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摘 要：电气建筑是石化工程设计中最常见的建筑物，如何能在满足电气设备要求的情况下，确定安全、可靠、经济合理的暖通设计方案，本文将着重分析电气建筑的暖通设计原则，设计方案以及常见的问题。
关键词：电气建筑；通风；空调；防火
引言
在石油化工工程中，常见的电气设备建筑主要有变压器室、配电室、变频器室、蓄电池室等，这些建筑物内电气设备运行的安全性，直接关系到全厂的安全生产，而电气设备安装所处环境空气的温湿度、洁净度，对其正常运行、使用寿命等至关重要。
1、变压器室
变压器室通常采用自然通风，夏季的设计排风温度不宜高于45℃，进风和排风的温差不宜大于15℃①。自然通风是最经济、最可靠、最常见的通风方式，工程实例说明，即便在炎热的非洲沙漠地区，只要合理的布置变压器室的位置，采用自然通风也是完全可行的。自然通风一般由建筑专业根据电气专业的设计要求，在建筑物底部设计进风口，高处设计排风口。变压器室的通风口应设置防止雨、雪和蛇鼠类小动物进入室内的设施。
当自然通风不能满足排热要求时，可增设机械排风。变压器室的通风系统与其他通风系统分开，多个变压器室的通风系统不应合并。实际工程中这种情况并不多见，笔者参与设计过一个华南地区某石化厂制氢站的设计，变压器室内有整流变压器1台，厂家提供的散热量约13.5kW，要求变压器室设计机械通风，而电气设计师认为散热量不大，自然通风能满足散热要求，故未要求暖通设计机械通风。当设备投用时，变压器常常因室内温度超温而停机，影响生产。厂家因变压器室未按其要求设计机械通风而推卸责任，设计人员和业主一致认为厂家提供的散热量与设备实际散热量出入较大，且工厂目前所有变压器室没有一个设计机械通风的，要求厂家更换设备，更换设备后运行正常。
2、配电室
配电室夏季室内温度不宜高于35℃，宜采用自然通风，并应设置事故排风机（注：此排风机为事故后或火灾后排风或排烟用，并非通常所说的事故通风），事故排风量应按换气次数不少于10次/h设计②，应按排除余热和事故通风较大值确定通风设备选型，事故排风机可兼作夏季或过渡季配电室通风用。当多个配电室共设一个通风系统时，应在每个房间的风风道上设置防火阀。现在设计配电室，经常不仅仅布置配电柜，有时也会有干式变压器、变频器等散热量较大的设备，从暖通专业角度来说，建议尽量把常年运行的干式变压器、变频器布置在独立房间内，那样就可以为其设置单独的通风或空调系统。对于室内布置干式变压器、变频器的配电室，宜为干式变压器、变频器设置一套独立的排风系统。通风、空调系统宜采用集中送、排（回），避免室内产生较大温差，影响设备正常工作或使用寿命。
当配电室周围环境清洁，夏季通风室外计算温度≤28℃，建议采用自然通风，机械排风。当周边环境污秽，或夏季通风室外计算温度28 3、蓄电池室
蓄电池室应根据设备形式及当地气象条件，确定通风、空调系统系统，以保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池寿命的缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半，且环境温度的提高，还会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，形成恶性循环，会加速电池寿命的缩短。所以夏季室内温度应≤30℃；冬季室温不低于15℃。
蓄电池室现在一般均采用免维护式蓄电池室，正常运行时没有有害气体排出，事故时会排出少量氢气，所以应有良好的通风，当自然通风不能满足要求时，应采用机械通风，设置换气次数不应小于3次/h的事故排风装置，事故排风机可兼作夏季通风用②。当蓄电池室采用机械通风时，室内空气不应再循环，室内应保持负压，通风机应采用直联防爆通风机。
夏季通风不能满足室内温度要求时，设置具有防爆性能的空调，应避免空调送风口直吹电池。蓄电池室严禁采用明火取暖，如设置集中供暖，应采用钢制散热器，管道应采用焊接，室内不应设置法兰、丝扣接头和阀门，供暖管道不宜穿过蓄电池室楼板。笔者参与设计西气东输项目某压气站的蓄电池室，冬季采用防爆电暖器供暖，保证房间温度。
4、变频器室
变频器在工作时产生的热量非常大，发热量的近似值=变频器容量（kW）×55（W）。环境温度对变频器寿命影响较大，一般要求-10℃～+40℃，相对湿度不超过90%（无结露现象）。一般变频器都带有冷却风扇，如果能降低变频器运行温度，就可延长变频器的使用寿命，性能也稳定。由于散热量大，如果夏季通风计算温度较高，仅采用通风消除余热需要很大的风量，风管截面很大，布置困难，笔者设计参与的项目，变频器室通常采用空调的方式来保证房间温度，并尽量采用较大的送风温差，减小循环风量，但应防止因送风温度低于室内环境露点温度产生凝露现象。
由于房间冷负荷主要来源于设备散热，在计算冬季热负荷时需考虑变频器的散热量，以确定房间冬季是需要供冷还是供热。
5、空调系统设计
对于面积较大的电气建筑，空调系统宜采用单风道低风速集中空调系统，空调机安装在空调机房内。当建筑物面积较小，没有条件设置空调机房时，空调机可布置在空调房间内，但必须采取防止冷凝水泄漏到室内、甚至滴漏到电气设备上的措施。
空调设备宜采用冷媒直接膨胀蒸发式空调机组，制冷剂应选用环保型产品，应选用专业制造、低噪音、低振动的机电仪一体化产品，能满足无人值守的全自动运行方式，满足满负荷长周期连续运行的要求。空调设备一般不考虑备用，选用设备时宜采用多台设备的方案④，当一台故障检修时，其他仍能保证满足电气设备对室内环境温度的要求。
空气调节系统应具备可靠的自动控制系统，能监测空调设备的运行状态，并与消防系统连锁。空调设备应与建筑物的火灾自动报警系统及自动灭火系统连锁，火灾发生时自动关闭防火阀并切断空调系统的电源，重要场所的空调装置运行信号及主要参数宜引入控制中心，实现远程监控。
6、防火设计
通风、空调系统的风道应按国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定设置防火阀。防火阀的易熔片或其他感温、感烟等控制设备一经作用，应能顺气流方向自行严密关闭。防火阀自动关闭同时应发出动作信号，信号传到消防控制中心；防火阀在接到消防控制中心传来的火灾信号时也应能自动关闭。通风和空调设备应与火灾自动报警系统连锁，控制系统能根据消防控制中心反馈的信号自动切断通风空调设备的电源。
通风、空调系统的风管应采用不燃烧材料制作，对接触腐蚀性气体的风管及柔性接头，可采用难燃烧材料制作⑤。通风、空调系统的保温材料、消声材料及其粘结剂等，均应采用不燃烧材料或难燃烧材料。风管穿过防火墙时，防火墙两侧各2m范围内的风管及其绝热材料应采用不燃材料，风管穿过处的空隙应用不燃烧材料封堵。
7、结语
电气建筑物暖通空调设计，应充分了解电气设备对环境的要求、設备散热量、工程项目当地气象参数，根据实际计算确定合理的设计方案。
参考文献：
①标准：中国国家标准.20kV及以下变电所设计规范GB50053. 北京：中国计划出版社，2013.
②标准：中国国家标准. 35kV-110KV变电站设计规范GB50059. 北京：中国计划出版社，2011.
③标准：中国石油化工行业标准. 石油化工采暖通风与空气调节设计规范SH/T3004. 北京：中国石化出版社，2011.
④图书专著：刘燕儒主编.炼油化工公用工程和辅助设施设计.东营：中国石油大学出版社，2010.
⑤标准：中国国家标准.建筑设计防火规范 GB50016-2014 北京：中国计划出版社，2011.
关键词：电气建筑；通风；空调；防火
引言
在石油化工工程中，常见的电气设备建筑主要有变压器室、配电室、变频器室、蓄电池室等，这些建筑物内电气设备运行的安全性，直接关系到全厂的安全生产，而电气设备安装所处环境空气的温湿度、洁净度，对其正常运行、使用寿命等至关重要。
1、变压器室
变压器室通常采用自然通风，夏季的设计排风温度不宜高于45℃，进风和排风的温差不宜大于15℃①。自然通风是最经济、最可靠、最常见的通风方式，工程实例说明，即便在炎热的非洲沙漠地区，只要合理的布置变压器室的位置，采用自然通风也是完全可行的。自然通风一般由建筑专业根据电气专业的设计要求，在建筑物底部设计进风口，高处设计排风口。变压器室的通风口应设置防止雨、雪和蛇鼠类小动物进入室内的设施。
当自然通风不能满足排热要求时，可增设机械排风。变压器室的通风系统与其他通风系统分开，多个变压器室的通风系统不应合并。实际工程中这种情况并不多见，笔者参与设计过一个华南地区某石化厂制氢站的设计，变压器室内有整流变压器1台，厂家提供的散热量约13.5kW，要求变压器室设计机械通风，而电气设计师认为散热量不大，自然通风能满足散热要求，故未要求暖通设计机械通风。当设备投用时，变压器常常因室内温度超温而停机，影响生产。厂家因变压器室未按其要求设计机械通风而推卸责任，设计人员和业主一致认为厂家提供的散热量与设备实际散热量出入较大，且工厂目前所有变压器室没有一个设计机械通风的，要求厂家更换设备，更换设备后运行正常。
2、配电室
配电室夏季室内温度不宜高于35℃，宜采用自然通风，并应设置事故排风机（注：此排风机为事故后或火灾后排风或排烟用，并非通常所说的事故通风），事故排风量应按换气次数不少于10次/h设计②，应按排除余热和事故通风较大值确定通风设备选型，事故排风机可兼作夏季或过渡季配电室通风用。当多个配电室共设一个通风系统时，应在每个房间的风风道上设置防火阀。现在设计配电室，经常不仅仅布置配电柜，有时也会有干式变压器、变频器等散热量较大的设备，从暖通专业角度来说，建议尽量把常年运行的干式变压器、变频器布置在独立房间内，那样就可以为其设置单独的通风或空调系统。对于室内布置干式变压器、变频器的配电室，宜为干式变压器、变频器设置一套独立的排风系统。通风、空调系统宜采用集中送、排（回），避免室内产生较大温差，影响设备正常工作或使用寿命。
当配电室周围环境清洁，夏季通风室外计算温度≤28℃，建议采用自然通风，机械排风。当周边环境污秽，或夏季通风室外计算温度28
蓄电池室应根据设备形式及当地气象条件，确定通风、空调系统系统，以保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池寿命的缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半，且环境温度的提高，还会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，形成恶性循环，会加速电池寿命的缩短。所以夏季室内温度应≤30℃；冬季室温不低于15℃。
蓄电池室现在一般均采用免维护式蓄电池室，正常运行时没有有害气体排出，事故时会排出少量氢气，所以应有良好的通风，当自然通风不能满足要求时，应采用机械通风，设置换气次数不应小于3次/h的事故排风装置，事故排风机可兼作夏季通风用②。当蓄电池室采用机械通风时，室内空气不应再循环，室内应保持负压，通风机应采用直联防爆通风机。
夏季通风不能满足室内温度要求时，设置具有防爆性能的空调，应避免空调送风口直吹电池。蓄电池室严禁采用明火取暖，如设置集中供暖，应采用钢制散热器，管道应采用焊接，室内不应设置法兰、丝扣接头和阀门，供暖管道不宜穿过蓄电池室楼板。笔者参与设计西气东输项目某压气站的蓄电池室，冬季采用防爆电暖器供暖，保证房间温度。
4、变频器室
变频器在工作时产生的热量非常大，发热量的近似值=变频器容量（kW）×55（W）。环境温度对变频器寿命影响较大，一般要求-10℃～+40℃，相对湿度不超过90%（无结露现象）。一般变频器都带有冷却风扇，如果能降低变频器运行温度，就可延长变频器的使用寿命，性能也稳定。由于散热量大，如果夏季通风计算温度较高，仅采用通风消除余热需要很大的风量，风管截面很大，布置困难，笔者设计参与的项目，变频器室通常采用空调的方式来保证房间温度，并尽量采用较大的送风温差，减小循环风量，但应防止因送风温度低于室内环境露点温度产生凝露现象。
由于房间冷负荷主要来源于设备散热，在计算冬季热负荷时需考虑变频器的散热量，以确定房间冬季是需要供冷还是供热。
5、空调系统设计
对于面积较大的电气建筑，空调系统宜采用单风道低风速集中空调系统，空调机安装在空调机房内。当建筑物面积较小，没有条件设置空调机房时，空调机可布置在空调房间内，但必须采取防止冷凝水泄漏到室内、甚至滴漏到电气设备上的措施。
空调设备宜采用冷媒直接膨胀蒸发式空调机组，制冷剂应选用环保型产品，应选用专业制造、低噪音、低振动的机电仪一体化产品，能满足无人值守的全自动运行方式，满足满负荷长周期连续运行的要求。空调设备一般不考虑备用，选用设备时宜采用多台设备的方案④，当一台故障检修时，其他仍能保证满足电气设备对室内环境温度的要求。
空气调节系统应具备可靠的自动控制系统，能监测空调设备的运行状态，并与消防系统连锁。空调设备应与建筑物的火灾自动报警系统及自动灭火系统连锁，火灾发生时自动关闭防火阀并切断空调系统的电源，重要场所的空调装置运行信号及主要参数宜引入控制中心，实现远程监控。
6、防火设计
通风、空调系统的风道应按国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定设置防火阀。防火阀的易熔片或其他感温、感烟等控制设备一经作用，应能顺气流方向自行严密关闭。防火阀自动关闭同时应发出动作信号，信号传到消防控制中心；防火阀在接到消防控制中心传来的火灾信号时也应能自动关闭。通风和空调设备应与火灾自动报警系统连锁，控制系统能根据消防控制中心反馈的信号自动切断通风空调设备的电源。
通风、空调系统的风管应采用不燃烧材料制作，对接触腐蚀性气体的风管及柔性接头，可采用难燃烧材料制作⑤。通风、空调系统的保温材料、消声材料及其粘结剂等，均应采用不燃烧材料或难燃烧材料。风管穿过防火墙时，防火墙两侧各2m范围内的风管及其绝热材料应采用不燃材料，风管穿过处的空隙应用不燃烧材料封堵。
7、结语
电气建筑物暖通空调设计，应充分了解电气设备对环境的要求、設备散热量、工程项目当地气象参数，根据实际计算确定合理的设计方案。
参考文献：
①标准：中国国家标准.20kV及以下变电所设计规范GB50053. 北京：中国计划出版社，2013.
②标准：中国国家标准. 35kV-110KV变电站设计规范GB50059. 北京：中国计划出版社，2011.
③标准：中国石油化工行业标准. 石油化工采暖通风与空气调节设计规范SH/T3004. 北京：中国石化出版社，2011.
④图书专著：刘燕儒主编.炼油化工公用工程和辅助设施设计.东营：中国石油大学出版社，2010.
⑤标准：中国国家标准.建筑设计防火规范 GB50016-2014 北京：中国计划出版社，2011.