建筑群自備柴油發(fā)電機負(fù)荷計算探討

吳保剛（云南省設(shè)計院， 云南 昆明 650032）

Wu Baogang

1 引言

很多房地產(chǎn)工程中，是在用地的部分區(qū)域地塊內(nèi)建一個整體地下車庫，在車庫頂上建數(shù)棟一類高層住宅（部分為商業(yè)網(wǎng)點住宅）樓，以下稱這樣的工程為建筑群。

建筑群內(nèi)高層住宅樓及地下車庫內(nèi)存在大量的需要按照一級負(fù)荷供電的用電設(shè)備負(fù)荷。

建筑群內(nèi)的各10/0.4kV變電所由兩路10kV市政電力系統(tǒng)電源供電，一般當(dāng)?shù)毓╇姴块T都不保證兩路電源符合一級負(fù)荷的供電要求，因此需要設(shè)置柴油發(fā)電機作一級負(fù)荷的備用電源。在滿足使用可靠性的同時，怎樣使設(shè)置的柴油發(fā)電機容量盡可能小，臺數(shù)盡可能少，提高經(jīng)濟(jì)性，關(guān)鍵是合理計算柴油發(fā)電機的負(fù)荷。

2 負(fù)荷計算依據(jù)

《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008(以下稱民規(guī)) 第3.5.3條規(guī)定，當(dāng)消防設(shè)備的計算負(fù)荷大于火災(zāi)時切除的非消防設(shè)備的計算負(fù)荷時，應(yīng)按照消防設(shè)備的計算負(fù)荷加上火災(zāi)時未切除的非消防設(shè)備的計算負(fù)荷進(jìn)行計算；當(dāng)消防設(shè)備的計算負(fù)荷小于火災(zāi)時切除的非消防設(shè)備的計算負(fù)荷時，可不計入消防負(fù)荷。條文說明中還規(guī)定對于平時和消防兼用風(fēng)機在計算正常情況下的用電負(fù)荷時應(yīng)計入平常使用的用電容量。

民規(guī)第3.5.4條第2款規(guī)定，當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機為消防用電設(shè)備及一級負(fù)荷供電時，應(yīng)將兩者計算負(fù)荷之和作為選用應(yīng)急發(fā)電機容量的依據(jù)。

民規(guī)第3.5.4條第3款規(guī)定，當(dāng)自備發(fā)電機作為第二電源，且尚有第三電源為一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷供電時，以及當(dāng)向消防負(fù)荷、非消防一級負(fù)荷及特別重要負(fù)荷供電時，應(yīng)以三者的計算負(fù)荷之和作為選擇自備柴油發(fā)電機容量的依據(jù)。

《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》2009電氣（以下稱措施）第4.2.2條第5款規(guī)定，當(dāng)柴油發(fā)電機組除為消防、安防等負(fù)荷供電，同時還為其他非消防重要負(fù)荷供電時，在火災(zāi)發(fā)生時，應(yīng)自動切除非消防重要負(fù)荷。發(fā)電機的容量應(yīng)按照消防負(fù)荷及非消防負(fù)荷之間的較大者確定發(fā)電機的容量。

措施2.6.2條中也有與民規(guī)第3.5.4條相同的規(guī)定。

從民規(guī)前后條目分析理解，3.5.3條應(yīng)作為電力系統(tǒng)電源負(fù)荷計算依據(jù)， 3.5.4條是應(yīng)急發(fā)電機負(fù)荷的計算依據(jù)。

筆者認(rèn)為，在建筑群工程設(shè)計中應(yīng)該怎樣選擇發(fā)電機負(fù)荷計算依據(jù)，值得探討。

發(fā)電機的負(fù)荷計算依據(jù)應(yīng)符合規(guī)范要求，更應(yīng)該根據(jù)工程的具體情況，正確理解應(yīng)用規(guī)范的條款。建筑群內(nèi)設(shè)置的發(fā)電機組是在10kV市政電力系統(tǒng)停電時，需要維持對一級負(fù)荷供電的電源，可認(rèn)為是第二電源或備用電源。而應(yīng)急電源是用作應(yīng)急供電系統(tǒng)組成部分的電源，故建筑群內(nèi)設(shè)置的發(fā)電機組不完全是應(yīng)急電源，火災(zāi)時，停電不造成人身傷亡、重大影響或損失、公共場所秩序嚴(yán)重混亂的非消防一級負(fù)荷應(yīng)當(dāng)切除。因此，發(fā)電機的負(fù)荷計算應(yīng)依據(jù)民規(guī)3.5.3條的規(guī)定較為合理。

3 負(fù)荷計算

某建筑群總建筑面積255565.63m2，地塊呈梯形狀，上底109m，下底189m，梯形高170m。

整個地塊地下為4層車庫，每層劃分為7個防火分區(qū)，車庫建筑面積101689.43m2，為I類汽車庫。

車庫頂上為29或30層住宅樓共10棟，各棟每層住宅為4～6戶，其中3棟為一類高層住宅樓，7棟為一類高層商業(yè)網(wǎng)點住宅樓，總建筑面積144778.97m2，共有住宅1316戶，底商總建筑面積8897.23m2。

地下車庫有一個防火分區(qū)頂上建有3棟樓，其余各防火分區(qū)頂上建的高層建筑不超過2棟。

在該工程地下1層靠近負(fù)荷中心設(shè)一備用柴油發(fā)電機房可以滿足對其所有一級負(fù)荷的供電。

3.1 確定一級負(fù)荷

建筑群內(nèi)設(shè)置的備用發(fā)電機組為一級負(fù)荷的備用電源，進(jìn)行其負(fù)荷計算時，應(yīng)按規(guī)范劃分建筑群內(nèi)負(fù)荷等級，明確一級負(fù)荷。

地上的高層建筑內(nèi)一級負(fù)荷現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定都很明確，設(shè)計時，按規(guī)范劃分無任何問題。

地下車庫的一級負(fù)荷：

民規(guī)第3.2.2條規(guī)定，民用建筑中各類建筑物的主要負(fù)荷分級，應(yīng)符合民規(guī)附錄A中對汽車庫（修車庫）、停車場的規(guī)定：

I類汽車庫、機械停車設(shè)備及采用升降梯作車輛疏散口的升降梯用電劃分為一級負(fù)荷。

《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GB50067-97(以下稱車規(guī))第9.0.1條，消防水泵、火災(zāi)自動報警、自動滅火、排煙設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明等消防用電和機械停車設(shè)備以及采用升降梯作車輛疏散口的升降梯用電應(yīng)符合下列規(guī)定：

9.0.1.1 I類汽車庫、機械停車設(shè)備及采用升降梯作車輛疏散口的升降梯用電應(yīng)按一級負(fù)荷供電。

9.0.1.2 II、III類汽車庫和I類修車庫應(yīng)按二級負(fù)荷供電。

車規(guī)是防火規(guī)范，其負(fù)荷等級只適用于各類車庫的消防負(fù)荷等級劃分，建筑群內(nèi)的地下車庫的消防負(fù)荷應(yīng)劃分為一級負(fù)荷。

建筑群內(nèi)的地下車庫的非消防負(fù)荷等級應(yīng)按照民規(guī)劃分，其非消防負(fù)荷均應(yīng)化分為一極負(fù)荷!

地下車庫內(nèi)正常用于通風(fēng)換氣的送、排風(fēng)風(fēng)機，目前多數(shù)情況下物業(yè)管理者，為了節(jié)約運行成本，大多都不開啟。不運行通風(fēng)機，除人們在地下車庫時，會感覺空氣質(zhì)量差外，未見有其他影響，何況建筑群內(nèi)有兩路10kV市政電力系統(tǒng)電源供電，即便是停電大多時間也不長，并且同時停留在車庫人員并不多、停留時間也短，其停電使通風(fēng)暫時停止不會造成重大影響，也沒有任何損失。因此用于通風(fēng)換氣的送、排風(fēng)風(fēng)機，自備發(fā)電機組有理由不對其供電。

3.2.負(fù)荷統(tǒng)計、計算

建筑群中各類一級負(fù)荷按照采用需要系數(shù)法計算，其需要系數(shù)可參考措施附表2.7.7取值。

1～10棟照明負(fù)荷主要為其公共通道照明，多數(shù)燈具采用紅外感應(yīng)光控延時自熄開關(guān)控制；車庫照明燈具采用的車道、車位分區(qū)隔燈交錯控制方式，一般情況下物業(yè)管理最多開啟50%燈具；需要系數(shù)取值也可適當(dāng)減小。

地下車庫用于火災(zāi)及平時的兩用風(fēng)機，在其配電系統(tǒng)設(shè)計時，使發(fā)電機電源在末端切換，風(fēng)機的控制電路增加電氣聯(lián)鎖電路。在電力系統(tǒng)停電，發(fā)電機運行時，禁止兩用風(fēng)機平時通風(fēng)狀態(tài)的運行；火災(zāi)時，保證兩用風(fēng)機運行。電氣聯(lián)鎖電路見圖1。

電力系統(tǒng)電源（主電源）停電時，發(fā)電機啟動運行供電。圖1中雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATS）切換到備用電源供電，ATS開關(guān)備用運行常開輔助觸點閉合，聯(lián)鎖中繼KAL常閉觸點斷開，手動和DDC控制均不能運行風(fēng)機，只有消防控制能運行風(fēng)機。

建筑群地下車庫每個防火分區(qū)設(shè)有5.5kW兩用風(fēng)機6臺, 地下車庫內(nèi)共有168臺(924kW) 兩用風(fēng)機設(shè)備容量在發(fā)電機的非消防負(fù)荷計算時，不用統(tǒng)計，其計算負(fù)荷值減小了很多。

消防風(fēng)機負(fù)荷按照工程內(nèi)其中的一個防火分區(qū)火災(zāi)時需要運行的消防風(fēng)機總負(fù)荷統(tǒng)計，所統(tǒng)計的防火分區(qū)消防風(fēng)機總負(fù)荷為各防火分區(qū)中的最大值。

建筑群備用發(fā)電機的負(fù)荷計算最終成果為：非消防時，各類計算負(fù)荷的∑值為590kW，消防時；各類計算負(fù)荷的∑值為658kW，備用發(fā)電機負(fù)荷應(yīng)確定為658kW。

圖1 兩用風(fēng)機控制原理圖

4 結(jié)論

備用柴油發(fā)電的供電負(fù)荷，火災(zāi)時，對停電不造成人身傷亡、重大影響或損失、公共場所秩序嚴(yán)重混亂的非消防負(fù)荷應(yīng)予切除。

發(fā)電機供電時，各兩用風(fēng)機控制箱采用防止兩用風(fēng)機平時通風(fēng)狀態(tài)運行的連鎖控制電路，使得兩用風(fēng)機的兩種運行狀態(tài)的電源得以明確劃分，消防運行狀態(tài)為電力系統(tǒng)和發(fā)電機雙電源供電，平時通風(fēng)狀態(tài)僅為電力系統(tǒng)電源供電。建筑群內(nèi)的備用發(fā)電機不用考慮兩用風(fēng)機平時通風(fēng)狀態(tài)運行時的負(fù)荷。

以現(xiàn)行規(guī)范為依據(jù)，并根據(jù)工程的實際需求，首先確定備用發(fā)電機房位置、數(shù)量，然后對各備用發(fā)電機房的供電負(fù)荷進(jìn)行仔細(xì)分析統(tǒng)計、計算，合理確定各備用發(fā)電機房的發(fā)電機負(fù)荷量。

建筑群采取上述措施得到柴油發(fā)電的供電負(fù)荷，作為工程內(nèi)的備用柴油發(fā)電機容量選擇依據(jù)，使備用柴油發(fā)電機容量較為合理，而且在發(fā)電機啟動運行供電時不會超負(fù)荷，提高了發(fā)電機運行的可靠性。