徐融

深圳機(jī)械院建筑設(shè)計(jì)有限公司  廣東.深圳518000

   摘 要: 燃?xì)庠O(shè)計(jì)合理與否，關(guān)系到燃?xì)膺\(yùn)行的安全可靠性。本文主要從四個(gè)方面分析影響高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)的因素，并提出設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以期燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)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(jì)分析

    一、燃?xì)庠O(shè)計(jì)強(qiáng)制性規(guī)定

（一）燃?xì)庖牍茉O(shè)計(jì)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?duì)建筑外墻的整體影響最為顯著，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧美觀。管道穿越建筑物基礎(chǔ)、墻體或管道時(shí)，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(chǎng)所，如在有腐蝕物的場(chǎng)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(bào)警裝置，以保證安全。在設(shè)計(jì)煤氣管道時(shí)，除以上所提及的幾點(diǎn)外，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①進(jìn)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(jìn)入密閉空間時(shí)，通風(fēng)設(shè)備的換氣次數(shù)正常工作時(shí)應(yīng)≥6次/小時(shí)，事故通風(fēng)時(shí)應(yīng)≥12次/小時(shí)；③輸氣管道的最小公稱直徑為：15 mm；④在進(jìn)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(jì)。

圖 1 進(jìn)戶管裝接圖

   （二）燃?xì)夤艿婪笤O(shè)注意事項(xiàng)

 燃?xì)夤芫€鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：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(shí)，管線的鋪設(shè)高度應(yīng)為≧ 2. 2m，車輛可通過時(shí)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(shí)，必須滿足下列條件：①在管槽內(nèi)設(shè)置可移動(dòng)的閘門和通風(fēng)口，在管溝內(nèi)設(shè)置可移動(dòng)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(jìn)行防腐蝕標(biāo)識(shí)；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(tái)廚房豎井的設(shè)計(jì)。

           圖 2 陽臺(tái)廚房立管設(shè)計(jì)示意圖

   （四）室內(nèi)燃?xì)夤艿婪笤O(shè)注意點(diǎn)

在室內(nèi)鋪設(shè)燃?xì)夤芫€時(shí)，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(chǎng)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(tái)、墻壁、隔墻時(shí)，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(jì)。

圖 3 室內(nèi)廚房立管設(shè)計(jì)示意圖

    二、高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)的影響因素

 在高層建筑中進(jìn)行合理的燃?xì)夤芫€設(shè)計(jì)，必須綜合考慮實(shí)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(jì)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(jìn)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(huì)發(fā)生沉降（參見圖4)，由于其沉降的影響，會(huì)使輸氣管道出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)償【1】。此外，地基上的回填土沉陷也會(huì)使引水管線出現(xiàn)部分懸空現(xiàn)象，隨著時(shí)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(jìn)行燃?xì)夤芫€的設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮建筑物的沉降。

           圖 4 建筑沉降對(duì)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(huì)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(shí)可引發(fā)天然氣泄漏、爆炸等事故。所以，在進(jìn)行燃?xì)夤芫€的設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)于內(nèi)徑大于或等于25mm的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，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(huì)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(zhǎng)度越長(zhǎng)，其自身重量也越大，其管道應(yīng)力比管材的極限值要大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生變形、損壞，進(jìn)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(huì)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(shí)，豎管內(nèi)會(huì)有額外的壓力，因此，當(dāng)居民不用燃?xì)鈺r(shí)，就會(huì)出現(xiàn)額外的壓力；高層用戶在使用過程中，爐頭壓力會(huì)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(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以保證供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定供應(yīng)和安全運(yùn)行。

三、高層住宅燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（一）地基沉降補(bǔ)償

建筑的沉陷對(duì)煤氣管線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的影響。高層建筑因其自身的自重，其沉陷對(duì)其的作用不可忽略，而沿其壁面鋪設(shè)的煤氣管線，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)其沉降的負(fù)面效應(yīng)進(jìn)行分析。為了降低建筑結(jié)構(gòu)的沉陷對(duì)天然氣管線的負(fù)面作用，可以采用以下幾種方法來進(jìn)行：1）在豎管上安裝波浪式的補(bǔ)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(huì)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(zhǎng)度要達(dá)到50毫米。為保證高層建筑的燃?xì)夤芫€設(shè)計(jì)安全，必須將其與建筑物的防雷裝置相銜接。同時(shí)根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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。《燃?xì)夤こ添?xiàng)目規(guī)范》中也寫明建筑高度大于 100m 時(shí)，用氣場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置；并應(yīng)在燃?xì)庖牍芴幵O(shè)置緊急自動(dòng)切斷閥。根據(jù)高層建筑消防管理要求，燃?xì)庑孤﹫?bào)警器以及緊急自動(dòng)切斷閥的信號(hào)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(shí)對(duì)緊急切斷閥進(jìn)行遠(yuǎn)程 控制操作。

（四）立管自重壓縮應(yīng)力補(bǔ)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(huì)因?yàn)楸旧淼闹亓慷袉栴}，但是高層建筑需要的燃?xì)庵惫荛L(zhǎng)度較長(zhǎng)，它的自重相對(duì)較大；因此，會(huì)有一些壓力。因此，在設(shè)計(jì)豎管時(shí)，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(bǔ)償

在不同的環(huán)境溫度條件下，鋼管的長(zhǎng)度是不同的，因而，受溫度的影響；豎管在熱脹冷縮過程中會(huì)發(fā)生一定的變形。在進(jìn)行立管設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮環(huán)境溫差對(duì)管的影響，比如：按管子的熱膨脹系數(shù)選用適當(dāng)?shù)墓茏樱粸榱藴p小因熱應(yīng)力引起的管道變形，在豎管上設(shè)置活動(dòng)支架、補(bǔ)償裝置或增設(shè)彎頭。另外，在考慮到溫度變化對(duì)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(huì)對(duì)供氣系統(tǒng)造成不良的影響。對(duì)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(gè)閥門，以減少額外的壓力。

（七）管道布局設(shè)計(jì)盡量美觀

管道的安裝要達(dá)到美觀的要求。在確保天然氣管道的安全運(yùn)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(jì)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(duì)管道的選用要考慮到經(jīng)濟(jì)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(diǎn)和缺點(diǎn)，在選用管道時(shí)，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(guó)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(shì)是越來越大，而高層住宅的燃?xì)忭?xiàng)目又是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的分支工程。城市天然氣管線管理工作是否扎實(shí)、有效、可靠，關(guān)系到一個(gè)地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、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(jì)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(jì)規(guī)范》、《燃?xì)夤こ添?xiàng)目規(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(duì)燃?xì)夤芫€進(jìn)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两档纫蛩兀扇「鞣N措施，以降低或消除安全隱患。同時(shí)，加強(qiáng)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(huì)的平穩(wěn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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