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机房设计与设备安装 |
公共建筑柴油发电机房的排风隔音及排烟问题 |
导读：柴油发电机组是民用建筑中常用的应急电源，选用恰当的后备电源来满足紧急情况下消防负荷及其它重要负荷的供电要求，是民用建筑电气设计中一个不可忽视的问题，目前我们一般采用柴油发电机组作为应急交流电源，随着柴油发电机组在公共建筑中的大量应用，由此带来的柴油发电机机房的排风、隔声及排烟等问题值得关注，本文针对上述问题提出了相应的解决方法。
现今建筑的体量越来越大，对供电的可靠性要求也越来越高，所以柴油发电机组在建筑中被大量应用。而一般民用设计院（所）中大多没有设置动力专业，关于柴油发电机组的一些问题往往由电气专业牵头解决。这就要求电气设计人员对柴油发电机组的特性有一定的了解，并能够解决关于柴油发电机组的一般性问题。
一、数据中心的柴发要求
值得注意的是，为更好地切合数据中心需要及保证供电的安全性，数据中心的柴发建设有着严格的标准和要求。据《GB 50174-2017数据中心设计规范》，根据数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度，数据中心可以分为A、B、C三级。在配置柴发时，后备柴发的性能等级不应低于G3级。
1、A级机房
（1）A组数据中心发电机应连续和不限时运行，发电机组的输出功率应满足数据中心最大平均负荷的需要；
（2）A级数据中心应（N+X）冗余（X=1~N），B级数据中心当供电电源只有一路时，需设置后备柴油发电机系统，宜N+1冗余；
（3）A级数据中心柴发燃料存储量宜满足12h用油，当外部供油时间有保障时，燃料存储量仅需大于外部供油时间；
（4）应防止柴油微生物滋生；柴油在储存期间，应对柴油品质进行检测，当柴油品质不能满足使用要求时，应对柴油进行更换。
2、B级机房
B级数据中心发电机组的输出功率可按限时500h运行功率选择。A、B级数据中心柴发的基本容量应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量。
3、C级机房
C级机房属于一般性机房，可不设置柴油发电机组作为备用电源。
二、通风散热
柴油发电机组通风散热一直是困扰设计者的一个问题。现代商业项目中，首层无论哪个方向都具有十分宝贵的商业价值，对周边环境要求也相对严格，从而很难找到一个合适的位置作为排风口。解决这一问题之前需要先分析一下柴油发电机组用气量的组成。柴油发电机组用气量分为散热用排气量和发动机部分的燃气量，而散热用排气量要远远大于燃气量，即柴油发电机房的进、出空气绝大部分是用来为机器冷却的。
1、水箱远置
目前建筑中常用的柴油发电机组所采用的冷却方式绝大多数为闭式水循环风冷，这样就可将排风机、散热管与主体分开，单独放在室外，用水管将室外的散热管与室内的柴油机相连接。采用散热器水箱远置办法（如图1所示）即可解决柴油发电机房的进出风问题。
图1 分体式散热水箱安装图
2、加装水泵和热交换器
另外与主体分开的冷却系统可以放在室外，对于高层建筑，可以将其安装在屋顶或裙房上面，位置的选择不妨参照空调专业冷却塔的选择。值得注意的是柴油发电机组冷却水接口处静水压一般不超过40~50kPa，所以当冷却水箱超过一定高度时需要加辅助水泵和热交换器（如图2所示），置于室外的冷却水箱应注意保温防冻。
图2 带水泵和热交换器的水箱远置安装图
3、加装冷却塔
高层建筑中，由于大功率机组的普通散热水箱延长距离后，远置方法无法满足其冷却要求，通常采用冷却塔来代替散热水箱。冷却塔般置于屋顶上，除有安装面积外，尚应考虑接管道和维修行入通道。冷却塔的占地面积约为总建筑面积的0.5% ~1.0%
三、降噪与隔声：
根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》第6.1.3条第8款的规定，机房设计时应采取机组消音及隔声综合治理措施，治理后环境噪声不宜超过国家环保要求2级的规定。现代柴油发电机组的噪声级一般为85~110dB(A)，机组主要噪声来自以下两个部分：
1、柴油发动机噪声包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声、燃烧噪声及机械噪声等；
2、交流同步发电机噪声包括空气动力噪声、电磁噪声、机械噪声、轴承噪声及电刷噪声等。
在以上各类噪声中，最强的噪声源当属进气、排气噪声。正常的排风、进气及散热器风扇的降噪设备可将机组噪声降至可接受水平，包括进出风管采用软联接，机组与地面之间采用柔性接触等措施。采用本文所述将冷却部分移至室外，也能很好地解决机房周围环境的噪声问题。
除上述降噪措施外，也可以通过建筑上的隔声方法来解决噪声问题。具体方法如下：要求墙灰缝填实，不要留有孔洞、缝隙。内墙面的粉刷表面不宜致密光滑，粉刷材料掺入一定量的有吸声效果的多孔性材料，如水泥，石灰膏和木屑组成的吸声层。内壁及天花板可采用隔声板进行装饰，壁板与墙体之间最好充填一层多孔性的吸声材料。实施以上措施可以达到规范要求。
四、柴油发电机组的排烟
在设计安装排烟系统时，排烟管的阻力和保温最值得注意。排烟管阻力不得超过允许范围，因为过度的阻力将会大大降低柴油机的效率和耐久性，并大大增加燃料消耗。造成高阻力的主要因素有：排气管直径太小；排气管过长；排气系统绕过多急弯；排气消声器阻力抬高；排气管处于某种临界长度，产生压力波导致高阻力。为减少阻力，排气管应设计得越短越直越好，如必须弯曲，曲径至少是管内径的1.5倍。当排烟阻力超过柴油机背压时应采用自然补偿段，并加大排烟管直径。当无条件设置自然补偿段时，应装设补偿器。排烟路径尽量避免使用耐火砖砌排烟道，最好用工业用钢、铸铁 制造，并力求内壁光滑。因为柴油机出烟口温度约为600℃，故排烟管要采取隔热措施，以减少散热和降低噪声。
五、供油系统设计
机房设在高层建筑内的，应当在日用罐上设置专用房间，并通过防火墙与柴油发电机隔离。 尽量选择质量好的标准型油箱，密封性好，无漏油。 油箱配有油流出口，设有油流出口、注油口、油流出口、油流出口、油位指示器，容积根据机组连续工作12小时使用的油量适当选择。
柴油发电机组的应用在很大程度上提高了供电的可靠性，但在带来好处的同时，也不可否认地带来了一些实际的问题。这些问题如果不能较好地解决，将会对日后的使用及周边环境产生不良影响。本文结合设计工作实际，对柴油发电机组使用时所遇到的具体问题提出了一些解决方法，希望以此引起大家对这些问题的关注。
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