科研建筑内气瓶的安全设计需要注意什么

科研建筑是进行科研活动的建筑空间和场所。科研建筑内有以办公空间为主开展科研活动的办公区域；有以科研展示空间为主体，用于陈列、展览有关科研研究和实验成果的展览区；有以科研教学实验为主的科研教学区和以科研实验空间为主的科研区。由于科学实验自身固有的高风险性与科研建筑内普遍存在的用房拥挤、人员多、杂且流动性大的高复杂性矛盾日益突出，安全事故时有发生，安全工作面临着巨大的压力和挑战。

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科研实验室气瓶普遍存在现状

丨目前在很多科研单位，科研人员从事科研项目复杂、人员流动性大、前期科研建筑物设计不充分等因素造成科研实验区安全隐患较多，特别是供精密仪器使用，作为载气或燃烧气等的气瓶，其放置就显得尤为重要！现在很多钢瓶设在实验室内，不分气体种类、气瓶数量全部放在自己的实验室内，占用实验室有效空间、用气浪费，关键是存在安全隐患。

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参考标准

➤GB 50016-2014（2018年版）

《建筑设计防火规范》

➤JGJ 91-2019

《科研建筑设计标准》

➤GB 50116-2013

《火灾自动报警系统设计规范》

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气瓶的设置

3.1气瓶放置原则

对日用气量不超过一瓶的气体，室内可放置一个该种气体的气瓶，但气瓶应有安全防护措施【1】，易燃易爆及有毒气体应考虑防爆气瓶柜、浓度报警及联动排风；按照《科研建筑设计标准》要求，各种气源宜采用集中供应方式，气源站宜为独立建筑。气瓶应放在主体建筑物之外的气瓶存放间。

3.2气瓶间设置安全要求

➤氧气气源站宜布置成独立单层建筑物，耐火等级不低于二级，如与其它建构筑物毗邻，其毗邻的墙应为耐火极限不低于1.50小时的无门、窗、洞的防火墙，且至少应设一个直通室外的门。

➤氮气、二氧化碳、氧化亚氮等气体可设在不低于三级耐火等级建筑内的靠外墙处，并应采用耐火极限不低于1.50小时的墙和丙级防火门与建筑物的其它部分隔开。

➤氢气、乙炔、甲烷等可燃气体宜布置成独立建筑物，耐火等级、泄压面积等应满足相关要求，不得设在地下或半地下建筑内。

小结：气瓶间单独设置时不应设在主建筑物内，不应设在主入口侧；使用气瓶气的房间宜布置在靠近气瓶间的一侧。可燃气体气瓶与助燃气体的气瓶应布置在不同的气瓶间。

3.3气瓶间的设计要求

➤当气瓶间与主建筑物贴邻布置时，隔墙应为钢筋混凝土墙；

➤宜采用半敞开式设计，应保持良好的自然通风，可燃气体气瓶间应有不小于6次/h，事故时不少于12次/h的通风措施；

➤气瓶间应采取遮阳防晒措施；

➤气瓶间建筑的防爆设计应符合 GB 50016《建筑设计防火规范》 的相关规定；

➤气瓶间内地面应考虑防静电，开关、灯具等应为防爆；

➤气瓶间应设相应的浓度报警，在氢气气瓶间设氢气浓度报警仪、在乙炔气瓶间设乙炔浓度报警仪、在氮气等惰性气体气瓶间设氧气浓度报警仪；

➤对于氢气和由于探测气体密度小于空气密度，可燃气体探测器应设置在被保护空间的顶部，如果气瓶间设置的层高高且相对封闭空间，则需要在靠近释放源的上方和空间顶部易于积聚气体的地方都应考虑设可燃气体探测器；氧气探测器设置高度在1.5-2.0米。

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气路的设计

4.1室内气体管道间距

室内气体管道间距应满足下表。

4.2一般要求

气瓶管道设计应符合下列规定：

➤钢瓶气体输送主管宜采用外径 3/8in（视仪器数量而定）的管道，支管应采用外径 1/4in 的管道，支管终端设控制阀；控制阀后宜采用外径 1/8in 的管道与气相色谱仪等仪器连接，或视连接仪器的要求而定；

➤引至设备台的管道应固定在设备台上或设备台附近；

➤氢气、氧气、乙炔气管道所用管件和仪表应是适用于该介质的专用产品，不得代用；乙炔管道的阀门和附件不得采用纯铜质材料和70%的铜合金；气路中阀门与氧气接触部分应采用非燃烧材料，其密封圈应采用有色金属、不锈钢及聚四氟乙烯等材料，填料应采用经除油处理的石墨石棉或聚四氟乙烯；

➤气体管道应采用焊接连接，可燃气体管道不应采用螺纹连接，高纯气体管道应采用承插焊接；

➤氢气、乙炔等易燃易爆气体管道不得穿越与其使用无关的房间；可燃气体及助燃气体的管道不宜穿过不使用该种气体的房间，当必须穿过时，应采取相应措施；

➤管道与设备的连接段宜采用金属软管；当采用非金属软管时，宜采用聚四氟乙烯管、聚氯乙烯管。

➤引入室内的各种气体管道及支管宜明敷；当管道井、管道技术层内敷设有可燃气体管道时，应有6次/h，事故时不少于12次/h的通风措施；

➤可燃气体及助燃气体的管道放散管应引至室外并高出屋脊1米，放散管应设有防雷措施。

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案例分析

这张照片是某高校化学类实验室的现状，从图中我们可以看到该实验室有气路也有气瓶，是精密仪器实验房间，图中显示该房间放置有气瓶，且不止一瓶，本身已违反规范中不可以超过一瓶气瓶的要求，气瓶未牢固固定，未考虑将其直立固定在专用支架上，气体种类应标明，气瓶上应设置“使用中”和“未使用”标识，不使用时应安装上安全保护帽。

此外再看气路，从图中可以看到气路系统设计的很差，乱是表面现象，其实很多都不满足规范要求，气路引至设备台的管道应固定在设备台上或设备台附近，可以考虑设功能柱等来固定管线；当气体管道穿过墙体或楼板时，应从预埋套管内穿过，经过套管的部位不应有焊缝。管道与套管之间应采用不燃材料严密封堵，由于是隐蔽工程，故安装时一定要注意看是否满足要求。

该实验室看不到相应的浓度报警和通风设施，气相色谱室肯定会用氢气，故一定要考虑设氢气浓度报警仪，在色谱上方设排气罩。