王浩寧

摘要：近年來市政建設(shè)迅速，興建了許多高層建筑。其中既有功能單一的居民住宅樓又有集商貿(mào)、辦公、居住等功能于一體的綜合性建筑。高層建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高，燃?xì)夤艿涝O(shè)計也備受人們重視。在室天然氣管道的設(shè)計中需考慮的問題較多，如附加壓力大，高層建筑沉降量大，立管較長且熱伸縮量大，以及如何保證計量的先進(jìn)性和用氣安全。高層住宅樓的燃?xì)夤艿涝O(shè)計中，由高層民用建筑物沉降、煤氣附加壓力、管道熱脹冷縮等因素引起的對引入管、室內(nèi)立管造成的影響進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的防范措施，以指導(dǎo)實踐。

關(guān)鍵詞：高層民用建筑，引入管設(shè)計，立管設(shè)計，防范措施

一、 高層民用建筑室內(nèi)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計

1.引入管的設(shè)計

引入管是指室外配氣支管與用戶室內(nèi)燃?xì)膺M(jìn)口管總閥門之間的管道，當(dāng)無總閥門時，指支管至距室內(nèi)地面1 m 高處。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》的規(guī)定： 燃?xì)庖牍懿坏梅笤O(shè)在臥室、衛(wèi)生間、易燃或易爆品的倉庫、有腐蝕性介質(zhì)的房間、發(fā)電間、配電間、變電室、不使用燃?xì)獾目照{(diào)機房、通風(fēng)機房、計算機房、電纜溝、煙道和進(jìn)風(fēng)道、垃圾道等地方。住宅燃?xì)庖牍芤嗽O(shè)在廚房、外走廊、與廚房相連的陽臺內(nèi)等便于檢修的非居住房間內(nèi)，引入管可埋地穿過建筑外墻或基礎(chǔ)引入室內(nèi)，但進(jìn)入建筑物后應(yīng)在短距離內(nèi)出室內(nèi)地面，不得在室內(nèi)地面下水平敷設(shè)。高層建筑不得從樓梯間引入，宜沿外墻地面上穿墻引入。燃?xì)庖牍艽r應(yīng)設(shè)置在套管中，并應(yīng)考慮沉降的影響。而且，由于高層民用建筑物建成后因自身重量會產(chǎn)生大小不同的沉降，同時建筑物在修建時，樓基礎(chǔ)一般開挖放坡達(dá)3 m ～ 6 m，回填土密實度往往達(dá)不到0.9 以上，故回填區(qū)域在一定時間內(nèi)可能有相當(dāng)程度的沉降，而煤氣引入管大多要穿越該區(qū)域，所以在建筑物或回填區(qū)域沉降時，燃?xì)庖牍芤惺芤虼俗饔枚a(chǎn)生的切向應(yīng)力，當(dāng)切向應(yīng)力超過極限時，管道就會斷裂，造成燃?xì)庑孤Ｋ猿两祵θ細(xì)庖牍艿挠绊懰斐傻暮蠊浅?yán)重，在高層民用建筑燃?xì)庖牍艿脑O(shè)計時應(yīng)予以考慮。

2.室內(nèi)立管的設(shè)計

2.1 燃?xì)飧郊訅毫Φ姆治?。由于煤氣和空氣的密度不同，煤氣?液化石油氣除外） 一般比空氣輕，因此當(dāng)管道有高程變化時就會產(chǎn)生附加壓力。特別是在高層建筑中燃?xì)饬⒐茌^長，附加壓力的作用較大，設(shè)計中是不可忽視的。

2.2 減小附加壓力采取的防范措施。GB 50028-2006 城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范的規(guī)定，礦井氣燃具的額定壓力Pn = 1 kPa。低壓民用燃?xì)饩咔暗娜細(xì)鈮毫Ψ秶鸀?. 75Pn ～ 1. 5Pn。當(dāng)燃?xì)鈮毫Τ鲈摲秶?，供氣的不安全性必然會增大。為了使高層建筑用戶燃具都能在允許的壓力波動范圍內(nèi)正常工作，可采取下列措施以減小附加壓力的影響：

通過水力計算選擇適當(dāng)?shù)牧⒐芄軓交蛟诹⒐苌厦扛粢欢▽訑?shù)設(shè)節(jié)流閥來增加管道阻力，這種方法簡便、經(jīng)濟、易操作，故在實際應(yīng)用中較多采用，我中心目前就采用了該節(jié)流方式。對于高層建筑可設(shè)置低—低壓調(diào)壓器，由于一個城市的燃?xì)庥脩魯?shù)量很多，投資很大; 調(diào)壓器需要定期維修，就要花費大量人力、物力、財力，所以我國大部分城市的燃?xì)庥脩艟床捎谩?/p>

二、高層建筑的附加壓力

1.附加壓力的計算

《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB500285—9（2002 年版）規(guī)定，天然氣灶具的額定壓力Pn=2000Pa 。由于低壓管網(wǎng)沿程阻力和局部阻力的影響，允許燃具前壓力在一定范圍內(nèi)波動。當(dāng)燃具前壓力在0.75Pn～1.5Pn 內(nèi)波動時，仍能達(dá)到燃具燃燒的要求。若超出此范圍，燃具的熱效率低，燃燒不穩(wěn)定，燃燒噪聲大，出現(xiàn)脫火和回火等現(xiàn)象。另外由于不完全燃燒，煙氣中的CO含量超標(biāo)導(dǎo)致引發(fā)事故。

2.附加壓力影響的消除

對于較低的高層建筑，因附加壓力小，可以用增加管道阻力的方法，如縮小立管管徑和采用分段閥門來減小附加壓力的影響。對于較高的高層建筑，可在用戶表前設(shè)臵低—低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力接近2000Pa。對于超高的高層建筑，采用中壓進(jìn)戶表前調(diào)壓的方式，在每個用戶表前設(shè)中-低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力接近2000Pa。

三、高層建筑沉降的影響

建筑物建成后，都會有不同程度的沉降，高層建筑由于自重大，其沉降量在建成后的幾年內(nèi)尤為明顯。建筑物沉降時，燃?xì)庖牍苁窍鄬o止的，當(dāng)建筑物沉降量比較大時，燃?xì)庖牍芫蜁艿綋p壞，甚至斷裂漏氣。而建筑基礎(chǔ)處回填土的沉降也會導(dǎo)致引入管局部懸空，易引發(fā)事故。因此在燃?xì)庠O(shè)計時，必須考慮采取有效保護(hù)措施。

方法一：引入管穿墻前水平或垂直彎曲2 次以上（最好用煨彎）。

方法二：引入管穿墻前設(shè)置金屬通用型波紋補償器。

方法三：加大引入管穿墻處預(yù)留洞尺寸并加設(shè)鋼套管。

方法四：引入管穿墻前在水平管上設(shè)置金屬軟管。

方法一用彎頭的自然補償來減少沉降量的影響，雖然其簡單易行，但是易受到位置限制。方法二是將通用波紋補償器垂直安裝在引入管上，利用其伸縮能力進(jìn)行沉降量的補償。通用波紋補償器可通過計算來滿足沉降量的補償，但對其他方向的補償能力有限，且波紋補償器的安裝要求也高。方法三對于高層建筑等沉降量較大的地方來說采取的措施是不夠的。方法四利用金屬軟管的可擾性進(jìn)行補償，是進(jìn)行燃?xì)庖牍艹两盗垦a償?shù)淖罴逊绞?。方法一、二、三對于地震頻發(fā)地區(qū)也不合適。因此采用何種方法需根據(jù)本地的具體情況而定。

四、高層建筑的燃?xì)庥嬃亢桶踩胧?/p>

1.燃?xì)庥嬃?/p>

近年來出現(xiàn)的和IC 卡燃?xì)獗砗蜔o線智能型燃?xì)獬硐到y(tǒng)，集成了傳感計量、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和單片機控制技術(shù)，具有以下優(yōu)點。無需入戶收費，保證了住宅的私密性。由于僅用數(shù)據(jù)采用集用戶用氣量，提高收費效率并減輕勞動強度，尤其適用于高層建筑。借助計算機收費管理系統(tǒng)，通過銀行自動扣除相應(yīng)氣費，提高整體管理水平。傳輸信號穩(wěn)定，接受信號快捷，實用可靠。實現(xiàn)了計量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、測控及抄讀，并具備數(shù)據(jù)動態(tài)分析的功能。

2.安全措施

由于高層建筑的特殊性，因此需采用相應(yīng)的安全措施。引入管宜設(shè)快速切斷閥，管道上宜設(shè)自動世斷閥、燃?xì)庑孤﹫缶骱退团棚L(fēng)系統(tǒng)等自動切斷聯(lián)鎖裝臵。尤其是25 層以上的高層建筑，宜設(shè)燃?xì)庑孤┘斜O(jiān)視裝置和壓力控制裝置。

五、結(jié)束語

總之，高層民用建筑的室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計應(yīng)綜合考慮，尤其是對于高度逐漸增加的高層建筑，除確定切實可行的設(shè)計方案外，還要考慮管道的走向及連接方式等。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉松林.高層建筑燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計指南[M].北京： 機械工業(yè)出版社，2010.

[2]朱艷紅.高層建筑對燃?xì)夤艿烙绊懠敖鉀Q措施[J].上海煤氣，2010（ 1） ： 39-40.