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民用建筑地下室燃气锅炉房设置位置探讨

发表时间:2020-04-08 15:08

摘要:结合现行有关规范的规定,对民用建筑地下室燃气锅炉房的危险性进行了分析,对锅炉房设置的平面位置进行了研究,认为设置下沉式泄爆井后,即使其平面位置设置在地下室中部,也是符合规范要求的。

关键词:燃气锅炉房;防爆;外墙

工程设计实践中,受客观条件、经济合理性、管线长度、废气排放等综合因素制约,燃气锅炉房通常附设在高层建筑的地下室内,且设在靠近负荷中心和地面主楼的位置。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018版)第5.4.12条的规定,当燃气锅炉房符合一定条件时,允许设置在地下室一层靠外墙的位置。

《建筑设计防火规范》原文和条文说明中,没有对“外墙”作出进一步说明或定义,当燃气锅炉房设置在地面时,靠外墙的部位易于泄爆与扑救;当位于地下室时,外墙四周都是土壤,靠外墙设置的意义不明确,给设计造成困惑,按图1还是图2位置设置有争议。

 

 

当燃气锅炉房设置在地下室平面中部,但设有供泄爆使用的下沉式露天天井时,是否符合第5.4.12条的规定?

1、百度对“外墙”的定义

从建筑学的角度来讲,围护建筑物,使之形成室内、室外的分界构件称为外墙。它具有承担一定荷载、遮挡风雨、保温隔热、防止噪音、防火安全等功能。

“外墙”是分隔室内与室外的界限,也是建筑面积计算、防火分区划分、建筑节能计算等的边界,“外墙”概念应具备普适性,不应随研究领域的不同而改变。

下沉式天井与室外大气连通,天井四周的墙体应属于地下室外墙。见图3。

 

 

2、燃气锅炉房的火灾危险性

2.1 《建筑设计防火规范》第3.1.1条的附录表里,把锅炉房归入丁类厂房。第5.4.2条,规定了民用建筑内不得存放和使用甲、乙类火灾危险性物品、生产车间。第5.4.12条规定了当常(负)压燃气锅炉采用相对密度小于0.75的可燃气体作为燃料时,允许设置在地下二层,说明这种类型的锅炉偏于安全。

2.2 《锅炉房设计规范》GB50041-2008第3.0.3条也有相同的规定:地下、半地下、地下室和半地下室锅炉房,严禁选用液化石油气或相对密度大于或等于0.75的气体燃料。

密度比空气小的燃气有利于扩散,且随地势往上流动,安全性可控,使用这类燃气的锅炉房可以设置在地下和半地下建、构筑物内。

3、燃气锅炉房的环境类型

3.1 根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014第3.2.2条,在生产过程中使用明火的设备附近,或炽热部件的表面温度超过区域内可燃物质引燃温度的设备附近,可划为非爆炸危险区域。

一般情况下,锅炉这样的明火设备,如果采用平衡通风,引风机抽吸烟气的量略大于送风机的风和燃烧所产生的烟气量,就能保持锅炉炉膛负压,可燃性物质就不会扩散至设备附近与空气形成爆炸性混合物。因此明火设备附近可以按非危险区考虑,包括锅炉本身所含有的仪表等设施。

燃气锅炉外壳也不属于炽热表面,其表面温度远低于燃气的引燃温度[4]。

3.2 由于使用燃气为燃料,也还是存在一定的风险。燃气中如天然气的主要成分为甲烷,与空气形成5%~15%浓度的混合气体时易着火爆炸,因而《锅炉房设计规范》第15.2.2条及条文说明明确了天然气调压间属防爆建筑物。

3.3 《锅炉房设计规范》第7.0.5条规定了燃气调压装置应设置在有围护的露天场地上或地上独立的建、构筑物内,不应设置在地下建、构筑物内。调压箱露天布置或设置在通风良好的地上独立建构筑物内,即使系统有泄漏也较为安全。

4、应采取的安全措施

4.1 建筑防护措施

按《建筑设计防火规范》5.4.12的要求,采用不低于二级耐火等级的专用房间、采用防火墙分隔,设置甲级防火门窗,且不与人员密集场所贴邻。

4.2自然或机械通风措施

按《建筑设计防火规范》和《锅炉房设计规范》的规定,设置良好的自然通风条件或机械通风设施;选用防爆型的事故排风机。当设机械通风设施时,该机械通风设施应设置导除静电的接地装置,通风量应符合正常通风量按换气次数不少于6次/h确定;事故通风量按换气次数不少于12次/h确定。

按以上规定设置后,锅炉房可以认为是通风良好的场所。因此规范建议与锅炉设备相连接的管线上的阀门等可能有可燃性物质存在处按独立的释放源考虑危险区域,并可根据通风良好的场所适当降低危险区域的等级。

4.3对锅炉的蒸发量和蒸汽压力的限定措施

按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》对锅炉的蒸发量和蒸汽压力的规定,对于设在多层或高层建筑的地下室的燃气锅炉,每台蒸汽锅炉的额定蒸发量限制在不大于4t/h,额定蒸汽压力不大于1.6MPa;热水锅炉的额定出口热水温度不大于95℃并有超温报警装置,用时必须装设可靠的点火程序控制和熄火保护装置[1]。

4.4 设置爆炸泄压设施

根据《锅炉房设计规范》15.1.2条的要求,设置相当于锅炉间占地面积10%的泄压面积,地下锅炉房采用竖井泄爆方式时,竖井的净横断面积也要达到该面积要求[1]。

4.5 设置消防设施

根据规范要求设置灭火器、自动灭火系统、火灾探测器及自动报警等系统。

5、结论

燃气锅炉房的爆炸风险主要来自锅炉和燃气,如果采用了符合规范规定的压力、蒸汽量、出口热水温度等限制条件的锅炉类型;采用了符合规范规定的燃气、自动灭火系统、火灾自动报警及燃气报警系统、自动排风系统;采用了符合规范要求的泄爆口(井)、燃气安全、建筑防火等措施,就能避免风险。

因此,设计中采用负(常)压式燃气锅炉,燃气调压间设置在通风良好的地上独立建构筑物内,贴邻锅炉房设置满足泄爆面积的下沉式泄爆天井,无论锅炉房是不是在地下室中央位置,风险都是可控的、设计是可行的。

参考文献:

[1]GB50016-2014(2018版),建筑设计防火规范[S]

[2]GB50041-2008,锅炉房设计规范[S]

[3]GB50058-2014,爆炸危险环境电力装置设计规范[S]

[4]胡海金,林威,李山河,燃气锅炉房电气防爆安全分析[J],煤气与热力,2018,38(8):A01-A03

[5]孔超,王玥,杨程,蒋金明,浅谈燃气锅炉房的防爆及仪表设计选型[J],仪器仪表用户,2017,24(4):107-109

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