1引言
北京市擁有全國最大的燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng),天然氣在城市能源結(jié)構(gòu)中所占的比例舉足輕重,是首都人民安全生產(chǎn)和和諧生活的重要保障。
調(diào)壓站是燃?xì)夤芫W(wǎng)主要構(gòu)成因素之一,是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力的重要市政設(shè)施,也是城市市政建設(shè)與發(fā)展的一個標(biāo)志。調(diào)壓站屬于有爆炸危險的甲類廠房,調(diào)壓站的合理設(shè)計關(guān)系著首都主要能源的供給,關(guān)系著首都生產(chǎn)的正常運(yùn)行,關(guān)系著首都人民生活的質(zhì)量。
截至2007年,北京市現(xiàn)有調(diào)壓站613座。其中高壓14座,高中壓50座,中低壓549座。這些調(diào)壓站的建設(shè)和發(fā)展不但見證了首都燃?xì)馐聵I(yè)從無到有,由萌芽起步到蓬勃壯大,也是調(diào)壓站設(shè)計隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)革新而不斷完善的實(shí)際體現(xiàn)。燃?xì)庹{(diào)壓站(以下簡稱調(diào)壓站)設(shè)計中安全防火間距的設(shè)置、建筑結(jié)構(gòu)選型和防火、防爆的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的處理是衡量調(diào)壓站設(shè)計是否合理的主要方面,本文是筆者根據(jù)多年從事燃?xì)馀涮自O(shè)施設(shè)計工作的親身體會,將主要從這3方面對地上調(diào)壓站的設(shè)計進(jìn)行分析和探討,以供專家和同行指正。
2北京市調(diào)壓站設(shè)計的發(fā)展歷程
1958年~1987年,北京市人工煤氣時代。調(diào)壓站以中、低壓(管道設(shè)計壓力:0.2MPa<P≤0.4MPa)為主,結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。
1987年~1997年,北京市引進(jìn)華北油田天然氣,即天然氣發(fā)展起步階段。次高壓B調(diào)壓站(管道設(shè)計壓力:0.4MPa<P≤0.8MPa)出現(xiàn),結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。
1997年~2000年,北京市引進(jìn)陜甘寧天然氣市內(nèi)建設(shè)和擴(kuò)建階段。這一階段的調(diào)壓站以次高壓A(管道設(shè)計壓力:0.8MPa<P≤1.6MPa)調(diào)壓站居多,結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。
2000年~2007年,隨著北京市對天然氣需求的快速增長,城市燃?xì)獾陌l(fā)展進(jìn)入新的發(fā)展時期。燃?xì)馐褂梅秶找鏀U(kuò)大,供氣重點(diǎn)不再限于民用,而是轉(zhuǎn)向發(fā)電、采暖、空調(diào)、汽車燃料和工業(yè)。高壓調(diào)壓站(管道設(shè)計壓力:1.6MPa<P≤4.0MPa)應(yīng)運(yùn)而生,結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架(排架)結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)。
3調(diào)壓站的安全防火間距
3.1防火間距的概念
防火間距是防止著火建筑的輻射熱在一定時間內(nèi)引燃相鄰建筑,且便于消防撲救的間隔距離。
3.2調(diào)壓站設(shè)計所遵循的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)
《建筑設(shè)計防火規(guī)范))(GB50016-2006),以下簡稱《建規(guī)》;《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(GB50028-2006),以下簡稱《燃規(guī)》;《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95),以下簡稱《高規(guī)》。
3.3調(diào)壓站的生產(chǎn)類別和耐火等級
天然氣的主要成分是甲烷,比空氣輕,是一種易燃易爆氣體。當(dāng)空氣中含5%-15%濃度的天然氣時,遇火就會爆炸。
根據(jù)《建規(guī)》表3.1.1生產(chǎn)的火災(zāi)危險分類及其條文說明5條,判定調(diào)壓站為甲類廠房。
《建規(guī)》表3.3.1廠房的耐火等級、層數(shù)和防火分區(qū)的最大允許建筑面積,明確調(diào)壓站的耐火等級為二級。雖然《建規(guī)》的第3.3.5條規(guī)定:建筑面積小于300m2的獨(dú)立甲、乙類單層廠房,可采用三級耐火等級的建筑;但是《燃規(guī)》的第6.6.12條規(guī)定:地上調(diào)壓站的建筑物耐火等級不低于二級。因此,調(diào)壓站不論建筑面積大小,設(shè)計時都應(yīng)按照耐火等級為二級考慮。
3.4調(diào)壓站的安全防火間距設(shè)計
安全防火間距的確定,主要是基于滿足火災(zāi)撲救需要、防止火災(zāi)向鄰近建筑蔓延擴(kuò)大、節(jié)約用地的綜合考慮結(jié)果。
由于調(diào)壓站具有易燃、易爆的特點(diǎn),其建設(shè)與城市安全及土地利用密切相關(guān)。安全防火間距在調(diào)壓站總平面設(shè)計中至關(guān)重要,直接決定著調(diào)壓站及其周邊建筑和環(huán)境的安全,也關(guān)系到土地使用的合理性,調(diào)壓站總平面設(shè)計的原則是:密切結(jié)合總規(guī)、分規(guī)、控規(guī)和詳規(guī)等各規(guī)劃階段成果的同時,還要考慮近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展及改、擴(kuò)建問題,力求近期緊湊,遠(yuǎn)期滿足。
調(diào)壓站總平面的安全防火間距設(shè)計的依據(jù)為:①《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006),表3.4.1。②《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(GB50028-2006),表6.6.3。③《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95),表4.2.7。
盡管《建規(guī)》條文說明1.0.5指出:對于建筑防火設(shè)計中涉及專業(yè)性強(qiáng)的行業(yè)的防火設(shè)計,除執(zhí)行《建規(guī)》外,還應(yīng)符合現(xiàn)行的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是以上三個表格中的任一表格,在實(shí)際設(shè)計中都不能夠以一蓋全,單獨(dú)使用。其因有二,一是各規(guī)范的安全防火間距的編制依據(jù)不同,如:《燃規(guī)》中調(diào)壓站(含調(diào)壓柜)與其他建、構(gòu)筑物水平凈距的規(guī)定,是參考了荷蘭天然氣調(diào)壓站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)定;二是各規(guī)范的修訂補(bǔ)充和替換時間不一致。所以,在實(shí)際工作中需要設(shè)計人仔細(xì)斟酌,仔細(xì)領(lǐng)會規(guī)范的規(guī)定和要求。
對比《建規(guī)》表3.4.1、《燃規(guī)》表6.6.3和《高規(guī)》表4.2.7,可以看出,有關(guān)調(diào)壓站距民用建筑的防火間距的規(guī)定,《建規(guī)》表3.4.1中的規(guī)定與《燃規(guī)》表6.6.3中的規(guī)定不相同?!督ㄒ?guī)》表3.4.1中甲類廠房距民用建筑(一、二、三、四耐火等級)的安全防火間距為25m;《燃規(guī)》表6.6.3中是分別將不同調(diào)壓裝置入口燃?xì)鈮毫壷频牡厣险{(diào)壓站距重要公共建筑、一類高層民用建筑和建筑物外墻面的防火間距做了規(guī)定。但是,《燃規(guī)》表6.6.3中地上調(diào)壓站距“建筑物外墻面”的防火間距的一欄中并未明確“建筑物外墻面”的建筑物的性質(zhì),建筑物指的是廠房建筑還是除重要公共建筑、一類高層民用建筑以外的民用建筑,在規(guī)范的條文說明中也沒有給出界定。另外,《高規(guī)》根據(jù)高層建筑的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救難度等將高層建筑分為一類和二類,《燃規(guī)》表6.6.3中卻沒有體現(xiàn)地上調(diào)壓站距二類高層民用建筑的水平凈距。
筆者認(rèn)為,調(diào)壓站防火間距的確定應(yīng)該具體問題具體分析。首先,應(yīng)優(yōu)先遵循《燃規(guī)》中的規(guī)定,當(dāng)《燃規(guī)》不能滿足實(shí)際設(shè)計需要時,還應(yīng)當(dāng)參考和采納《建規(guī)》和《高規(guī)》中的有關(guān)規(guī)定?;谶@個原則,各規(guī)范中的一些不明確之處。可以通過以下辦法解決:①《燃規(guī)》表6.6.3中調(diào)壓站(含調(diào)壓柜)與其他建筑物、構(gòu)筑物水平凈距中“建筑物外墻面”的建筑物可視為除重要公共建筑、一類高層民用建筑以外的民用建筑。二類高層民用建筑與調(diào)壓站的防火間距應(yīng)與調(diào)壓站同“建筑物外墻面”的防火間距一致;②近年隨著市場對天然氣需求的快速增長,北京市供氣重點(diǎn)不再限于民用,而是轉(zhuǎn)向發(fā)電、采暖、空調(diào)、汽車燃料和工業(yè)生產(chǎn)用氣,天然氣需求的快速增長,使建于供大型供熱廠和以天然氣為燃料的大型工業(yè)園區(qū)內(nèi)調(diào)壓站的需求量同步增長。關(guān)于《建規(guī)》表3.4.1中甲類廠房距各類廠房的防火間距的規(guī)定應(yīng)指建于大型工業(yè)廠區(qū)內(nèi)(燃?xì)夤釓S、工業(yè)生產(chǎn)用戶的廠區(qū)等)的調(diào)壓站與廠區(qū)內(nèi)各類生產(chǎn)廠房的防火間距。
表1《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)表3.4.1
廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距(m)表3.4.1
名稱 | 甲級廠房 | 單層、多層乙類廠房(倉庫) | 單層、多層丙、丁、戊類廠房(倉庫) | 高層廠房(倉庫) | 民用建筑 | ||||||
耐火等級 | 耐火等級 | ||||||||||
二級 | 三級 | 四級 | 二級 | 三級 | 四級 | ||||||
甲類廠房 | 12 | 12 | 12 | 14 | 16 | 13 | 25 | ||||
單層、多層乙類廠房 | 12 | 10 | 10 | 12 | 14 | 13 | 25 | ||||
單層、多層丙、丁類廠房 | 耐火等級 | 一、二級 | 12 | 10 | 10 | 12 | 14 | 13 | 10 | 12 | 14 |
三級 | 14 | 12 | 12 | 14 | 16 | 15 | 12 | 14 | 16 | ||
四級 | 16 | 14 | 14 | 16 | 18 | 17 | 14 | 16 | 18 | ||
一、二級 | 12 | 10 | 10 | 12 | 14 | 13 | 6 | 7 | 9 | ||
單層、多層戊類廠房 | 三級 | 14 | 12 | 12 | 14 | 16 | 15 | 7 | 8 | 10 | |
四級 | 16 | 14 | 14 | 16 | 18 | 17 | 9 | 10 | 12 | ||
高層廠房 | 13 | 13 | 13 | 15 | 17 | 13 | 13 | 15 | 17 | ||
室外變、配電站變壓器總油量(t) | ≥5,≤10 | 25 | 25 | 12 | 15 | 20 | 12 | 15 | 20 | 25 | |
>10,≤50 | 15 | 20 | 25 | 15 | 20 | 25 | 30 | ||||
>50 | 20 | 25 | 30 | 20 | 25 | 30 | 35 |
表2《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(GB50028-2006)表6.6.3
調(diào)壓站(含調(diào)壓柜)與其他建筑物、構(gòu)筑物水平凈距(m)表66.3
設(shè)置形式 | 調(diào)壓裝置入口燃?xì)鈮毫壷?/span> | 建筑物外墻面 | 重要公共建筑、一類高層民用建筑 | 鐵路(中心線) | 城鎮(zhèn)道路 | 公共電力變配電柜 |
地上單獨(dú)建筑 | 高壓(A) | 18.0 | 30.0 | 25.0 | 5.0 | 6.0 |
高壓(B) | 13.0 | 25.0 | 20.0 | 4.0 | 6.0 | |
次高壓(A) | 9.0 | 18.0 | 15.0 | 3.0 | 4.0 | |
次高壓(B) | 6.0 | 12.0 | 10.0 | 3.0 | 4.0 | |
中壓(A) | 6.0 | 12.0 | 10.0 | 2.0 | 4.0 | |
中壓(B) | 6.0 | 12.0 | 10.0 | 2.0 | 4.0 | |
調(diào)壓柜 | 次高壓(A) | 7.0 | 14.0 | 12.0 | 2.0 | 4.0 |
次高壓(B) | 4.0 | 8.0 | 8.0 | 2.0 | 4.0 | |
中壓(A) | 4.0 | 8.0 | 8.0 | 1.0 | 4.0 | |
中壓(B) | 4.0 | 8.0 | 8.0 | 1.0 | 4.0 | |
地下單獨(dú)建筑 | 中壓(A) | 3.0 | 6.0 | 6.0 | — | 3.0 |
中壓(B) | 3.0 | 6.0 | 6.0 | — | 3.0 | |
地下調(diào)壓箱 | 中壓(A) | 3.0 | 6.0 | 6.0 | — | 3.0 |
中壓(B) | 3.0 | 6.0 | 6.0 | — | 3.0 |
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表3《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95)表4.2.7
廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距(m)表4.2.7
防火間距(m) | 一類 | 二類 | ||||
高層建筑 | 裙房 | 高層建筑 | 裙房 | |||
丙類廠(庫)房 | 耐火等級 | 一、二級 | 20 | 15 | 15 | 13 |
三、四級 | 25 | 20 | 20 | 15 | ||
燃?xì)忮仩t房、戊類廠(庫)房 | 耐火等級 | 一、二級 | 15 | 10 | 13 | 10 |
三、四級 | 18 | 12 | 15 | 10 | ||
煤氣調(diào)壓站 | 進(jìn)口壓力(MPa) | 0.005~<O.15 | 20 | 15 | 15 | 13 |
0.15~≤0.30 | 25 | 20 | 20 | 15 | ||
煤氣調(diào)壓箱 | 進(jìn)口壓力(MPa) | 0.005~<0.15 | 15 | 13 | 13 | 6 |
0.15~≤0.30 | 20 | 15 | 15 | 13 | ||
液化石油氣氣化站、混氣站 | 總儲量(m3) | <30 | 45 | 40 | 40 | 35 |
30~50 | 50 | 45 | 45 | 40 | ||
城市液化石油氣供應(yīng)站瓶庫 | ≤15 | 30 | 25 | 25 | 20 | |
≤10 | 25 | 20 | 20 | 15 |
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