民用建筑地下室柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)要點(diǎn)與難點(diǎn)

金龍英

摘要：近年來(lái)，大型公共建筑和超高層建筑一級(jí)用電負(fù)荷較多，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)雙重電源進(jìn)行供電;同時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除應(yīng)由雙重電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。對(duì)于一些大型公共建筑，如重要體育建筑、星級(jí)酒店、超市、超高層建筑等，為保證重要保障負(fù)荷及消防負(fù)荷應(yīng)急供電，業(yè)主通常要求配置應(yīng)急電源。而在民用建筑中，目前廣泛采用自備柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，其機(jī)房通常設(shè)置在地下室，本文對(duì)民用建筑中地下室柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)要點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)房選址;儲(chǔ)油設(shè)施;進(jìn)風(fēng)井;排風(fēng)井;機(jī)房通風(fēng);自然進(jìn)（排）風(fēng)風(fēng)速;遠(yuǎn)置散熱

引言

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，重要辦公建筑的供電保障要求越來(lái)越高。柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)常作為應(yīng)急或備用電源使用，柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的合理性和安全性至關(guān)重要。

1柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)

1.1連機(jī)式風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)

一般民用建筑采用連機(jī)式風(fēng)冷排熱型（即空氣冷卻型）柴油發(fā)電機(jī)，室內(nèi)安裝，在運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)組本體冷卻排熱系統(tǒng)由風(fēng)扇直接帶走大部分余熱，但機(jī)組機(jī)體、排煙氣管道及排煙氣消聲器還會(huì)將大量的余熱散入室內(nèi)。風(fēng)冷型柴油機(jī)主軸風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣冷卻散熱器，散熱器進(jìn)風(fēng)直接從室內(nèi)吸取，排風(fēng)由風(fēng)管引至室外，這樣，機(jī)組本體風(fēng)冷排熱系統(tǒng)同時(shí)起到了排除室內(nèi)熱空氣的作用，從而減少了柴油發(fā)電機(jī)室排除室內(nèi)余熱所需的排風(fēng)量。柴油發(fā)電機(jī)允許工作環(huán)境溫度一般在5～40℃，且環(huán)境溫度將直接影響柴油發(fā)電機(jī)的實(shí)際發(fā)電功率。因此，為確保機(jī)組的效用，規(guī)定風(fēng)冷型柴油發(fā)電機(jī)室的夏季排除室內(nèi)余熱的排風(fēng)量按夏季排風(fēng)溫度不超過(guò)40℃計(jì)算。

柴油發(fā)電機(jī)機(jī)房需要設(shè)置排出機(jī)組熱量的專(zhuān)用排風(fēng)管道、常規(guī)通風(fēng)管道、排煙煙囪，同時(shí)設(shè)置進(jìn)風(fēng)道。柴油發(fā)電機(jī)組裝機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，需要較大面積的排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)管井，是民用建筑設(shè)計(jì)中涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一，尤其是一線(xiàn)城市核心區(qū)大型商用建筑，有時(shí)對(duì)建筑布局、立面設(shè)計(jì)帶來(lái)明顯的負(fù)面影響，需引起各個(gè)專(zhuān)業(yè)高度重視。

1.2機(jī)房選址

a.宜布置在首層或地下1、2層。當(dāng)?shù)叵率覟?層及以上時(shí)，不宜設(shè)置在最底層，數(shù)據(jù)中心的柴油發(fā)電機(jī)房不應(yīng)設(shè)置于地下室最底層（如只有地下1層，則不應(yīng)設(shè)置于該層;如有地下兩層，則不應(yīng)設(shè)置于地下2層），柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置位置還要滿(mǎn)足當(dāng)?shù)毓╇姽镜南嚓P(guān)要求。

b.不應(yīng)布置在人員密集場(chǎng)所的上一層、下一層或貼鄰。此條為強(qiáng)制性條文，當(dāng)機(jī)房設(shè)置于地下1層時(shí)，重點(diǎn)需要核對(duì)地上首層建筑功能是否為人員密集場(chǎng)所，應(yīng)避開(kāi)主要通道、業(yè)務(wù)用房等經(jīng)常有人停留的場(chǎng)所，宜設(shè)置于設(shè)備用房區(qū)域下方。

c.靠近變電所，方便設(shè)備吊裝運(yùn)輸。柴油發(fā)電機(jī)供電電源需要在變電所與市電電源進(jìn)行切換供電，宜接近用電負(fù)荷中心，如果機(jī)房距離變電所較遠(yuǎn)，再加上變電所至用電設(shè)備的供電距離，有可能遠(yuǎn)大于低壓供電半徑，此時(shí)不僅導(dǎo)致供電成本、電能損耗增加，同時(shí)對(duì)供電壓降、接地故障保護(hù)動(dòng)作有效性也有影響，需要進(jìn)行電壓損失和接地故障保護(hù)動(dòng)作靈敏度校驗(yàn)。

1.3機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，機(jī)房網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)部分為其中一項(xiàng)重要的運(yùn)行服務(wù)項(xiàng)目，也是實(shí)現(xiàn)機(jī)房自動(dòng)化管理，提高發(fā)電運(yùn)行效率的重要方法。對(duì)于采集發(fā)電機(jī)房日常工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料，需要在各間機(jī)房設(shè)備之間設(shè)置隔離棒，用來(lái)實(shí)時(shí)采集相關(guān)組件信息數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)模擬、開(kāi)關(guān)控制、脈沖調(diào)劑等。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電機(jī)房發(fā)電應(yīng)用環(huán)節(jié)，要求系統(tǒng)在達(dá)到DCS相關(guān)要求的同時(shí)，持續(xù)優(yōu)化處理系統(tǒng)控制，這容易造成發(fā)電機(jī)房自動(dòng)化系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間的部分硬接線(xiàn)連接效果較差，可能難以達(dá)到后期控制管理標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于完善機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案中的通用性管理模式，可以借助多層連鎖報(bào)警手段，達(dá)到發(fā)電機(jī)房自動(dòng)化控制的效果，從而發(fā)揮連鎖跳機(jī)的保護(hù)作用，并控制機(jī)體波動(dòng)性。如今，借助發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)備，在不同部門(mén)之間創(chuàng)建較為高效的信息傳遞渠道，保證上級(jí)系統(tǒng)的所有指令都能被傳送到各個(gè)分機(jī)系統(tǒng)中，隨即完成數(shù)據(jù)分析處理。綜上所述，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電機(jī)房中的應(yīng)用，能夠很好地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，提供相應(yīng)的系統(tǒng)化保障服務(wù)，保證發(fā)電機(jī)房正常運(yùn)行，提高整體項(xiàng)目的安全性。

2進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井設(shè)計(jì)與實(shí)施方案

2.1進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)（煙）井面積

民用建筑地下室柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)主要包含柴發(fā)機(jī)組的散熱通風(fēng)、機(jī)房環(huán)境通風(fēng)以及燃燒所需空氣通風(fēng)，排煙主要指機(jī)組運(yùn)行時(shí)的煙氣排放。機(jī)房通風(fēng)一般通過(guò)設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)井解決，排煙需要通過(guò)專(zhuān)用煙井盡量高空排放。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要土建專(zhuān)業(yè)預(yù)留進(jìn)、排風(fēng)（煙）井道，首先就需要確定各風(fēng)井的面積。

2.2中庭采光天井進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)實(shí)施方案

部分項(xiàng)目地下室設(shè)置有采光天井（無(wú)頂蓋），此時(shí)可利用采光天井作為柴油發(fā)電機(jī)房的新風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)，另在附近首層靠建筑外墻處（盡量選建筑背面）設(shè)置排風(fēng)井，1層側(cè)墻設(shè)置排風(fēng)百葉口，貼鄰電梯井道或垂直樓梯間設(shè)排煙井上屋面，此案例柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置于地下2層（最底層），層高不滿(mǎn)足機(jī)房要求，因機(jī)房面積較大，兩層通高方案不適用，故設(shè)計(jì)采用降板解決層高不足;另考慮雨天采光天井易形成積水，柴油發(fā)電機(jī)房降板又是建筑最低點(diǎn)，故設(shè)計(jì)采取加強(qiáng)防水排水措施，在機(jī)房靠采光天井處設(shè)置截水溝，并設(shè)置專(zhuān)用排水泵，滿(mǎn)足暴雨時(shí)的排水要求。

3柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)

3.1柴油發(fā)電機(jī)組帶載范圍

根據(jù)負(fù)荷等級(jí)及不同負(fù)荷等級(jí)的供電方式，本項(xiàng)目設(shè)置閉式水循環(huán)風(fēng)冷式低壓柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急/備用電源。柴發(fā)機(jī)組的帶載范圍如下。

（1）停電且消防狀態(tài)：帶載本區(qū)域全部消防負(fù)荷，為消防負(fù)荷提供應(yīng)急電源。負(fù)荷包括：安防控制系統(tǒng)、重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、消防控制室、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)、防煙及排煙設(shè)施、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動(dòng)防火卷簾、電動(dòng)排煙窗等消防用電。

（2）停電而非消防狀態(tài)：為維持大樓基本運(yùn)行的負(fù)荷提供備用電源。主要包括：首層安檢區(qū)用電、辦公區(qū)重要負(fù)荷、檔案室用電、交易辦公區(qū)用電、董事會(huì)會(huì)議室及行長(zhǎng)辦公區(qū)用電、VIP電梯、廚房冷庫(kù)用電、B級(jí)數(shù)據(jù)機(jī)房及其精密空調(diào)設(shè)備、智能化機(jī)房和廚房冷庫(kù)服務(wù)的冷卻水等空調(diào)設(shè)備用電;重要客梯、排污泵、生活水泵用電。

3.2室外儲(chǔ)油量計(jì)算

本項(xiàng)目柴油發(fā)電機(jī)組持續(xù)供電時(shí)間不少于24h;單臺(tái)機(jī)組的燃油消耗量為298L/h，按照最不利條件下，2臺(tái)機(jī)組同時(shí)持續(xù)工作24h，需要的儲(chǔ)油量為14.3m3;考慮室內(nèi)設(shè)有1m3日用油箱，室外設(shè)置15m3儲(chǔ)油罐，則儲(chǔ)油量共16m3>14.3m3，滿(mǎn)足儲(chǔ)油量要求。

當(dāng)日用油箱液位低于液位開(kāi)關(guān)時(shí)，啟動(dòng)柴油罐油泵，打開(kāi)日用油箱進(jìn)油管防爆電動(dòng)閥，將油泵入日用油箱;當(dāng)液位高于高液位開(kāi)關(guān)時(shí)，關(guān)閉日用油箱防爆電動(dòng)閥，停泵。

結(jié)語(yǔ)

柴油發(fā)電機(jī)組是保證建筑供電安全的重要設(shè)備，柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)還涉及到柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇、設(shè)備運(yùn)輸、消聲降噪、機(jī)房設(shè)備布置等各方面問(wèn)題，由于論文篇幅有限，不再一一闡述。

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