關(guān)于柴油發(fā)電機房暖通設(shè)計要點的探討

曹偉

（湖北省機電研究設(shè)計院股份公司，湖北 武漢 430000）

隨著社會的發(fā)展，柴油發(fā)電機已經(jīng)廣泛使用。如作為企業(yè)的自備電源，以滿足企業(yè)因為沒有電力供應而導致的生產(chǎn)問題；也可作為替代電源，用以彌補電網(wǎng)供應不足；最后是作為應急電源，為了人身安全及避免造成重大損失，用于消防設(shè)備。

柴油發(fā)電機房的暖通系統(tǒng)設(shè)計是否合理，暖通設(shè)備運行是否良好，直接影響到發(fā)電機組的額定功率輸出以及發(fā)電設(shè)備的長期安全可靠運行。本文通過對柴油發(fā)電機房暖通專業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計進行分析，對暖通系統(tǒng)設(shè)計要點：通風系統(tǒng)的設(shè)計，進行有針對性的探討。

1 柴油發(fā)電機房的特性

根據(jù)GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》相關(guān)條文，一級負荷中的特別重要負荷，除雙重電源供電外，尚應增設(shè)應急電源供電。對于部分大型的公共建筑、酒店、超市、醫(yī)院數(shù)據(jù)中心等，為了保證重要的保障負荷及消防應急負荷，該類型的建筑一般都配有柴油發(fā)電機；對于工業(yè)、農(nóng)業(yè)建筑而言，有些工藝環(huán)節(jié)是要求不能斷電的，如汽車工廠的涂裝車間電泳環(huán)節(jié)等工藝、物流冷庫、食品與生鮮肉加工企業(yè)、漁業(yè)養(yǎng)殖等，這些建筑都是需要配備柴油發(fā)電機。在實際工程應用中，柴油發(fā)電機與市政電網(wǎng)是完全獨立的電源，柴油發(fā)電機只是作為一種備用電源或者應急電源，因此，柴油發(fā)電機房平常處于待機狀態(tài)，絕大部分實際是處于非運行狀態(tài)。

在柴油發(fā)電機房暖通系統(tǒng)設(shè)計中，既要考慮柴油發(fā)電機房工作時的環(huán)境要求，也要考慮不運行時的環(huán)境要求。

2 柴油發(fā)電機房的火災危險性類別

2022年10月13日，應急管理部等10部委發(fā)布《公告》（2022年第8號），決定調(diào)整《危險化學品目錄（2015版）》，將“1674柴油[閉杯閃點≤60℃] ”調(diào)整為“1674柴油”，自2023年1月1日起施行。但根據(jù)此公告，主要是對柴油安全管理條件的調(diào)整，柴油本身的危險特性實際上并沒有改變。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018版），液體火災危險性分類以閃點區(qū)分，閃點不小于28℃，但小于60℃的液體，火災危險性類別為乙類；閃點不小于60℃的液體，火災危險性類別為丙類。所以，柴油的火災危險性類別需根據(jù)實際閃點確定。

根據(jù)GB19147-2016《車用柴油》表1：5號、0號、-10號車用柴油的閃點不低于60℃。根據(jù)GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018版）第3.1.1條條文說明，國產(chǎn)16種規(guī)格的柴油閃點大多數(shù)為60～90℃(其中僅“-35#”柴油為50℃)。根據(jù)GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》相關(guān)條文，機房內(nèi)應設(shè)置儲油間，其總儲存量不應超過1m3，并應采取相應的防火措施。

表1 機房各房間溫濕度要求

按照國內(nèi)目前柴油發(fā)電機房和儲油間所使用的柴油情況，柴油發(fā)電機房所使用的柴油的火災危險性類別為丙類?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計標準》中標6.1.11對發(fā)電機間、儲油間的火災危險性類別定義亦是丙類。

3 柴油發(fā)電機房的環(huán)境要求

《民用建筑電氣設(shè)計標準》6.1.14條，對柴油發(fā)電機房的溫濕度做了如下要求：

規(guī)范中規(guī)定柴油發(fā)電機房宜利用自然通風排除發(fā)電機房內(nèi)的余熱，當不能滿足溫度要求時，應設(shè)置機械通風裝置。對設(shè)置在非地下層的機房而言，優(yōu)先考慮自然通風，一般情況下，春夏秋都是通過設(shè)置在頂部的機械排風機進行排風，機房下部設(shè)置防雨百葉自然進風來滿足柴油發(fā)電機房的溫度要求。當機房設(shè)置在地下層時，只能通過機械排風進行通風，還需要考慮對應的補風系統(tǒng)。冬季在嚴寒與寒冷地區(qū)，應滿足機組自啟動溫度要求，當環(huán)境溫度達不到啟動要求時，需要設(shè)計供暖設(shè)備保證冬季機房溫度要求。

我國疆域遼闊，對規(guī)范中機房濕度的要求在有些地區(qū)，不加特殊處理措施（加濕或除濕）是無法達到的。如一些地區(qū)冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算相對濕度：哈爾濱73%，上海75%等，此時如需要達到規(guī)范中對濕度的要求，需要除濕。但規(guī)范上對溫濕度要求適宜，在實際工程設(shè)計中，一般不考慮對機房濕度的控制。

4 柴油發(fā)電機房的通風系統(tǒng)設(shè)計

4.1 平時通風系統(tǒng)設(shè)計

柴油發(fā)電機房平常都處于待機狀況，根據(jù)圖集15D202-2《柴油發(fā)電機組設(shè)計與安裝》機房通風散熱說明里要求，位于地上的柴油發(fā)電機房，平時通風不少于3次/h；位于半地下時，平時通風不少于6次/h；位于地下時，平時通風不少于12次/h。儲油間設(shè)置機械通風，風量應按≥5次/h換氣選取。為了滿足平常機房的通風換氣需要，一般設(shè)置機械排風，防雨百葉自然進風。對于部分地區(qū)冬季室外通風溫度小于5℃時，機房應設(shè)置有電動的防雨百葉，在冬季，關(guān)閉防雨百葉及風機，并通過設(shè)置供暖設(shè)備保證冬季室內(nèi)溫度要求。

4.2 運行時通風系統(tǒng)設(shè)計

柴油發(fā)電機在運行時，柴油在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量的熱量，氣缸內(nèi)的溫度高達2200~2800K，氣缸內(nèi)所放出的熱量大約1/3通過柴油發(fā)電機零件排放。為了保證柴油發(fā)電機的正常運行，需對在運行中的柴油發(fā)電機的機件進行冷卻。柴油發(fā)電機的冷卻方式分為風冷式和水冷式。

對于采用空氣冷卻方式的柴油發(fā)電機，柴油發(fā)電機房的通風量應按下列公式確定

當機組為開式機組時，Q為柴油機、發(fā)電機和排煙管的散熱量之和；當機組為閉式機組時，Q為柴油機氣缸冷卻水管和排煙管的散熱量之和。當無柴油發(fā)電機的確切資料時，Q可按以下估算取值：全封閉式機組取發(fā)電機額定功率的0.3～0.35；半封閉式機組取發(fā)電機額定功率的0.5。

對于采用水冷卻方式的柴油發(fā)電機，柴油發(fā)電機房的通風量可按≥20m3/(kW·h)的機組額定功率進行計算。

在實際工程設(shè)計中，對于地面上的柴油發(fā)電機房，一般采用機械排風、自然補風（如機房布置在地下室，設(shè)置機械補風）。送風量應為排風量與機組燃燒空氣量之和，燃燒空氣量按7m3/(kW·h)的機組額定功率進行計算。

4.3 事故通風的設(shè)計

目前，針對柴油發(fā)電機房是否需要事故通風存在爭議，本文根據(jù)柴油發(fā)電機房的工作環(huán)境特點，從設(shè)計角度出發(fā)，對柴油發(fā)電機房是否應該設(shè)置事故通風系統(tǒng)進行探討。

在實際設(shè)計項目中對柴油發(fā)電機房及儲油間火災危險性類別定義為丙類。按照 GB 50736－2012《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》、GB50019-2015《工業(yè)建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》對于事故通風的要求為：可能突然放散大量有害氣體或有爆炸危險氣體的場所應設(shè)置事故通風。對于柴油發(fā)電機房、儲油間來講，室內(nèi)溫度按照環(huán)境溫度考慮，柴油的閃點大于60℃，環(huán)境溫度小于閃點且沒有操作溫度，故不存在爆炸的危險性。

根據(jù)廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、廣東省消防救援總隊印發(fā)的《廣東省建設(shè)工程消防設(shè)計審查疑難問題解析》中對于柴油發(fā)電機房的相關(guān)描述：民用建筑的柴油發(fā)電機使用的柴油為閃點不低于60℃的丙類液體，按GB 51348《民用建筑電氣設(shè)計標準》第6.1.14條第3款規(guī)定，柴油發(fā)電機房要求夏季溫度不高于37℃，達不到GB 50058《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》第3.1.1條第2、3款規(guī)定應進行爆炸性氣體環(huán)境的電力裝置設(shè)計的條件，不可能形成爆炸性氣體混合物。因此柴油發(fā)電機房不屬于爆炸危險場所，可不按爆炸危險環(huán)境設(shè)計。

根據(jù)湖北省住建廳會同湖北省消防救援總隊印發(fā)的《湖北省建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收疑難問題技術(shù)指南（2022年版）》的相關(guān)描述：柴油為丙類液體，依GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 第3.1.1 條柴油發(fā)機房的火災危險性應丙類，其儲油間為丙類廠房中間倉庫，也為丙類。儲油間的油箱為密容器，其油氣直接通大氣，正常情況下不會在房間內(nèi)積聚，房間內(nèi)不含有燃燒或爆炸危險氣體、蒸氣和粉塵，設(shè)置于民用建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機房的排風備無需執(zhí)行GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第9.3.9.2 條款規(guī)定。在電氣章節(jié)中有以下條文：柴油發(fā)電機房及其儲油間不屬于“建筑內(nèi)可能散發(fā)可燃氣體、可燃蒸氣的場所”，可不設(shè)置可燃氣體濃度探測。根據(jù)電氣專業(yè)要求，都可以不設(shè)置可燃氣體濃度探測，那么暖通專業(yè)設(shè)置事故通風也沒有意義了。

綜上所述，對于實際工程設(shè)計中，能明確柴油發(fā)電機所使用的柴油種類為閃點不低于60℃的情況，通過設(shè)置的平常通風措施，是能夠滿足環(huán)境溫度小于閃點的，不具備爆炸性，筆者認為，柴油發(fā)電機房和儲油間均無需設(shè)置事故通風措施。

4.4 氣體滅火后通風

根據(jù)規(guī)范GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.4.13條款規(guī)定：應設(shè)置與柴油發(fā)電機容量和建筑規(guī)模相適應的滅火設(shè)施，當建筑內(nèi)其他部位設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，機房內(nèi)應設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。其中滅火措施是指自動噴水滅火系統(tǒng)，對于有些設(shè)計項目，建筑物內(nèi)其他部位沒有設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，柴油發(fā)電機房可設(shè)置其他的滅火措施。當給排水專業(yè)針對柴油發(fā)電機房設(shè)置氣體滅火時，暖通設(shè)計需要配合設(shè)計氣體滅火后的通風系統(tǒng)。

設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的柴油發(fā)電機房，滅火后的防護區(qū)應通風換氣，通風換氣的次數(shù)應不少于5次/h。就目前的工程實際情況而言，氣體滅火一般采用七氟丙烷，針對采用七氟丙烷作為氣體滅火的柴油發(fā)電機房，暖通的氣體滅火后通風系統(tǒng)設(shè)計應該如下：用于進風的防雨百葉應該采用帶電動密閉閥，排風系統(tǒng)也需要設(shè)置電動密閉閥，保證氣體滅火時，所有閥門關(guān)閉，保證環(huán)境與外界隔絕。氣體滅火后，電動閥門打開，設(shè)置在柴油發(fā)電機房下部的排風開啟，將密度大于空氣的七氟丙烷排至室外。

5 結(jié)語

本文主要根據(jù)規(guī)范、圖集、地方設(shè)計指南等資料，對柴油發(fā)電機房暖通設(shè)計的一些要點進行探討。柴油發(fā)電機房在工程中應用的越來越廣泛，針對柴油發(fā)電機房的通風系統(tǒng)設(shè)計提出一些筆者的觀點。在實際項目設(shè)計過程中，應根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料，柴油發(fā)電機設(shè)備的具體冷卻形式、發(fā)熱量等參數(shù)進行綜合考慮，同時考慮具體項目柴油發(fā)電機所使用柴油的具體類型，從安全、實用、經(jīng)濟的角度，采用最合適的暖通設(shè)計方案，用來滿足機組正常運行及延長使用周期。