关于高层建筑天然气管道安全问题
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摘 要：针对高层建筑管道燃气设计中涉及的一些问题，结合高层建筑管道燃气的特点进行了分析及探讨，并在此基础上对高层建筑管道燃气设计的理论和实践进行了总结和研讨。
关键词：高层建筑；燃气管道设计；安全措施
随着城市化进程的不断发展，大量的高层建筑乃至超高层建筑已经建成和正在建设之中。其中尤以高层普通住宅和商住用房为突出，这类建筑要求燃气的供应必须与之配套。鉴于高层建筑的特殊性，在进行其燃气供应系统的设计时，就必须解决在多层建筑中对燃气管和燃气供应影响不大而可以忽略不计、但在高层建筑中的燃气管和燃气供应就不可忽略的一些因素。在高层建筑室内燃气管道的设计中需考虑的问题较多，同时也要考虑消防安全、建筑结构、燃气工艺、远期发展等因素。本文对高层建筑管道燃气设计中涉及的几个问题, 结合地区的特点进行如下分析及探讨。
一、施工设计上有关问题的探讨
1、建筑的附加压力的影响
由于低压管网沿程阻力和局部阻力对用户的影响不同，允许燃具前压力在一定范围内波动。当燃具前压力在0.75Pn～1.5Pn内波动时，仍能达到燃烧器燃烧的要求。若超出此范围，燃具的热效率低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火或回火等现象。另外由于不完全燃烧，烟气中的CO含量超标，可能导致引发事故。
目前高层建筑的燃气设计主要采用低压进户，在计算低压燃气管道的压力损失时，应考虑因建筑高度而引起的燃气附加压力ΔH。
当整个低压管网只有极少数用户在用气，而高层建筑又离调压器较近时，自调压器出口管至表前的整个管段的压降微手其微，可认为引入管前压力接近于调压器出口压力。附加压力的叠加就极易使某些层以上的用户灶前压力超过其最高允许压力波动范围。这种工况是高层建筑燃气管网的最不利运行工况。
2 、附加压力影响的消除
如高层建筑较低，因附加压力小，可以用增加管道阻力的方法，如缩小立管管径和采用分段阀门来减小附加压力的影响。
如高层建筑较高，分开设置高层供气系统和低层供气系统，以分别满足不同高度楼层用户的燃具的工作压力，使燃具前压力接近引入管处压力，也可在用户表前设置低―低压调压器，消除楼层的附加压头，使燃具前压力接近引入管处压力。
3、高层建筑沉降的影响
由于地基和建筑物的自重影响，高层建筑在竣工后的数年内会产生一定量的沉降量，可能导致引入管的切向应力大。而建筑基础处回填土的沉降也会导致引入管局部悬空，易引发事故。应在引入管上设置波纹管、套筒、铅管和金属软管等形式的伸缩补偿接头，利用自身随外力发生挠变、吸收变形的特点，减少燃气引入管处承受的应力，达到补偿沉降的目的。
设计中允许沉降量由该建筑物的设计部门提供。在各种设置的补偿接头方式中，通用补偿器可通过计算选择来满足沉降量的补偿，但对其它方向位移的补偿能力有限波纹补偿器的安装要求也高于其它几种方式。套筒接头当管道下沉时，管道同轴度和密封材料会发生变形，从而影响其气密性。铅管在弯曲过程中易于扁平，从而影响管道的通过能力。
二、高层建筑燃气设计的消防安全
1、防雷、防静电及防腐
高层建筑燃气管道防雷设计必须针对直接雷击、雷电感应和雷电波侵入采取防护措施。设计中一般要求楼顶（包括转换层）燃气管道及阀门箱应与楼顶避雷带连接，其中楼顶管道与避雷带连接不得小于两处。避雷连接须采用不小于DN8 mm的圆钢双面焊接，焊接长度大于圆钢直径的六倍以上，凡焊接处均须防腐。防雷接地装置的冲击接地电阻应小于10 Ω燃气管道静电接地电阻应小于100 Ω，管道及设备法兰连接一般采用铜片跨接，螺纹连接采用不小于DN8 mm的圆钢作跨接，其间电阻值不应小于0.03 Ω。
目前室外中压无缝钢管一般采用如下防腐程序：先进行彻底除锈，要求管表面呈金属光泽。先刷一道P207防腐底漆，再刷一道P205防腐底漆，再刷两道银粉漆，并刷黄色标志以示区别（5～8 m）。
室外低压镀锌钢管刷两遍银粉漆；室内低压镀锌钢管刷一遍银粉。
2、高层建筑燃气用户安全防护
用户应使用符合安全标准的热水器，根据《家用燃气快速热水器安装验收规范》CJJ12-86的要求，直排式热水器严禁安装在浴室内。浴室内可安装平衡式、强制排烟式热水器及符合规范要求的烟道式热水器。在实际工作中，一方面要作好安全用气的宣传教育工作，并检查督促整改；另一方面要在设计、工程、验收供气等环节把好关。 在试验、试用的基础上，有步骤、有组织地推广家用燃气用气安全装置。根据近几年燃气事故情况分析，在使用中因意外熄火后而导致的火灾事故占有相当比例。因此，推广生产、使用配套熄火保护装置的燃具对于安全用气具有十分重要的现实意义。
此外，多年来，由于燃气管道与燃具连接胶管老化、损坏等原因造成的火灾、爆炸事故屡有发生，有必要改进连接办法。建议采用硬连接或采用新型连接管道。同时，对一些厂家、科研单位开发研制的用户燃气浓度报警自动切断装置、燃气管道智能卡计费系统、管道燃气稳压自闭阀等，应积极支持，并在进行必要的试验、试用的基础上，总结经验逐步推广。
结论
高层建筑燃气管道设计必须根据当地的气源、压力、建筑、安全、地理、环境，并综合考虑消防安全、建筑结构特点以及远期发展等诸多因素，确定切实可行的供气方案。高层建筑管道燃气应与建筑主体同步设计、同步施工，应重视前期预留的工作。