摘要： 作为一项应急备用的发电设备，柴油发电机在银行、剧场、证券公司等负荷集中的重要建筑内是不可缺少的。而柴油发电机房及发电机的设计是一个系统性的工程，它包括选址、通风排烟、确定机组功率、计算储油量等一系列的问题，设计人员在进行设计的过程中为了保证发电机组安全高效的工作必须对这些问题进行综合性考虑。本文从柴油发电机房的选址原则出发，系统阐述地上与地下机房的位置选择要点及搬运通道、进排风通道的预留要求，说明发电机房五大功能区（控制室、机房区、邮箱间、进风间、排风消声间）的平面尺寸确定方法，并详细分析散热设计（联机式与远置式）及通风排烟设计的控制参数与面积要求，为柴油发电机房的设计提供技术参考。
一、柴油发电机房的选址
1. 地上机房的选址要求
对于工厂和通信机楼等没有地下室的建筑物，柴油发电机房应设置在一层，并且尽量将机房设置在角落处，使其两面墙直接与室外相接，这样可以将一面墙专做排风使用，另一面则专做进风使用，从而为机房创造良好的进排风条件。这种布置方式可最大限度地缩短进排风管道的长度，减少气流阻力，提高自然通风效率。同时，机房设置在角落处也便于排烟管道沿外墙垂直引至屋面排放，减少对建筑立面和周边环境的影响。此外，地上机房还应避开建筑物的主要出入口及人员密集区域，以降低运行噪声和废气对日常办公或经营活动的干扰。
2. 地下机房的选址要求
对于高层建筑和一些重要的商业建筑，一般会设有地下层，便将柴油发电机设置在地下一层。此时便需要考虑发电机的搬运问题，这就需要电气专业在确定好发电机的尺寸和重量之后将其提交给土建专业，然后土建专业为发电机的搬运过程规划通道并考虑相应的楼面活荷载。搬运通道的宽度和净高应满足发电机组的最大外形尺寸要求，通常应在机组宽度基础上增加不少于500mm的操作间隙，通道转弯处需考虑运输车辆的转弯半径。楼面活荷载应按照发电机组的运输重量（含底座及包装）并考虑1.2～1.5的动载系数进行复核，必要时需对楼板进行加固处理。
3. 进排风通道的预留要求
由于发电机设置在地下一层，由于不直接与室外相接，因此必须在初步设计的时候就必须考虑发电机的排烟通风通道的问题，要为机房的排风、进风和排烟通道预留足够的面积。进排风竖井的面积应根据发电机组的散热功率和燃烧空气量计算确定，并考虑百叶窗的有效通风系数（通常为0.5～0.7），适当加大预留尺寸。排烟通道的截面应根据发电机排烟量和允许背压计算确定，同时需考虑烟囱保温层的厚度（一般为50～100mm）及安装检修空间。竖井的位置宜靠建筑外墙布置，尽量减少水平管段长度，以降低风道阻力和烟道背压。
4. 配电连接的选址考量
在选址过程中还需要注意的选址问题是柴油发电机房所有发电设备电源与建筑物配电主电源的连接问题，机房应该与变电所或者相应的低压配电室进行就近布置，从而既有利于电力的输送，又便于运行操作。发电机房与变电所的水平距离宜控制在50m以内，以减少低压电缆的敷设长度和线路损耗，同时也便于值班人员在市电故障时快速操作发电机和配电设备。当因条件限制无法实现就近布置时，应适当加大电缆截面以补偿电压降，并预留独立的电缆桥架或管沟通道。
柴发机房布置图
二、柴油发电机平面尺寸确定
柴油发电机房主要分为控制室、机房区、邮箱间、进风间和排风消声间五大功能区，因此无论设计成何种平面尺寸都必须满足这五大功能区的要求。
1. 地上机房的空间配置
对于设置在地上的柴油发电机房，在进行平面尺寸选择和空间配置时，主要考虑机房的运行和检修空间以及足够的空气流通空间。机组的操作面与墙体的净距不应小于1.5m（200kW以下机组）至2.5m（1600kW以上机组），机组背面距墙不小于1.5m，柴油机端距墙不小于0.7m，发电机端距墙不小于1.5m。机房净高应根据机组高度及吊装检修要求确定，一般不应低于3.5m，对于大型机组（500kW以上）净高不宜小于4.5m。各功能区的布置应使气流路径顺畅，进风间宜设在机房前端或发电机端，排风消声间宜设在柴油机端或散热器出风方向，避免气流短路。
2. 地下机房的空间配置
对于设置在地下的柴油发电机房还需要注意进风通道和排风竖井的合理布置。进风通道应避免弯头过多，弯头数量不宜超过3个，每个弯头的阻力系数应计入总风阻计算。排风竖井应直通室外，其截面积应在散热器迎风面积的基础上按1.5倍放大，若采用百叶窗则需进一步扩大。此外，地下机房还应预留足够的电缆沟（深度不小于400mm，宽度不小于600mm）和油管沟，沟内应有排水和排油措施。
3. 外部环境禁忌
机房的排风口、排烟口和散热口不应该朝向可能出现人员密集的主干道、大楼主入口和间距小于8m的住宅楼开窗面。排烟口应高出周围建筑物屋面或地面一定高度，避免烟气扩散至人员活动区域。布置在地下的柴油发电机房要选择振动小、体积小、噪声小并且不需要特殊基础的优质产品，以减少对建筑结构和相邻空间的影响。设备选型时应要求供应商提供振动和噪声数据，便于结构专业进行隔振设计和环境影响评估。
三、柴油发电机房的排烟及通风设计
1. 散热设计
（1）联机式散热器机组。柴油发电机的散热设计主要通过散热器进行散热。散热器根据其不同的形式可以分为联机式散热器机组和远置散热器机组。前者为最常用的散热方式，通过随机安装的散热器和风扇来进行散热，适用于机房进排风口面积满足风量要求的常规场景。联机式散热器的优势在于结构紧凑、安装简便、成本较低，其风扇由发动机曲轴通过皮带驱动，散热能力与发动机转速直接相关。
（2）远置散热器机组。后者主要适用于进排风口面积无法满足柴油发电机风量需求的情况，采用远置水箱来代替发动机上皮带驱动的风扇和冷却水，适用于地下层或空间受限的机房，此时需将散热器安装于室外或专用排风竖井顶部，通过冷却液管路与发动机连接，管路过长时需校核水泵扬程和管路阻力。远置散热器通常采用电动风扇，由独立电源供电，其散热能力不受发动机转速影响，可通过温控开关自动调节风扇转速或启停。远置水箱的安装高度应保证冷却液循环泵的吸入压力不低于40kPa，否则需增设辅助循环泵。
2. 通风排烟设计
（1）联机式通风排烟。柴油发电机的通风排烟主要通过排烟通道和通风井进行。此类设计也分为联机式和远置式。联机式的通风口或通风井宜设置在发电机的两端或前端，进风口面积应大于散热水箱面积的1.8倍，排风口面积应大于散热水箱面积的1.5倍。当采用百叶窗时，应按有效通风面积（通常为外形面积的50%～70%）进行核算，相应增大预留洞口尺寸。进排风口宜布置在机房相对两端，避免气流短路；当受建筑条件限制只能布置在同侧时，进排风口之间应保持不小于5m的水平距离或3m的高差。
（2）远置式通风排烟。对于设置在地下的发电机则主要采用远置式通风排烟设计。远置式排烟系统通过竖井将烟气引至屋面或裙房屋顶排放，竖井内应设置排烟管道，管道与竖井壁之间填充岩棉等隔热材料，外表面温度不应超过60℃。排烟管道的长度和弯头数量应严格控制，使系统总背压不超过发动机允许值（通常为5～10kPa），否则需增大管径或增设辅助排烟风机。
（3）换气量计算。设计的主要控制参数是机房的换气量应该大于维持机房室温所需新风量和柴油机燃烧所需新风量之和。维持室温所需新风量可按 计算（其中C为新风量m³/s，P为额定功率kW，T为机房温升℃），燃烧所需新风量可按每kW制动功率需0.1m³/min估算。总换气量还应满足机房内有害气体浓度不超过允许限值的要求，通常建议机房内CO浓度不超过25ppm。当机房位于地下且自然通风条件不足时，应设置机械送排风系统，风机风压应根据管道总阻力计算确定，并预留20%的余量。
排风口软连接设计
总结： 柴油发电机房的设计需在选址阶段充分考虑进排风条件、搬运通道及与变电所的就近布置。地上机房宜设在首层角落，利用两面外墙创造自然进排风条件；地下机房须提前规划搬运通道和进排风竖井，并避开人员密集区域。平面布置应满足五大功能区需求，地下机房优先选用振动小、噪声低的设备。通风散热设计应根据机房条件选择联机式或远置式散热方式，进风口面积≥1.8倍水箱面积，排风口面积≥1.5倍水箱面积（按百叶有效面积折算），换气量需满足室温维持与燃烧所需新风量之和。设计人员需与土建、暖通等专业密切配合，综合考虑负荷计算、储油量、排烟管道安装高度及噪声控制等关键参数，形成最优设计方案。
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