现代住宅燃气管道设计探讨

孟英英

(太原市城乡规划设计研究院，山西 太原 030002)

随着改革开放的不断深入，现代一座座高层、超高层建筑拔地而起。室内燃气管道是现代住宅组成的一部分，然而在高层住宅设计中，燃气工程是整个工程较大的危险源，因此怎么做好现代高层住宅室内燃气工程的设计，做好安全隐患的预防和规避就显得尤为重要。

1 燃气设计强制性规定

1.1 燃气引入管设计原则

一般情况下，住宅燃气管道进户主要分地上和地下两种。燃气进户处对建筑外立面的整体影响是最明显的，因此一般需要在按规范和标准设计的同时考虑美观性。燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时均应设置在套管中，且不得敷设在卧、浴室以及易燃、易爆、有腐烛性的地方，进入密闭室时需设置通风设施。此外，为了安全起见，地下室、半地下室引入管穿墙处应设置燃气浓度检测报警器。

除了上述提到的注意事项外，燃气引入管设计时还需关注如下原则：①燃气引入管应设在厨房或走廊等便于检修的非居住房间内；②燃气引入管进入密闭室时，通风设施换气次数应≧3次/h；③输送天然气时引入管最小公称直径应≧15mm；④燃气引入管总管上应设置快速式切断阀门和清扫口；引入管设计如图1所示。

图1 进户管装接图

1.2 燃气管道敷设注意事项

燃气管道敷设应注意如下几点：①（半）地下室和地上密闭房间敷设燃气管道建筑净高宜≧2.2m；②管道敷设高度在有人行走的地方≧2.2m，有车通行的地方≧4.5m；③建（构）筑物内部燃气管道一般应明设，特殊情况下可暗设等。

1.3 燃气管道暗设要求

暗设燃气管道应符合如下几个要求：①管槽应设活动门和通风孔，管沟应设活动盖板并填充干沙；②可采用焊接与上水管道等一起敷设在管道井、管沟和设备层中；③管道应涂以黄色的防腐识别漆；④立管可设在墙管槽或管道井中，水平管可在吊平顶内或管沟中；⑤管道应设防腐绝缘层，且不得设在可能渗入腐烛性介质的管沟中；⑥燃气管道暗设必须便于安装与检修等。阳台厨房立管设计见图2。

1.4 室内燃气管道敷设注意点

室内燃气管道敷设应注意如下几点：①不得敷设在潮湿或有腐烛性介质的房间内，严禁引入卧室，尤其立管不得敷设在卧室、浴室或厕所中；②不得穿过易燃易爆品仓库，配电间、变电所，烟、风道等地方；③水平管道穿过卧、浴室或地下室时，须采用焊接设置在套管中；④必须设在潮湿或有腐烛性介质的房间时，须采取防腐烛性措施；⑤管道穿过楼板、楼梯平台、墙壁和隔墙时，须安装在套管中等。室内厨房立管设计见图3。

图2 阳台厨房立管设计示意图

图3 室内厨房立管设计示意图

2 高层建筑燃气管道设计的影响因素

高层建筑燃气管道的科学设计应当充分考虑各个方面因素，如实际供气环境、不均匀沉降、附加压力、外力作用等，确保其安全性、经济性。

2.1 地基沉降

通常情况下，燃气管道在建筑完工初期就进行安装，并会符合相应的标准。然而，高层建筑因楼层高、体积大、自重大，会产生一定范围的沉降（见图4），沉降作用会造成天然气引入管剪切应力大而导致破裂，从而引发一些不可预测的安全事故。据调研显示，高层建筑在竣工后5年内沉降速度最大，之后逐渐降低，因此应采用一定手段达到补偿沉降的目的。另外，建筑基础处回填土的沉降也会导致引入管局部悬空，随着时间的推移可能会造成管道破裂漏气，形成安全隐患。因此，基于建筑物地基沉降这一基本现象，在进行天然气管道设计时，一定要考虑建筑物沉降的影响。

图4 建筑沉降对燃气管道的影响

2.2 自然灾害

地震、风力等灾害的影响会引起管道发生变形，对燃气的正常供给产生影响，甚至在一定程度下还会引发天然气泄漏、爆炸等事故。因此，进行天然气管道设计时，也一定要考虑外界自然灾害的影响。

2.3 管道自重

室内天然气管材一般有钢管类、不锈钢管类等，其自重较大，且会受环境温度影响出现热膨胀和冷收缩现象，降低其使用寿命。对于高层建筑而言，所需的燃气立管较长，自重就会更大，当管道应力大于管材极限值时，便会发生变形或破坏，从而引发安全事故。

2.4 附加压力

高层建筑较高，而天然气密度比空气小，这样由密度产生的附加压力在供气时就会导致两种现象的发生：一是自上而下供气时，低层用户部分管道压力不足，燃气不能持续性得到供给；二是自下而上供气时，因建筑较高，立管中会产生一定的附加压头，在低层用户不使用天然气时，高层用户的炉前压力会超过燃具最大允许压力，导致供气的不稳定，甚至引起脱火、离焰、熄火等情况。因此，需进行科学规划与设计，确保燃气能够持续供应及供气系统正常安全运行。

3 高层住宅燃气管道的设计注意事项

3.1 地基沉降补偿

建筑物的沉降直接影响到燃气管道的设计。高层建筑物由于自身重力大，沉降影响不容忽视，随其墙体敷设的燃气管道在设计时也需考虑建筑物沉降产生的不利影响。为减小建筑物沉降对燃气管道的不利影响，燃气管道设计时可采取的补偿措施有：1）在立管上设置波纹补偿器；2）增大引入管穿墙套管管径；3）引入管水平段设置金属软管等。

3.2 防雷、防静电

高层建筑物因为其层数较高，可能更容易遭受雷雨等自然灾害的影响，因此一般高层建筑必须要安置防雷、防静电的系统，避雷系统中的圆钢直径需大于8mm，焊接长度需在50mm左右。为了更好的确保高层建筑燃气管道的设计安全问题，高层楼顶燃气管道需与建筑物防雷系统进行连接。

3.3 紧急切断阀

燃气设计规范当中有非常明确的规定，一类高层民用建筑需设计紧急切断阀，且紧急切断阀应设置在室外引入管上。

3.4 立管自重压缩应力补偿

压缩应力是燃气管道自重与立管截面积的比值。通常情况下，燃气管道不会由于自身重量出现问题，但高层建筑所需的燃气立管较长，其自重比较大，故会产生一定的压缩应力。因此，立管设计时应在每层立管上配备能够承受其自重变形的固定支架，同时应在适当楼层设置立管支撑设施。

3.5 立管热应力补偿

在不同的环境温度下，钢管的长度会有所不同，因此，在温度变化影响下，立管会由于热胀冷缩产生一定的变形量。设计人员在进行立管设计时，应充分考虑环境温差对立管的影响，例如：根据管材热膨胀系数选择合适的管材；在立管上设置活动支架、补偿器或增加弯头，以减小管道热应力产生的变形对管道的影响。此外，考虑温差对管道安装的影响，施工时还需选择最佳的施工程序。

3.6 避免附加压力影响

在高层建筑天然气输送中，由密度产生的附加压力对供气系统会产生不利影响，为减小影响，在高层管道的设计中，应合理确定立管管径及管道供气压力，必要时可在立管上增设阀门以消除部分附加压力。

3.7 管道布局设计尽量美观

燃气管线安装要符合审美要求。在保证燃气管线安全使用的条件下，要尽量结合现代建筑的美观及居民的审美要求，结合房屋内的给水、排水、供暖等其他管道进行整体布置。

3.8 管道设计选材

现代高层住宅中的燃气工程，其流体均为天然气。在整个工程建设周期中，管材选择需要兼顾经济性和安全性。经过大量的调研显示，目前室内安装燃气管道的管材种类有钢管类、不锈钢管类及其他。无论哪种类型管材，都有其独特的优势和缺陷，选择燃气管材时，应结合建筑屋层高、结构方式、管道自重压力、供气压力等方面综合考虑，以安全可靠持久为主，满足国家现行的标准及规范。

4 高层建筑燃气管道设计要适应现代化住宅的配套要求

现阶段，我国现代化、城市化进程不断加快，城市面貌日新月异，住宅内的装修、装璜工程也不断升级，住宅环境由“生存型”迈向“小康型”。而作为燃气管道的主要地点一住户厨房，更是鲜明地体现了现代人美观、实用、高雅的装修理念。为此，室内燃气管道怎样更好地为家庭装修服务，减少与现代化的住宅配套不够完美等问题，已成为我们燃气配套设计人员必须认真对待的问题。

4.1 坚持方案先行原则

一般房屋建筑图纸并没有十分明确地给出房间的功能用途，特别是在目前广泛采用的框架结构中，餐厨分隔不是很明显，为燃气管道的设计工作增加了难度。为此，在这种单凭平面图设计人员无法得到直观信息、用户装修过程中极可能又按各自喜好进行分隔等的情况下，在设计前期首先要求设计人员到现场实地察看，确定厨房的形式和灶具、水盆等的具体位置，从各方面考虑有利和不利因素，减少室内燃气管道的位置不当及安全问题，同时用CAD做出多个不同的方案图，尽可能从多个角度体现现代人美观、高雅的装修理念，并据此同房主就管道走向、位置等做进一步的沟通和探讨，从而有效避免因设计管位不当或甲方不满意而重复设计的现象。

4.2 注重以人为本观念

以人为本是科学发展观的核心，现代社会各个行业都在不断地注重人本思想，建筑业尤不例外。在设计时，要站在住户的角度进行换位思考，从方便住户使用和美观的角度去选择最佳的设计方案，经常进行住户回访，并经常与施工单位沟通，反馈信息，不断完善设计方案，从而使燃气设计符合众多住户的要求。总之，以用户为关注焦点，将各方面的因素考虑周全，照顾到大多数用户的实用要求和个性追求，从而达到住户满意的目的，也是高层建筑燃气管道设计的重点。

4.3 抓好现代科技手段

科技改变生活，科学改变未来。在进行燃气配套设计时，设计人员可以随时注意吸收和掌握国内外先进的技术和经验，培养超前意识，扩展设计思路，认真抓好新技术、新设备、新材料、新工艺的应用，从自动化控制、降低隐患发生率等方面提高燃气行业的科技含量。如：采取远传燃气表来计量可以避免抄表员挨家挨户地抄表；在户内管道的设计时加上安全切断报警装置等，不仅可以在很大程度上降低人工操作率，还能极大地减少事故隐患。

5 结语

综上所述，现代住宅建筑正朝着高楼层的方向发展，而高层住宅燃气工程是一个高危险的分部工程。城市燃气管道管理是否扎实有效、稳妥可靠，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，对高层建筑燃气管道进行设计的过程中，首先要做好基础工作；其次必须严格按照《城镇燃气设计规范》及相关规范、标准及法律法规的要求，合理组织燃气管道，不断提高住宅燃气管道工程的科学性；第三，还要考虑燃气的附加压力、立管自重、建筑沉降的不利影响，通过多种补偿方式，减少或杜绝安全隐患。此外，还要严格控制施工质量，确保用户的燃气安全，保障社会更加稳定的发展。