高层建筑燃气工程的防雷设计论述

王文煦

摘 要：现在我国城市化水平正在不断提高，城市内建设用地日渐紧张，在这种情况下，建筑设计水平也在不断提高，同时高层建筑的出现也提高了城市用地的使用效率。但我们也应该看到，高层建筑的燃气防雷设计也直接决定人们的生命财产安全，一旦出现雷击，就很容易导致爆炸、火灾，加之高层建筑的雷击风险更高，所以在设计上标准更加严格。本文首先简要介绍了雷电对于燃气工程的危害和影响，总结了一些施工要点，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

关键词：高层建筑；燃气工程；防雷设计

如果燃气管道没有做好防雷设计，或者防雷设施因为使用时间过长而失效，就存在严重的安全风险，遭遇雷击后会产生严重后果。举例来说，在遭受直接雷击，雷电会通过金属管道放电，如果出现间接雷击，电流就会经由金属管道侵入室内，造成用电器和其他仪表设备的损坏，甚至可能会产生爆炸事故。所以做好燃气管道的防雷设计是保证建筑工程安全性的重要课题。

1 雷电对燃气工程的危害

1.1 直击雷

正常情况下，云层所产生的雷电对地电压瞬间可能达到上亿伏，如果雷云所产生的雷电直接击中了，就会在瞬间产生巨大的放电，这种情况就被我们成为直击雷。在直击雷的瞬间，电能会向热能转化，其产生的发热量大约可以接近2000焦耳，这个数量级的能量可以导致5-20cm的钢材融化，所以瞬间产生的高温会直接洞穿燃气管道，如果产生燃烧的话还有爆炸危险。

1.2 感应雷

雷电感应的含义就是某处在落雷之后，附近产生了电磁作用。感应雷又分为两个类型，分别是静电感应和电磁感应。在雷云来临时，地上的存在的导体由于静电感应，产生大量电荷，在放电之后，放电电路中的电荷瞬间中和，地面上物体顶部的电荷无法散入地面，这样就产生了较高的静电电压，此时电压最高值甚至可以接近数十万伏，这种电火花会直接波及到建筑外墙上接地设施不牢固的燃气管道，经常会引起火灾和爆炸；而电磁感应雷则是指在落雷时形成了感应磁场，这个高强度磁场会直接波及到附近的金属导体，如果管道在此范围之内，就会因为受到强大电流影响，导致过热、火灾。

1.3 雷电波入侵

管道起到运输的作用所以敷设在外的管道一定会和室内相连通，方便人们的使用。但如果墙外的管道因为遭受雷击或因为感应而出现高电压，就会导致电波沿管道流入室内，导致人员遭受电击、设备造成损坏。

2 关于燃气管道防雷设计的要点

2.1 沉降设计

由于自身的重量，建筑工程在施工完毕之后经常会出现沉降的问题，这也会严重影响到燃气管道，只有燃气管道能够承受沉降应力才能保证正常工作，否则可能会导致管道断裂问题，进而燃气泄漏，这会大大增加遭受雷击的可能。对于这个问题，可以在水平管上增设波纹管补偿器，避免入管切应力过高。也可以在管道穿过墙体的部位增加套管。

2.2 重视主体结构和管道的设计

正常来说，两个建筑物的管道会设计出分别独立的防雷装置，想要设计出可以共用的防雷装置难度较高。燃气管道如果在建筑外墙，那么每个燃气管道都需要分别设置防雷设施。如果燃气立管位于建筑外墙部位，那么其技术要求就更高了。但是上述这些内容在现阶段的燃气管道防雷设计当中并没有被严格遵守。造成这种问题的成因大多是出于节约成本的考虑。当安装管道时不仅增加一定数量的人工和材料成本，投入使用后还会增加维护与检测支出，当前国内住房户外的燃气立管正常情况下很少受到雷击，建设单位为了减少管道建设和运行成本，不想在管道线路防雷设施中增加相应的成本，其结果将不可避免地导致管道没有安装防雷装置或设备安装不完全符合技术标准。

2.3 管道和设备的防雷引下线

防雷引下线通常优先采用圆钢，也可用于扁钢，圆钢直径不大于8mm扁钢截面尺寸不小于48mm，管道及设备与引下线要焊接。燃气设备的接地线与接地体相连，且在不同方向与连接点不得少于两个。用防腐剂涂漆焊接部分。引下线可与建筑物的接地装置直接焊接，然后用沥青进行防腐。敷设人工接地装置，垂直接地体多数用角钢，钢管，或圆钢，水平接地体则多数用扁钢或圆钢，焊接长度和面数要满足规定需求。通常情况下，防雷的接地和防静电的接地、电气设备的接地和信息系统的接地可以共用接地装置，其接地电阻值不得大于4Ω，如果各自单独接地，防雷的接地或电缆金属外皮和保护钢管两端都要接地装置，其电阻值不大于10Ω。场站地上的然气管道始末端及分支处的接地电阻值不大于3OΩ，公共建筑，外墙上的然气管道接地电阻小于10Ω。如果接地电阻值小于规定的要求，防雷效果会受到一定程度的影响。

2.4 室外管道和设备的防雷装置施工过程中应同步

建立记录资料，施工质量检查人员除对各工序质量对照施工设计文件和技术标准进行检查外，要对接地电阻值进行测量，对于接地电阻值达不到要求的，要增打接地体或采用降阻剂等其他措施。燃气场站工程防雷装置经施工单位自检合格后，还需由取得气象主管机构核发资质的防雷检测机构进行检测并出具检测合格的报告。防止施工方漏测或不测以及提供虚假检测记录。燃气工程竣工验收时，防雷设施安装可列为一个分部（子分部）工程，由建设、设计、施工、监理各方共同进行验收，各方出具的验收文件中应包括防雷设施安装质量检查验收的内容。燃气工程质量监督机构通过对燃气室外管道和设施防雷装置安装行为和实体质量实施监督，对室外管道和设备的防雷接地电阻值进行抽查检测，防止和杜绝防雷设施质量不符合技术标准工程通过竣工验收。

2.5 屋顶燃气管道的防雷接地设计

置在屋顶防雷保护的范围内。防雷接地做法，是用HPB235Φ镀锌圆钢或Q235-25*4扁钢将燃气管道屋顶避雷网连接，而且连接点不少于两个，每隔3Om连接一处，法兰，阀门及配件均用BVR-6平方毫米铜导体线，其跨接电阻不大于0.03，屋顶调压箱要与避雷网或燃气管道相连。在特殊的情况下，燃气管道设置于屋顶防雷保护范围之外，燃气管道就被动地变成了接闪器，其壁厚应该增加，而且不小于4mm，并加强与屋面避雷网可靠连接。

2.6 沿着屋顶明敷设燃气管道

不可以布置在屋檐、檐角、屋脊等容易遭受雷击的部位，钢质管道可以不用装接闪器，但必须接触面顶的防雷装置，每25m至少与建筑物避雷网采取不小于8mm镀锌圆钢或截面积不小于48mm扁钢连接，并且厚度不小于4mm。

3 结束语

现在建筑产业已经成为了我国的支出产业，并且高层建筑的数量越来越多，各项配套设施自然也就成为和建筑工程设计施工密切相关的部分，燃气工程也是如此。但燃气工程本身有着一定地位危险性，直接和人们的生活密切相关，加之其使用的管道当中金属管道占比较高，所以防雷工作是一项不可忽视的重要内容。本文首先简要介绍了雷电对于燃气工程的危害和影响，总结了一些施工要点，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

参考文献

[1]蒋伟文，梁开聪，蒋旻豫.高层建筑燃气工程的防雷设计[J].建筑工程技术与设计，2016（8）：188-189.

[2]赵幼四.高层建筑燃气工程的防雷设计研究[J].建筑工程技术与设计，2015（34）.

[3]黃灿灿，陈珊.建筑燃气管道设计中的难点问题论述[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（14）.

[4]阿不里坎木·阿不都克里木.浅谈如何加强高层住宅防雷装置安全设计[J].建筑工程技术与设计，2017（7）.