商业综合体中燃气紧急自动切断阀的设计方案

李伯祺， 陈 露

(佛山市华禅能燃气设计有限公司，广东佛山528000)

1 概述

商业综合体是人流密集的重要场所，其内部一般设有大量且分散的餐饮店[1]，与其他功能的商户交叉，通风性普遍较差，导致配套的燃气系统错综复杂。GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第10.8.3条规定燃气用量大、人员密集、流动人口多的商业建筑宜设置燃气紧急自动切断阀。燃气紧急自动切断阀是一种安全装置[2]，一般与燃气报警控制系统配合使用，在发生燃气泄漏时，可以紧急自动关闭，切断事故现场的供气[3]。

本文探讨商业综合体中燃气紧急自动切断阀的3种设计方案，分别对调压箱总控制式、分楼层控制式和分商户控制式进行探讨，分析各方案的优缺点以及设计人员在选择方案时应注意的事项。

2 燃气报警控制系统工作原理

燃气报警控制系统由控制器主机、燃气泄漏探测器(简称探测器)和控制执行模块组成。控制执行模块主要通过继电器，与声光报警系统、紧急自动切断阀及机械送排风系统(简称风机系统)联动。其工作原理是：当探测器内的传感器检测到可燃气体时，探测器将信号转换为与气体浓度成正比的电压或电流信号，并通过信号线传送到控制器主机，控制器主机对信号进行处理，判断环境中泄漏的燃气浓度是否达到了报警值。如果浓度达到所设定的报警值，控制器主机启动控制执行模块，输出继电器信号，使声光报警系统、紧急自动切断阀以及风机系统同时启动，切断燃气供应，排除险情。

燃气报警控制系统及其联动的声光报警系统、紧急自动切断阀和风机系统必须连接到消防电源，保证不间断供电。同时各联动系统必须用信号线连接至燃气报警控制器主机，保证及时响应。

紧急自动切断阀自动关闭后，只能由燃气专业人员确定安全后进行手动复位[3]。因此，紧急自动切断阀通常由燃气公司的运行维护人员进行日常巡检和抢修工作。

3 燃气紧急自动切断阀的设计方案

① 调压箱总控制式

调压箱总控制式系统布局见图1。图1中各虚线框表示燃气泄漏探测器均为并联设置，需连接至对应信号线和电源线，未画出连接线的探测器，连接线方式均与各虚线框最上端的探测器相同，下文各图虚线框意义均同图1。调压箱总控制式是指在燃气调压箱出口总控制阀前设置紧急自动切断阀。该控制方式将燃气报警系统控制器主机设置在消防控制中心，同时在整个燃气管道系统沿线设置探测器，所有探测器均连接至燃气报警系统控制器主机，一旦监测到某一点燃气泄漏达到报警值，紧急自动切断阀便会接收到燃气报警系统控制器主机内控制执行模块发出的继电器信号，自动切断整个系统的燃气供应。

图1 调压箱总控制式系统布局

这种设计方案的优点是仅需设置1个紧急自动切断阀就能有效保障整个燃气系统的用气安全，且燃气公司的运行维护工作量少，由于其经济成本低及运行维护方便，被广泛运用于商业综合体燃气系统的设计。然而，随着商业综合体规模的扩大，燃气系统供气的商户数量也随之增加，该方案的缺点是一旦单个商户发生危险情况致使紧急自动切断阀关闭，便会切断整个商业综合体的供气，众多非事故点商户也因此受停气影响，这给物业管理带来了极大压力。

② 分楼层控制式

分楼层控制式是指在调压箱总控制式基础上，于各楼层支管的楼层控制阀前设置楼层紧急自动切断阀，系统布局见图2。该控制方式同样将燃气报警系统控制器主机设置在消防控制中心，同时在整个燃气管道系统沿线设置探测器，所有探测器均连接至燃气报警系统控制器主机。不同的是燃气报警系统控制器主机同时联动调压箱内及楼层紧急自动切断阀，将燃气系统分成两级控制，即调压箱内紧急自动切断阀仅响应总控制阀至楼层控制阀之间燃气管道沿线的探测器报警信号，楼层紧急自动切断阀则响应楼层控制阀之后包括商户内燃气管道沿线的探测器报警信号。

当某一层用气商户发生危险情况，该层的楼层紧急自动切断阀响应，切断该商户所在楼层供气。当危险范围扩散至该楼层紧急自动切断阀安装位置及其上游管道时，则由调压箱内的紧急自动切断阀响应，切断整个商业综合体的供气。分楼层控制式相比调压箱总控制式，燃气切断更具针对性，虽然增加了楼层紧急自动切断阀及相关线路，导致成本及燃气公司运行维护工作量有所上升，但当单个商户发生危险情况时，能有效缩小停气范围至单个楼层。当商业综合体的用气商户规模较大且分布在多个楼层时，该方案可大幅缩小事故停气影响范围。

③ 分商户控制式

分商户控制式是指在分楼层控制式的基础上，于各商户控制阀前设置商户紧急自动切断阀，见图3。该方案需在每个商户内设置独立的燃气报警控制系统，一般将燃气报警系统控制器设置在商户值班室(受篇幅限制，图3中仅画出了一个商户值班室)，商户紧急自动切断阀仅响应商户内探测器的报警信号。在商业综合体的燃气系统中，与前两种控制式结合并形成三级控制。

图3 分商户控制式系统布局

这种设计方案的优点是当某一用气商户发生危险情况，首先响应该商户紧急自动切断阀，仅切断该商户的供气，将危险发生时的停气范围缩小至单个用气商户，在危险情况没有扩散时，非事故点商户几乎不受影响，这给商业综合体的物业管理带来了极大便利。其缺点是当商业综合体的用气商户数量较多时，每户均需配置商户紧急自动切断阀及独立的燃气报警控制系统，成本大幅提升，同时，燃气公司运行维护工作量大幅增加。面对这种情况，商业综合体的建设单位一般不会独立承担这笔费用，而是转移至各承租用气商户身上。由于紧急自动切断阀造价较高，当用气商户燃气系统规模较小时，该笔费用在该商户燃气系统工程总造价中的占比极高，成为商户的一大成本负担。此外，紧急自动切断阀应设置在用气房间外，以避免发生危险时损毁而无法及时切断供气，这对用气商户的功能房间设置提出了更高的要求。因此，将该种方案使用于商业综合体燃气系统设计中时，需对用气商户的设置环境进行更深入的评估。

4 给设计人员的建议

设计人员可根据商业综合体的具体情况，充分考虑商业综合体的结构特性，从经济成本、运行维护及物业管理角度出发，选择最佳的紧急自动切断阀设计方案。同时，设计人员可向开发商就商铺规划提出建议，将餐饮商户集中布置，并在装修过程中考虑燃气管道及紧急自动切断阀的安装要求，以使商业综合体燃气系统兼顾安全性、美观性以及经济性。