現代住宅燃氣管道設計探討

孟英英

(太原市城鄉規劃設計研究院，山西 太原 030002)

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

1 燃氣設計強制性規定

1.1 燃氣引入管設計原則

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范和標準設計的同時考慮美觀性。燃氣引入管穿過建筑物基礎、墻或管溝時均應設置在套管中，且不得敷設在臥、浴室以及易燃、易爆、有腐燭性的地方，進入密閉室時需設置通風設施。此外，為了安全起見，地下室、半地下室引入管穿墻處應設置燃氣濃度檢測報警器。

除了上述提到的注意事項外，燃氣引入管設計時還需關注如下原則：①燃氣引入管應設在廚房或走廊等便于檢修的非居住房間內；②燃氣引入管進入密閉室時，通風設施換氣次數應≧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置快速式切斷閥門和清掃口；引入管設計如圖1所示。

圖1 進戶管裝接圖

1.2 燃氣管道敷設注意事項

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

1.3 燃氣管道暗設要求

暗設燃氣管道應符合如下幾個要求：①管槽應設活動門和通風孔，管溝應設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在管道井、管溝和設備層中；③管道應涂以黃色的防腐識別漆；④立管可設在墻管槽或管道井中，水平管可在吊平頂內或管溝中；⑤管道應設防腐絕緣層，且不得設在可能滲入腐燭性介質的管溝中；⑥燃氣管道暗設必須便于安裝與檢修等。陽臺廚房立管設計見圖2。

1.4 室內燃氣管道敷設注意點

室內燃氣管道敷設應注意如下幾點：①不得敷設在潮濕或有腐燭性介質的房間內，嚴禁引入臥室，尤其立管不得敷設在臥室、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，須采用焊接設置在套管中；④必須設在潮濕或有腐燭性介質的房間時，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。室內廚房立管設計見圖3。

圖2 陽臺廚房立管設計示意圖

圖3 室內廚房立管設計示意圖

2 高層建筑燃氣管道設計的影響因素

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

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，從而引發一些不可預測的安全事故。據調研顯示，高層建筑在竣工后5年內沉降速度最大，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象，在進行天然氣管道設計時，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生變形，對燃氣的正常供給產生影響，甚至在一定程度下還會引發天然氣泄漏、爆炸等事故。因此，進行天然氣管道設計時，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，且會受環境溫度影響出現熱膨脹和冷收縮現象，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，便會發生變形或破壞，從而引發安全事故。

2.4 附加壓力

高層建筑較高，而天然氣密度比空氣小，這樣由密度產生的附加壓力在供氣時就會導致兩種現象的發生：一是自上而下供氣時，低層用戶部分管道壓力不足，燃氣不能持續性得到供給；二是自下而上供氣時，因建筑較高，立管中會產生一定的附加壓頭，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，導致供氣的不穩定，甚至引起脫火、離焰、熄火等情況。因此，需進行科學規劃與設計，確保燃氣能夠持續供應及供氣系統正常安全運行。

3 高層住宅燃氣管道的設計注意事項

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，隨其墻體敷設的燃氣管道在設計時也需考慮建筑物沉降產生的不利影響。為減小建筑物沉降對燃氣管道的不利影響，燃氣管道設計時可采取的補償措施有：1）在立管上設置波紋補償器；2）增大引入管穿墻套管管徑；3）引入管水平段設置金屬軟管等。

3.2 防雷、防靜電

高層建筑物因為其層數較高，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，避雷系統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計安全問題，高層樓頂燃氣管道需與建筑物防雷系統進行連接。

3.3 緊急切斷閥

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

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，故會產生一定的壓縮應力。因此，立管設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置立管支撐設施。

3.5 立管熱應力補償

在不同的環境溫度下，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生一定的變形量。設計人員在進行立管設計時，應充分考慮環境溫差對立管的影響，例如：根據管材熱膨脹系數選擇合適的管材；在立管上設置活動支架、補償器或增加彎頭，以減小管道熱應力產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，由密度產生的附加壓力對供氣系統會產生不利影響，為減小影響，在高層管道的設計中，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閥門以消除部分附加壓力。

3.7 管道布局設計盡量美觀

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，要盡量結合現代建筑的美觀及居民的審美要求，結合房屋內的給水、排水、供暖等其他管道進行整體布置。

3.8 管道設計選材

現代高層住宅中的燃氣工程，其流體均為天然氣。在整個工程建設周期中，管材選擇需要兼顧經濟性和安全性。經過大量的調研顯示，目前室內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，都有其獨特的優勢和缺陷，選擇燃氣管材時，應結合建筑屋層高、結構方式、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，滿足國家現行的標準及規范。

4 高層建筑燃氣管道設計要適應現代化住宅的配套要求

現階段，我國現代化、城市化進程不斷加快，城市面貌日新月異，住宅內的裝修、裝璜工程也不斷升級，住宅環境由“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，更是鮮明地體現了現代人美觀、實用、高雅的裝修理念。為此，室內燃氣管道怎樣更好地為家庭裝修服務，減少與現代化的住宅配套不夠完美等問題，已成為我們燃氣配套設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構中，餐廚分隔不是很明顯，為燃氣管道的設計工作增加了難度。為此，在這種單憑平面圖設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，在設計前期首先要求設計人員到現場實地察看，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現代人美觀、高雅的裝修理念，并據此同房主就管道走向、位置等做進一步的溝通和探討，從而有效避免因設計管位不當或甲方不滿意而重復設計的現象。

4.2 注重以人為本觀念

以人為本是科學發展觀的核心，現代社會各個行業都在不斷地注重人本思想，建筑業尤不例外。在設計時，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計方案，經常進行住戶回訪，并經常與施工單位溝通，反饋信息，不斷完善設計方案，從而使燃氣設計符合眾多住戶的要求?？傊?，以用戶為關注焦點，將各方面的因素考慮周全，照顧到大多數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計的重點。

4.3 抓好現代科技手段

科技改變生活，科學改變未來。在進行燃氣配套設計時，設計人員可以隨時注意吸收和掌握國內外先進的技術和經驗，培養超前意識，擴展設計思路，認真抓好新技術、新設備、新材料、新工藝的應用，從自動化控制、降低隱患發生率等方面提高燃氣行業的科技含量。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；在戶內管道的設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 結語

綜上所述，現代住宅建筑正朝著高樓層的方向發展，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、穩妥可靠，事關一個城市和地區政治、經濟與民生大局的和諧穩定。因此，對高層建筑燃氣管道進行設計的過程中，首先要做好基礎工作；其次必須嚴格按照《城鎮燃氣設計規范》及相關規范、標準及法律法規的要求，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量，確保用戶的燃氣安全，保障社會更加穩定的發展。