高层建筑燃气管道设计思考

高层建筑燃气管道设计思考

李兴1严登辉2朱天亮3冯磊4

华润(南京)市政设计有限公司江苏南京211111

摘要：近年来，随着我国的城市化进程不断推进，城市高层建筑越来越多。由于现代建筑结构的复杂多样，加之燃气易燃易爆的属性，这使得我们在设计时，需要全面了解影响燃气管道安全的各项因素。

关键词：高层建筑；燃气管道；设计

引言

城市的发展促进了建筑行业的兴盛。在各大城市中，高层建筑乃至于超高层建筑如雨后春笋一般遍布城市的各个角落。而在为这些建筑配套燃气设计时也凸显了一些设计要点，下面笔者将从高层建筑沉降对燃气引入管的影响，应力对高层燃气立管的影响，附加压头对燃气供应的影响，高层燃气管道安全设施等四个方面做些简要论述。

1、高层建筑沉降对燃气引入管的影响

建筑都会有不同程度的沉降，高层建筑由于自身的结构重，沉降量也更突兀，这些沉降对燃气引燃管影响非常严重。当建筑沉降时，燃气引入管是相对静止的，因此燃气引入管要承受建筑物作用产生的切应力。随着高层建筑的沉降增加，切应力也相应增大，当切应力超过管道屈服强度时，管道就会产生较大变形和断裂，造成燃气泄漏事故。设计时应考虑在燃气引入管上设置金属软管补偿器，利用金属软管可随外力发生挠变的特点，来减少燃气引入管的切应力，从而解决建筑沉降对燃气引入管的影响。

2、应力对高层燃气立管的影响

高层建筑的燃气立管较长，管道自重产生的压缩应力和环境温度的变化产生的热应力共同作用于立管，当和应力达到一定程度时，会造成管道扭曲甚至断裂。

1）管道自重产生的压缩应力

在考虑高层最不利端燃气供应时，且能保证低层燃气灶具不超压，P调取3kPa，灶具的最高工作压力为3.0kPa。室内阻力损失根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）6.2.5条进行模拟计算，高层燃气立管、支管、燃气表的阻力损失按400Pa考虑，其中燃气表的阻力损失为150Pa。

根据上述公式4和公式5计算可得，当用气点高度超过70m时，附加压头可能会对灶具的使用。在燃气设计中，应通过以下措施来消除附加压头的影响：

高层建筑低层区和高层区采用不同立管、调压设备供应燃气；通过调整调压设备的出口压力来控制灶前压力；

高层建筑70m以上的用气用户在灶前或立管上配置低-低压调压设备，使灶前压力稳定在灶具的工作压力间；

可通过改变立管管径、增设分段阀来增加管道阻力损失，从而降低灶前的供气压力。

4、高层燃气管道安全设施

高层建筑人员较密集，疏散难度较大，因而，在高层建筑燃气管道设计中，必须高度重视安全设计，严格依照相关标准和规范进行设计，可采取一些安全措施，例如：推荐用户采用带有熄火保护的燃气灶具；在厨房中设置可燃气体报警器，并与机械通风装置进行连锁，一旦发生燃气泄漏，能发生声光报警的同时，也能及时启动通风装置；在燃气引入管处设计紧急切断阀，并与室内的可燃气体报警器连锁；可通过报警器的燃气泄漏信号来切断管道，避免燃气管道泄漏。

结束语

高层燃气管道设计时，除了遵循现行的设计标准规范，还需结合建筑的特点，利用科学的方法了解影响燃气安全的因素，并对其进行分析和评估，因地制宜地制定合理的解决措施，保证燃气安全、可靠的供应。

参考文献

[1]GB50028-2006，城镇燃气设计规范[S].

[2]王宏.高层建筑燃气供应系统中附加压头的影响及防范措施[J].学术与研究，2018(04).