民用建筑中備用柴油發(fā)電機(jī)機(jī)房設(shè)置的一些問題

賈京花 (中國建筑設(shè)計研究院機(jī)電院, 北京 100044)

1 引言

規(guī)范規(guī)定:“一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電,當(dāng)一個電源發(fā)生故障時,另一個電源不應(yīng)同時受到損壞,對于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源?！?“當(dāng)符合下列條件之一時,宜設(shè)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組:為保證一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷用電時;用電負(fù)荷為一級負(fù)荷、但從市電取得第二電源有困難或經(jīng)濟(jì)技術(shù)不合理時?！?/p>

隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展,大型工程、重要工程越來越多,這些工程項(xiàng)目對于電源可靠性的要求非常高,特別是在一些二、三線城市,市電供應(yīng)不能滿足規(guī)范中供電條件的要求,故需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。

在實(shí)際工程設(shè)計過程中,筆者發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)計時,難點(diǎn)不在于機(jī)組功率的計算選型,而是怎樣合理地選擇機(jī)組的位置,配合土建進(jìn)行土建條件的預(yù)留。這是很多年輕工程師較頭疼或處理不好的問題,土建條件預(yù)留不到位,會給以后機(jī)組的安裝、運(yùn)行、維護(hù)帶來許多麻煩,甚至使機(jī)組無法正常運(yùn)行。

2 選擇柴油發(fā)電機(jī)房位置的條件

選擇柴油發(fā)電機(jī)房位置時,需要考慮的問題主要有以下幾個方面:

1)機(jī)房冷卻通風(fēng)系統(tǒng):通風(fēng)系統(tǒng)提供發(fā)動機(jī)燃燒空氣,帶走機(jī)房熱量,提供發(fā)電機(jī)冷卻空氣,通過散熱水箱冷卻發(fā)動機(jī)?？諝饬鬟^系統(tǒng)時,產(chǎn)生較大的溫升,不佳的設(shè)計難于使發(fā)電機(jī)組在高溫環(huán)境下,進(jìn)行滿負(fù)載運(yùn)行。因此,預(yù)留足夠的進(jìn)排風(fēng)面積,避免進(jìn)排風(fēng)短路,理順空氣流向是進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計時非常重要的環(huán)節(jié)和內(nèi)容。

2)機(jī)房荷載及基礎(chǔ)要求:因柴油發(fā)電機(jī)組較重,且常常不設(shè)置在建筑最底層,會對結(jié)構(gòu)專業(yè)荷載計算產(chǎn)生較大影響,故需根據(jù)所選柴油發(fā)電機(jī)的規(guī)格容量為結(jié)構(gòu)專業(yè)提供荷重及對基礎(chǔ)的要求。

3)排煙系統(tǒng):柴油發(fā)電機(jī)組燃油燃燒產(chǎn)生高溫廢氣需要通過排煙管道排出室外,須根據(jù)各地環(huán)保部門要求設(shè)置排放高度及位置。一般情況下可排至主樓屋面或裙樓屋面遠(yuǎn)離主樓的位置,出屋面2.2m以上。因此需要預(yù)留排煙管道豎井,豎井尺寸根據(jù)所選機(jī)組規(guī)格確定,排煙管道需做保溫。

4)機(jī)房隔震和消噪:發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時產(chǎn)生擺動,為了防止機(jī)組過早損壞,需要進(jìn)行隔震處理,電纜做軟連接,隔震處理可由柴油機(jī)組承包商隨機(jī)組配套提供。發(fā)電機(jī)房主要噪聲源有:進(jìn)氣系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓器、燃燒噪聲、排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇和次震動。有效的消噪取決于:墻壁硬度、有效的開闊區(qū)域、可見的噪聲通道、使用吸音材料等。噪聲控制應(yīng)滿足《城市區(qū)域環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn)》GB3096的要求。

5)運(yùn)輸通道:運(yùn)輸通道往往是年輕工程師容易忽略的問題。一般情況下如果柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)置在地下車庫,則可以通過汽車坡道經(jīng)車庫運(yùn)輸,但需核實(shí)汽車坡道特別是入口處的高度是否滿足要求;另外需要提請結(jié)構(gòu)工程師核算運(yùn)輸路線上的結(jié)構(gòu)承載能否滿足要求。如果柴油發(fā)電機(jī)房不在地下車庫范圍內(nèi)或不能通過汽車坡道運(yùn)輸就要考慮設(shè)置吊裝孔。

3 常用的柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置方案

筆者結(jié)合多年的工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了民用建筑中常用的幾種柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置方案,供大家參考。

1)選用散熱水箱式冷卻柴油發(fā)電機(jī)組,機(jī)組自帶水箱冷卻風(fēng)扇

這是一種最為常見的設(shè)計方案,柴油發(fā)電機(jī)房一般設(shè)置在民用建筑的地下1層或地下2層靠近建筑物外墻及變配電室的位置。這時需要土建配合預(yù)留進(jìn)排風(fēng)通道及排煙通道。雖然可以根據(jù)發(fā)動機(jī)制造商提供的排風(fēng)量、燃?xì)饬?、燃油消耗等?shù)據(jù)計算進(jìn)排風(fēng)道面積,在工程設(shè)計時常?？梢酝ㄟ^快速估算得出進(jìn)排風(fēng)道面積,是一種很實(shí)用的方法。表1為常見規(guī)格柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)排風(fēng)道面積數(shù)據(jù)。

表中數(shù)據(jù)是以進(jìn)風(fēng)道速度4m/s,排風(fēng)道速度6m/s 計算得出的。進(jìn)排風(fēng)百頁面積可按0.6考慮,最大可達(dá)0.8。

圖1～3是幾個工程中柴油發(fā)電機(jī)房布置實(shí)例。圖1中的柴油機(jī)房設(shè)在地下1層,分別設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)通道通至1層室外。圖2中的柴油機(jī)房設(shè)在地下1層靠近車庫出入口的汽車坡道,相當(dāng)于與室外空間連通,故在柴油機(jī)房外墻上設(shè)置進(jìn)風(fēng)百頁,排風(fēng)設(shè)置排風(fēng)通道通至1層室外。圖3中的柴油機(jī)房設(shè)在地上1層,直接在機(jī)房外墻上設(shè)置進(jìn)排風(fēng)百頁。需要注意進(jìn)排風(fēng)應(yīng)離開一定的距離,避免進(jìn)排風(fēng)短路。

2)選用遠(yuǎn)置散熱水箱式冷卻柴油發(fā)電機(jī)組

因種種原因,當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置于地下室、而進(jìn)排風(fēng)通道不好解決時,可選擇采用遠(yuǎn)置散熱器的方式。即把散熱水箱、風(fēng)扇與機(jī)組分離將其置于室外,只需將冷卻用進(jìn)回水管、冷卻風(fēng)機(jī)電源引至散熱器所在位置即可。散熱器可放置于室外綠地、裙樓屋面甚至于主樓屋面。圖4即為一實(shí)際工程案例,散熱器放置于1層室外的房子(四面百葉)內(nèi),見實(shí)景照片。

3)選用方艙電站

表1 常見規(guī)格柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)排風(fēng)道面積數(shù)據(jù)

圖1 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)備布置平面圖一

圖2 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)備布置平面圖二

圖3 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)備布置平面圖三

方艙電站為整體框架式結(jié)構(gòu),具有良好的通風(fēng)系統(tǒng)及防止熱輻射措施,確保電站始終工作于適宜的環(huán)境溫度。采用專用降噪消聲材料,包括降噪箱、住宅消音器等,滿足降噪要求。如圖5所示。

方艙電站可設(shè)置于室外綠地或裙樓屋面,采用方艙電站的優(yōu)點(diǎn)是回避了將柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置于室內(nèi)需要考慮的各種因素,不需要占用室內(nèi)空間面積,只需預(yù)留出電纜通道將配電電纜接入變配電室即可。但因方艙電站體積很大,荷重很重,所以如果將其設(shè)置在裙房屋面上一定要配合結(jié)構(gòu)工程師做好荷載計算及基礎(chǔ)預(yù)留?？紤]到設(shè)備吊裝問題,亦不宜將電站設(shè)在較高的位置。

實(shí)景圖

圖4 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)備布置平面圖四

圖5 方艙電站示意圖

4 結(jié)束語

由于每個建筑個體情況不同,柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)置要切合建筑的實(shí)際。以上介紹的只是幾種常見的做法,在具體工程設(shè)計中,設(shè)計師應(yīng)開拓思路,特別是在對土建條件要求的處理上,需要與建筑師進(jìn)行充分的溝通與探討,找出最佳的解決方案。

方艙電站實(shí)景照片

[1]丁一，王浩然.UPS和柴油發(fā)電機(jī)組[J].智能建筑電氣技術(shù)，2007(1)：32-33.