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机房设计与设备安装 |
柴油发电机房设计安装注意事项 |
摘要：可靠的电力对于所有设施都是必不可少的，但对于医院、数据中心和许多企业和工厂等场所来说更为重要。因此，许多企业正在购买柴油发电机组以在紧急情况下为其设施供电。在为企业配置柴油发电机组时，至关重要的是要考虑柴油发电机组的空间、位置的合理性。如果计划将柴油发电机组放置在建筑物中，则必须确保它符合所有柴油发电机组机房设计要求。由于大型柴油发电机组占用大量空间，因此在提供必要的安装区域时经常会出现问题。在建筑整体设计开始时，康明斯发电机厂家建议在与供应商或专业工程师协商后进行柴油发电机设计，以确保柴油发电机组与其附属设备一起能够按正常的方式运行。
柴油发电机组是一体的，在设计阶段应考虑这种完整性。柴油发电机组室地板应不漏水，以防止油、燃料或冷却液泄漏到附近的土壤中，柴油发电机房设计必须符合防火规定。柴油发电机房应清洁、干燥、光线充足、通风良好。必须注意确保热量、烟雾、油蒸气、发动机废气和其他排放物不会进入房间。房间内使用的绝缘材料应为不易燃阻燃等级。此外，房间的地板和底座应根据柴油发电机组的静态和动态重量进行设计。康明斯公司在本文中根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014，2018年版)简称《建规》、《民用建筑电气设计标准》(GB51348-2019)简称《民电标》的相关规定，提出下列在建设柴油发电机房中的一些误区问题及解决方案。
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图1 标准化发电机房平面设计图 |
一、设计前注意事项
对发电机房的位置和大小的选择要十分慎重，如果发电机房不合适，发电机组的性能不能充分发挥，对操作和维修带来困难，作再改造要花额外的费用。
设计机房前应先确定下列事宜：
（1）总使用面积及局限性；
（2）任何噪音的限制（例如办公区或居民区）；
（3）机房通道、机组运输及安装的可行性；
（4）服务车辆的可到达性；
（5）地面（水平或倾斜）。
用户可结合发电机组机房，参照图2进行布置。发电机距墙壁应在1米以上，以便于安装及维护。最后应把发电机组调成水平。
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图2 发电机房的总体布置图 |
二、设计时注意事项
1、机房不宜机械补风
柴油发电机运行需要通风和补风，散热器大多数采用风冷散热，加上柴油燃烧、机房通风降温换气，补风量很大，基本是几万CMH，若自然补风，风速1.0~1.2m/s，竖井面积需要10平方上下，实际上业主很难接受这么大面积的风井，因此设计人员采用了机械补风。
发电机启动，往往是市电没电。发电机正常供电前，如何为机械补风供电是个难题，所以不宜采用机械补风。
因此，在有条件设计自然进风的情况下，尽量不要采用机械强制进风；若进风量确实不够，应将机械补风的电源直接接到柴油发电机组输电端，以求尽量节省风机供电时间。
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图3 发电机房自然进排风设计 |
图4 发电机房机械补风设计图 |
2、机房通风竖井宜独立，禁止设置防火阀
机房、通风竖井与室内需要防火隔墙，风管穿过需要设防火阀，直接通往室外，不是室内，不是防火隔墙，是外墙。直接设置百叶便可。很多设计画蛇添足，加了防火阀，存在影响使用的隐患。
火灾期间，发电机启用，可能造成发电机房温度较高，更需要通风，若此时防火阀关闭，不是雪上加霜就是火上浇油。
3、机房温控设计需因地制宜
发电机房可采用温控自动控制降温风机启停，要和柴油发电机组联动开启，南方项目启停风机温度宜为40℃~35℃，且应根据具体位置实际情况调整。《民电标》6.1.14的设计参数，可以判断专家来自严寒地区，因此本文不讨论。
4、通风机应按消防负荷设计
除了柴油发电机自带动力设施的设备，其他通风机，要保证柴油发电机正常启动运行，因而必须至少双电源、双回路供电，且为柴油发电机服务的设备，均要求同时得到柴油发电机的供电。
5、油箱间不需要防爆风机和排风机
常用柴油是丙类，而牌号35#、50#柴油是乙类，严禁在建筑中使用，有专家建议设计说明注意写上使用闪点>60℃的柴油，但笔者认为，我国绝大部分地区市场上都购买不到35#、50#柴油，说明可写，但实际上不起作用。
《建规》9.3.4:空气中含有易燃、易爆危险物质的房间，其送、排风系统应采用防爆型的通风设备。9.1.4:民用建筑内空气中含有容易起火或爆炸危险物质的房间，应设置自然通风或独立的机械通风设施。至于还有一些规范，也抄袭
《建规》9.1.4、9.3.4，但少抄几个文字导致意思大改，本文没兴趣探讨。
由于柴油不是易燃、易爆危险物质，空气中更没有，因此不需要防爆，也不需要独立风机，
6、若采用气体灭火系统，油箱间不需要设置泄压口
油箱间允许防火门外开（开向发电机房）。按防火门产品标准，闭门器造成执手处最大开启力≤80N，当防火门板门扇按1米宽，2米高估算（dm=0.06m），只要油箱间与发电机间存在100Pa压力差左右，门就推开泄压了，计算过程参见本公众号文章《住宅前室余压传感器设计存在问题》。设置气体灭火系统的房间，要求墙体等围护设施至少满足1200Pa的气压，而且泄压口开始泄压一般在120Pa到几百Pa，也即是说，即使油箱间设置泄压口，在泄压口开启前，防火门已经被推开泄压，造成泄压口不起作用。
7、若采用气体灭火系统，油箱间不需要设置防火阀
若采用气体灭火，油箱间排风管穿防火隔墙，建议设置280℃关闭的排烟防火阀，不建议采用防火阀，排风机相应采用消防风机。理由是油箱间火灾，降温困难，若是常规采用防火阀，需要很长时间才能开启，导致不能事故排风、排烟，后果是不断从门缝泄入发电机间。
8、烟雾探测器设置两个以上
若采用气体灭火、水喷雾等需要火灾探测系统联动的灭火系统，油箱间应至少两个探测器，且宜为感温+感烟，作为触发信号“与”逻辑启动灭火系统。油箱间除了火灾无烟，可采用感烟探测器。
9、机房尽量不设置感烟探测器
若发电机房采用气体灭火、水喷雾等需要火灾探测系统联动的灭火系统，发电机房除了感温探测器外，门口附近应增设手动火灾报警按钮，也可以增设感烟探测器。一直不让发电机房使用感烟探测器，理由是发电机能“产烟”，造成误动作。但实际上，发电机房的尾气排气管、散热风管，都封闭接入尾气处理间、排风井，漏气可能也小。只有检修、测试时有可能产生烟气、粉尘等妨碍感烟探测器工作的情况，但此时间机房内有人，自动灭火系统应改成手动状态。
9、油箱间应有呼吸管、加油管设计和合理敷设位置
大部分项目设计，基本上都是空白，理由是厂家深化，而地下室土建施工较早完成，厂家介入时已经没有设置呼吸管、加油管的空间和可能。从而造成呼吸管设于室内，且没有加油管，很多用户的柴油只能从电梯人工运输进入机房，此举不但效率低下而且安全性上也危险。
10、机房不可设于裙楼屋顶、二层及以上楼层
发电机房宜布置在首层或地下一、二层的理由如下：
（1）由于存在各种运输车辆（包括人力车）通行通道，安装、维修时方便发电机或零部件运输；
（2）日用油箱加油，可直接从加油管管口重力加油；
（3）地下一般为车库，容易找到位置，避免布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻；
（4）市政停电时使用发电机，运行噪音影响最小。
《民电标》6.1.2规定发电机房宜布置在首层、地下室、裙房屋面。6.1.11要求应设置输油管道、预留移动式输油泵操作空间，输油管底部设手动泄油阀，虽然解决加油问题，但污染环境，又存在风险。如果建筑高度较高，如400m以上的建筑，也没必要将发电机设于高楼层，可以在地下室设置高压柴油发电机。
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图5 柴油发电机组摆放距离 |
11、机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，而是方便火灾时从室外进入应急人工启动柴油发电机，因此，位置也不宜距离消防车道、操作场地和消防控制室过远。
12、机房应在设计时预留井道
当柴油发电机房设在地下时，宜贴邻建筑外围护墙体或顶板布置，机房的送、排风管（井）道和排烟管（井）道应直通室外。实际上很多做不到，发电机房常常设于大地下室的几何中心，也不能贴顶板，上面甚至还有楼层。但问题不大，只需预留好各种井道，包括加油管、呼吸管井道等。
13、地下室机房，地面不宜局部下降，且至少垫150mm垫层
地下室消防排水能力小于消防用水，原因是允许地下室一定的蓄水深度，发电机房一般采用喷淋灭火，地面若局部下降，容易造成发电机被淹。
发电机房宜采用"顶凸"形式解决净高问题，结构底板平其他位置，至少垫150mm垫层，使一般地下室积水不能进入，且提供埋管、设漏油沟空间。
当不得已地面需要局部下降，发电机房建议改用水喷雾等其他灭火系统。十五、发电机尾气高空排放，应考虑热动力可能，尽量协调，采用尾气净化及低空排放方式。
由于环保原因，几乎每个项目需要进行评估，不少地方强制高空排放，而建设项目中，发电机房不一定在塔楼下方，需要水平敷设尾气管，再通过高层建筑屋面排放，基本造成尾气管不能排气，柴油发电机不能启动。
14、集水坑不宜设于地下室机房内，宜设于附近，通过埋设排水管接入。
集水坑不设于机房内，避免潮湿，减少淹水风险（排出管倒灌）。
15、防止油品流散的设施做法
《建规》5.4.15强制要求储油间油箱的下部应设置防止油品流散的设施，大部分设计采用300高门槛，并设置防水措施。除此之外，应设微型积油坑，埋沙土收集漏油。有些项目，储油间面积小（1m²出头），门槛也只有200mm高，若油箱漏油，下方0.2立方不起作用。防止油品流散的设施做法，应核算门槛储存容积大于油箱最大储油容积。
16、油箱间不得设置地漏
油箱间设置地漏，违反《建规》5.4.15强制要求，但竟然存在不少这样的设计。设计院的理由是参照07FJ05-9储油间设置地漏。
07FJ05-9是《防空地下室移动柴油电站》，平时可能是停车位等空间，临战时改成移动柴油电站。储油间设置地漏，不是平时或战时排水，而是洗消排水，战时电站均是染毒区，需要洗消，洗消废水排至洗消集水坑收集，专业队运输至专业处理地方集中处理。
平时是停车或其他用途，没有储油，战时储油，但战时不考虑消防，因此可行。08FJ04《防空地下室固定柴油电站》，更直接，储油间设置积油沟连通发电机间积油沟，门槛也不需要。原因只有一个，战时不考虑消防，一切消防规范在战时不适应。GB 50098-2009《人民防空工程设计防火规范》也仅仅适合供平时使用（部分功能）的人防工程防火设计。
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