金龍英

摘要：近年來，大型公共建筑和超高層建筑一級用電負荷較多，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)雙重電源進行供電;同時，根據(jù)規(guī)范要求，對一級負荷中特別重要的負荷，除應(yīng)由雙重電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。對于一些大型公共建筑，如重要體育建筑、星級酒店、超市、超高層建筑等，為保證重要保障負荷及消防負荷應(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)電機組作為應(yīng)急電源，其機房通常設(shè)置在地下室，本文對民用建筑中地下室柴油發(fā)電機房設(shè)計要點與難點進行分析。

關(guān)鍵詞：機房選址;儲油設(shè)施;進風(fēng)井;排風(fēng)井;機房通風(fēng);自然進（排）風(fēng)風(fēng)速;遠置散熱

引言

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

1柴油發(fā)電機設(shè)計

1.1連機式風(fēng)冷式柴油發(fā)電機設(shè)計

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

柴油發(fā)電機機房需要設(shè)置排出機組熱量的專用排風(fēng)管道、常規(guī)通風(fēng)管道、排煙煙囪，同時設(shè)置進風(fēng)道。柴油發(fā)電機組裝機負荷較大時，需要較大面積的排風(fēng)、進風(fēng)管井，是民用建筑設(shè)計中涉及多個專業(yè)的設(shè)計難點之一，尤其是一線城市核心區(qū)大型商用建筑，有時對建筑布局、立面設(shè)計帶來明顯的負面影響，需引起各個專業(yè)高度重視。

1.2機房選址

a.宜布置在首層或地下1、2層。當(dāng)?shù)叵率覟?層及以上時，不宜設(shè)置在最底層，數(shù)據(jù)中心的柴油發(fā)電機房不應(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)電機房設(shè)置位置還要滿足當(dāng)?shù)毓╇姽镜南嚓P(guān)要求。

b.不應(yīng)布置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰。此條為強制性條文，當(dāng)機房設(shè)置于地下1層時，重點需要核對地上首層建筑功能是否為人員密集場所，應(yīng)避開主要通道、業(yè)務(wù)用房等經(jīng)常有人停留的場所，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)備吊裝運輸。柴油發(fā)電機供電電源需要在變電所與市電電源進行切換供電，宜接近用電負荷中心，如果機房距離變電所較遠，再加上變電所至用電設(shè)備的供電距離，有可能遠大于低壓供電半徑，此時不僅導(dǎo)致供電成本、電能損耗增加，同時對供電壓降、接地故障保護動作有效性也有影響，需要進行電壓損失和接地故障保護動作靈敏度校驗。

1.3機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

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

2進風(fēng)井、排風(fēng)井設(shè)計與實施方案

2.1進風(fēng)井、排風(fēng)（煙）井面積

民用建筑地下室柴油發(fā)電機房的通風(fēng)主要包含柴發(fā)機組的散熱通風(fēng)、機房環(huán)境通風(fēng)以及燃燒所需空氣通風(fēng)，排煙主要指機組運行時的煙氣排放。機房通風(fēng)一般通過設(shè)置進、排風(fēng)井解決，排煙需要通過專用煙井盡量高空排放。在實際工程設(shè)計過程中，需要土建專業(yè)預(yù)留進、排風(fēng)（煙）井道，首先就需要確定各風(fēng)井的面積。

2.2中庭采光天井進風(fēng)、排風(fēng)實施方案

部分項目地下室設(shè)置有采光天井（無頂蓋），此時可利用采光天井作為柴油發(fā)電機房的新風(fēng)取風(fēng)點，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)電機房設(shè)置于地下2層（最底層），層高不滿足機房要求，因機房面積較大，兩層通高方案不適用，故設(shè)計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)電機房降板又是建筑最低點，故設(shè)計采取加強防水排水措施，在機房靠采光天井處設(shè)置截水溝，并設(shè)置專用排水泵，滿足暴雨時的排水要求。

3柴油發(fā)電機組的設(shè)計

3.1柴油發(fā)電機組帶載范圍

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

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

（2）停電而非消防狀態(tài)：為維持大樓基本運行的負荷提供備用電源。主要包括：首層安檢區(qū)用電、辦公區(qū)重要負荷、檔案室用電、交易辦公區(qū)用電、董事會會議室及行長辦公區(qū)用電、VIP電梯、廚房冷庫用電、B級數(shù)據(jù)機房及其精密空調(diào)設(shè)備、智能化機房和廚房冷庫服務(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室外儲油量計算

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

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

結(jié)語

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

參考文獻

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