高層建筑天然氣管道設計中的存在問題及技術要點

摘 要：高層建筑因特點不同于普通建筑，所以設計要求高也不足為奇，同樣天然氣管道的設計亦如此。在進行高層建筑天然氣管道設計的過程中，需要綜合考慮諸多因素，例如是否安全、燃燒效率能否最大化、附加壓力及沉降量大等等。筆者結合自身實踐經驗，對高層建筑天然氣管道設計中存在的問題與相關技術要點進行深入淺出的分析，以供諸位同行借鑒參考。

關鍵詞：高層建筑；天然氣管道；設計；存在問題；技術要點

1、存在問題分析

1.1行業標準

行業標準不統一一直困擾著諸位設計人員。在對部分高層建筑住宅區進行天然氣管道設計時，只因為缺乏統一的行業標準規范，導致建筑設計院在一無所知的情況下，設計出的圖紙只符合《城市燃氣設計規范》而無法用作燃氣施工圖。燃氣設計可以當作一項專項設計認真對待，新建樓盤、公用建筑、城市道路、智能交通等與我們生活息息相關的方方面面都會與之產生交集。因此在統一的設計標準沒出臺之前，要多與設計單位加強有效溝通。

1.2安裝位置

高層住宅的面積普遍不會很大，廚、衛的面積就更是少之又少。在埋設管道時，就會出現水管、暖氣管道和天然氣管道一股腦地呈現在人們眼前。設計人員在高層住宅設計之初，通常會忽略天然氣管道的埋設問題，這不僅導致在室內管道安裝時會面臨沒有安裝位置的問題，還會給后續的正常施工帶來不利影響。所以，加強與建設單位之間的積極交流，加強與其他管道公司之間的有效協商，盡最大努力使設計圖紙問題在施工前就能被及時發現并得以解決。

1.3材料問題

現在多數天然氣管道公司采用抗壓抗造、耐腐蝕性較高的鍍鋅管材管道進行室內管道安裝，但也因其自重較大、接頭較多，導致安裝過程較為復雜，這在室內管道安裝過程中藥特別注意。至于管道表面的保護則可使用特質膠帶“熱收縮套”，其自重輕、防腐性高、密封性好、施工方便的同時還兼具防火性，這些優點使其推廣起來更有說服力。另外，依據《城市燃氣設計規范》的相關規定，允許室內燃氣管道安裝中可用銅管或鋁塑復合管，亦或是不銹鋼波紋管等等，這要根據當時室內施工的具體情況具體分析。

1.4明設問題

為使室內裝潢看起來美觀大氣，高層住宅的用戶通常會私自包裝明設的天然氣管道，這樣一旦發生煤氣泄漏則很容易發生危及用戶生命財產安全的事故。相關部門也曾下大力氣集中整治過這種違規操作，但治標不治本，源頭上并未扼住這股不良之風。所以一定要從設計、選材、施工等每一個環節加強管理、認真監督，發現一例治理一例。

放在具體工作中，即可概括為以下三點：其一，設計要符合《城市燃氣設計規范》要求，操作要合理。同時，做好建筑主體施工過程中的管線預埋工作，避免后期施工帶來負面影響；其二，天然氣管道的鋪設是整管走專用溝槽的，其暗埋管線之間要實現無縫對接且間距適中；其三，室內竣工圖完成后，做好暗埋管線位置及標高的標識、備份工作。

2、技術要點分析

2.1高層建筑沉降及其補償

高層建筑的沉降速度在建成后的五年期間是最大的。高層建筑因自重原因會發生一定沉降物，致使引入管道的切向應力變大；建筑物的基礎底部若回填土發生沉降，也會使引入管道內局部懸空，假使力度超出管道受限范圍，則管道極易變形且發生泄漏，如此一來便埋下了安全隱患。所以，在對高層建筑進行天然氣管道設計時，采用的補償措施能否加強高層建筑沉降的補償很關鍵。

筆者提出了具體的幾點有效補償措施，僅供參考：應用柔性或金屬軟管等連接管道拐彎處；引入管道上加設補償器，借助自己能在外力的作用下發生撓變的優勢，可減小天然氣引入管道內的壓力，實現補償沉降；否則會在過大的壓力作用下，使天然氣管道發生損毀。基于當前沉降補償的結果來看，設置補償器雖不是一勞永逸之舉，但確實能實現補償沉降的目的。

2.2附加壓力的影響及消除

2.2.1附加壓力的計算

《城市燃氣設計規范》中明文規定：民用低壓天然氣燃具的額定壓力Pn= 2000Pa。燃具前壓力在低壓天然氣管網的沿程阻力與局部阻力的作用下會在小范圍內產生波動。如果是在（0.75～1.5） Pn范圍內產生波動，燃具前壓力仍達到燃燒標準；一旦超過這個范圍，則燃具的熱效率不盡如人意之外，燃燒不穩定且噪聲大，容易發生回火。此外，不完全燃燒導致空氣中CO含量嚴重超標，這對用戶而言是一個極大的禍患。

高層建筑天然氣管道設計主要針對低壓進戶，在計算低壓天然氣管道的壓力損失時，應考慮因建筑高度引起的燃氣附加壓力△H。其計算公式為△H=9.8（ρk-ρm）h○1其中，△H為燃氣的附加壓力（Pa）；ρk為空氣的密度（kg/m3）；ρm為燃氣的密度（kg/m3）；h為燃氣管道終點、起點的高程差（m）。

當整個低壓管網只有極少數用戶在用氣，而高層建筑距離調壓器較近時，自調壓器出口管至燃氣計量表前的整個管段的壓降非常小，可認為引入管前壓力接近于調壓器出口壓力。附加壓力的疊加就極易使某些層以上的用戶灶前壓力超過其最高允許壓力的波動范圍，這種工況最不利高層建筑燃氣管網運行。

2.2.2附加壓力的影響

因為樓層不高的高層建筑的燃氣附加壓力不大，所以減小其影響的方法可以是將立管管徑縮小，或者設置分段閥門；為了使不同樓層的高層建筑用戶的燃具工作壓力達標且燃具前壓力=2000Pa，在對樓層較高的高層住宅進行天然氣管道設計時，可以在每個用戶燃氣表前設低-低壓調壓器；至于樓層特別高的高層建筑，則可用采用中壓進戶、燃氣表前調壓的方式設置中-低壓調壓器。

3、高層建筑的燃氣計量和安全措施

3.1燃氣計量

燃氣計量的方式有兩種：一是普通計量，二是IC卡計量。在對高層建筑進行天然氣管道設計時，設計人員要根據用戶不同的實際需要選取不同的燃氣計量方式。普通計量即人工抄表，這種挨家挨戶地查看燃氣表，不僅增加抄表人員的勞動強度，還不利于后期管理，之所以還沒淘汰出市場全憑其低廉的價格優勢；IC卡計量省去了抄表人員逐戶工作這一環節，提高收費效率的同時也尊重了用戶的隱私，美中不足的是，這種計量方式的造價過高，所以還沒受到廣大用戶推崇。

3.2安全措施

首先，設置手動快速切斷閥，然后再置于室外的天然氣引入管上設置緊急自動切斷閥；其次，廚房如果要用到天氣熱，則要設置自動報警裝置，報警探頭要就近安置在天然氣管道附近的吊頂處，自動報警裝置、送排風系統等都要連接緊急自動切斷閥，以防意外發生；最后，針對高層住宅，要在樓內集中設置報警裝置及監控裝置，配有24小時輪班檢修的值班員，檢修值班室設施必須全備，移動式報警器必不可少。

參考文獻

[1]李敖：《天然氣管道設計問題芻議》[J]門窗，2013（02）

[2]朱衛佳：《天然氣運輸中的管道設計相關問題探究》[J]中國石油和化工標準與質量，2013（03）

[3]譚蕊/耿一臻/劉暢：《天然氣長輸管道設計中輸氣規模確定的考慮因素分析》[J]中國石油和化工標準與質量，2013（05）