防空地下室固定電站通風系統(tǒng)設計

房艷兵

(安徽省建筑設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

習近平總書記在第七次全國人民防空會議上指出,人民防空是國之大事,是國家戰(zhàn)略,是長期戰(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,在新建建筑中設置人防固定電站的頻率也越來越大。本文針對二等人員掩蔽工程內的固定電站的通風設計進行闡述。

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,人防實際建筑面積為24 713 m2,總掩蔽人數14 500人。設有13個防護單元,1個固定電站。戰(zhàn)時為二等人員掩蔽所,平時為小汽車停車庫,抗力等級均為核6級常6級,防化等級丙級。

固定電站設有兩臺柴油發(fā)電機,柴油機發(fā)電總額定功率360 kW。該固定電站與二等人員掩蔽所結合設置,控制室所需新風由防空地下室主體新風系統(tǒng)供給。柴油發(fā)電機房設置獨立的進、排風系統(tǒng)。

2 通風量計算

2.1 設計參數

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

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

2.2 固定電站內的余熱量計算

固定電站內的余熱量包括柴油機、發(fā)電機和排煙管道的散熱量[2]。

(1)柴油機的散熱量按下式計算:

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

(2)發(fā)電機的散熱量按下式計算:

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

(3) 柴油發(fā)電機排煙管的散熱量:

柴油機排煙溫度高,機房內的排煙管必須保溫隔熱。排煙管的散熱量按下式計算:

Q3=0.001Lqe

式中:Q3為排煙管散熱量,kW;L為排煙管在機房內長度,本工程機房內的排煙管長度為14.7 m;qe為排煙管單位長度散熱量,W/m;ty為煙氣計算溫度,一般為350～400 ℃;tn為機房內溫度,取40 ℃;λ為保溫材料導熱系數,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,取8.141 W/(m2·℃)。計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大于60 ℃,計算出qe后應對保溫層表面溫度進行校核計算:

式中:t2為排煙管保溫層外表面溫度,℃。計算得t2=59.8℃,滿足要求。

因此,固定電站內的總余熱量為:

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

2.3 排除機房內的余熱的進風量計算

利用通風方法消除室內余熱,其通風量可按下式計算[3]:

式中:Lj為消除余熱進風量,m3/h;Q為機房內余熱,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為機房內溫度,取40 ℃;tw為通風室外計算溫度,℃。計算得本工程消除余熱的進風量為Lj=30 826 m3/h。

2.4 固定電站排風量計算

固定電站排風量Lp為機房進風量Lj與燃燒空氣量Lr的差值。柴油機燃燒空氣量Lr取經驗數據7 m3/(kW·h)[4]。柴油電站的儲油間應設排風裝置,排風換氣次數不應小于每小時5次,這部分排風量也應附加在總排風量上,本工程儲油間計算排風量為500 m3/h。由于柴油發(fā)電機房是產生有害氣體的房間,清潔通風時要求負壓排風,柴油發(fā)電機房的排風量考慮10%～20%的附加系數,本工程按10%附加。

計算得固定電站總的排風量為:Lp=31 687 m3/h。

根據計算結果,進風擴散室活門、排風擴散室活門均選用兩個HK1000(5)型懸板活門。本工程固定電站原理如圖1所示。

圖1 人防固定電站通風原理圖

7 結束語

設置于防空地下室的固定電站,通風條件較差,合理的通風系統(tǒng)設置可以保證柴油發(fā)電機組的高效運行。本文結合實際工程,以風冷式固定電站為例闡述了電站通風系統(tǒng)設計計算過程,可為類似的工程提供設計參考。