電氣機(jī)房的選位設(shè)置是電氣專業(yè)設(shè)計(jì)與其他專業(yè)配合的重要內(nèi)容。幾本與民用建筑變電所、柴油機(jī)房、配電豎井等機(jī)房設(shè)置相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)近期先后實(shí)施,對(duì)機(jī)房的位置、出口、通道等提出了一些新的規(guī)定。筆者正好參與了這些標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)篇章的編制和審查,下面筆者就標(biāo)準(zhǔn)中電氣機(jī)房設(shè)置的相關(guān)問題作個(gè)說(shuō)明,供廣大設(shè)計(jì)人員理解標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容參考。不當(dāng)之處,歡迎批評(píng)指正。
民用建筑變電所設(shè)置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的變化
2019年10月1日已實(shí)施的《民統(tǒng)標(biāo)》,是原GB 50352 - 2005《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(已作廢)的修編版,該規(guī)范是民用建筑設(shè)計(jì)院建筑專業(yè)一本基礎(chǔ)規(guī)范,規(guī)范中有各專業(yè)對(duì)建筑專業(yè)提出的技術(shù)要求,其中電氣專業(yè)對(duì)建筑專業(yè)提出了電氣機(jī)房設(shè)置的要求,以下是與原標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比。
對(duì)《民統(tǒng)標(biāo)》第8. 3. 1條第1款第5)項(xiàng)的說(shuō)明及設(shè)計(jì)建議
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.1條第1款第5)項(xiàng) “變壓器室、高壓配電室、電容器室,不應(yīng)在教室、居室的直接上、下層及貼鄰處設(shè)置;當(dāng)變電所的直接上、下層及貼鄰處設(shè)置病房、客房、辦公室、智能化系統(tǒng)機(jī)房時(shí),應(yīng)采取屏蔽、降噪等措施。”
本條增加了變電所不應(yīng)在教室、居室的直接上、下層及貼鄰處設(shè)置,并增加了當(dāng)變電所避不開與病房、客房、辦公室、智能化系統(tǒng)機(jī)房相鄰設(shè)置時(shí),提出采取屏蔽、降噪等措施的要求。增加這一條,主要是考慮到變電所有電磁輻射及振動(dòng),相鄰時(shí)可能對(duì)人員(尤其是未成年學(xué)生、居民等)及智能化設(shè)備造成影響。
在執(zhí)行此條規(guī)范時(shí),可能會(huì)遇到因建筑布局等原因,變電所在位置上難以避免與教室、居室等相鄰的情況。建議可以采用設(shè)置夾層或隔墻(必要時(shí)增加屏蔽措施)等方式與上述房間隔開。夾層高度及隔墻間距由設(shè)計(jì)確定,不宜小于0.8 m。應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)提到的是變電所的變壓器室、高壓配電室、電容器室,主要是因?yàn)檫@部分電氣設(shè)備噪音、輻射值較高,而對(duì)低壓配電室(包括二級(jí)配電的低壓配電間、配電豎井等)的設(shè)置,則不受上述條款限制。
另外,《住電規(guī)》第4.2.2條 “當(dāng)變電所設(shè)在住宅建筑內(nèi)時(shí),變電所不應(yīng)設(shè)在住戶的正上方、正下方、貼鄰和 ……” 也有對(duì)住宅內(nèi)變電所設(shè)置位置提出的要求!蹲‰娨(guī)》第4.2.3條對(duì)設(shè)在住宅建筑室外的變電所(包括獨(dú)立式變電所和預(yù)裝式變電站)提出了與住宅建筑外墻間距“應(yīng)滿足防火、防噪音、防電磁輻射”的要求,條文說(shuō)明里還提出不宜小于20 m的建議間距值,此條在實(shí)施過(guò)程中引起一些爭(zhēng)議。實(shí)際上變電所的電磁輻射主要是50 Hz工頻輻射,有專家對(duì)10 / 0.4 kV變電所和110 kV變電站周邊的電磁環(huán)境作了檢測(cè),電磁輻射值遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8702 - 2014《電磁環(huán)境控制限值》提出的公眾曝露的磁感應(yīng)強(qiáng)度限值為100 μT,電場(chǎng)強(qiáng)度限值為4 kV / m),見表1、表2。表中的檢測(cè)數(shù)值還是距變電所一定距離的室外空間數(shù)值,如測(cè)量同樣間距的有外墻、隔墻的室內(nèi)空間,數(shù)值還會(huì)更低,處于正常電磁環(huán)境水平。正在修訂的《住電規(guī)》(報(bào)批稿)條文說(shuō)明中已取消了室外變電所距住宅建筑外墻不宜小于20 m間距的建議,提出“防火間距應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016 - 2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2018年版)》(以下簡(jiǎn)稱《建規(guī)》)的規(guī)定,住宅戶內(nèi)的電磁環(huán)境限值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8702 - 2014《電磁環(huán)境控制限值》公共場(chǎng)所電磁環(huán)境控制限值的規(guī)定;變電所的噪音環(huán)境限值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3096 - 2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定”的要求。
對(duì)變配電設(shè)施電磁輻射問題,GB 8702 - 2014《電磁環(huán)境控制限值》第5節(jié)“豁免范圍”對(duì)100 kV以下電壓等級(jí)的交流輸變電設(shè)施(設(shè)備),從電磁環(huán)境保護(hù)管理角度,產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)可免于管理。因此,民用建筑變電所設(shè)置位置基本上不需考慮電磁輻射問題(對(duì)中小學(xué)、幼兒園等涉及未成年人的建筑應(yīng)嚴(yán)格些,變電所不要與相關(guān)場(chǎng)所相鄰),室外變電站距建筑外墻間距滿足防火要求即可,變電所注意應(yīng)避開住戶(或用戶)主要窗戶位置,以避免噪音等的影響。
對(duì)住宅小區(qū)變壓器擾民問題有兩種情況,一種情況是變壓器的電磁噪聲、機(jī)械噪聲等,變壓器安裝在戶外時(shí),通過(guò)空氣傳聲影響到距離較近的房間,對(duì)設(shè)有房間的獨(dú)立式變電站,隔音效果一般都比較好,還可采用墻面鋪設(shè)隔音吸音材料、地面鋪設(shè)隔音減振材料、隔音門窗、通風(fēng)消音等設(shè)備處理,解決直接噪音問題;對(duì)預(yù)裝式變電站,變壓器設(shè)在金屬箱殼內(nèi),同樣可采用箱內(nèi)設(shè)吸聲材料、減振等方式降低噪音至限值以下。另一種情況是變壓器安裝在建筑物內(nèi),其振動(dòng)通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)傳播,傳到鄰近房間產(chǎn)生二次噪音,該噪聲為低頻噪聲,噪聲值不大,一般為40 dB左右,但傳遞距離較遠(yuǎn),衰減小。這種噪音類型采用一般隔音吸音措施效果有限,主要解決振動(dòng)問題,可根據(jù)設(shè)備情況設(shè)計(jì)制作的減振器,減振效率很高,可解決變壓器低頻噪聲問題。表3為GB 50118 - 2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)住宅臥室、起居室內(nèi)的允許噪音的限值;GB 3096 - 2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》第5.1條規(guī)定的環(huán)境噪聲等效聲級(jí)限值,住宅區(qū)白天小于55 dB,夜間小于45 dB。變電所采取治理措施后,能滿足規(guī)范要求。
筆者建議對(duì)住宅建筑室外變電所與住宅建筑外墻的間距,可按《建規(guī)》滿足防火距離的要求,當(dāng)然還應(yīng)考慮變壓器噪音等問題,間距能遠(yuǎn)一些更好。
對(duì)《民統(tǒng)標(biāo)》第8. 3. 1條第3款的說(shuō)明及設(shè)計(jì)建議
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.1條第3款“變電所宜設(shè)在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)。在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置的變電所,建筑面積不大于200.0 m2時(shí)至少應(yīng)設(shè)置1個(gè)直接通向疏散走道(安全出口)或室外的疏散門;建筑面積大于等于200.0 m2時(shí)至少應(yīng)設(shè)置2個(gè)直接通向疏散走道(安全出口)或室外的疏散門 ……”
本條為新增條款,主要由《建規(guī)》第5.5.5條“……防火分區(qū)建筑面積不大于200 m2的地下或半地下設(shè)備間 …… 可設(shè)置1個(gè)安全出口或1部疏散樓梯”等與建筑面積200 m2的場(chǎng)所疏散要求的相關(guān)條款演化而來(lái),提出以變電所建筑面積200 m2為設(shè)置直接通向疏散走道(安全出口)疏散門數(shù)量的界限。本條對(duì)變電所位置及通道的選擇影響較大,很多項(xiàng)目在規(guī)范實(shí)施后,變電所修改位置或增加疏散走道。實(shí)際上,變電所為非人員密集場(chǎng)所,按200 m2要求設(shè)置變電所疏散出口,主要是考慮變電所為電氣火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所,發(fā)生故障時(shí),利于人員盡快撤離。設(shè)在地下層的變電所,只要地下室安全疏散出口(樓梯或坡道)的距離滿足規(guī)范要求,是可以采用通向地下車庫(kù)的甲級(jí)防火門疏散出口,利用車道等兼人員疏散通道作為變電所值班人員疏散通道的。正在編制的《民統(tǒng)標(biāo)》國(guó)標(biāo)圖集示例,對(duì)變電所疏散門、疏散通道、安全出口等作了專門圖示(見圖1)。另外應(yīng)注意變電所內(nèi)部各配電單元的門套門不算安全出口。
對(duì)《民統(tǒng)標(biāo)》第8. 3. 1條第6款的說(shuō)明及設(shè)計(jì)建議
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.1條第6款“變壓器室、配電室、電容器室的出入口門應(yīng)向外開啟。同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的變電所,其內(nèi)部相通的門應(yīng)為不燃材料制作的雙向彈簧門。變壓器室、配電室、電容器室長(zhǎng)度大于7.0 m時(shí),至少應(yīng)設(shè)2個(gè)出入口門。”
本條款與GB 50053 - 2013《20 kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》是一致的,明確了變電所(同一防火分區(qū)內(nèi))內(nèi)部的門為不燃材料制作的雙向彈簧門,終止了此處門是否設(shè)置單向門或防火門的爭(zhēng)議。變壓器室、配電室、電容器室長(zhǎng)度大于7 m時(shí),至少應(yīng)設(shè)2個(gè)出入口門(見圖2),這里的出入口在變電所內(nèi)部的可以采用門套門方式設(shè)置。對(duì)《民統(tǒng)標(biāo)》第8. 3. 1條第8款的說(shuō)明及設(shè)計(jì)建議
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.1條第8款“變電所地面或門檻宜高出所在樓層地面不小于0.1 m。如果是地下層,其地面或門檻宜高出所在樓層樓地面不小于0.15 m。”
本條款為新增條款,為防止水進(jìn)入變電所,明確了變電所地面或門檻相對(duì)所在樓層需高出的最低高度。
《民標(biāo)》第4.2.2條“變電所可設(shè)置在建筑物的地下層,但不宜設(shè)置在最底層。變電所設(shè)置在建筑物地下層時(shí),應(yīng)根據(jù)環(huán)境要求降低濕度及增設(shè)機(jī)械通風(fēng)等措施。當(dāng)?shù)叵轮挥?層時(shí),尚應(yīng)采取預(yù)防洪水、消防水或積水從其他渠道淹漬配變電所的措施。”各地由于氣候、區(qū)位等情況不同,對(duì)變電所設(shè)置在地下層有不同的規(guī)定,有些地區(qū)要求不能設(shè)在地下層(包括地下1層),有些地區(qū)按《民標(biāo)》要求可設(shè)在地下層,當(dāng)只有地下1層時(shí)地面需抬高,部分地區(qū)要求抬高很多(如800 mm以上等),在設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定。
民用建筑柴油機(jī)房位置設(shè)置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變化
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.3條第6款“當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下時(shí),宜貼鄰建筑外圍護(hù)墻體或頂板布置,機(jī)房的送、排風(fēng)管(井)道和排煙管(井)道應(yīng)直通室外。”
本條款為新增條款,強(qiáng)調(diào)柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下層時(shí),宜貼鄰建筑外圍護(hù)墻體或頂板布置,以利于進(jìn)排風(fēng)和排煙。《建規(guī)》發(fā)布后,其第5.4.13條第2款柴油發(fā)電機(jī)房“不應(yīng)布置在人員密集場(chǎng)所的上一層、下一層或貼鄰。”這對(duì)民用建筑內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)房位置的選擇限制很大,再加上此新增條款,民用建筑內(nèi)設(shè)柴油機(jī)房的選址難度又有增加!睹窠y(tǒng)標(biāo)》條文增加可貼鄰頂板布置,也是針對(duì)大面積地下層,柴油機(jī)房可設(shè)在頂板上無(wú)建筑物的位置,避開人員密集場(chǎng)所,可在頂板上設(shè)置進(jìn)排風(fēng)口。
《民統(tǒng)標(biāo)》第8.3.3條第1款“柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)置應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第8.3.1條的規(guī)定”和第3款“當(dāng)發(fā)電機(jī)間、控制及配電室長(zhǎng)度大于7.0 m時(shí),至少應(yīng)設(shè)2個(gè)出入口門”此2款也是新增條款,對(duì)柴油發(fā)電機(jī)房疏散出口的設(shè)置提出了新的要求。圖3示例的是柴油機(jī)房和控制室長(zhǎng)度大于7 m,設(shè)置2個(gè)出口,其中1個(gè)屬于門套門(控制室的門),作為相互的1個(gè)出口。另外注意圖示控制室的疏散出口,維護(hù)人員是可以利用車庫(kù)人員疏散通道疏散的,同樣適用于柴油機(jī)房出口的設(shè)置。
儲(chǔ)油間的設(shè)置也是一個(gè)令設(shè)計(jì)人員糾結(jié)的問題。1 m3的油箱一般只能供主用功率1 200 kW柴油機(jī)3 h的油量,對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有多臺(tái)機(jī)組、較大機(jī)組或要求較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的機(jī)組,存在油量不足的情況。《建規(guī)》規(guī)范組明確回復(fù)過(guò)柴油機(jī)房?jī)?chǔ)油間設(shè)置的問題,規(guī)范要求總儲(chǔ)油量不大于1 m3為單個(gè)儲(chǔ)油間的油量,對(duì)建筑內(nèi)設(shè)置的儲(chǔ)油間數(shù)量沒作規(guī)定,建議1個(gè)柴油機(jī)房?jī)?nèi)不超過(guò)2個(gè)。
結(jié)語(yǔ)
隨著民用建筑對(duì)安全等提出更高的要求,變電所、柴油機(jī)房的設(shè)置要求也在提高,對(duì)設(shè)計(jì)人員在機(jī)房位置和布置的選擇上也帶來(lái)了一些難度,如何協(xié)調(diào)好建筑專業(yè)及其它專業(yè)在機(jī)房設(shè)置的關(guān)系尤為重要。本文通過(guò)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)條款的梳理,提出一些設(shè)計(jì)建議,希望能對(duì)設(shè)計(jì)院電氣設(shè)計(jì)人員有所幫助,也希望各位同仁提出寶貴意見,以便標(biāo)準(zhǔn)在以后的修編中得以改進(jìn),使電氣機(jī)房設(shè)置更安全、合理。