民用建筑中電氣房間的通風(fēng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　民用建筑中電氣房間的通風(fēng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文就民用建筑中常見(jiàn)的配電室、變電所及柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，提出了設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配電室變電所柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>

2、<b>　　引言 </b></p><p>　　隨著近年來(lái)民用建筑的快速發(fā)展，由于經(jīng)濟(jì)性等諸多原因，與之相配套的電氣房間一般均設(shè)置在地下，而這些房間一般散熱量較大，不僅利用自然通風(fēng)困難，而且即使能利用自然通風(fēng)，也很難解決設(shè)備散熱的問(wèn)題，因此一般均采用機(jī)械通風(fēng)。 </p><p>　　下面就目前民用建筑中常見(jiàn)的配電室、變電室及柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)及防排煙進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

3、</p><p><b>　　配電室 </b></p><p>　　帶有低壓負(fù)荷的室內(nèi)配電場(chǎng)所稱(chēng)為配電室，主要為低壓用戶(hù)配送電能。這類(lèi)房間內(nèi)主要是電纜及配電柜，一般無(wú)散發(fā)大熱量的設(shè)備，因此所需通風(fēng)量也較小。 </p><p>　　工程上通常采用機(jī)械排風(fēng)、機(jī)械送風(fēng)或者機(jī)械排風(fēng)、自然補(bǔ)風(fēng)的通風(fēng)形式即可滿(mǎn)足要求。而且配電室一般房間面積較小，而且設(shè)置了

4、防火門(mén)，因此可不考慮排煙設(shè)施。 </p><p>　　通常配電室的通風(fēng)換氣次數(shù)按照4~5次/h即可滿(mǎn)足要求。 </p><p><b>　　變電所 </b></p><p>　　變電所(substation)就是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。變電所由主接線(xiàn)、主變壓器、高低壓配電裝置、繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、所用電和直流系統(tǒng)

5、、遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)、必要的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和主控制室等組成。 </p><p>　　由系統(tǒng)組成可以看出，變電所由于設(shè)有變壓器，發(fā)熱量很大，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行、降低變壓器損耗、提高變壓器的負(fù)載能力，對(duì)室溫的要求較高，一般要求變電所排風(fēng)溫度不宜高于45℃。因此對(duì)于變電所的通風(fēng)量應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。 </p><p>　　2.1 變電所的通風(fēng) </p><p>　　變壓器發(fā)熱

6、量一般可以按照下式計(jì)算： </p><p>　　Q=(1-η1)·η2·Φ·W=0.0126W~0.0152W（公式1） </p><p>　　式中：Q — 變壓器發(fā)熱量（kW）； </p><p>　　η1 — 變壓器的效率，一般取98%； </p><p>　　η2 — 變壓器的負(fù)荷率，一般取70~80%；

7、</p><p>　　Φ — 變壓器的功率因數(shù)，一般取0.9~0.95； </p><p>　　W — 變壓器的功率（kVA）。 </p><p>　　由于高低壓配電柜及電容柜的發(fā)熱量相比變壓器的發(fā)熱量來(lái)說(shuō)很小，計(jì)算出變壓器的發(fā)熱量后，變電所的通風(fēng)量可按照下式確定： </p><p>　　L=Q/[0.337(tp-ts)] （公式2） &l

8、t;/p><p>　　式中：L — 通風(fēng)換氣量（m3/h）； </p><p>　　Q — 室內(nèi)顯熱發(fā)熱量（W）； </p><p>　　tp — 室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度（℃）； </p><p>　　ts — 送風(fēng)溫度（℃）。 </p><p>　　通常變電所的建筑層高約6m，其中包括2m高的電纜夾層。以北京地區(qū)為例，夏季室外

9、通風(fēng)計(jì)算溫度為30℃，根據(jù)公式1和公式2的計(jì)算結(jié)果，折合到變電所的體積換氣次數(shù)，即使換氣次數(shù)達(dá)到15次/h，仍無(wú)法保證變電所排風(fēng)溫度小于45℃。 </p><p>　　為了改善變壓器的工作環(huán)境、降低通風(fēng)換氣量以減少風(fēng)管尺寸，避免風(fēng)管過(guò)多占用變電所空間，可在變電所內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的空調(diào)機(jī)組，在室外溫度較高時(shí)啟用。根據(jù)計(jì)算，在加設(shè)了空調(diào)后，變電所的通風(fēng)量可按變電所體積計(jì)算，通常采用10~15次/h換氣次數(shù)可滿(mǎn)足要求。 &l

10、t;/p><p>　　需要注意的是，由于高壓配電柜中電纜線(xiàn)材含六氟化硫（SF6），電纜夾層需采用下部排風(fēng)，一般排風(fēng)量為變電所排風(fēng)量的1/4~1/3，風(fēng)口下沿距地面高度300mm。 </p><p>　　2.2 防排煙及氣體滅火 </p><p>　　根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）第9.1.3條和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[（GB50045-95（

11、2005版）]（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》）第8.4.1條的規(guī)定，地下變電所屬于可燃物較多的房間，需設(shè)排煙。 </p><p>　　當(dāng)自然排煙條件不能滿(mǎn)足時(shí)，需采用機(jī)械排煙，排煙量按照每平米地面面積不小于60m3/h計(jì)算，折合到換氣次數(shù)，約10~15次/h，與通風(fēng)換氣次數(shù)相同，因此可采用同一套設(shè)備及管線(xiàn)，排風(fēng)機(jī)兼排煙風(fēng)機(jī)。 </p><p>　　根據(jù)公安部頒布的《關(guān)于貫徹公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)消防監(jiān)督

12、有關(guān)問(wèn)題的通知》（公消[2007]226號(hào)）的第五點(diǎn)，明確了《高規(guī)》中的變電所屬于“特殊重要設(shè)備室”，須設(shè)氣體滅火系統(tǒng)。 </p><p>　　氣體滅火系統(tǒng)包括七氟丙烷、混合氣體IG541、二氧化碳、惰性氣體及煙霧滅火系統(tǒng)，這些滅火劑噴放后很快就揮發(fā)成氣態(tài)或膠態(tài)，防護(hù)區(qū)內(nèi)必須封閉以達(dá)到隔絕目的，滅火后，這些滅火劑需及時(shí)排出以保證人身安全。 </p><p>　　因此設(shè)置了氣體滅火后，這些變

13、配電室不需再設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，但在火災(zāi)后需排出滅火劑等有毒氣體，排風(fēng)量可根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版）第9.3.3節(jié)關(guān)于稀釋有害物所需要的換氣量G3(kg/h)的公式計(jì)算： </p><p>　　G3=ρM/（cy-cj） （公式3） </p><p>　　式中：ρ — 空氣密度，kg/m3； </p><p>　　M — 室內(nèi)有害物的散發(fā)量，mg/h； &

14、lt;/p><p>　　cy — 室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度，mg/m3； </p><p>　　cj — 進(jìn)入空氣中有害物質(zhì)的濃度，mg/m3； </p><p>　　根據(jù)所選的滅火劑不同，可查相關(guān)手冊(cè)，確定不同氣體的允許濃度后計(jì)算出稀釋所需的換氣量，但不應(yīng)小于事故排風(fēng)量的12次/h。 </p><p>　　由上述可以看出，變電所的平時(shí)排

15、風(fēng)量、排煙量、稀釋有毒氣體的通風(fēng)量，折合到換氣次數(shù)基本相近，因此工程中可采用其中最大的風(fēng)量作為設(shè)備和風(fēng)管的選型依據(jù)，當(dāng)所需要的風(fēng)量相差較大時(shí)，可采用雙速風(fēng)機(jī)。 </p><p>　　為了保證變電所的負(fù)壓，送風(fēng)量可取排風(fēng)量的80~90%。 </p><p><b>　　柴油發(fā)電機(jī)房 </b></p><p>　　自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，顧名思義，是

16、應(yīng)急電源，是為了保證一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷用電，當(dāng)市電中斷時(shí)，為了保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)安全而設(shè)置的，因此其通風(fēng)散熱的好壞直接影響了機(jī)組的性能。 </p><p>　　限于篇幅，本文對(duì)閉式水循環(huán)水冷機(jī)組和人防工程中常見(jiàn)的移動(dòng)電站不再贅述，僅對(duì)常見(jiàn)的閉式水循環(huán)風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)進(jìn)行探討。 </p><p><b>　　3.1 通風(fēng) </b></p><

17、p>　　柴油發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)主要需滿(mǎn)足以下三方面： </p><p>　　通過(guò)通風(fēng)帶走機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水箱的散熱量； </p><p>　　滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行時(shí)的燃燒空氣量要求； </p><p>　　通過(guò)通風(fēng)帶走機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的輻射和對(duì)流散熱。 </p><p>　　其中，1）是通過(guò)和機(jī)組直連的排風(fēng)扇帶走這部分散熱量的，也是機(jī)組所需風(fēng)量最大的部

18、分，2）是柴油機(jī)組自然吸氣，經(jīng)燃燒后由排煙管道排出的部分，3）的通風(fēng)量可根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版）第9.3.3節(jié)關(guān)于消除余熱所需要的換氣量G1(kg/h)的公式計(jì)算： </p><p>　　G1=3600Q/[（tp-tj）c] （公式4） </p><p>　　式中：Q — 余熱量，kW； </p><p>　　c — 空氣的比熱，1.0kJ/（kg&

19、#183;K）； </p><p>　　tp — 排出空氣的溫度，℃； </p><p>　　tj — 進(jìn)入空氣的溫度，℃。 </p><p>　　通常柴油發(fā)電機(jī)的余熱量應(yīng)由生產(chǎn)廠(chǎng)家提供，但在設(shè)計(jì)階段時(shí)，甲方往往無(wú)法提供該數(shù)據(jù)，因此可按估算值選取，通常： </p><p>　　全封閉機(jī)組 — 取發(fā)電機(jī)額定功率的0.3~0.35； </p

20、><p>　　半封閉機(jī)組 — 取發(fā)電機(jī)額定功率的0.50。 </p><p>　　柴油發(fā)電機(jī)組的燃燒空氣量，可按照柴油機(jī)額定功率7m3/（kW·h）計(jì)算，因此柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量應(yīng)是以上三方面的和。 </p><p>　　需要注意的是，柴油發(fā)電機(jī)房溫度不應(yīng)大于35℃，最大不應(yīng)超過(guò)40℃，否則溫度每升高5.5℃，自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率會(huì)下降2.2%，渦輪增壓發(fā)動(dòng)

21、機(jī)額定功率會(huì)下降2.5%。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，還需注意不同設(shè)備廠(chǎng)家的柴油機(jī)組所需的風(fēng)量相差甚大，甚至超過(guò)一倍，以筆者所設(shè)計(jì)過(guò)的項(xiàng)目為例，柴油機(jī)組所需進(jìn)風(fēng)量在100~200m3/（kW·h）均有可能。 </p><p><b>　　3.2 排煙 </b></p><p>　　當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置了超過(guò)1臺(tái)的發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)

22、組應(yīng)設(shè)獨(dú)立的排煙系統(tǒng)，并應(yīng)對(duì)排煙管道進(jìn)行保溫：當(dāng)機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，排煙管道的溫度可能達(dá)到500~600℃，因此采用合適的保溫材料對(duì)排煙管道進(jìn)行保溫以避免可能對(duì)人員的傷害顯得非常重要。 </p><p>　　3.3 需注意的幾點(diǎn)問(wèn)題 </p><p>　　1）柴油發(fā)電機(jī)房的貯油間應(yīng)設(shè)通風(fēng)，通風(fēng)量應(yīng)不小于每小時(shí)3次。 </p><p>　　2）柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，

23、除定期檢修，平時(shí)一般不運(yùn)行，而且風(fēng)量較大，因此通風(fēng)系統(tǒng)最好單獨(dú)設(shè)置。 </p><p>　　3）柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)排風(fēng)口最好相向布置：進(jìn)風(fēng)從機(jī)組散熱器對(duì)面的下部進(jìn)入，帶走機(jī)組的散熱量后排出。 </p><p>　　4）考慮百葉的有效面積系數(shù)，通常柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)百葉可按機(jī)組散熱器出口面積的1.8~2.0倍選擇，出風(fēng)百葉可按機(jī)組散熱器出口面積的1.0~1.5倍選擇。 </p>

24、<p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　電力作為建筑的動(dòng)力來(lái)源，其設(shè)備機(jī)房通風(fēng)的好壞直接決定了電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，只有良好的通風(fēng)才能保證設(shè)備的安全和高效，因此應(yīng)引起廣大設(shè)計(jì)同仁的重視。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1. 陸耀慶，《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第