民用建筑中電氣房間的通風(fēng)設(shè)計

1、<p>　　民用建筑中電氣房間的通風(fēng)設(shè)計</p><p>　　摘要：本文就民用建筑中常見的配電室、變電所及柴油發(fā)電機房的通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計進行了探討，提出了設(shè)計中應(yīng)注意的問題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配電室變電所柴油發(fā)電機房通風(fēng) </p><p>　　中圖分類號：F407.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>

2、<b>　　引言 </b></p><p>　　隨著近年來民用建筑的快速發(fā)展，由于經(jīng)濟性等諸多原因，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)備散熱的問題，因此一般均采用機械通風(fēng)。 </p><p>　　下面就目前民用建筑中常見的配電室、變電室及柴油發(fā)電機房的通風(fēng)及防排煙進行簡單的探討。

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

4、防火門，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)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。變電所由主接線、主變壓器、高低壓配電裝置、繼電保護和控制系統(tǒng)、所用電和直流系統(tǒng)

5、、遠動和通信系統(tǒng)、必要的無功功率補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)備的正常運行、降低變壓器損耗、提高變壓器的負載能力，對室溫的要求較高，一般要求變電所排風(fēng)溫度不宜高于45℃。因此對于變電所的通風(fēng)量應(yīng)進行詳細計算。 </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)熱量來說很小，計算出變壓器的發(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)計算溫度為30℃，根據(jù)公式1和公式2的計算結(jié)果，折合到變電所的體積換氣次數(shù)，即使換氣次數(shù)達到15次/h，仍無法保證變電所排風(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)管過多占用變電所空間，可在變電所內(nèi)設(shè)置獨立的空調(diào)機組，在室外溫度較高時啟用。根據(jù)計算，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算，通常采用10~15次/h換氣次數(shù)可滿足要求。 &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)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）第9.1.3條和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》[（GB50045-95（

11、2005版）]（以下簡稱《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足時，需采用機械排煙，排煙量按照每平米地面面積不小于60m3/h計算，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，排風(fēng)機兼排煙風(fēng)機。 </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)加強消防監(jiān)督

12、有關(guān)問題的通知》（公消[2007]226號）的第五點，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)，防護區(qū)內(nèi)必須封閉以達到隔絕目的，滅火后，這些滅火劑需及時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)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（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，確定不同氣體的允許濃度后計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，可采用雙速風(fēng)機。 </p><p>　　為了保證變電所的負壓，送風(fēng)量可取排風(fēng)量的80~90%。 </p><p><b>　　柴油發(fā)電機房 </b></p><p>　　自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組，顧名思義，是

16、應(yīng)急電源，是為了保證一級負荷中特別重要的負荷用電，當(dāng)市電中斷時，為了保護生命和財產(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組的性能。 </p><p>　　限于篇幅，本文對閉式水循環(huán)水冷機組和人防工程中常見的移動電站不再贅述，僅對常見的閉式水循環(huán)風(fēng)冷柴油發(fā)電機組的通風(fēng)進行探討。 </p><p><b>　　3.1 通風(fēng) </b></p><

17、p>　　柴油發(fā)電機組的通風(fēng)主要需滿足以下三方面： </p><p>　　通過通風(fēng)帶走機組發(fā)動機冷卻水箱的散熱量； </p><p>　　滿足機組運行時的燃燒空氣量要求； </p><p>　　通過通風(fēng)帶走機組運行時產(chǎn)生的輻射和對流散熱。 </p><p>　　其中，1）是通過和機組直連的排風(fēng)扇帶走這部分散熱量的，也是機組所需風(fēng)量最大的部

18、分，2）是柴油機組自然吸氣，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)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（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 — 進入空氣的溫度，℃。 </p><p>　　通常柴油發(fā)電機的余熱量應(yīng)由生產(chǎn)廠家提供，但在設(shè)計階段時，甲方往往無法提供該數(shù)據(jù)，因此可按估算值選取，通常： </p><p>　　全封閉機組 — 取發(fā)電機額定功率的0.3~0.35； </p

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

21、機額定功率會下降2.5%。 </p><p>　　在設(shè)計時，還需注意不同設(shè)備廠家的柴油機組所需的風(fēng)量相差甚大，甚至超過一倍，以筆者所設(shè)計過的項目為例，柴油機組所需進風(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)電機房內(nèi)設(shè)置了超過1臺的發(fā)電機組，每臺機

22、組應(yīng)設(shè)獨立的排煙系統(tǒng)，并應(yīng)對排煙管道進行保溫：當(dāng)機組滿負荷運行時，排煙管道的溫度可能達到500~600℃，因此采用合適的保溫材料對排煙管道進行保溫以避免可能對人員的傷害顯得非常重要。 </p><p>　　3.3 需注意的幾點問題 </p><p>　　1）柴油發(fā)電機房的貯油間應(yīng)設(shè)通風(fēng)，通風(fēng)量應(yīng)不小于每小時3次。 </p><p>　　2）柴油發(fā)電機組作為備用電源，

23、除定期檢修，平時一般不運行，而且風(fēng)量較大，因此通風(fēng)系統(tǒng)最好單獨設(shè)置。 </p><p>　　3）柴油發(fā)電機房的進排風(fēng)口最好相向布置：進風(fēng)從機組散熱器對面的下部進入，帶走機組的散熱量后排出。 </p><p>　　4）考慮百葉的有效面積系數(shù)，通常柴油發(fā)電機組的進風(fēng)百葉可按機組散熱器出口面積的1.8~2.0倍選擇，出風(fēng)百葉可按機組散熱器出口面積的1.0~1.5倍選擇。 </p>

24、<p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　電力作為建筑的動力來源，其設(shè)備機房通風(fēng)的好壞直接決定了電氣設(shè)備的運行狀況，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)計同仁的重視。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1. 陸耀慶，《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（第