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摘要：国家经济建设的飞速发展，城市的基础设施建设也跟着发展，建筑物也逐渐趋于高层化，人们对居住环境的要求也是越来越高，高层用于民用住房也是越来越多。国家相关法律规定，用于民用的住房必须安装管道燃气，严禁使用灌装液化石油气。基于考虑高层建筑物的相关特殊特性和管道燃气供应的相关特点，在高层建筑物安装管道燃气必须要全面综合的考虑消防安全要求、燃气生产工艺等多种因素，文中，笔者对高层建筑燃气管道安装关联的问题进行探析。
关键词：高层建筑；管道燃气；消防安全；燃气工艺
1.前言
管道燃气是属于天然气的一种，它是一种非常环保、高效的新型能源，基于它的这些优点，管道燃气很快就受到全国人民的关注和认可[1]。现在是管道燃气时代，管道燃气是居民一般生活中不可缺少的一种重要能源，伴随着经济的发展和城市格局的不断放大，城市中新建的建筑物比以往相比迅速增多，管道燃气供应布满了市区的各个范围，各个城市的气化使用率逐渐增多，现阶段，如何设计好高层建筑管道燃气是城市安全供气的一个关键课题。
2.高层建筑物燃气安装相关的消防安全要求
2.1设置紧急切断阀系统
按照城镇管道燃气相关安装规则，高层建筑物在安装管道燃气时必须在上升的总管内设置紧急切断阀系统。当发生燃气泄漏时，可以通过关闭紧急切断阀，保证人员的安全。
2.2设置防雷、防电装置
关于高层建筑物管道燃气设置防雷防电装置时，一定要有目的性的针对雷电感应、直接雷击和雷电波及侵人采取必要的保护措施。在设置时，通常是要求天顶管道燃气的阀门箱和天顶外墙的避雷区域链接，而且天顶管道与避雷区域的连接不能少于2处地方。避雷连接采用直径DN＞8mm的圆钢双面进行焊接，焊接的厚度必须超过圆钢直径的6倍以上，所有焊接过的地方都需要进行防腐处理。防雷接地的装置其冲击接地的电阻大小应＜10Ω，而管道燃气的接地的电阻大小应＜100Ω，这样设计是为了防止雷电对管道燃气的冲击，防止发生爆炸燃烧事故。
3.高层建筑物管道燃气的相关生产工艺技术
3.1高层建筑物沉降量的影响和相应的补救方法
高层建筑物因为自身的重量会产生对应的沉降量。针对不同的燃气生产工艺要采取不同的设计方式。对于高层建筑物液化石油气管道的设计来说，通常是采用上行下给的方法，也就是燃气从室内上升管至天顶楼层形成圆状或者枝状时，然后通过下降立管，经过中压调节并计量后进入住户内并延伸到燃气装置。按照高层建筑不同的管道燃气供气方式，在设计过程中应该考虑如下方法：一是上升管在离室内地面0.3-0.5米的地方管道要采用饶性接头、2级补偿器或是金属软管来进行补救高层建筑物的沉降。二是在安装高层民用住宅的管道燃气时，当上升管在离室内地面0.3-0.5米的地方要采用饶性接头[2]。
3.2燃气立管的压缩应力计算公式和相应补救方法
考虑到高层建筑的上升管或下降管长度较长，管道自身的重量也重，使得管道上会产生一定的压缩应力。同时受到环境中温度的影响，各立管也会产生伸缩变形或是产生热应力。这些应力对高层建筑管道燃气的安装影响是不能直接忽略的。
高层建筑燃气使用的立管型号是10号或20号无缝钢管。由于管道自身的重量所产生的压缩应力公式为：ρ=G/S，其中，ρ就是压缩应力，单位是MPa，G是管道自身的重量，单位N，S是立管的面积，单位是mm2。10号或20号无缝钢管所能承受的应力对应是112MPa和130MPa，对于不同管道直径的无缝钢管其所能承受的应力大小，详见表1。
表1 不同直径无缝钢管允许管长
由上述表格数据经相关计算得出：在没有其他重量支撑时，立管的压缩应力要达到可承受的应力，则管长需要大于400m，如此高长度的立管在现实中是不可能的。因此，一般的高层建筑物管道燃气不会产生压缩应力破坏。
对于燃气立管压缩应力其相应补救方法就是可以在每一层增设支架，避免立管底部所承受的压缩应力过大，使得立管本身的重量能得到平均分布。
3.3管道燃气支架设计和预留端口
安设支架：高层建筑物管道燃气的立管安装通常是在建筑物外墙进行敷设，每隔3m的高度就安设一个支架。除了在相应位置安设固定支架外，剩下都采用活动支架。
预留管道燃气专属端口：电气设计在做相应的防雷接地设计时，一定要预留管道燃气属的端口和热水器孔洞，燃气管道通常是采用套管预留的形式，并安装在套管的中心位置。
3.4空气等附加压力影响和气源方式的选择
考虑到燃气的密度和空气的密度不相同，而且随着楼层的不断增高，产生的附加压力更大。如果附加压力过大会导致高层用户燃具的引燃压力过高，出现燃烧不完全的现象，而对于底层的用户燃具引燃压力太小，出现了无法点火的情况。附加压力对应的计算公式如下：P=H（ρa-ρb）g，其中P是附加压力，H是气管所处高度，ρa是空气密度，ρb是燃气密度，g是重力加速度。针对不同的供气方式所产生的附加压力也是不同的，详见表2。
表2 不同的燃气所产生的附加压力
根据上表数据可以得出：采用区域调压低压供气的形式，当气源是液化石油气时，楼层越高，附加压力值越小，这样的方式建筑物楼层不能超过9层。如果气源是天然气，而本身天然气的附加压力会让高层建筑物燃具灶的压力加大，会超过允许范围。采用中压供气的方式就可以改善此种情况，中压供气可以避免附加压力的影响，确保燃具引燃压力稳定。
4.结束语
在对高层建筑物设计管道燃气安装时采用中压供气的方案可以避免附加压力的影响，确保燃具引燃压力稳定。设计要考虑设置紧急切断阀系统和设置防雷、防电装置等安全措施。考虑到高层立管本身管道的重量大，产生一定的压缩应力，因此可以采取每层增设支架平均分摊重量。同时应重视前期的预留孔洞工作。高层管道燃气安装应按照当地的气源供应方式，全面考虑消防安全、建筑物自身结构特征等多方面原因，制定合理科学的供气方案。
参考文献：
[1]候玉平.浅析燃气管道安装施工当中的注意措施[J].科技致富向导.2012，01（17）：101-102.
[2]薛晟.高层建筑燃气设计有关问题的探讨[J].同煤科技.2011，12（01）：259-261.
论文作者:苗蕾
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/24
标签：燃气论文; 管道论文; 建筑物论文; 高层论文; 应力论文; 压力论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;