選用恰當的后備電源來(lái)滿(mǎn)足緊急情況下消防負荷及其它重要負荷的供電要求，是民用建筑電氣設計中一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機組作為應急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機組時(shí)應注意哪幾方面的問(wèn)題呢？筆者認為應注意以下幾點(diǎn)。

　　1 設置原則

　　　《民用建筑電氣設計規范》JGJ／T16—92 3.1條規定：民用建筑中的消防水泵、消防電梯、防排煙設施、火災自動(dòng)報警、自動(dòng)滅火裝置、火災應急照明、電動(dòng)防火門(mén)窗、卷簾、閥門(mén)等消防用電的負荷等級，應符合國家現行《高層民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》的規定。

　　根據《高層建筑設計防火規范》GB50045（2001年版）9.1規定：一類(lèi)高層建筑應按一級負荷要求供電，二類(lèi)高層建筑應按二級負荷要求供電�！睹裼媒ㄖ�電氣設計規范》JGJ／T16—92 3.1條規定：一級負荷應由兩個(gè)電源供電，當一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應不致同時(shí)受到損壞；二級負荷條件允許時(shí)，也宜采用二路電源來(lái)供電，特別是消防用的二級負荷，更應該按兩個(gè)回路要求供電；一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設應急電源。根據這些規定，筆者總結了自備柴油發(fā)電機組的設置原則：

　�。�1）當民用建筑需按一級負荷要求供電時(shí)，若城市電網(wǎng)能提供二路獨立電源（一用一備或相互備用），則可不設柴油發(fā)電機組；但當一級負荷中有特別重要的負荷時(shí)，則一般應設柴油發(fā)電機組作為應急電源。

　�。�2）當電網(wǎng)只能提供一路電源時(shí)，為滿(mǎn)足對一、二級負荷的供電要求，一般應設置柴油發(fā)電機組，此時(shí)機組將作備用電源及應急電源使用。

　�。�3）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時(shí)不造成較大的經(jīng)濟損失，也宜設柴油發(fā)電機組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨立，有時(shí)一個(gè)電源故障或檢修時(shí)，另一電源有可能同時(shí)故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設備（如智能化設備、通訊設備等）的可靠供電，一般都設置柴油發(fā)電機組。

　　2 容量選擇

　　自備發(fā)電機組容量的選擇，目前國家尚無(wú)統一的計算公式，因此設計人員在實(shí)際工作中所采用的方法也不相同：有的簡(jiǎn)單地按電力變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設備的容量相加；有的則根據投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機組容量選擇的不準確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在事故時(shí)滿(mǎn)足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機組的容量呢？筆者經(jīng)過(guò)查閱資料和參考同行各種經(jīng)驗做法后，歸納出如下幾點(diǎn)：

　�。ㄒ唬┓桨富虺醪皆O計階段

　　自備發(fā)電機的容量按供電變壓器總容量的10％-20％計算。

　�。ǘ�）施工圖階段

　�。�1）按計算負荷選擇發(fā)電機容量我們知道，建筑物的用電負荷可分為三類(lèi)：第一類(lèi)為保安型負荷，即保證大樓內人身及設備安全和可靠運行的負荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設備、應急照明、通訊設備、重要的計算機及相關(guān)設備等；第二類(lèi)為保障型負荷，即保障大樓運行的基本設備負荷，主要是工作區照明、部分電梯、通道照明；第三類(lèi)為一般負荷，即除了上述負荷以外的其它負荷，例如：空調、水泵及其他一般照明、動(dòng)力設備。計算自備發(fā)電機組的容量時(shí)，第一類(lèi)負荷必須考慮在內，第二類(lèi)負荷則根據大樓功能及電網(wǎng)情況來(lái)定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩定，則應將第二類(lèi)負荷考慮在內，但若將第一類(lèi)、第二類(lèi)負荷簡(jiǎn)單相加來(lái)選擇發(fā)電機容量，則所選容量偏大，因為在消防狀態(tài)時(shí)，只需保證消防設備的運行，第二類(lèi)負荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí)，消防設備不使用。所以，筆者認為可以選擇兩者中較大者作為發(fā)電機組的容量。

　　設備容量統計出來(lái)后，根據實(shí)際情況選擇需要系數K_x（一般取0.85-0.95），計算出計算容量P_j=K_xP∑，自備發(fā)電機組的功率按下式計算P=kP_j／η式中：

　　P—自備發(fā)電機組的功率kw；

　　P_j—負荷設備的計算容量kw；

　　P∑—總負荷kw；

　　η—發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數一般取0.9，單臺取1；

　　k—可靠系數，一般取1.1。

　�。�2）按最大的單臺電動(dòng)機或成組電動(dòng)機起動(dòng)的需要，計算發(fā)電機容量P=（P∑-P_m）／η∑+ P_mKCcosψm（KW）

　　P_m—起動(dòng)容量最大的電動(dòng)機或成組電動(dòng)機的容量（kw）；

　　η∑一總負荷的計算效率，一般取0.85；

　　cosΨm —電動(dòng)機的起動(dòng)功率因數，一般取0.4；

　　K—電動(dòng)機的起動(dòng)倍數；

　　C—全壓起動(dòng)C=l.0，Y—△起動(dòng)C=0.67，自耦變壓器起動(dòng)50％抽頭C=0.25，65％抽頭C==0.42，80％抽頭C=0.64。

　�。�3）按起動(dòng)電動(dòng)機時(shí)母線(xiàn)容許電壓降計算發(fā)電機容量P=P_nKCX_d″（1／△E-1）（kw）

　　P_n一造成母線(xiàn)壓降最大的電動(dòng)機或成組起動(dòng)電動(dòng)機組的容量（kw）

　　K—電動(dòng)機的起動(dòng)電流倍數；

　　X_d″—發(fā)電機的暫態(tài)電抗，一般取0.25；

　　△E—母線(xiàn)允許的瞬時(shí)電壓降，有電梯時(shí)取0.20，無(wú)電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中，也可用系數法估算柴油發(fā)電機組的起動(dòng)能力，表1列出了不同起動(dòng)方式下所需的發(fā)電機功率為被起動(dòng)電動(dòng)機功率的最小倍數，供參考。

　　近年來(lái)，變頻起動(dòng)裝置在民用建筑中應用越來(lái)越廣泛，變頻起動(dòng)與其它起動(dòng)方式相比，起動(dòng)電流小而起動(dòng)力矩大，對電網(wǎng)無(wú)沖擊電流，引起的母線(xiàn)電壓降也很小，因此，筆者認為，當電動(dòng)機采用變頻調速起動(dòng)時(shí)，可以只考慮用計算負荷來(lái)計算發(fā)電機的容量，而不用考慮電動(dòng)機起動(dòng)的因素。

　　工程實(shí)例：筆者設計的某工程為例，該工程建筑面積10000m²，12層，為二類(lèi)高層，保安性負荷主要為消防負荷，其容量為191kw，最大一臺電動(dòng)機為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80％抽頭降壓起動(dòng)。

　�。�1）按計算負荷計算P=kP_j／η=1.1×191／1kw=210.1 kw

　�。�2）最大的單臺電動(dòng)機起動(dòng)的需要計算P=（P∑-P_m）／η∑ +P_mKCcosΨm =（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw

　�。�3）按起動(dòng)電動(dòng)機時(shí)發(fā)電機母線(xiàn)允許電壓降計算P=P_nKCX_d″（1／△E-1）

　　=37×6×0.64×0.25（1／0.20-1）

　　=142.08 kw

　　根據以上計算，應選擇≥238.0 kw的發(fā)電機組一臺，因此可選一臺250kw機組。

　　3 機組的選擇

　�。ㄒ唬┡_數的選擇當用電動(dòng)機起動(dòng)容量來(lái)選擇發(fā)電機組的容量時(shí)，發(fā)電機臺數不能多，因為臺數增加，單機容量小，有可能滿(mǎn)足不了電動(dòng)機的起動(dòng)要求。一般當容量不超過(guò)800kw時(shí)，選用單機為好，當容量在800kw以上時(shí)，宜選擇兩臺，且兩臺機組的各種物理參數應相同，便于機組并車(chē)運行。

　�。ǘ�）其它功能的選擇民用建筑備用應急發(fā)電機組宜選用高速柴油發(fā)電機組和無(wú)刷型自動(dòng)勵磁裝置。選用的機組應裝快速自動(dòng)起動(dòng)及電源自動(dòng)切換裝置，并應具有連續三次自起動(dòng)的功能。不宜采用壓縮空氣起動(dòng)，一般采用24V蓄電池組作為起動(dòng)電源。

　　4 柴油發(fā)電機房的平面布置、通風(fēng)、排煙及噪聲處理

　�。ㄒ唬�機房的平面布置選擇機房的平面位置時(shí)，應盡可能與變配電室相鄰，因為這樣便于接線(xiàn)，減少材料、電能的損耗，同時(shí)也便于管理。如果條件允許，機房最好設于首層，這樣便于通風(fēng)，散熱，排煙，但在高層建筑和大中型商業(yè)建筑中，首層通常作為商業(yè)用房，業(yè)主一般不會(huì )同意此方案，而往往把機房設于地下室，此時(shí)，在選擇機房位置方面應注意以下幾點(diǎn)：

　�。�1）機房要有一面靠外墻，這樣設備通風(fēng)、排煙比較容易處理。

　�。�2）應注意機組的吊裝，搬運和檢修方便。一般利用停車(chē)庫出入通道作為搬運通道，但若通道太小，應考慮吊裝孔的位置。

　�。�3）應避開(kāi)潮濕之處，不要設在廁所，浴室，水池等經(jīng)常積水場(chǎng)所的下面或隔壁，避免因廁所檢修或樓板滲水影響機組的運行。

　�。ǘ�）機組的通風(fēng)散熱柴油機，發(fā)電機及排煙管在運行時(shí)均散發(fā)熱量，使機房溫度升高，溫度升高到一定程度將會(huì )影響發(fā)電機的出力，因此，必須采取措施來(lái)保證機組的冷卻。在有足夠的進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)通道的情況下，一般采用閉式水循環(huán)及風(fēng)冷的整體式機組，否則可將排風(fēng)機，散熱管與機組主體分開(kāi)，單獨放在室外，用水管將室外散熱管與柴油主機連接。

　�。ㄈ�）排煙在設計排煙管系統時(shí)，應注意如下幾點(diǎn)：

　�。�1）使排煙系統盡量減少背壓，因為廢氣阻力的增加將導致柴油機出力的下降及溫升的增加。因此排煙管設計得越短越直越好。

　�。�2）排煙管宜進(jìn)行保溫處理，以減少燙傷和減少熱輻射使機房溫度升高。

　�。�3）應設消聲器，以減少噪音。

　�。ㄋ模┰肼暤奶幚硪话忝裼媒ㄖ�中所選機組為高速機組，噪聲比較大，為達到環(huán)保要求，機房?jì)葢�設置吸聲材料和采取消聲措施。

　　由于各個(gè)工程的實(shí)際情況千差萬(wàn)別，因此在選用應急柴油發(fā)電機組時(shí)，除應滿(mǎn)足規范要求外，還應根據實(shí)際情況來(lái)設置，才能達到令人滿(mǎn)意的效果。

　　作者：林 鋒