徐融

深圳機械院建筑設(shè)計有限公司  廣東.深圳518000

   摘 要: 燃?xì)庠O(shè)計合理與否，關(guān)系到燃?xì)膺\行的安全可靠性。本文主要從四個方面分析影響高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計的因素，并提出設(shè)計注意事項，以期燃?xì)夤艿涝O(shè)計能夠滿足現(xiàn)代高層要求。

關(guān)鍵詞: 高層住宅; 燃?xì)夤艿? 設(shè)計分析

    一、燃?xì)庠O(shè)計強制性規(guī)定

（一）燃?xì)庖牍茉O(shè)計原則

 通常住宅燃?xì)夤芫€入戶分為地面入戶和地下入戶。燃?xì)馊肟趯ㄖ鈮Φ恼w影響最為顯著，因此在設(shè)計時應(yīng)兼顧美觀。管道穿越建筑物基礎(chǔ)、墻體或管道時，必須設(shè)在管道內(nèi)，不能鋪設(shè)在臥室、衛(wèi)生間和易燃易爆場所，如在有腐蝕物的場所，必須在密閉空間內(nèi)安裝通風(fēng)設(shè)備。另外，地下室和半地下室引入管道的穿壁處要安裝氣體濃度報警裝置，以保證安全。在設(shè)計煤氣管道時，除以上所提及的幾點外，還應(yīng)考慮以下幾點：①進氣管必須設(shè)置在方便維修的廚房、走道等非居住區(qū)；②在進入密閉空間時，通風(fēng)設(shè)備的換氣次數(shù)正常工作時應(yīng)≥6次/小時，事故通風(fēng)時應(yīng)≥12次/小時；③輸氣管道的最小公稱直徑為：15 mm；④在進氣管的總管上，應(yīng)安裝一種快速的關(guān)閉閥和清潔裝置，圖1中顯示了導(dǎo)入管道的設(shè)計。

圖 1 進戶管裝接圖

   （二）燃?xì)夤艿婪笤O(shè)注意事項

 燃?xì)夤芫€鋪設(shè)時，應(yīng)注意以下事項：①地下室及地面封閉室內(nèi)鋪設(shè)天然氣管線，其建筑凈高為≧ 2. 2m；②鋪設(shè)管線時，管線的鋪設(shè)高度應(yīng)為≧ 2. 2m，車輛可通過時應(yīng)≧ 4. 5m；③建筑內(nèi)的燃?xì)夤芫€一般都是明裝的，在一些特殊的條件下，可以采用隱蔽的方式。

   （三）燃?xì)夤艿腊翟O(shè)要求

安裝暗管時，必須滿足下列條件：①在管槽內(nèi)設(shè)置可移動的閘門和通風(fēng)口，在管溝內(nèi)設(shè)置可移動的蓋板，并用干燥的沙子填充；②可以在管道井、管溝和設(shè)備層內(nèi)使用焊接和上水管道等；③管線必須用黃漆進行防腐蝕標(biāo)識；④豎管可以安裝在壁管槽或管井中，而水平管可以安裝在平頂或管溝中；⑤管路必須有防腐蝕的隔熱材料，并且不能在可能滲透到腐蝕介質(zhì)的管溝內(nèi)，⑥煤氣管線的隱蔽設(shè)置應(yīng)易于安裝、維修等。如圖2所示，陽臺廚房豎井的設(shè)計。

           圖 2 陽臺廚房立管設(shè)計示意圖

   （四）室內(nèi)燃?xì)夤艿婪笤O(shè)注意點

在室內(nèi)鋪設(shè)燃?xì)夤芫€時，必須注意：①不能鋪設(shè)在潮濕或含有腐蝕性介質(zhì)的房間，也不能將其引入臥室，特別是在臥室、浴室或衛(wèi)生間里；②嚴(yán)禁通過易燃、爆炸物品、配電間、變電所、煙、風(fēng)道等場所；③橫穿臥房、衛(wèi)生間或地下室的管道，應(yīng)在套管內(nèi)安裝焊接；④如需放置于潮濕或有腐蝕性介質(zhì)的室內(nèi)，則應(yīng)采用防腐蝕措施；⑤管道穿越樓板、樓梯平臺、墻壁、隔墻時，應(yīng)將管線置于套管內(nèi)。⑥安裝燃?xì)庠畹姆块g凈高不宜低于2.2米，安裝熱水器的房間應(yīng)該宜大于2.4米。如圖3所示，室內(nèi)廚房豎管的設(shè)計。

圖 3 室內(nèi)廚房立管設(shè)計示意圖

    二、高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計的影響因素

 在高層建筑中進行合理的燃?xì)夤芫€設(shè)計，必須綜合考慮實際供氣環(huán)境、不均勻沉降、附加壓力等諸多因素，外力的影響，確保了其安全性和經(jīng)濟性。

   （一）地基沉降

通常燃?xì)夤芫€施工是在工程完成后的早期階段進行，并且應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。但由于樓層較高、體積大、自重較大，在一定程度上會發(fā)生沉降（參見圖4)，由于其沉降的影響，會使輸氣管道出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，進而發(fā)生一些不可預(yù)見的安全事故。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，高層建筑建成后5年內(nèi)的沉降速率最大，以后逐步下降，必須采取措施進行補償【1】。此外，地基上的回填土沉陷也會使引水管線出現(xiàn)部分懸空現(xiàn)象，隨著時間的推移，管線存在可能爆裂、漏氣等問題，從而產(chǎn)生安全隱患。因此，根據(jù)基礎(chǔ)沉陷這一基本現(xiàn)象，在進行燃?xì)夤芫€的設(shè)計時，必須充分考慮建筑物的沉降。

           圖 4 建筑沉降對燃?xì)夤艿赖挠绊?/p>

（二）自然災(zāi)害

 由于地震、風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害的影響，會使管線發(fā)生變形，從而影響到天然氣的正常供應(yīng)，嚴(yán)重時可引發(fā)天然氣泄漏、爆炸等事故。所以，在進行燃?xì)夤芫€的設(shè)計時，必須要考慮到外部的自然災(zāi)害，根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別和抗震設(shè)防烈度，采取抗震構(gòu)造措施。對于內(nèi)徑大于或等于25mm的燃?xì)夤艿肋M行抗震設(shè)計，并在適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置抗震支撐、抗震支吊架等。設(shè)防烈度 7 度

   （三）管道自重

室內(nèi)的燃?xì)夤艿劳ǔ殇摴堋⒉讳P鋼管等，由于自身重量大，在環(huán)境溫度的作用下會產(chǎn)生熱膨脹、冷收縮，從而縮短管道的使用壽命。在高層住宅建筑中，由于使用的燃?xì)庵惫荛L度越長，其自身重量也越大，其管道應(yīng)力比管材的極限值要大時，就會產(chǎn)生變形、損壞，進而引起安全事故。

（四）附加壓力

由于高層建筑的高度較高，而天然氣的密度小于空氣，因此在供氣過程中，由于氣體的密度所帶來的額外壓力，會造成兩種情況：一是由于供氣過程中，低層用戶的管路壓力不夠大，無法連續(xù)供應(yīng)；二是由于建筑物高度高，從下往上供氣時，豎管內(nèi)會有額外的壓力，因此，當(dāng)居民不用燃?xì)鈺r，就會出現(xiàn)額外的壓力；高層用戶在使用過程中，爐頭壓力會超出最大容許值，從而造成燃?xì)夤?yīng)不穩(wěn)，造成脫火、離焰、熄火等現(xiàn)象［2］。為此，必須進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，以保證供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定供應(yīng)和安全運行。

三、高層住宅燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計注意事項

（一）地基沉降補償

建筑的沉陷對煤氣管線的結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大的影響。高層建筑因其自身的自重，其沉陷對其的作用不可忽略，而沿其壁面鋪設(shè)的煤氣管線，在進行結(jié)構(gòu)的同時，還應(yīng)對其沉降的負(fù)面效應(yīng)進行分析。為了降低建筑結(jié)構(gòu)的沉陷對天然氣管線的負(fù)面作用，可以采用以下幾種方法來進行：1）在豎管上安裝波浪式的補償；2)增加導(dǎo)流管道的穿壁直徑。3) 引入管水平段設(shè)置金屬軟管等。

（二）防雷、防靜電

由于高層建筑的層數(shù)比較高，很有可能會受到雷擊和其他自然災(zāi)害的侵襲，所以一般的高層建筑都需要安裝防雷、防靜電的設(shè)備，其中的圓形鋼的直徑要超過8毫米，焊縫的長度要達到50毫米。為保證高層建筑的燃?xì)夤芫€設(shè)計安全，必須將其與建筑物的防雷裝置相銜接。同時根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，高層建筑沿外墻敷設(shè)的管道壁厚不得小于 4毫米。

（三）緊急切斷閥

在燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范中，有一條很清楚的規(guī)定，第一類高層住宅必須設(shè)計應(yīng)急關(guān)閉閥門，應(yīng)急關(guān)閉閥門必須安裝在室外的導(dǎo)流管道上?！度?xì)夤こ添椖恳?guī)范》中也寫明建筑高度大于 100m 時，用氣場所應(yīng)設(shè)置燃?xì)庑孤﹫缶b置；并應(yīng)在燃?xì)庖牍芴幵O(shè)置緊急自動切斷閥。根據(jù)高層建筑消防管理要求，燃?xì)庑孤﹫缶饕约熬o急自動切斷閥的信號和控制都需接入建筑的消防控制 中心，通過消防控制中心，可以及時對緊急切斷閥進行遠(yuǎn)程 控制操作。

（四）立管自重壓縮應(yīng)力補償

壓縮應(yīng)力是指管道的垂直截面與管道自身重量之比。一般情況下，燃?xì)夤芫€不會因為本身的重量而有問題，但是高層建筑需要的燃?xì)庵惫荛L度較長，它的自重相對較大；因此，會有一些壓力。因此，在設(shè)計豎管時，必須在各層豎管上安裝能承受自身重量的固定支架，并在相應(yīng)的樓層安裝豎管支撐設(shè)備。

（五）立管熱應(yīng)力補償

在不同的環(huán)境溫度條件下，鋼管的長度是不同的，因而，受溫度的影響；豎管在熱脹冷縮過程中會發(fā)生一定的變形。在進行立管設(shè)計時，必須充分考慮環(huán)境溫差對管的影響，比如：按管子的熱膨脹系數(shù)選用適當(dāng)?shù)墓茏?；為了減小因熱應(yīng)力引起的管道變形，在豎管上設(shè)置活動支架、補償裝置或增設(shè)彎頭。另外，在考慮到溫度變化對管線安裝的影響的情況下，還需要在施工中選取最優(yōu)的施工方案［3］。

（六）避免附加壓力影響

在高層建筑的輸氣過程中，由于氣體濃度的增加，會對供氣系統(tǒng)造成不良的影響。對豎管直徑和供氣壓力的合理選擇，如有需要，可以在豎管上增加一個閥門，以減少額外的壓力。

（七）管道布局設(shè)計盡量美觀

管道的安裝要達到美觀的要求。在確保天然氣管道的安全運行的前提下，應(yīng)盡可能地考慮到現(xiàn)代建筑的美學(xué)和居住環(huán)境的美學(xué)需求，并將給水、排水、供暖等其它管路的綜合布局。 

（八）管道設(shè)計選材

 在現(xiàn)代的高層建筑中，燃?xì)饬黧w是天然氣。在施工全過程中，對管道的選用要考慮到經(jīng)濟與安全性。通過大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在室內(nèi)安裝天然氣管線的鋼管有鍍鋅鋼管、不銹鋼管等。任何一種管道都有其自身的優(yōu)點和缺點，在選用管道時，必須考慮到房屋的層高、結(jié)構(gòu)形式、管道自身的承重。從供氣壓力等因素來看，應(yīng)以安全、可靠、耐久性為優(yōu)先，符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。

四、結(jié)語

總之，當(dāng)代住宅的發(fā)展趨勢是越來越大，而高層住宅的燃?xì)忭椖坑质且豁椄唢L(fēng)險的分支工程。城市天然氣管線管理工作是否扎實、有效、可靠，關(guān)系到一個地區(qū)政治、經(jīng)濟、民生大局的和諧和穩(wěn)定。所以，在高層建筑燃?xì)夤芫€的設(shè)計中，必須做好基本的工作；其次，要嚴(yán)格遵守《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》、《燃?xì)夤こ添椖恳?guī)范》和有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，對燃?xì)夤芫€進行合理的安排，不斷完善小區(qū)內(nèi)的天然氣管線建設(shè)；第三，應(yīng)充分考慮燃?xì)獾母郊訅毫Α⒘⒐茏灾匾约敖ㄖ两档纫蛩?，采取各種措施，以降低或消除安全隱患。同時，加強工程建設(shè)的質(zhì)量管理，保證用戶使用天然氣的安全，保證社會的平穩(wěn)發(fā)展。

參考文獻：

［1］李剛. 論高層建筑管道燃?xì)庠O(shè)計中管道的安全設(shè)計［J］．住宅與房地產(chǎn)，2016(15):187.

［2］胡曉峰 . 現(xiàn)代住宅室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計淺析［J］． 江西建材，2015(01):16 －17.

［3］鄧松 . 高層建筑燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計探討［J］． 建設(shè)科技，2016(01):76 －77.