中石化石油工程设计有限公司 山东东营 257000
摘要:国家管网集团为了统一油气管道建设工程热工、暖通设计标准,细化设计技术要求,按照“五化一创”管理工作要求编制了油气管道工程热工暖通技术规定。本文结合按照国家管网热工暖通技术规定要求设计的几个项目,介绍了DEC准则在油气站场通风和防排烟系统设计中的应用。
关键词:DEC准则;通风系统;防排烟系统
引言
国家管网集团的成立是国家深化油气体制改革的重要一环,也是十分基础性、关键性的举措,能够更好的保障国家能源安全,促进油气行业高质量发展和满足人民美好生活的需要。为了统一油气管道建设工程热工、暖通设计标准,细化设计技术要求,国家管网集团按照“五化一创”管理工作要求编制了油气管道工程热工暖通技术规定。本文针对按照国家管网热工暖通技术规定要求设计的两个项目,介绍了DEC准则在油气站场通风和防排烟系统设计中的应用。
2. 通风和防排烟系统设计
2.1通风系统设计
通风是借助换气稀释或通风排除等手段,控制空气污染物的传播与危害,实现室内外空气环境质量保障的一种建筑环境控制技术[1]。通风能够排出房间内的有毒、有害或湿热气体,保持安全健康的室内环境。
遵照国家管网的规定及要求,近期完成的两个管道项目中暖通设计内容完全按照DEC准则进行。以上两个项目的站场建筑均属于工业建筑,按照规范要求工业通风设计应综合考虑工艺要求、建筑平面、厂区总平面布置等,采取合理的综合预防和治理措施,并应防止生产中产生的有害物质对室内外环境造成污染。DEC准则中规定的通风系统设计的原则是:当利用通风可以排除室内的余热、余湿或其他污染物时,宜采用自然通风,当自然通风不能够满足卫生、环保或生产工艺要求时,应采用机械通风或自然与机械的联合通风。因此,以上两个项目均遵循DEC准则要求确定通风技术方案。
按照DEC准则要求各房间通风优先采用自然通风方式,但是根据工艺及规范要求的换气次数经计算后得出结论:自然通风不能满足室内环境要求,因此,各房间通风均采用机械通风方式。按照DEC准则要求:站场内的控制室面对工艺装置区的外墙上不允许开设外窗,临近走廊的内窗应为固定采光窗,因此,控制室没有可开启的外窗,无法开窗通风,为了满足工作人员的卫生需求,设置了新风换气机进行通风换气,保证室内的空气质量及卫生要求。
2.2防排烟系统设计
随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,存在我们身边的火灾等安全隐患也越来越多。火灾给人们带来的危害往往是不可预测的,火灾发生时,真正产生巨大危害的往往是燃烧产生的烟雾,因为许多建筑物的火灾事故烟气中都含有有毒气体,危及被困人员的生命。据统计,在火灾事故中死亡的人中80%是由于吸入烟气所致[2]。为了防患于未然,能够在火灾发生时,将建筑物内的烟气及时排出,减少烟气的影响,给逃生者和救援人员营造更多逃生和救援的时间。因此建筑工程的防排烟设计十分重要。
两项目中建筑单体均位于油气站场内,一侧面临油气工艺区,防排烟设计显得更加重要。
防排烟系统主要包括防烟系统和排烟系统。防烟系统是指通过自然通风方式,防止火灾烟气在楼梯间、前室、避难层等空间内积聚或通过采用机械加压送风方式阻止火灾烟气侵入楼梯间、前室、避难层等空间的系统,规范要求防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室以及避难走道的前室、避难层等应设置防烟设施;排烟系统是指采用自然排烟或机械排烟的方式,将房间、走道等空间的火灾烟气排至建筑物外的系统。
两项目中建筑单体均为单层建筑,无楼梯间前室、避难层等,两项目设计中不考虑防烟系统。
根据《建筑设计防火规范》和DEC准则的要求:建筑内长度大于20m的疏散走道;建筑面积大于100m2且经常有人停留的地上房间,地下或半地下建筑、地上建筑内的无窗房间,当总建筑面积大于200 m2或一个房间建筑面积大于50 m2,且经常有人停留或可燃物较多时,应设置排烟措施。以上两个项目中均无大于100m2的房间和大于50 m2的无窗房间,但是走廊长度大于20m,因此设计中仅对走廊进行排烟系统设计。
根据《建筑防烟排烟系统技术标准》(以下简称《标准》)和DEC准则的要求,机械排烟系统不仅需要设置机械排烟机房、排烟管道、排烟口及自控消防联动等设施,系统复杂,还需要占用房间及吊顶空间。由于以上两个项目层高低,吊顶内可利用空间小,为了节省排烟机房占地以及排烟管道和自控消防联动等设施的投资,根据建筑平面布局,与建筑专业协商后,确定采用自然排烟系统。
走廊自然排烟系统最简单的方式是采用开启外窗自然排烟。两个项目中走廊吊顶高度均为3m。并且由于走廊宽度有限,可开启外窗高度及宽度受限,导致其面积无法满足规范要求。为避免采用既增加投资又占用房间及吊顶空间的机械排烟系统,通过与建筑专业结合,我们采用了非常规设计方式,在走廊两端靠近外墙1m处局部抬高吊顶高度,即采用阶梯式吊顶,即不影响走廊美观又可增加可开启排烟窗高度,使其面积大于等于2m
2,能够满足规范要求并达到良好的排烟效果。
根据《标准》要求自然排烟系统需要进行相应的自然排烟计算,包括:最小清晰高度,储烟仓厚度计算等。走道、室内空间净高不大于3m的区域,其最小清晰高度不宜小于其净高的1/2,其他区域的最小清晰高度计算如下所示:
(1)
当采用自然排烟方式时,储烟仓厚度不应小于空间净高的20%,且不应小于500mm。
3.与以往油气站场项目对比分析
对照DEC准则《油气管道工程热工暖通技术规定》及我们以前设计习惯。DEC准则与常用标准规范及以往设计习惯对换气次数存在要求不一致的房间。依据以往的设计习惯,卫生间以前均采用玻璃钢通风器机械排风,换气次数为10次/小时。按照DEC准则要求,卫生间均采用导管式通风器机械排风,门窗缝隙自然进风;厨房采用天然气或液化石油气作为燃料,排风机采用防爆轴流风机。按照DEC准则要求,厨房采用电炊具,排风机不进行防爆设计,通风换气次数采用10次/h;为了更好的消除配电室余热量,按照国家规范的要求,配电室内通风换气次数采用10次/h;边墙式排风机方形外壳设计,使得在安装过程中更容易在墙面上开洞。有体积小、结构简单、重量轻及运行可靠等优点。本次设计轴流风机全部改为边墙式排风机并增加90°防雨罩,面向室外的进风口出配有不锈钢防虫网,以防止飞虫被吸入室内。
《油气管道工程热工暖通技术规定》要求事故通风的通风机应分别在室内及靠近外门的外墙上设置电气开关,其供电可靠性等级应与工艺等级相同并且将事故通风系统所有设备运行状态上传至控制室。以往设计只对需事故通风的房间增加事故通风的通风机应在室内及靠近外门的外墙上设置电气开关的要求,没有将事故通风系统所有设备运行状态上传至控制室。两个项目均按照DEC准则增加将事故通风系统所有设备运行状态上传至控制室的要求。
4.结语
通过对油气站场内通风系统和防排烟系统方案选择及设计,明确应根据建筑单体平面布置及房间要求确定通风方式及风机选型。依据房间面积、走廊长度等明确排烟方式,并且需保证自然排烟窗面积满足规范要求。明确目前设计习惯与国家管网DEC准则的具体差异,在后续国家管网项目的设计过程中执行使用。
参考文献:
[1]孙一坚. 工业通风-2版[M]. 中国建筑工业出版社, 1985.
[2] 刘云云.防排烟设计浅析[J]. 城市建设理论研究,2015,8.
作者简介:
张新瑞,男,山东东营人,2020年7月进入中石化石油工程设计有限公司水处理及热力工程设计所工作。
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