機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)安裝注意事項(xiàng)

 

摘要：可靠的電力對于所有設(shè)施都是必不可少的，但對于醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心和許多企業(yè)和工廠等場所來說更為重要。因此，許多企業(yè)正在購買柴油發(fā)電機(jī)組以在緊急情況下為其設(shè)施供電。在為企業(yè)配置柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，至關(guān)重要的是要考慮柴油發(fā)電機(jī)組的空間、位置的合理性。如果計(jì)劃將柴油發(fā)電機(jī)組放置在建筑物中，則必須確保它符合所有柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)要求。由于大型柴油發(fā)電機(jī)組占用大量空間，因此在提供必要的安裝區(qū)域時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問題。在建筑整體設(shè)計(jì)開始時(shí)，康明斯發(fā)電機(jī)廠家建議在與供應(yīng)商或?qū)I(yè)工程師協(xié)商后進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，以確保柴油發(fā)電機(jī)組與其附屬設(shè)備一起能夠按正常的方式運(yùn)行。

 

 

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)電機(jī)房平面設(shè)計(jì)圖

 一、設(shè)計(jì)前注意事項(xiàng)

 

對發(fā)電機(jī)房的位置和大小的選擇要十分慎重，如果發(fā)電機(jī)房不合適，發(fā)電機(jī)組的性能不能充分發(fā)揮，對操作和維修帶來困難，作再改造要花額外的費(fèi)用。

設(shè)計(jì)機(jī)房前應(yīng)先確定下列事宜：

（1）總使用面積及局限性；

（2）任何噪音的限制（例如辦公區(qū)或居民區(qū)）；

（3）機(jī)房通道、機(jī)組運(yùn)輸及安裝的可行性；

（4）服務(wù)車輛的可到達(dá)性；

（5）地面（水平或傾斜）。

用戶可結(jié)合發(fā)電機(jī)組機(jī)房，參照圖2進(jìn)行布置。發(fā)電機(jī)距墻壁應(yīng)在1米以上，以便于安裝及維護(hù)。最后應(yīng)把發(fā)電機(jī)組調(diào)成水平。

 

圖2 發(fā)電機(jī)房的總體布置圖

 

 

二、設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)

 

1、機(jī)房不宜機(jī)械補(bǔ)風(fēng)

      柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行需要通風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)，散熱器大多數(shù)采用風(fēng)冷散熱，加上柴油燃燒、機(jī)房通風(fēng)降溫?fù)Q氣，補(bǔ)風(fēng)量很大，基本是幾萬CMH，若自然補(bǔ)風(fēng)，風(fēng)速1.0~1.2m/s，豎井面積需要10平方上下，實(shí)際上業(yè)主很難接受這么大面積的風(fēng)井，因此設(shè)計(jì)人員采用了機(jī)械補(bǔ)風(fēng)。

      發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，往往是市電沒電。發(fā)電機(jī)正常供電前，如何為機(jī)械補(bǔ)風(fēng)供電是個(gè)難題，所以不宜采用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)。

      因此，在有條件設(shè)計(jì)自然進(jìn)風(fēng)的情況下，盡量不要采用機(jī)械強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)；若進(jìn)風(fēng)量確實(shí)不夠，應(yīng)將機(jī)械補(bǔ)風(fēng)的電源直接接到柴油發(fā)電機(jī)組輸電端，以求盡量節(jié)省風(fēng)機(jī)供電時(shí)間。

 

圖3 發(fā)電機(jī)房自然進(jìn)排風(fēng)設(shè)計(jì)

圖4 發(fā)電機(jī)房機(jī)械補(bǔ)風(fēng)設(shè)計(jì)圖

 

 

2、機(jī)房通風(fēng)豎井宜獨(dú)立，禁止設(shè)置防火閥

      機(jī)房、通風(fēng)豎井與室內(nèi)需要防火隔墻，風(fēng)管穿過需要設(shè)防火閥，直接通往室外，不是室內(nèi)，不是防火隔墻，是外墻。直接設(shè)置百葉便可。很多設(shè)計(jì)畫蛇添足，加了防火閥，存在影響使用的隱患。

      火災(zāi)期間，發(fā)電機(jī)啟用，可能造成發(fā)電機(jī)房溫度較高，更需要通風(fēng)，若此時(shí)防火閥關(guān)閉，不是雪上加霜就是火上澆油。

3、機(jī)房溫控設(shè)計(jì)需因地制宜

      發(fā)電機(jī)房可采用溫控自動(dòng)控制降溫風(fēng)機(jī)啟停，要和柴油發(fā)電機(jī)組聯(lián)動(dòng)開啟，南方項(xiàng)目啟停風(fēng)機(jī)溫度宜為40℃~35℃，且應(yīng)根據(jù)具體位置實(shí)際情況調(diào)整。《民電標(biāo)》6.1.14的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以判斷專家來自嚴(yán)寒地區(qū)，因此本文不討論。

4、通風(fēng)機(jī)應(yīng)按消防負(fù)荷設(shè)計(jì)

      除了柴油發(fā)電機(jī)自帶動(dòng)力設(shè)施的設(shè)備，其他通風(fēng)機(jī)，要保證柴油發(fā)電機(jī)正常啟動(dòng)運(yùn)行，因而必須至少雙電源、雙回路供電，且為柴油發(fā)電機(jī)服務(wù)的設(shè)備，均要求同時(shí)得到柴油發(fā)電機(jī)的供電。

5、油箱間不需要防爆風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)

      常用柴油是丙類，而牌號35#、50#柴油是乙類，嚴(yán)禁在建筑中使用，有專家建議設(shè)計(jì)說明注意寫上使用閃點(diǎn)>60℃的柴油，但筆者認(rèn)為，我國絕大部分地區(qū)市場上都購買不到35#、50#柴油，說明可寫，但實(shí)際上不起作用。

      《建規(guī)》9.3.4:空氣中含有易燃、易爆危險(xiǎn)物質(zhì)的房間，其送、排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用防爆型的通風(fēng)設(shè)備。9.1.4:民用建筑內(nèi)空氣中含有容易起火或爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的房間，應(yīng)設(shè)置自然通風(fēng)或獨(dú)立的機(jī)械通風(fēng)設(shè)施。至于還有一些規(guī)范，也抄襲

      《建規(guī)》9.1.4、9.3.4，但少抄幾個(gè)文字導(dǎo)致意思大改，本文沒興趣探討。

      由于柴油不是易燃、易爆危險(xiǎn)物質(zhì)，空氣中更沒有，因此不需要防爆，也不需要獨(dú)立風(fēng)機(jī)，

6、若采用氣體滅火系統(tǒng)，油箱間不需要設(shè)置泄壓口

      油箱間允許防火門外開（開向發(fā)電機(jī)房）。按防火門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，閉門器造成執(zhí)手處最大開啟力≤80N，當(dāng)防火門板門扇按1米寬，2米高估算（dm=0.06m），只要油箱間與發(fā)電機(jī)間存在100Pa壓力差左右，門就推開泄壓了，計(jì)算過程參見本公眾號文章《住宅前室余壓傳感器設(shè)計(jì)存在問題》。設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的房間，要求墻體等圍護(hù)設(shè)施至少滿足1200Pa的氣壓，而且泄壓口開始泄壓一般在120Pa到幾百Pa，也即是說，即使油箱間設(shè)置泄壓口，在泄壓口開啟前，防火門已經(jīng)被推開泄壓，造成泄壓口不起作用。

7、若采用氣體滅火系統(tǒng)，油箱間不需要設(shè)置防火閥

      若采用氣體滅火，油箱間排風(fēng)管穿防火隔墻，建議設(shè)置280℃關(guān)閉的排煙防火閥，不建議采用防火閥，排風(fēng)機(jī)相應(yīng)采用消防風(fēng)機(jī)。理由是油箱間火災(zāi)，降溫困難，若是常規(guī)采用防火閥，需要很長時(shí)間才能開啟，導(dǎo)致不能事故排風(fēng)、排煙，后果是不斷從門縫泄入發(fā)電機(jī)間。

8、煙霧探測器設(shè)置兩個(gè)以上

      若采用氣體滅火、水噴霧等需要火災(zāi)探測系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的滅火系統(tǒng)，油箱間應(yīng)至少兩個(gè)探測器，且宜為感溫+感煙，作為觸發(fā)信號“與”邏輯啟動(dòng)滅火系統(tǒng)。油箱間除了火災(zāi)無煙，可采用感煙探測器。

9、機(jī)房盡量不設(shè)置感煙探測器

      若發(fā)電機(jī)房采用氣體滅火、水噴霧等需要火災(zāi)探測系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的滅火系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)房除了感溫探測器外，門口附近應(yīng)增設(shè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，也可以增設(shè)感煙探測器。一直不讓發(fā)電機(jī)房使用感煙探測器，理由是發(fā)電機(jī)能“產(chǎn)煙”，造成誤動(dòng)作。但實(shí)際上，發(fā)電機(jī)房的尾氣排氣管、散熱風(fēng)管，都封閉接入尾氣處理間、排風(fēng)井，漏氣可能也小。只有檢修、測試時(shí)有可能產(chǎn)生煙氣、粉塵等妨礙感煙探測器工作的情況，但此時(shí)間機(jī)房內(nèi)有人，自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)改成手動(dòng)狀態(tài)。

9、油箱間應(yīng)有呼吸管、加油管設(shè)計(jì)和合理敷設(shè)位置

      大部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)，基本上都是空白，理由是廠家深化，而地下室土建施工較早完成，廠家介入時(shí)已經(jīng)沒有設(shè)置呼吸管、加油管的空間和可能。從而造成呼吸管設(shè)于室內(nèi)，且沒有加油管，很多用戶的柴油只能從電梯人工運(yùn)輸進(jìn)入機(jī)房，此舉不但效率低下而且安全性上也危險(xiǎn)。

10、機(jī)房不可設(shè)于裙樓屋頂、二層及以上樓層

      發(fā)電機(jī)房宜布置在首層或地下一、二層的理由如下：

（1）由于存在各種運(yùn)輸車輛（包括人力車）通行通道，安裝、維修時(shí)方便發(fā)電機(jī)或零部件運(yùn)輸；

（2）日用油箱加油，可直接從加油管管口重力加油；

（3）地下一般為車庫，容易找到位置，避免布置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰；

（4）市政停電時(shí)使用發(fā)電機(jī)，運(yùn)行噪音影響最小。

      《民電標(biāo)》6.1.2規(guī)定發(fā)電機(jī)房宜布置在首層、地下室、裙房屋面。6.1.11要求應(yīng)設(shè)置輸油管道、預(yù)留移動(dòng)式輸油泵操作空間，輸油管底部設(shè)手動(dòng)泄油閥，雖然解決加油問題，但污染環(huán)境，又存在風(fēng)險(xiǎn)。如果建筑高度較高，如400m以上的建筑，也沒必要將發(fā)電機(jī)設(shè)于高樓層，可以在地下室設(shè)置高壓柴油發(fā)電機(jī)。

 

圖5 柴油發(fā)電機(jī)組擺放距離

 

 

11、機(jī)房宜直接通往室外或安全出口

      直接通往室外或安全出口，不是方便疏散，而是方便火災(zāi)時(shí)從室外進(jìn)入應(yīng)急人工啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，因此，位置也不宜距離消防車道、操作場地和消防控制室過遠(yuǎn)。

12、機(jī)房應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留井道

      當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下時(shí)，宜貼鄰建筑外圍護(hù)墻體或頂板布置，機(jī)房的送、排風(fēng)管（井）道和排煙管（井）道應(yīng)直通室外。實(shí)際上很多做不到，發(fā)電機(jī)房常常設(shè)于大地下室的幾何中心，也不能貼頂板，上面甚至還有樓層。但問題不大，只需預(yù)留好各種井道，包括加油管、呼吸管井道等。

13、地下室機(jī)房，地面不宜局部下降，且至少墊150mm墊層

      地下室消防排水能力小于消防用水，原因是允許地下室一定的蓄水深度，發(fā)電機(jī)房一般采用噴淋滅火，地面若局部下降，容易造成發(fā)電機(jī)被淹。

      發(fā)電機(jī)房宜采用"頂凸"形式解決凈高問題，結(jié)構(gòu)底板平其他位置，至少墊150mm墊層，使一般地下室積水不能進(jìn)入，且提供埋管、設(shè)漏油溝空間。

      當(dāng)不得已地面需要局部下降，發(fā)電機(jī)房建議改用水噴霧等其他滅火系統(tǒng)。十五、發(fā)電機(jī)尾氣高空排放，應(yīng)考慮熱動(dòng)力可能，盡量協(xié)調(diào)，采用尾氣凈化及低空排放方式。

      由于環(huán)保原因，幾乎每個(gè)項(xiàng)目需要進(jìn)行評估，不少地方強(qiáng)制高空排放，而建設(shè)項(xiàng)目中，發(fā)電機(jī)房不一定在塔樓下方，需要水平敷設(shè)尾氣管，再通過高層建筑屋面排放，基本造成尾氣管不能排氣，柴油發(fā)電機(jī)不能啟動(dòng)。

14、集水坑不宜設(shè)于地下室機(jī)房內(nèi)，宜設(shè)于附近，通過埋設(shè)排水管接入。

      集水坑不設(shè)于機(jī)房內(nèi)，避免潮濕，減少淹水風(fēng)險(xiǎn)（排出管倒灌）。

15、防止油品流散的設(shè)施做法

      《建規(guī)》5.4.15強(qiáng)制要求儲(chǔ)油間油箱的下部應(yīng)設(shè)置防止油品流散的設(shè)施，大部分設(shè)計(jì)采用300高門檻，并設(shè)置防水措施。除此之外，應(yīng)設(shè)微型積油坑，埋沙土收集漏油。有些項(xiàng)目，儲(chǔ)油間面積小（1m²出頭），門檻也只有200mm高，若油箱漏油，下方0.2立方不起作用。防止油品流散的設(shè)施做法，應(yīng)核算門檻儲(chǔ)存容積大于油箱最大儲(chǔ)油容積。

16、油箱間不得設(shè)置地漏

      油箱間設(shè)置地漏，違反《建規(guī)》5.4.15強(qiáng)制要求，但竟然存在不少這樣的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)院的理由是參照07FJ05-9儲(chǔ)油間設(shè)置地漏。

      07FJ05-9是《防空地下室移動(dòng)柴油電站》，平時(shí)可能是停車位等空間，臨戰(zhàn)時(shí)改成移動(dòng)柴油電站。儲(chǔ)油間設(shè)置地漏，不是平時(shí)或戰(zhàn)時(shí)排水，而是洗消排水，戰(zhàn)時(shí)電站均是染毒區(qū)，需要洗消，洗消廢水排至洗消集水坑收集，專業(yè)隊(duì)運(yùn)輸至專業(yè)處理地方集中處理。

      平時(shí)是停車或其他用途，沒有儲(chǔ)油，戰(zhàn)時(shí)儲(chǔ)油，但戰(zhàn)時(shí)不考慮消防，因此可行。08FJ04《防空地下室固定柴油電站》，更直接，儲(chǔ)油間設(shè)置積油溝連通發(fā)電機(jī)間積油溝，門檻也不需要。原因只有一個(gè)，戰(zhàn)時(shí)不考慮消防，一切消防規(guī)范在戰(zhàn)時(shí)不適應(yīng)。GB 50098-2009《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》也僅僅適合供平時(shí)使用（部分功能）的人防工程防火設(shè)計(jì)。

 

總結(jié)：

      由于柴油發(fā)電機(jī)組是一體的，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮這種完整性。柴油發(fā)電機(jī)組室地板應(yīng)不漏水，以防止油、燃料或冷卻液泄漏到附近的土壤中，柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)必須符合防火規(guī)定。柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)清潔、干燥、光線充足、通風(fēng)良好。必須注意確保熱量、煙霧、油蒸氣、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣和其他排放物不會(huì)進(jìn)入房間。房間內(nèi)使用的絕緣材料應(yīng)為不易燃阻燃等級。此外，房間的地板和底座應(yīng)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)重量進(jìn)行設(shè)計(jì)。康明斯公司在本文中根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014，2018年版)簡稱《建規(guī)》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB51348-2019)簡稱《民電標(biāo)》的相關(guān)規(guī)定，提出上述在建設(shè)柴油發(fā)電機(jī)房中的一些誤區(qū)問題及解決方案。

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