室外煤氣管道的防雷設(shè)計(jì)及施工要求

時(shí)淑玉

雷電是自然界最大的一種破壞力量，每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失都十分嚴(yán)重。而福州市地處我國(guó)的東南沿海，是雷電高發(fā)區(qū)，年平均雷暴日達(dá)53天，根據(jù)2005年度收集到的部分雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)，僅福州市就發(fā)生雷電災(zāi)害43起，造成的財(cái)產(chǎn)損失達(dá)幾百萬(wàn)元。因此雷電的預(yù)防越來(lái)越引起有關(guān)部門(mén)的強(qiáng)烈重視。認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家各類(lèi)防雷技術(shù)規(guī)范是減輕或避免雷電災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)，目前市內(nèi)的各類(lèi)新建建筑物、特別是高層和超高層建筑物都采取了嚴(yán)格的防雷措施，而煤氣管道是建筑物的附屬部分，并且材料一般都是采用鋼管，鋼管是金屬導(dǎo)體，會(huì)形成電氣通路，會(huì)引發(fā)雷電災(zāi)害，福州市防雷辦公室對(duì)煤氣管道的防雷也提出了嚴(yán)格的要求，所以煤氣管道必須進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，同建筑物的防雷設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，采取一些行之有效的防雷措施，避免因煤氣管道而產(chǎn)生的雷電災(zāi)害。

從雷電的形式來(lái)講，煤氣管道的防雷應(yīng)從以下三個(gè)方面著手：防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。直擊雷是指閃電直接擊在建筑物、大地或防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力者；雷電感應(yīng)是指閃電放電時(shí)，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，它可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花；雷電波侵入是指由于雷電對(duì)架空管線或金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內(nèi)，危機(jī)人身安全或損壞設(shè)備。

從煤氣管道自身來(lái)講，防雷重點(diǎn)是室外管道，它主要包括敷設(shè)在屋面的煤氣管道、掛在建筑物側(cè)墻的煤氣管道及架空煤氣管道，以下我們從這三個(gè)方面進(jìn)行討論。

一、屋面煤氣管道

隨著人民生活水平的日益提高，各類(lèi)新建建筑物樓前的管線越來(lái)越多，而煤氣管道的布置又比較嚴(yán)格，所以樓前管的敷設(shè)越來(lái)越困難，加之現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的多樣化，煤氣設(shè)施及煤氣管道更多地選擇了利用屋面來(lái)敷設(shè)。但屋面是一個(gè)易受雷擊的部位，所以屋面煤氣管道的防雷設(shè)計(jì)和施工就顯得尤為重要了。

屋面煤氣管道主要包括煤氣放散管和直接敷設(shè)在屋面上的水平管，從以前調(diào)查中發(fā)現(xiàn)雷擊煤氣放散管起火8次均未發(fā)生事故，說(shuō)明煤氣放散管始終處于正壓，所以煤氣放散管只要和防雷裝置相連就可以了，不必再獨(dú)立設(shè)接閃器。下面主要討論屋面水平管，這部分煤氣管道的防雷重點(diǎn)是防直擊雷和防雷電感應(yīng)，鑒于目前建筑物的防雷設(shè)計(jì)并非是阻止和減少雷擊的發(fā)生，其主要目的是為了引雷，因此煤氣管道的防雷也應(yīng)達(dá)到這一目的。建筑物遭受雷擊時(shí)，雷電流流經(jīng)的路徑為：屋面、屋架（或托架或屋面梁）、柱子、基礎(chǔ)，最后引入大地。根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94（以下簡(jiǎn)稱(chēng)GB50057）4.1.5條的規(guī)定“對(duì)二、三類(lèi)防雷建筑物來(lái)講屋面上永久性金屬物宜作為接閃器，但其各部件之間均應(yīng)連成電氣通路，鋼管、鋼罐一旦被雷擊穿，其介質(zhì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成危險(xiǎn)時(shí)其壁厚不得小于4mm”。所以雷電流到達(dá)屋面后，敷設(shè)在二、三類(lèi)防雷建筑物上的煤氣管道要同時(shí)達(dá)到接閃和引雷兩個(gè)目的，而對(duì)于一類(lèi)建筑物則僅為了引雷。針對(duì)這一目的，屋面水平煤氣管建議采取以下做法：

1、管道的敷設(shè)應(yīng)避開(kāi)屋角、屋檐、檐角、屋脊、女兒墻等宜受雷擊的部位，當(dāng)管道進(jìn)入屋面時(shí)，應(yīng)盡量沿女兒墻底部，躲開(kāi)屋角、屋脊部位進(jìn)入。

2、選擇壁厚≧4mm的水煤氣鋼管。

3、 為了保持良好的電氣通路，管道應(yīng)采用焊接，閥門(mén)也宜采用焊接閥門(mén)，當(dāng)采用絲接閥門(mén)時(shí)，閥門(mén)兩端應(yīng)跨接。

4、 為了減少管道腐蝕的發(fā)生，煤氣管道不宜直接敷設(shè)在屋面上，應(yīng)采用支墩，支墩與管之間還應(yīng)加管墊予以保護(hù)。

5、 電氣連接：等電位聯(lián)結(jié)是防雷設(shè)計(jì)的主要手段，因此屋面煤氣管道與避雷裝置的電氣連接來(lái)不得絲毫馬虎，首先屋面的煤氣主管首尾兩端和進(jìn)入建筑物的各分支管的末端應(yīng)與屋面防雷裝置相連。依據(jù)GB50057中規(guī)定，第一、二、三類(lèi)防雷建筑物引下線之間的間距分別不應(yīng)大于12m、18m、25m，煤氣管道與防雷裝置連接點(diǎn)的間距也應(yīng)參照一、二、三類(lèi)防雷建筑物分別對(duì)應(yīng)的12m、18m、25m的距離執(zhí)行，這樣做的目的是為了防止因管線過(guò)長(zhǎng)而引起雷電流分布不均勻增大電壓降，從而導(dǎo)致雷反擊的形成。其次，為了防止雷電感應(yīng)的發(fā)生，與其它平行敷設(shè)的金屬管道，其凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)采用金屬線跨接，并且跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30m，金屬管道之間的交叉凈距小于100mm時(shí)，其交叉處亦應(yīng)跨接。

二、建筑物側(cè)墻煤氣管道

建筑物側(cè)墻煤氣管道主要包括三種，第一種是單根煤氣管，主要是一些上屋面煤氣主管和下垂煤氣分支立管，第二種是目前福州市正在嘗試使用的中高層建筑物集中排管式安裝中的煤氣排管，第三種是由引入管露出地面的煤氣矮立管和煤氣高立管。第一、二種煤氣管道的防雷主要目的是為了防止側(cè)雷擊的發(fā)生，雖然側(cè)雷擊的發(fā)生概率和雷電流都比較小，但它一旦發(fā)生，造成的破壞還是相當(dāng)大的，因此這部分的設(shè)計(jì)也不容忽視。依據(jù)GB50057的規(guī)定，一、二、三類(lèi)建筑物防側(cè)擊的起始高度分別為30m、45m、60m，因此煤氣管道防側(cè)擊的高度也相應(yīng)地分別定為30m、45m、60m，對(duì)于一類(lèi)防雷建筑物，從高度30m起，每隔不大于6m，煤氣管道須與建筑物的水平避雷帶或引下線相連；對(duì)于二、三類(lèi)防雷建筑物，只需頂端和底端與防雷裝置相連即可。第三種煤氣管道的防雷主要目的是為了防止雷電波的侵入，依據(jù)GB50057要求，埋地或地溝內(nèi)的金屬管道在進(jìn)出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連，因此每一根引出地面的煤氣矮立管和煤氣高立管不管是處于幾類(lèi)防雷建筑物，都應(yīng)就近與接地裝置或引下線相連。煤氣引入管的安裝定位應(yīng)盡量靠近引下線或接地裝置，以便于與接地體的連接板或接地裝置相連，若受結(jié)構(gòu)的限制，離引下線或接地裝置較遠(yuǎn)時(shí)，也應(yīng)采用和建筑物水平接地體相同的材料做水平接地以達(dá)到與引下線或接地裝置相連。

同樣，為了保持管道有良好的電氣通路，側(cè)墻煤氣管道宜采用焊接；若采用絲接，當(dāng)過(guò)渡電阻≧0.03Ω時(shí)，前后兩端應(yīng)跨接。

三、架空煤氣管道

架空敷設(shè)的煤氣管道一般是沿建筑物的外墻體水平敷設(shè)，用托架與墻體相連，所以只需頭尾及中間每隔25m與建筑物的引下線或接地裝置相連就可以了。

四、等電位聯(lián)結(jié)

煤氣管道的電氣連接方法及材料的選用按照《等電位聯(lián)結(jié)安裝》02D501-2中38、39頁(yè)聯(lián)結(jié)線與各種管道的連接（抱箍法）、聯(lián)結(jié)線與各種管道的連接（焊接法）執(zhí)行。對(duì)于集中排管式安裝的煤氣管道，應(yīng)先將煤氣排管在同一高度用連接件焊接成一個(gè)電氣通路，然后再與水平避雷帶或引下線相連。連接件及跨接線均應(yīng)做防腐處理。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于不斷增多的城市高層建筑加劇了雷電活動(dòng)、建筑物內(nèi)抗雷能力十分脆弱的通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化設(shè)備越來(lái)越普及、易燃易爆場(chǎng)所和電力供電設(shè)備迅速增加以及人們主觀上的防雷意識(shí)十分薄弱等各方面的原因，雷電災(zāi)害造成的損失愈來(lái)愈嚴(yán)重。為了配合我省的防雷減災(zāi)工作，煤氣管道的防雷設(shè)計(jì)及施工必須結(jié)合建筑物的防雷設(shè)計(jì)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)規(guī)范，扎扎實(shí)實(shí)、不折不扣地做到位，才能減少和杜絕因煤氣管道而引起的雷電災(zāi)害。