防空地下室固定电站通风系统设计

房艳兵

(安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

习近平总书记在第七次全国人民防空会议上指出,人民防空是国之大事,是国家战略,是长期战略。随着建筑行业的高速发展,人民防空地下室的面积占新建建筑的面积比例也越来越重,在新建建筑中设置人防固定电站的频率也越来越大。本文针对二等人员掩蔽工程内的固定电站的通风设计进行阐述。

1 工程概况

本工程位于安徽省六安市。地下车库总建筑面积59 747.5 m2,地下一层,层高3.7 m。本工程为甲类人防地下室,人防实际建筑面积为24 713 m2,总掩蔽人数14 500人。设有13个防护单元,1个固定电站。战时为二等人员掩蔽所,平时为小汽车停车库,抗力等级均为核6级常6级,防化等级丙级。

固定电站设有两台柴油发电机,柴油机发电总额定功率360 kW。该固定电站与二等人员掩蔽所结合设置,控制室所需新风由防空地下室主体新风系统供给。柴油发电机房设置独立的进、排风系统。

2 通风量计算

2.1 设计参数

安徽省六安市位于夏热冬冷地区,其夏季通风室外计算温度为31.4℃,夏季通风室外计算相对湿度为68%,冬季通风室外计算温度为2.6℃[1]。

固定电站内的空气温度要求[2]:人员直接操作时温度不应超过35℃,人员隔离操作时温度不应超过40℃。电站控制室内的空气温度不大于30℃,相对湿度不大于75%。

2.2 固定电站内的余热量计算

固定电站内的余热量包括柴油机、发电机和排烟管道的散热量[2]。

(1)柴油机的散热量按下式计算:

式中:Q1为柴油机散热量,kW;η1为柴油机工作时散向周围空气的热量比例,取4%;q为柴油机燃料热值,取41 870 kJ/kg;Ne为柴油机额定功率,取每台202 kW;B为柴油机的耗油率, 取0.23 kg/(kW·h)。计算得柴油机的散热量Q1=43.2 kW。

(2)发电机的散热量按下式计算:

式中:Q2为发电机散热量,kW;P为发电机额定输出功率,kW;η2为发电效率,取91%。计算得发电机的散热量Q2=35.6 kW。

(3) 柴油发电机排烟管的散热量:

柴油机排烟温度高,机房内的排烟管必须保温隔热。排烟管的散热量按下式计算:

Q3=0.001Lqe

式中:Q3为排烟管散热量,kW;L为排烟管在机房内长度,本工程机房内的排烟管长度为14.7 m;qe为排烟管单位长度散热量,W/m;ty为烟气计算温度,一般为350～400 ℃;tn为机房内温度,取40 ℃;λ为保温材料导热系数,取0.068 W/(m·℃);D为保温层外径,m;d为排烟管外径,m;α为放热系数,取8.141 W/(m2·℃)。计算得排烟管的散热量Q3=4.5 kW。

排烟管保温层外表面温度不应大于60 ℃,计算出qe后应对保温层表面温度进行校核计算:

式中:t2为排烟管保温层外表面温度,℃。计算得t2=59.8℃,满足要求。

因此,固定电站内的总余热量为:

Q=Q1+Q2+Q3=43.2+35.6+4.5=83.3 kW

2.3 排除机房内的余热的进风量计算

利用通风方法消除室内余热,其通风量可按下式计算[3]:

式中:Lj为消除余热进风量,m3/h;Q为机房内余热,kW;cp为空气定压比热,取1.01 kJ/(kg·℃);ρ为空气密度,取1.12 kg/m3;tn为机房内温度,取40 ℃;tw为通风室外计算温度,℃。计算得本工程消除余热的进风量为Lj=30 826 m3/h。

2.4 固定电站排风量计算

固定电站排风量Lp为机房进风量Lj与燃烧空气量Lr的差值。柴油机燃烧空气量Lr取经验数据7 m3/(kW·h)[4]。柴油电站的储油间应设排风装置,排风换气次数不应小于每小时5次,这部分排风量也应附加在总排风量上,本工程储油间计算排风量为500 m3/h。由于柴油发电机房是产生有害气体的房间,清洁通风时要求负压排风,柴油发电机房的排风量考虑10%～20%的附加系数,本工程按10%附加。

计算得固定电站总的排风量为:Lp=31 687 m3/h。

根据计算结果,进风扩散室活门、排风扩散室活门均选用两个HK1000(5)型悬板活门。本工程固定电站原理如图1所示。

图1 人防固定电站通风原理图

7 结束语

设置于防空地下室的固定电站,通风条件较差,合理的通风系统设置可以保证柴油发电机组的高效运行。本文结合实际工程,以风冷式固定电站为例阐述了电站通风系统设计计算过程,可为类似的工程提供设计参考。