建筑燃气管道设计分析

建筑燃气管道设计分析

黄诗敏

深圳机械院建筑设计有限公司

摘要：随着房地产业的蓬勃发展，房地产开发商对户型及美观方面要求更高，对美观简约便于装修等提出了更高的要求。因此，建筑燃气管道设计应当充分考虑居住者的安全需求及装修需求。本文通过对室内燃气管道及室外挂表的设计分析，提出以下燃气管道的铺设技巧。

关键词：建筑；燃气管道设计；技术分析

前言

近几年来房地产开发项目不断增多，城市化进程不断在加快。而燃气的设计由于特殊性，往往不被建筑工程设计的所理解，在建设方面也存在客观矛盾因素，如房产开发的工业化程度不高，在设计还没完善及各类手续还没办好的情况下就已开工，等主体建设好了才想到燃气管道设计，导致施工不断被更改，而其它配套辅助工程也难以适应，进而影响整体项目的建设效果。以下就简单谈谈燃气工程的一些设计体会。

一、建筑内燃具的排烟设计

建筑体内的燃气管道日渐增多，排烟量也不断增大，应该采用专用的烟道来排烟。燃气灶排油烟时，通常通过排油烟机向外输出到一般的管道排烟，而热水器和供暖设施则是通过专用的管道进行排烟。尤其是现在的高层住宅，这种专用的排烟管道不可或缺。但如果不采用专用烟道排油烟，为了增强排烟的效果与进气抽力，也为了能够有效的排除室内泄露的燃气，应该在天花板10cm处安装排风扇。排出油烟的同时也要保证进气方便，因此应在外墙凿出一个大于2cm的进气孔，不能只依靠从门缝进气。进气孔应设置在厨房外墙的竖立面10cm-30cm处，应该呈现扁平状，也可以依据条件加上百叶窗或纱窗，用来防止鼠蚊。

二、建筑室内燃气管道的安全设计

室内的燃气事故主要有2类：第一，烟气排放不畅导致人员中毒；第二，燃气操作不当造成泄漏导致中毒或爆炸。前者主要由于排烟设计不完善，后者则是由于施工、管材、燃具本身或用户违章改动等原因造成的。

预防燃气事故，一方面要加强完善排烟设计合理化，另一方面要增强施工管理，同时加强排烟管道和燃气用具的安全设计。从燃气设计方面考虑，主要采取增加燃气紧急自动切断阀和燃气泄漏报警器的方式。紧急自动切断阀是指在燃气用具发生燃气泄漏并达到一定浓度时，报警并且立刻关闭燃气紧急自动切断阀以阻断燃气的外泄，而且燃气泄漏报警器与燃气紧急自动切断阀和厨房燃气泄漏事故排风系统上的防爆风机联动，可以自动触发报警系统，同时启动防爆风机对厨房进行事故排风，从而达到安全保护的作用。同时，燃气灶和热水器等燃具的自身也有多种防护措施，从而进一步保证了用户的用气安全。日本研发采用了一种全方位功能阀，这种全方位功能阀不仅可以调压，而且还具有防止泄漏、防震、防火等功能，本次就不展开讨论了。

三、燃气室外挂表设计分析

（1）楼栋集中式挂表

楼栋集中式挂表就是从外墙靠近厨房附近的位置设置表箱，引进安装管阀门到箱前的位置。在引入燃气表箱分支管及气体连接至表前设置分支阀后，该表随后接入用户分支管，以排管方式引出表箱，垂直沿外墙放置，到了适当的高度（灶台上方至天花板下方）进入厨房。此外，多层住宅燃气表还可以集中在屋顶布置，一次调压情况下建筑楼层不应超过15层（具体能供多少层应参考调压后最不利点的水力计算结果）。

楼栋集中式挂表方式最大的优点是方便管理，同时由于大部分燃气设备位于室外，占用室内空间较少，对小业主而言用气房间的布置会更灵活。但是，由于是外墙排管，对外立面外观有一定程度的影响，所以该挂表方式多用于对外观要求不高的老旧住宅燃气改造工程。

（2）分层集中式挂表

分层集中式挂表一般是在每层公共室外活动场所（如公共通风走廊或公共阳台）留出挂表位置，从就近立管位置进入集中表箱，安装该层支管控制阀，每户表前设置表前控制阀，表后以排管方式引出表箱，沿公共通风走廊高位敷设分户支管，到了适当的高度（灶台上方至天花板下方）进入厨房。

分层集中式挂表与楼栋集中式挂表方式相比，对建筑外观的影响程度较少，同时保留楼栋集中式挂表方便管理及占用室内空间较少的优点。但是，该方式要求建筑每层均具备公共室外活动场所以满足表箱安装要求，而且用气房间应尽量集中分布，所以该挂表方式多用于有外走廊的宿舍或公寓型住宅燃气工程。

四、高层建筑燃气管道设计的要点分析

（1）管材的选择及连接方式

一般的管材应该采用无缝钢管和镀锌钢管。管道与阀门及设备间连接根据阀门及设备接口类栋选择法兰或丝扣连接；除燃气表后室内燃气管道采用丝扣连接外，其余管道间连接均采用焊接。

（2）管道的压应力

随着建筑物层数的增加，燃气立管的长度也变长，管道的自重变大，产生较大的压应力。所以应设置管道的固定支架，使固定支架与建筑物成为一体，防止因管道下沉而引起引入管受力折断或变形引起倒坡。当管道超过100m的高度，可以在其间加一段水平管段，形成“之”形，在水平管段上加支架，并且在各自的底部分别设立固定支架。

（3）热补偿

立管的热膨胀和冷收缩，会在环境温度的变化下表现得更为明显，如果立管底部、顶部自由端均为固定支架，这样固定支架外就会有较大的空间自由膨胀，而两个固定支架之间的伸缩则收到了约束，此时应采取在立管中间安装方形或波纹管补偿器等补偿装置的措施来吸收变形，并通过滑动支架使其进行轴向运动。

（4）建筑的沉降

建筑物建成后都会产生大小不同的沉降，建筑物的沉降对燃气引入管的影响非常严重。由于建筑物沉降时，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，当切应力超过极限时，管道就会断裂，造成燃气泄漏。因此，在燃气设计中要采取一定的措施保护引入管。应该尽量提前铺设引入管，从而避免建筑沉降后无法铺设，并且应在管道穿过墙体时设置相应的钢套管和预留槽，确保管道与建筑的距离大于一般建筑沉降范围量的1.3倍，其上下部间隙大于5mm。并且在引入管的入口处设置波纹补偿器，利用补偿器的补偿能力来减小引入管的切应力。或者在立管出地后采取多个弯头（最好用煨弯）组合方式进行沉降补偿，相当于加设一个方型补偿器，用弯头的自然补偿来减少引入管的受力。

（5）消除额外的压力

高层建筑的立管较长，不能忽视其中产生不同气体和空气密度的额外的压力。一般情况下，高层、超高层建筑内高度超过90米以下的用户，其燃气用具仍是允许在波动范围之内的压力下使用，而建筑内高度超过90米以上的应消除额外压力。其相应的措施是：第一，可以增加提升管的底部部分的直径，降低立管的顶部部分的直径。二，采用户内加装低低压调压器的二次调压供气方式，以确保用户使用稳定燃气器具时有稳定的压力。

五、结束语

随着建筑业的快速发展，燃气管道的设计也有了新的要求。首先应把用户的需求、以人为本的设计理念作为考虑及切入点，并且充分考虑到燃气和住宅设计的关系，从整体方面进行思考。并且我们还要借鉴和学习国外建筑燃气管道设计先进的材料及安装技术，同时结合国内的具体情况，对室内燃气管道的设计进行改进。

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