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摘 要：着重分析民用建筑电气设计中关于自备应急柴油发电机组的应用场所及选型要求、消防电源的热备用供电、柴油发电机房气体灭火设计与供配电要求之间矛盾的几点现实分析等问题，并提出相关的建议和解决办法。
关键词：自备柴油发电机应用场所选型热备用气体灭火矛盾
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的快速发展和人们生活水平的逐年提高，建筑物的高度不断增高、规模不断加大、使用性质越来越复杂，对用电可靠性的要求也越来越高。由于地区大电网在某一电压等级的主干网上部是并网的，由此电网的各种故障，就可能引起用户全部电源进线同时失去电源，导致停电事故的发生。所以，“应急”电源就必须采用与电网在电气上完全独立的电源，如柴油发电机、UPS/EPS蓄电池等。在此，对与柴油发电机相关的几个选择和使用方面的实际问题进行分析，希望大家共同进行进一步的探讨。
1 自备应急柴油发电机组的应用场所及选型要求
《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16－2008）中，自备应急柴油发电机组的设置应该符合下列两种情况之一的规定： 1) 用电负荷为一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或技术经济不合理时；2) 为保证一级负荷中特别重要的负荷用电时。应急发电机组作为应急电源适用于允许中断供电时间为15～30s的场所。对于笔者所在的城市而言，市区10kV城网供电主要为单环环网供电，对于一般用电负荷为一级负荷的用户，采用第一种方案来自两个不同发电厂的电源无法实现；而第二种方案采用来自两个区域变电站（电压在35kV及35kV以上）的电源就涉及到第二电源的经济技术可行性，一般情况下由用户业主解决的话，费用在千万元级别，可实施性不大，除非用户的用电负荷中有一级负荷中特别重要的负荷用电时，政府部门出面协调，才有可能解决；因此绝大多数的一级负荷供电均采用第三种方案，亦即两个电源其中一个电源来自一个区域变电站，另一个设置自备发电机组。具体见下图：
柴油发电机组的选择在施工图设计阶段应符合下列规定：根据消防负荷、一级负荷以及部分重要二级负荷的容量，按规范列明的三种方法计算的最大容量来确定（根据稳定负荷计算、 根据最大功率的单台电动机或成组电动机启动的需要计算、根据启动电动机时发电机母线允许电压降来计算）。设计时一般采用第一种方法计算，采用第二、三种方法进行校核。稳定计算负荷包括消防负荷和重要的非消防保障负荷两部分。但是《民规》条文及条文解释对稳定负荷的计算及说明没有做出明确而清晰的分类说明，导致设计人员的不同理解而产生出千差万别的计算结果。因此应急发电机的负荷计算和选型必须根据经济、技术条件和供电情况来确定的供电系统方案协调一致。
实际工程设计时，重要的非消防负荷的容量是根据建筑物的高度和使用类型计算的，消防负荷如何正确计算才是争议最大的焦点。民用建筑多是由地下室、裙房及若干个塔楼（群、区）组成，建筑物包含了地上及地下多个防火分区。主体建筑物的建筑分类决定了建筑物的等级及相关配电的负荷等级及消防设计保护对象的分类。对如何进行消防负荷计算，笔者经常遇到的有两种不同的意见如下：1) 将所有消防用电设备同时计入；2) 以同时投入运行的消防负荷为准。前一种容易理解，后一种意见的争论较大，衍生出几种不同的计算方法，其中比较有代表性的如下：a) 将消防泵房、消防控制室等作为基本固定负荷计入，防排烟风机负荷只考虑两个最大防火分区的消防风机负荷总和，而对于应急照明、消防电梯等消防负荷计入，视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定；b) 参考《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）的规定：“城市、居住区的室外消防用水量应按同一时间内的火灾次數和一次灭火用水量确定。”设定一定规模的建筑物只考虑同时只有一处着火点，考虑着火点所在防火分区同时需要投入运行的消防负荷之和作为消防计算负荷值；c) 参考《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-98）中关于“有关部位”而引申出来的着火的防火分区和相邻的防火分区、着火层及上、下层，考虑着火点相关联区域同时投入运行的消防负荷之和作为消防计算负荷值。笔者认为，以同时投入运行的消防负荷为准的计算结果迎合了建设方业主对经济性的考量而错误地曲解了规范的原意，规范规定适用范围的不精确性导致了不同立场的各方对规范的理解有了不同的推演。消防设备的计算负荷与确定发电机容量并不是简单的因与果的线性关系。消防设备的负荷计算与应急发电机的负荷计算应严格按《民规》的各种适用条件及应用场所进行。应急发电机的容量及台数应与高低压供电系统方案相配合（应急发电机房与变配电房合理分区设置），实行集中或分区供电。做到这一点，我们就能清晰地反映出建筑物用电负荷的特性，又能根据建筑物的功能和需求，合理的选择发电机的容量及台数，并对发电机进行检修维护、科学管理，使之真正的担负起“应急”的职能。
2消防电源的热备用供电
对于消防负荷，双电源供电宜采用热备用，以保证供电的可靠性。在低压配电房0.4kV低压配电系统中设置柴油发电机应急母线段。消防负荷的双电源线路的主电源引自市电母线段，备用电源引自发电机应急母线段。市电与发电机采用电气及机械联锁，电源由双电源转换开关的负载侧中间出线点引出至发电机应急母线段。正常情况下联络主开关4QF闭合,5QF断开；而当正常电源断电时，4QF断开，5QF闭合,柴油发电机在30秒内自动切换启动投入运行。两根供电电缆同时带电，由末端双电源开关来实现供电的切换控制。具体见下图：
3柴油发电机房气体灭火设计与供配电要求之间矛盾的几点现实分析
根据《高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年）版》的要求，自备柴油发电机房应设专用自动灭火系统。我们在设计自备柴油发电机房的气体灭火系统时，必须全面考虑发生火灾的地点及相关配电系统的实时供电状况。笔者就此列出几种设想的状态提出设置地面进风口的地下室自备柴油发电机房相应要考虑的问题：
市电未停电、机房外未发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电供电，发电机并未启动，但自备柴油发电机可能因为自带油箱或储油间内的燃油以及其它原因发生的火灾。气体灭火系统接到两个独立的火灾感烟探测器和感温探测器的报警信号后，启动相应的声光报警信号，延时喷射气体灭火。灭火后，防护区应在人工控制下启动通风换气设备排出气体换气。
市电未停电、机房外有地方发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电未停电，发电机不工作，消防设备的工作电源由市电提供，机房内的气体灭火按正常流程实施；
市电停电、机房外未发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电停电，发电机启动工作，此时发电机产生的电源主要供重要负荷供电，以及消防负荷提供备用电源。此时就有几个在规范中未明确的问题出现：a) 机房发生火灾时柴油发电机是否继续工作？ b)气体喷射时防护区密闭环境是否需要实现？
市电停电、机房外有地方发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电停电，发电机启动工作，此时发电机产生的电源主要供重要负荷供电，以及必须给消防负荷提供电源。此时也同样存在以上第3）种情况下出现的两个问题。
综合以上四种状态，自备柴油发电机房气体灭火的设计必须让自备柴油发电机必须保持正常工作，最优先考虑的应该是供电的可靠性，即使灭火不彻底或难以实现，也要实现火灾时供电的连续。这种要求可类比于《民规》关于2类配合，即故障时仍然坚持工作，即使牺牲经济性也要保证消防灭火等更重要的任务完成。
参考文献
[1] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
[2] 《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045 － 95（2005 年版）
[3] 《建筑设计防火规范》GB 50016-2006
[4] 《火灾自动报警系统规范》GB 50116-98
关键词：自备柴油发电机应用场所选型热备用气体灭火矛盾
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的快速发展和人们生活水平的逐年提高，建筑物的高度不断增高、规模不断加大、使用性质越来越复杂，对用电可靠性的要求也越来越高。由于地区大电网在某一电压等级的主干网上部是并网的，由此电网的各种故障，就可能引起用户全部电源进线同时失去电源，导致停电事故的发生。所以，“应急”电源就必须采用与电网在电气上完全独立的电源，如柴油发电机、UPS/EPS蓄电池等。在此，对与柴油发电机相关的几个选择和使用方面的实际问题进行分析，希望大家共同进行进一步的探讨。
1 自备应急柴油发电机组的应用场所及选型要求
《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16－2008）中，自备应急柴油发电机组的设置应该符合下列两种情况之一的规定： 1) 用电负荷为一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或技术经济不合理时；2) 为保证一级负荷中特别重要的负荷用电时。应急发电机组作为应急电源适用于允许中断供电时间为15～30s的场所。对于笔者所在的城市而言，市区10kV城网供电主要为单环环网供电，对于一般用电负荷为一级负荷的用户，采用第一种方案来自两个不同发电厂的电源无法实现；而第二种方案采用来自两个区域变电站（电压在35kV及35kV以上）的电源就涉及到第二电源的经济技术可行性，一般情况下由用户业主解决的话，费用在千万元级别，可实施性不大，除非用户的用电负荷中有一级负荷中特别重要的负荷用电时，政府部门出面协调，才有可能解决；因此绝大多数的一级负荷供电均采用第三种方案，亦即两个电源其中一个电源来自一个区域变电站，另一个设置自备发电机组。具体见下图：
柴油发电机组的选择在施工图设计阶段应符合下列规定：根据消防负荷、一级负荷以及部分重要二级负荷的容量，按规范列明的三种方法计算的最大容量来确定（根据稳定负荷计算、 根据最大功率的单台电动机或成组电动机启动的需要计算、根据启动电动机时发电机母线允许电压降来计算）。设计时一般采用第一种方法计算，采用第二、三种方法进行校核。稳定计算负荷包括消防负荷和重要的非消防保障负荷两部分。但是《民规》条文及条文解释对稳定负荷的计算及说明没有做出明确而清晰的分类说明，导致设计人员的不同理解而产生出千差万别的计算结果。因此应急发电机的负荷计算和选型必须根据经济、技术条件和供电情况来确定的供电系统方案协调一致。
实际工程设计时，重要的非消防负荷的容量是根据建筑物的高度和使用类型计算的，消防负荷如何正确计算才是争议最大的焦点。民用建筑多是由地下室、裙房及若干个塔楼（群、区）组成，建筑物包含了地上及地下多个防火分区。主体建筑物的建筑分类决定了建筑物的等级及相关配电的负荷等级及消防设计保护对象的分类。对如何进行消防负荷计算，笔者经常遇到的有两种不同的意见如下：1) 将所有消防用电设备同时计入；2) 以同时投入运行的消防负荷为准。前一种容易理解，后一种意见的争论较大，衍生出几种不同的计算方法，其中比较有代表性的如下：a) 将消防泵房、消防控制室等作为基本固定负荷计入，防排烟风机负荷只考虑两个最大防火分区的消防风机负荷总和，而对于应急照明、消防电梯等消防负荷计入，视其在某防火分区火灾时投入服务的负荷大小而定；b) 参考《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）的规定：“城市、居住区的室外消防用水量应按同一时间内的火灾次數和一次灭火用水量确定。”设定一定规模的建筑物只考虑同时只有一处着火点，考虑着火点所在防火分区同时需要投入运行的消防负荷之和作为消防计算负荷值；c) 参考《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-98）中关于“有关部位”而引申出来的着火的防火分区和相邻的防火分区、着火层及上、下层，考虑着火点相关联区域同时投入运行的消防负荷之和作为消防计算负荷值。笔者认为，以同时投入运行的消防负荷为准的计算结果迎合了建设方业主对经济性的考量而错误地曲解了规范的原意，规范规定适用范围的不精确性导致了不同立场的各方对规范的理解有了不同的推演。消防设备的计算负荷与确定发电机容量并不是简单的因与果的线性关系。消防设备的负荷计算与应急发电机的负荷计算应严格按《民规》的各种适用条件及应用场所进行。应急发电机的容量及台数应与高低压供电系统方案相配合（应急发电机房与变配电房合理分区设置），实行集中或分区供电。做到这一点，我们就能清晰地反映出建筑物用电负荷的特性，又能根据建筑物的功能和需求，合理的选择发电机的容量及台数，并对发电机进行检修维护、科学管理，使之真正的担负起“应急”的职能。
2消防电源的热备用供电
对于消防负荷，双电源供电宜采用热备用，以保证供电的可靠性。在低压配电房0.4kV低压配电系统中设置柴油发电机应急母线段。消防负荷的双电源线路的主电源引自市电母线段，备用电源引自发电机应急母线段。市电与发电机采用电气及机械联锁，电源由双电源转换开关的负载侧中间出线点引出至发电机应急母线段。正常情况下联络主开关4QF闭合,5QF断开；而当正常电源断电时，4QF断开，5QF闭合,柴油发电机在30秒内自动切换启动投入运行。两根供电电缆同时带电，由末端双电源开关来实现供电的切换控制。具体见下图：
3柴油发电机房气体灭火设计与供配电要求之间矛盾的几点现实分析
根据《高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年）版》的要求，自备柴油发电机房应设专用自动灭火系统。我们在设计自备柴油发电机房的气体灭火系统时，必须全面考虑发生火灾的地点及相关配电系统的实时供电状况。笔者就此列出几种设想的状态提出设置地面进风口的地下室自备柴油发电机房相应要考虑的问题：
市电未停电、机房外未发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电供电，发电机并未启动，但自备柴油发电机可能因为自带油箱或储油间内的燃油以及其它原因发生的火灾。气体灭火系统接到两个独立的火灾感烟探测器和感温探测器的报警信号后，启动相应的声光报警信号，延时喷射气体灭火。灭火后，防护区应在人工控制下启动通风换气设备排出气体换气。
市电未停电、机房外有地方发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电未停电，发电机不工作，消防设备的工作电源由市电提供，机房内的气体灭火按正常流程实施；
市电停电、机房外未发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电停电，发电机启动工作，此时发电机产生的电源主要供重要负荷供电，以及消防负荷提供备用电源。此时就有几个在规范中未明确的问题出现：a) 机房发生火灾时柴油发电机是否继续工作？ b)气体喷射时防护区密闭环境是否需要实现？
市电停电、机房外有地方发生火灾时，自备柴油发电机房发生火灾
这种状态下，市电停电，发电机启动工作，此时发电机产生的电源主要供重要负荷供电，以及必须给消防负荷提供电源。此时也同样存在以上第3）种情况下出现的两个问题。
综合以上四种状态，自备柴油发电机房气体灭火的设计必须让自备柴油发电机必须保持正常工作，最优先考虑的应该是供电的可靠性，即使灭火不彻底或难以实现，也要实现火灾时供电的连续。这种要求可类比于《民规》关于2类配合，即故障时仍然坚持工作，即使牺牲经济性也要保证消防灭火等更重要的任务完成。
参考文献
[1] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
[2] 《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045 － 95（2005 年版）
[3] 《建筑设计防火规范》GB 50016-2006
[4] 《火灾自动报警系统规范》GB 50116-98