1 問題的提出
燃油采暖鍋爐因具有體積小、占地面積少、運行管理方便等特點,因而許多建筑大樓熱水循環(huán)采暖系統(tǒng)的熱源均采用這種設(shè)備。為使容納采暖鍋爐的房間不占用大樓的“黃金”地帶,建筑設(shè)計通常將采暖鍋爐間設(shè)置在地下室內(nèi)。隨著西氣東輸工程的實施,天然氣這種清潔能源的使用得到進一步的普及,不少城市的建筑大樓紛紛將原有的燃油采暖鍋爐改造成燃氣采暖鍋爐。由于燃油鍋爐改造成燃氣鍋爐非常方便,加上燃氣的成本比燃油低,對環(huán)境的污染小,因而對于鍋爐的使用單位來說,將鍋爐的燃料由燃油改成燃氣無疑具有較大的吸引力。
然而,我們在工程質(zhì)量監(jiān)督和工程驗收時發(fā)現(xiàn),不是所有的燃油采暖鍋爐間都有條件改燒燃氣,特別是一些設(shè)置在建筑大樓地下一層的采暖鍋爐問,當(dāng)初建筑設(shè)計時的鍋爐燃料是重油,未考慮鍋爐間的防爆問題?,F(xiàn)將燃油改成燃氣,采取的安全措施一般是在鍋爐間內(nèi)加裝燃氣泄漏報警器,在向鍋爐間供氣的室外管道上設(shè)置緊急切斷閥。在整個改裝過程中,建筑大樓的管理單位往往先請生產(chǎn);燃氣燃燒器的廠家來對采暖鍋爐本體及其附屬管線進行改裝,改裝完畢后再請燃氣供應(yīng)單位敷設(shè)管道與鍋爐間的燃料供應(yīng)系統(tǒng)相接并供應(yīng)燃氣、這兩家安裝單位都不對鍋爐間及大樓的防爆安全負責(zé)。鍋爐的改裝單位認為,我們只保證改裝的鍋爐本體正常、安全使用,同時建議大樓管理單位安裝燃氣泄漏報警裝置;燃氣供應(yīng)單位認為,地下鍋爐間和鍋爐設(shè)備、管線系統(tǒng)不是我們設(shè)計和安裝的,建筑的安全不應(yīng)由燃氣公司負責(zé),既然用戶有用氣需求,我們就只負責(zé)將燃氣安全地供應(yīng)至鍋爐間,況且我們要求鍋爐間內(nèi)的燃氣泄漏報警系統(tǒng)與我們設(shè)置在室外的緊急切斷裝置聯(lián)動。至于大樓的管理單位,由于對燃氣專業(yè)知識不太熟悉,因而不會考慮到鍋爐間防爆問題。由此,鍋爐間的防爆問題就被各方忽略了。
2 地下燃氣鍋爐間設(shè)置泄壓面積原理
按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJl6-87)的規(guī)定,“有爆炸危險的甲、乙類廠房應(yīng)設(shè)置必要的泄壓設(shè)施”。建筑大樓的采暖鍋爐間一般布置有多臺鍋爐,雖不是廠房,但由于用氣負荷大,應(yīng)參照規(guī)范中“廠房”防爆要求執(zhí)行。燃油鍋爐間使用的燃料是重油,不屬于有爆炸危險的甲、乙類場所,但燃氣鍋爐間屬于有爆炸危險的甲、乙類場所,因而按照規(guī)范的要求不論鍋爐間設(shè)置在地上還是地下都應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施。
地下燃氣采暖鍋爐間和地上燃氣采暖鍋爐間不同,地上燃氣采暖鍋爐問一般設(shè)置有通向室外的門、窗,有的屋頂還采用輕質(zhì)屋面,因而一旦發(fā)生燃氣爆炸時有足夠的泄壓面積保證爆炸能量的釋放。而地下燃氣采暖鍋爐間除了設(shè)置有一般的通風(fēng)設(shè)施外,只有鍋爐間與其他地下房間相通的門,因而需專門設(shè)置房間內(nèi)的泄壓設(shè)施。對于燃油采暖鍋爐來說,由于是使用熱水(90℃~95℃)作換熱介質(zhì),所以鍋爐是無壓的,在鍋爐間的設(shè)計中只需考慮燃油燃燒所需的空氣供應(yīng)和燃燒廢氣的排放以及鍋爐間室內(nèi)的通風(fēng)。考慮到事故狀態(tài)下,也只是防止鍋爐及管線系統(tǒng)的爆裂造成人員燙傷和燃油泄漏造成室內(nèi)燃燒等情況。一般不會涉及到鍋爐及室內(nèi)發(fā)生爆炸的事故。因而在安全及消防措施上主要是配備室內(nèi)噴淋裝置和適宜于撲滅燃油燃燒的消防滅火器材。而燃氣采暖鍋爐則不同,除應(yīng)考慮燃氣在鍋爐內(nèi)燃燒所需空氣的供應(yīng)和燃燒廢氣的排放以及室內(nèi)的通風(fēng)之外,還應(yīng)考慮燃氣在鍋爐間泄漏或發(fā)生爆炸的問題。目前,有些單位(包括燃氣供應(yīng)單位)存在一種麻痹的思想認識,以為設(shè)置在地下室的燃油采暖鍋爐改燒燃氣后,只需在鍋爐間加裝燃氣泄漏報警裝置和室外地面燃氣管道上加裝緊急切斷裝置就萬事大吉了。殊不知,一旦這些裝置由于某種情況失靈,則泄漏的燃氣在室內(nèi)集聚到一定濃度后遇火源會發(fā)生爆炸,當(dāng)鍋爐間的泄壓面積不夠和鍋爐間自身建筑的主體結(jié)構(gòu)強度不夠時,則爆炸的能量足以毀壞整座大樓。
因此,地下鍋爐間泄壓面積的問題切不可忽視。
3 如何設(shè)置地下燃氣采暖鍋爐間的泄壓面積
按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定,“泄壓面積與廠房體積的比值宜采用0.05~0.22(m2/m3)。體積超過1000m3的建筑,如采用上述比值有困難時,可適當(dāng)降低,但不宜小于0.03m2/m3″。燃氣采暖鍋爐間體積一般都不大,體積超過1000m3的不多,考慮到在原來的地下室燃油鍋爐間進行改造設(shè)置泄壓面積,若要求過高會有一定的困難,因而泄壓面積與地下燃氣采暖鍋爐間體積的比值可取下限,但至少應(yīng)不小于0.05m2/m3,亦即容積為100m3的鍋爐間至少需要有5m2的泄壓面積。
現(xiàn)在的問題是,許多原有的位于地下室的燃油鍋爐間在設(shè)計時僅僅考慮了人員操作時的一般通風(fēng)條件,未考慮在極端情況下發(fā)生爆炸的泄壓問題。現(xiàn)在要變換鍋爐燃料,唯一的辦法只有對原有的鍋爐間進行改造,增設(shè)泄壓面積。按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求,作為泄壓面積的屋蓋或墻體,宜采用每平方米重量不超過120kg的輕質(zhì)材料,泄壓面積的設(shè)置應(yīng)避開人員集中的場所和主要交通要道。因此,在鍋爐間設(shè)置泄壓面積時,應(yīng)盡量選擇在背街且靠近燃氣供氣管道和鍋爐一側(cè)墻體的上方(對天然氣等密度比空氣輕的燃氣而言)開洞設(shè)置,并用鋼筋混凝土制作導(dǎo)向通道通向室外,且通道出口應(yīng)盡量垂直朝上設(shè)置,讓一旦發(fā)生爆炸時產(chǎn)生的能量能泄放至室外地面空間之上。在開洞的部位裝飾上應(yīng)采用爆炸時易破碎的輕質(zhì)材料。
我們在工程質(zhì)量監(jiān)督和工程驗收中看到,盡管地下采暖鍋爐間因鍋爐燃料燃燒進、排氣的需要,一般布置在大樓地下室緊靠建筑外墻的房間,但不是所有的原燃油鍋爐間都輕易能夠增設(shè)理想的泄壓面積。有的建筑大樓地下室的墻體堅固、厚實,或墻體本生就是建筑主體結(jié)構(gòu)的一部分,在墻體上開鑿過大的孔洞有一定的困難;有的除進鍋爐間的門與地下室過道相通外,基本上處于密閉的狀態(tài)。因此,對于各鍋爐間具體如何設(shè)置泄壓面積應(yīng)根據(jù)泄壓原理科學(xué)地、綜合地考慮,前提是必須滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求。若鍋爐間原墻體上設(shè)置的室內(nèi)進、排氣口直接通過堅固的導(dǎo)風(fēng)通道通向室外地面,則墻體進、排氣口的面積應(yīng)可計人泄壓面積。當(dāng)鍋爐間的屋頂和墻體上增設(shè)的泄壓面積實在無法滿足0.05m2/m3時,若鍋爐問的門通向地下其他場所的室內(nèi)體積足夠大,且不是直接通向地下車庫、重要設(shè)備間、商業(yè)營業(yè)點等場所,則可將泄壓面積與鍋爐間的比值縮小至0.03m2/m3。當(dāng)然,當(dāng)鍋爐間的屋頂和墻體無法開洞設(shè)置泄壓面積或泄壓面積與鍋爐間體積的比值遠小于規(guī)范要求時,為保證建筑大樓的結(jié)構(gòu)安全,只有另外選擇鍋爐間。
4 結(jié)束語
地下燃氣采暖鍋爐間的泄壓面積的設(shè)置,既是設(shè)計規(guī)范的要求,也是保證建筑物安全、避免造成重大人員傷亡事故的最后一道防線。但是,這道防線的設(shè)置因各種原因目前沒有得到應(yīng)有的重視。從某種意義上來說,也給建筑物留下了安全隱患。本人僅借此文予以呼吁,地下燃氣采暖鍋爐間泄壓面積的設(shè)置切不可忽視。