高層建筑燃氣工程的防雷設計論述

王文煦

摘 要：現在我國城市化水平正在不斷提高，城市內建設用地日漸緊張，在這種情況下，建筑設計水平也在不斷提高，同時高層建筑的出現也提高了城市用地的使用效率。但我們也應該看到，高層建筑的燃氣防雷設計也直接決定人們的生命財產安全，一旦出現雷擊，就很容易導致爆炸、火災，加之高層建筑的雷擊風險更高，所以在設計上標準更加嚴格。本文首先簡要介紹了雷電對于燃氣工程的危害和影響，總結了一些施工要點，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。

關鍵詞：高層建筑；燃氣工程；防雷設計

如果燃氣管道沒有做好防雷設計，或者防雷設施因為使用時間過長而失效，就存在嚴重的安全風險，遭遇雷擊后會產生嚴重后果。舉例來說，在遭受直接雷擊，雷電會通過金屬管道放電，如果出現間接雷擊，電流就會經由金屬管道侵入室內，造成用電器和其他儀表設備的損壞，甚至可能會產生爆炸事故。所以做好燃氣管道的防雷設計是保證建筑工程安全性的重要課題。

1 雷電對燃氣工程的危害

1.1 直擊雷

正常情況下，云層所產生的雷電對地電壓瞬間可能達到上億伏，如果雷云所產生的雷電直接擊中了，就會在瞬間產生巨大的放電，這種情況就被我們成為直擊雷。在直擊雷的瞬間，電能會向熱能轉化，其產生的發熱量大約可以接近2000焦耳，這個數量級的能量可以導致5-20cm的鋼材融化，所以瞬間產生的高溫會直接洞穿燃氣管道，如果產生燃燒的話還有爆炸危險。

1.2 感應雷

雷電感應的含義就是某處在落雷之后，附近產生了電磁作用。感應雷又分為兩個類型，分別是靜電感應和電磁感應。在雷云來臨時，地上的存在的導體由于靜電感應，產生大量電荷，在放電之后，放電電路中的電荷瞬間中和，地面上物體頂部的電荷無法散入地面，這樣就產生了較高的靜電電壓，此時電壓最高值甚至可以接近數十萬伏，這種電火花會直接波及到建筑外墻上接地設施不牢固的燃氣管道，經常會引起火災和爆炸；而電磁感應雷則是指在落雷時形成了感應磁場，這個高強度磁場會直接波及到附近的金屬導體，如果管道在此范圍之內，就會因為受到強大電流影響，導致過熱、火災。

1.3 雷電波入侵

管道起到運輸的作用所以敷設在外的管道一定會和室內相連通，方便人們的使用。但如果墻外的管道因為遭受雷擊或因為感應而出現高電壓，就會導致電波沿管道流入室內，導致人員遭受電擊、設備造成損壞。

2 關于燃氣管道防雷設計的要點

2.1 沉降設計

由于自身的重量，建筑工程在施工完畢之后經常會出現沉降的問題，這也會嚴重影響到燃氣管道，只有燃氣管道能夠承受沉降應力才能保證正常工作，否則可能會導致管道斷裂問題，進而燃氣泄漏，這會大大增加遭受雷擊的可能。對于這個問題，可以在水平管上增設波紋管補償器，避免入管切應力過高。也可以在管道穿過墻體的部位增加套管。

2.2 重視主體結構和管道的設計

正常來說，兩個建筑物的管道會設計出分別獨立的防雷裝置，想要設計出可以共用的防雷裝置難度較高。燃氣管道如果在建筑外墻，那么每個燃氣管道都需要分別設置防雷設施。如果燃氣立管位于建筑外墻部位，那么其技術要求就更高了。但是上述這些內容在現階段的燃氣管道防雷設計當中并沒有被嚴格遵守。造成這種問題的成因大多是出于節約成本的考慮。當安裝管道時不僅增加一定數量的人工和材料成本，投入使用后還會增加維護與檢測支出，當前國內住房戶外的燃氣立管正常情況下很少受到雷擊，建設單位為了減少管道建設和運行成本，不想在管道線路防雷設施中增加相應的成本，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。

2.3 管道和設備的防雷引下線

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48mm，管道及設備與引下線要焊接。燃氣設備的接地線與接地體相連，且在不同方向與連接點不得少于兩個。用防腐劑涂漆焊接部分。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。通常情況下，防雷的接地和防靜電的接地、電氣設備的接地和信息系統的接地可以共用接地裝置，其接地電阻值不得大于4Ω，如果各自單獨接地，防雷的接地或電纜金屬外皮和保護鋼管兩端都要接地裝置，其電阻值不大于10Ω。場站地上的然氣管道始末端及分支處的接地電阻值不大于3OΩ，公共建筑，外墻上的然氣管道接地電阻小于10Ω。如果接地電阻值小于規定的要求，防雷效果會受到一定程度的影響。

2.4 室外管道和設備的防雷裝置施工過程中應同步

建立記錄資料，施工質量檢查人員除對各工序質量對照施工設計文件和技術標準進行檢查外，要對接地電阻值進行測量，對于接地電阻值達不到要求的，要增打接地體或采用降阻劑等其他措施。燃氣場站工程防雷裝置經施工單位自檢合格后，還需由取得氣象主管機構核發資質的防雷檢測機構進行檢測并出具檢測合格的報告。防止施工方漏測或不測以及提供虛假檢測記錄。燃氣工程竣工驗收時，防雷設施安裝可列為一個分部（子分部）工程，由建設、設計、施工、監理各方共同進行驗收，各方出具的驗收文件中應包括防雷設施安裝質量檢查驗收的內容。燃氣工程質量監督機構通過對燃氣室外管道和設施防雷裝置安裝行為和實體質量實施監督，對室外管道和設備的防雷接地電阻值進行抽查檢測，防止和杜絕防雷設施質量不符合技術標準工程通過竣工驗收。

2.5 屋頂燃氣管道的防雷接地設計

置在屋頂防雷保護的范圍內。防雷接地做法，是用HPB235Φ鍍鋅圓鋼或Q235-25*4扁鋼將燃氣管道屋頂避雷網連接，而且連接點不少于兩個，每隔3Om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。在特殊的情況下，燃氣管道設置于屋頂防雷保護范圍之外，燃氣管道就被動地變成了接閃器，其壁厚應該增加，而且不小于4mm，并加強與屋面避雷網可靠連接。

2.6 沿著屋頂明敷設燃氣管道

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48mm扁鋼連接，并且厚度不小于4mm。

3 結束語

現在建筑產業已經成為了我國的支出產業，并且高層建筑的數量越來越多，各項配套設施自然也就成為和建筑工程設計施工密切相關的部分，燃氣工程也是如此。但燃氣工程本身有著一定地位危險性，直接和人們的生活密切相關，加之其使用的管道當中金屬管道占比較高，所以防雷工作是一項不可忽視的重要內容。本文首先簡要介紹了雷電對于燃氣工程的危害和影響，總結了一些施工要點，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。

參考文獻

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