摘要： 柴油发电机房暖通设计须兼顾平时、工作及事故三种工况。本文依据相关规范，系统阐述通风目的、设计原则、排热降噪措施，并分别给出三种工况的温湿度要求、通风量计算及系统配置要点，为机房暖通设计提供完整技术参考。
一、机房暖通设计的要求与原则
根据JGJ16—2008《民用建筑电气设计规范》（简称《电气规范》）第6.1.1条规定：“柴油发电机房可布置于建筑物的首层、地下1层或地下2层，不应布置在地下3层及以下。当布置在地下层时，应有通风、防潮、发电机组的排烟、消声和减振等措施并满足环保要求”。因此，无论机房位于地上还是地下，机房内适宜的气候环境和安全措施是确保发电机组正常运行的前提。设备基本结构如图1所示，暖通和降噪措施布置如图2所示。
1. 机房通风的目的与设计原则
（1）通风的核心目的：机房通风主要有两大功能——其一，排除发电机组运行过程中散发到室内的余热，保证设备及环境温度在允许范围内；其二，为发电机组运行提供所需的燃烧空气和冷却空气，确保柴油机正常燃烧及散热。二者缺一不可，共同保障机组在额定工况下持续稳定运行。
（2）暖通系统设计四大原则：柴油发电机房内的温度和湿度对发电机运行影响显著，设计须遵循以下原则——保证室内空气质量与稳定性（温度、湿度、含氧量及有害气体浓度均控制在允许范围内）；确保风量充足且分布合理（送排风气流组织应覆盖整个机房，避免死角）；尽可能减少噪音和振动（通过消声器、隔声罩、减振器等手段控制）；降低能耗、提高能源利用率（合理选用设备，优化运行策略）。
2. 排热方式与降噪措施
（1）风冷与水冷排热方式：发电机组运行过程中除产生机械功外，其余热量须通过排热方式排出。风冷方式在发电机机头装有气/水换热器和排气扇，利用风机将热量带走；水冷方式则利用冷却水将热量排至室外。风冷系统因形式简单、初投资低、运行管理方便而被广泛采用。
（2）综合降噪措施：机房布置时不宜将其布置在主立面或面向人员活动密集区。降噪措施主要包括选择低噪音环保机组、建筑吸声、隔声处理、通风消声、燃烧废气消声及机组隔振等。由于机房噪声主要为中高频噪声，可在进排风井内贴吸声玻璃棉，在风管上设置阻抗复合式消声器。须注意——机组机头排气扇风压较小，在条件有限的改造项目中，应根据设备参数确定是否需在冷却通风竖井外加设接力风机，以克服风管及消声器的阻力。
3. 暖通设计的关键注意事项
（1）设备选型与保护措施：应选用品牌可靠、质量保证的暖通设备；设计应结构紧凑、方便维护检修；设置合适的保护措施，避免因温度骤降、潮湿等环境变化造成设备损坏；选用能耗低、节能环保的设备和技术。
（2）冬季防冻与采暖要求：北方冬季机房内应有值班采暖。目前柴油发电机房内有时设有自动喷水灭火系统且常为湿式系统，此时更须采取必要的采暖措施保证消防设施安全，防止管道冻裂。在进风、排风系统上宜设置不运行时自动关闭的电动阀门，避免冬季冷风渗透造成热量损失。有人停留的控制室等宜单独设置空调系统，便于独立控制室内空气参数。
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图1 柴油发电机组结构简图 |
图2 柴油发电机组机房暖通及降噪安装图 |
二、三种工况的分类与核心参数要求
1. 工作工况的温度湿度要求
（1）温湿度对发电机效率的影响：机房温度对发电机效率影响显著——室温40℃以上时，每上升11℃，发电机功率下降约2%。发电机组运行时，室内温度应符合发电机样本及电气规范要求，一般夏季温度不大于35℃，相对湿度不大于75%。
（2）不同房间的温湿度标准：表1对柴油发电机房的温湿度作了相应的规定，兼顾了平时工况和工作工况。
《电气规范》第6.1.13.规定，"宜利用自然通风排除发电机间内的余热，当不能满足温度要求时，应设置机械通风装置”。位于地下的机房，由于地下室密闭环境的构造，多采用机械通风措施。位于地上机房，一般采用机房自然进风（如图3所示），发电机组自带风扇排风（如图4所示）措施。
表1 发电机房主要房间温湿度要求
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房间名称
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冬季
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夏季
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温度℃
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相对湿度
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温度℃
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相对湿度
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机房（就地操作）
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15-30
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30-60
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30-35
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40-75
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机房（隔室操作、自动）
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5-30
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30-60
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32-37
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≤75
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控制及配电室
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16-18
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≤75
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28-30
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≤75
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值班室
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16-20
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≤75
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≤28
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≤75
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（3）自然通风与机械通风的选择：《电气规范》规定宜利用自然通风排除余热，不能满足温度要求时应设置机械通风。地下机房因密闭环境多采用机械通风；地上机房一般采用自然进风、发电机组自带风扇排风。
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图3 柴油发电机进风百叶窗设计图 |
图4 柴油发电机冷却风扇工况示意图 |
2. 平时工况的通风要求
（1）平时通风量计算标准：柴油发电机作为备用电源，平时大部分时间处于备用状态。按DL/T 5035-2016《发电厂供暖通风与空气调节设计规范》第6.16.3条规定，柴油发电机室平时通风量应按换气次数不少于每小时10次计算。平时通风量与工作工况风量差别较大，故应单独设置系统，机组不运行时通风设备应间歇运行，以达到降温及防潮效果。
（2）冬季防冻与夏季降温措施：平时工况冬季最低温度应在5℃以上。采用自然通风的机房，未经处理的室外新风直接进入室内，当室外温度≤5℃时无法满足要求——该区域不应采用自然通风，即使室外温度>5℃，机房与室外相通的通道也应设电动密闭措施。严寒与寒冷地区应设采暖措施；夏季通风无法满足温度要求的地区应设空调设备。对于地下或湿度较大地区，可考虑设置除湿机作为补充措施。
3. 事故工况的分类与通风配置
（1）气体灭火后通风：当机房设置七氟丙烷等气体灭火系统时（气体密度比空气重），应设置灭火后通风措施——通风量不小于5次/h，排风口设在房间下部、下缘距地面不大于0.3m。采用自然通风的机房，室外防雨百叶应采用带电动密闭阀的风口，保证灭火时与外界隔绝。
（2）柴油挥发事故通风：参照《建规》第9.3.16条文解释，考虑柴油逸漏或挥发可燃性气体的爆炸风险，应设事故通风。机房位于地上时通风量不少于6次/h，位于半地下或地下时不少于12次/h。排风口高度根据柴油蒸气密度设置（柴油蒸气比空气重，宜设在房间下部）。
（3）系统整合与防爆要求：事故通风可结合气体灭火后通风合并设计，结构组成如图5所示，室内布局如图6所示。。事故通风手动控制装置应在室内外便于操作处分别设置，系统应设导除静电接地措施（含法兰跨接），事故风机电源应采用消防应急电源。根据《发电厂暖规》第6.16.9条，风机及电动百叶窗的电动机和电动执行机构均须为防爆型（直接连接），此规定常被忽视，设计时应特别注意。
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图5 柴油发电机房气体灭火系统结构组成 |
图6 柴油发电机房气体灭火室内布局 |
三、通风量计算方法与三种工况对比汇总
1. 工作工况通风量精确计算
（1）消除余热所需风量：
计算公式如下：
式中：
—— 机房计算余热量，kW；
—— 室内排风设计温度，℃；
—— 室外冬/夏季通风计算温度，℃；
—— 空气定压比热，取 1.01 kJ/(kg·K)；
—— 空气密度，kg/m³。
当厂家无具体散热数据时，全封闭发电机组取额定功率的0.30～0.35，半封闭机组取0.50。
（2）稀释有害气体与燃烧空气量：
● 稀释有害气体的通风量计算
这主要针对采用水冷却方式的机房。由于水冷主要带走热量，通风换气的目的就转为稀释机组运行时产生的有害气体（如一氧化碳CO、丙烯醛等），保障人员安全和设备运行环境。公式如下：
进风量(m³/h)≥机组额定功率(kW)×20
当有更精确的设计要求时，可根据稀释有害物浓度来计算。常见的容许含量标准为：CO浓度≤30mg/m³，丙烯醛浓度≤0.3mg/m³。
● 燃烧所需空气量计算
无论机组是风冷还是水冷，都必须为柴油燃烧提供足量的空气。这部分空气量取决于发动机的功率和运行工况。公式如下：
燃烧空气量(m³/h)=机组额定功率(kW)×7
在一些实践操作中，也有工程师按0.1-0.15 m³/s·kW（即360-540 m³/kW·h）的区间进行估算，或通过更精确的发动机参数（如空燃比）进行计算。
2. 三种工况通风措施对比汇总
（1）平时工况：通风量≥10次/h，风机为防爆型，间歇运行控制温湿度，冬季防冻、夏季防潮。
（2）工作工况：通风量取消除余热与稀释有害气体之大者，风机为防爆型，与机组联动运行，排风量略大于进风量以保持负压。
（3）气体灭火后事故工况：通风量≥5次/h，防爆型风机，手动/自动切换控制，排风口在房间下部距地≤0.3m。
（4）柴油挥发事故工况：地上≥6次/h、地下≥12次/h，防爆型风机，室内外分别设置手动控制装置，排风口位置根据柴油蒸气密度确定。
四、设计与施工补充要点及总结
1. 进排风口布置与风道阻力核算
（1）风口位置布置：进风口应设在机房上风向（相对排风口），排风口设在下风向，避免气流短路。进排风口间距不宜小于5m，高度差不宜小于1.5m（地下机房视实际情况调整）。
（2）风道阻力与辅助风机：送排风系统包含百叶窗、防火阀、消声器及风管弯头等，总阻力不应超过机组自带风扇额定静压，若超出须设置接力风机。
2. 防冻预热、排烟与防火阀设置
（1）严寒地区防冻与预热：严寒及寒冷地区，冬季值班采暖宜采用电加热或热水采暖。机组本体应设置冷却液预热装置，确保启动时冷却液温度不低于15℃（或厂家规定值），以利于快速启动和带载。
（2）排烟独立与防火阀：柴油机燃烧排烟管应独立敷设，不得与通风管道合并，穿越墙体及楼板处应设防火套管并用耐火材料封堵。送排风管道穿越机房隔墙、楼板处应设70℃熔断防火阀，火灾时自动关闭。
（3）环保验收预留：设计时应预留排烟净化装置（如DOC+DPF）的安装空间，以满足日趋严格的环保排放要求。噪声治理须满足GB 12348《工业企业厂界环境噪声排放标准》限值要求。
总结： 现行规范对柴油发电机房暖通设计的规定较为分散，缺乏系统性。目前通风仍是机房降温的首选方案，设计过程中须结合各地气象资料综合分析。对采用自然通风的项目，应设置相应的电动密闭措施，以满足平时、工作、事故三种工况的不同需求。三种工况中，平时通风须单独设置且采用防爆型风机，工作通风须精确核算消除余热与稀释有害气体所需风量并取较大值，事故通风须兼顾气体灭火后排风与柴油挥发排风并满足防爆及应急电源要求。良好的暖通设计不仅能保证发电机组在紧急状态下可靠投入运行，更能有效延长机组使用寿命，是机房设计不可或缺的关键环节。
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