城市高層建筑燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，推動了我國的城市化進程。高層建筑逐步成為城市的重要組成部分的同時，其安全問題也備受社會各界的關(guān)注。作為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾茉矗細(xì)夤艿赖陌踩O(shè)計關(guān)系著高層建筑的安全性。因此，必須重視高層建筑燃?xì)夤艿赖陌踩O(shè)計。本文將簡單介紹高層建筑中燃?xì)夤艿莱Ｒ姷陌踩珕栴}，分析高層建筑燃?xì)夤艿赖陌踩O(shè)計要點，為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；燃?xì)夤艿?；安全設(shè)計

中圖分類號：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）18-0349-02

1 引 言

高層建筑的應(yīng)用，極大的緩解了城市建設(shè)用地的緊張。由于高層建筑的人口密集度相對較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對其的消防等安全要求更高。此外，高層建筑本身自重較大，可能存在一定的沉降問題，影響著燃?xì)夤艿赖陌踩?，如果處理不?dāng)，很可能發(fā)生嚴(yán)重的事故。因此，研究分析高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計具有重要的現(xiàn)實意義。

2 高層建筑燃?xì)夤艿腊踩饕绊?/p>

2.1 建筑物沉降對燃?xì)夤艿腊踩挠绊?/p>

高層建筑物受地質(zhì)條件以及其自重大的影響，在使用過程中會出現(xiàn)沉降問題。由于建筑物內(nèi)部的燃?xì)夤艿捞幱谙鄬o止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)建筑物發(fā)生沉降時，會給燃?xì)夤艿缼磔^大的切應(yīng)力，嚴(yán)重可以發(fā)燃?xì)夤艿喇a(chǎn)生斷裂，從而引發(fā)燃?xì)庑孤┑葒?yán)重的安全事故。

2.2 管道選線不合理對燃?xì)夤艿腊踩挠绊?/p>

燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計工作對其安全性的影響具有決定性的作用。一方面受工程造價的影響，燃?xì)夤艿赖牟牧线x擇可能出現(xiàn)問題，另外一方面，在進行管道設(shè)計過程中，未能結(jié)合建筑物的實際結(jié)構(gòu)情況以及建筑圖紙進行設(shè)計，導(dǎo)致燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計不合理，很容易導(dǎo)致是在施工過程中，出現(xiàn)嚴(yán)重的燃?xì)獍踩鹿省?/p>

2.3 建筑的附加壓力對燃?xì)夤艿腊踩挠绊?/p>

高層建筑本身具有高度高，自重大的特點，會對其內(nèi)部的燃?xì)夤艿涝斐梢欢ǖ母郊訅毫?。如果在進行燃?xì)夤艿涝O(shè)計過程中，燃?xì)夤艿朗艿降慕ㄖ锔郊訅毫?，超過其承載能力，會出現(xiàn)變形甚至斷裂的情況發(fā)生，從而引發(fā)燃?xì)庑孤┥踔帘ǖ劝踩鹿省?/p>

3 高層建筑燃?xì)庠O(shè)計的消防安全要求

3.1 緊急切斷閥系統(tǒng)

根據(jù)我國燃?xì)夤艿老嚓P(guān)設(shè)計要求，在進行高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計時，應(yīng)在燃?xì)夤艿赖目偣芴幵O(shè)置緊急切斷閥系統(tǒng)。常見的緊急切斷閥結(jié)構(gòu)如下：

（1）無手動氣動切斷閥：在正常情況下，利用氮氣的壓力，確保切斷閥處于開啟狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生燃?xì)庑孤┑惹闆r時，相關(guān)工作人員將切斷閥的球閥開啟，釋放其中的氮氣，由于壓力降低，切斷閥會自動進入到關(guān)閉狀態(tài)。為了方便日后的維護和檢修方便，還應(yīng)設(shè)置旁通管和旁通閥門。

（2）帶手動氣動緊急切斷閥：這種切斷閥的特點是可以實現(xiàn)手動和自動操作兩種方式，更能使用各種緊急情況下的燃?xì)夤艿狼袛?，在現(xiàn)階段的高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計中應(yīng)用較為廣泛。由于在進行高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計過程中，氮氣管的施工相對復(fù)雜，所以現(xiàn)階段大多設(shè)計中采用電動控制切斷閥。當(dāng)燃?xì)馐鹿驶蛘呋馂?zāi)事故發(fā)生時，相關(guān)消防工作人員可以啟動開關(guān)，通過電動的方式對緊急切斷閥進行關(guān)閉，確保燃?xì)獍踩Ｈ绻诨馂?zāi)發(fā)生過程中，導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)受到損壞，也可以采用手動的方式對切斷閥進行關(guān)閉。

3.2 防雷、防靜電及防腐

雷電、靜電等也是影響燃?xì)夤艿腊踩闹匾蛩刂?。廣東省多雷雨天氣，雷電對燃?xì)夤艿赖挠绊懯謬?yán)重，因此，在進行高層建筑燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計過程中，應(yīng)重視相關(guān)的設(shè)計，主要設(shè)計要點如下：

（1）對于燃?xì)夤艿赖姆览自O(shè)計過程中，應(yīng)將燃?xì)夤艿酪约伴y門箱重點進行防雷連接，與高層建筑的避雷帶至少要有兩處以上的連接。

（2）進行避雷帶連接時，應(yīng)進行圓鋼雙面焊接工藝，焊接的長度應(yīng)大于圓鋼直徑的6倍，同時對焊接處做好相關(guān)的防腐處理工作。

（3）防雷接地裝置的沖擊接地電阻應(yīng)不大于10Ω，燃?xì)夤艿赖撵o電接地電阻應(yīng)小于100Ω。進行管道和設(shè)備法蘭連接時，一般采用銅片跨接的方式。采用圓鋼進行螺紋連接，且要求電阻值應(yīng)大于0.03Ω。

（4）為了避免燃?xì)夤艿朗艿礁g的影響，產(chǎn)生安全事故，應(yīng)對室外的燃?xì)夤艿肋M行防腐處理。尤其是廣東省屬于高熱高潮時環(huán)境，更容易導(dǎo)致室外的燃?xì)夤艿喇a(chǎn)生腐蝕。在進行防腐施工時，首先應(yīng)確保鋼管表面清潔、無銹跡，然后對鋼管進行防腐漆涂刷，一般先采用P207防腐漆進行第一遍涂刷，再采用P205防腐漆，再涂刷兩道銀粉漆，最后表面涂刷黃色標(biāo)志進行管道區(qū)分。

3.3 高層建筑燃?xì)庥脩舭踩雷o

（1）燃?xì)馐綗崴鳎翰糠殖鞘械母邔佑脩?，采用燃?xì)馐綗崴?。這也對燃?xì)夤艿赖陌踩斐闪艘欢ǔ潭鹊挠绊?，因此，在熱水器的選擇時，應(yīng)選擇符合要求的標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)馐綗崴鳌?/p>

（2）燃具的日常維護：由于燃具與燃?xì)夤艿老噙B接管道大部分采用膠管，長時間的使用會導(dǎo)致膠管產(chǎn)生老化或者損壞的問題，給居民的安全用氣帶來了巨大的安全威脅。因此，在進行相關(guān)的燃?xì)夤艿涝O(shè)計時，應(yīng)采用新型材質(zhì)的連接管道，并叮囑用戶加強對管道的維護和保養(yǎng)工作。

（3）用戶端燃?xì)鉂舛葓缶b置：為了保障用戶的安全用氣，可以在用戶端設(shè)置燃?xì)鉂舛葓缶b置和自動切斷裝置，當(dāng)用戶端管道出現(xiàn)燃?xì)庑孤┦鹿蕰r，相關(guān)報警裝置可以第一時間檢測到燃?xì)庑孤?，產(chǎn)生報警信息，并聯(lián)動自動切斷裝置，將燃?xì)夤艿狸P(guān)閉，從而降低燃?xì)庑孤┰斐傻奈ｋU，保障居民的安全。

4 城市高層建筑燃?xì)夤艿赖陌踩O(shè)計

以廣州市的高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計為例，對其具體設(shè)計進行分析：

4.1 解決高層建筑沉降問題的設(shè)計措施

前文提到，高層建筑的沉降會導(dǎo)致燃?xì)夤艿赖某惺軕?yīng)力增加，從而引發(fā)斷裂等安全事故的發(fā)生。廣州市在進行高層管道設(shè)計時，采用上行下給的方式，燃?xì)夤艿缽氖姓牒?，到達(dá)高層建筑的樓頂形成環(huán)狀，再通過分別的下降立管，以中壓進戶的方式進入到用戶家庭中。具體措施如下：

（1）對于燃?xì)夤艿赖纳仙埽约巴ピ汗芟噙B接部位，采用煨彎的方式，從而降低對焊接的工藝使用，同時對必須采用焊接的部位，進行100%的探傷，確保焊接部位無縫隙。此外，在進行此部分施工時，時間應(yīng)選擇高層建筑建成一段事件后，沉降問題已經(jīng)趨于穩(wěn)定的狀態(tài)下施工，有利于降低沉降問題對接口處所造成的應(yīng)力。

（2）對于上升管，設(shè)置緊急切斷閥后，為了避免沉降對燃?xì)夤艿喇a(chǎn)生的印象，在官道上采用多彎頭組合。

（3）如果高層建筑所處的地質(zhì)環(huán)境較差，產(chǎn)生的沉降幅度較大，可以在上升管處設(shè)計30～50cm的金屬軟管，用來降低沉降造成的影響。

4.2 燃?xì)夤艿乐Ъ芗按ΡＷo設(shè)計

（1）支架設(shè)計：廣州市對于高層建筑的燃?xì)夤艿涝O(shè)計時，采用沿建筑物的外墻進行施工建設(shè)。每間隔3m距離設(shè)置一個支架。此外，除了固定支架外，其他的支架均采用管卡式活動支架。

（2）預(yù)留套管及預(yù)留洞：在進行燃?xì)夤艿朗┕r，大多采用套管預(yù)留的方式，套管的直徑較燃?xì)夤艿赖闹睆酱髢商枴Ｊ┕み^程中可以采用玻璃膠或者其他材料對套管和燃?xì)夤苤g的縫隙進行填充。套管的使用可以降低墻體對燃?xì)夤艿母g和破壞，同時還能補償燃?xì)夤苌炜s產(chǎn)生的位移，避免出現(xiàn)燃?xì)夤芤驊?yīng)力作用產(chǎn)生損壞。

4.3 燃?xì)饬⒐艿膽?yīng)力計算及其補償措施

由于高層建筑較高，相對應(yīng)的燃?xì)夤艿赖拈L度也較長，在自重的影響下，管道受到溫度變化的影響，會出現(xiàn)一定的壓縮應(yīng)力和熱脹冷縮。都會對管道本身造成移動程度的破壞，引發(fā)安全事故。

（1）壓縮應(yīng)力補償：廣州市高層建筑燃?xì)夤?yīng)一般采用中壓進戶方式，中壓立管均為10#或20#無縫鋼管。為了降低壓縮應(yīng)力對燃?xì)夤艿赖挠绊?，使其自重均勻分配，再設(shè)計過程中，應(yīng)按照高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)層高進行固定支架的設(shè)計。同時，為了提升對管道的自重承受能力，應(yīng)在立管的底部增設(shè)固定支架。

（2）熱脹冷縮補償：管道的熱脹冷縮與管道的材料選擇和周邊環(huán)境的溫度有較大關(guān)系（如表1），因此在進行管道設(shè)計時，可以采用特殊的設(shè)計，例如：Z型補償器、Ⅱ型補償器和波紋補償器等。

5 結(jié) 語

綜上所述，隨著高層建筑項目的日漸增多，燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計問題必然成為社會關(guān)注的焦點問題。在進行設(shè)計過程中，必須綜合考慮各方面因素，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)實際情況，選擇相對經(jīng)濟和安全的設(shè)計方案，確保用戶的用氣安全。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)積極提升自身專業(yè)能力，有效的降低建筑沉降問題、雷電問題等對燃?xì)夤艿赖挠绊?，推動我國高層建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]祝 達(dá).城市高層建筑燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（3）.

[2]關(guān)昊如.城市高層建筑燃?xì)夤艿腊踩O(shè)計探討[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2016（30）.

[3]秦 娜，王丙濤，唐夢琢.高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計與安全分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（5）.

[4]黃 山.高層建筑燃?xì)夤艿赖陌踩O(shè)計分析[J].化工設(shè)計通訊，2017，43（11）.

收稿日期：2018-5-21