架柱腿，标注管廊中心线。
4、 绘出管架的间距；绘出与各装置（窑头锅炉、窑尾锅炉、汽机房）建筑轴线的定位尺寸。
5、 绘出各管架的架顶标高（绝对标高或相对标高均可）或以列表的形式：管架号、管架型式、标高、备注等。
四、室外管线布置图
1、 分段绘制管道布置图（全部采用单线绘制各管道），以及各拐点处的详图和各Π型补偿器的布置详图。
2、为表示清楚，宜将多层管道进行分层绘制，如上层、下层或上层、中层、底层等。
3、管道平面图中管长（纵向）方向和管间距（横向）方向可采用不同比例：一般纵向为1：100或1：50；横向为1：50或1：25，断面图或局部剖视图1：25。整套图的比例应统一。
4、管道间距的标注应以管廊中心线为基准向两侧标注。
5、为清楚表示管道在管架上的排列，应按比例画出管廊断面图，并给出管托高度。
6、对与各装置相连的接管点处，均应绘制详图。与各装置的接管点一 般在装置的外轴线1米（汽机房）处或2～3米（窑头锅炉、窑尾锅炉）处。管廊上若有较复杂的转弯、分支等处，也应分别给出详图。
7、各管道均应给出坡度。
8、DN25以下（包括DN25）的管道不设高点排气。其余管道均在管廊高点（桁架处）设置DN15的排气，可选用单阀。阀门在保温层外即可。
9、各管道设置DN20的低点排液，单阀即可。设置在管廊两交点之间，蒸汽管道安装在管道上升之前处，热水管道安装在坡向最低处，间隔在50米左右均可。
五、管架制做图
1、桁架管道跨马路敷设时，一般采用桁架敷设。
A、桁架设计宜请土建结构工程师协助设计。
B、桁架上敷设管道一般分在桁架内部和上部两排布置。
C、桁架上若设置固定架，其桁架支腿应两边分别用四腿立柱支撑桁架。若无固定架或桁架上管道荷载较小时，也可用双腿立柱支撑。
D、桁架跨度一般在9～12米即可。
E、桁架高度不宜小于1米。
2、固定支架
管廊上的固定支架均应采用四腿落地的型式。
3、滑动支架及其他
管廊上的滑动支架可采用双腿单架的型式。
4、新建管廊的管道不应采用建筑物支撑式（如利用汽机房柱梁）。按规范，管架与建筑物墙外缘3米，无门窗的建筑物墙外缘1.5米。
中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2015）30-0020-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.010
1 设计配置一体化原理
常规的变电类二次回路等的设计方案是由设计院来完成制作蓝图的，全部现场进行的施工都必须完全依据所拟定出来的蓝图来对二次电缆进行连接，通过万用表也可以使其他的特定仪器来连接设备以及检测。在这一系列的操作过程中，也会造成以下三个问题的出现：第一，怎么出这些虚端子的联系图或者是表？第二，怎么来保障这些虚端子能够正确连接？第三，怎么来校对这些SCD类文件中的虚回路？以上的三个问题联合体现出了一些重要的需求，比如配置以及设计一致性的相关需求，同时也还有效率方面的需求。设计图纸经过各个拥有不同输入以及输出接口的相关配置图等一同组成，然而配置就是要求在那些智能装置的ICD模型的工程实例化的基础之上，经过输出和输入的变量映射，以便使它们能够在所有系统的内部装置内可以顺利地建立起相应的联系。其实对于配置以及设计一体化来说，这一技术的重要基础就是要做到图模一体化。然而在对图纸做出设计的过程中，一般情况下是要按照图模的建立同时还要安排不一样的图模输出和输入变量来进行命名的，而且其定义也要求能够和标准化的那类设计的一些有关规定是相符合的。另外，所有的装置图元的拓扑关系都必须要求是使用在建设所有装置的虚端子的相应的映射表之上的。
1.1 图模一体化技术
对于那些常规多见的变电站设计来说，这些装置图元虽然没有被许多模型文件大力支持，但是各种各样的装置已经对许多定义进行了标准化，而且各个应用也必须提供相应的输出、输入端子的定义。比如：国家电网公司对于继电保护发出了“六统一”的标准。导入装置所用的界面控制文件以及建立图模的过程是完全一样的，要是出现不满足标准的那类定义就必须做出提示以及警告。把压板作为一个例子来说，其标准的具体条件就是：保护类装置必须含有特定模型，TR（HTML语言标签）是经过一些特殊的操作之后而出现的一种跳闸信号。举一个例子来说，那些一样型号的装置要求不能在相同的电压等级下进行使用，会有部分的输出以及输入虚端子等的中文描述出现部分的不同，在这种条件之下，大部分厂家的装置提供了同一种接口控制文件。这种做法是非常不规范的，而且也带来许多不便之处。
1.2 拓扑邻接表
拓扑邻接表是经过手工布线来产生的，通过拓扑的连接线的复制以及虚端子表的映射关系，就能够自动地描绘出所有必要的连接线，从而达到人工检查可视化这一重要目标。在交换机连接这些装置的时候也是同样的要求，首先进行画线工作，其次依据这些连接线所产生的拓扑连接表这一特殊的办法。各个装置之间所有的连接线一般情况下都含有组播地址这类属性，这些特殊的属性完全都是可以进行配置的，所输出的这类SCD文件一般情况下也要包含这些特定的属性内容。
1.3 一致性问题的解决
维护工作最为重要的一项参考资料就是虚回路的图纸，运用以及维护工作必须能够导进图纸以及虚回路，从而能够达到虚回路的完全可视化，况且是不按照设计的图纸来完成重新的配置以及绘制相应的虚回路。当系统的集成商进行集成以及调试的这一过程中，一般都是对局部进行维修以及改进的，并且在设计院把改动过的新的结果做出备案手续。当前，许多集成商一般情况下，都是运用自己具有的工具对配置进行改动，然后再把改动出来的新情况保存在特定的文件之中。然而通过虚端子这种自动布线的功能通常就可以显现出虚回路图，以方便设计人员的监察。
2 智能辅助的设计
2.1 虚回路的自动布线
通常情况下，虚端子的映射表是涵盖了全部装置之间的所有虚端子的联系，这种联系现在已经被看作是虚回路的可视化的一项重要基础。通常是在图纸画布上面来进行虚回路的可视化的装置配置，还要对两个相应的布线路径做出具体的定义。更重要的是在做二次拓扑图的过程中，只需要两个装置中的一个连接起来，就可以表示出这之间是具有相互的通讯联系设备的，只不过这两个装置中都是通过一个通信线来进行所有相关的映射，在虚回路布线中所定义出来的那条路径，其实也就是要求来描绘出所需的通信线。
描绘虚回路的可视化的回路也就是重复描绘几个通讯线，运用这种方式来达到虚回路的自动布线这一功能。更加值得注意的一点是，通过筛选虚回路所显示的各种各样的类型种类，能够有效地减少一些相应的线路，这样也可以有效地防止出现繁杂以及零乱。
2.2 自动生成光缆清册
对光缆清册进行计算，就必须清楚两个条件：第一，装置之间以及交换机和配置之间所使用的通讯线；第二，屏柜内具有什么样的装置。在拓扑图中，要求对相关的通信线做出相应的定义，只要存在了这两个方面，生产所需的所有光缆清册就可以在自动条件下来完成。一般情况下所需要的工作量是比较大的。
2.3 对典型设计的支持
使用一些经典的设计图样和一些经典的工程配置，再加上一些特殊的操作（如间隔复制等），就能够达到这一功能所要的效果。当然它的主要要求就是完整性，因为在处理相同种类的间隔时，这种设计方式一般会运用一些特殊的办法，然而虚端子的映射表却无法表示出，必须要做到输出是完整的，这样才能够方便检测这些SCD文件。所以该工具也就为其提供了所需的另外一种功能，从而缩小手工的工作量。虚回路的布线功能可以自身检测出映射的正确性。
3 设计配置信息的共享
在对系统做出维护的时候，必须要仔细地查看一下相应的通信类的参数，比如IP地址等。然而进行故障分析或者是在调试时，必须要查询检测虚回路。其实在对环境进行预测和设计的时候，有些工作量的一大部分已经是完成的。那么怎样来共同分享这些重要信息呢？虽然在SCD的文件中也涵盖部分这类信息，但是在利用维护的时候，更应该做出清晰明白的图示，这也就是对可视化运行的维护。有些格式的虚端子的变量名（比如IEC格式），再结合一些其他文件的拓扑信息（比如DXF类文件的），就可以做到相关信息分享。
4 结语
本文中，智能变电站在设计方面仍然存在着大量的问题，本文提出了一些相应的解决办法，按照这种特有的一体化思路，最终达到配置以及设计的统一，这不单单是对一致性的问题做出了解决，而且还通过一系列措施减少了设计的工作量。如今许多设计院也正在使用设计配置的一体化工具，这给智能变电站的相关建设工作做出了很大的贡献。
参考文献
中图分类号：U665文献标识码： A
1概述
LUNZUA水电站位于赞比亚北方省 Kasama县以北约170km处的LUNZUA河上，电站采用引水式开发，引水系统位于LUNZUA河右岸，引水建筑物由明渠、前池、压力钢管等组成。电站利用毛水头为269.78m，发电引用流量为7m3/s。安装两台单机容量为7.4MW的卧轴冲击式水轮发电机组。
前池作为连接引水明渠和压力钢管的中间建筑物，其主要作用是根据机组负荷的变化为流量的调节提供一个足够的空间，减少水位波动，平稳水头。LUNZUA水电站前池所在位置右侧有一条天然冲沟，根据这一地形条件，本工程在前池设置了溢流侧堰。当机组丢弃负荷，前池内涌波水位超过侧堰堰顶高程时，多余的水量可通过侧堰排出，这一方案较常规设计减少了前池的容积。
2 压力前池设计
2.1 侧堰水力计算
根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第5.5.3条的规定，侧堰的堰顶高程应高于设计流量下水电站正常运行时的过境水流水面高程0.1～0.2m，由于本工程为小型工程，故取0.1m。已知渠道末端渠底高程为1424.0m，设计水深为1.478m，故溢流侧堰堰顶高程确定为1425.58m。
根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第A.3条，对于设一道侧堰的布置，当水电站在设计流量下正常运行时，侧堰不溢水；当水电站突然丢弃全部负荷时，待水流稳定后全部流量从侧堰溢出，为控制工况。此时，侧堰下游引水渠道流量为零，侧堰泄流能力按下式确定。
（1）
式中：为引用流量，7m3/s；为流量系数，取（0.9~0.95），正堰流量系数；为溢流侧堰堰顶长度，m；为重力加速度，9.8m/s2；为堰顶水头，m。
根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第4.5.3条，侧堰的堰顶长度，堰上平均水头，需经计算比较确定。溢流堰长度与溢流堰顶水深有关。溢流水深过大，则单宽流量大，消能工程量大；但溢流水深小，则溢流堰长度就长，影响前池平面布置，所以在计算时两者应兼顾考虑。根据上述原则，经试算确定堰顶长度和堰上平均水头。
溢流侧堰水力计算成果如表1所示。
表1 侧堰水力计算成果表
堰顶长度L（m） 堰上平均水头H（m）
15.0 0.407
2.2 前池特征水位计算
根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第7.0.4条，应以设计流量下水电站正常运行时的水位作为前池的正常水位。即：
（2）
式中：为前池正常运行水位，m；为引水明渠末端渠底高程，1424.0m；为引水明渠末端设计水深，1.478m。
当机组突然丢弃全部负荷时，会在前池形成逆向涌水波，并最终形成最高水位。根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第D.0.5条，侧堰作为控制泄流建筑物，对涌波起到控制作用，即对引水道系统来说，控制工况是：电站甩满负荷待水流稳定后（涌波已消失），全部流量从侧堰侧堰溢出时，将恒定流时的堰上水头乘以1.1～1.2的系数，把这时的水位定为最高涌波水位。即：
（3）
式中：为前池最高涌波水位，m；为侧堰堰顶高程，1425.58m；为侧堰堰上水头，0.407m。
根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第8.0.6条，前池最低水位可根据水电站运行要求确定。一般前池最低水位为电站突然增加负荷前前池的起始水位减去突然增荷时的最低涌波。对于非自动调节渠道，起始水位可取溢流堰顶高程，最低涌波按一台机组运行突增到两台机组即发电流量由3.5m3/s突然增加到7m3/s时的前池水位降落。
引水渠道中产生落波时，最低运行水位可由下列公式联立求解：
（4）
（5）
（6）
（7）
式中：为渠道产生落波时的波速，m/s；为落波波高，m；负荷变化前的过水面积，m2；为过水断面湿周，m；为渠道末端设计流速，m/s；为最大消落波高；为安全系数，取2；为最低运行水位。
前池特征水位计算成果如下表2所示。
表2 前池特征水位计算成果表
正常运行水位（m） 最高涌波水位（m） 最低运行水位（m）
1425.48 1426.67 1424.68
2.3 前池结构布置
根据侧堰水力计算和前池特征水位计算成果，结合压力钢管进水口淹没深度的要求及前池末端底板高程的要求，确定前池的结构布置如下。
前池长39.0m，其中过渡段长18.0m，池身段长21.0m，顶宽7.0m，池顶高程为1426.67m，池底高程为1420.5m~1420.0m，最大池深为6.67m。前池断面型式为一复合断面，1423.0m高程以下为梯形断面，底宽2.0m，顶宽7.0m，1423.0m高程以上为矩形断面，宽7.0m。明渠与压力前池设一过渡段连接，扩散角为4.93°，底部纵坡为1:5.143。前池结构布置如下图所示。
图1 压力前池平面布置图
图2 压力前池纵剖面图
3结语
前池的设计要充分与地形、地质条件相结合，当地形条件允许时，在前池设置溢流侧堰可有效减少因水位升高对前池容积的要求。设有溢流侧堰的前池，其各特征运行水位的计算与常规前池不同，应在侧堰水力计算的基础上，根据机组负荷变化的情况综合确定。
参考文献
[1] DL/T 50792007，水电站引水渠道及前池设计规范[S]．
建筑工程中涉及人防地下室电气设计除应遵守《民用建筑电气设计规范》JGJ16、《低压配电设计规范》GB50054、《供配电系统设计规范》GB50052、《地下室建筑照明设计规范》CEC45、《火灾自动报警系统设计规范》等常规建筑电气设计规范外，还需注意结合《人民防空地下室工程设计规范》GB50038、《人民防空工程设计防火规范》GB50098电气部分的要求。针对人防地下室电气设计平战结合，浅谈以下四个方面，提出有关注意事项。
一、 供配电
1、负荷分级与计算
电力负荷应分别按平时和战时用电负荷的重要性、供电连续性及中断供电后可能造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。平时电力负荷分级，应符合地面同类建筑国家现行有关标准的规定。战时电力负荷分级，应符合规定。其中一级负荷以中断供电将危及人员生命安全，中断供电将严重影响通信、警报的正常工作，中断供电将造成人员秩序严重混乱或恐慌，不允许中断供电的重要机械、设备为分级的标准；二级负荷以中断供电将严重影响医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程的正常工作，中断供电将影响生存环境为分级的标准；三级负荷是指除上述一级二级负荷标准规定外的其它电力负荷。针对已经明确电力负荷后，还应按平时和战时两种情况分别计算，以提出设计总体要求。平战结合人防工程的电气设计应同时满足平时、战时及发生火灾时的用电需要。
2、电源及供电切换。平时电力负荷由市电供电，而战时一、二负荷应考虑由市电、区域人防电站供电（又称外电源）、EPS/UPS供电、自备人防发电机供电（又称建筑内电源）。且战时要求从市电、区域电站控制室至每个防护单元的战时配电回路也各自独立，每个防护单元应引接外电源和内电源，两个电源均应设置进线总开关和内、外电源的转换开关。
当人防工程内平时的使用功能与战时的使用功能不一致，用电回路宜按平时和战时用电负荷分别供电。平时战时的一级、二级和三级负荷分别由不同的线路引接。平时正常情况下转换开关与市电接通，供电状态正常。战时市电不能供电时，由区域电源（人防工程外）供电，此时转换开关与区域电源接通，切掉平时用电负荷和战时三级负荷的供电。如果区域电源或线路也遭到破坏不能供电时，转换开关的上端均不带电，则战时负荷只能由EPS/UPS、人防发电机供电。
二 、人防照明
人防照明应同时满足人防和消防的要求。同时区分负荷分级来设计，考虑正常照明和应急照明，并注意选择光源及合理设置照度等。
（1）人防地下室平时和战时的照明均应有正常照明和应急照明；战时的应急照明宜利用平时的应急照明；战时的正常照明可与平时的部分正常照明或值班照明相结合。
（2）按平战结合的防空地下室平时照明，应满足要求包括① 正常照明的照度，宜参照同类地面建筑照度标准确定。需长期坚持工作和对视觉要求较高的场所，可适当提高照度标准；② 灯具及其布置，应与使用功能及建筑装修相协调；③ 值班照明宜利用正常照明中能单独控制的灯具或应急照明。而应急照明应符合要求包括：①疏散照明应由疏散指示标志照明和疏散通道照明组成。疏散通道照明的地面最低照度值不低于5lx；② 安全照明的照度值不低于正常照明照度值的5％；③建筑面积不大于5000㎡的人防工程，其火灾备用照明的照度值不宜低于正常照明照度值的50%。
（3）人防中应急照明是一级负荷，消防应急照明主要是为了人群疏散和灭火工作，而人防的应急照明还有一种在特定的环境下稳定人心的作用，所以人防应急照明规定的连续供电时间与防护隔绝的时间是一致的。另外，人防主要出入口的照明供电应考虑战时可靠，保证战时进出方便，应采用人防电源供电，负荷等级为战时二级。人防次要出入口及人防外部因在虑毒、隔绝时不使用，其照明可由平时负荷供电。室外警报装置的设置由地方人防办规划确定。室外警报装置的供电宜按主要出入口照明设计，室外警报装置应在人防值班室及就地附近设有控制装置，警报装置的缆线宜安装在竖井内，进出人防做密闭处理。兼顾人防的平时照明还应设值班照明，出入口处宜设过渡照明。
4）照明光源宜采用各种高效节能荧光灯和白炽灯。并应满足照明场所的照度、显色性和防眩光等要求。考虑到战时防空地下室在受到袭击时将会产生剧烈震动，并尽量用线吊或链吊安装。这样可以使灯具受到震动时得到明显的缓冲，而轻型灯具即使掉下，也不会造成太大的伤害。
三、线路敷设结合
人防有防“核武器、常规武器、生化武器“等要求，规范规定：
进、出防空地下室的动力、照明线路，应采用电缆或护套线。电缆和电线应采用铜芯电缆和电线。
穿过外墙、临空墙、防护密闭隔墙和密闭隔墙的各种电缆(包括动力、照明、通信、网络等)管线和预留备用管，应进行防护密闭或密闭处理，应选用管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管。
穿过外墙、临空墙、防护密闭隔墙、密闭隔墙的同类多根弱电线路可合穿在一根保护管内，但应采用暗管加密闭盒的方式进行防护密闭或密闭处理。保护管径不得大于25mm。
各人员出入口和连通口的防护密闭门门框墙、密闭门门框墙上均应预埋4～6根备用管，管径为50～80mm，管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管，并应符合防护密闭要求。
当防空地下室内的电缆或导线数量较多，且又集中敷设时，可采用电缆桥架敷设的方式。但电缆桥架不得直接穿过临空墙、防护密闭隔墙、密闭隔墙。当必须通过时应改为穿管敷设，并应符合防护密闭要求。
人防的线路敷设设计时主要是做好防护密闭、预留好备用管、设置好防爆波井、准备好平战转换。
电气管线进出人防的处理一定要与人防工程的防护、密闭功能相一致。
在设计时应说明清楚其具体做法（标准出需参考的相关图集）
线路敷设还需满足消防的设计要求。仅从消防保障人员疏散、排烟、灭火等消防用电设备的用电安全可靠性来说，消防用电设备采用放射式专用回路供电好。而在人防中，从防护密闭的角度来看，穿越维护结构的缆线越少越好，宜相对集中布线穿管（设计时要充分考虑平时战时消防电源在满足要求的情况下的回路复用以减少穿越维护结构的缆线的数量）。如对平时只需单电源供电的人防工程，其应急照明的专用回路取之人防配电柜，用EPS作为应急照明的备用电源。
从减少投资上考虑还可在满足平时使用的基础上预留战时转换的管线分部实施。
四、电气装置设施结合。如防空地下室内的各种动力配电箱、照明箱、控制箱不得在外墙、临空墙、防护密闭隔墙、密闭隔墙上嵌墙暗装，若必须设置时，也应采取挂墙式明装。再如对染毒区内需要检测和控制的设备，除应就地检测、控制外，还应在清洁区实现检测、控制。设有清洁式、滤毒式、隔绝式三种通风方式的防空地下室，应在每个防护单元内设置三种通风方式信号装置系统等。
人防电站有固定电站与移动电站之分。电站多选用柴油发电机组。现阶段，建筑地下室越建越大，地下人防也随之建大，所以涉及到柴油电站的事就越来越多，柴油电站的设置不仅仅是电气专业的事，是需要建筑、结构、水、暖、电等专业共同来完成的。
根据GB50038-2005规定中心医院、急救医院等应设置固定电站；固定电站内设置柴油发电机组不应少于2台，最多不宜超过4台。其他人防工程一般按柴油发电机组的安装容量来划分，＞120kW的宜设置固定电站，≤120kW的宜设置移动电站。
如果严格按照安装容量来选择固定电站和移动电站的设置就不会出现上述的问题了。但因为固定电站比移动式电站的技术要求较高，通风冷却设施也较复杂，且至少要设置2台，这对一般人防工程来说，投资和运行费用都会提高。所以在无要求设置固定电站的情况下优先选用移动电站，对于规模大，用电量＞120kW的一般人防工程，为了提高供电可靠性，简化供电系统，减少建设初投资，可按防护单元组合，根据用电量设置多个移动电站来解决（预留）。
总之在人防地下室电气设计应注意处理好平时战时、一级二级三级负荷、处理好人防消防之间的关系，处理好人防分区消防分区之间的关系（按人防分区的要求处理防护密闭），在电气设备选型时充分考虑初投资与今后的运行费用。
参考文献：
[1] 《民用建筑电气设计规范》JGJ16
[2] 《低压配电设计规范》GB50054
[3] 《供配电系统设计规范》GB50052
1 引言
本项目位于海南省海口市，共分为A、B、C、D四个地块， A、B、C地块为二类住宅用地，总用地面积为306112m2（其中A地块建设用地98555平方米，B地块建设用地80956m2，C地块建设用地98861m2），D地块为小学用地（建设用地27740m2），建筑面积约100万平方米。
本项目为初步设计，共涉及高、低压配电系统、电力配电系统、照明配电系统、防雷及接地系统、火灾自动报警及联动控制系统、紧急广播系统、 综合布线系统（电话、网络）、安全防范系统、小区周界防范系统、公共区域防范（包括电子巡查系统、视频安防监控系统、停车场管理系统）、家庭防范系统（包括可视对讲、紧急求助、燃气泄漏及非法侵入报警系统）。
2 高低压系统设计
2.1高压系统供电形式的确定
鉴于本项目规模较大（用地面积约30万平米，建筑面积约100万平米），设置两处开闭所。ABD区开闭站设在B10#楼地下室，总容量19400KVA；C区开闭站设在C10#、C11#楼地下室，总容量11600KVA（图1）。
本项目的使用功能为住宅及配套设施，且住宅项目多采用环网结构配电。因此在方案设计阶段，提出了两种构想：单环网供电、双环网供电。双环网供电具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高，但投资比单环网增加一倍，一般适用在城市（镇）市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络（图2）。经与海口当地供电部门沟通，因当地供电容量有限，且电源质量较差，确定采用单环方案，另分布设置柴油发电机作为备用电源（图3），以保证负荷供电等级及电能质量。
2.2负荷估算
根据JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》中3.3.1条，每套住宅的用电负荷和电能表的选择不宜低于表1的规定。
另，参考04DX101-1《建筑电气常用数据》中各类建筑物的用电指标，并与甲方确认后，住宅楼底商按120w/m2预留电量。
以C地块为例，用电负荷估算如下：
商业：120w/m2；
住宅楼：40m2户型3kW；
60m2户型4kW；
90m2户型6kW；
100m2以上户型8kW；
空调及动力容量由相关专业提供（表2、表3、表4）。
3 变配电所的设置
同样以C地块为例，根据负荷分布及负荷计算在C区中设三个变配电室。分别在C-3、C-4地下室；C-5、C-6地下室、C-10、C-11地下室（图1）。
C-3、C-4地下室内变配电室供电范围：C-1#楼、C-2#楼、C-3#楼、C-4#楼、C-2#楼底商、C-3#楼底商、C-4#楼底商。
C-5、C-6地下室内变配电室供电范围：C-5#楼、C-6#楼、C-7#楼、C-8#楼、C-9#楼、C-12#楼、C-5#楼底商、C-6#楼底商。
C-10、C-11地下室内变配电室供电范围：C-10#楼、C-11#楼。
各变配电室均为一路高压供电。每个变配电所配套设置一个柴油发电机房。其高低压开关柜均暂考虑采用上进上出的接线方式。供电方案及变配电所、柴油发电机房设计等均参照《中国南方电网-海南电网公司住宅小区供配电设施建设技术规范》及当地做法。由施工图设计单位按照甲方及当地供电部门要求进一步深化设计。
4 人防系统设计
本工程人防位于C地块C-9#、C-10#、C-11#各楼的地下一层，均为六级一般人员掩蔽室。
4.1负荷分级及供电要求
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中电力负荷本工程一级负荷：基本通信设备、音响报警接收设备、应急通信设备柴油电站配套的附属设备、应急照明。二级负荷：重要的风机、水泵；三种通风方式装置系统；正常照明；区域水源的用电设备。三级负荷：其它电力及照明负荷。
电力负荷按平时和战时两种情况分别计算。防空地下室应引接电力系统电源，并宜满足平时电力负荷等级的需要；当有两路电力系统电源引入时，两路电源宜同时工作，任一路电源均应满足平时一级负荷、消防负荷和不小于50%的正常照明负荷用电需要。人防电源由各个变配电室引来，战时由移动电站供电。
4.2人防电站
（1）选址
防空地下室的柴油电站应尽量靠近负荷中心，还要考虑交通运输、输油、取水、管线进出的方便。因此本工程人防移动电站，设在防护单元内适当位置。
（2）人防电站的类型，分为固定电站和移动电站
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中的相关要求，当发电机组总容量大于120kW时，宜设置固定电站；当条件受到限制时，可设置2个或多个移动电站；当发电机组总容量不大于120kW时宜设置移动电站。本工程从供电要求及经济成本等因素考虑，设置移动电站，除柴油发电机组平时可不安装外，其他附属设备及管线均应安装到位。
（3）机组容量的确定
其容量主要包括：人防电站供电的应急照明、重要通信、报警设备，重要的风机、水泵。另外，机组容量还应考虑低压供电允许范围内其他人防工程战时一、二级供电需要。本工程均选用120kW柴油发电机。
相关负荷计算及系统（图4、表5）。
5 结语
本文是笔者在设计此项目时的一点做法和心得，有些地方还不太成熟。不妥之处，敬请批评指正。总之，随着社会的发展，住宅小区的规模日趋巨大，系统越来越多，越来越复杂，有待于我们进一步探讨。
参考文献
[1]JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[2]04DX101-1《建筑电气常用数据》
中图分类号：TV64 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-086-02
1 若水电站工程概况
若水电站位于沅江一级支流巫水下游的怀化市会同县境内，装机3W，水库正常蓄水位192.5m，死水位191.5m，溢流堰堰顶高程187.5m，正常蓄水位时库容791万m3，有效库容183万m3，水轮机额定水头11 m，额定流量52.3 m3/s，年利用小时4 652小时，电站年设计发电量6 978万度。
若水电站大坝右岸溢流坝溢流堰上安装16孔宽10m、高5m的水力自控翻板闸门，大坝左岸重力坝上设置两扇宽12m、高8.3m的弧形闸门，水力自控翻板闸门与弧形闸门构成电站的泄洪设备。
按设计规范，当水库水位上升达到水力自控翻板闸门门顶过水深度达0.4m时，翻板门开始自动翻转开启，洪水从闸板上、下部泄流，当水库水位上升达到水力自控翻板闸门门顶过水深度达0.88m时，闸门全开（80；当蒜嘶回落至闸门自高担%-80%时，翻板门自动复位。洪水期间，若翻板门不足以渲泄洪水时，还可操作弧形闸门泄洪。
2 翻板门关闭动作控制问题的提出
水力自控翻板闸门在洪水来临时，可按预定的水位自动翻板泄洪，洪水退去后也可按预定的水位自动复位关闭。但在实际运行中，水力自控翻板闸门的运用存在下列问题：（1）水力自控翻板闸门要在洪水退去后才复位，不能有效的拦截洪尾；（2）水位要降低到水库死水位以下翻板门才能完全关闭，不能最大限度利用水头发电；（3）翻板门从开始关闭到完全关闭有一个过程，此过程时间太长，浪费了水量。
如果在洪水期间，翻板门动作泄洪后，在洪水消落期间，能人工干预翻板门的动作，提前关闭翻板门，则可有效的拦截洪尾、提高发电水头，提高电站的发电效益。
3 翻板门关闭规律的探讨
经过现场对翻板门自动启闭多次观察、分析和试验，得出下列规律：
（1）水库水位为192.90m时翻板门开始自动翻转，洪水从闸板上、下部泄流；翻板门启动翻转的水位与设计规范一致。
（2）翻板门自动翻转开启的角度随水库水位上升增大，泄洪量相应增加。翻板门角度开启的速度与洪水量有关，洪水量越大翻板门角度开启的速度越快。当水库水位上升达到193.37m时，闸门全开（80；峰门缺的嘶与设计规范一致。
（3）当水库水位下落到192.52m时，翻板门自动开始关闭挡水。
（4）翻板门自动关闭复位过程中，其角度随水库水位下降减小，泄洪量也相应减少。翻板门角度关闭的速度与洪水量有关，洪水量越小翻板门角度减小的速度越快。当水库水位下降至191.46m时，所有闸门完全复位关闭，翻板门全关完全复位的水位与设计规范一致（设计规范为187.5+0.75191.25m至187.5+0.8191.5m之间）。
（5）从翻板门开始自动关闭到全关闭时间，视洪水退落情况而定，一般情况下需12小时以上。
从以上规律可知：翻板门开始自动关闭到全关闭时间较长，所有闸门完全关闭要在库水位下降到死水位以下方可完成，这对若水电站机组稳定运行和经济运行不利，必须设法解决。
在多次对若水电站翻板门自动启闭的观察过程中，于 2012年5月11日，发现一次异于平常的现象：若水电站因大雨泄洪，在泄洪过程中雨量减小，洪水有一定的消落后，水库水位还未下落到192.52m，此时，流域又下暴雨，水位又上涨，观测人员发现：当水库水位上涨到192.84～192.88m左右时，原已开启的翻板门先后关闭。此现象从未出现过。对这一重要的现象，笔者认为：如果这个现象为必然，可以利用这个规律在洪水退落期间用弧形闸门调节水库水位上升，使翻板门提前关闭，达到有效拦截洪尾、提高发电水头，提高发电效益的目的。
基于上述现象，湘能公司电运部和若水电站提出了“若水电站洪水期间优化翻板门控制”技术攻关课题，成立了研讨小组，进行课题研讨：（1）查阅相关技术资料求证（包括制造厂家和其他相关技术单位均没有任何资料说明翻板门会出现这种运行状况）。（2）继续仔细观察，进行必要的试验。（3）加装大坝、前池水尺，监测大坝、前池和尾水位变化情况以供水情分析。
根据若水电站翻板门设计、制造及安装的数据和情况，对翻板门在不同水位及水位变化状态下动作灵敏度及动作开度变化情况的观测统计进行深入分析，推算水位上升至192.85～192.875m的过程中，翻板门所受推力作用点发生变化，有可能使开启翻板门关闭，为此进行了多次精心试验。试验方法是在泄洪过程中，当洪水消落且库水位下降至192.75m左右时关闭弧形门，使库水位由下降状况转为上升状况，观察翻板门的动作情况。
3.1 试验结论
分析多次试验的结果及数据，结论如下：
（1）2012年5月11日发现的在泄洪状态翻转门自行关闭的现象是必然的现象。
（2）在泄洪状态洪水消落期间，水库水位还未下落到翻板门自动复位水位192.52m前，实施人为干预使库水位上升，可使翻板门在192.86m水位时自动关闭翻板门，而且翻板门关闭比其在水位回落时的自动关闭更加迅速，严密。
（3）实施人为干预使库水位上升的手段是关闭弧形闸门，利用控制弧形闸门人工干预提前关闭翻板门是可行的。
（4）利用控制弧形闸门人工干预提前关闭翻板门，截住了洪尾，水库水位不会降低到191.46m，提高了发电水头，为电站增加了效益。
（5）为保障大坝上游不受洪水影响，又要使翻板门快速关闭，选择在洪水为600～800 m3/s时实施为宜。
3.2 控制的实施步骤
（1）在翻板门泄洪时，同时打开弧形闸门泄洪。
（2）泄洪过程中，当洪水消落至600～800m3/s及库水位192.75m左右时，关闭弧形门。
（3）翻板门全部关闭后，开放弧形闸门泄洪，按“若水电站防洪手册”的规定控制水位与水量，使翻板门不第二次自动开启。
4 翻板门关闭实行人工控制后的效果
若水电站大坝翻板门关闭由自动翻门复位改由人工干预关闭后，经一年的运行，效益显著：
中图分类号： TV2 文献标识码： A
0 引 言
开发低水头水力资源一般采用贯流式水电站，这种水电站有其自身的特点，一般工程量少、建设周期短、见效快、便于集资，因此发展很快。在我国可采用贯流式水电站开发形式的水能资源非常丰富，有很好的发展前景。做好贯流式水电站整体稳定分析是非常必要的，对贯流式电站整体稳定设计起着指导性的作用。
1 工程概况
该水电站位于西部某河段上。枢纽主要由河床式电站厂房、泄洪闸、右岸砂砾石坝、左岸混凝土防渗墙及中控楼、GIS室等建筑物组成。电站等别为三等中型工程，主要建筑物级别为3级。该水电站厂房为河床式厂房，主厂房采用单机单缝，厂房为枢纽挡水建筑物的一部分。
2 计算内容
（1）厂房整体抗滑稳定计算。
（2）厂房整体抗浮稳定计算。
（3）厂房基础应力计算。
3 计算假定
（1）假定计算结构所处应力场为均匀应力场。
（2）假定计算结构所用材料为均质材料。
（3）计算选取的典型坝段或建立的模型按照偏安全的原则进行计算。
（4）计算滑动面假定为平面。
4 安全系数及应力标准
4.1安全系数的选取
按照《水电站厂房设计规范》的相关规定，厂房整体抗滑稳定安全系数要求不小于表4.1中有关数值。
4.2 应力标准的选取
（1）厂房地基面上所承受的最大法向应力不允许超过最大的地基承载力。在地震情况下地基承载力可适当提高。
（2）厂房地基面上所承受的最小法向应力（计入扬压力）应满足河床式厂房除地震情况外都应大于零。在地震情况下允许出现不大于0.1MPa的拉应力。
按上述规定，结合实际地质参数取值范围，确定本工程地基允许承载力取值为0.75MPa。
表4.1 厂房稳定安全系数表
注：1.特殊组合Ⅰ适用于机组检修、机组未安装及非常运行情况；2.特殊组合Ⅱ适用于地震情况。
5 计算工况及荷载组合
表5.1 厂房稳定计算荷载组合表
6 计算公式
（1）抗滑稳定计算公式
抗剪强度计算公式：
抗剪断强度计算公式：
式中：—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；
— 按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；
—滑动面的抗剪摩擦系数；—滑动面的抗剪断摩擦系数；
—滑动面的抗剪断粘结力，kPa；
— 全部荷载对滑动面的法向分值，包括扬压力，kN；
—全部荷载对滑动面的切向分值，包括扬压力，kN；
A —基础面受压部分的计算面积，m2；
（2）抗浮稳定计算公式：
式中：— 抗浮稳定计算系数；—机组段的全部重量，kN；
U—作用于机组段的全部扬压力总和，kN。
（3）基础应力计算公式：
式中：—坝基上、下游面垂直正应力（MPa）；
—坝基以上垂直力总和（kN）；
A—基础面受压部分的计算面积，m2；
y—计算截面上计算点至形心轴的距离（m）；
—荷载对计算截面形心的力矩总和（kN·m）；
6.2 计算简图
图6.1 整体稳定分析计算简图
7 整体稳定分析过程
7.1各工况下荷载计算
各工况下应详细计算对应的各自荷载，由于荷载计算较为常规，在此不再赘述。
7.2 整体稳定分析结果.
采用6.1节相关公式，对本电站进行整体稳定分析，分析结果如下：
表7.1 厂房整体稳定、抗浮计算分析表
表7.2 厂房基础应力计算成果分析汇总表
8 结论
（1）河床式水电站特性是即承受上下游的水平推力又承受基础向上的扬压力，因此河床式水电站与其他工民建建筑物不同，需要对其进行抗滑稳定计算和抗浮稳定计算。
（2）本文研究对象基础坐落于软岩，基岩参数比较低，但厂房底宽大，自重较大，厂房整体稳定满足设计要求。因此坝段底宽的确定应在满足设备布置前提下，还应满足厂房稳定性的要求。
（3）底宽加大，流道跨度会相应加大，会导致配筋面积相应较大。而且底宽加大，混凝土量相应上升。增加了水电站的投资，因此水电站结构设计时需在控制投资和为满足结构整体稳定的结构体型之间找到平衡点。
（4）根据上文整体稳定分析，采取帷幕灌浆手段后，由于渗透压力强度系数的折减，扬压力显著降低，有效的提高了抗滑及抗浮安全系数，因此在河床式水电站设计时进行帷幕灌浆是降低扬压力并提高安全系数的有效手段。
参考文献：
刘启钊.水电站[M].北京：中国水利水电出版社，1997.
祁庆和，水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，1998.
顾鹏飞，喻远光.水电站厂房设计[M].水利电力出版社，1987.
潘家铮，重力坝设计[M].北京：水利电力出版社，1987.
一、人防通风设计规范的选用
人防工程按照战时使用功能可分为：指挥工程、医疗救护工程、专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程五大类。其中，除指挥工程以外，其他人防工程战时均不考虑消防设计。除了指挥工程需要遵循专门的设计规范和防火规范，医疗救护工程需要遵循《人民防空医疗救护工程设计标准》RFJ005-2001以外，其他人防工程通风设计的主要依据是《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005、《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005和《人民防空工程防化设计规范》RFJ013-2010，如果涉及到平时功能的消防设计，还应遵循《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009。
根据9规范总则，《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005适用于新建、扩建的坑道、地道和单建掘开式人防工程以及地下空间兼顾人防需要的工程;《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005则适用于新建或改建的抗力级别为常5级、核4级及以下的甲、乙类防空地下室和居住小区内的结合民用建筑易地修建的甲、乙类单建掘开式人防工程设计。由此可见，两本设计规范具有以下几点不同：(1)《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005只适用于抗力级别为常5级、核4级及以下的人防工程，而《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005对抗力级别未作要求，即适用于各种抗力等级。(2)根据施工方法、结构受力形式，人防工程可分为：单建掘开式、附建掘开式、成层式、坑道式、地(隧)道式等结构类型。其中，《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005主要适用于附建掘开式人防工程，而《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005则适用于除附建掘开式以外的其他各种结构类型。例如：地下商业街人防工程和水利工程设计应以《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005为依据;附建式地下室兼顾人防设计宜以《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005为依据，单建式地下室兼顾人防设计以《人民防空工程设计规范》 GB 50225-2005为依据比较合适。
人防工程在和平时期为了充分发挥经济效应和社会效应，除了战时使用功能以外，还具有一定的平时使用功能，其主要用途为：(1)商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、公共娱乐场所、健身体育场所和其他适用的民用场所等;(2)按火灾危险性分类属于丙、丁、戊类的生产车间和物品库房等;(3)车库。针对人防工程平时功能的消防设计，其主要依据是《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009。但是，根据《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009 3.1.14条和条文说明1.0.4条，当人防工程的平时使用功能为车库时，应以《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97为设计依据。
二、人防工程战时通风方式之间的转换原则
人防通风设计的主要任务就是为了满足战时使用功能而进行的战时通风方式间的相互转换运行，其转换原则为：(1)当工程未遭到核生化武器袭击之前进行清洁式通风。(2)当工程处在下述任一情况时，应转入隔绝式防护或隔绝防护时的内循环通风：1)敌人对该地实施核生化武器袭击警报拉响时;2)工程周围受到核生化武器袭击初期;3)外界空气受到污染而滤毒设备失效时;4)通风孔口被堵塞或通风设备遭到破坏时;5)工程外部发生大面积火灾时。(3)当查明工程外部放射性沾染程度、化学毒剂和生物战剂的性质和浓度，并验证所设除尘滤毒设备能过滤吸收时，方可转入滤毒式通风。(4)在滤毒式通风过程中，当发现通过除尘滤毒设备后空气中的放射性灰尘、化学毒剂和生物战剂的量超过允许标准或除尘滤毒设备的通风阻力出现过大或过小时，要立即转回到隔绝防护时的内循环通风，并迅速查明原因进行处理。更换除尘滤毒设备后，要进行检查，确认性能可靠后，才允许再次转入滤毒式通风。(5)当查明工程外部的放射性灰尘、化学毒剂和生物战剂已经消失，对染毒的通风管道、密闭阀门、扩散室、滤毒室及油网除尘器等进行彻底洗消，经检查合格后，可以转为清洁式通风。只有严格遵循战时通风方式的转换原则，才能够满足人防工程的战时使用要求。
三、医疗救护工程分类厅的换气次数
医疗救护工程作为战时对伤员独立进行早期救治工作的重要场所，其通风设计应遵循《人民防空医疗救护工程设计标准》RFJ005-2001。根据此标准第4.2.4条规定“滤毒通风时，第一密闭区分类厅的通风换气次数不宜小于40次/h”。然而在实际设计中，此条规定非常难以满足，因为按此要求进行设计，所需滤毒通风量会很大，这不但增加了过滤吸收器、超压排气活门的个数，而且增大了滤毒通风管道的截面积，从而增加了设备投资。例如，根据标准要求，不同等级的分类厅最小使用面积为40m2～60m2，层高最小为2.6m，则满足此要求的最小滤毒通风量为(40～60)2.640=4160～6240 m3/h，此值比按照防毒通道换气次数要求计算得到的滤毒通风量至少大1～2倍。所以笔者个人认为，按人员主要出入口最小防毒通道换气次数不小于50次/h确定滤毒通风量较为合适。
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
汶水一站水电站工程位于广东省广宁县古水河境内，为古水河梯级开发的第7级水电站。电站以发电为主，总装机容量2500kW，设计水头8.0m，年发电量945万kW.h。
2 设计依据
2.1工程等别及建筑物级别以及相应的洪水标准
汶水一站水电站以发电为主，装机容量为2500kW，校核洪水位时的总库容为280.0万m3。按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，工程属Ⅳ等工程，小(1)型规模。电站的永久建筑物(泄水闸、泄水建筑物、厂房)均按4级建筑物设计，导流围堰等临时工程按5级建筑物设计。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，电站建筑物的洪水标准如表2-1-1所示。
表2-1-1洪水标准
2.2设计基本资料
1、水文气象
古水河流域自上游至下游主要气象参数为：多年平均气温20.8℃,最高气温39.1℃～39.4℃,最低气温-3.9℃～4.2℃.多年平均相对温度81%，多年平均风速0.9～1.1m/s，最大风速13～5.3m/s。
3 坝轴线的选择及工程总体布置
3.1坝轴线的选择
汶水一站水电站坝轴线的选择受河床宽度和厂房尾水畅顺影响，考虑到上游永隆水电站下游尾水位、汶水二站水电站开发时上游正常蓄水位衔接,选择Ⅰ线和Ⅱ线两个方案比较。
3.1.1Ⅰ线方案
(1)地形、地质条件。Ⅰ线内无较大的断层通过，未见次级褶皱，地质构造较不发育。(2)工程型式、布置。Ⅰ线方案拟于横石口村上300m处河段修筑拦河坝,并在河床左岸布置厂房及附属建筑物，属河床式开发方案。拦河坝左岸为公路。(3)工程量、施工条件。线基岩露头较明显，上部覆盖层较薄，开挖方量不大且对主要交通线没有造成破坏；河床相对较宽，填筑方量较大。厂房布置在河流左岸，离公路较近，施工方便，工程量和投资也不大。
3.1.2Ⅱ线方案
(1)地形、地质条件。坝轴线两岸植被茂密，自然边坡基本稳定，物理地质现象不发育。
（2）工程型式、布置
Ⅱ线的河床段修筑拦河坝和发电厂房及附属建筑物，在河床的右岸筑坝挡水，河床的左岸布置厂房和附属建筑物，属河床式开发方案。
3.1.3坝轴线比较和方案选择
I线坝址区基岩均属硬质岩石，岩面埋深和岩石风化均较浅，无较大的不良地质现象，工程地质与水文地质条件较好。II线坝址区左岸边坡较缓，右岸边坡较陡，岩面埋深和岩石风化相对1线均较深。下游有一小型滑坡体不利于坝体的稳定及防渗。综上所述，Ⅰ、Ⅱ线的工程地质与水文地质条件均可满足建坝的要求，但从施工安排及对环境的影响考虑，I线优于II线。因此，选定I线方案为本工程的推荐方案。
3.2枢纽布置选择
本电站水头较低，选定坝址处没有引水或其他布置的地形条件，所以厂+房采用河床式布置。总体布置采用右河床厂房还是左河床厂房方案，主要取决于对外交通条件。现有沥青公路已通往河流左岸，可通大汽车，且工程砂、碎石等材料主要取在左岸沙滩上，如果厂房布置在右岸则材料运送相对困难，费用增大，不利于降低工程投资。经综合分析，工程选定右岸布置溢流坝，左岸布置厂房的总体布置方案。
3.3挡水建筑物
3.3.1泄水闸坝
1)溢流闸坝布置
溢流坝全长50m，设4扇弧型闸门，闸门的尺寸为：10×7.5m(宽×高)，堰顶高程为84.8m，堰高4.7m，闸门顶高程为92.30m。
本水电站为径流式水电站，根据电站的坝上Z-Q关系曲线图查得，设计洪水位为92.00m，校核洪水位为94.60m。
2）坝顶高程
坝顶高程的确定，是在各种运行情况水库静水位加对应风浪高程和安全超高中选取最大值。
坝顶至水库静水位的高度的计算公式为：
Δh=2hL+ho+hc
Δh――闸墩顶距水位的高度m；
Hc――闸墩安超高，设计洪水位时取0.3m校核洪水位时取0.2m；
Ho――交通桥梁高(m)，取0.8m；
其中风浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式计算。公式如下：
2hL=0.0166V5/4D1/3
式中：D――吹程，取为550米。
V――设计风速，在正常水位及设计洪水位情况用最大风速的1.5倍，校核洪水位于情况用最大风速。
波浪中心线至水库静水位的高度ho按下式计算：
4лhl2лHo
ho=--------cth--------
2LlLl
式中：2Ll――波长，2Ll=10.4(2hl)0.8；其它符号的意义同前。Ho――闸前水域的平均水深。安全超高hc：正常运行情况取0.3m，非常运行情况取0.2m。(h-坝顶距水库静水位的高度(m)即为风浪高+安全超高)上述成果表明，坝顶高程由校核洪水位控制，定为95.60m，最大坝高15.50m，坝顶长度62.00m。
3)消能设计。根据下游水位较高的情况，采用底流式消能。参照重力坝设计规范的补充规定：“对消能防冲设计的洪水标准，原则上可低于大坝的泄洪标准，鉴于本枢纽拦水建筑物的建基面建在弱风化岩石上，本工程的消能防冲按10年一遇洪水进行设计。消能计算采用水利水电工程设计程序集中的D-3程序进行计算。消能按10年一遇洪水计算。根据计算，消力池的长度为33m，高程为80.10m，护坦的长度为15m。岸坡采用护坡处理，其护砌长度33m，护坡顶高程为10年一遇洪水位。
4)基础处理。坝的建基面均开挖至弱风化层下0.3～1.0m,由于地基内没有规模较大的断裂构造，无须特殊处理。由防渗计算可知，对基础的防渗措施采用在溢流坝上游与下游端均设齿墙，齿墙深1.5m，厚为1.5m，前端顺坡度延伸到与高程80.10m齐平处，下游齿墙厚1.5m，成梯形状，上游闸底板与消力池间设置止水。
5)稳定计算。(1)计算荷载。①坝体自重及固定设备重；②水重；③静水压力；④扬压力；⑤风浪压力；⑥侧向水压力；⑦土压力(或泥沙压力)；(2)荷载组合。①上游正常蓄水位，下游无水；②上游设计洪水位，下游设计洪水位；③上游校核洪水位，下游校核洪水位。(3)抗滑稳定及地基应力计算。
抗滑稳定计算：拦河坝建基面高程为79.80m，根据地质报告，该高程岩性的风化程度为弱风化，参照地质报告力学参数建议值，取f=0.55。
抗滑稳定采用抗剪强度公式计算：K=f(W-u)/∑P
式中K――按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；f――坝体砼与坝基接触面的抗剪摩擦系数，取0.55；∑W――作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和KN。∑P――作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数KN。
地基应力计算
坝基应力采用材料力学公式计算：
бy=∑w/B±6∑M/B2
式中бy――坝基面垂直正应力；∑W为――作用于计算截面以上全部荷载的垂直分量的总和；∑M――为作用于计算截面以上全部荷载对截面形心力矩的总和；B――为坝体计算截面面积。
根据设计要求，在各种运行情况下，计入扬压力影响，坝体上游面不得产生拉应力。计算分两种情况考虑，计算结果表明，各种情况均能满足规范要求。坝体尺寸由溢流面体型和满足应力需要控制。
3.4发电厂房
厂房布置在河床左侧，为河床式厂房，厂房基础座落在微风化基岩上，地基无需进行特殊处理。进水口设主闸一道，由固定式启门机启闭。检修门与拦污栅共门槽，由门机启闭。进水口长度由设备及交通要求确定。厂房进水口前设拦沙坎一道。升压站布置在厂房的左侧。主变压器1台，布置在厂房升压站的右侧。进厂公路由下游进入厂房，进厂坡度为2%。
4结语
通过对汶水一站水电站工程的总体布置方案比较及主要建筑物设计，对于低水头电站来说，设计水头非常重要，在水工建筑物布置设计时，进(引)水断面要达到设计要求，尾水段流态要保持平稳畅顺，这样才能使电站机组运行工况和出力达到设计要求。
参考文献:
[1]《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000
[2]《混凝土重力坝设计规范》SDJ21-78(试行)
[3]《溢洪道设计规范》SL253-2000
中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A 文章编号：
Abstract:According to design and operation experience of the traditional substation and engineering practice.For a full indoor GIS substation,this paper proposes a new structural arrangement scheme,Substation with the conventional arrangement in contrast,Summarize the advantages of the new layout of the structure.And from the ventilation, lighting, noise and other aspects of the analysis discussed,put forward proposals in the actual project.Key words:Substation new layoutArrangeProposal
随着城市建设和电网发展的需要，全户内变电站在城市中应用越来越广泛，尤其在经济发达地区，用地非常紧张，为了减少占地面积，满足城市规划的要求，并与周边环境相协调，有利于城市景观的美化，110kV电压等级的变电站均已全部采用全户内布置方式。传统的户内布置[1]方式采用主变室与其它设备房间紧邻布置，其它设备房间不能两侧开窗，不利于房间的通风散热和采光。同时这种布置方式还增加了变电站的占地面积。本文提出一种新型的变电站结构布置方式，主变室与其它设备房间采用层叠布置，从项目的占地面积、建筑面积、通风散热、采光、噪声污染、设备运输等方面进行分析探讨，总结新型布置结构的优点以及在实际工程中的注意事项。
与传统布置的对比
主变室上方设置房间
传统全户内变电站主变压器室上方均不布置任何电气设备，主变上部空间属于空置状态。该种布置方式不仅浪费了主变上方的空间，而且其它设备房间与主变室紧邻布置，房间不能两侧开窗，不利于房间的自然通风散热和自然采光，同时这种布置方式还增加了变电站的占地面积。
本文引入新的设计理念，将主变与其它设备上下层叠布置，打破以往主变压器室上方空置的传统布置。将主变压器布置在户内一层，其余设备均位于上部楼层。该布置方案有效利用主变上方空间，能够有效的减少变电站的占地面积。结构布置为单跨加外走廊形式，形成双跨框架结构，满足抗震设计规范要求，同时为自然通风和采光创造条件。
两种布置方式详见下图对比：
图1传统与新型变电站结构对比
有效降低层高
传统变电站中，主变压器高压侧采用架空进线，GIS室位于二层并设置吊车吊装。新型变电站中主变压器高压侧采用电缆进线，无高压套管，同时GIS室位于一层，采用滚轮安装方式，不设置吊车，能够有效降低主变室和GIS室的层高，压缩建筑体积。
新型布置优势
总体规划紧凑
如图2所示，变电站设一幢配电装置楼，在考虑到消防、运输等安全距离的前提下，尽量节约变电站占地面积，利用市政道路形成消防环形道路，在变电站南侧围墙东西角各设一座大门，站内道路通过进站道路与市政道路连通。
配电装置楼为四层框架结构，将主变压器、110kV GIS布置在户内一层；二层为电缆夹层；三层布置10kV开关柜和其它电气一次设备等；四层布置二次设备、通信设备等，布置紧凑合理。总占地面积1972平方米，比南网标准设计节约31.6%。建筑高度19.7米，建筑面积2431平方米，比南网标准设计节约11.1%；建筑体积12272立方米,比南网标准设计节约10.5%。该布置型式有效减少变电站的占地面积，达到节约土地资源、提高土地利用效率目的，有利于解决城市中心区变电站选址问题。
图2电气总平面布置图
有效控制风险
布置方案对项目各个环节和全过程进行风险分析，从认识风险特征入手识别风险因素，估计风险发生概率，评价风险程度，提出针对性的风险对策。
如上图所示，站区内110kV和10kV电压等级的出线电缆分沟敷设，改变以往同沟设计，不同回路互不影响，降低电缆事故造成全站停电的风险，提供供电可靠性。
另外，变电站内的一、二次电缆均为风险源，从设计角度出发，针对风险因素进行有效控制。如图3所示，二次电缆通过两个竖井分别进入二次设备室，有效减小电缆失火或其它事故时的损失，缩小事故范围。另外，变电站内部一、二次电缆完全分开，不存在共沟或共竖井的敷设现象，同时电缆夹层内只有一次电缆，10kV开关柜二次电缆采用柜顶出线，直接进入二次设备室。夹层内电缆清晰明了，形成一、二次电缆的完全分离，便于检修和安装，运行安全，方便操作巡视，更加有效的控制电缆风险。
图3配电装置楼15.200米层电气平面图
在传统设计中，两个蓄电池室为相邻布置或者为同一房间布置，本文对蓄电池的事故风险进行评价，如图3所示，将蓄电池分为两个不相邻的房间，当其中一组蓄电池室发生爆炸等故障时，不影响另外一组蓄电池，有效控制设备风险。
节能降耗
主变压器室采用本体和散热片水平分体布置方式，本体布置在全封闭主变室内，利于抑制主变噪声，减小消防体积；主变散热片布置于通透房间内，用自然通风取代机械通风，可以节省风机投资，减少风机噪声污染和损耗。
所有设备房间通透布置，充分利用自然采光和自然通风，从优化建筑本体设计方面主动降低能耗，同时利用CFD模拟技术，优化室内风口位置设计，被动降低能耗。
设备运输
大型设备布置于建筑底层，小型设备分层布置在楼上，有效解决大型设备的垂直运输问题，有利于设备检修维护。
绿色评价
本布置方案为了能够有效以节能减排、绿色环保为切入点，优化工艺选型配置和建筑平面布局、合理利用空间及自然能源，通过软件对站内通风、采光、噪声进行深度分析，实现变电站成为全寿命周期内“资源节约、环境友好”的绿色变电站。
通风分析
分析目的
建筑物内的通风不仅仅决定人们健康和舒适的重要因素，也是降低建筑空调风机能耗的先决条件，是最自然的建筑的节能手法，也是生态、绿色建筑最重要的气候调节对策。对夏热冬暖地区，有效的控制室内通风，充分利用夏季夜间通风和过渡季自然通风，已经成为改善室内热环境、减少空调风机使用时间的重要手段。因此，有效分析建筑通风，有利于减少变电站风机及空调使用时间，减少能耗和噪声。
评价标准
一般认为风速
模拟分析
本次分析选取配电装置楼第二层室内通风情况做了分析。
分析结果如图4所示：
图4配电装置楼10.700米层风速流线图
结论
经过优化室内布局,合理开窗,保证室内具有良好的通风环境,根据通风模拟的结果，经过理论计算得出大部分主要功能房间风速在0.7m/s ～1.8m/s，能够满足GB/T50378-2006《绿色建筑评价标准》对室内自然通风的要求。本方案正常时不开启风机，能够满足设备运行要求，室内自然通风效果均较好，有效降低能耗。
采光评价
建筑采光要保证室内的日光照射，减少照明，节约能源，为使用者提供舒适的室内光环境。
实施策略
通过优化建筑和露天空间的规划,保证充足的日光进入建筑内。评价采用室外全阴天8000照度计算，进行合理开窗、按照最不利条件计算采光系数，不考虑直射阳光的影响。本次选取配电装置楼第四层进行分析。经过分析，其他房间采光都大于1%，只有左下的蓄电池室内采光低于0.5%，不符合GB/T50033-2001《建筑采光设计标准》规定。经过采取放置导光管后，分析得出室内采光系数为2.8%，采光效果良好。符合国家规程规定。如图5所示
图5配电装置楼15.200米层采光分析图
噪声模拟
变电站噪声源主要为主变压器本体，本布置方案将主变本体布置在全封闭的主变室内，散热片相邻布置在通透房间内，即利于主变散热又有利于控制主变噪声。本次主要分析变压器对周边环境带来的影响，为主变室设计提供设计依据，减少变电站的噪声污染。
实施策略
本次分析主变压器噪声按65dB选取，采用德国Cadna/A噪声模拟软件进行模拟。经分析，对同样的门和门框，采用不同的门密封方式时隔声量相差可以达到10dB以上。本布置方案主变室门和门框采用硅胶条等密封方式，经软件模拟，变压器周边的声压级不超过40dB。如图6所示。
图6变压器声压级分布图
根据噪声分析结果，本结构布置方案满足GB3096-2008《声环境质量标准》0类声环境功能区中环境噪声限值的要求，已经达到了最严格的噪声限值要求。所以本方案能更有效的控制主变噪声，减少噪声排放，更适于在城市中心区建设。
实际工程应用建议
设计规模
变电站新型结构布置是在特定规模的前提下设计，变电站设计规模为：本期（终期）规模：主变2×50MVA（3×50MVA）;110kV出线2回（4回）；10kV出线24回（36回）；2台（3台）主变低压侧各装设2组低压电容器。
因此，如果要在实际工程中应用，需结合实际工程的建设规模进行局部调整。需注意主变容量、10kV开关柜的出线回路等，这些均是影响变电站配电装置尺寸和布置的关键因素。
消防
为设计本方案，我们咨询了消防部门和国家现行防火规范管理单位，明确主变上方可设置房间，但需采取必要的防范措施：①在主变室外墙设置1m宽防火挑檐，满足竖向防火要求；②主变上方楼板加厚至200mm，满足一级防火墙要求。
在实际工程当中，如果采用此种布置方式，设计应先咨询当地消防部门，是否满足当地消防要求，避免按此方案设计消防报建环节出现问题。
结束语
随着城市电网的发展，全户内变电站的应用会越加广泛，随之而来的就是变电站选址困难、居民投诉等问题。因此，从设计环节就应该注重优化设计，减少占地，绿色环保。本文只是在传统户内变电站基础上一次大胆的创新和尝试，希望本文抛砖引玉，能为广大设计人员开拓思路，希望所有电力设计人员都能发挥创新精神，积极开拓，为电力建设事业发展添砖加瓦。
参考文献
［1］黎明，黄维枢．SF6气体及SF6气体绝缘变电站的运行［M］．北京：水利电力出版社，1993．［2］卓乐友．电力工程电气设计200例［M］．北京：中国电力出版社，2004 ．
［3］罗学琛．SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)［M］．北京：中国电力出版社，1999 ．
［4］GB 50052-2009 供配电系统设计规范. 中华人民共和国建设部/中华人民共和国国家质量监督局检验检疫总局.
［5］GB 50059-1992 35～110kV变电所设计规范. 中华人民共和国能源部.
［6］GB 50217-2007 电力工程电缆设计规范. 中华人民共和国建设部/中华人民共和国国家质量监督局检验检疫总局.
［7］GB 50227-2008 并联电容器装置设计规范.中华人民共和国住房和城乡建设部.
［8］GB 50016-2006 建筑设计防火规范. 中华人民共和国建设部/中华人民共和国国家质量监督局检验检疫总局.
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
为全面贯彻落实电力工程全寿命周期设计管理理念，统筹协调电力工程建设安全、效能、成本的关系，促进设计理念和方法创新，提高电力工程建设效率和效益，提高工程建设整体水平，2012年，国家电网公司下发了《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》，其中要求“新设计建设的输变电工程建构筑物使用寿命达到60年以上，变电主要一次设备和线路主要设备使用寿命达到40年以上，主要二次设备使用寿命达到20年以上。”在此之前变电站内建筑物按照国家相关规范规定正常使用年限为50年，针对此要求，本着输变电工程提高使用寿命的可靠性、耐久性和经济性协调统一的总体原则，对于新建变电站工程建、构筑物在结构计算中相关的系数及构造要求需要做相应调整。本文仅对本地区110kV变电站内建筑物结构设计的影响进行探讨。
1 提高建筑物的可靠性
1.1 结构重要性系数γ0
电力设施的可靠性最重要的指标反映在变电站建筑上即为建筑结构的安全等级，与之对应的参数为结构重要性系数γ0。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001中对于建筑物的使用年限、结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性采用不同的安全等级分别取相应的γ0值。 该规范第7.0.3 结构重要性系数γ0 应按下列规定采用：参考文献
1） 对安全等级为一级或设计使用年限为100 年及以上的结构构件，不应小于1.1；
2） 对安全等级为二级或设计使用年限为50 年的结构构件，不应小于1.0；
3） 对安全等级为三级或设计使用年限为5 年的结构构件，不应小于0.9。
由此可以认定在制定规范时考虑结构的安全等级与设计使用年限存在一定的关联。现行的《35—110kV变电所设计规范》GB50059—2011中有关结构重要性系数的规定与原1992版对应条款有所变化，原92版第4.1.3条“建筑物、构筑物的安全等级，均应采用二级，相应结构重要性系数应为1.0”。现行《35—110kV变电所设计规范》GB50059—2011第4.1.4条“建筑物、构筑物的安全等级，均不应低于二级，相应的结构重要性系数不应小于1.0”。参考文献由此可以理解为对于变电站设计的结构重要性系数较以前有提高。现在全球进入地震活动多发期，以日本福岛核电站为例，在地震中除去造成人员伤亡的安全问题，仅核电站本身的破坏使日本电力供应紧缺，不但经济灾后重建受到限制就连人民的生活质量都受到很大影响。因此电力设施的安全问题，对整个社会的经济稳定起到尤为重要的作用。国网公司下发《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》要求建筑物的设计使用年限为60年以上其宗旨是对建设“一流电网”工程质量提出更高要求，以加强智能电网的坚强性。据此，本人认为在变电站内建筑物结构设计中重要性系数本着就高不就低的原则取1.1。
1.2 地震影响
根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004对电力工程第5.2.4规定，“330kV及以上的变电所和220kV及以下枢纽变电所的主控通信楼、配电装置楼、就地继电器室”的抗震设防类别应为乙级，抗震等级根据《电力设施抗震设计规范》GB50260-96第六章“火力发电厂和变电所的建构筑物”之表6.1.1确定。主控制楼、配电装置楼的混凝土结构抗震等级为二级。参考文献
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.2.2条规定抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.2.2的规定。参考文献
表3.2.2地震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系
本表取值对设计使用年限50年的结构。对年限超过五十的结构，宜考虑实际需要和可能，对地震力作适当调整。在该规范的条文说明中，对于设计使用年限不同于50年的结构，其地震作用需要作适当调整。参考《建筑工程抗震性态设计通则（适用）》CECS460：2004的附录A，其调整系数的范围大体是：设计使用年限70年，取1.15～1.2，100年取1.3～1.4。
2 提高建筑物的耐久性
反应建筑物耐久性的指标即为建筑物的设计使用年限。
设计使用年限：设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。
国网公司对于耐久性的解释是指正常使用和维护条件下，主要设备、材料的寿命能够满足工程使用寿命要求，并适当留有裕度的原则，具体到建构筑物为设计使用寿命60年以上。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010—2010第3.5条耐久性规定：参考文献
混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，耐久性设计包括下列内容：
1、确定结构所处的环境类别；
2、提出对混凝土材料的耐久性要求；
3、确定构件中钢筋混凝土保护层厚度；
4、不同环境条件下的耐久性技术措施；
5、提出结构使用阶段的检测与维护要求。
因此影响建筑物耐久性的因素主要有：混凝土的保护层和最低强度等级
混凝土结构的环境类别按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表3.5.2选用。设计使用年限为50年的混凝土结构，其混凝土材料宜符合表3.5.3的规定。
表3.5.3结构混凝土材料的耐久性基本要求
规范3.3.5一类环境中，设计使用年限为100年的混凝土结构尚应符合下列规定：
钢筋混凝土结构最低强度等级为C30，预应力混凝土结构的最低强度等级为C40；
混凝土中的最大氯离子含量为0.06％；
宜使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中最大碱含量为3.0kg／m3
混凝土保护层厚度应符合本规范第8.2.1的规定，当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减小。
3.5.6二三类环境中，设计使用年限100年的混凝土结构应采取专门的有效措施。
8.2.1构件中普通钢筋及预应力钢筋的混凝土保护层厚度满足下列要求。
1.构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径d；
2、设计使用年限为50年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度应符合表8.2.1的规定；设计使用年限为100年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度不应小于表8.2.1中数值的1.4倍。
表8.2.1混凝土保护层的最小厚度C（mm）
纵观以上规范规定，在设计使用年限变更为60年以上会导致对混凝土最低强度等级及保护层厚度要求的变化。按照插入值法，60年设计使用年限的保护层应为表中数值的1.08倍，70年设计使用年限的保护层应为表中数值的1.16倍。
本人认为对设计使用年限60年以上的建构筑物，除了保护层增大外，混凝土的最低强度等级应按表3.5.2提高一个标号。对混凝土中最大氯离子含量按0.06％控制。处在二三类环境中的混凝土（如基础工程）应增大保护层厚度，采用耐腐蚀性能钢筋或采用环氧树脂涂层钢筋。
基础：按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011规范内容确定地基基础设计等级。地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。参考文献
以一个110kV通用变电站设计为例；
通过软件计算分析结构重要性系数、地震力影响系数、保护层厚度的调整对建筑结构的材料用量的影响。
工程特征：建筑规模：110kV变电站
地理环境：寒冷地区
地震设防烈度：7度
地震分组：第三组
设计基本地震加速度值：0.1g
结构形式：三层现浇混凝土框架结构
计算软件：PKPM
建筑规模：建筑面积：1726.44平方米
平面布置：一层：电缆夹层，层高3m；二层：10kV开关室、电容器室，层高5.4m；三层：110KVGIS 室，层高7.6m；主控制室、消弧线圈室，层高5.4m。
楼面活荷载：10kV开关室 7KN/M2，电容器室9KN/M2，110KVGIS 室10KN/M2，主控制室、消弧线圈室4KN/M2
设计使用年限50年与60年以上参数调整与计算结果对比表
注：1、本工程计算结果仅用于结果比较，没有实际工程参照意义。
2、计算板、梁、柱配筋量为PKPM程序生成量，未做人工调整。
根据以上实例计算结果显示，在材料标号相同的情况下，板配筋增加了2%，梁的配筋增加了15%左右，柱筋由于归并的原因应认为没有变化，基础配筋则没有变化。
以上仅为本人在工作中对《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》对结构设计的影响之思考，正确与否还望专家同行指正。
参考文献
《GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准》
GB50059—2011《35—110kV变电所设计规范》
GB50223-2004《建筑工程抗震设防分类标准》
