高层建筑燃气管道设计探析

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1、高层建筑燃气管道设计探析　　【摘要】本文针对高层建筑燃气管道设计中的存在问题进行了分析探讨，对存在的问题提出了合理的建议。其中涉及到的有消防设计、沉降问题、燃气附加力、应力等。【关键字】高层建筑、燃气管道、附加压力、沉降中图分类号：TU97文献标识码：A前言随着经济的发展，高层建筑在城市建设中占据了很大的比例。高层建筑的燃气管道设计存在着一些问题，其设计要综合考虑多方面因素才能满足安全要求和使用要求。高层建筑燃气管道的消防设计1.紧急切断阀系统根据《城镇燃气设计规范》的有关要求,高层建筑管道燃气设计中普遍在上升总管设置紧急切断阀系统。

2、目前使用的紧急切断阀系统基本上是采用气动执行机构实现消防控制操作关闭紧急切断阀。紧急切断阀系统根据紧急切断阀结构和执行机构特点一般有两种形式。7控制原理:氮气瓶将高压氮气经调压使氮气管保持一定压力,依靠氮气压力使紧急切断阀保持常开。氮气瓶等气动控制设备一般设在消防控制室。一但发生火灾等事故,消防控制室值班人员可迅速开启球阀9,放散氮气使之迅速泄压关闭紧急切断阀(泄压后紧急切断阀关闭时间应小于20秒)。设置旁通管及旁通阀门可便于紧急切断阀的检修,保证不间断供气。放散阀门4和16既可作置换及放散使用,也便于紧急切断阀的调试。2.防雷、防静

3、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墙避雷带连接,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DN8mm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。3.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

4、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。根据以往的燃气事故情况分析,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。7影响燃气管道的因素1.燃气附加压力对燃气管道的影响及措施高层建筑高程较高,燃气立管较长,由于城市燃气的密度与空气密度不同,在立管中就会产生较大的附加压力。附加压力过大,会造成某些用户燃具前压力波动增大,超出燃具稳定工作范围,影响用户燃具的正常燃烧,造成燃气不完全燃烧,甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象

5、,增大供气不安全性。控制和消除附加压力的影响,是保证高层供气系统安全正常运行的重要方面。对于较低的高层建筑,因为其附加压力小,可以用增加管道阻力的方法。例如缩小立管管径和采用分段阀门来减小附加压力的影响。对于较高的高层建筑,可在用户表前设置低—低压调压器,使燃具前压力接近2000Pa。对于超高的高层建筑,采用中压进户表前调压的方式,在每个用户表前设中-低压调压器,使燃具前压力接近2000Pa。引入管、中压进户的流程从中压庭院支管开始,依次通过引入管、中压立管、用户中压支管、阀门、用户调压器、燃气表、低压支管、旋塞,最后到达燃具。中压进

6、户具有稳定的燃具前压力。燃具全部在接近额定压力条件下工作,保证燃具的最佳燃烧工况。除此之外还可以达到充分利用燃气压力的效果。在相同输气量、相同管径条件下,中压进户方案输送距离最远。立管平均管径较小,7降低成本。2.高层建筑物沉降对燃气管道的影响及措施在高层建筑物建成后都会产生大小不同的沉降,高层建筑物的沉降对燃气引人管的影响非常严重。由于建筑物沉降时,燃气引人管是相对静止的,因此燃气引人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人管。可采取的措施有以下几种：

7、在立管(或穿墙管)前的水平管上加设一个波纹管补偿器,利用补偿器的补偿能力来减小引人管的切应力。在立管(或穿墙管)前的水平管上加设几个弯头(最好用偎弯),相当于加设一个方型补偿器,用弯头的自然补偿来减少引人管的受力。此种方法简单易行,但是受位置的限制。还可以在引人管穿越墙体时加设钢套管,钢套管保证燃气管道的上部与钢套管的间隙大于建筑物的最大沉降量,下部也应留有一定的间隙。燃气立管应力对燃气管道的影响及措施高层建筑因立管(上升管、下降管)较长,管道自重大,管道上会产生压缩应力。因受环境温度变化影响,立管会产生胀缩变形和热应力。因此,应力在

8、高层建筑设计时均不可忽视,设计不当有可能使管道自身和支架达到破坏的程度,而造成管道弯曲、断裂,致使燃气泄漏,引发事故。7立管应力的计算：压缩应力:高层建筑燃气供应一般采用中压进户方式,中压立管均为10号或20号无缝钢管。