機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

高層建筑中柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

 

導(dǎo)讀：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)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(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)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(diǎn)對所選用的柴油發(fā)電機(jī)組有特殊的要求，同時(shí)高層建筑的發(fā)電機(jī)組房設(shè)計(jì)與發(fā)電機(jī)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(shù)據(jù)中心柴發(fā)機(jī)房案例

 

一、高層建筑的特點(diǎn)及設(shè)備選用

      高層建筑由于住戶眾多，擁有中央空調(diào)、電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、照明燈等大量電器，用電量較大，所選用的發(fā)電機(jī)組容量相對較大一般都有數(shù)百千瓦，甚至達(dá)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(zhì)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(nèi)能恢復(fù)供電，因此對發(fā)電機(jī)組的快速應(yīng)急啟動(dòng)，應(yīng)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(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組（自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組）。高層建筑大多位于市中心，繁華商業(yè)區(qū)，受地理?xiàng)l件的限制大部份的發(fā)電機(jī)組房均建在大樓最底層的地下室中。機(jī)房空間狹小，排氣、排煙、供油困難。這樣就要求發(fā)電機(jī)組體積小，重量輕，便于搬運(yùn)安裝。自啟動(dòng)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組白于其體積較小、重量較輕、自動(dòng)化程度高，運(yùn)行可靠性高而自然而然地成為高層建筑最經(jīng)常選用的發(fā)電機(jī)組。

      由于其供電量需求大，通常會(huì)配備雙機(jī)和多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)后對其供電，所以發(fā)電機(jī)組房的難度增大。再加上商業(yè)性質(zhì)對環(huán)保要求極其嚴(yán)格，內(nèi)部的噪音是必須控制在機(jī)房內(nèi)，不可傳播到室外影響整體商業(yè)價(jià)值。因此，設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃高層建筑的柴發(fā)機(jī)房時(shí)應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，切不可只考慮成本而降低預(yù)算，導(dǎo)致后期機(jī)房建設(shè)陷入困境。

雙機(jī)柴發(fā)機(jī)房建設(shè)示意圖

二、機(jī)房設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

      高層建筑的發(fā)電機(jī)組房有其特殊性，受自身?xiàng)l件的限制，機(jī)房一般設(shè)在大樓的地下室，機(jī)房空間狹小，排氣、排煙困難，無法貯存大量的燃油。為使發(fā)電機(jī)組能正常工作，機(jī)房設(shè)計(jì)及發(fā)電機(jī)組的正確安裝尤為重要。

（1）發(fā)電機(jī)組應(yīng)放置于獨(dú)立房間并盡量靠近主配電旁。機(jī)旁應(yīng)按通風(fēng)、供油、排氣、排煙的條件來統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

（2）機(jī)房應(yīng)充分考慮操作人員操作、維護(hù)、保養(yǎng)方便，應(yīng)留出所需的空同，兩邊應(yīng)最少留有1.5m的空間，機(jī)頂?shù)教旎ò逡鄳?yīng)留有一定高度以便維修時(shí)拆卸。

（3）安放發(fā)電機(jī)組的臺(tái)基應(yīng)有足夠的承受力，基礎(chǔ)水泥厚度應(yīng)在0.6～1.2m之間，并高出地面0.5m左右，臺(tái)基應(yīng)比發(fā)電機(jī)組底座稍大，每邊約有0.15m，且臺(tái)基四固應(yīng)砌有排污溝、電纜、管道溝。

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

 

發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)立面圖

發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)平面圖

 

 

三、機(jī)房選址和布置原則

1、選址原則

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

（1） 不應(yīng)設(shè)在四周?外墻的房間， 為熱風(fēng)管道和排煙管道伸出室外創(chuàng)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(fēng)對其造成影響；

（3）注意噪聲對環(huán)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(yùn)輸管理；

（5）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。

2、布置原則

（1）機(jī)房應(yīng)包括發(fā)電機(jī)組間、控制室、儲(chǔ)油間、備品備件儲(chǔ)藏室等用房，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)工程具體情況進(jìn)行取舍、合并或添減。

（2）單機(jī)容量不大于500kW的單臺(tái)發(fā)電機(jī)組可不設(shè)控制室。

（3）機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)油間，其總存儲(chǔ)量不應(yīng)超過8h的燃油量，儲(chǔ)油間內(nèi)照明燈具、開關(guān)、火災(zāi)報(bào)警探測器采用防爆型。

（4）柴油發(fā)電機(jī)組房應(yīng)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口、熱風(fēng)出口、排煙管。

（5）機(jī)房應(yīng)有足夠的新風(fēng)補(bǔ)充，進(jìn)風(fēng)一般為自然進(jìn)風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口的面積應(yīng)為散熱器面積的1.6倍，且進(jìn)風(fēng)口宜正對發(fā)電機(jī)組端或發(fā)電機(jī)組兩側(cè)。

（6）發(fā)電機(jī)組的熱風(fēng)出口應(yīng)靠近并正對柴油發(fā)電機(jī)組散熱器，熱風(fēng)出口的面積應(yīng)為散熱器面積的1.5倍。

（7）進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜分別設(shè)在機(jī)房兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。

（8）柴油發(fā)電機(jī)組燃燒時(shí)除了會(huì)產(chǎn)生大量熱氣外，還會(huì)產(chǎn)生大量燃燒廢氣。這些廢氣必須經(jīng)過專門處理后，才能由專用的排煙豎井排至空氣中。

（9）每臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的排煙管應(yīng)單獨(dú)引至排煙道，宜架空敷設(shè)，也可敷設(shè)在地溝里。

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

（11）機(jī)房不宜放在人員密集或大樓主出入口正下方，機(jī)房排煙應(yīng)避開居民敏感區(qū)，排煙口宜內(nèi)置排煙道至屋頂。當(dāng)排煙口設(shè)置在裙房屋頂時(shí)，以檢驗(yàn)其處理后再行排放。

（12）發(fā)電機(jī)組間宜有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出入口的大小應(yīng)滿足搬運(yùn)發(fā)電機(jī)組的需要。

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

（14）發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土，基礎(chǔ)各邊應(yīng)超出發(fā)電機(jī)組最寬處300mm，高出室內(nèi)地坪且大于150mm。

 

○ 當(dāng)Pj3>Pj 1時(shí)，應(yīng)選PH>1.1(Pj2+Pj3)。這樣既能滿足消防負(fù)荷用電，也能向保證負(fù)荷供電，為首選設(shè)計(jì)方案。

○ 最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證發(fā)電機(jī)組端的瞬時(shí)電壓降不應(yīng)大于額定電壓的20%無電梯負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)大于25%，條件允許時(shí)，電動(dòng)機(jī)可采用降壓或變頻啟動(dòng)。

2、容量的選擇校驗(yàn)

○ 按最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)需要來校驗(yàn)發(fā)電機(jī)組的容量，即：PH>K X P。式中PH:發(fā)電機(jī)組的額定功率；K:最??臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)倍數(shù)。在不同啟動(dòng)?式下，發(fā)電機(jī)組功率為被啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的最?倍數(shù)(如表1所?)。

○ 一般消防水泵可按15%允許瞬時(shí)壓降來選擇，校驗(yàn)發(fā)電機(jī)組容量，可采用Y-△啟動(dòng)。

○ 發(fā)電機(jī)組容量足夠，水泵容量較小，又不經(jīng)常起動(dòng)，直接起動(dòng)時(shí)壓降小于15%時(shí)，可采用直接起動(dòng)。

○ 柴油發(fā)電機(jī)組單臺(tái)容量不宜超過1000kW，若容量較大可選擇多臺(tái)并聯(lián)。

3、計(jì)算實(shí)例

      某商住樓，擬設(shè)一臺(tái)容量最小的柴油發(fā)電機(jī)組，消防時(shí)作消防負(fù)荷備用電源，平時(shí)作保證負(fù)荷備用電源。其中保證負(fù)荷計(jì)算值Pj2+Pj3為300kW，而其最不利防火分區(qū)被認(rèn)定為地下室。因?yàn)?，若地下室火?zāi)，則投入服務(wù)的消防設(shè)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(dòng)。

      計(jì)算過程：因300kW>250kW，故機(jī)組容量選擇以保證負(fù)荷計(jì)算為準(zhǔn)。

      則應(yīng)選的發(fā)電機(jī)組功率為：PH>1.1 x 300kW=330kW，查樣本選擇PH=350kW發(fā)電機(jī)組。校驗(yàn)最大一臺(tái)電機(jī)為高區(qū)消防水泵75kW，采用Y-△啟動(dòng)，按15%壓降查表得K=2.3，取1.2可靠系數(shù)，1.2 x K x P=1.2x 2.3 x 75=207KW小于350kW，經(jīng)校驗(yàn)所選機(jī)組滿足要求。

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