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摘要：本文就民用建筑中常见的配电室、变电所及柴油发电机房的通风及防排烟系统设计进行了探讨，提出了设计中应注意的问题。
关键词：配电室变电所柴油发电机房通风
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着近年来民用建筑的快速发展，由于经济性等诸多原因，与之相配套的电气房间一般均设置在地下，而这些房间一般散热量较大，不仅利用自然通风困难，而且即使能利用自然通風，也很难解决设备散热的问题，因此一般均采用机械通风。
下面就目前民用建筑中常见的配电室、变电室及柴油发电机房的通风及防排烟进行简单的探讨。
配电室
带有低压负荷的室内配电场所称为配电室，主要为低压用户配送电能。这类房间内主要是电缆及配电柜，一般无散发大热量的设备，因此所需通风量也较小。
工程上通常采用机械排风、机械送风或者机械排风、自然补风的通风形式即可满足要求。而且配电室一般房间面积较小，而且设置了防火门，因此可不考虑排烟设施。
通常配电室的通风换气次数按照4~5次/h即可满足要求。
变电所
变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电所由主接线、主变压器、高低压配电装置、继电保护和控制系统、所用电和直流系统、远动和通信系统、必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。
由系统组成可以看出，变电所由于设有变压器，发热量很大，为保证设备的正常运行、降低变压器损耗、提高变压器的负载能力，对室温的要求较高，一般要求变电所排风温度不宜高于45℃。因此对于变电所的通风量应进行详细计算。
2.1 变电所的通风
变压器发热量一般可以按照下式计算：
Q=(1-η1)·η2·Φ·W=0.0126W~0.0152W（公式1）
式中：Q — 变压器发热量（kW）；
η1 — 变压器的效率，一般取98%；
η2 — 变压器的负荷率，一般取70~80%；
Φ — 变压器的功率因数，一般取0.9~0.95；
W — 变压器的功率（kVA）。
由于高低压配电柜及电容柜的发热量相比变压器的发热量来说很小，计算出变压器的发热量后，变电所的通风量可按照下式确定：
L=Q/[0.337(tp-ts)] （公式2）
式中：L — 通风换气量（m3/h）；
Q — 室内显热发热量（W）；
tp — 室内排风设计温度（℃）；
ts — 送风温度（℃）。
通常变电所的建筑层高约6m，其中包括2m高的电缆夹层。以北京地区为例，夏季室外通风计算温度为30℃，根据公式1和公式2的计算结果，折合到变电所的体积换气次数，即使换气次数达到15次/h，仍无法保证变电所排风温度小于45℃。
为了改善变压器的工作环境、降低通风换气量以减少风管尺寸，避免风管过多占用变电所空间，可在变电所内设置独立的空调机组，在室外温度较高时启用。根据计算，在加设了空调后，变电所的通风量可按变电所体积计算，通常采用10~15次/h换气次数可满足要求。
需要注意的是，由于高压配电柜中电缆线材含六氟化硫（SF6），电缆夹层需采用下部排风，一般排风量为变电所排风量的1/4~1/3，风口下沿距地面高度300mm。
2.2 防排烟及气体灭火
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第9.1.3条和《高层民用建筑设计防火规范》[（GB50045-95（2005版）]（以下简称《高规》）第8.4.1条的规定，地下变电所属于可燃物较多的房间，需设排烟。
当自然排烟条件不能满足时，需采用机械排烟，排烟量按照每平米地面面积不小于60m3/h计算，折合到换气次数，约10~15次/h，与通风换气次数相同，因此可采用同一套设备及管线，排风机兼排烟风机。
根据公安部颁布的《关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知》（公消[2007]226号）的第五点，明确了《高规》中的变电所属于“特殊重要设备室”，须设气体灭火系统。
气体灭火系统包括七氟丙烷、混合气体IG541、二氧化碳、惰性气体及烟雾灭火系统，这些灭火剂喷放后很快就挥发成气态或胶态，防护区内必须封闭以达到隔绝目的，灭火后，这些灭火剂需及时排出以保证人身安全。
因此设置了气体灭火后，这些变配电室不需再设置机械排烟系统，但在火灾后需排出灭火剂等有毒气体，排风量可根据《实用供热空调设计手册》（第二版）第9.3.3节关于稀释有害物所需要的换气量G3(kg/h)的公式计算：
G3=ρM/（cy-cj） （公式3）
式中：ρ — 空气密度，kg/m3；
M — 室内有害物的散发量，mg/h；
cy — 室内空气中有害物质的最高允许浓度，mg/m3；
cj — 进入空气中有害物质的浓度，mg/m3；
根据所选的灭火剂不同，可查相关手册，确定不同气体的允许浓度后计算出稀释所需的换气量，但不应小于事故排风量的12次/h。
由上述可以看出，变电所的平时排风量、排烟量、稀释有毒气体的通风量，折合到换气次数基本相近，因此工程中可采用其中最大的风量作为设备和风管的选型依据，当所需要的风量相差较大时，可采用双速风机。
为了保证变电所的负压，送风量可取排风量的80~90%。
柴油发电机房
自备应急柴油发电机组，顾名思义，是应急电源，是为了保证一级负荷中特别重要的负荷用电，当市电中断时，为了保护生命和财产安全而设置的，因此其通风散热的好坏直接影响了机组的性能。
限于篇幅，本文对闭式水循环水冷机组和人防工程中常见的移动电站不再赘述，仅对常见的闭式水循环风冷柴油发电机组的通风进行探讨。
3.1 通风
柴油发电机组的通风主要需满足以下三方面：
通过通风带走机组发动机冷却水箱的散热量；
满足机组运行时的燃烧空气量要求；
通过通风带走机组运行时产生的辐射和对流散热。
其中，1）是通过和机组直连的排风扇带走这部分散热量的，也是机组所需风量最大的部分，2）是柴油机组自然吸气，经燃烧后由排烟管道排出的部分，3）的通风量可根据《实用供热空调设计手册》（第二版）第9.3.3节关于消除余热所需要的换气量G1(kg/h)的公式计算：
G1=3600Q/[（tp-tj）c] （公式4）
式中：Q — 余热量，kW；
c — 空气的比热，1.0kJ/（kg·K）；
tp — 排出空气的温度，℃；
tj — 进入空气的温度，℃。
通常柴油发电机的余热量应由生产厂家提供，但在设计阶段时，甲方往往无法提供该数据，因此可按估算值选取，通常：
全封闭机组 — 取发电机额定功率的0.3~0.35；
半封闭机组 — 取发电机额定功率的0.50。
柴油发电机组的燃烧空气量，可按照柴油机额定功率7m3/（kW·h）计算，因此柴油发电机房的进风量应是以上三方面的和。
需要注意的是，柴油发电机房温度不应大于35℃，最大不应超过40℃，否则温度每升高5.5℃，自然吸气发动机额定功率会下降2.2%，涡轮增压发动机额定功率会下降2.5%。
在设计时，还需注意不同设备厂家的柴油机组所需的风量相差甚大，甚至超过一倍，以笔者所设计过的项目为例，柴油机组所需进风量在100~200m3/（kW·h）均有可能。
3.2 排烟
当柴油发电机房内设置了超过1台的发电机组，每台机组应设独立的排烟系统，并应对排烟管道进行保温：当机组满负荷运行时，排烟管道的温度可能达到500~600℃，因此采用合适的保温材料对排烟管道进行保温以避免可能对人员的伤害显得非常重要。
3.3 需注意的几点问题
1）柴油发电机房的贮油间应设通风，通风量应不小于每小时3次。
2）柴油发电机组作为备用电源，除定期检修，平时一般不运行，而且风量较大，因此通风系统最好单独设置。
3）柴油发电机房的进排风口最好相向布置：进风从机组散热器对面的下部进入，带走机组的散热量后排出。
4）考虑百叶的有效面积系数，通常柴油发电机组的进风百叶可按机组散热器出口面积的1.8~2.0倍选择，出风百叶可按机组散热器出口面积的1.0~1.5倍选择。
结语
电力作为建筑的动力来源，其设备机房通风的好坏直接决定了电气设备的运行状况，只有良好的通风才能保证设备的安全和高效，因此应引起广大设计同仁的重视。
参考文献
1. 陆耀庆，《实用供热空调设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2008.5
2. 中国建筑标准设计研究院等，全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》，中国计划出版社，2009.12
3. 任晓玲，《柴油发电机房通风排烟设计》，制冷空调，2009.3
关键词：配电室变电所柴油发电机房通风
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着近年来民用建筑的快速发展，由于经济性等诸多原因，与之相配套的电气房间一般均设置在地下，而这些房间一般散热量较大，不仅利用自然通风困难，而且即使能利用自然通風，也很难解决设备散热的问题，因此一般均采用机械通风。
下面就目前民用建筑中常见的配电室、变电室及柴油发电机房的通风及防排烟进行简单的探讨。
配电室
带有低压负荷的室内配电场所称为配电室，主要为低压用户配送电能。这类房间内主要是电缆及配电柜，一般无散发大热量的设备，因此所需通风量也较小。
工程上通常采用机械排风、机械送风或者机械排风、自然补风的通风形式即可满足要求。而且配电室一般房间面积较小，而且设置了防火门，因此可不考虑排烟设施。
通常配电室的通风换气次数按照4~5次/h即可满足要求。
变电所
变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电所由主接线、主变压器、高低压配电装置、继电保护和控制系统、所用电和直流系统、远动和通信系统、必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。
由系统组成可以看出，变电所由于设有变压器，发热量很大，为保证设备的正常运行、降低变压器损耗、提高变压器的负载能力，对室温的要求较高，一般要求变电所排风温度不宜高于45℃。因此对于变电所的通风量应进行详细计算。
2.1 变电所的通风
变压器发热量一般可以按照下式计算：
Q=(1-η1)·η2·Φ·W=0.0126W~0.0152W（公式1）
式中：Q — 变压器发热量（kW）；
η1 — 变压器的效率，一般取98%；
η2 — 变压器的负荷率，一般取70~80%；
Φ — 变压器的功率因数，一般取0.9~0.95；
W — 变压器的功率（kVA）。
由于高低压配电柜及电容柜的发热量相比变压器的发热量来说很小，计算出变压器的发热量后，变电所的通风量可按照下式确定：
L=Q/[0.337(tp-ts)] （公式2）
式中：L — 通风换气量（m3/h）；
Q — 室内显热发热量（W）；
tp — 室内排风设计温度（℃）；
ts — 送风温度（℃）。
通常变电所的建筑层高约6m，其中包括2m高的电缆夹层。以北京地区为例，夏季室外通风计算温度为30℃，根据公式1和公式2的计算结果，折合到变电所的体积换气次数，即使换气次数达到15次/h，仍无法保证变电所排风温度小于45℃。
为了改善变压器的工作环境、降低通风换气量以减少风管尺寸，避免风管过多占用变电所空间，可在变电所内设置独立的空调机组，在室外温度较高时启用。根据计算，在加设了空调后，变电所的通风量可按变电所体积计算，通常采用10~15次/h换气次数可满足要求。
需要注意的是，由于高压配电柜中电缆线材含六氟化硫（SF6），电缆夹层需采用下部排风，一般排风量为变电所排风量的1/4~1/3，风口下沿距地面高度300mm。
2.2 防排烟及气体灭火
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第9.1.3条和《高层民用建筑设计防火规范》[（GB50045-95（2005版）]（以下简称《高规》）第8.4.1条的规定，地下变电所属于可燃物较多的房间，需设排烟。
当自然排烟条件不能满足时，需采用机械排烟，排烟量按照每平米地面面积不小于60m3/h计算，折合到换气次数，约10~15次/h，与通风换气次数相同，因此可采用同一套设备及管线，排风机兼排烟风机。
根据公安部颁布的《关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知》（公消[2007]226号）的第五点，明确了《高规》中的变电所属于“特殊重要设备室”，须设气体灭火系统。
气体灭火系统包括七氟丙烷、混合气体IG541、二氧化碳、惰性气体及烟雾灭火系统，这些灭火剂喷放后很快就挥发成气态或胶态，防护区内必须封闭以达到隔绝目的，灭火后，这些灭火剂需及时排出以保证人身安全。
因此设置了气体灭火后，这些变配电室不需再设置机械排烟系统，但在火灾后需排出灭火剂等有毒气体，排风量可根据《实用供热空调设计手册》（第二版）第9.3.3节关于稀释有害物所需要的换气量G3(kg/h)的公式计算：
G3=ρM/（cy-cj） （公式3）
式中：ρ — 空气密度，kg/m3；
M — 室内有害物的散发量，mg/h；
cy — 室内空气中有害物质的最高允许浓度，mg/m3；
cj — 进入空气中有害物质的浓度，mg/m3；
根据所选的灭火剂不同，可查相关手册，确定不同气体的允许浓度后计算出稀释所需的换气量，但不应小于事故排风量的12次/h。
由上述可以看出，变电所的平时排风量、排烟量、稀释有毒气体的通风量，折合到换气次数基本相近，因此工程中可采用其中最大的风量作为设备和风管的选型依据，当所需要的风量相差较大时，可采用双速风机。
为了保证变电所的负压，送风量可取排风量的80~90%。
柴油发电机房
自备应急柴油发电机组，顾名思义，是应急电源，是为了保证一级负荷中特别重要的负荷用电，当市电中断时，为了保护生命和财产安全而设置的，因此其通风散热的好坏直接影响了机组的性能。
限于篇幅，本文对闭式水循环水冷机组和人防工程中常见的移动电站不再赘述，仅对常见的闭式水循环风冷柴油发电机组的通风进行探讨。
3.1 通风
柴油发电机组的通风主要需满足以下三方面：
通过通风带走机组发动机冷却水箱的散热量；
满足机组运行时的燃烧空气量要求；
通过通风带走机组运行时产生的辐射和对流散热。
其中，1）是通过和机组直连的排风扇带走这部分散热量的，也是机组所需风量最大的部分，2）是柴油机组自然吸气，经燃烧后由排烟管道排出的部分，3）的通风量可根据《实用供热空调设计手册》（第二版）第9.3.3节关于消除余热所需要的换气量G1(kg/h)的公式计算：
G1=3600Q/[（tp-tj）c] （公式4）
式中：Q — 余热量，kW；
c — 空气的比热，1.0kJ/（kg·K）；
tp — 排出空气的温度，℃；
tj — 进入空气的温度，℃。
通常柴油发电机的余热量应由生产厂家提供，但在设计阶段时，甲方往往无法提供该数据，因此可按估算值选取，通常：
全封闭机组 — 取发电机额定功率的0.3~0.35；
半封闭机组 — 取发电机额定功率的0.50。
柴油发电机组的燃烧空气量，可按照柴油机额定功率7m3/（kW·h）计算，因此柴油发电机房的进风量应是以上三方面的和。
需要注意的是，柴油发电机房温度不应大于35℃，最大不应超过40℃，否则温度每升高5.5℃，自然吸气发动机额定功率会下降2.2%，涡轮增压发动机额定功率会下降2.5%。
在设计时，还需注意不同设备厂家的柴油机组所需的风量相差甚大，甚至超过一倍，以笔者所设计过的项目为例，柴油机组所需进风量在100~200m3/（kW·h）均有可能。
3.2 排烟
当柴油发电机房内设置了超过1台的发电机组，每台机组应设独立的排烟系统，并应对排烟管道进行保温：当机组满负荷运行时，排烟管道的温度可能达到500~600℃，因此采用合适的保温材料对排烟管道进行保温以避免可能对人员的伤害显得非常重要。
3.3 需注意的几点问题
1）柴油发电机房的贮油间应设通风，通风量应不小于每小时3次。
2）柴油发电机组作为备用电源，除定期检修，平时一般不运行，而且风量较大，因此通风系统最好单独设置。
3）柴油发电机房的进排风口最好相向布置：进风从机组散热器对面的下部进入，带走机组的散热量后排出。
4）考虑百叶的有效面积系数，通常柴油发电机组的进风百叶可按机组散热器出口面积的1.8~2.0倍选择，出风百叶可按机组散热器出口面积的1.0~1.5倍选择。
结语
电力作为建筑的动力来源，其设备机房通风的好坏直接决定了电气设备的运行状况，只有良好的通风才能保证设备的安全和高效，因此应引起广大设计同仁的重视。
参考文献
1. 陆耀庆，《实用供热空调设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2008.5
2. 中国建筑标准设计研究院等，全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》，中国计划出版社，2009.12
3. 任晓玲，《柴油发电机房通风排烟设计》，制冷空调，2009.3