烟囱航空障碍灯安装设计规范
烟囱航空障碍灯及烟囱色标,主要用于标识烟囱的轮廓,以警示航空飞行器,确保航空安全。《中华人民共和国民用航空法》第六十一条 规定: 在民用机场及其按照规定划定的净空保护区域以外,对可能影响飞行安全的高大建筑物或者设施,应当按照有关规定设置飞行航空障碍灯和标志,并使其保持正常状态。 国际民航组织颁发的《国际民用航空公约》附件十四亦对航空障碍灯有严格规定。实际工程建设中,航空部门极少参与烟囱设计图纸的审查及工程验收,烟囱障碍灯设计不规范导致航空安全事故的报道较为少见, 导致部分设计人员及建设单位对此没有引起重视,使其设计安装存在不规范之处,对航空安全存在安全隐患。同时,障碍灯的增补需同步新增照明检修平台,实际施工中难度很大。因此,斯普锐航标建议烟囱障碍灯需规范设计。
1 国内烟囱障碍灯的设计,主要遵照《烟囱设计规范 GB50051-2013》,以下简称《烟囱规范》。
1.1 航空障碍灯的选择
根据《航空障碍灯MH/T6012-2015》标准,航空障碍灯型号有:
1)A型低光强障碍灯、B型低光强障碍灯、C型低光强障碍灯、D型低光强障碍灯
2)A型高光强障碍灯
3)B型高光强障碍灯
4)A型中光强障碍灯
5)B型中光强障碍灯
6)C型中光强障碍灯
国内实际应用中,航空障碍灯分也分成几个大类:低光强红色障碍灯、中光强白色障碍灯、高光强白色障碍灯。低光强红色障碍灯灯光颜色为红色,发光强度一般大于 32.5cd,用于夜间警示。中光强白色障碍灯灯光颜色为白光/红光,白光全天可用,白天、黎明和黄昏时 发光强度一般为 20000cd,夜间发光强度一般为 2000cd。高光强白色障碍灯灯光颜色为白光, 全天可用, 白天发光强度一般为200000cd,黎明和黄昏发光强度一般为 20000cd,夜间发光强度一般为 2000cd。
《烟囱规范》中明确用于烟囱的障碍灯为中光强 B 型障碍灯, 高光强A型航空障碍灯。
中光强B型障碍灯为红色闪光灯,晚间运行。闪光频率应为 20 闪/分~60 闪/分,闪光的有效光强不应小于 2000cd+/-25%。可选型号为:CH-150,GZ-155。
高光强 A 型障碍灯为白色闪光灯,全天候运行。闪光频率应为40 闪/分~60 闪/分,闪光的有效光强应随背景亮度变光强闪光,白天应为 200000 cd,黄昏或黎明因为 20000 cd,夜间应为 2000cd。可选型号为:HD-155,CH-180。
1.2 航空障碍灯的层数及安装高度
《烟囱规范》对烟囱障碍灯高度要求如下:
14.2.2 高度小于或等于 45m 的烟囱,可只在烟囱顶部设置一层障碍灯。高度超过 45m 的烟囱应设置多层障碍灯,各层的间距不应大于 45m ,并宜相等。
14.2.3 烟囱顶部的障碍灯应设置在烟囱顶端以下 1.5m~3m 范围内,高度超过 150m 的烟囱可设置在烟囱顶部 7.5m 范围内。
14.2.5 高度超过 150m 的烟囱顶层应采用高光强 A 型障碍灯, 其间距应控制 75m~105m 范围内,在高光强障碍灯分层之间应设置、低中光强障碍灯。
14.2.6 高度低于 150m 的烟囱,也可以采用高光强 A 型障碍灯, 采用高光强A 型障碍灯后,可以不必再用色标漆标志烟囱。
按此要求,本文将烟囱按高度划分为以下几个不同的区段,按 照区段进行标准设计,烟囱障碍灯设计时可直接套用。
(1)烟囱高度:H≤45m
可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层中光强B 型障碍灯,且烟囱涂以色标。
(2)烟囱高度:45m<H ≤90m
a.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层中光强B 型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的正中,安装 1 层B 型障碍灯,且烟囱涂以色标。
b.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层高光强A 型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的正中,安装 1 层B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(3)烟囱高度:90m<H ≤120m
a.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层中光强B型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的之间,等距安装 2 层B 型障碍灯,且烟囱涂以色标。
b.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层高光强A 型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的之间,等距安装 2 层B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(4)烟囱高度:120m<H ≤150m
a.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层中光强B 型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的之间,等距安装 3 层B 型障碍灯,且烟囱涂以色标。
b.在距烟囱可在距烟囱顶部 3m 范围内安装 1 层高光强A 型障碍灯,并在顶层障碍灯与地坪的之间,等距安装 3 层B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(5)烟囱高度:150m<H ≤187m
在距烟囱可在距烟囱顶部 7m 范围内安装 1 层高光强 A 型障碍灯,再等距从上往下依次安装 1 层中光强B 型障碍灯,1 层高光强A 型障碍灯,1 层中光强B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(6)烟囱高度:187m<H ≤232m
在距烟囱可在距烟囱顶部 7m 范围内安装 1 层高光强 A 型障碍灯,再等距从上往下依次安装 1 层中光强B 型障碍灯,1 层高光强A 型障碍灯,2 层中光强B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(7)烟囱高度:232m<H ≤280m
在距烟囱可在距烟囱顶部 7m 范围内安装 1 层高光强 A 型障碍灯,再等距从上往下依次安装 1 层中光强B 型障碍灯,1 层高光强A 型障碍灯,1 层中光强B 型障碍灯,1 层高光强A 型障碍灯,1 层中光强B 型障碍灯,烟囱无需涂色标。
(8)高于 280m 的烟囱实际工程较少,亦可以按照以上执行。
1.3 每层障碍灯的数量
每层障碍灯的数量可以依照烟囱直径的大小确定。
(1)外径小于或等于 6m,每层应设 3 个障碍灯;
(2)外径超过 6m,但不大于 30m,每层应设 4 个障碍灯;
(3)外径超过 30m,每层应设 6 个障碍灯。
1.4 《烟囱规范》中,有几处需引起特别注意。
(1)障碍灯层间距是否需小于 45m?
《烟囱规范》在条文说明的附图中,有一个烟囱的障碍灯设置为间距 51m,与条文相悖,建议按照《规范》14.2.2 执行。另参照《民用建筑电气设计规范 JGJ16—2008》10.3.5 条:障碍标志灯的水平、垂直距离不宜大于 45m。可类比,烟囱航空障碍灯的间距不宜大于 45m。
(2)高光强A 型障碍灯间距 75m~105m,从0m 至底层的高光强A 型障碍灯,是否需为 75m~105m?
《烟囱规范》14.2.5 高度超过 150m 的烟囱顶层要求采用高光强A 型障碍灯,其间距控制在 75m~105m 之间。因此,从 0m 至底层高光强A 型障碍灯之间的距离并未要求在 75m~105m 之间。
(3)高光强A型障碍灯之间是否可以设置低光强障碍灯?
按照《烟囱规范》14.2.5 高度超过 150m 的烟囱顶层应采用高光强 A 型障碍灯,其间距应控制在 75m~105m 范围内,在高光强 A 型障碍灯分层之间应设置低、中光强障碍灯。按照《烟囱规范》条 文说明 14.1.2~14.1.4 其中适合安装在高耸烟囱的障碍灯形式为高光强 A 型障碍灯及中光强 B 型障碍灯。对是否可以采用低光强障碍灯,规范与条文说明之间的说法不一,建议保守设计,不采用低 光强障碍灯。
2 国外烟囱航空障碍灯设计
每个地区对航空障碍灯的设置,要求不完全相同,可依照《国际民用航空公约附件十四》执行,同时应满足当地的标准。本文以 美国标准为例,介绍美国对航空障碍灯的设计要求。美国主要执行 美国运输部联邦航空管理局的咨询通令《障碍标志和照明 AC 70/74601K》,以下简称《7460-1K》。南美洲多数地区对于美国标 准均认可,可参照执行。
2.1 航空障碍灯的选择
《7460-1K》对航空障碍灯的分类与国内的《航空障碍灯 MH/T 6012-1999》标准相同,详见《航空障碍灯 MH/T 6012-1999》。同时,《7460-1K》将航空障碍灯分成几个大类:
(1)红色障碍灯
障碍灯的灯光颜色为红色,分为闪光型和非闪光型。
(2)中光强白色障碍灯
障碍灯的灯光颜色为白色,闪光型。当 用在地坪以上 153m 及以下高度时,烟囱可以不用刷色标。超过 153m 时, 烟囱仍须刷色标。烟囱低于 61m 时,正常情况下不建议使用中光强航空障碍灯。
(3)高光强白色障碍灯
障碍灯的灯光颜色为白色,闪光型。使用高光强障碍灯时,烟囱无需刷色标。高光强障碍灯不建议安装在 153m 及以下的烟囱,除非美国联邦航空局有研究表明需要。
(4)双重障碍灯
双重障碍灯由低光强红色障碍灯+中光强白色障碍灯,或低光强红色障碍灯+高光强白色障碍灯组成。白昼、黎明及黄昏期间由中光 强或高光强白色障碍灯发光,夜间由低光强红色障碍灯发光。当双 重障碍灯由低光强红色障碍灯+中光强白色障碍灯组成,且烟囱高度 低于 153m, 或者双重障碍灯由低光强红色障碍灯+高光强白色障碍灯组成时, 烟囱可以不刷色标。
2.2 障碍灯的层数及安装高度
《7460-1K》要求,为防止烟气中二氧化硫等对灯具的腐蚀,通 常顶层灯具会安装在略低于烟囱顶部的位置,但离烟囱底部的距离 不得大于 6m。《7460-1K》将照障碍灯分为 4 种类型:红色障碍灯、中光强白色障碍灯、高光强白色障碍灯、双重障碍灯(红色障碍灯+中光强白 色障碍灯,或红色障碍灯+高光强白色障碍灯)。根据航空障碍灯的 不同类型,《7460-1K》将障碍灯的设置分为 A~F 共6 种类型,如下图所示。工程设计中可以根据烟囱高度直接套用。
2.3 每层障碍灯的数量
每层障碍灯的数量可以依照烟囱直径的大小确定。
(1)外径小于或等于 6m,每层应设 3 个障碍灯;
(2)外径超过 6m,但不大于 31m,每层应设 4 个障碍灯;
(3)外径超过 31m,但不大于 61m,每层应设 6 个障碍灯。
(4)外径超过 61m,每层应设 8 个障碍灯。
另外,《7460-1K》规定烟囱在建设过程中,所安装航空障碍灯应同步闪光。