高层建筑燃气工程的防雷设计研究

摘要：随着社会经济迅速发展，房地产行业也快速发展。高层建筑也越来越多，其配套的燃气工程也被开发商所关注。然而，现在的燃气管道，更多的是使用钢材，其防雷设计不能被忽略。本文主要对高层建筑燃气工程的防雷设计进行研究与分析。

关键词：高层；建筑；燃气工程；防雷设计

引言

现代化燃气行业对雷电防护的重视度不够，对防雷设计没有规范的技术标准要求，导致建筑物在对燃气设计时其燃气管道设施直接铺设在屋顶或从外立面通过并未采取任何防雷措施。近些年极端天气多变，雷电灾害的发生频率高、强度大，因此更凸显了现代化高层建筑物燃气工程防雷设计的重要性。

1 雷电对高层建筑燃气工程的危害

1.1 直击雷危害

大气中带有电荷的云层（雷云）对地电压可高达几亿伏，当雷云与建筑物、架空设备或防雷装置等地面突出物之间的电压达到电流在空气中的击穿电压时，就会发生迅猛放电，这种放电现象称为直击雷。直击雷击中地面物体时，强大的雷电流转变成热能。雷击放电的电量大约为25～100C。据此估算，雷击点的发热量大约500～2000J。该能量可以熔化50～200mm3的钢材。因此雷电流的高温热效应将会击穿燃气管道壁，造成燃气泄漏并随之形成燃烧或爆炸事故。

1.2 感应雷危害

感应雷也称为雷电感应或感应过电压，是附近某处落雷而引起的电磁作用结果。它分为静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的与雷云电荷极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，放电电路中的电荷瞬间中和，但地面物体顶部的电荷却来不及流散入地从而产生出很高的静电电压（感应电压），其过电压幅值可达到几万到几十万伏。这种过电压往往会造成敷设于建筑物外墙的接地不良的燃气管道放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全。电磁感应雷是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近形成了一个很强的感应电磁场，这个强磁场在附近的金属导体包括燃气管道内感应出电势，从而产生大量的热而引起火灾。

1.3 雷电波侵入危害

敷设在室外的燃气管道，最终都须接入户内，为燃气具供气，当建筑外墙敷设的金燃气道直接受到雷击或因附近落雷而感应出高电压时，如大量的电荷不能中途迅速入地，就会形成雷电冲击波沿管道传播侵入室内，造成人员遭受雷击、设备损坏或火灾。

2 城市高层建筑燃气管道

2.1 城市高层建筑燃气管道

高层建筑的发展有时代的鲜明特点， 随着城市化建设的加快，经济发展和科学技术的应用，以及土地市场的持续火爆，发展城市高层建筑已成为了当代城市建设中的必然趋势。而针对于高层建筑的天气管道设计难度也随之增加。在高层建筑的天然气管道设计中所需要考虑的因素较多。天然气管道承载高层建筑的室内设计，额外的压头，定居点建设，扩建和内部立管和重量的收缩等等都是应该被考虑和解决的问题，设计师们显然必须完成这些工作方面之后，才是对于高层建筑的安全质量保证，并且还有利于提高资源的可用性。

2.2 城市高层建筑燃气管道建设的配合

首先，建筑设计师通过和施工单位联系。用自身的设计理念来对建设单位进行先进的知识以及一些适当的专业通信的一般使用情况来实现工程的实施。位置预留的问题，如管道，管道问题，以及暗部设置。跨越与混凝土基层棚的现代建筑。所以按照内部气体管道的设计和施工必须在混凝土地面上进行，使整个铸坯的结构进行破环， 这是建筑结构单元不允许的。 我们必须主动与建筑，结构和设计专业人士与沟通。之前，整个大楼将被设计天然气管道的内部结构也提供了同步完成预约设置。接着，水和电力部门的共同协作。气管道和属于同一安装水暖管，有各种电线的安装。经常会出现的电线，电缆和电源插座整个房子的天然气管道安装之间的冲突。

所以，我们正在处理的水，电和专业设计人员，以达到最合适的通信。我们可以通过专业的设计师设计出的天然气管道和水，电采取交换的方式，使电力部门工作人员在时间的设计和施工，做好预留准备。最终避免不必要的问题以及财产损失。

2.3 燃气管道安全的重要性

建筑物对燃气管道的要求是尤其鲜明的特点的，不同的建筑物，往往有其特定的要求。这些要求需要根据经验去判定，并在不断的学习和交流中， 不断地发现和解决问题。 从现实的角度来看，管道的设计不仅仅会影响用户的室内装修效果， 而且更重要的是，它会涉及到人们的生命和财产安全， 是一个绝对不容忽视的东西。因此我们实际生活中对燃气管道的质量问题是零容忍的。因此在城市建筑物，特别是高层建筑的燃气管道设计中，一定要仔细再仔细，认真再认真，要尽一切努力保障安全。

3 高层建筑燃气工程防雷设计

3.1 沉降设计

建筑物建成后会产生沉降， 沉降将对会燃气入管有严重影响，要求燃气引入管承受建筑作用产生的切应力，若切应力超过极限会导致管道断裂，出现燃气泄漏等严重问题，遇到雷雨天气可能引发雷击事故。可在立管前的水平管加设波纹管补偿器，利用补偿能力减小入管切应力。或在引入管穿越墙体时加设钢套管，保证燃气管道上部与钢套管间隙大于建筑物的最大沉降量，并在下降部位留置一定空隙，从而确保管道承受较小的切应力，避免因燃气泄漏发生雷击事故。

3.2 燃气管道设计

目前大多数高层建筑在进行防雷设计时并没有考虑到燃气管道防雷设计措施，增加了燃气管道防雷接地的复杂性。为了做好高层建筑燃气工程防雷设计，必须综合考虑燃气工程，要求入管材料选用无缝钢管，在进入建筑物前进行接地处理，并对相关管道进行等电位连接，燃气管道防雷装置之间安装间距最好不超过10m，其燃气管道电阻小于 10Ω；顶楼的燃气管道必须从防雷设施下方引起室内，并选用主动式防雷装置，避免直接雷引发燃气事故。

3.3 燃气设备防雷设计

城镇燃气系统低压配电线路采用保护套电缆穿钢管埋地敷设，然后在防雷分区将外套钢管连接到等电位接带上，增强雷电防护安全性。连接高层建筑燃气的架空线路采用埋地电缆，尽量不直接穿越场站；在必须采用架空线的位置使用带保护套的电缆穿钢管直接埋地引入，确保埋地长度不小于 15m。另外配电系统的金属电缆或电缆金属保护两端应对其做接地处理，并按照相应SPD，选用三级保护器即可。该电涌保护器具有防爆功能，与被保护设备耐压水平相当。

4结语

目前我国建筑行业发展较迅速，尤其高层建筑不断崛地而起，与其相配套的建筑设施燃气工程是其中的一部分，尤其燃气工程自身具有危险性，与居民的生活有直接关系，现代化燃气管道大都使用钢材质，防雷工作是不容忽视的，因此为了避免雷击引发燃气事故，有必要进行建筑物燃气工程防雷设计。对高层建筑物燃气设备的防雷问题不仅仅在于防雷装置，还需要考虑设计施工前的一系列准备工作。可通过对高层建筑物进行雷电灾害风险评估，在评估基础上进行燃气工程安全防雷设计，尽量做到安全、科学、经济化防雷。

参考文献：

[1]陆凯琦. 高层建筑综合防雷工程设计分析[J]. 中华民居（下旬刊），2014，10：146.

[2]朱翠娣. 高层建筑燃气工程关键设计关键技术分析[J]. 化工管理，2014，35：268.

[3]邹林林，魏秀梅，崔倩. 高层建筑燃气工程的防雷设计[J]. 科技风，2015，09：182.

[4]高剑. 高层建筑配电系统及综合防雷的工程设计研究[J]. 科技与企业，2015，14：142.