關(guān)于超高層民用建筑燃?xì)庠O(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

陳立汶

摘要：民用建筑越來越高，燃?xì)馐褂玫陌踩珕栴}越來越值得我們關(guān)注。因此在前期燃?xì)庠O(shè)計(jì)方案上，我們就需要考慮的更加全面，重點(diǎn)思考供氣壓力（附加壓頭）、防雷、切斷、補(bǔ)償以及抗震5各方面的問題。

關(guān)鍵詞：超高層；民用建筑；燃?xì)庠O(shè)計(jì)；供氣壓力；防雷；切斷；補(bǔ)償；抗震

隨著中國科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人口不斷增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人民生活水平越來越高，對于民用住宅的需求熱度經(jīng)久不衰，因此，在有限的可用土地面積下，大城市的民用建筑層數(shù)不斷增加，以滿足人民的需求。

以廣州市為例，近年來民用住宅的層數(shù)從50層不斷增加至更高的層數(shù)。近期，廣州市荔灣區(qū)芳村廣鋼舊址的新建樓盤的層數(shù)已達(dá)50-60層，高度已達(dá)150m以上。隨著住宅樓高度的增加，燃?xì)馐褂玫陌踩珕栴}越來越值得我們關(guān)注。因此在前期燃?xì)庠O(shè)計(jì)方案上，我們就需要考慮的更加全面。

我認(rèn)為有5個(gè)問題值得我們在超高層民用建筑燃?xì)庠O(shè)計(jì)中細(xì)細(xì)琢磨。它們分別是：供氣壓力（附加壓頭）、防雷、切斷、補(bǔ)償以及抗震。

1 附加壓頭

隨著安全要求越來越高，現(xiàn)在大部分民用建筑供氣采取低壓進(jìn)戶，即通過集中調(diào)壓后直接供用戶燃具使用，不在用戶端增設(shè)另外的調(diào)壓器。進(jìn)戶的天然氣壓力基本以2kPa為基準(zhǔn)。燃?xì)夤膺^程本應(yīng)是壓降過程，但是由于天然氣密度小于空氣密度，當(dāng)管道從下而上供氣的時(shí)候?qū)嶋H上是一個(gè)壓力增加的過程。假設(shè)低壓供氣管道選取以2Pa/m為壓降標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)由下而上供氣時(shí)，由于密度差產(chǎn)生的壓增為5Pa/m，因此實(shí)際上的壓增為3Pa/m。

對于中低壓調(diào)壓設(shè)施設(shè)定低壓出口為2.5kPa時(shí)：

（1）用氣過程中，我們假設(shè)到民用建筑出地處的管道天然氣壓力為2.2kPa，入戶的計(jì)量表閥門等處壓損為150Pa。則100m高的地方為2.5kPa，入戶后壓力為2.35kPa。200m高的地方為3kPa，入戶后壓力為2.85kPa。

（2）靜態(tài)過程中，管網(wǎng)沒有流通，處于靜壓過程，我們可以認(rèn)為管道出地處為2.5kPa，立管中的燃?xì)庥捎诿芏容^低，此時(shí)沒有流動(dòng)損失，實(shí)際上的壓增變?yōu)?Pa/m，處于100m的靜態(tài)壓力已達(dá)3kPa。因此位置較高的民用戶在用氣低谷時(shí)候打開爐具時(shí)，容易出現(xiàn)瞬間壓力過高，燃?xì)飧咚賴姵龅默F(xiàn)象。

因此，在超高層燃?xì)庠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在較高層立管設(shè)置低低壓調(diào)壓器，或者在超高層用戶入戶支管處設(shè)置低低壓調(diào)壓器。

2 防雷設(shè)計(jì)

民用建筑同樣需要重視燃?xì)夤艿赖姆览妆Ｗo(hù)。參照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）和《城鎮(zhèn)燃?xì)夥览准夹g(shù)規(guī)范》（QXT109—2009），對于超高層燃?xì)夤艿缿?yīng)做以下措施：

（1）引入管處應(yīng)進(jìn)行接地保護(hù)；

（2）室外立管應(yīng)每20m做一次防雷接地與建筑物的均壓環(huán)連接，天面管最少應(yīng)有兩處連接，如燃?xì)夤芘c防雷網(wǎng)相交凈距小于100mm時(shí)也應(yīng)連接。屋面的燃?xì)夤芗胺派⒐鼙M量遠(yuǎn)離建筑物雷擊率最高的部位，即屋角、檐角、屋脊等，一般不少于2m；

（3）雷擊燃?xì)夤艿阑蚶纂姼袘?yīng)電流的雷電波侵入的防護(hù)，應(yīng)在燃?xì)夤夤艿肋M(jìn)入室內(nèi)處做好絕緣技術(shù)處理，即在燃?xì)夤夤艿廊霊籼帒?yīng)接入絕緣接頭以與戶外的燃?xì)夤艿栏綦x或在法蘭盤處插入絕緣段處理。

3 緊急切斷

按《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（50028-2006）10.8.3規(guī)定，一類高層民用建筑應(yīng)設(shè)置燃?xì)饩o急自動(dòng)切斷閥。但是此規(guī)范條文解釋中也強(qiáng)調(diào)了自動(dòng)切斷閥容易出現(xiàn)誤操作，不做強(qiáng)行設(shè)置的規(guī)定。但是我認(rèn)為如今隨著閥門的技術(shù)越來越完善，對于超高層的民用建筑應(yīng)設(shè)置自動(dòng)切斷閥，保證居民用氣安全。自動(dòng)切斷閥可以增加設(shè)置值班室的遠(yuǎn)傳控制，方便操作。

4 補(bǔ)償考慮

對于超高層建筑需要考慮管道自重和線膨脹問題。歸結(jié)為固定支架和補(bǔ)償器（可以自然補(bǔ)償）的設(shè)置問題。當(dāng)不設(shè)固定支架（主要為縱向）時(shí)，管道自重和熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力基本作用在入戶支管、梯形補(bǔ)償、縱向活動(dòng)支架與管道的接觸處上。想要全盤考慮補(bǔ)償問題比較復(fù)雜，比如要考慮管道自重、安裝溫度、建筑物的膨脹系數(shù)等等。因此對于超高層民用建筑，建議引入管處應(yīng)加設(shè)補(bǔ)償器。若外立管加設(shè)了固定支架，應(yīng)在兩個(gè)固定支架之間考慮增設(shè)自補(bǔ)償措施。

5 抗震考慮

根據(jù)《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981-2014）6.2.8規(guī)定，在建筑物高度大于50m的建筑內(nèi)：

（1）立管應(yīng)采用焊接，不得使用螺紋連接，并應(yīng)設(shè)置抗震支撐。

（2）水平管從立管分支至第一個(gè)水平管固定件處，均應(yīng)采用焊接連接等。（更多詳細(xì)設(shè)置見規(guī)范）

此規(guī)范規(guī)定的條文是較為容易忽略的，最重要的一點(diǎn)是在建筑物高度大于50m的建筑內(nèi)是否采用螺紋連接的問題。而且，無縫鋼管焊接時(shí)候的防腐較鍍鋅鋼管的防腐能力弱。因此，當(dāng)嚴(yán)格按照此規(guī)范實(shí)施時(shí)，應(yīng)采取更加好的防腐措施，對于焊接的鋼管做更好的保護(hù)。

6 結(jié)束語

總的來說，不管是否是超高層民用建筑，我們對燃?xì)獾脑O(shè)計(jì)都應(yīng)符合規(guī)范，滿足安全用氣要求。作為設(shè)計(jì)師，應(yīng)將設(shè)計(jì)方案和施工圖滿足規(guī)范的要求。對于超高層民用建筑，設(shè)計(jì)方案時(shí)，除了一些基本參數(shù)的考慮，我們還需注意供氣壓力（附加壓頭）、防雷、切斷、補(bǔ)償以及抗震這5個(gè)方面的要求。

參考文獻(xiàn)

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[3]建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].GB50981，2014

（作者單位：廣州廣燃設(shè)計(jì)有限公司）