機房設計與設備安裝

高層建筑中柴油發電機房的設計要點

 

導讀：隨著我國國民經濟的高速發展，城市面貌日新月異，神州大地高樓林立。確保高層建筑的不間斷供電顯得尤為重要；許多高層建筑均采用市電加應急備用柴油發電機組供電以確保能可靠地不間斷供電。高層建筑由于其自身的特點對所選用的柴油發電機組有特殊的要求，同時高層建筑的發電機組房設計與發電機組安裝也有其特殊性，以下對此作初步的介紹與探討。

 

騰訊數據中心柴發機房案例

 

一、高層建筑的特點及設備選用

      高層建筑由于住戶眾多，擁有中央空調、電梯、水泵、風機、照明燈等大量電器，用電量較大，所選用的發電機組容量相對較大一般都有數百千瓦，甚至達上千千瓦。高層建筑多為寫字樓、高級商場、賓館或高級公寓樓，對供電質量及供電的可靠性要求較高，要求能不間斷供電，一般要求市電停電后1～3分鐘內能恢復供電，因此對發電機組的快速應急啟動，應急加載能力及可靠性要求很高。

      在這種場合用戶大多選用自動化柴油發電機組（自啟動發電機組）。高層建筑大多位于市中心，繁華商業區，受地理條件的限制大部份的發電機組房均建在大樓最底層的地下室中。機房空間狹小，排氣、排煙、供油困難。這樣就要求發電機組體積小，重量輕，便于搬運安裝。自啟動康明斯柴油發電機組白于其體積較小、重量較輕、自動化程度高，運行可靠性高而自然而然地成為高層建筑最經常選用的發電機組。

      由于其供電量需求大，通常會配備雙機和多臺機組并聯后對其供電，所以發電機組房的難度增大。再加上商業性質對環保要求極其嚴格，內部的噪音是必須控制在機房內，不可傳播到室外影響整體商業價值。因此，設計人員在規劃高層建筑的柴發機房時應以較高標準來執行，切不可只考慮成本而降低預算，導致后期機房建設陷入困境。

雙機柴發機房建設示意圖

二、機房設計的注意事項

      高層建筑的發電機組房有其特殊性，受自身條件的限制，機房一般設在大樓的地下室，機房空間狹小，排氣、排煙困難，無法貯存大量的燃油。為使發電機組能正常工作，機房設計及發電機組的正確安裝尤為重要。

（1）發電機組應放置于獨立房間并盡量靠近主配電旁。機旁應按通風、供油、排氣、排煙的條件來統籌設計。

（2）機房應充分考慮操作人員操作、維護、保養方便，應留出所需的空同，兩邊應最少留有1.5m的空間，機頂到天花板亦應留有一定高度以便維修時拆卸。

（3）安放發電機組的臺基應有足夠的承受力，基礎水泥厚度應在0.6～1.2m之間，并高出地面0.5m左右，臺基應比發電機組底座稍大，每邊約有0.15m，且臺基四固應砌有排污溝、電纜、管道溝。

（4）靠近發電機組散熱器端的墻上須留有孔口使散熱器排放的熱風能排至室外，孔口面積應與散熱器面積一致或稍大些．孔口應與散熱器對齊，盡量使熱風排至室外而不致于被墻擋回室內，若排風孔外有擋墻則兩者之間應有一定距離，其距離約為散熱器之高度。

 

發電機房設計立面圖

發電機房設計平面圖

 

 

三、機房選址和布置原則

1、選址原則

      柴油發電機組房應靠近一級負荷或變配電室，可設置在建筑物的首層、地下一層或地下二層，不應布置在地下三層及以下。設置于地下時，不應設在四周無外墻的房間，應該為熱風管道和排煙管道排出室外創造條件;盡量避開建筑物的主入口、正立面等部位，以免排風、排煙對其造成影響；不應設置在潮濕場所的正下方或相鄰。

（1） 不應設在四周?外墻的房間， 為熱風管道和排煙管道伸出室外創造有利條件；

（2）盡量避開建筑物的主入口 、正立面等部位， 以免排煙、排風對其造成影響；

（3）注意噪聲對環境的影響；

（4） 宜靠近建筑物的變電室，這樣便于接線，  減少電能損耗，也便于運輸管理；

（5）不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方和貼鄰。

2、布置原則

（1）機房應包括發電機組間、控制室、儲油間、備品備件儲藏室等用房，設計時可根據工程具體情況進行取舍、合并或添減。

（2）單機容量不大于500kW的單臺發電機組可不設控制室。

（3）機房內應設置儲油間，其總存儲量不應超過8h的燃油量，儲油間內照明燈具、開關、火災報警探測器采用防爆型。

（4）柴油發電機組房應設有進風口、熱風出口、排煙管。

（5）機房應有足夠的新風補充，進風一般為自然進風方式，進風口的面積應為散熱器面積的1.6倍，且進風口宜正對發電機組端或發電機組兩側。

（6）發電機組的熱風出口應靠近并正對柴油發電機組散熱器，熱風出口的面積應為散熱器面積的1.5倍。

（7）進風口與出風口宜分別設在機房兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。

（8）柴油發電機組燃燒時除了會產生大量熱氣外，還會產生大量燃燒廢氣。這些廢氣必須經過專門處理后，才能由專用的排煙豎井排至空氣中。

（9）每臺柴油發電機組的排煙管應單獨引至排煙道，宜架空敷設，也可敷設在地溝里。

（10）排煙管與柴油發電機組排煙口連接處應裝設彈性波紋管，排煙管穿墻處加消聲阻燃套管。

（11）機房不宜放在人員密集或大樓主出入口正下方，機房排煙應避開居民敏感區，排煙口宜內置排煙道至屋頂。當排煙口設置在裙房屋頂時，以檢驗其處理后再行排放。

（12）發電機組間宜有兩個出口，其中一個出入口的大小應滿足搬運發電機組的需要。

（13）門是甲級防火門，向外開啟。發電機組間與控制室之間的隔墻上設置防火門及防火觀察窗，并開向發電機組間。

（14）發電機組的基礎采用鋼筋混凝土，基礎各邊應超出發電機組最寬處300mm，高出室內地坪且大于150mm。

 

○ 當Pj3>Pj 1時，應選PH>1.1(Pj2+Pj3)。這樣既能滿足消防負荷用電，也能向保證負荷供電，為首選設計方案。

○ 最大一臺電動機啟動時，應保證發電機組端的瞬時電壓降不應大于額定電壓的20%無電梯負荷時，不應大于25%，條件允許時，電動機可采用降壓或變頻啟動。

2、容量的選擇校驗

○ 按最大一臺電動機啟動需要來校驗發電機組的容量，即：PH>K X P。式中PH:發電機組的額定功率；K:最??臺電機啟動倍數。在不同啟動?式下，發電機組功率為被啟動電動機功率的最?倍數(如表1所?)。

○ 一般消防水泵可按15%允許瞬時壓降來選擇，校驗發電機組容量，可采用Y-△啟動。

○ 發電機組容量足夠，水泵容量較小，又不經常起動，直接起動時壓降小于15%時，可采用直接起動。

○ 柴油發電機組單臺容量不宜超過1000kW，若容量較大可選擇多臺并聯。

3、計算實例

      某商住樓，擬設一臺容量最小的柴油發電機組，消防時作消防負荷備用電源，平時作保證負荷備用電源。其中保證負荷計算值Pj2+Pj3為300kW，而其最不利防火分區被認定為地下室。因為，若地下室火災，則投入服務的消防設備總安裝功率為最大，其值Pj1+Pj2為250kW，其中消防水泵容量最大，75KW，△(星三角)啟動。

      計算過程：因300kW>250kW，故機組容量選擇以保證負荷計算為準。

      則應選的發電機組功率為：PH>1.1 x 300kW=330kW，查樣本選擇PH=350kW發電機組。校驗最大一臺電機為高區消防水泵75kW，采用Y-△啟動，按15%壓降查表得K=2.3，取1.2可靠系數，1.2 x K x P=1.2x 2.3 x 75=207KW小于350kW，經校驗所選機組滿足要求。

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