建筑物通風系統超高壓風管結構設計

胡 北， 陸 松

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

0 引言

通風系統是建筑物重要的輔助系統，為設備運行和人員工作提供適宜的環境條件，并對氣態污染物進行控制和凈化。風管是通風系統中數量最多的部件，維持著室內外的氣壓平衡。當建筑物外發生龍卷風和爆炸時，為避免風管將室外沖擊波傳導至重要房間，沖擊波閥前后風管應能抵御高壓差，以維持壓力邊界的完整性和氣密性。本文針對超高壓風管的結構設計，進行了ANSYS有限元分析，以找出超高壓對風管結構的影響規律，并給出相應的設計方法。

1 標準風管結構設計

通風系統標準風管結構主要根據設計壓力確定。這是因為，風管結構的薄弱部件在于面板，而面板作為薄膜，受氣壓載荷的影響遠大于慣性載荷。本節將介紹根據氣壓等級設計風管結構的一般方法。

1.1 氣壓等級

不同功能建筑物所應用的氣壓分級標準不同。本文涉及風管的氣壓分級參考某工業建筑：1)中低壓風管：＜750Pa；2)高壓風管：750～2000Pa；3)超高壓風管：＞2 000 Pa。

1.2 標準風管結構

碳鋼是高壓金屬風管最常用的材料，參考某工業標準，風管在不同氣壓等級下的結構設計見表1。

1.3 荷載組合

參考ASMEAG-1標準[1]，風管各工況下的荷載組合見表2。

表1 標準碳鋼風管構造設計

表2 荷載組合

1.4 判定標準

1.4.1 風管應力

參考ASMEAG-1標準[1]，特殊工況下風管應力適用于表3中的判定準則。

1.4.2 風管變形

參考ASMEAG-1標準[1]，風管變形應限制在表4規定的范圍內，以防止風管屈曲、氣密性破壞、流道面積改變、安裝儀表損壞等。……