現(xiàn)代住宅燃氣管道設(shè)計探討

孟英英

(太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030002)

隨著改革開放的不斷深入，現(xiàn)代一座座高層、超高層建筑拔地而起。室內(nèi)燃氣管道是現(xiàn)代住宅組成的一部分，然而在高層住宅設(shè)計中，燃氣工程是整個工程較大的危險源，因此怎么做好現(xiàn)代高層住宅室內(nèi)燃氣工程的設(shè)計，做好安全隱患的預防和規(guī)避就顯得尤為重要。

1 燃氣設(shè)計強制性規(guī)定

1.1 燃氣引入管設(shè)計原則

一般情況下，住宅燃氣管道進戶主要分地上和地下兩種。燃氣進戶處對建筑外立面的整體影響是最明顯的，因此一般需要在按規(guī)范和標準設(shè)計的同時考慮美觀性。燃氣引入管穿過建筑物基礎(chǔ)、墻或管溝時均應設(shè)置在套管中，且不得敷設(shè)在臥、浴室以及易燃、易爆、有腐燭性的地方，進入密閉室時需設(shè)置通風設(shè)施。此外，為了安全起見，地下室、半地下室引入管穿墻處應設(shè)置燃氣濃度檢測報警器。

除了上述提到的注意事項外，燃氣引入管設(shè)計時還需關(guān)注如下原則：①燃氣引入管應設(shè)在廚房或走廊等便于檢修的非居住房間內(nèi)；②燃氣引入管進入密閉室時，通風設(shè)施換氣次數(shù)應≧3次/h；③輸送天然氣時引入管最小公稱直徑應≧15mm；④燃氣引入管總管上應設(shè)置快速式切斷閥門和清掃口；引入管設(shè)計如圖1所示。

圖1 進戶管裝接圖

1.2 燃氣管道敷設(shè)注意事項

燃氣管道敷設(shè)應注意如下幾點：①（半）地下室和地上密閉房間敷設(shè)燃氣管道建筑凈高宜≧2.2m；②管道敷設(shè)高度在有人行走的地方≧2.2m，有車通行的地方≧4.5m；③建（構(gòu)）筑物內(nèi)部燃氣管道一般應明設(shè)，特殊情況下可暗設(shè)等。

1.3 燃氣管道暗設(shè)要求

暗設(shè)燃氣管道應符合如下幾個要求：①管槽應設(shè)活動門和通風孔，管溝應設(shè)活動蓋板并填充干沙；②可采用焊接與上水管道等一起敷設(shè)在管道井、管溝和設(shè)備層中；③管道應涂以黃色的防腐識別漆；④立管可設(shè)在墻管槽或管道井中，水平管可在吊平頂內(nèi)或管溝中；⑤管道應設(shè)防腐絕緣層，且不得設(shè)在可能滲入腐燭性介質(zhì)的管溝中；⑥燃氣管道暗設(shè)必須便于安裝與檢修等。陽臺廚房立管設(shè)計見圖2。

1.4 室內(nèi)燃氣管道敷設(shè)注意點

室內(nèi)燃氣管道敷設(shè)應注意如下幾點：①不得敷設(shè)在潮濕或有腐燭性介質(zhì)的房間內(nèi)，嚴禁引入臥室，尤其立管不得敷設(shè)在臥室、浴室或廁所中；②不得穿過易燃易爆品倉庫，配電間、變電所，煙、風道等地方；③水平管道穿過臥、浴室或地下室時，須采用焊接設(shè)置在套管中；④必須設(shè)在潮濕或有腐燭性介質(zhì)的房間時，須采取防腐燭性措施；⑤管道穿過樓板、樓梯平臺、墻壁和隔墻時，須安裝在套管中等。室內(nèi)廚房立管設(shè)計見圖3。

圖2 陽臺廚房立管設(shè)計示意圖

圖3 室內(nèi)廚房立管設(shè)計示意圖

2 高層建筑燃氣管道設(shè)計的影響因素

高層建筑燃氣管道的科學設(shè)計應當充分考慮各個方面因素，如實際供氣環(huán)境、不均勻沉降、附加壓力、外力作用等，確保其安全性、經(jīng)濟性。

2.1 地基沉降

通常情況下，燃氣管道在建筑完工初期就進行安裝，并會符合相應的標準。然而，高層建筑因樓層高、體積大、自重大，會產(chǎn)生一定范圍的沉降（見圖4），沉降作用會造成天然氣引入管剪切應力大而導致破裂，從而引發(fā)一些不可預測的安全事故。據(jù)調(diào)研顯示，高層建筑在竣工后5年內(nèi)沉降速度最大，之后逐漸降低，因此應采用一定手段達到補償沉降的目的。另外，建筑基礎(chǔ)處回填土的沉降也會導致引入管局部懸空，隨著時間的推移可能會造成管道破裂漏氣，形成安全隱患。因此，基于建筑物地基沉降這一基本現(xiàn)象，在進行天然氣管道設(shè)計時，一定要考慮建筑物沉降的影響。

圖4 建筑沉降對燃氣管道的影響

2.2 自然災害

地震、風力等災害的影響會引起管道發(fā)生變形，對燃氣的正常供給產(chǎn)生影響，甚至在一定程度下還會引發(fā)天然氣泄漏、爆炸等事故。因此，進行天然氣管道設(shè)計時，也一定要考慮外界自然災害的影響。

2.3 管道自重

室內(nèi)天然氣管材一般有鋼管類、不銹鋼管類等，其自重較大，且會受環(huán)境溫度影響出現(xiàn)熱膨脹和冷收縮現(xiàn)象，降低其使用壽命。對于高層建筑而言，所需的燃氣立管較長，自重就會更大，當管道應力大于管材極限值時，便會發(fā)生變形或破壞，從而引發(fā)安全事故。

2.4 附加壓力

高層建筑較高，而天然氣密度比空氣小，這樣由密度產(chǎn)生的附加壓力在供氣時就會導致兩種現(xiàn)象的發(fā)生：一是自上而下供氣時，低層用戶部分管道壓力不足，燃氣不能持續(xù)性得到供給；二是自下而上供氣時，因建筑較高，立管中會產(chǎn)生一定的附加壓頭，在低層用戶不使用天然氣時，高層用戶的爐前壓力會超過燃具最大允許壓力，導致供氣的不穩(wěn)定，甚至引起脫火、離焰、熄火等情況。因此，需進行科學規(guī)劃與設(shè)計，確保燃氣能夠持續(xù)供應及供氣系統(tǒng)正常安全運行。

3 高層住宅燃氣管道的設(shè)計注意事項

3.1 地基沉降補償

建筑物的沉降直接影響到燃氣管道的設(shè)計。高層建筑物由于自身重力大，沉降影響不容忽視，隨其墻體敷設(shè)的燃氣管道在設(shè)計時也需考慮建筑物沉降產(chǎn)生的不利影響。為減小建筑物沉降對燃氣管道的不利影響，燃氣管道設(shè)計時可采取的補償措施有：1）在立管上設(shè)置波紋補償器；2）增大引入管穿墻套管管徑；3）引入管水平段設(shè)置金屬軟管等。

3.2 防雷、防靜電

高層建筑物因為其層數(shù)較高，可能更容易遭受雷雨等自然災害的影響，因此一般高層建筑必須要安置防雷、防靜電的系統(tǒng)，避雷系統(tǒng)中的圓鋼直徑需大于8mm，焊接長度需在50mm左右。為了更好的確保高層建筑燃氣管道的設(shè)計安全問題，高層樓頂燃氣管道需與建筑物防雷系統(tǒng)進行連接。

3.3 緊急切斷閥

燃氣設(shè)計規(guī)范當中有非常明確的規(guī)定，一類高層民用建筑需設(shè)計緊急切斷閥，且緊急切斷閥應設(shè)置在室外引入管上。

3.4 立管自重壓縮應力補償

壓縮應力是燃氣管道自重與立管截面積的比值。通常情況下，燃氣管道不會由于自身重量出現(xiàn)問題，但高層建筑所需的燃氣立管較長，其自重比較大，故會產(chǎn)生一定的壓縮應力。因此，立管設(shè)計時應在每層立管上配備能夠承受其自重變形的固定支架，同時應在適當樓層設(shè)置立管支撐設(shè)施。

3.5 立管熱應力補償

在不同的環(huán)境溫度下，鋼管的長度會有所不同，因此，在溫度變化影響下，立管會由于熱脹冷縮產(chǎn)生一定的變形量。設(shè)計人員在進行立管設(shè)計時，應充分考慮環(huán)境溫差對立管的影響，例如：根據(jù)管材熱膨脹系數(shù)選擇合適的管材；在立管上設(shè)置活動支架、補償器或增加彎頭，以減小管道熱應力產(chǎn)生的變形對管道的影響。此外，考慮溫差對管道安裝的影響，施工時還需選擇最佳的施工程序。

3.6 避免附加壓力影響

在高層建筑天然氣輸送中，由密度產(chǎn)生的附加壓力對供氣系統(tǒng)會產(chǎn)生不利影響，為減小影響，在高層管道的設(shè)計中，應合理確定立管管徑及管道供氣壓力，必要時可在立管上增設(shè)閥門以消除部分附加壓力。

3.7 管道布局設(shè)計盡量美觀

燃氣管線安裝要符合審美要求。在保證燃氣管線安全使用的條件下，要盡量結(jié)合現(xiàn)代建筑的美觀及居民的審美要求，結(jié)合房屋內(nèi)的給水、排水、供暖等其他管道進行整體布置。

3.8 管道設(shè)計選材

現(xiàn)代高層住宅中的燃氣工程，其流體均為天然氣。在整個工程建設(shè)周期中，管材選擇需要兼顧經(jīng)濟性和安全性。經(jīng)過大量的調(diào)研顯示，目前室內(nèi)安裝燃氣管道的管材種類有鋼管類、不銹鋼管類及其他。無論哪種類型管材，都有其獨特的優(yōu)勢和缺陷，選擇燃氣管材時，應結(jié)合建筑屋層高、結(jié)構(gòu)方式、管道自重壓力、供氣壓力等方面綜合考慮，以安全可靠持久為主，滿足國家現(xiàn)行的標準及規(guī)范。

4 高層建筑燃氣管道設(shè)計要適應現(xiàn)代化住宅的配套要求

現(xiàn)階段，我國現(xiàn)代化、城市化進程不斷加快，城市面貌日新月異，住宅內(nèi)的裝修、裝璜工程也不斷升級，住宅環(huán)境由“生存型”邁向“小康型”。而作為燃氣管道的主要地點一住戶廚房，更是鮮明地體現(xiàn)了現(xiàn)代人美觀、實用、高雅的裝修理念。為此，室內(nèi)燃氣管道怎樣更好地為家庭裝修服務(wù)，減少與現(xiàn)代化的住宅配套不夠完美等問題，已成為我們?nèi)細馀涮自O(shè)計人員必須認真對待的問題。

4.1 堅持方案先行原則

一般房屋建筑圖紙并沒有十分明確地給出房間的功能用途，特別是在目前廣泛采用的框架結(jié)構(gòu)中，餐廚分隔不是很明顯，為燃氣管道的設(shè)計工作增加了難度。為此，在這種單憑平面圖設(shè)計人員無法得到直觀信息、用戶裝修過程中極可能又按各自喜好進行分隔等的情況下，在設(shè)計前期首先要求設(shè)計人員到現(xiàn)場實地察看，確定廚房的形式和灶具、水盆等的具體位置，從各方面考慮有利和不利因素，減少室內(nèi)燃氣管道的位置不當及安全問題，同時用CAD做出多個不同的方案圖，盡可能從多個角度體現(xiàn)現(xiàn)代人美觀、高雅的裝修理念，并據(jù)此同房主就管道走向、位置等做進一步的溝通和探討，從而有效避免因設(shè)計管位不當或甲方不滿意而重復設(shè)計的現(xiàn)象。

4.2 注重以人為本觀念

以人為本是科學發(fā)展觀的核心，現(xiàn)代社會各個行業(yè)都在不斷地注重人本思想，建筑業(yè)尤不例外。在設(shè)計時，要站在住戶的角度進行換位思考，從方便住戶使用和美觀的角度去選擇最佳的設(shè)計方案，經(jīng)常進行住戶回訪，并經(jīng)常與施工單位溝通，反饋信息，不斷完善設(shè)計方案，從而使燃氣設(shè)計符合眾多住戶的要求?？傊?，以用戶為關(guān)注焦點，將各方面的因素考慮周全，照顧到大多數(shù)用戶的實用要求和個性追求，從而達到住戶滿意的目的，也是高層建筑燃氣管道設(shè)計的重點。

4.3 抓好現(xiàn)代科技手段

科技改變生活，科學改變未來。在進行燃氣配套設(shè)計時，設(shè)計人員可以隨時注意吸收和掌握國內(nèi)外先進的技術(shù)和經(jīng)驗，培養(yǎng)超前意識，擴展設(shè)計思路，認真抓好新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝的應用，從自動化控制、降低隱患發(fā)生率等方面提高燃氣行業(yè)的科技含量。如：采取遠傳燃氣表來計量可以避免抄表員挨家挨戶地抄表；在戶內(nèi)管道的設(shè)計時加上安全切斷報警裝置等，不僅可以在很大程度上降低人工操作率，還能極大地減少事故隱患。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代住宅建筑正朝著高樓層的方向發(fā)展，而高層住宅燃氣工程是一個高危險的分部工程。城市燃氣管道管理是否扎實有效、穩(wěn)妥可靠，事關(guān)一個城市和地區(qū)政治、經(jīng)濟與民生大局的和諧穩(wěn)定。因此，對高層建筑燃氣管道進行設(shè)計的過程中，首先要做好基礎(chǔ)工作；其次必須嚴格按照《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》及相關(guān)規(guī)范、標準及法律法規(guī)的要求，合理組織燃氣管道，不斷提高住宅燃氣管道工程的科學性；第三，還要考慮燃氣的附加壓力、立管自重、建筑沉降的不利影響，通過多種補償方式，減少或杜絕安全隱患。此外，還要嚴格控制施工質(zhì)量，確保用戶的燃氣安全，保障社會更加穩(wěn)定的發(fā)展。