機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

柴發(fā)機(jī)房的選址、土建條件、消防要求以及布置規(guī)定

 

摘要：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?lái)滿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(wèn)題。對(duì)于僅用于消防和應(yīng)急方面的備用柴油發(fā)電機(jī)的容量估算，根據(jù)康明斯公司結(jié)合工程實(shí)踐總結(jié)，初步設(shè)計(jì)階段可以按變壓器總?cè)萘康?0%~15% 進(jìn)行估算。目前來(lái)說(shuō)，大部分用戶一般采用柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機(jī)組之前，在建造機(jī)房上面應(yīng)注意哪幾方面的問(wèn)題呢？康明斯公司在本文中為你解讀機(jī)房建設(shè)中的設(shè)置要求及注意事項(xiàng)。

 

一、柴油發(fā)電機(jī)房的選址與設(shè)計(jì)條件

 

1、設(shè)計(jì)所需要的條件

（1）氣象條件：

      柴油發(fā)電機(jī)的額定容量是按照40 ℃ 進(jìn)行測(cè)試的，只要外圍環(huán)境不長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)40 ℃，柴油發(fā)電機(jī)即可按照額定值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）海拔高度條件：

      海拔的升高將導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力性能下降，如果在高原地區(qū)選擇柴油發(fā)電機(jī)不建議考慮超負(fù)荷運(yùn)行的可能。

（3）水質(zhì)條件：

      水質(zhì)太硬將引起水冷系統(tǒng)的循環(huán)水沉淀水垢，降低傳導(dǎo)外壁的導(dǎo)熱效果，使冷卻水循環(huán)效率下降，導(dǎo)致機(jī)組溫升過(guò)快，發(fā)生事故，所以硬水的地區(qū)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組需考慮循環(huán)水提前進(jìn)行軟化。

（4）負(fù)荷容量等：

      設(shè)備容量的統(tǒng)計(jì)首先需要滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，如一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，然后滿足建設(shè)方對(duì)于項(xiàng)目功能特點(diǎn)的個(gè)別要求，分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)建議選擇消防負(fù)荷與重要的平時(shí)負(fù)荷之較大者，作為柴油發(fā)電機(jī)組的額定容量。

2、地址選擇原則

① 盡量選擇在通風(fēng)和散熱條件較好的位置，當(dāng)條件允許時(shí)機(jī)房最好設(shè)在首層。但是，高層建筑功能較復(fù)雜，對(duì)面積的利用率要高，尤其是首層，常用于對(duì)外營(yíng)業(yè)，屬黃金地帶，難以占用。因此，一般把發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下室的地下一層，不宜設(shè)在地下二層及以下。機(jī)房必須最少有一面靠建筑物外墻，為排熱氣管道通向室外及新風(fēng)入口創(chuàng)造必要的條件。

② 最好靠近低壓配電室或用電設(shè)備，這樣便于接線，減少電能損耗，也便于運(yùn)行管理。

③ 附近不應(yīng)有積水;不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方和貼鄰。

④ 遠(yuǎn)離人員集中的工作場(chǎng)所和生活場(chǎng)所。

⑤ 有便于運(yùn)輸設(shè)備的通道。

⑥ 盡量避開(kāi)建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風(fēng)對(duì)其造成影響.柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣應(yīng)排至機(jī)房外，并進(jìn)行廢氣排放凈化處理。

⑦ 注意噪音對(duì)環(huán)境的影響。

⑧ 柴油發(fā)電機(jī)是一種高發(fā)熱量的動(dòng)力設(shè)備，在控制噪聲的同時(shí)，如果忽略通風(fēng)散熱問(wèn)題，將會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成停機(jī)、火災(zāi)等。

 

圖1  柴發(fā)機(jī)房實(shí)景圖

圖2  柴油發(fā)電機(jī)房施工現(xiàn)場(chǎng)

 

二、機(jī)房的土建條件

 

      在機(jī)房土建設(shè)計(jì)時(shí)，電氣設(shè)計(jì)人員須向土建設(shè)計(jì)人員提供土建條件。土建條件的內(nèi)容一般有以下幾點(diǎn)：

1、機(jī)房尺寸

      機(jī)房的高、長(zhǎng)、寬尺寸必須滿足發(fā)電機(jī)組的要求。對(duì)于小型發(fā)電機(jī)組，若油箱、電控箱與發(fā)電機(jī)組屬于同一整體，發(fā)電機(jī)組的中心線與機(jī)房的中軸線重合，則發(fā)電機(jī)組與墻之間要留有1.5m左右的巡視檢修通道，散熱器應(yīng)盡量靠近熱風(fēng)出口百葉窗。這樣可計(jì)算出機(jī)房的長(zhǎng)、寬、高所需尺寸；

2、進(jìn)出通道

      要留有設(shè)備進(jìn)出門(mén)及值班人員進(jìn)出門(mén)，設(shè)備進(jìn)出門(mén)要保證發(fā)電機(jī)組能推進(jìn)推出。如因條件限制，設(shè)備進(jìn)出的大門(mén)也可開(kāi)人員進(jìn)出的小門(mén)；在針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)散熱器的地方要留熱風(fēng)排出百葉窗。如果不采用整體風(fēng)冷發(fā)電機(jī)組，要留有冷卻水管道過(guò)樓板的預(yù)留孔。

3、排煙通道

      根據(jù)發(fā)電機(jī)組的高度及排煙方向，要在墻上預(yù)埋排煙管通道套管；

4、電線管道

      要根據(jù)進(jìn)出線及電控箱位置，設(shè)置電纜溝或預(yù)埋管；

5、設(shè)備基礎(chǔ)和承重

      設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)如圖3所示。根據(jù)發(fā)電機(jī)組重量，當(dāng)發(fā)電機(jī)組安裝在樓板上即不在最底層時(shí)，都采用重混凝土基礎(chǔ)，以免基礎(chǔ)過(guò)重而增加樓板荷重，設(shè)計(jì)時(shí)需把發(fā)電機(jī)組荷栽提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組位于建筑物底層時(shí)，應(yīng)按發(fā)電機(jī)組要求設(shè)置混凝土基礎(chǔ)。底角螺絲可預(yù)埋，也可以等發(fā)電機(jī)組到達(dá)后在用電鉆打孔安裝。

6、機(jī)房通風(fēng)

       通風(fēng)系統(tǒng)示意圖如圖4所示。柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)出風(fēng)不應(yīng)設(shè)在同一墻面上，以免形成氣流短路，影響散熱效果。但確有困難時(shí)，應(yīng)出風(fēng)口在上部，進(jìn)風(fēng)口在下部，且兩者相距應(yīng)在2m以上。出風(fēng)口面積不應(yīng)小于柴油發(fā)電機(jī)散熱器面積的1.5倍；進(jìn)風(fēng)口面積不應(yīng)小于柴油發(fā)電機(jī)散熱器面積的1.8倍。在寒冷地區(qū)應(yīng)注意進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口平時(shí)對(duì)機(jī)房溫度的影響，以免機(jī)房溫度過(guò)低影響發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)。風(fēng)口與室外的連接處可設(shè)風(fēng)門(mén)，平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)開(kāi)啟。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組水泥基礎(chǔ)

圖4  柴油發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

 

 

三、機(jī)房消防要求

 

      采用潔凈氣體火火系統(tǒng)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》柴油發(fā)電機(jī)房布置在高層建筑和裙樓內(nèi)時(shí)，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和除鹵代烷1211、1301以外的自動(dòng)火火系統(tǒng)從這條規(guī)范可以看出，對(duì)于高層建筑室內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)房的消防技術(shù)，法規(guī)并不限制在一定要以水為介質(zhì)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，亦可以采用氣體消防系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)房燃料供給管道應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1、儲(chǔ)油間要求

      機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置儲(chǔ)油間時(shí)，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)大于1m³，儲(chǔ)油間應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻與發(fā)電機(jī)間分隔，設(shè)計(jì)圖如圖5所示；確需在防火隔墻上開(kāi)門(mén)時(shí)，應(yīng)設(shè)置甲級(jí)防火門(mén)。

（1）應(yīng)在進(jìn)人建物前和設(shè)間內(nèi)設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)切斷閥。

（2）儲(chǔ)油間的油箱應(yīng)密閉，且應(yīng)設(shè)置通向室外的通氣管，通氣管應(yīng)設(shè)置帶阻火閥的呼吸閥油箱的下部應(yīng)設(shè)置紡織油品流散的設(shè)施。

（3）燃料供給管道的敷設(shè)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50028的規(guī)定。

2、國(guó)標(biāo)文件的相關(guān)規(guī)定

      應(yīng)采用耐火極限不低于2.00h的防火隔墻和1.50h的不燃性樓板與其他部位分隔，門(mén)應(yīng)采用甲級(jí)防火門(mén)。

（1）根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與安裝》15D202-2，發(fā)電機(jī)房宜有兩個(gè)出入口，其中一個(gè)應(yīng)滿足搬運(yùn)發(fā)電機(jī)組的要求，門(mén)應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)（結(jié)構(gòu)如圖6所示），并應(yīng)采取隔聲措施，向外開(kāi)啟；發(fā)電機(jī)間與控制室、配電室之間的門(mén)和觀察窗應(yīng)采取防火、隔聲措施，門(mén)應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)，并應(yīng)開(kāi)向發(fā)電機(jī)間。

（2）根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《 民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 》GB51348-2019，機(jī)房面積在50㎡及以下時(shí)宜設(shè)置不少于一個(gè)出入口，在50㎡以上時(shí)宜設(shè)置不少于兩個(gè)出入口，其中一個(gè)應(yīng)滿足搬運(yùn)發(fā)電機(jī)組的需要；門(mén)應(yīng)為向外開(kāi)啟的甲級(jí)防火門(mén)；發(fā)電機(jī)間與控制室、配電室之間的門(mén)和觀察窗應(yīng)采取防火、隔聲措施，門(mén)應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)，并應(yīng)開(kāi)向發(fā)電機(jī)間。

（3）根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與安裝》15D202-2，在民用建筑內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置的儲(chǔ)油間，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)大于1m³，儲(chǔ)油間應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的防火墻與發(fā)電機(jī)間隔開(kāi)；確須在防火墻上開(kāi)門(mén)時(shí)，應(yīng)設(shè)置甲級(jí)防火門(mén)。

（4）根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《 民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 》GB51348-2019，儲(chǔ)油間應(yīng)采用防火墻與發(fā)電機(jī)間隔開(kāi)；當(dāng)必須在防火墻上開(kāi)門(mén)時(shí)，應(yīng)設(shè)置能自行關(guān)閉的甲級(jí)防火門(mén)。

 

圖5  柴發(fā)機(jī)房?jī)?chǔ)油間布置圖

圖6  柴油發(fā)電機(jī)房甲級(jí)防火門(mén)

 

 

四、機(jī)房布置

 

1、機(jī)房設(shè)備的布置

      機(jī)房單臺(tái)設(shè)備布置如圖7所示，一般應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)組容量大小和臺(tái)數(shù)而定，應(yīng)力求緊湊、經(jīng)濟(jì)合理、保證安全及便于維護(hù)。

（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)房只設(shè)一臺(tái)發(fā)電機(jī)組時(shí)，如果發(fā)電機(jī)組容量在500kW及以下，則一般不設(shè)控制室，這時(shí)配電屏、控制屏宜布置在發(fā)電機(jī)端或發(fā)電機(jī)側(cè)，其操作檢修通道的要求為屏前距發(fā)電機(jī)端不應(yīng)小于2m，屏前距發(fā)電機(jī)側(cè)不應(yīng)小于1.5m。

（2）對(duì)于單機(jī)容量在500kW及以上的多臺(tái)發(fā)電機(jī)組，考慮到運(yùn)行維護(hù)、管理和集中控制的方便，宜設(shè)控制室。

（3）一般將發(fā)電機(jī)控制屏、發(fā)電機(jī)組操作臺(tái)、動(dòng)力控制（屏）臺(tái)及照明配電箱等放在控制室。控制室的布置與低壓配電室的布置的技術(shù)要求相同。

（4）在機(jī)房?jī)?nèi)，發(fā)電機(jī)組宜橫向布置（垂直布置），這樣，發(fā)電機(jī)組的中心線與機(jī)房的中軸線垂直，操作管理方便，管線短，布置緊湊。

（5）當(dāng)機(jī)房與控制及配電室毗鄰布置時(shí)，發(fā)電機(jī)出線端宜布置在靠近控制及配電室一側(cè)。

2、機(jī)房配電導(dǎo)線選擇與敷設(shè)

      柴油發(fā)電機(jī)房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機(jī)至配電屏的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線；強(qiáng)電控制測(cè)量線路、勵(lì)磁線路應(yīng)選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵(lì)磁線路和電力配線宜穿鋼管埋地敷設(shè)或沿電纜溝敷設(shè)，勵(lì)磁線路與主干線采用鋼管配電時(shí)可穿于同一管中。柴油發(fā)電機(jī)房固定照明須接應(yīng)急電源。

3、機(jī)房接地

      通用型接地裝置如圖8所示。柴油發(fā)電機(jī)房一般應(yīng)用三種接地：

①工作接地：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地；

②保護(hù)接地：電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼接地；

③防靜電接地：燃油系統(tǒng)的設(shè)備及管道接地。

      各種接地可與其建筑的其他接地共用接地裝置，即采用聯(lián)合接地方式。

4、燃油的存放

      在機(jī)房?jī)?nèi)或貯油間要有供8小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的日用油箱，但油量超過(guò)100L時(shí)，宜放置在與機(jī)房有防火隔墻的專用貯油間。

 

圖7  柴發(fā)機(jī)房布置側(cè)面圖

圖8  柴發(fā)機(jī)房接地裝置示意圖

 

總結(jié)：

      綜上所述，康明斯公司建議用戶柴油發(fā)電機(jī)房一般設(shè)置于地下一層內(nèi)，設(shè)置一臺(tái)或多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，機(jī)組采用單機(jī)運(yùn)行或多臺(tái)并機(jī)運(yùn)行（并車的種類：自同期、粗同期、準(zhǔn)同期），柴油發(fā)電機(jī)為消防狀態(tài)下還是事故狀態(tài)下的設(shè)備進(jìn)行供電，根據(jù)甲方的使用需求進(jìn)行確定，如分開(kāi)供電則需要考慮分別設(shè)置出線柜。 對(duì)于單機(jī)容量在500KW及以上的多臺(tái)機(jī)組，考慮到運(yùn)行維護(hù)、管理和集中控制的方便，宜設(shè)控制室。一般將發(fā)電機(jī)控制屏、機(jī)組操作臺(tái)、動(dòng)力控制（屏）臺(tái)及照明配電箱等放在控制室?？刂剖业牟贾门c低壓配電室的布置的技術(shù)要求相同。在機(jī)房?jī)?nèi)，柴油發(fā)電機(jī)組宜橫向布置（垂直布置），這樣，機(jī)組的中心線與機(jī)房的中軸線垂直，操作管理方便，管線短，布置緊湊。當(dāng)機(jī)房與控制及配電室毗鄰布置時(shí)，發(fā)電機(jī)出線端宜布置在靠近控制及配電室一側(cè)。

 

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