【發電機設計】發電機容量計算之火災和非火災情況（FS & Non FS Generator Sizing）

應急柴油發電機是楼宇中重要的應急電源装置，在市電失去時，對保證人身的安全起著至關重要的作用。

在香港，由於消防處（FSD）的要求，絕大部分的發電機是必須區分消防發電機（FS Genset）以及非消防發電機（Non-FS Genset）。顧名思義，消防發電機主要提供消防負載的供電，非消防發電機主要提供其他非消防的緊急負載的用電，例如：UPS電源、給排水泵，非消防升降機，以及業主要求需要緊急電源的設備，如製冷機組、冷卻塔、冷卻水泵和製冷風機的緊急用電、ELV/ICT設備、電訊/IT/安保設備的緊急用電等等。對於一些特別的場所，例如醫院、實驗室、數據中心等等也都需要非消防發電機提供後備電源。

那麽，消防發電機一般提供以下消防負載的用電：

• 消防緊急照明（分爲長明式（Maintained Type）和非長明式（Non-Maintained Type），在香港私人發展項目裏精裝區一般都會用Maintained Type，混在普通的精裝照明中不影響美觀，Non-Maintained Type很少見）
• 消防電梯（Fireman’s Lift）
• 消防泵（包括FS Pumps, FS Jockey Pumps, Sprinkler Pumps, Sprinkler Jockey Pumps, Sprinkler Transfer Pumps）
• 消防控制中心的消防控制裝置（FS control panel，AFA panel等等）
• 其他消防設備，例如：防火捲閘（Roller Shutter）、防排烟風機（Smoke Extraction Fan）、電動防火閥（Motorised Fire Damper）、樓梯加壓風機（Staircase Pressurization System）等。

消防處（FSD）守則裏面提供的列表更加詳細，當然，每單項目不同。但毋庸置疑，所有消防設備必須提供消防發電機後備之緊急電源。

關於發電機容量的計算，不再做過多的贅述。可參考一下這一篇，講的很全面：

柴油發電機組設計相關技術問題的論文

今天我們重點討論一下在火災和非火災情況下，發電機的啓動和運行狀態。那麽在容量計算時，區分火災和非火災情況也是非常重要的。

如何考慮火災和非火災兩種情況？

無論有無發生火災，發電機只有在緊急用電回路失去市電時才會啓動。也就是説即使發生火災，但市電仍然存在時，消防負載仍由正常市電供電。除非火災導致了斷電，市電中斷，這種情況下發電機才會啓動。

我們來看看香港和内地在發電機設計上的不同吧。以下列擧了三個大類，每個大類裏面詳細列舉了四種情況，分別對應有無市電和有無火災。發電機運行的和火災的關係羅列如下表（大圖請點擊連接：Link）：

A. 香港項目 – 若消防負載與非消防負載共用一台發電機（Combined Genset）

B. 香港項目 – 若分開消防發電機與非消防發電機（Separate FS Genset & Non-FS Genset）

C. 內地項目 – 一般為消防負荷與非消防負荷共用一台發電機（Combined Genset）。

然而，這裏要注意的是，内地的設計跟香港有所不同。内地的設計中，當火災發生時，消防强切模塊會切斷所在防火分區的非消防設備，達到火災情況下保證火場不會因為電線燃燒造成再次爆燃。消防強切模塊的工作原理其實很簡單，模塊內裝有一個小型繼電器，當模塊動作時繼電器吸合消防強電配電箱跳閘，達到斷電狀態。

香港的樓宇電氣設計中一般沒有消防强切的概念。但有只有一種特殊情況會要求“强切”，就是非消防負載接入消防發電機，根據消防處（FSD）的要求，當油缸不足時必須强制切斷非消防負載以保證消防負載有足夠的油量。香港雖然都有防火分區的劃分，但是一般不會因爲火災就切斷正常回路的用電。好處就是火災時候依然正常供電，但潛在的風險就是如上一段所講，電線燃燒造成再次爆燃。另外一個風險就是，當自動花灑系統和消防龍頭工作時，大量的水亦有可能導致觸電風險。

因此，在計算發電機容量時，由於香港不存在消防强切，所以無論是火災還是非火災的情況下，發電機的容量計算是一致的。而對於内地項目，由於火災時會進行消防强切，但由於强切的負載有可能是發電機的後備負載（即使是非消防負載，也有可能有發電機後備），而且由於内地一般不區分消防/非消防發電機，所以火災時的負載和非火災時的負載不同。

所以我們總結如下，對於香港項目，發電機已經區分消防和非消防發電機，由於沒有消防强切等功能，所以每台發電機容量計算時都不再需要區分火災和非火災的情況。

而對於内地項目，由於在火災和非火災情況下，發電機的負載情況是又分別的，而且由於防火分區的關係，某些特定的消防設備只在部分防火分區工作，一般是相互靠近或者上下靠近的幾個防火分區。因此，要根據不同的情況比較出來最壞的結果來進行發電機容量的計算。

下一章，我們重點討論一下發電機負載分級啓動對容量計算的影響。