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锅炉房设计中常见的几个问题

2020-12-25李琦波

工程建设与设计 2020年23期
关键词:锅炉房烟囱场所

李琦波

(苏州九城都市建筑设计有限公司,江苏 苏州215123)

1 锅炉和热水炉

在工程项目设计中,常会发现图纸上的热源机房有些标注为锅炉房,有些标注为热水机房,暖通设计师或给排水设计师也经常会选用热水炉去代替锅炉,以避免设计或日后运营中一些针对锅炉的特殊要求(本文所提到的锅炉和热水炉均为燃气锅炉和燃气热水炉)。

1.1 锅炉的定义

由于锅炉房设计规范中未明确锅炉的定义,笔者查询了相关资料,其国务院令第549号文件,国务院关于《特种设备安全监察条例》(国务院令第373号)的决定,第八章附则,第九十九条中提到:锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备,其范围规定为容积大于或等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或等于0.1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。对于常见的热水锅炉而言,额定热功率大于100kW时才算锅炉。

1.2 热水炉的定义

根据上述规定,很多设计师认为,只要额定热功率小于100kW就不算锅炉,就可以当作热水炉来设计。所以,实际工程中经常会发现热源采用多台99kW的燃气热水炉。然而,仅从额定热功率的大小去判断是不是锅炉过于简单,也不够严谨,根据国质检锅函288号,关于实施《小型和常压热水锅炉安全技术监察规定》有关问题的通知,额定热功率小于0.1MW,工作压力仅来自自来水压力,最大水容积不超过500L,出口水温不超过90℃,有可靠温控装置、超温超压自动保护装置、低水位自动保护装置,出现异常自动切断热源,燃气型热水炉还应有断气自动保护装置。符合上述要求时,才不属于真正意义上所说的锅炉,即才能纳入热水炉的范畴。

1.3 规范适用范围

在确定设备为锅炉后,还应该注意规范的适用范围,GB 50041—2008《锅炉房设计规范》第1.0.2条规定【1】,对于热水锅炉而言,该规范适用范围为:单台锅炉额定热功率为0.7~70MW、额定出口水压为0.10~2.5MPa、额定出口水温小于等于180℃。即小于0.7MW(1t)的锅炉不适用于本规范。

1.4 热水机房注意事项

实际项目设计中,虽然很多设计师采用100kW以下的热水炉去代替锅炉,但需要注意以下几个问题:

1)泄爆措施不能少。关于这方面的文章很多,基本都是从燃气泄漏引起爆炸的角度考虑。因此,设计时若采用100kW以下的热水炉,也应该设置不小于机房面积10%的泄爆窗或泄爆井,以保证机房的安全。

2)机房的布置。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)【2】5.4.12条规定,锅炉房不能布置在人员密集场所的上一层或下一层或贴邻布置,对于热水机房的布置应从安全角度出发。既然热水机房也需要考虑泄爆,那么,热水机房的布置就应该按照锅炉房的要求布置,即热水机房的上一层或下一层或贴邻房间不应是人员密集场所。

2 锅炉房布置

2.1 平面布置

GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)第5.4.12条规定,锅炉房应设置在首层或地下1层靠外墙部位,但常压或负压锅炉可设置在地下2层。

锅炉房严禁设置在主要疏散通道、安全出口、疏散楼梯的两侧。

当锅炉房本身的高度超过1层楼的高度,可能要占2个楼层的高度,对于这样的锅炉房,只要空间上是1层布置,中间并没有楼板隔成2层,不论它是否已深入到该建筑物地下第2层或地面第2层,都仍将其视为地下1层或地面首层。

2.2 直通室外

根据GB 50041—2008《锅炉房设计规范》第4.3.7条规定,锅炉房应设2个出入口,其中1个出入口应直通室外,GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)第5.4.12条,在条文解释中对“直通室外”有这样的说明:“直通室外”是指疏散门不经过其他用途的房间或空间,直接开向室外或疏散门靠近室外出口,只经过1条距离较短的疏散走道直接到达室外。关于“距离较短”具体数据应由建筑专业确认。

2.3 人员密集处

GB 50041—2008《锅炉房设计规范》和GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)中均提到,锅炉房不能布置在人员密集场所的上1层或下1层或贴邻布置,关于人员密集处的定义,规范之间略有不同。

1)《中华人民共和国消防法》第七十三条第四款规定:人员密集场所,是指公众聚集场所,医院的门诊楼、病房楼,学校的教学楼、图书馆、食堂和集体宿舍,养老院,福利院,托儿所,幼儿园,公共图书馆的阅览室,公共展览馆、博物馆的展示厅,劳动密集型企业的生产加工车间和员工集体宿舍,旅游、宗教活动场所等。

2)GA 654—2006《人员密集场所消防安全管理》【3】第3.2条规定:人员聚集的室内场所。如:宾馆、饭店等旅馆,餐饮场所,商场、市场、超市等商店,体育场馆,公共展览馆、博物馆的展览厅,金融证券交易场所,公共娱乐场所,医院的门诊楼、病房楼,老年人建筑、托儿所、幼儿园,学校的教学楼、图书馆和集体宿舍,公共图书馆的阅览室,客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅(楼),人员密集的生产加工车间、员工集体宿舍等。

3)GB 50041—2008《锅炉房设计规范》第2.0.32条规定:人员密集场所指会议室、观众厅、教室、公共浴室、餐厅、医院、商场、托儿所和候车室等。

4)GB 50016—2006《建筑设计防火规范》(2018年版)中提及:人员密集场所是指同一时间聚集超过50人的场所。另外,很多地区在安全责任事故中,规定死亡3人及3人以上作为重大安全责任事故。因此,在锅炉房布置时,不能简单地从房间功能或人数来判定是否为人员密集场所,而应从事故发生时,对人员的伤亡程度去判定。一般设计中可与锅炉房相邻布置的房间类型有:汽车库、储藏间、工具间、设备用房等。如果锅炉房布置确有困难,无法避开人员密集场所,设计中经常会用到1种方法:设置架空层,如一些商业综合体,锅炉房布置在屋顶,下层为商业区,可将锅炉房抬高,在锅炉房和屋面楼板之间形成1个架空层,如图1所示。

图1 某综合体屋顶锅炉房底部设置架空层

3 锅炉房的烟囱

3.1 烟囱的高度

锅炉房设计中,关于烟囱应高出屋面的具体数值,一直以来都没有明确的说法,笔者查阅了很多资料,常见的规定如下:

1)锅炉烟囱高度应按批准的环境影响报告书(表)要求确定,但不得低于8m,并满足地方标准的要求【4】。

2)平屋面伸出高度不得小于0.6m,且不得低于女儿墙的高度【5】。

3)文献【4】规定,新建锅炉房烟囱周围半径200m距离内有建筑物时,其烟囱应高出最高建筑物3m以上。

笔者认为,烟囱尽量通往主楼排放,高出屋面至少0.6m且高出女儿墙,具体高出屋面的高度以及是否可通往裙楼排放还应以咨询项目当地的环评部门为准。另外,烟囱的高度还应该满足烟气的排放动力要求,即抽力大于阻力,若有水平管道,一般要求烟囱的垂直高度大于烟囱的水平长度,且要求烟囱的水平长度不大于6m。

3.2 烟囱合用

对于一些公建项目,暖通和给排水均需设置锅炉,有些项目是各专业分别设置各自的锅炉,有些项目是各专业合用1台或多台锅炉,这样就存在烟囱合用的问题。笔者结合实际项目以及查阅相关资料后,总结如下:

1)不同专业的锅炉,烟囱不宜合用。

2)不同燃料的锅炉,烟囱不宜合用。

3)正压燃烧和负压燃烧的锅炉,烟囱不宜合用。

4)烟囱高度小于20m,建议每台锅炉独立设置烟囱,否则,会引起烟气倒流入不运行的锅炉内部,导致冷凝水腐蚀锅炉。

若多台锅炉共用烟囱时,每根支管应设置止回阀,且共用烟囱的尺寸应能保证烟气的顺利排放,一般经验值为共用烟囱的截面积应为各分支烟囱的截面积之和的1.2倍。若自然抽力不满足要求时,还应设置抽风控制器等措施。

4 其他注意事项

1)锅炉房大多数情况设置在地下室,建筑在布置锅炉房时还应考虑设备的安装和检修更换问题,应在锅炉房的顶部预留设备吊装孔,如果吊装孔设置在锅炉房以外的区域或从汽车坡道进出,还应考虑从进出口到锅炉房之间运输通道的地面荷载,吊装孔的尺寸一般比机器尺寸大800mm,锅炉房内锅炉摆放位置的上方需要设置吊钩(预埋在顶板内),设备吊装孔可兼作泄爆口,如图2所示。

图2 某项目地下锅炉房吊装孔兼做泄爆口

2)锅炉房内的值班室需要设置空调和新风。

3)锅炉房的排污水应先排至排污降温池,将排污水降至40℃以下方可排入下水道。

4)锅炉房的供热系统应设置气候补偿器。

5)事故排风机不能设置在地下室,土建风井内应内衬金属风管,风机采用防爆型。

6)计算补风量时,应包含空气的燃烧量,可按每立方天然气需要15m3/h空气计算。

7)为了保证炉内燃气压力以及烟气的顺利排放,锅炉房一般需要维持0~5Pa的微正压,还有一种观点认为,燃气锅炉房应该维持微负压,防止燃气泄漏扩散到周边房间。笔者认为,在保证烟气排放及燃气燃烧正常的情况下,锅炉房还是应该尽量满足微负压。

5 结语

在实际工程项目中,一方面由于建筑类型、平面布局多种多样,另一方面锅炉产品形式五花八门,如常压锅炉、真空锅炉、承压锅炉、燃气炉、模块锅炉等,而规范又不可能面面俱到,因此在锅炉房设计中,设计人员需要针对具体情况具体分析,除了要满足本专业的设计要求外,还应从消防、安全、环保等角度综合考虑锅炉房的布置和设计,使锅炉房的设计满足以人为本的设计原则,更好地为人们生活或生产服务。

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