李威

（中交物流規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海200231）

1 引言

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)購物需求的持續(xù)增長(zhǎng)，與其相關(guān)的快遞物流產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。各地新建了眾多的物流配送中心。為了保障物流配送中心正常運(yùn)行，在其建設(shè)過程中，都會(huì)配套建有柴油發(fā)電機(jī)房。良好的暖通設(shè)計(jì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行十分重要。本文根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組的工作特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討。

2 柴油發(fā)電機(jī)房的暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容

柴油發(fā)電機(jī)是作為應(yīng)急或備用電源而設(shè)置的。根據(jù)JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《電氣規(guī)范》）【1】第6.1.1條規(guī)定：“柴油發(fā)電機(jī)房可布置于建筑物的首層、地下1層或地下2層，不應(yīng)布置在地下3層及以下。當(dāng)布置在地下層時(shí)，應(yīng)有通風(fēng)、防潮、機(jī)組的排煙、消聲和減振等措施并滿足環(huán)保要求”。因此，無論機(jī)房位于地上還是地下，機(jī)房?jī)?nèi)適宜的氣候環(huán)境和安全措施是確保機(jī)組正常運(yùn)行的前提。

柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)目的：一是為了排除機(jī)組運(yùn)行過程中散發(fā)到室內(nèi)的余熱；二是為機(jī)組運(yùn)行提供所需的空氣。排除余熱的方式主要有2種：水冷和風(fēng)冷。水冷是利用冷卻水將熱量排至室外，風(fēng)冷是利用風(fēng)機(jī)將熱量帶走。風(fēng)冷系統(tǒng)因其形式簡(jiǎn)單，初投資低，運(yùn)行管理方便而被廣泛采用。

柴油發(fā)電機(jī)平時(shí)不運(yùn)行，只在緊急情況下投入使用。暖通專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括平時(shí)工況、工作工況及事故工況。以下對(duì)這3種工況展開論述。

3 柴油發(fā)電機(jī)房的工作工況

3.1 柴油發(fā)電機(jī)房室內(nèi)溫度和相對(duì)濕度

關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)房的室內(nèi)溫度和相對(duì)濕度《電氣規(guī)范》中有如下要求：

表1對(duì)柴油發(fā)電機(jī)房的溫濕度作了相應(yīng)的規(guī)定，兼顧了平時(shí)工況和工作工況。《電氣規(guī)范》第6.1.13.規(guī)定，“宜利用自然通風(fēng)排除發(fā)電機(jī)間內(nèi)的余熱，當(dāng)不能滿足溫度要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置”。位于地下的機(jī)房，由于地下室密閉環(huán)境的構(gòu)造，多采用機(jī)械通風(fēng)措施。位于地上機(jī)房，一般采用機(jī)械排風(fēng)，自然進(jìn)風(fēng)措施。

表1 機(jī)房主要房間溫濕度要求

3.2 通風(fēng)量計(jì)算

工作工況柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)量按消除余熱及稀釋有害氣體計(jì)算，并要取兩者較大值。消除余熱所需風(fēng)量按下式計(jì)算：

式中，L為通風(fēng)換氣量，m3/h；Q為機(jī)房計(jì)算余熱量，kW；tP為室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度，℃；tS為室外冬夏季通風(fēng)計(jì)算溫度，℃；cp為空氣定壓比熱，取1.01kJ/（kg·K）；ρ為空氣密度，kg/m3。

機(jī)組的散熱量由生產(chǎn)廠家提供，當(dāng)無具體數(shù)據(jù)時(shí)，可按以下估算：全封閉式機(jī)組取發(fā)電機(jī)額定功率的0.3～0.35，半封閉式機(jī)組取發(fā)電機(jī)組額定功率的0.5。稀釋有害氣體所需風(fēng)量按≥20m3/（kW·h）計(jì)算。排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量為進(jìn)風(fēng)量減去燃燒空氣所需新風(fēng)量。燃燒空氣所需新風(fēng)量按7m3/（kW·h）計(jì)算或由廠家提供相關(guān)數(shù)據(jù)。排風(fēng)量應(yīng)略大于進(jìn)風(fēng)量，使房間保持一定的負(fù)壓狀態(tài)。

4 柴油發(fā)電機(jī)房的平時(shí)工況

柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，平時(shí)大部分處于備用狀態(tài)，只有在市電檢修或緊急狀態(tài)時(shí)開啟。DL/T 5035—2016《發(fā)電廠供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《發(fā)電廠暖規(guī)》）【2】第6.16.3條規(guī)定：“柴油發(fā)電機(jī)室平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)量應(yīng)按換氣次數(shù)不少于每小時(shí)10次計(jì)算”。因平時(shí)通風(fēng)量與工作工況風(fēng)量差別較大，故平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。在機(jī)組不運(yùn)行時(shí)，通風(fēng)設(shè)備間歇運(yùn)行，以達(dá)到對(duì)機(jī)房降溫及防潮效果。且其通風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)采用防爆型。

根據(jù)表1的溫濕度要求，平時(shí)工況機(jī)房冬季最低溫度應(yīng)在5℃以上。對(duì)于采用自然通風(fēng)措施的柴油發(fā)電機(jī)房，未經(jīng)處理的室外新風(fēng)，直接進(jìn)入室內(nèi)，當(dāng)室外溫度≤5℃時(shí)，是無法滿足機(jī)房對(duì)溫度要求的。此室外溫度可按通風(fēng)室外計(jì)算溫度考慮。筆者認(rèn)為，室外通風(fēng)計(jì)算溫度≤5℃的區(qū)域是不應(yīng)采用自然通風(fēng)措施的。即使室外通風(fēng)計(jì)算溫度＞5℃區(qū)域，若設(shè)有自然通風(fēng)措施，為了保證機(jī)房使用要求，機(jī)房與室外相通的通道應(yīng)設(shè)電動(dòng)密閉措施。特別是采用自然通風(fēng)的防雨百葉應(yīng)設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥。當(dāng)室外溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)關(guān)閉風(fēng)閥，起到與室外隔絕的作用。對(duì)于嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)采暖措施。當(dāng)夏季通風(fēng)無法滿足室內(nèi)溫度要求的地區(qū)應(yīng)設(shè)空調(diào)設(shè)備，以滿足機(jī)房溫度要求。這與《電氣規(guī)范》6.1.13.2的第4條“當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)不到啟動(dòng)要求時(shí)，應(yīng)采用局部或整機(jī)預(yù)熱措施”的要求是一致的。正因如此，電氣規(guī)范對(duì)自然通風(fēng)的規(guī)定采用了“宜”的表述。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，選擇合適的通風(fēng)措施。

對(duì)于機(jī)房位于地下或相對(duì)濕度較大地區(qū)，當(dāng)平時(shí)通風(fēng)無法保證相對(duì)濕度要求時(shí)，可考慮設(shè)置除濕機(jī)，作為補(bǔ)充措施，以減小平時(shí)通風(fēng)設(shè)計(jì)容量。

5 柴油發(fā)電機(jī)的事故工況

柴油發(fā)電機(jī)房的事故工況包括設(shè)氣體滅火后的通風(fēng)及因柴油揮發(fā)所需通風(fēng)。柴油發(fā)電機(jī)房需要具有較高的防火性能，使之能在應(yīng)急情況下保證供電。GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018年版）（簡(jiǎn)稱《建規(guī)》）【3】第5.4.13要求機(jī)房不僅要有良好的防火分隔，還要設(shè)置滅火和報(bào)警裝置。據(jù)此要求，其滅火設(shè)施是指設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，對(duì)于無法設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的機(jī)房，可設(shè)置其他滅火裝置，如氣體滅火等。對(duì)設(shè)置氣體滅火的機(jī)房（由給排水專業(yè)確定），應(yīng)設(shè)置氣體滅火后通風(fēng)措施，通風(fēng)量按不小于5次/h考慮。氣體滅火一般采用七氟丙烷，由于其密度比空氣重，故排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在房間下部，排風(fēng)口下緣至地面的距離不大于0.3m。對(duì)采用自然通風(fēng)措施的機(jī)房，其室外防雨百葉應(yīng)采用帶電動(dòng)密閉閥風(fēng)口，以保證氣體滅火時(shí)與外界隔絕。這與之前平時(shí)工況防雨百葉設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥的要求是一致的。

柴油發(fā)電機(jī)房采用柴油作為燃料，可參照《建規(guī)》第9.3.16條文解釋考慮柴油逸漏或揮發(fā)可燃性氣體所導(dǎo)致的爆炸可能。應(yīng)設(shè)事故通風(fēng)，機(jī)房位于地上時(shí)，事故通風(fēng)量不少于6次；機(jī)房位于半地下時(shí)地下時(shí)，事故通風(fēng)量不少于12次。事故排風(fēng)口的高度應(yīng)根據(jù)所采用柴油密度設(shè)置。事故通風(fēng)可結(jié)合氣體滅火后通風(fēng)設(shè)計(jì)，合用一套系統(tǒng)。事故通風(fēng)的手動(dòng)控制裝置應(yīng)在室內(nèi)外便于操作的地點(diǎn)分別設(shè)置。事故通風(fēng)（含平時(shí)通風(fēng)）系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)除靜電接地措施（包括法蘭跨接）。事故風(fēng)機(jī)電源采用消防應(yīng)急電源。

根據(jù)《發(fā)電廠暖規(guī)》第6.16.9條規(guī)定“柴油發(fā)電機(jī)室、油箱間的通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)百葉窗的電動(dòng)機(jī)及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)為防爆型。電動(dòng)機(jī)應(yīng)為直接連接，并應(yīng)采用保安電源作為備用電源?！贝藯l規(guī)定設(shè)計(jì)師應(yīng)特別注意，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)采用防爆大家已有共識(shí)，但電動(dòng)百葉窗的防爆要求往往容易忽視。

6 消防措施

柴油發(fā)電機(jī)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性《建規(guī)》3.1.1條文解釋表1中并未明確，可參照鍋爐房執(zhí)行，定義為丁類生產(chǎn)廠房，可不設(shè)排煙措施。

7 儲(chǔ)油間通風(fēng)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)油間是柴油發(fā)電機(jī)房重要的組成部分，根據(jù)建規(guī)要求，儲(chǔ)油間與發(fā)電機(jī)房之間采用耐火不低于3h的防火隔墻分隔的，所以儲(chǔ)油間的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。當(dāng)儲(chǔ)油間位于地上時(shí)，如果靠外墻下部設(shè)有百葉窗、花格墻等對(duì)外常開孔口時(shí)，可不設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置。當(dāng)其位于地下時(shí)，儲(chǔ)油間的通風(fēng)量按12次/h換氣計(jì)算，計(jì)算換氣量時(shí)儲(chǔ)油間高度按4m層高考慮。

GB 50041—2008《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱《鍋爐房規(guī)范》）【4】第15.1.1條定義儲(chǔ)油間為丙類生產(chǎn)廠房，儲(chǔ)油間總儲(chǔ)量不大于1m3，故其建筑面積遠(yuǎn)小于300m2，可以不設(shè)置排煙措施。

儲(chǔ)油間同樣需要考慮事故通風(fēng)，其通風(fēng)量計(jì)及設(shè)備要求可參照柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)。

8 結(jié)語

現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)要求內(nèi)容較少，缺乏系統(tǒng)、明確的規(guī)定。目前，采用通風(fēng)方式是柴油發(fā)電機(jī)房降溫的首選，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合各地的氣象資料綜合考慮。對(duì)采用自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施，以滿足平時(shí)、工作、事故3種工況。良好的設(shè)計(jì)對(duì)保證機(jī)組正常運(yùn)行及延長(zhǎng)其使用壽命至關(guān)重要。