高层建筑燃气设计思考

高层建筑燃气设计思考

【摘要】随着土地的紧张和节约资源的需要，大多数城市都倾向建设高层建筑。高层建筑对其燃气管道设计有了新的要求。本文从高层建筑的沉降因素、管道热效应因素、管道自重因素、管道的附加力因素和燃气管道防雷设计等角度对燃气管道设计问题进行探讨，并阐述笔者对暗厨房安装燃气设施这一争议的观点。

【关键词】高层建筑燃气设计补偿

随着我国经济的发展和城镇化建设，大量的农村人口涌入城市，土地越来越紧张，这就导致高层建筑越来越普遍。这也就导致了许多工程设计必须与高层建筑的特性相适应，其中高层建筑的燃气设计就是其中一个方面。高层建筑的燃气设计需要考虑高层建筑本身的沉降对燃气引入管的影响，高层建筑管道热效应、管道自重、管道附加压力的影响等问题。

1 高层建筑沉降对燃气引入管的影响和解决措施

1.1 地基沉降产生的原因和对引入管的影响

高层一般都是在10层楼以上，有的甚至可能达到100米高，因此高层建筑的自身质量很大，地基承受重大的压力，如果超过土壤的承受能力，就会导致一定范围内的地基沉降。合理范围内的地基在设计上是容许的，但是这种情况要在高层建筑物的天然气引入管道的设计中必须要考虑，否则会造成管道断裂、折断，影响管道的使用寿命，甚至由于管道的局部受力从而导致管道的泄露，从而引发天然气火灾爆炸事故，造成人员的伤亡和财产的损失。因此，需

要采取措施降低地基沉降的影响，保护天然气引入管的安全。

1.2 克服建筑物沉降的方法

补偿建筑物沉降对引入管的影响通常是在管道穿墙处保留一定的高层建筑物沉降量，具体是采用蛇形管和弯曲管等挠性管，最好是采用不锈钢金属波纹管道作为引入管的材料。

2 高层建筑的热效应对燃气管道的影响及解决措施

高层建筑的燃气管道会很长，这样由于建筑施工时的环境温度和管道运行时的环境温度不一样，会产生相应的热应力。高层建筑的室外燃气立管的温度主要和其相处的环境温度相同，而室内的燃气立管温度由于和室内换气大致和室内温度相同。如果将立管的两端固定时其产生的热应力计算公式为：

3.1 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不足，会影响高层建筑中燃气的无法完全燃烧，甚至会导致脱火和回火等情况。为了保证用户安全、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、可靠地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剂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。3.2 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。

4 高层建筑燃气管道的防雷设计及暗厨房的影响

4.1 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；

4.2 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。[3]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。

参考文献

[1] 高双燕.高层建筑燃气管道设计的探讨[j].广东科技，2012（4）：234- 235

[2] 谢渝南.高层建筑燃气管道防雷设计探讨[j].建设科技，2011（7）：76-77

[3] 刘亮，盛晓康，黄生云，胡荣国，王军.高层公寓/住宅设置燃气暗厨房可行性的疑问[j].燃气科技，2011（11）4-7