【發電機設計】發電機房配置及注意事項（Generator Room Design）

發電機房的配置一般需要設計人員在設計初期對房間大小及層高進行初步的規劃。詳細設計時，需要跟建築師和結構師配合跟進房間的大小、結構的要求以及協調機電裝置空間和位置，以確保建築和結構符合發電機及其配套機電設備的安裝要求。同時，發電機所涉及到的排煙裝置和位置要滿足環保署（EPD）的發電機煙囪要求，油缸房和油管的配置要滿足消防處（FSD）的消防條例。

關於油缸房的設計可以參考這一篇文章：

【發電機設計】發電機及供油系統設計的注意事項（Generator Set & Fuel Supply System Design）

今天，我們重點介紹一下發電機房在設計時需要注意哪些問題。

發電機房的位置（Location）

地面層（Ground Floor）是發電機房較理想的位置。一般油缸房都在地面層或者較低層，這樣油管不需要很長的路徑到其他層數（FSD一般不建議油管走室内到達高層發電機房，油管安裝在室外的話，往往需要建築師找到合適的位置，不過建築師一般不願意油管走外墻，影響大樓美觀）。其次，發電機運作時會產生噪音和震動，在地面層可以減小對用戶的影響（若設置在天台，則會影響到下一層的用戶） 。

另外，對於前期安裝和後期維修來講，發電機房在地面層的話，發電機的運輸比較方便。而且考慮到層高問題，2000kVA以下的發電機一般都要考慮至少4.5米至4.8米的净高來安裝設備，2000kVA ~ 2500kVA的發電機一般都需要4.8米至5.0米净高。因此，地面層的層高一般相對較高，可滿足安裝净高要求。

香港近年來的很多項目（若不是超高層的話）也會考慮將發電機房設置在頂層的機電層。最主要的原因是近年來環保署收緊政策，一般要求發電機的排煙煙囪設置在頂層天台位置。排煙口設置在低層的話一般只有排煙口周圍的環境比較空曠沒任何阻擋這種情況下才有可能獲批。如果在港島或者九龍高樓林立的情況下，低層設置排煙口一般不會獲批。

若此時發電機房安裝在低層，煙囪必須要經過很長排煙管到達頂層才能排出，排煙效率也會大大降低，排煙管要做的非常大才能滿足發電機排煙要求。發電機如果直接設置在頂樓，則可以有效地解決這個問題。但是需要注意的是發電機的前期安裝和運輸會有一定的難度。而且後期維護方面也沒有安裝在地面層方便。

考慮到水浸問題，發電機房一般不宜設置在地下層。發電機房的位置要避免位於厠所、厨房、浴室等有水浸風險房間的下方。另外，發電機房一定要考慮到將來維修的便捷。還要留意的是，發電機房内橫梁（陣）的深度，不能影響發電機輔助設備的安裝空間。如果安裝空間不夠，也可向建築師和結構工程師建議使用“反陣”（inverted beam）來確保發電機房的净高。

另外，如果發電機房設置在頂層而低壓總掣房在低層時，那麽連接發電機配電櫃和低壓配電櫃的電纜則需要由天台降落至低壓總掣房，其長度也是不可小視的，而且儅發電機功率較大時，由於消防發電機一般使用防火電纜，電纜的數量和尺寸不僅多而且大。雖然非消防發電機可選擇使用Busbar Trunking母綫，但Busbar Trunking也會占據相當大的電掣房空間。因此預留足夠空間給上下行發電機電纜或母綫槽也是必須要考慮的。

發電機的安裝（Mounting）

發電機必須設置防震墊或彈簧（Isolator Spring），並與建築結構隔離，切勿將发電機組直接安裝在地板上。由於震動原因，发電機組與排氣管、散熱器、燃油管等應采用柔性連接（Flexible connection），切忌將剛性系統連接到发電機組上。

發電機輔助設備的安裝

- 排氣裝置（Exhaust）

排氣裝置一般包括發電機的散熱排氣裝置以及廢氣的排煙裝置。需要留意的是，切勿讓水、雪等進入排氣管道，應設置排水口以防止冷凝水。排風口（Exhaust Air Louvre）與入風口（Intake Air Louvre）應該合理設置，應避免短路（因此，排風口和入風口設置在同一面墻身上是不允許的）。另外，避免排風口緊鄰空調機房，避免排入空調系統的新風進風口。

廢氣的排煙裝置應避免氣流產生背壓。避免廢氣對空氣檢測裝置的影響。對於排氣口位置需要進一步檢查設計是否符合環保署（EPD）的要求。排煙口的位置需要呈交EPD進行審批，EPD一般會在18個工作日予以回復或批核。關於EPD對發電機烟囪的要求我們會分開另一篇文章來做具體講解。

關於發電機房的ventilation design可以參考如下的guideline：

Application & Installation Guide Engine Room Ventilation

- 冷卻（Cooling）

如果空間和通風受到限制，必須使用遠程散熱器（Remote radiator）時，要注意是否有提供柔性連接接頭，提供關閉閥門，以及檢查冷卻液的揚程是否超過泵的能力等等。

- 加熱（Heating）

要留意冷卻液最低保持在21℃左右。保持发動機、潤滑油在30℃。

- 其他注意事項：

- 发電機房應提供有備用電池的應急照明。

- 應配合建築師檢查是否符合消防條例，例如要求防火小時、是否要求protective lobby等等。

- 應咨詢結構工程師關於樓面荷載（floor loading）是否能承受發電機重量及震動的問題。

- 應咨詢綠建/環保工程師關於發電機震動以及噪聲屏蔽的問題，提供相應輔助設施，例如排煙及排風管消聲器等等。

如何計算排風口及入風口尺寸

舉例説明，對於一台2500kVA，查閲Catalogue可知（如下鏈接：Model: DIESEL GENERATOR SET MGS2500B）:

排風冷卻風機的風量 Cooling fan airflow rate = 2500 m3/min                 (1)

燃燒空氣入風量 Combustion air inlet flow = 165 m3/min                     (2)

假設排風口和入風口百葉窗（louver）的效率為45%（可以根據實際數據再做調整）。風速 = 風量 / 百葉窗面積。通過(1)我們可以算出排風口的風速，通過(1)+(2)我們可以計算入風口的風速，因爲(2)則由排煙口排出。

由以上的計算可以看出如果排風口和入風口百葉窗的面積為4m(W) x 3.5m(H)，計算得出排風口的風速為7.05m/s，入風口的風速為6.61m/s。業内一般認爲5~9m/s為正常風速，超過9m/s則要考慮放大排風口和入風口的面積以降低風速，或者增加百葉窗的效率來增加有效面積。

如何計算油缸容量

由下表可以看出，由於發電機運行在不同負載功率時每時段使用的耗油量不同，一般供應商會提供三個數據，即全負載運行（full load）耗油量，75%負載運行（3/4 load）耗油量，以及50%負載運行（1/2 load）耗油量供參考。

計算時我們要根據實際的運行功率按比例計算出耗油量。如下表所示，對於CAT PRIME 800 ekW 1000 kVA發電機，知道現在連接負載為371.8 kVA，則可以用50%負載運行下的耗油量進行計算，也可以根據比例大致估算出371.8 kVA負載時的油量。下表用50%負載運行下的耗油量（168 L/hr）進行的估算。而對於第二個計算CAT PRIME 2000kW 2500kVA的運行負載為2017.5kVA，是根據比例求計算出耗油量為420.8 L/hr。

兩部發電機均分別設置兩個油缸，一個是位於G/F的外置油缸，另一個是位於發電機房的日用油缸。由於日用油缸根據消防條例不可以大過500L。這裏我們假定為450L（也可以取490L），因此用縂耗油量減去日用油缸則容量可以計算出外置油缸的容量。

要留意的是FSD要求油缸房需要設置door curb來防止漏油之後不會流出油缸房，door curb的高度可以通過縂油量除以油缸房的面積來求得，消防條例要求最低不得低於300mm高。