民用燃气安全设计与使用研究

民用燃气安全设计与使用研究

齐新建

摘要：日益普及使用的民用燃气，改善了居民的生活环境和品质，但是燃气燃烧后的产物、泄漏的燃气等带来的危害，威胁着居民的健康、生命和房产等安全。简述了民用住宅燃气泄漏、燃气燃烧等引起的危害，分析了民用住宅燃气安全设计与安装、建筑物设计、建筑物装饰装修、燃气使用、监测与维护等影响因素；提出应提升既有民用住宅建筑抗爆和抗（连续）倒塌等能力、开展住宅建筑（尤其砌体结构）抗爆设计和建筑物燃气爆炸对周边建筑免影响的间距研究，加强燃气使用者防患意识与行动，构建社区安全宣传和事故隐患演练机制，开发使用成本低廉兼具社区中央监控室监控功能的燃气浓度检测报警器等系列安全建议。

关键词：燃气；住宅；爆炸；安全；设计

1燃气危害的形成

1.1燃气泄漏引起的危害

1.1.1燃气非燃爆情况下的危害

当燃气的浓度小于爆炸下限，混合气体中含有过量的空气，过量的空气具有的冷却作用以及太低的燃气浓度，使系统得热小于失热，反应不能延续；当燃气的浓度大于爆炸上限，混合气体中有过量的燃气，过量的燃气因缺氧而不能参与反应、放出热量，反起冷却作用，阻止火焰的蔓延。这种状况下，天然气中含有的硫化物，可能使居民出现眼和上呼吸道刺激症状，以及头晕、恶心、乏力等；加臭剂，有轻微的毒性作用，会带来头晕、心等不适。

1.1.2燃气燃爆情况下的危害

当燃气在爆炸极限范围内时，遇到点火源，火焰瞬间即可传播到整个混合气体的房间，同时释放大量的热量，生成的气体受热膨胀，形成极高的温度和极大的压力，导致爆炸或伴生火灾，对住宅形成极强的破坏力。燃气爆炸对建筑物的破坏以及人体伤害的情况见表1。

1.2燃气燃烧产物引起的危害

居民住宅燃气燃烧时可产生二氧化碳、水蒸气、二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物等烟气，其中二氧化碳含量相对较大，空气中含量达到0.2%以上，人体感觉不良，空气中含量达到18%以上，人有致命危险；水蒸气，冷却后的小水滴会使墙壁表面等处有潮湿感和油腻感，导致居住环境的舒适性降低；一氧化碳，主要是由于燃气不完全燃烧造成的，空气中含量达到0.02%以上，人停留2～3小时，会有轻微头痛等症状，空气中含量达到1.28%，人只要吸入几口空气，1～3分钟就会死亡；氮氧化物，主要是NO和NO2，NO毒性远高于CO，NO2的毒性比NO更强，当NOx在空气中含量达到0.006%，人短时间内气管会感到刺激，当NOx在空气中含量达到0.025%，人短时间内会迅速死亡；二氧化硫，当空气中达到0.01~0.002%，人长时间停留，会致呼吸道粘膜受刺激、咳嗽，当空气中达到0.05%，人短时间停留，即对生命有危险。

2燃气的安全设计与应用

2.1燃气的安全设计与安装

设计人员根据设计所需施工图等资料，经现场踏勘和核对设计图与施工情况后，进行燃气管道设计；安装人员根据燃气管道设计图，在楼房主体封顶后实施安装作业，安装完毕，经强度试验、严密性试验、交工验收后，送气点火。经符合国家有关部门资质要求的设计、安装单位，严格按照有关规范、规定竣工的家用燃气工程，安全可以得到保证，但也有工人操作失误引发的燃气爆炸事故；非资质许可单位或人员，出于装饰装修等目的，未报请许可的设计、安装单位，私自改动安装燃气管道、加装阀门引发的燃气爆炸事故多有报道。按照现行规范，住宅厨房内宜设置燃气浓度检测报警器，并应与自动切断阀和机械通风设施连锁。其应用虽可防止和减少燃气的泄漏事故，但却无法做到有效防止。民用燃气不同于商业企业用气。商业企业，受国家有关安全生产监管部门的制约和管理，制度齐备，管理规范，操作人员训练有素，燃气使用操作间设计安装有与自动切断阀和机械通风设施连锁、受中央控制室报警监视的燃气浓度检测报警器，如此管理、措施极大地遏制了燃气爆炸、火灾事故的发生；而民用燃气用户，不仅国家有关安全生产监管部门难以运用制度进行管理，而且燃气安全使用意识、素质参差不齐，即便设计安装了燃气浓度检测报警器，也因使用、试验、维修、质量保证和售后服务等一系列问题的存在，使其“形同虚设”，燃气爆炸事故仍防不胜防。正是由于燃气浓度检测报警器使用成本难以接受，燃气浓度检测报警器在住宅内的设计操作性不强。

2.2建筑物的设计

燃气爆炸对住宅形成极强的破坏力，可致其炸损、局部坍塌，因此，住宅建筑必须具备抗爆、抗（连续）倒塌、通风等能力。按照现行规范设计的住宅建筑，结构整体性强，抗震性能符合规定，抗爆性能良好，但作为新建及既有民用建筑防爆设计和改造建设与管理的依据，应参照《建筑设计防火规范》中的“工业防爆”规定，制订民用建筑防爆的规定，并将其列入建筑建设和使用的评价标准中；燃气爆炸发生时住宅建筑连续性倒塌的可能性较小，抗（连续）倒塌能力较强，但对于砌体结构，建议在《砌体结构设计规范》修订中需考虑燃气爆炸或其他面外横向荷载作用对砌体结构的影响，或“委托消防部门在建审时将防止燃爆可能引起的连续倒塌列入审查项目”。按照现行规范，住宅建筑的厨房等房间应可自然通风，以满足燃气具使用时所需具备的通风条件。

燃气爆炸致损住宅建筑案例表明，现浇框架、剪力墙和筒体等结构抗爆性能较好；砖混结构抗爆性能较差，尤以建设年代久远者为甚。基于上述，按现行规范设计的建筑，抗爆、抗（连续）倒塌等能力可得到保证，但对于年代久远的既有住宅建筑，需要通过既有建筑综合改造提升其抗爆、抗（连续）倒塌等能力；另外，尚应开展住宅建筑燃气爆炸对周边建筑免影响的间距研究等。

2.3建筑物的装饰装修

近年来，芜湖、长春、大连、重庆、上海、郑州、北京、厦门、成都等城市，都因居民新住房装修和既有住房二次装修改造不当，引发了燃气爆炸事故。中国室内装饰协会室内环境监测工作委员会发布警示，要注意住房装饰装修时燃气设施的改造和安装安全。上述城市发生的与住房装饰装修有关的燃气爆炸火灾案例警示，在住房装饰装修施工时，燃气管线的改动，必须报请燃气公司专业人员施工，禁止装饰公司擅自实施。

3结语

1)燃气使用日益普及，燃气爆炸等事故更加频繁，为保证安全，更为舒适地生活，必须树立安全防患意识；使用者意识着于行动，燃气使用操作间房门关闭、换气口常开等简单的行为，是居民身体健康、住宅安全的重要保障；构建社区安全宣传、事故隐患演练机制，切实保障安全防患意识树立、保障居民生命及财产安全。

2)按现行规范设计的建筑，抗爆、抗（连续）倒塌等能力可得到保证，但对于年代久远的既有住宅建筑，需要提升抗爆、抗（连续）倒塌等能力，开展住宅建筑燃气爆炸对周边建筑免影响的间距研究等。

3)开发使用成本低廉的燃气浓度检测报警器，兼具社区中央监控室监控功能，使燃气使用的居民、物业管理者等全员维护燃气安全等。

参考文献

1、曾令璂.燃具室内污染与通风换气量的决定[J].家用燃气具，2004（1）：22-23.

[6]GB50028-2006.城镇燃气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.