高层建筑燃气设计问题及应对措施

摘要：随着我国经济发展和城镇化建设的不断加快，城镇居民人口越来越多，土地日趋紧张，这就导致高层建筑越来越普遍。工程设计必须与高层建筑的特性相适应，高层建筑的燃气设计就是其中一个方面。

关键词：高层建筑；燃气设计；存在问题；应对措施

中图分类号：TU97 文献标识码： A

引言

随着城市化建设的不断发展，建筑用地非常紧张，建筑物越来越趋于高层化。高层建筑物高度较高、沉降相对较大、而且由于受环境影响，会有一定的变形，这对燃气行业的供气提出了更高的要求，因而给燃气设计带来许多问题。如果在进行燃气设计时对这些问题考虑不周或处理不当，就会引发事故，其后果不堪设想。

一、高层建筑物的沉降对燃气管道的影响及补偿

建筑物建成后都会产生大小不同的沉降，建筑物的沉降对燃气引入管的影响非常严重。由于建筑物沉降时，燃气引入管是相对静止的，因此燃气引入管要承受建筑物作用产生的切应力，当切应力超过极限时，管道就会断裂，造成燃气泄漏。因此，在燃气设计中要采取一定的措施保护引入管。具体措施如下：（1）在立管（或穿墙管）前的水平管上加设一个波纹管补偿器，利用补偿器的补偿能力来减小引入管的切应力。（2）在立管（或穿墙管）前的水平管上加设几个弯头（最好用煨弯），相当于加设一个方型补偿器，用弯头的自然补偿来减少引入管的受力。此种方法简单易行，但是受位置的限制。（3）在引入管穿越墙体时加设钢套管，钢套管保证燃气管道的上部与钢套管的间隙大于建筑物的最大沉降量，下部也应留有一定的间隙。

二、消除管道的附加压力和管道自重的影响

1、附加压力的产生与补偿措施

由于天然气和当地的空气密度有一定的差量，因此会导致立管中产生一定量的附加压力，高层建筑中如果不考虑附加压力的影响，可能会导致供应燃气的压力波动，如果波动超出燃具稳定工作范围，影响用户燃具的正常燃烧，造成燃气不完全燃烧，甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象，增大供气不安全性。为保证用户安全、稳定的使用燃气，必须采取相关措施对立管中产生的附加压力进行补偿：对于大型饭店和酒店等场所可以选取安全、可靠的燃具以适应燃气压力不稳定的状况，能达到安全燃烧的目的；可以安装用户调压装置以调节燃气的压力能让燃具正常的使用；在燃气输送途中安装调压装置，从而保障燃气到达用户时压力正常。

2、管道自重的补偿措施

楼层的高度越高，其竖立的燃气管道也就越长，燃气立管也有自身重力，高层建筑物的自身重力会很大，因此在设计高层燃气管道时需要考虑立管的自身重力，防止立管下沉导致引入管的损坏，从而导致事故的发生和财产的损失。由于燃气立管分为室外立管和室内立管，其相应的补偿措施分别为：对于室外燃气立管需要安装固定支撑，一般是每7-10层的高度安装一个。或者在一定的高度安装一段距离的水平管段，在水平管段上安装支架；对于安装在室内的燃气立管，同样需要安装固定支撑，但是必须要安装在穿楼板处，同样是每7-10层楼的高度安装一个，这样就会使燃气立管和建筑物连为一体，保障其不受自重的影响。

三、高层建筑燃气管道的防雷设计及暗厨房的影响

1、高层建筑的防雷设计

目前大多数高层建筑物的防雷设计并没有考虑到安装燃气管道的防雷措施，这就增加了燃气管道的防雷接地复杂度和难度。为了更好的做到防雷的目的，在高层建筑燃气防雷设计中应当考虑以下因素：燃气的引入管的材料应当采用无缝钢管，且在进入建筑物之前就必须接地，沿着墙壁的管道需要进行等电位防雷措施，燃气管道的电阻要小于10欧姆，管道每隔10米的距离都要与防雷装置进行连接；在顶楼的燃气管道必须从防雷设施的下方引入室内，且要保持相互的安全距离，最好安装主动式防雷装置，避免雷电直击到燃气管道所引发事故；

2、高层建筑暗厨房安装燃气管道的可行性

暗厨房指的是无法与建筑物的外窗相连接的厨房，对于能否在暗厨房中安装天然气管道已经引起业内人士关注和争议。由于暗厨房无法和建筑物外窗相连接，一旦发生天然气泄漏，天然气无法排到窗外，就会导致燃烧爆炸事故，且其能量还很可能造成承重墙的破坏从而导致倒塌事故的发生。根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006规定，暗厨房应选用带有自动熄火保护装置的燃气灶，并应设置燃气浓度监测报警器、自动切断阀和机械通风设施，燃气浓度监测报警器应与自动切断阀和机械通风设施连锁。当天然气发生泄漏时，天然气浓度报警器会报警并关闭天然气阀门，同时机械排风装置会将泄漏的天然气排出室外从而预防爆炸的发生，如果一旦发生爆炸，可以首先冲击泄爆面，释放由于天然气爆炸而产生的巨大能量，从而达到保护建筑物承重结构墙的目的。但是笔者认为实际生活中，很多用户在使用天然气时会忘记开启机械送排风系统，而且一旦任何一个机电设备出现故障失控后就可能导致事故的发生，仅靠燃气经营单位进行宣传和入户安全检查不能彻底解决这一问题，因此笔者不推荐对暗厨房用户进行改造安装天然气设施。

四、高层燃气管道设计中的注意事项

1、注重防火消防设置

一般来讲，高层建筑层数较多，人员也较为密集，当火灾发生时，人员的疏散变得非常困难，因此对燃气工程设计时，一定要注重消防安全，配置科学先进的消防设备，高度重视防火设备的设置。比如：在燃气的引入管端口设置一个快速切断阀，并且每隔六到七层加设一个分段的阀门；在每个用户增加设置燃气报警装置、排风装置、起火自动切断装置等安全设备；定期对高层住宅中的燃气管道和设备进行检测和维修。

2、注意泄漏问题

燃气管道的泄漏是个很严重问题，燃起的泄漏不仅浪费资源，污染空气，严重时引发爆炸，对人们的生命财产安全造成无法挽回的损失。对于防泄漏问题的处理，建议改变改变镀锌管的螺纹连接方式,以焊接模式取代,防止泄漏发生;尽量选择梁底或墙角的管道走向设计;加强施工环节中的安全检测，以及管道的强度和气密性试验。

3、引入管安装时的注意问题

如果引入管的安装得不到妥善处理，极有可能埋下安全隐患。燃气引入管的安装一定要视情况而定,必须回避有易燃、易爆品的仓库、配电室、烟道、进风道、地下室、浴室、卧室、存有腐蚀性介质的房间等具有安全隐患的房间。应当在厨房或走廊等一类便于维修的非居住房间，进行燃气引入设施的安置。同时还要用套管保护好燃气引入管的穿越面,，在总管上设置阀门、清扫口,以便对燃气引入管进行维护，重点做好安全防护工作。

三、完善高层建筑燃气工程设计的途径

1、加强美观设计

为了满足人们审美的需要，并且避免业主们私自对燃气管道进行改造，进而埋下安全隐患，首先要在保证安全使用的前提下，设计人员应最大程度的满足用户的美观需求，全面住宅内上下水管、暖气管和燃气管的整体布局，但同时要避免出现不安全因素。

2、做好高层建筑沉降的补偿措施

可以通过对上升管设置紧急切断阀，以及采用多弯头组合的方式，来实现对对沉降量的补偿；在进行上升管与庭院管连接时应尽量减少焊缝，可以通过采取煨弯钢管的方式来实现；在降低因高层建筑沉降对接口处的应力问题方面，可以通过在管道对接工作于高层建筑完工并且沉降一段时间，且室内燃气管道铺设完成后再加以施工的方法来实现。

3、合理采用新管材和新技术

由于我国幅员辽阔，且地域差异性也较大，在进行燃气管材的选择时，一定要充分的考虑各种外在因素，比如气候变化、地质情况对燃气管道的限制等，我们应加强对各种新兴管材的适用性进行科学分析，以便我们合理、有效地规避不利因素，以便保证所选管材的安全性、耐用性和便于安装与维修。

结束语

要慎重考虑高层建筑天然气管道的设计，特别是高层建筑的高度逐渐增加，然而我们要根据当地气源的特点、压力、施工、安全、地理、环境考虑，选择最佳设计。

参考文献

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