關于柴油發電機房暖通設計要點的探討

曹偉

（湖北省機電研究設計院股份公司，湖北 武漢 430000）

隨著社會的發展，柴油發電機已經廣泛使用。如作為企業的自備電源，以滿足企業因為沒有電力供應而導致的生產問題；也可作為替代電源，用以彌補電網供應不足；最后是作為應急電源，為了人身安全及避免造成重大損失，用于消防設備。

柴油發電機房的暖通系統設計是否合理，暖通設備運行是否良好，直接影響到發電機組的額定功率輸出以及發電設備的長期安全可靠運行。本文通過對柴油發電機房暖通專業系統的設計進行分析，對暖通系統設計要點：通風系統的設計，進行有針對性的探討。

1 柴油發電機房的特性

根據GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》相關條文，一級負荷中的特別重要負荷，除雙重電源供電外，尚應增設應急電源供電。對于部分大型的公共建筑、酒店、超市、醫院數據中心等，為了保證重要的保障負荷及消防應急負荷，該類型的建筑一般都配有柴油發電機；對于工業、農業建筑而言，有些工藝環節是要求不能斷電的，如汽車工廠的涂裝車間電泳環節等工藝、物流冷庫、食品與生鮮肉加工企業、漁業養殖等，這些建筑都是需要配備柴油發電機。在實際工程應用中，柴油發電機與市政電網是完全獨立的電源，柴油發電機只是作為一種備用電源或者應急電源，因此，柴油發電機房平常處于待機狀態，絕大部分實際是處于非運行狀態。

在柴油發電機房暖通系統設計中，既要考慮柴油發電機房工作時的環境要求，也要考慮不運行時的環境要求。

2 柴油發電機房的火災危險性類別

2022年10月13日，應急管理部等10部委發布《公告》（2022年第8號），決定調整《危險化學品目錄（2015版）》，將“1674柴油[閉杯閃點≤60℃] ”調整為“1674柴油”，自2023年1月1日起施行。但根據此公告，主要是對柴油安全管理條件的調整，柴油本身的危險特性實際上并沒有改變。

根據《建筑設計防火規范》（2018版），液體火災危險性分類以閃點區分，閃點不小于28℃，但小于60℃的液體，火災危險性類別為乙類；閃點不小于60℃的液體，火災危險性類別為丙類。所以，柴油的火災危險性類別需根據實際閃點確定。

根據GB19147-2016《車用柴油》表1：5號、0號、-10號車用柴油的閃點不低于60℃。根據GB50016-2014《建筑設計防火規范》（2018版）第3.1.1條條文說明，國產16種規格的柴油閃點大多數為60～90℃(其中僅“-35#”柴油為50℃)。根據GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》相關條文，機房內應設置儲油間，其總儲存量不應超過1m3，并應采取相應的防火措施。

表1 機房各房間溫濕度要求

按照國內目前柴油發電機房和儲油間所使用的柴油情況，柴油發電機房所使用的柴油的火災危險性類別為丙類。《民用建筑電氣設計標準》中標6.1.11對發電機間、儲油間的火災危險性類別定義亦是丙類。

3 柴油發電機房的環境要求

《民用建筑電氣設計標準》6.1.14條，對柴油發電機房的溫濕度做了如下要求：

規范中規定柴油發電機房宜利用自然通風排除發電機房內的余熱，當不能滿足溫度要求時，應設置機械通風裝置。對設置在非地下層的機房而言，優先考慮自然通風，一般情況下，春夏秋都是通過設置在頂部的機械排風機進行排風，機房下部設置防雨百葉自然進風來滿足柴油發電機房的溫度要求。當機房設置在地下層時，只能通過機械排風進行通風，還需要考慮對應的補風系統。冬季在嚴寒與寒冷地區，應滿足機組自啟動溫度要求，當環境溫度達不到啟動要求時，需要設計供暖設備保證冬季機房溫度要求。

我國疆域遼闊，對規范中機房濕度的要求在有些地區，不加特殊處理措施（加濕或除濕）是無法達到的。如一些地區冬季空氣調節室外計算相對濕度：哈爾濱73%，上海75%等，此時如需要達到規范中對濕度的要求，需要除濕。但規范上對溫濕度要求適宜，在實際工程設計中，一般不考慮對機房濕度的控制。

4 柴油發電機房的通風系統設計

4.1 平時通風系統設計

柴油發電機房平常都處于待機狀況，根據圖集15D202-2《柴油發電機組設計與安裝》機房通風散熱說明里要求，位于地上的柴油發電機房，平時通風不少于3次/h；位于半地下時，平時通風不少于6次/h；位于地下時，平時通風不少于12次/h。儲油間設置機械通風，風量應按≥5次/h換氣選取。為了滿足平常機房的通風換氣需要，一般設置機械排風，防雨百葉自然進風。對于部分地區冬季室外通風溫度小于5℃時，機房應設置有電動的防雨百葉，在冬季，關閉防雨百葉及風機，并通過設置供暖設備保證冬季室內溫度要求。

4.2 運行時通風系統設計

柴油發電機在運行時，柴油在氣缸內燃燒產生大量的熱量，氣缸內的溫度高達2200~2800K，氣缸內所放出的熱量大約1/3通過柴油發電機零件排放。為了保證柴油發電機的正常運行，需對在運行中的柴油發電機的機件進行冷卻。柴油發電機的冷卻方式分為風冷式和水冷式。

對于采用空氣冷卻方式的柴油發電機，柴油發電機房的通風量應按下列公式確定

當機組為開式機組時，Q為柴油機、發電機和排煙管的散熱量之和；當機組為閉式機組時，Q為柴油機氣缸冷卻水管和排煙管的散熱量之和。當無柴油發電機的確切資料時，Q可按以下估算取值：全封閉式機組取發電機額定功率的0.3～0.35；半封閉式機組取發電機額定功率的0.5。

對于采用水冷卻方式的柴油發電機，柴油發電機房的通風量可按≥20m3/(kW·h)的機組額定功率進行計算。

在實際工程設計中，對于地面上的柴油發電機房，一般采用機械排風、自然補風（如機房布置在地下室，設置機械補風）。送風量應為排風量與機組燃燒空氣量之和，燃燒空氣量按7m3/(kW·h)的機組額定功率進行計算。

4.3 事故通風的設計

目前，針對柴油發電機房是否需要事故通風存在爭議，本文根據柴油發電機房的工作環境特點，從設計角度出發，對柴油發電機房是否應該設置事故通風系統進行探討。

在實際設計項目中對柴油發電機房及儲油間火災危險性類別定義為丙類。按照 GB 50736－2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》、GB50019-2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》對于事故通風的要求為：可能突然放散大量有害氣體或有爆炸危險氣體的場所應設置事故通風。對于柴油發電機房、儲油間來講，室內溫度按照環境溫度考慮，柴油的閃點大于60℃，環境溫度小于閃點且沒有操作溫度，故不存在爆炸的危險性。

根據廣東省住房和城鄉建設廳、廣東省消防救援總隊印發的《廣東省建設工程消防設計審查疑難問題解析》中對于柴油發電機房的相關描述：民用建筑的柴油發電機使用的柴油為閃點不低于60℃的丙類液體，按GB 51348《民用建筑電氣設計標準》第6.1.14條第3款規定，柴油發電機房要求夏季溫度不高于37℃，達不到GB 50058《爆炸危險環境電力裝置設計規范》第3.1.1條第2、3款規定應進行爆炸性氣體環境的電力裝置設計的條件，不可能形成爆炸性氣體混合物。因此柴油發電機房不屬于爆炸危險場所，可不按爆炸危險環境設計。

根據湖北省住建廳會同湖北省消防救援總隊印發的《湖北省建設工程消防設計審查驗收疑難問題技術指南（2022年版）》的相關描述：柴油為丙類液體，依GB50016《建筑設計防火規范》 第3.1.1 條柴油發機房的火災危險性應丙類，其儲油間為丙類廠房中間倉庫，也為丙類。儲油間的油箱為密容器，其油氣直接通大氣，正常情況下不會在房間內積聚，房間內不含有燃燒或爆炸危險氣體、蒸氣和粉塵，設置于民用建筑內的柴油發電機房的排風備無需執行GB50016《建筑設計防火規范》第9.3.9.2 條款規定。在電氣章節中有以下條文：柴油發電機房及其儲油間不屬于“建筑內可能散發可燃氣體、可燃蒸氣的場所”，可不設置可燃氣體濃度探測。根據電氣專業要求，都可以不設置可燃氣體濃度探測，那么暖通專業設置事故通風也沒有意義了。

綜上所述，對于實際工程設計中，能明確柴油發電機所使用的柴油種類為閃點不低于60℃的情況，通過設置的平常通風措施，是能夠滿足環境溫度小于閃點的，不具備爆炸性，筆者認為，柴油發電機房和儲油間均無需設置事故通風措施。

4.4 氣體滅火后通風

根據規范GB50016《建筑設計防火規范》第5.4.13條款規定：應設置與柴油發電機容量和建筑規模相適應的滅火設施，當建筑內其他部位設置自動噴水滅火系統時，機房內應設置自動噴水滅火系統。其中滅火措施是指自動噴水滅火系統，對于有些設計項目，建筑物內其他部位沒有設置自動噴水滅火系統時，柴油發電機房可設置其他的滅火措施。當給排水專業針對柴油發電機房設置氣體滅火時，暖通設計需要配合設計氣體滅火后的通風系統。

設置氣體滅火系統的柴油發電機房，滅火后的防護區應通風換氣，通風換氣的次數應不少于5次/h。就目前的工程實際情況而言，氣體滅火一般采用七氟丙烷，針對采用七氟丙烷作為氣體滅火的柴油發電機房，暖通的氣體滅火后通風系統設計應該如下：用于進風的防雨百葉應該采用帶電動密閉閥，排風系統也需要設置電動密閉閥，保證氣體滅火時，所有閥門關閉，保證環境與外界隔絕。氣體滅火后，電動閥門打開，設置在柴油發電機房下部的排風開啟，將密度大于空氣的七氟丙烷排至室外。

5 結語

本文主要根據規范、圖集、地方設計指南等資料，對柴油發電機房暖通設計的一些要點進行探討。柴油發電機房在工程中應用的越來越廣泛，針對柴油發電機房的通風系統設計提出一些筆者的觀點。在實際項目設計過程中，應根據當地氣象資料，柴油發電機設備的具體冷卻形式、發熱量等參數進行綜合考慮，同時考慮具體項目柴油發電機所使用柴油的具體類型，從安全、實用、經濟的角度，采用最合適的暖通設計方案，用來滿足機組正常運行及延長使用周期。