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機房設(shè)計與設(shè)備安裝 |
柴發(fā)機房的選址、土建條件、消防要求以及布置規(guī)定 |
摘要：柴油發(fā)電機組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源，選用恰當(dāng)?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計中一個不可忽視的問題。對于僅用于消防和應(yīng)急方面的備用柴油發(fā)電機的容量估算，根據(jù)康明斯公司結(jié)合工程實踐總結(jié)，初步設(shè)計階段可以按變壓器總?cè)萘康?0%~15% 進行估算。目前來說，大部分用戶一般采用柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機組之前，在建造機房上面應(yīng)注意哪幾方面的問題呢？康明斯公司在本文中為你解讀機房建設(shè)中的設(shè)置要求及注意事項。
一、柴油發(fā)電機房的選址與設(shè)計條件
1、設(shè)計所需要的條件
（1）氣象條件：
柴油發(fā)電機的額定容量是按照40 ℃ 進行測試的，只要外圍環(huán)境不長時間超過40 ℃，柴油發(fā)電機即可按照額定值進行設(shè)計。
（2）海拔高度條件：
海拔的升高將導(dǎo)致柴油發(fā)電機組動力性能下降，如果在高原地區(qū)選擇柴油發(fā)電機不建議考慮超負(fù)荷運行的可能。
（3）水質(zhì)條件：
水質(zhì)太硬將引起水冷系統(tǒng)的循環(huán)水沉淀水垢，降低傳導(dǎo)外壁的導(dǎo)熱效果，使冷卻水循環(huán)效率下降，導(dǎo)致機組溫升過快，發(fā)生事故，所以硬水的地區(qū)設(shè)置柴油發(fā)電機組需考慮循環(huán)水提前進行軟化。
（4）負(fù)荷容量等：
設(shè)備容量的統(tǒng)計首先需要滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，如一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，然后滿足建設(shè)方對于項目功能特點的個別要求，分別進行統(tǒng)計，設(shè)計時建議選擇消防負(fù)荷與重要的平時負(fù)荷之較大者，作為柴油發(fā)電機組的額定容量。
2、地址選擇原則
① 盡量選擇在通風(fēng)和散熱條件較好的位置，當(dāng)條件允許時機房最好設(shè)在首層。但是，高層建筑功能較復(fù)雜，對面積的利用率要高，尤其是首層，常用于對外營業(yè)，屬黃金地帶，難以占用。因此，一般把發(fā)電機房設(shè)在地下室的地下一層，不宜設(shè)在地下二層及以下。機房必須最少有一面靠建筑物外墻，為排熱氣管道通向室外及新風(fēng)入口創(chuàng)造必要的條件。
② 最好靠近低壓配電室或用電設(shè)備，這樣便于接線，減少電能損耗，也便于運行管理。
③ 附近不應(yīng)有積水;不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方和貼鄰。
④ 遠(yuǎn)離人員集中的工作場所和生活場所。
⑤ 有便于運輸設(shè)備的通道。
⑥ 盡量避開建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風(fēng)對其造成影響.柴油發(fā)電機工作時產(chǎn)生的廢氣應(yīng)排至機房外，并進行廢氣排放凈化處理。
⑦ 注意噪音對環(huán)境的影響。
⑧ 柴油發(fā)電機是一種高發(fā)熱量的動力設(shè)備，在控制噪聲的同時，如果忽略通風(fēng)散熱問題，將會影響設(shè)備的運行，嚴(yán)重時會造成停機、火災(zāi)等。
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圖1 柴發(fā)機房實景圖 |
圖2 柴油發(fā)電機房施工現(xiàn)場 |
二、機房的土建條件
在機房土建設(shè)計時，電氣設(shè)計人員須向土建設(shè)計人員提供土建條件。土建條件的內(nèi)容一般有以下幾點：
1、機房尺寸
機房的高、長、寬尺寸必須滿足發(fā)電機組的要求。對于小型發(fā)電機組，若油箱、電控箱與發(fā)電機組屬于同一整體，發(fā)電機組的中心線與機房的中軸線重合，則發(fā)電機組與墻之間要留有1.5m左右的巡視檢修通道，散熱器應(yīng)盡量靠近熱風(fēng)出口百葉窗。這樣可計算出機房的長、寬、高所需尺寸；
2、進出通道
要留有設(shè)備進出門及值班人員進出門，設(shè)備進出門要保證發(fā)電機組能推進推出。如因條件限制，設(shè)備進出的大門也可開人員進出的小門；在針對柴油發(fā)電機散熱器的地方要留熱風(fēng)排出百葉窗。如果不采用整體風(fēng)冷發(fā)電機組，要留有冷卻水管道過樓板的預(yù)留孔。
3、排煙通道
根據(jù)發(fā)電機組的高度及排煙方向，要在墻上預(yù)埋排煙管通道套管；
4、電線管道
要根據(jù)進出線及電控箱位置，設(shè)置電纜溝或預(yù)埋管；
5、設(shè)備基礎(chǔ)和承重
設(shè)備基礎(chǔ)平臺設(shè)計如圖3所示。根據(jù)發(fā)電機組重量，當(dāng)發(fā)電機組安裝在樓板上即不在最底層時，都采用重混凝土基礎(chǔ)，以免基礎(chǔ)過重而增加樓板荷重，設(shè)計時需把發(fā)電機組荷栽提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)。當(dāng)發(fā)電機組位于建筑物底層時，應(yīng)按發(fā)電機組要求設(shè)置混凝土基礎(chǔ)。底角螺絲可預(yù)埋，也可以等發(fā)電機組到達(dá)后在用電鉆打孔安裝。
6、機房通風(fēng)
通風(fēng)系統(tǒng)示意圖如圖4所示。柴油發(fā)電機房的進出風(fēng)不應(yīng)設(shè)在同一墻面上，以免形成氣流短路，影響散熱效果。但確有困難時，應(yīng)出風(fēng)口在上部，進風(fēng)口在下部，且兩者相距應(yīng)在2m以上。出風(fēng)口面積不應(yīng)小于柴油發(fā)電機散熱器面積的1.5倍；進風(fēng)口面積不應(yīng)小于柴油發(fā)電機散熱器面積的1.8倍。在寒冷地區(qū)應(yīng)注意進風(fēng)口、排風(fēng)口平時對機房溫度的影響，以免機房溫度過低影響發(fā)電機組的起動。風(fēng)口與室外的連接處可設(shè)風(fēng)門，平時處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)電機組運行時能自動開啟。
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圖3 柴油發(fā)電機組水泥基礎(chǔ) |
圖4 柴油發(fā)電機通風(fēng)系統(tǒng)示意圖 |
三、機房消防要求
采用潔凈氣體火火系統(tǒng)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》柴油發(fā)電機房布置在高層建筑和裙樓內(nèi)時，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和除鹵代烷1211、1301以外的自動火火系統(tǒng)從這條規(guī)范可以看出，對于高層建筑室內(nèi)柴油發(fā)電機房的消防技術(shù)，法規(guī)并不限制在一定要以水為介質(zhì)的自動滅火系統(tǒng)，亦可以采用氣體消防系統(tǒng)柴油發(fā)電機房燃料供給管道應(yīng)滿足下列規(guī)定：
1、儲油間要求
機房內(nèi)設(shè)置儲油間時，其總儲存量不應(yīng)大于1m³，儲油間應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻與發(fā)電機間分隔，設(shè)計圖如圖5所示；確需在防火隔墻上開門時，應(yīng)設(shè)置甲級防火門。
（1）應(yīng)在進人建物前和設(shè)間內(nèi)設(shè)置自動和手動切斷閥。
（2）儲油間的油箱應(yīng)密閉，且應(yīng)設(shè)置通向室外的通氣管，通氣管應(yīng)設(shè)置帶阻火閥的呼吸閥油箱的下部應(yīng)設(shè)置紡織油品流散的設(shè)施。
（3）燃料供給管道的敷設(shè)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB50028的規(guī)定。
2、國標(biāo)文件的相關(guān)規(guī)定
應(yīng)采用耐火極限不低于2.00h的防火隔墻和1.50h的不燃性樓板與其他部位分隔，門應(yīng)采用甲級防火門。
（1）根據(jù)現(xiàn)行國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《柴油發(fā)電機組設(shè)計與安裝》15D202-2，發(fā)電機房宜有兩個出入口，其中一個應(yīng)滿足搬運發(fā)電機組的要求，門應(yīng)為甲級防火門（結(jié)構(gòu)如圖6所示），并應(yīng)采取隔聲措施，向外開啟；發(fā)電機間與控制室、配電室之間的門和觀察窗應(yīng)采取防火、隔聲措施，門應(yīng)為甲級防火門，并應(yīng)開向發(fā)電機間。
（2）根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《 民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 》GB51348-2019，機房面積在50㎡及以下時宜設(shè)置不少于一個出入口，在50㎡以上時宜設(shè)置不少于兩個出入口，其中一個應(yīng)滿足搬運發(fā)電機組的需要；門應(yīng)為向外開啟的甲級防火門；發(fā)電機間與控制室、配電室之間的門和觀察窗應(yīng)采取防火、隔聲措施，門應(yīng)為甲級防火門，并應(yīng)開向發(fā)電機間。
（3）根據(jù)現(xiàn)行國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《柴油發(fā)電機組設(shè)計與安裝》15D202-2，在民用建筑內(nèi)柴油發(fā)電機房設(shè)置的儲油間，其總儲存量不應(yīng)大于1m³，儲油間應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的防火墻與發(fā)電機間隔開；確須在防火墻上開門時，應(yīng)設(shè)置甲級防火門。
（4）根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《 民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 》GB51348-2019，儲油間應(yīng)采用防火墻與發(fā)電機間隔開；當(dāng)必須在防火墻上開門時，應(yīng)設(shè)置能自行關(guān)閉的甲級防火門。
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圖5 柴發(fā)機房儲油間布置圖 |
圖6 柴油發(fā)電機房甲級防火門 |
四、機房布置
1、機房設(shè)備的布置
機房單臺設(shè)備布置如圖7所示，一般應(yīng)根據(jù)發(fā)電機組容量大小和臺數(shù)而定，應(yīng)力求緊湊、經(jīng)濟合理、保證安全及便于維護。
（1）當(dāng)發(fā)電機房只設(shè)一臺發(fā)電機組時，如果發(fā)電機組容量在500kW及以下，則一般不設(shè)控制室，這時配電屏、控制屏宜布置在發(fā)電機端或發(fā)電機側(cè)，其操作檢修通道的要求為屏前距發(fā)電機端不應(yīng)小于2m，屏前距發(fā)電機側(cè)不應(yīng)小于1.5m。
（2）對于單機容量在500kW及以上的多臺發(fā)電機組，考慮到運行維護、管理和集中控制的方便，宜設(shè)控制室。
（3）一般將發(fā)電機控制屏、發(fā)電機組操作臺、動力控制（屏）臺及照明配電箱等放在控制室?？刂剖业牟贾门c低壓配電室的布置的技術(shù)要求相同。
（4）在機房內(nèi)，發(fā)電機組宜橫向布置（垂直布置），這樣，發(fā)電機組的中心線與機房的中軸線垂直，操作管理方便，管線短，布置緊湊。
（5）當(dāng)機房與控制及配電室毗鄰布置時，發(fā)電機出線端宜布置在靠近控制及配電室一側(cè)。
2、機房配電導(dǎo)線選擇與敷設(shè)
柴油發(fā)電機房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機至配電屏的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線；強電控制測量線路、勵磁線路應(yīng)選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵磁線路和電力配線宜穿鋼管埋地敷設(shè)或沿電纜溝敷設(shè)，勵磁線路與主干線采用鋼管配電時可穿于同一管中。柴油發(fā)電機房固定照明須接應(yīng)急電源。
3、機房接地
通用型接地裝置如圖8所示。柴油發(fā)電機房一般應(yīng)用三種接地：
①工作接地：發(fā)電機中性點接地；
②保護接地：電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼接地；
③防靜電接地：燃油系統(tǒng)的設(shè)備及管道接地。
各種接地可與其建筑的其他接地共用接地裝置，即采用聯(lián)合接地方式。
4、燃油的存放
在機房內(nèi)或貯油間要有供8小時連續(xù)運行的日用油箱，但油量超過100L時，宜放置在與機房有防火隔墻的專用貯油間。
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圖7 柴發(fā)機房布置側(cè)面圖 |
圖8 柴發(fā)機房接地裝置示意圖 |
總結(jié)：
綜上所述，康明斯公司建議用戶柴油發(fā)電機房一般設(shè)置于地下一層內(nèi)，設(shè)置一臺或多臺柴油發(fā)電機組，機組采用單機運行或多臺并機運行（并車的種類：自同期、粗同期、準(zhǔn)同期），柴油發(fā)電機為消防狀態(tài)下還是事故狀態(tài)下的設(shè)備進行供電，根據(jù)甲方的使用需求進行確定，如分開供電則需要考慮分別設(shè)置出線柜。 對于單機容量在500KW及以上的多臺機組，考慮到運行維護、管理和集中控制的方便，宜設(shè)控制室。一般將發(fā)電機控制屏、機組操作臺、動力控制（屏）臺及照明配電箱等放在控制室?？刂剖业牟贾门c低壓配電室的布置的技術(shù)要求相同。在機房內(nèi)，柴油發(fā)電機組宜橫向布置（垂直布置），這樣，機組的中心線與機房的中軸線垂直，操作管理方便，管線短，布置緊湊。當(dāng)機房與控制及配電室毗鄰布置時，發(fā)電機出線端宜布置在靠近控制及配電室一側(cè)。
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