摘要：近年来，城市化步伐的不断加快，高层建筑物数量逐渐增多，在一定程度上能够提升城市魅力，但同时高层住宅给燃气管道的安装带来了困难。燃气行业燃气管道设计及施工受供气的方式、附加的压力以及管线的布局等方面因素的影响，因此在对其进行设计和施工时，需对这些因素进行综合考虑，确保燃气管道运行的安全、可靠，提高与高层住宅室内装饰的协调性。
关键词：高层住宅；燃气管道设计；施工技术
1影响高层建筑燃气设计主要因素
1.1外力因素
高层建筑不可难免受到外力因素的影响，比如地震、风力等灾害的影响，引起管道发生变形，导致燃气管道发生压迫，致使燃气管道发生弯曲，对燃气的正常供给产生影响。
1.2附加压力因素
高层建筑的主体结构高度偏高，而空气与燃气比重发生一定的差异，引起附加压头不足，导致燃气不能持续性得到供给，对灶具的科学使用产生影响，并且对在城市生活的人们带来影响，对此设计人员应当进行科学规划与设计，消除高度的影响因素，确保燃气能够持续供应，保障人们群众的生活质量。除此以外，天然气管道受到建筑高度的影响其立管尺寸较长，而气体密度大于燃气密度，因此在管道中产生一定的附加应力值。附加应力值偏大从而导致用户燃具使用前附加压力突增，大于燃具正常工作的允许范围，对用户燃具正常使用产生影响，导致燃气的燃烧不充分，甚至引起脱火、离焰、熄火等情况，导致供气的不稳定，因此控制附加压力，是确保高层供气系统正常安全运行的前提。
1.3自重、体积因素
高层建筑在自重与体积等方面，远超过多层建筑，产生地基的下沉对燃气管道产生较大影响，高层建筑正是由于设计建筑特殊性与复杂性，建筑材料的使用量较多，从而造成建筑体积与重量增加，导致地基承载力偏大，甚至造成地基沉陷，这对天然气管道布置造成一定影响，造成管道弯曲变形，甚至出现气体泄漏的情况，而该因素对高层建筑物产生较大影响。
1.4压缩应力因素
燃气立管自重所产生压缩应力，同时降低了管道供给水平，然而正是管内外环境的偏差过大致使管道发生伸缩，影响管道供气能力。
2高层住宅燃气管道的设计
2.1高层住宅地基沉降
高层住宅燃气管道设计过程中，需严格按照相关燃气设计的规范进行。同时还需结合施工现场实际的地质情况，重点将高层住宅区的地基沉降问题考虑到设计中去，避免燃气引入管受地基沉降的影响出现挤压、变形或断裂的情况，而造成燃气泄漏引发安全事故。通常情况下，燃气引入管与建筑物呈垂直分布，并贯穿于建筑物墙体中，其受力的因素主要是因为建筑物的沉降而给管道横截面事施加剪切力。普通民用住宅中大多采用大直径的套管抵消地基沉降时对引入管的影响。而高层住宅的平均沉降约为200mm，若仍采用大直径套管，无法达到抵消影响燃气引入管的沉降问题。这时，需通过设置或安装补偿器对其进行补偿，确保燃气引入管不受地基沉降的影响。
2.2高层住宅附加压力
民用住宅区燃气管线的运行多采用调压箱低压入户的方式，而燃气立管的高程差会对燃气的附加压力造成影响。因此，在对低压燃气管道的阻力进行计算时，需将附加压力计算在内，其计算公式为：△H=h(Pk-Pm)×9.8。式中，△H为燃气附加压力，Pk，Pm为空气、燃气的密度；h为燃气管道起点到终点的高程差。由上式可知，△H=4.818h，即燃气立管没上升1m，管道的附加压力随之增加4.818Pa。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国民用燃灶的额定压力通常为2000Pa，按照燃气设计的相关规范，燃灶前燃气的压力应在1500-3000Pa之间，一旦超出这个范围，燃气燃烧极不稳定，容易引起回火、脱火，甚至会产生大量的一氧化碳气体，最终导致安全事故的发生。取某省高层住宅区调压箱后压力2200-2500Pa之间最不利的因素，沿途的管线均没有用气的用户，此时管线的阻力约为0，压力表数值为100Pa，可计算最高用气点124m以下高程差的燃灶压力小于3000Pa。此时，即使不计燃气的附加压力仍符合供气的要求；但若缩小用户燃灶前压力的波动区域，确保供气平稳时，需缩小立管的管径，并进行分层变径增加管阻，降低附加压力对立管的影响。
2.3高层住宅燃气立管温差
高层住宅燃气立管容易受热胀冷缩及自重等因素的影响，因此，在对管道固定、活动支架以及管道补偿进行设计时，需将其考虑燃气立管的温差，避免燃气管道出现折断或变形现象。除此之外，高层住宅燃气立管较长，因此燃气管道伸缩量的绝对值同样会受到温差的影响，其具体伸缩量计算公式为：△L=103(t2-t1)aL，式中，△L为管道的伸缩量，a为管材膨胀的系数，L为管道的长度。t2-t1是安装时最热或最冷时的温差。某省最热温度约为29℃，最冷温度在6-10℃之间，因此最热或最冷时的温差约为22℃，按100m32层计算，燃气管道的伸缩量约为36mm，采用波纹补偿器，其补偿功能为20mm，那么，只需在16层设置双波节的补偿器就能够抵消温差对燃气立管的影响。
3高层住宅燃气管道的施工技术
3.1高层住宅燃气引入管的施工技术
将室外与室内燃气管道相连的管道即为燃气引入管，高层住宅在对该管道进行施工时，可通过地上、地下两种方式进行引入。(1)地上引入方式若燃气为天然气时，通常都是在高层住宅竣工后才运作，这样燃气引入管只能采取地上引入的方式沿外墙进行敷设，当到达一定高度时再穿过建筑物的外墙引入室内。地上引入可分为高立管及低立管两种引入法。高立管引入主要是将燃气立管全部敷设到建筑物的外墙上，然后再通过分管分别引入各用户点；低立管引入则是在离地面约0.5-0.8m处，使其进入到室内。采用地上引入方式引入燃气管道时，需做好与之相应的措施确保管道运行的安全。地上燃气管道虽会破坏高层住宅的美感，但维修较为方便。
3.2高层住宅室内燃气立管的施工技术
高层住宅室内燃气管道的敷设，要避免穿过卧室、卫生间以及防火分区，且不能将固定管道的支承设在螺纹的连接处以及焊口处。室内墙面与燃气钢管之间的净距需符合以下条件：管径＜DN25时，墙面与燃气钢管之间的净距为3cm；管径在DN25～DN40之间的净距为5cm；管径=DN50时，净距为7cm；管径＞DN50时，净距为9cm。室内燃气管道上安装活接头时，需注意活接头垫片禁止使用石棉型或天然橡胶型的，应选择聚四氟乙烯材质的垫片且厚度应≥1.5mm；燃气的主立管两层需安装一个活接头，若遇球阀时，活接头应安装在球阀后的20cm处。地下室内燃气管道的安装，应选择法兰连接及无缝钢管进行手工焊接。采用法兰连接时法须确保法兰材料与钢管是否相同，且在焊接管道及法兰盘时需采用双面焊接的方式。
4结论
城市燃气管道管理是否扎实有效、稳妥可靠，事关千家万户的生命财产安全，事关一个城市和地区政治、经济与民生大局的和谐稳定。因此，确保燃气管道的安全运行，燃气企业责无旁贷、义不容辞，是全职履行的责任与义务，必须以高度的安全意识、先进的安全技术、完备的安全设计措施，编织起完善可靠的安全网，让城市居民放心享用快捷经济的清洁能源，推动城市生态文明的进步。
参考文献
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[4]于丽.浅析高层住宅室内天然气管道的设计[J].黑龙江科技信息,2017 (11):15+125.
论文作者:张海鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：燃气论文; 管道论文; 高层住宅论文; 压力论文; 因素论文; 地基论文; 室内论文; 《基层建设》2019年第2期论文;