建筑燃氣供應防雷技術的應用與分析

梁道峰

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建筑燃氣供應防雷技術的應用與分析

梁道峰

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燃氣作為一種清潔的能源，在建筑中用于人們的生活是必不可少的。但高層建筑燃氣供應過程中，具有一般建筑所不具有的特殊性。特別是安全性問題十分突出。因此，提高建筑燃氣供應防雷技術水平具有十分重要的意義。

建筑燃氣供應；防雷技術

一、雷電對高層建筑燃氣工程的危害

1、直擊雷危害。大氣中帶有電荷的云層（雷云）對地電壓可高達幾億伏，當雷云與建筑物、架空設備或防雷裝置等地面突出物之間的電壓達到電流在空氣中的擊穿電壓時，就會發生迅猛放電，這種放電現象稱為直擊雷。直擊雷擊中地面物體時，強大的雷電流轉變成熱能。雷擊放電的電量大約為25～100C。據此估算，雷擊點的發熱量大約500～2000J。該能量可以熔化50～200mm3的鋼材。因此雷電流的高溫熱效應將會擊穿燃氣管道壁，造成燃氣泄漏并隨之形成燃燒或爆炸事故。

2、感應雷危害。感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓，是附近某處落雷而引起的電磁作用結果。它分為靜電感應雷和電磁感應雷。電磁感應雷是，在雷電閃擊時，由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附近形成了一個很強的感應電磁場，這個強磁場在附近的金屬導體包括燃氣管道內感應出電勢，而在導體回路缺口處引起火花，又或者使周圍的燃氣管道產生感應電流，從而產生大量的熱而引起火災。

3、雷電波侵入危害。敷設在室外的燃氣管道，最終都須接入戶內，為燃氣具供氣，當建筑外墻敷設的金燃氣道直接受到雷擊或因附近落雷而感應出高電壓時，如大量的電荷不能中途迅速入地，就會形成雷電沖擊波沿管道傳播侵入室內，造成人員遭受雷擊、設備損壞或火災。

二、建筑燃氣供應防雷技術的應用

1、防雷電直擊（側擊）技術。一些燃氣管道（以下簡稱管道）沿建筑物外墻敷設至屋頂，再分別進入燃氣用戶。為了防止雷電側擊，沿外墻的管道應每隔12m做一次防雷接地。如果有條件可安裝主動式防雷裝置，最大限度地減少雷電直擊管道。

通常建筑物的燃氣設備（如燃氣鍋爐）安裝在建筑物內，但有時也會安裝在屋頂。由于燃氣鍋爐的煙囪及放散管均直接裸露在屋頂，根據《建筑物防雷設計規范》（GB 50057—94）、《城鎮燃氣設計規范》（GB 50028—93）和《城鎮燃氣室內工程施工及驗收規范》（CJJ 94—2003）等要求，必須在煙囪及放散管的上方采取防護直擊雷的措施，即在安全距離范圍內安裝避雷針、架空避雷線或架空避雷網，使設備在其防雷保護范圍內。

2、防雷電波侵入技術。管道進出建筑物應采取雷電波侵入的防護。對于雷電波侵入防護，應在管道進入室內處做好絕緣技術處理，即在管道入戶處采用絕緣管道或在法蘭盤處做絕緣處理。

如果設備的排煙管或放散管不在建筑物的防雷保護范圍內，應在排煙管或放散管處加裝阻火器或燃氣管道防雷絕緣接頭，并對管道防雷絕緣接頭兩端的金屬管道做好接地處理。通常絕緣接頭采用PE管，PE管具有重量輕、強度高、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長（約50a）等優點。

3、防雷電感應技術。管道無論安裝在建筑物內還是建筑物外，都要保證與相鄰管線和設備有一定的安全距離，因為雷電感應會影響相鄰管線的安全；沿建筑物外墻敷設的管道距門窗的凈距為：中壓管道不應小于0.5m，低壓管道不應小于0.3m。考慮到管道在環境溫度下的極限變形和靜電防護，當管道與其他管線一起敷設時，應敷設在其他管線的外側。

當管道絕緣連接時，由于室內管道的靜電無法消除，極易產生火花引起事故，因此必須接地。絕緣段后端進入室內的管道應與建筑物內部的防雷結構鋼筋作等電位技術處理，確保管道上可能感應的雷電流經內部結構鋼筋散流。

如果管道的法蘭盤、閥門接頭之間生銹腐蝕或接觸不良，即使在電流幅值相當低（10.7kA）的情況下，法蘭盤間也能產生火花。對于可能遭受雷電靜電感應的管道，每隔20～25m應設防雷電感應接地，接地電阻不應大于10Ω；在管道的分支處，應設防靜電接地，接地電阻不應大于30Ω。

4、防雷擊電磁脈沖技術。雷擊電磁脈沖的防護主要是考慮燃氣設備間的用電安全。因此必須根據燃氣設備間的危險區域劃分進行分級防護。如果設備間設置在屋頂上，必須進行屏蔽化處理。建構筑物電源系統應進行三級電涌保護器防護，并為燃氣設備間的電源安裝防爆阻燃電涌保護器。

三、建筑燃氣工程防雷接地施工工藝

1、屋頂然氣管道的防雷接地設置在屋頂防雷保護的范圍內。防雷接地做法，是用HPB235φ8鍍鋅圓鋼或Q235-25*4扁鋼將然氣管道屋頂避雷網連接，而且連接點不少于兩個，每隔30m連接一處，法蘭，閥門及配件均用BVR-6平方毫米銅導體線，其跨接電阻不大于0.03，屋頂調壓箱要與避雷網或燃氣管道相連。在室外敷設天然氣管道應有可靠的防雷保護裝置，防雷保護裝置在進出建筑物的燃氣管道的進出口處。

2、沿著屋頂明敷設然氣管道，不可以布置在屋檐、檐角、屋脊等容易遭受雷擊的部位，鋼質管道可以不用裝接閃器，但必須接觸面頂的防雷裝置，每25m至少與建筑物避雷網采取不小于8mm鍍鋅圓鋼或截面積不小于48mm2扁鋼連接，并且厚度不小于4mm。

3、沿屋頂明敷或沿高層建筑外墻敷設鋼質管道壁厚不小于4mm，管道的每部分的接地電阻不應大于10Ω。一般情況下，如果室外用管壁較薄的鋼質管道，被雷擊后很容易發生高溫熱熔而穿孔漏氣，如果管道接地電阻過大，則雷電流不能通暢導入地面。

4、燃氣立管如果在建筑物外墻，每根都必須有防雷接地裝置。對于建筑物外墻的燃氣立管防雷，《城鎮燃氣防雷技術規范》QXT109要求比其他技術標準更為嚴格。但是這些規定在目前的一些設計或建筑的燃氣工程中執行并不嚴格。其結果將不可避免地導致管道沒有安裝防雷裝置或設備安裝不完全符合技術標準。

5、管道和設備的防雷引下線通常優先采用圓鋼，也可用于扁鋼，圓鋼直徑不大于8mm扁鋼截面尺寸不小于48mm2，管道及設備與引下線要焊接。引下線可與建筑物的接地裝置直接焊接，然后用瀝青進行防腐。敷設人工接地裝置，垂直接地體多數用角鋼，鋼管，或圓鋼，水平接地體則多數用扁鋼或圓鋼，焊接長度和面數要滿足規定需求。

四、結束語

綜上所述，隨著社會經濟迅速發展，房地產行業也快速發展。高層建筑也越來越多，其配套的燃氣工程也被開發商所關注。然而，現在的燃氣管道更多的是使用鋼材，其防雷設計不能被忽略。

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