房艷兵

(安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

習(xí)近平總書記在第七次全國(guó)人民防空會(huì)議上指出,人民防空是國(guó)之大事,是國(guó)家戰(zhàn)略,是長(zhǎng)期戰(zhàn)略。隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展,人民防空地下室的面積占新建建筑的面積比例也越來越重,在新建建筑中設(shè)置人防固定電站的頻率也越來越大。本文針對(duì)二等人員掩蔽工程內(nèi)的固定電站的通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

1 工程概況

本工程位于安徽省六安市。地下車庫總建筑面積59 747.5 m2,地下一層,層高3.7 m。本工程為甲類人防地下室,人防實(shí)際建筑面積為24 713 m2,總掩蔽人數(shù)14 500人。設(shè)有13個(gè)防護(hù)單元,1個(gè)固定電站。戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽所,平時(shí)為小汽車停車庫,抗力等級(jí)均為核6級(jí)常6級(jí),防化等級(jí)丙級(jí)。

固定電站設(shè)有兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī),柴油機(jī)發(fā)電總額定功率360 kW。該固定電站與二等人員掩蔽所結(jié)合設(shè)置,控制室所需新風(fēng)由防空地下室主體新風(fēng)系統(tǒng)供給。柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)。

2 通風(fēng)量計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

安徽省六安市位于夏熱冬冷地區(qū),其夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度為31.4℃,夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度為68%,冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度為2.6℃[1]。

固定電站內(nèi)的空氣溫度要求[2]:人員直接操作時(shí)溫度不應(yīng)超過35℃,人員隔離操作時(shí)溫度不應(yīng)超過40℃。電站控制室內(nèi)的空氣溫度不大于30℃,相對(duì)濕度不大于75%。

2.2 固定電站內(nèi)的余熱量計(jì)算

固定電站內(nèi)的余熱量包括柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和排煙管道的散熱量[2]。

(1)柴油機(jī)的散熱量按下式計(jì)算:

式中:Q1為柴油機(jī)散熱量,kW;η1為柴油機(jī)工作時(shí)散向周圍空氣的熱量比例,取4%;q為柴油機(jī)燃料熱值,取41 870 kJ/kg;Ne為柴油機(jī)額定功率,取每臺(tái)202 kW;B為柴油機(jī)的耗油率, 取0.23 kg/(kW·h)。計(jì)算得柴油機(jī)的散熱量Q1=43.2 kW。

(2)發(fā)電機(jī)的散熱量按下式計(jì)算:

式中:Q2為發(fā)電機(jī)散熱量,kW;P為發(fā)電機(jī)額定輸出功率,kW;η2為發(fā)電效率,取91%。計(jì)算得發(fā)電機(jī)的散熱量Q2=35.6 kW。

(3) 柴油發(fā)電機(jī)排煙管的散熱量:

柴油機(jī)排煙溫度高,機(jī)房?jī)?nèi)的排煙管必須保溫隔熱。排煙管的散熱量按下式計(jì)算:

Q3=0.001Lqe

式中:Q3為排煙管散熱量,kW;L為排煙管在機(jī)房?jī)?nèi)長(zhǎng)度,本工程機(jī)房?jī)?nèi)的排煙管長(zhǎng)度為14.7 m;qe為排煙管單位長(zhǎng)度散熱量,W/m;ty為煙氣計(jì)算溫度,一般為350～400 ℃;tn為機(jī)房?jī)?nèi)溫度,取40 ℃;λ為保溫材料導(dǎo)熱系數(shù),取0.068 W/(m·℃);D為保溫層外徑,m;d為排煙管外徑,m;α為放熱系數(shù),取8.141 W/(m2·℃)。計(jì)算得排煙管的散熱量Q3=4.5 kW。

排煙管保溫層外表面溫度不應(yīng)大于60 ℃,計(jì)算出qe后應(yīng)對(duì)保溫層表面溫度進(jìn)行校核計(jì)算:

式中:t2為排煙管保溫層外表面溫度,℃。計(jì)算得t2=59.8℃,滿足要求。

因此,固定電站內(nèi)的總余熱量為:

Q=Q1+Q2+Q3=43.2+35.6+4.5=83.3 kW

2.3 排除機(jī)房?jī)?nèi)的余熱的進(jìn)風(fēng)量計(jì)算

利用通風(fēng)方法消除室內(nèi)余熱,其通風(fēng)量可按下式計(jì)算[3]:

式中:Lj為消除余熱進(jìn)風(fēng)量,m3/h;Q為機(jī)房?jī)?nèi)余熱,kW;cp為空氣定壓比熱,取1.01 kJ/(kg·℃);ρ為空氣密度,取1.12 kg/m3;tn為機(jī)房?jī)?nèi)溫度,取40 ℃;tw為通風(fēng)室外計(jì)算溫度,℃。計(jì)算得本工程消除余熱的進(jìn)風(fēng)量為L(zhǎng)j=30 826 m3/h。

2.4 固定電站排風(fēng)量計(jì)算

固定電站排風(fēng)量Lp為機(jī)房進(jìn)風(fēng)量Lj與燃燒空氣量Lr的差值。柴油機(jī)燃燒空氣量Lr取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)7 m3/(kW·h)[4]。柴油電站的儲(chǔ)油間應(yīng)設(shè)排風(fēng)裝置,排風(fēng)換氣次數(shù)不應(yīng)小于每小時(shí)5次,這部分排風(fēng)量也應(yīng)附加在總排風(fēng)量上,本工程儲(chǔ)油間計(jì)算排風(fēng)量為500 m3/h。由于柴油發(fā)電機(jī)房是產(chǎn)生有害氣體的房間,清潔通風(fēng)時(shí)要求負(fù)壓排風(fēng),柴油發(fā)電機(jī)房的排風(fēng)量考慮10%～20%的附加系數(shù),本工程按10%附加。

計(jì)算得固定電站總的排風(fēng)量為:Lp=31 687 m3/h。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果,進(jìn)風(fēng)擴(kuò)散室活門、排風(fēng)擴(kuò)散室活門均選用兩個(gè)HK1000(5)型懸板活門。本工程固定電站原理如圖1所示。

圖1 人防固定電站通風(fēng)原理圖

7 結(jié)束語

設(shè)置于防空地下室的固定電站,通風(fēng)條件較差,合理的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置可以保證柴油發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。本文結(jié)合實(shí)際工程,以風(fēng)冷式固定電站為例闡述了電站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過程,可為類似的工程提供設(shè)計(jì)參考。