高層住宅燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)及施工技術(shù)探討

李朝暉

（重慶涪陵燃?xì)庥邢挢?zé)任公司技安科，重慶 408000）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高層建筑的設(shè)計(jì)施工技工技術(shù)也日臻成熟，再加上城市可用土地資源的逐漸減少，城市人口迅猛增長(zhǎng)，使高層及超高層建筑越來(lái)越多。據(jù)調(diào)查，截至2011年年初，重慶的高層建筑數(shù)為10839棟，其中超100米的超高層建筑就有93棟。因此，高層建筑中的燃?xì)夤芫€設(shè)計(jì)及施工工藝也備受人們的重視和關(guān)注。

1 高層住宅燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)

1.1 高層建筑的附加壓力

重慶地區(qū)民用燃?xì)夤芫€系統(tǒng)多采用樓棟調(diào)壓箱后低壓入戶，在計(jì)算低壓燃?xì)夤艿雷枇r(shí)，對(duì)高層建筑立管應(yīng)考慮因高程差而引起的燃?xì)飧郊訅毫?。燃?xì)獾母郊訅毫Π聪率接?jì)算：

ΔH=9.8×（Pk－Pm）×h

式中：ΔH-燃?xì)獾母郊訅毫Γ≒a）

Pk；Pm-分別為空氣、燃?xì)饷芏龋╧g/m3）

h-燃?xì)夤艿榔瘘c(diǎn)至終點(diǎn)高程差（m）

通過(guò)上式取Pk；Pm分別為1.205和0.7134可計(jì)算出ΔH=4.818h，即高度上升一米，管道附加壓力增加4.818Pa。我國(guó)一般民用燃灶具額定壓力Pn為2000Pa，按GB50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》要求，燃?xì)庠O(shè)備前（灶前）的燃?xì)鈮毫?yīng)在0.75-1.5Pn范圍內(nèi)，即1500Pa-3000Pa范圍內(nèi)波動(dòng)，仍能達(dá)到灶具燃燒的要求。若超出此范圍，則會(huì)出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定，出現(xiàn)脫火、回火或不完全燃料產(chǎn)生CO氣體，導(dǎo)致發(fā)生安全事故。按重慶地區(qū)一般調(diào)壓箱后壓力為2200-2500Pa，取最不利因素，沿途管線無(wú)用氣單位，管阻接近于0，壓力表取100Pa計(jì)算，則最高用氣點(diǎn)高程差在124米范圍內(nèi)灶具前壓力仍小于3000Pa，故在非超高層建筑（高>100米）中，不計(jì)燃?xì)飧郊訅毫ψ饔萌阅軡M足供氣要求，但為減少用戶灶前壓力波動(dòng)范圍，平穩(wěn)供氣，仍需采用分層變徑，縮小立管管徑，增加管道阻力來(lái)減少附加壓力的影響。如重慶民安華福花園，為30層近100米高層建筑，通過(guò)水力計(jì)算，采用變徑設(shè)計(jì)，1-11樓為φ45管道，12-16樓為φ38管道，17-27樓為φ32管道，28-30樓為φ25管道，有效地將各層灶前額定壓力（正常用氣情況下）控制為100Pa范圍內(nèi)。對(duì)于少數(shù)的超高層建筑，可采用分層供氣或采用中壓入戶，用戶表前設(shè)中-低壓調(diào)壓閥來(lái)達(dá)到平穩(wěn)供氣的目地。

1.2 高層建筑地基沉降的影響

對(duì)于高層住宅的燃?xì)庖牍艹税础冻擎?zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況重點(diǎn)考慮高層建筑沉降所引起的燃?xì)庖牍苎a(bǔ)償問(wèn)題，以防止燃?xì)庖斯苡捎诮ㄖ锏某两刀粩D壓變形、斷裂從而產(chǎn)生安全事故。燃?xì)庖牍芤话愫徒ㄖ锍纱怪辈贾貌⒋┰浇ㄖ锏膲w，受力情況主要是由于建筑物沉降對(duì)管道所產(chǎn)生的橫向剪切力。對(duì)于普通的民用建筑(10層以下、沉降量在50 mm以下)，一般采用大直徑套管(套管的直徑為燃?xì)夤艿乐睆降?倍)來(lái)抵消建筑物沉降對(duì)燃?xì)庖牍芩a(chǎn)生的影響。而隨著建筑物高度的增加 (按GB50007-2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，高層建筑平均沉降量限制為200MM)，顯然，一味地用增大套管直徑的方法來(lái)消除建筑物沉降對(duì)燃?xì)庖牍艿挠绊懯遣滑F(xiàn)實(shí)的。必須對(duì)燃?xì)庖牍懿扇”匾难a(bǔ)償方法，考慮工作環(huán)境下的極限變形，設(shè)置補(bǔ)償器，宜采用∏型或設(shè)波紋管補(bǔ)償器，不得采用填料型。具體做法如下：根據(jù)業(yè)主單位提供建筑設(shè)計(jì)單位核定的建筑物沉降量，根據(jù)此沉降量計(jì)算出燃?xì)庖牍懿y管補(bǔ)償器的補(bǔ)償量 (一般采用最大沉降量的1.2～1.5倍為補(bǔ)償量)。然后確定波紋管補(bǔ)償器的安裝位置，并在波紋管補(bǔ)償器前(來(lái)氣方向)安裝球閥，以便維護(hù)和緊急搶修時(shí)切斷燃?xì)狻?/p>

1.3 高層建筑燃?xì)饬⒐艿臏夭钣绊?/h3>

高層建筑立管的自重和熱脹冷縮產(chǎn)生有推力，在管道的固定支架和活動(dòng)支架、管道補(bǔ)償?shù)仍O(shè)計(jì)上是必須考慮的，否則燃?xì)夤艿揽赡艹霈F(xiàn)變形或拆斷等安全問(wèn)題。同時(shí)因?yàn)楦邔咏ㄖ娜細(xì)饬⒐荛L(zhǎng)，其伸縮量絕對(duì)值受溫差影響也較大。管道的伸縮量按下式計(jì)算：

△L＝103×aL（t2-t1）

式中：△L-為管道伸縮量（mm）

a-為管材結(jié)膨脹系數(shù)

L-為管道長(zhǎng)度（M）

（t2-t1）-為安裝時(shí)與最冷或最熱時(shí)溫差。介于重慶地區(qū)最冷溫度為零下3-5度，最高溫度為40度，取溫差為30度，仍以上例30層100米建筑計(jì)算，管道伸縮量約36mm，以波紋補(bǔ)償器一個(gè)波節(jié)補(bǔ)償能力20mm計(jì)算，在16樓左右設(shè)計(jì)一個(gè)雙波節(jié)補(bǔ)償器就可消除立管因溫差導(dǎo)致的影響。若想更大限度地消除溫度應(yīng)力，也可再增加補(bǔ)償器數(shù)量，在10層和20層中各加設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器，效果更好。

1.4 安全措施及其它

由于高層建筑消防安全的特殊性，燃?xì)夤艿酪惨虼诵璨捎孟鄳?yīng)的安全措施，引入管宜加裝快速切斷閥，高層用戶室內(nèi)宜加設(shè)帶自動(dòng)載斷功能的燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置，以避免燃?xì)庑孤┮鸬陌踩鹿省?/p>

在高層民用建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)充分考慮燃?xì)夤芫€的預(yù)備通道和燃?xì)馐褂梅课莸耐L(fēng)和換氣性能。如在我市最近修建的雙子星高樓，因建筑設(shè)計(jì)人員將廚房設(shè)計(jì)于內(nèi)側(cè)不通風(fēng)房間，再加上因?yàn)殄e(cuò)層房屋設(shè)計(jì)，造成廚房上為居室，再上層又為廚房這種情況，導(dǎo)致通樓根本無(wú)燃?xì)饬⒐芡ǖ蓝鵁o(wú)法安裝天然氣設(shè)施。

2 高層住宅燃?xì)夤艿朗┕ぜ夹g(shù)

2.1 燃?xì)馊霊粢牍艿牟贾梅绞?/h3>

燃?xì)馊霊粢牍苁鞘彝馊細(xì)夤艿琅c室內(nèi)燃?xì)夤艿赖倪B接管。其布置方式分為地下引入法和地上引入法兩種。

2.1.1 地下引入法。地下引入法是室外燃?xì)夤艿缽牡叵麓┻^(guò)房屋基礎(chǔ)和首層廚房地面直接引入室內(nèi)。

在竄內(nèi)的引入管上，離地面0.5m處，安裝三通作為清掃口。引入管穿墻和地面時(shí)需加套管。地下管道采用無(wú)縫鋼管，地上采用鍍鋅鋼管，套管采用普通鋼管。這種引入方式比較隱蔽、美觀，但需與土建專(zhuān)業(yè)人員密切協(xié)作，因不便于維修，此法往往采用不多。

地上引入法又分為低立管和高立管引入兩種。低立管引入法是距離竄外地面0.5～0.8m處引入室內(nèi)。高立管引入法是將燃?xì)饬⒐芡耆笤O(shè)于外墻上，通過(guò)用戶分支管分別進(jìn)入各個(gè)用氣點(diǎn)或燃?xì)饬⒐?。室外管道采用無(wú)縫鋼管，室內(nèi)采用鍍鋅鋼管，套管采用普通鋼管。地上燃?xì)夤艿辣仨毦哂辛己玫谋Ｗo(hù)措施，確保安全。這種引入方式不美觀，特別是高立管引入法易破壞建筑物的整體美觀，但便于維修。我們?cè)趯?shí)際工程中，一般采用的是地上低立管引入法。

2.1.2 地上引入法。在引入管無(wú)法從地下引入，尤其是采用天然氣作為氣源、常常是在建筑物建成后再引入燃?xì)夤艿罆r(shí)，常采用地上引入法。燃?xì)夤艿来┻^(guò)竄外地面沿外墻敷設(shè)到一定高度，然后穿過(guò)建筑物外墻進(jìn)入室內(nèi)。

2.1.3 引入管安裝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。①燃?xì)庖牍懿坏梅笤O(shè)在臥竄、浴室、地下室，易燃或易爆物的倉(cāng)庫(kù)，有腐蝕性介質(zhì)的房間、配電室、變電室，煙道和進(jìn)風(fēng)道等地方。②燃?xì)庖牍軕?yīng)設(shè)在廚房或走廊等便于維修的非居住房間內(nèi)。如有困難，可從樓梯間引入，閥門(mén)設(shè)在室外。③燃?xì)庖牍苓M(jìn)入密閉室時(shí)，密閉室應(yīng)設(shè)置換氣口，通風(fēng)換氣次數(shù)每小時(shí)不得小于3次。④燃?xì)庖牍艽┙ㄖ锘A(chǔ)、墻或管溝時(shí)，均應(yīng)設(shè)置在套管內(nèi)，并應(yīng)考慮沉降和補(bǔ)償?shù)拇胧＂萑細(xì)庖牍芸偣苌蠎?yīng)設(shè)置閥門(mén)和清掃口。

2.2 室內(nèi)燃?xì)饬⒐艿牟贾梅绞?/h3>

2.2.1 室內(nèi)燃?xì)夤艿啦坏么┻^(guò)防火分區(qū)、臥室及衛(wèi)生間。

2.2.3 室內(nèi)燃?xì)怃摴芘c墻面的凈距，當(dāng)管徑小于DN25時(shí)為3cm，管徑在DN25～DN40時(shí)為5cm，管徑等于DN50時(shí)為7cm，管徑大于DN50時(shí)為9cm。

2.2.4 室內(nèi)燃?xì)夤艿酪粋€(gè)活接頭的安裝位置及要求如下：①活接頭內(nèi)的墊片應(yīng)為不小于1.5mm厚的丁晴橡膠或聚四氟乙烯材料，嚴(yán)禁用天然橡膠或石棉類(lèi)墊片。②絲扣球閥后應(yīng)加活接頭，間距不應(yīng)大于30cm，安裝時(shí)應(yīng)注意活接頭的方向性。③主立管每隔兩層加一個(gè)活接頭，離地面高度在1.5m左右，如遇主管有球閥時(shí)活接頭應(yīng)在球閥后20cm左右為宜。④水平干管的支管應(yīng)加活接頭，管道在走廊、門(mén)廳內(nèi)嚴(yán)禁加活接頭。

2.2.2 室內(nèi)燃?xì)夤艿赖墓潭ㄖС胁坏迷O(shè)在管件，焊口、螺紋連接處。

2.2.5 安裝在地下室內(nèi)燃?xì)夤艿缿?yīng)用無(wú)縫鋼管手工電弧焊連接和法蘭連接。

2.2.6 管道、設(shè)備法蘭連接時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：①法蘭連接：法蘭的材料與鋼管要相同；公稱(chēng)壓力應(yīng)與球閥的額定公稱(chēng)壓力符合；一般用平焊法蘭。口徑要與連接的鋼管相符。法蘭盤(pán)與管道連接應(yīng)采用電焊并應(yīng)雙面焊接。②管道與設(shè)備、閥門(mén)進(jìn)行法蘭連接前，應(yīng)檢查法蘭密封面及密封墊片，不得有影響密封性能的劃痕、凹陷、斑點(diǎn)等缺陷。③閥門(mén)應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)下安裝。④法蘭連接應(yīng)與管道同心，法蘭螺孔應(yīng)對(duì)正，管道與設(shè)備、閥門(mén)的法蘭端而應(yīng)平行，不得用螺栓強(qiáng)力對(duì)口。⑤法蘭墊片尺寸應(yīng)與法蘭密封面相符，墊片安裝必須放在中心位置，嚴(yán)禁放偏。法蘭墊片在設(shè)計(jì)文件無(wú)要求時(shí)宜采用聚四氟乙烯墊片也可采用耐油石棉墊片。⑥應(yīng)使用同一規(guī)格螺栓，安裝方向應(yīng)一致，螺栓的緊固應(yīng)對(duì)稱(chēng)均勻，螺栓緊固后宜伸出螺母2～3扣，涂上機(jī)油或黃油，以防銹蝕。

2.2.7 管道、設(shè)備螺紋連接時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：①管道與設(shè)備、閥門(mén)螺紋連接應(yīng)同心，不得用管接頭強(qiáng)力對(duì)口。②管道螺紋接頭宜采用聚四氟乙烯帶做密封材料。擰緊螺紋時(shí)，不得將密封材料擠入管內(nèi)。③鋼管套絲要求：螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)加工成錐型管螺紋，不得加工成圓柱螺紋或混合形羅紋。管徑DN20以下的管道可一次套成，管徑DN25～DN40的管道可分二次套成。管徑DN50的管道應(yīng)分三次套成。套絲時(shí)應(yīng)以機(jī)油冷卻、潤(rùn)滑。絲扣應(yīng)光滑端正，無(wú)斜絲亂絲，無(wú)毛刺，斷絲或破絲的缺口長(zhǎng)度不得超過(guò)絲扣的10%。松緊程度適當(dāng)，用連接管件試配時(shí)，能用手將管件擰入2～3扣，再上緊就需要管鉗子，最后上緊后，還能外露2～3扣為宜。不得出現(xiàn)長(zhǎng)絲和絕絲。

2.2.8 燃?xì)夤艿来┰綐前宓目锥磻?yīng)從最高層向下打孔，逐層以重錘垂足確定下層孔洞位置。因下層與下層墻壁壁厚不同而無(wú)法垂于一線時(shí)，應(yīng)作乙字彎使之靠墻避免用管件轉(zhuǎn)向。

3 室內(nèi)管線試驗(yàn)

3.1 強(qiáng)度試驗(yàn)

3.1.1 試驗(yàn)范圍：居民用戶室內(nèi)燃?xì)夤艿涝囼?yàn)范圍為在安裝燃?xì)獗砬埃瑥倪M(jìn)氣總主閥門(mén)到表前閥門(mén)的管段(進(jìn)氣總閥門(mén)到引入口管段的強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力和庭院線試驗(yàn)壓力一致，并與庭院線試驗(yàn)一起進(jìn)行)。

3.1.2 進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)前管道應(yīng)吹掃干凈，吹掃介質(zhì)宜采用空氣。

3.1.3 試驗(yàn)壓力：①設(shè)計(jì)壓力≤5kPa時(shí)，試驗(yàn)壓力為0.1MPa。②設(shè)計(jì)壓力>5kPa時(shí)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，且不得小于0.1MPa。

3.1.4 進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，壓力應(yīng)緩慢升高，達(dá)到試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)壓l小時(shí)，用肥皂水涂刷所有接頭，閥門(mén)、法蘭不漏氣無(wú)壓降為合格。

3.2 嚴(yán)密性試驗(yàn)

居民用戶室內(nèi)燃?xì)夤艿绹?yán)密性試驗(yàn)分兩步進(jìn)行：

3.2.1 在未接通燃?xì)獗砬埃?kPa的壓力對(duì)總進(jìn)氣管閥門(mén)到表前閥門(mén)的管段進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，采用U型壓力計(jì)觀測(cè)l0mins，壓力不降為合格。

3.2.2 接通煤氣表后，用3kPa的壓力從總進(jìn)氣管閥門(mén)到燃?xì)庥镁唛y門(mén)前的管道系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，采用U型壓力計(jì)觀N5mins，壓力不降為合格。

結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑居民管道燃?xì)獾目焖侔l(fā)展，如何確保燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)質(zhì)量，保證居民的用氣安全，維護(hù)社會(huì)的和諧穩(wěn)定，已經(jīng)成為燃?xì)庑袠I(yè)技術(shù)管理中的重中之重。因此，我們必須在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行的工程中避免安全隱患的存在，保證用戶安全、可靠、滿意地用氣，使燃?xì)夤こ坛蔀檎嬲姆判墓こ獭?/p>

[1]城鎮(zhèn)燃?xì)饧夹g(shù)規(guī)范GB50494-2009.[S].

[2]城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范GB50028-2006.[S].

[3]城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施運(yùn)行、維護(hù)和搶修安全技術(shù)規(guī)程CJJ51-2006.[S].