機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

公共建筑柴油發(fā)電機(jī)房的排風(fēng)隔音及排煙問題

 

 導(dǎo)讀：柴油發(fā)電機(jī)組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源，選用恰當(dāng)?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)不可忽視的問題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急交流電源，隨著柴油發(fā)電機(jī)組在公共建筑中的大量應(yīng)用，由此帶來的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)房的排風(fēng)、隔聲及排煙等問題值得關(guān)注，本文針對上述問題提出了相應(yīng)的解決方法。

現(xiàn)今建筑的體量越來越大，對供電的可靠性要求也越來越高，所以柴油發(fā)電機(jī)組在建筑中被大量應(yīng)用。而一般民用設(shè)計(jì)院（所）中大多沒有設(shè)置動力專業(yè)，關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組的一些問題往往由電氣專業(yè)牽頭解決。這就要求電氣設(shè)計(jì)人員對柴油發(fā)電機(jī)組的特性有一定的了解，并能夠解決關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組的一般性問題。

一、數(shù)據(jù)中心的柴發(fā)要求

 

值得注意的是，為更好地切合數(shù)據(jù)中心需要及保證供電的安全性，數(shù)據(jù)中心的柴發(fā)建設(shè)有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求。據(jù)《GB 50174-2017數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)、數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷在經(jīng)濟(jì)或社會上造成的損失或影響程度，數(shù)據(jù)中心可以分為A、B、C三級。在配置柴發(fā)時(shí)，后備柴發(fā)的性能等級不應(yīng)低于G3級。

 

1、A級機(jī)房

 

 

（1）A組數(shù)據(jù)中心發(fā)電機(jī)應(yīng)連續(xù)和不限時(shí)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組的輸出功率應(yīng)滿足數(shù)據(jù)中心最大平均負(fù)荷的需要；

（2）A級數(shù)據(jù)中心應(yīng)（N+X）冗余（X=1~N），B級數(shù)據(jù)中心當(dāng)供電電源只有一路時(shí)，需設(shè)置后備柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，宜N+1冗余；

（3）A級數(shù)據(jù)中心柴發(fā)燃料存儲量宜滿足12h用油，當(dāng)外部供油時(shí)間有保障時(shí)，燃料存儲量僅需大于外部供油時(shí)間；

（4）應(yīng)防止柴油微生物滋生；柴油在儲存期間，應(yīng)對柴油品質(zhì)進(jìn)行檢測，當(dāng)柴油品質(zhì)不能滿足使用要求時(shí)，應(yīng)對柴油進(jìn)行更換。

 

2、B級機(jī)房

 

B級數(shù)據(jù)中心發(fā)電機(jī)組的輸出功率可按限時(shí)500h運(yùn)行功率選擇。A、B級數(shù)據(jù)中心柴發(fā)的基本容量應(yīng)包括不間斷電源系統(tǒng)的基本容量、空調(diào)和制冷設(shè)備的基本容量。

 

3、C級機(jī)房

 

C級機(jī)房屬于一般性機(jī)房，可不設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。

 

二、通風(fēng)散熱

 

柴油發(fā)電機(jī)組通風(fēng)散熱一直是困擾設(shè)計(jì)者的一個(gè)問題。現(xiàn)代商業(yè)項(xiàng)目中，首層無論哪個(gè)方向都具有十分寶貴的商業(yè)價(jià)值，對周邊環(huán)境要求也相對嚴(yán)格，從而很難找到一個(gè)合適的位置作為排風(fēng)口。解決這一問題之前需要先分析一下柴油發(fā)電機(jī)組用氣量的組成。柴油發(fā)電機(jī)組用氣量分為散熱用排氣量和發(fā)動機(jī)部分的燃?xì)饬?，而散熱用排氣量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于燃?xì)饬?，即柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)、出空氣絕大部分是用來為機(jī)器冷卻的。

 

1、水箱遠(yuǎn)置

 

目前建筑中常用的柴油發(fā)電機(jī)組所采用的冷卻方式絕大多數(shù)為閉式水循環(huán)風(fēng)冷，這樣就可將排風(fēng)機(jī)、散熱管與主體分開，單獨(dú)放在室外，用水管將室外的散熱管與室內(nèi)的柴油機(jī)相連接。采用散熱器水箱遠(yuǎn)置辦法（如圖1所示）即可解決柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)出風(fēng)問題。

 

圖1 分體式散熱水箱安裝圖

 

2、加裝水泵和熱交換器

 

另外與主體分開的冷卻系統(tǒng)可以放在室外，對于高層建筑，可以將其安裝在屋頂或裙房上面，位置的選擇不妨參照空調(diào)專業(yè)冷卻塔的選擇。值得注意的是柴油發(fā)電機(jī)組冷卻水接口處靜水壓一般不超過40~50kPa，所以當(dāng)冷卻水箱超過一定高度時(shí)需要加輔助水泵和熱交換器（如圖2所示），置于室外的冷卻水箱應(yīng)注意保溫防凍。

 

圖2 帶水泵和熱交換器的水箱遠(yuǎn)置安裝圖

3、加裝冷卻塔

 

高層建筑中，由于大功率機(jī)組的普通散熱水箱延長距離后，遠(yuǎn)置方法無法滿足其冷卻要求，通常采用冷卻塔來代替散熱水箱。冷卻塔般置于屋頂上，除有安裝面積外，尚應(yīng)考慮接管道和維修行入通道。冷卻塔的占地面積約為總建筑面積的0.5% ~1.0% 

 

三、降噪與隔聲：

 

根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條第8款的規(guī)定，機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取機(jī)組消音及隔聲綜合治理措施，治理后環(huán)境噪聲不宜超過國家環(huán)保要求2級的規(guī)定。現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組的噪聲級一般為85~110dB(A)，機(jī)組主要噪聲來自以下兩個(gè)部分：

1、柴油發(fā)動機(jī)噪聲包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、風(fēng)扇噪聲、燃燒噪聲及機(jī)械噪聲等；

2、交流同步發(fā)電機(jī)噪聲包括空氣動力噪聲、電磁噪聲、機(jī)械噪聲、軸承噪聲及電刷噪聲等。

在以上各類噪聲中，最強(qiáng)的噪聲源當(dāng)屬進(jìn)氣、排氣噪聲。正常的排風(fēng)、進(jìn)氣及散熱器風(fēng)扇的降噪設(shè)備可將機(jī)組噪聲降至可接受水平，包括進(jìn)出風(fēng)管采用軟聯(lián)接，機(jī)組與地面之間采用柔性接觸等措施。采用本文所述將冷卻部分移至室外，也能很好地解決機(jī)房周圍環(huán)境的噪聲問題。

除上述降噪措施外，也可以通過建筑上的隔聲方法來解決噪聲問題。具體方法如下：要求墻灰縫填實(shí)，不要留有孔洞、縫隙。內(nèi)墻面的粉刷表面不宜致密光滑，粉刷材料摻入一定量的有吸聲效果的多孔性材料，如水泥，石灰膏和木屑組成的吸聲層。內(nèi)壁及天花板可采用隔聲板進(jìn)行裝飾，壁板與墻體之間最好充填一層多孔性的吸聲材料。實(shí)施以上措施可以達(dá)到規(guī)范要求。

四、柴油發(fā)電機(jī)組的排煙

 

在設(shè)計(jì)安裝排煙系統(tǒng)時(shí)，排煙管的阻力和保溫最值得注意。排煙管阻力不得超過允許范圍，因?yàn)檫^度的阻力將會大大降低柴油機(jī)的效率和耐久性，并大大增加燃料消耗。造成高阻力的主要因素有：排氣管直徑太小；排氣管過長；排氣系統(tǒng)繞過多急彎；排氣消聲器阻力抬高；排氣管處于某種臨界長度，產(chǎn)生壓力波導(dǎo)致高阻力。為減少阻力，排氣管應(yīng)設(shè)計(jì)得越短越直越好，如必須彎曲，曲徑至少是管內(nèi)徑的1.5倍。當(dāng)排煙阻力超過柴油機(jī)背壓時(shí)應(yīng)采用自然補(bǔ)償段，并加大排煙管直徑。當(dāng)無條件設(shè)置自然補(bǔ)償段時(shí)，應(yīng)裝設(shè)補(bǔ)償器。排煙路徑盡量避免使用耐火磚砌排煙道，最好用工業(yè)用鋼、鑄鐵  制造，并力求內(nèi)壁光滑。因?yàn)椴裼蜋C(jī)出煙口溫度約為600℃，故排煙管要采取隔熱措施，以減少散熱和降低噪聲。

五、供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

機(jī)房設(shè)在高層建筑內(nèi)的，應(yīng)當(dāng)在日用罐上設(shè)置專用房間，并通過防火墻與柴油發(fā)電機(jī)隔離。 盡量選擇質(zhì)量好的標(biāo)準(zhǔn)型油箱，密封性好，無漏油。 油箱配有油流出口，設(shè)有油流出口、注油口、油流出口、油流出口、油位指示器，容積根據(jù)機(jī)組連續(xù)工作12小時(shí)使用的油量適當(dāng)選擇。

 

柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用在很大程度上提高了供電的可靠性，但在帶來好處的同時(shí)，也不可否認(rèn)地帶來了一些實(shí)際的問題。這些問題如果不能較好地解決，將會對日后的使用及周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。本文結(jié)合設(shè)計(jì)工作實(shí)際，對柴油發(fā)電機(jī)組使用時(shí)所遇到的具體問題提出了一些解決方法，希望以此引起大家對這些問題的關(guān)注。

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