工业建筑设计创新方法研究——以油气长输管道站场建筑为例

工业建筑设计创新方法研究——以油气长输管道站场建筑为例

杨峥杨鲲

中国石油天然气管道工程有限公司065000

摘要：设计创新有利于油气管道建筑专业的可持续发展。设计创新必须关注油气管道站场建筑自身特征，及时总结工艺技术进步、站场管理理念及可持续发展带来的自身特征的变化，从设计理念、设计手段、建筑技术及材料等多方面进行设计创新的研究。

关键词：设计创新；油气管道；站场建筑

前言：

油气长输管道站场是为保障石油天然气的长距离输送，依照生产的工艺要求建立起符合介质收集、调压、输送和分配、储存工艺的物质秩序而设置的具有特定功能的建（构）筑组成的厂区。其明确的目的性与生产流程使得建筑的设计逻辑简单明确，但不同的生产工艺和流程有着截然不同的功能特征，对生产建筑性能的要求各不相同。因此，建筑设计应充分了解生产工艺特点以及生产设备对空间、环境的要求，在此基础上完成从总体到细部的设计。

近年来，随着油气储运技术的进步和管理理念的更新，站场建筑的规模、技术要求及功能设置相应发生了许多变化，油气长输管道站场的建筑设计也进行了许多突破与创新，本文试图从理论及实践方面进行分析总结，为今后进一步的设计创新积累经验。

1.油气管道站场的建筑特征

油气管道站场内的建筑由于项目特点、工艺生产及管理的需要，其条件多变、功能繁杂、特点突出。

生产工艺性质决定了站场建筑的功能房间及单体规模，油气管道站场规模均不大，但沿长输管线需分段设置大量站场，其建设总量规模可观。仅以西气东输二线为例，项目共设76座工艺站场。

为了节约用地，在满足安全及使用功能的条件下，站场建筑单体尽量合并，同一个建筑单体内包含多种功能房间，各种功能房间对采光、通风、温湿度、振动、噪声、电磁防护等控制指标不尽相同，因此建筑单体功能综合性强。

由于油气储运项目是国家或地区的生命线工程，站场建筑安全性要求较高。例如站场内主要生产设备及生产控制的建筑，其抗震设防类别均为重点设防类；生产及储存介质主要为易燃易爆物品，相关建筑对防火、防爆、泄爆等要求严格。

油气管道站场分布在国内外不同地区，自然气候及地质条件各异，另外，各地社会依托、地域文化、运输条件、施工条件等参差不齐，建筑对各种自然条件、人文环境的适应性措施需要因地制宜。

2.设计理念的创新

建筑专业在油气储运领域要始终秉承服务上游工艺专业的设计观念，尽可能满足工艺专业的合理要求，但是站场建筑不能只重视生产功能性的要求，还要采用新的设计理念来满足工艺技术发展及运营管理模式的要求。

2.1适应技术发展、管理模式的新型建筑设计创新

工艺技术发展、运营管理模式的改变会导致新型的建筑类型诞生，针对新建筑要借鉴成功案例，多专业群策群力，完成设计创新。例如随着运营管理对自动化控制的要求越来越高，以及节约土地资源的要求，综合性的设备间设计理念应运而生。该建筑内集成了站场自动化控制、消防、给排水、发电、变配电、存储、分析化验等多专业功能房间。如此高集成的建筑，没有现成的设计方案可参考，没有成文的规范可以套用。建筑设计在对各专业不同需求了解的基础上，合理使用多种规范中的具体要求完成设计，列出设计依据，与规范编制组、消防部门多次沟通，达成一致意见并形成标准设计。

2.2符合HSE理念的设计创新

HSE理念是健康（Health）、安全（Safety）与环境（Environmental）的简称，是三位一体管理体系。HSE管理体系是现代石油化工企业的行为准则，油气管道站场的建筑设计要符合HSE的理念。

HSE对建筑设计的第一要求是安全性。不仅要考虑建筑物内生产操作不要影响到周围环境的安全，也要考虑室外生产装置的火灾爆炸等事故不会影响到室内的安全。人员健康包括两个方面：身体健康和心理健康。建筑设计时对室内装修环保材料及空气质量进行规定；提出严格执行建筑内噪声控制的设计；站场绿化小品、建筑外观及内部装修结合企业文化特色及企业视觉形象系统进行设计等。建筑设计更应注重建筑与环境的和谐关系。站场建筑设计需从选址、设计、建造、运营全过程采取保护环境的措施。

2.3新建设环境下的设计创新

油气储运项目站场设置位置有不少位于无人区，站场建筑设计经常是这一地区的建设先行者，建设环境对建筑的影响无据可查，这就需要建筑师组织相关专业，利用已有的基础知识合理推算、谨慎制定适用的设计原则。

3.设计手段的创新

鉴于油气长输管道站场建筑的特点，建筑模式基本固定，建筑设计可重复利用系数较高，为突出发挥整体优势、减轻设计人员劳动强度，经过大量的基础研究工作，提出标准化、模块化及信息化的设计手段创新。

3.1标准化

建筑布局标准化：总结已建项目的经验与教训，结合新形势下管道运营管理体制及功能需求，提出新的建筑布局设计，使站场内建筑单体设置形成标准化。并提出一套完整的建筑单体模块清单，规定建筑单体内房间类型。经过对以上标准化的总结和提炼，最终形成指导性手册，基本实现了建筑设计的标准化和模块化，建筑单体类型及建筑风格基本固定，建设标准及设备设施基本固定。

3.2模块化

在推行标准化设计的基础上，推行模块化设计，进行功能模块划分，根据油气储运的建筑特点，划分为三级模块。一、二级模块属于功能模块，能独立完成某种使用要求；三级模块属于结构模块，它具有特定的功能，但不能单独使用。

3.3信息化

在建筑标准化、模块化的基础上，建设建筑信息模型。其核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台，是实现站场建筑数字化移交和全生命周期管理的必要手段。

4.材料与技术措施的创新

建筑材料与建筑技术的发展日新月异，站场工业建筑设计应了解新材料、新技术的应用及发展动态，既能对成熟的材料及技术进行合理应用，也要对建筑设计中亟待解决的问题选择合作研究机构，促进材料与技术的发展与应用。

4.1环境适应性

油气储运站场分布在国内外不同地区，建筑设计针对的建设环境不一而足且存在极端条件。跨越严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区等多种气候区域。站场地质条件复杂，有盐渍土地区、膨胀土地区、湿陷性黄土地区等。存在风损、风蚀、盐雾等特殊自然环境。建筑设计应针对特殊环境采取相应的建筑材料及技术措施，保证建筑的正常使用。

4.2隔声泄爆系统的研究

天然气压缩机厂房、输油泵房等建筑，其火灾危险性等级为甲类，有爆炸危险性，建筑需要进行泄爆设计，同时建筑内主要设备噪声值较高，建筑需要进行隔声设计。按照传统的声学原理，围护结构的质量越大其隔声效果越好，但对泄爆越不利。为解决此矛盾，经与声学研究所及噪声治理施工单位合作，共同研究出隔声泄爆围护系统——保温降噪彩钢板。通过实际应用验证，在排除其它背景噪声干扰的条件下，建成后的建筑物隔声量不低于25dB（A）。

5.结束语：

工业建筑设计创新是发展的必由之路，本文以油气管道站场建筑设计为例，提出基于工业建筑自身特征的设计创新观点，紧抓行业自身特点，围绕着工艺技术的进步、建筑功能的变化和时代进步等因素，在设计理念、设计手段等方面寻求突破和创新，同时关注相关领域建筑技术和材料的发展，为油气管道站场建筑设计创新和实践提供了思路，为打造可持续发展的站场建筑积累了经验。

参考文献：

[1]《石油和化工工程设计工作手册》编委会，油气田与管道公用工程设计，中国石油大学出版社，第1版，ISBN：978-7-5636-2743-1，2010.9