民用建筑中柴油发电机组设计探讨

　　摘要：伴随着时代不断进步与城市化进程的加快，电力系统已成为保障人们正常生活和工作不可或缺的条件，其安全性、可靠性及稳定性也越来越备受关注。为保证电力系统稳定运行，柴油发电机组作为备用电源，在现代建筑中得到广泛使用，基于此，在工程设计中要充分利用环境条件，合理、正确地选用柴油发电机组，保证供电系统安全运行。

　　关键词：民用建筑;柴油发电机组;机房设计

　　引言

　　民用建筑用电的可靠性至关重要，当市电由于某种原因不能供电时，如果没有自备电源，火灾时会发生危险，平时会带来重大的经济损失或给人们的工作、生活造成极大的不便。为保障供电的可靠性，应急柴油发电机作为自备电源在高层建筑中得到了广泛的应用。

　　1自备应急电源

　　1.1规范要求

　　根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中6.1.1第1条:“符合下列情况之一时，宜设自备应急柴油发电机组:(1)为保证一级负荷中特别重要的负荷用电时;(2)用电负荷为一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或技术经济不合理时。”的规定，明确了柴油发电机组的应用范围。应急柴油发电机组确保的供电范围一般为:(1)消防设施用电:消防水泵、消防风机、消防电梯、火灾自动报警、应急照明等;(2)保安设施、通信、航空障碍灯等;(3)航空港、星级饭店、商业、金融大厦中的中央控制室及计算机管理系统;(4)大、中型电子计算机室等用电;(5)医院手术室、重症监护室等用电;(6)具有重要意义场所的部分电力和照明用电。

　　1.2柴油发电机组的选择

　　1.2.1起动方式

　　柴油机的起动方式有三种，(1)手动;(2)电动;(3)压缩空气起动。在高层建筑中宜采用电起动方式，避免采用压缩空气起动方式。一类高层建筑中一定要选择带自起动装置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15秒内供电(建规要求30秒内)。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自起动装置的机组，有困难时也可采用手动起动装置。

　　1.2.2转速

　　柴油发电机组按转速分高、中、低三类。高速转速≥1000转/分;中速转速在300-1000转/分;低速转速≤300转/分。在高层建筑中应选用转速1000-1500转/分的高速机组。此种机组具有体积小、重量轻、运行可靠等优点。

　　1.3柴油发电机组的容量选择

　　在方案阶段，柴油发电机组的容量可按全工程总变压器容量的10%～20%进行估算(根据我国现实情况，建筑物规模大时取下限，建筑物规模小时取上限)。在初步设计及施工图阶段，应根据一级负荷、消防负荷及重要的二级负荷进行计算。当柴油发电机组除为消防、安防等负荷供电，同时还为其他非消防重要负荷供电时，该非消防重要负荷宜由单独母线供电，在火灾发生时，应自动切除该段母线，以保证消防负荷的供电。发电机的容量应按消防负荷及非消防负荷之间的较大者确定发电机容量。

　　2机房布置

　　柴油发电机房布置前要选址，除靠近重要负荷中心或变电所外，还要进风、排风方便。一般建筑，建议设置在1F靠建筑端部并临道路，能形成空气流动的通路。对于高层民用建筑(一般有地下层)，建议设置在-1F，除了要很好地处理进风、排风问题，还需考虑设备运输。

　　2.1环境条件

　　选择柴油机组时，应关注柴油机组铭牌标称的备用功率、常用功率，常规情形下现场条件等同于海拔高度1000m，环境温度40℃，相对湿度60%。当环境条件超出以上标准环境时，发电机组的输出功率应进行修正，具体参数可向生产厂家咨询。

　　2.2通风系统

　　机房的通风散热应根据机组的散热量和有害气体量，采用燃烧理论空气量计算设计，一般柴油机组厂家会有进风量、排风量的推荐值。一般优先采用自然通风，当不能满足温度要求时应装设机械通风装置。良好的通风系统能使发电机组在高温环境下满载运行。机房设在地下室时需要仔细考虑进风、排风系统，在合适位置预留进风、排风和排烟井道。

　　2.3基础要求

　　柴油发电机组较重，一般设置在建筑1F或-1F，机组基础采取减振措施，应防止与房屋主体产生共振。

　　2.4排烟系统

　　一般预留排烟管道至屋顶，排烟管道需做保温措施。关键是排烟管道的位置、尺寸的确定，尺寸需结合机组的排烟管道截面、数量，排烟管道的最佳位置不一定是最方便的出口，工程设计师应考虑风向、建筑格局、距离、排烟流速等综合因素，避免排烟(废气)进入其他风口，减少烟道噪音、粉尘对相邻建筑屋面的影响。

　　2.5隔振消噪

　　发电机组运行时会产生振动，为避免与建筑主体产生共振或影响周边，需要隔振处理，常用的措施有:电缆软连接，增大机房墙壁硬度、机房空间，增设机组消音设备，使用吸音材料等。

　　2.6储油间设计

　　机房内设置储油间时其总储存量不应大于1m3，储油间应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与发电机间分隔;确需在防火隔墙上开门时，应设置甲级防火门。中国移动通信集团设计院有限公司曾经针对此条款发文给《建规》规范组，规范组回文总储存量不应大于1m

　　3是指单个储油间内的总储存量，本规范对建筑内允许设置的储油间的数量未作规定。

　　3机组接地系统设计

　　柴油机组的接地设计是保证机组安全、供电系统运行的关键。机组接地分为系统接地和设备接地。单台低压机组运行时，发电机中性点(N)应直接接地，机组的接地形式宜与低压配电系统接地形式一致。多台低压机组并机运行时，机组的中性点应经接地开关接地，当中性导体存在环流时，需将其中一台发电机组的接地开关闭合。高压机组一般宜与市电系统接地方式一致，多采用中性点经小电阻接地或不接地。多台高压机组并机运行时，需将其中一台发电机组的接地开关接地闭合。

　　4柴油发电机房设计时应注意的其他问题

　　(1)柴油发电机房不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(2)储油间和室外储油罐的进出油路管道在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀;储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通气管，通气管应设置带阻火器的呼吸阀，油箱的下部应设置防止油品流散的设施，此条为强制性条文。(3)由于部分柴油的闪点可能低于60℃，因此设置在建筑内的柴油设备或柴油储罐，柴油的闪点不应低于60℃。储油间要采用防爆型电气设备，如采用防爆灯、防爆型温感等。(4)柴油发电机房设置在地下一层时，至少应有一侧靠外墙，热风和排烟管道应伸出室外，不应朝向人员密集处、主干道等。(5)柴油发电机房应采取机组排烟、消声、减振和隔声等综合治理措施，并满足环保要求。(6)柴油发电机房设置位置应便于设备运输、吊装和检修。(7)柴油机基础宜采取防油浸的设施，可设置排油污沟槽，机房内管沟和电缆沟内应有0.3%的坡度和排水、排油措施等。

　　结语

　　鉴于目前市政供电质量不断提高，实际项目中柴油发电机组使用率不高，民用建筑内设置柴油发电机房的诸多限制等因素，在实际设计中应优化设置柴油发电机组，合理选择柴油发电机组容量、机房位置等显得尤为重要。针对《建规》第5.4.13条相关规定，呼吁规范组对人员密集场所、储油间内的总储存量等问题给出更明确的解释，让设计人员能更好地执行规范。

　　参考文献

　　[1]供配电系统设计规范(GB50052-2009).北京：中国计划出版社.

　　[2]工业与民用配电设计手册.北京：中国电力出版社.

　　[3]柴油发电机组设计与安装:15D202-2.

　　[4]中国建筑东北设计研究院.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2008.

　　[5]中国联合工程公司.GB50052-2009供配电系统设计规范.北京：中国计划出版社，2010.

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