機房設計與設備安裝

柴油發電機房設計安裝注意事項

 

摘要：可靠的電力對于所有設施都是必不可少的，但對于醫院、數據中心和許多企業和工廠等場所來說更為重要。因此，許多企業正在購買柴油發電機組以在緊急情況下為其設施供電。在為企業配置柴油發電機組時，至關重要的是要考慮柴油發電機組的空間、位置的合理性。如果計劃將柴油發電機組放置在建筑物中，則必須確保它符合所有柴油發電機組機房設計要求。由于大型柴油發電機組占用大量空間，因此在提供必要的安裝區域時經常會出現問題。在建筑整體設計開始時，康明斯發電機廠家建議在與供應商或專業工程師協商后進行柴油發電機設計，以確保柴油發電機組與其附屬設備一起能夠按正常的方式運行。

 

 

圖1 標準化發電機房平面設計圖

 一、設計前注意事項

 

對發電機房的位置和大小的選擇要十分慎重，如果發電機房不合適，發電機組的性能不能充分發揮，對操作和維修帶來困難，作再改造要花額外的費用。

設計機房前應先確定下列事宜：

（1）總使用面積及局限性；

（2）任何噪音的限制（例如辦公區或居民區）；

（3）機房通道、機組運輸及安裝的可行性；

（4）服務車輛的可到達性；

（5）地面（水平或傾斜）。

用戶可結合發電機組機房，參照圖2進行布置。發電機距墻壁應在1米以上，以便于安裝及維護。最后應把發電機組調成水平。

 

圖2 發電機房的總體布置圖

 

 

二、設計時注意事項

 

1、機房不宜機械補風

      柴油發電機運行需要通風和補風，散熱器大多數采用風冷散熱，加上柴油燃燒、機房通風降溫換氣，補風量很大，基本是幾萬CMH，若自然補風，風速1.0~1.2m/s，豎井面積需要10平方上下，實際上業主很難接受這么大面積的風井，因此設計人員采用了機械補風。

      發電機啟動，往往是市電沒電。發電機正常供電前，如何為機械補風供電是個難題，所以不宜采用機械補風。

      因此，在有條件設計自然進風的情況下，盡量不要采用機械強制進風；若進風量確實不夠，應將機械補風的電源直接接到柴油發電機組輸電端，以求盡量節省風機供電時間。

 

圖3 發電機房自然進排風設計

圖4 發電機房機械補風設計圖

 

 

2、機房通風豎井宜獨立，禁止設置防火閥

      機房、通風豎井與室內需要防火隔墻，風管穿過需要設防火閥，直接通往室外，不是室內，不是防火隔墻，是外墻。直接設置百葉便可。很多設計畫蛇添足，加了防火閥，存在影響使用的隱患。

      火災期間，發電機啟用，可能造成發電機房溫度較高，更需要通風，若此時防火閥關閉，不是雪上加霜就是火上澆油。

3、機房溫控設計需因地制宜

      發電機房可采用溫控自動控制降溫風機啟停，要和柴油發電機組聯動開啟，南方項目啟停風機溫度宜為40℃~35℃，且應根據具體位置實際情況調整。《民電標》6.1.14的設計參數，可以判斷專家來自嚴寒地區，因此本文不討論。

4、通風機應按消防負荷設計

      除了柴油發電機自帶動力設施的設備，其他通風機，要保證柴油發電機正常啟動運行，因而必須至少雙電源、雙回路供電，且為柴油發電機服務的設備，均要求同時得到柴油發電機的供電。

5、油箱間不需要防爆風機和排風機

      常用柴油是丙類，而牌號35#、50#柴油是乙類，嚴禁在建筑中使用，有專家建議設計說明注意寫上使用閃點>60℃的柴油，但筆者認為，我國絕大部分地區市場上都購買不到35#、50#柴油，說明可寫，但實際上不起作用。

      《建規》9.3.4:空氣中含有易燃、易爆危險物質的房間，其送、排風系統應采用防爆型的通風設備。9.1.4:民用建筑內空氣中含有容易起火或爆炸危險物質的房間，應設置自然通風或獨立的機械通風設施。至于還有一些規范，也抄襲

      《建規》9.1.4、9.3.4，但少抄幾個文字導致意思大改，本文沒興趣探討。

      由于柴油不是易燃、易爆危險物質，空氣中更沒有，因此不需要防爆，也不需要獨立風機，

6、若采用氣體滅火系統，油箱間不需要設置泄壓口

      油箱間允許防火門外開（開向發電機房）。按防火門產品標準，閉門器造成執手處最大開啟力≤80N，當防火門板門扇按1米寬，2米高估算（dm=0.06m），只要油箱間與發電機間存在100Pa壓力差左右，門就推開泄壓了，計算過程參見本公眾號文章《住宅前室余壓傳感器設計存在問題》。設置氣體滅火系統的房間，要求墻體等圍護設施至少滿足1200Pa的氣壓，而且泄壓口開始泄壓一般在120Pa到幾百Pa，也即是說，即使油箱間設置泄壓口，在泄壓口開啟前，防火門已經被推開泄壓，造成泄壓口不起作用。

7、若采用氣體滅火系統，油箱間不需要設置防火閥

      若采用氣體滅火，油箱間排風管穿防火隔墻，建議設置280℃關閉的排煙防火閥，不建議采用防火閥，排風機相應采用消防風機。理由是油箱間火災，降溫困難，若是常規采用防火閥，需要很長時間才能開啟，導致不能事故排風、排煙，后果是不斷從門縫泄入發電機間。

8、煙霧探測器設置兩個以上

      若采用氣體滅火、水噴霧等需要火災探測系統聯動的滅火系統，油箱間應至少兩個探測器，且宜為感溫+感煙，作為觸發信號“與”邏輯啟動滅火系統。油箱間除了火災無煙，可采用感煙探測器。

9、機房盡量不設置感煙探測器

      若發電機房采用氣體滅火、水噴霧等需要火災探測系統聯動的滅火系統，發電機房除了感溫探測器外，門口附近應增設手動火災報警按鈕，也可以增設感煙探測器。一直不讓發電機房使用感煙探測器，理由是發電機能“產煙”，造成誤動作。但實際上，發電機房的尾氣排氣管、散熱風管，都封閉接入尾氣處理間、排風井，漏氣可能也小。只有檢修、測試時有可能產生煙氣、粉塵等妨礙感煙探測器工作的情況，但此時間機房內有人，自動滅火系統應改成手動狀態。

9、油箱間應有呼吸管、加油管設計和合理敷設位置

      大部分項目設計，基本上都是空白，理由是廠家深化，而地下室土建施工較早完成，廠家介入時已經沒有設置呼吸管、加油管的空間和可能。從而造成呼吸管設于室內，且沒有加油管，很多用戶的柴油只能從電梯人工運輸進入機房，此舉不但效率低下而且安全性上也危險。

10、機房不可設于裙樓屋頂、二層及以上樓層

      發電機房宜布置在首層或地下一、二層的理由如下：

（1）由于存在各種運輸車輛（包括人力車）通行通道，安裝、維修時方便發電機或零部件運輸；

（2）日用油箱加油，可直接從加油管管口重力加油；

（3）地下一般為車庫，容易找到位置，避免布置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰；

（4）市政停電時使用發電機，運行噪音影響最小。

      《民電標》6.1.2規定發電機房宜布置在首層、地下室、裙房屋面。6.1.11要求應設置輸油管道、預留移動式輸油泵操作空間，輸油管底部設手動泄油閥，雖然解決加油問題，但污染環境，又存在風險。如果建筑高度較高，如400m以上的建筑，也沒必要將發電機設于高樓層，可以在地下室設置高壓柴油發電機。

 

圖5 柴油發電機組擺放距離

 

 

11、機房宜直接通往室外或安全出口

      直接通往室外或安全出口，不是方便疏散，而是方便火災時從室外進入應急人工啟動柴油發電機，因此，位置也不宜距離消防車道、操作場地和消防控制室過遠。

12、機房應在設計時預留井道

      當柴油發電機房設在地下時，宜貼鄰建筑外圍護墻體或頂板布置，機房的送、排風管（井）道和排煙管（井）道應直通室外。實際上很多做不到，發電機房常常設于大地下室的幾何中心，也不能貼頂板，上面甚至還有樓層。但問題不大，只需預留好各種井道，包括加油管、呼吸管井道等。

13、地下室機房，地面不宜局部下降，且至少墊150mm墊層

      地下室消防排水能力小于消防用水，原因是允許地下室一定的蓄水深度，發電機房一般采用噴淋滅火，地面若局部下降，容易造成發電機被淹。

      發電機房宜采用"頂凸"形式解決凈高問題，結構底板平其他位置，至少墊150mm墊層，使一般地下室積水不能進入，且提供埋管、設漏油溝空間。

      當不得已地面需要局部下降，發電機房建議改用水噴霧等其他滅火系統。十五、發電機尾氣高空排放，應考慮熱動力可能，盡量協調，采用尾氣凈化及低空排放方式。

      由于環保原因，幾乎每個項目需要進行評估，不少地方強制高空排放，而建設項目中，發電機房不一定在塔樓下方，需要水平敷設尾氣管，再通過高層建筑屋面排放，基本造成尾氣管不能排氣，柴油發電機不能啟動。

14、集水坑不宜設于地下室機房內，宜設于附近，通過埋設排水管接入。

      集水坑不設于機房內，避免潮濕，減少淹水風險（排出管倒灌）。

15、防止油品流散的設施做法

      《建規》5.4.15強制要求儲油間油箱的下部應設置防止油品流散的設施，大部分設計采用300高門檻，并設置防水措施。除此之外，應設微型積油坑，埋沙土收集漏油。有些項目，儲油間面積小（1m²出頭），門檻也只有200mm高，若油箱漏油，下方0.2立方不起作用。防止油品流散的設施做法，應核算門檻儲存容積大于油箱最大儲油容積。

16、油箱間不得設置地漏

      油箱間設置地漏，違反《建規》5.4.15強制要求，但竟然存在不少這樣的設計。設計院的理由是參照07FJ05-9儲油間設置地漏。

      07FJ05-9是《防空地下室移動柴油電站》，平時可能是停車位等空間，臨戰時改成移動柴油電站。儲油間設置地漏，不是平時或戰時排水，而是洗消排水，戰時電站均是染毒區，需要洗消，洗消廢水排至洗消集水坑收集，專業隊運輸至專業處理地方集中處理。

      平時是停車或其他用途，沒有儲油，戰時儲油，但戰時不考慮消防，因此可行。08FJ04《防空地下室固定柴油電站》，更直接，儲油間設置積油溝連通發電機間積油溝，門檻也不需要。原因只有一個，戰時不考慮消防，一切消防規范在戰時不適應。GB 50098-2009《人民防空工程設計防火規范》也僅僅適合供平時使用（部分功能）的人防工程防火設計。

 

總結：

      由于柴油發電機組是一體的，在設計階段應考慮這種完整性。柴油發電機組室地板應不漏水，以防止油、燃料或冷卻液泄漏到附近的土壤中，柴油發電機房設計必須符合防火規定。柴油發電機房應清潔、干燥、光線充足、通風良好。必須注意確保熱量、煙霧、油蒸氣、發動機廢氣和其他排放物不會進入房間。房間內使用的絕緣材料應為不易燃阻燃等級。此外，房間的地板和底座應根據柴油發電機組的靜態和動態重量進行設計。康明斯公司在本文中根據《建筑設計防火規范》(GB50016-2014，2018年版)簡稱《建規》、《民用建筑電氣設計標準》(GB51348-2019)簡稱《民電標》的相關規定，提出上述在建設柴油發電機房中的一些誤區問題及解決方案。

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