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[摘要]近年来，城市在快速发展，建筑越建越高，特别是民用住宅，由原来的5层6层多层住宅，到现在的7层～10层中高层住宅（也称小高层住宅）；11层30层高层住宅；30层（不包括30层）以上的超高层住宅。
[关键词]城市建筑；燃气立管安装；设计与施工
6层或6层以下，燃气安装中遇到的各种问题，在设计施工中已有比较成熟可靠的经验。而对于超高层住宅燃气安装设计中遇到的问题，如立管安装形式、燃气附加压力大、燃气采暖、立管自重与热伸缩、入户管处建筑沉降、燃气管道的防雷接地等问题，需要借鉴先进城市的成功经验，并结合自身实际，在安装设计工作中认真学习实践。
1、超高层建筑中燃气管线设计与施工
1.1燃气立管安裝形式的选择
高层住宅安装燃气，其厨房应具有良好的自然通风和排烟设施，宜设置燃气泄漏集中报警装置。高层住宅由于层数多，自动化程度高，需要布置的管线较为密集，管道井、电梯空间与地下室空间多为连接空间，燃气管道应避免布置在共用管道井内。燃气立管应明设在厨房外立面或厨房阳台合适的位置，便于施工和维修管理。
1.2克服附加压力对高层以上住宅的影响
附加压力是由于燃气和空气之间存在密度差而产生的，管道终始端高程差越大，附加压力越大。天然气与空气密度差为0.543（1.293-0.75）kg/m3。燃具额定工作压力为Pn，灶前燃气压力在0.75Pn～1.5Pn内燃具是能够正常工作的。如果附加压力过大，灶前燃气压力超过1.5Pn，将会出现燃具的热效率低、燃烧不稳定、燃烧噪声大，甚至脱火现象；由此产生不完全燃烧，烟气中CO含量超标，厨房卫生状况恶化，严重时可能引发事故。所以必须采取有效的措施使燃具工作压力稳定，克服附加压力造成的影响。
克服附加压力主要有两个措施：一是通过计算使立管逐步变径，即在高层及超高层采用较细的立管管径：二是增加表后管损失的方法克服附加压力。
1.3考虑燃气采暖的影响
近年来，随着人们生活水平的不断提高，对住所舒适度的要求越来越高，家庭采暖系统以其舒适、节能、环保等众多优点，和较强的灵活性、适应性和先进性，正迎合了这一市场的需求。由于复杂的历史原因，我国冬季集中供暖一直都局限在东北、西北和华北地区。但事实上，中原和华东地区的不少地方，冬季气温低于零摄氏度的时间超过一个月，这些地区也有着极大的采暖需求。随着人们生活水平的不断提高，人们对住所舒适度的要求也越来越高。我国采暖区域的范围正在不断扩大，在上海、南京、合肥等其它中小型低纬度城市燃气采暖炉用户得到了迅速发展。采暖季用气量显著增加，这就需要在超高层住宅燃气安装设计中考虑燃气采暖的负荷。
独立采暖用户的采暖设计负荷的大小通过建筑户型围护结构（外墙、外窗、户门、楼板）传热耗热量进行计算。一个小区的燃气采暖的负荷大小的确定一般采用燃器具同时工作系数法和采暖热指法两种。两种方法应如何选择，争议颇多。两种计算结果对比可明显看出，用燃器具同时工作系数法计算出的燃气的耗气量比较大，采暖热指标法计算出燃气的耗气量比较小。而两种计算方法计算出的结果相差较大，最根本原因在于燃气壁挂炉耗气量的选取，燃器具同时工作系数法选取的是燃气壁挂炉的额定耗气量。它是壁挂炉不停歇运转时的耗气量。采暖热指标选取的是根据壁挂炉供热面积算出的燃气壁挂炉运行及停歇时的小时计算流量。
燃器具同时工作系数法是按采暖炉的满负荷耗气量选取，从实例计算结果得出：该方法算出的耗气量明显偏大，导致选取管径过大，造成浪费，同时给施工带来许多困难。采暖热指标法是按建筑采暖热指标选取，从实例计算结果得出，该方法算出的耗气量差不多为前种方法算出的耗气量的二分之一，选取管径适当，满足实际要求，节约成本。
高层采暖炉用户还要注意的是，家用采暖锅炉产生的烟气较多，采暖季高层住宅北立面风力影响较大，不利于排烟及产生的烟气强排直通室外可能影响周围环境，必须设置专用排烟道。
1.4消除燃气立管自重与热伸缩的影响
由于超高层住宅立管较长，自重和环境温度的变化导致管道受到重力产生的应力和热应力的作用。当应力达到一定程度时，造成管道扭曲、断裂，引发事故。仍以上述工程为例，33层，层高3米，立管长度约99米，且底层采用较粗的管径，管道自身重量较大，一般与管材的许用应力相比很小，但应考虑立管自重可能造成的局部应力过大。还应该考虑环境温度的变化对管道产生的热应力，安装时环境温度与室内极值温度的温差，普通钢管管材线性膨胀系数，经计算其伸缩量为9mm，热应力为25.2MPa。可见立管的伸缩量和热应力是不可忽视的，应采取有效的热补偿措施。
立管为低压流体输送用焊接钢管丝接，每隔2层有一活接，可以起到一定热补偿作用。但活接热补偿作用有限，并考虑到立管的自重较大，在实际工程中，每隔5～7层设“π”型结构及稳定的底部固定支架，以承受立管自重，同时避免底部压缩应力过大。“π”型结构的设计及正确安装非常重要。
“π”型结构的设计安装大样如右图所示，采用90°弯头向立管的一侧水平安装直管段不小于100毫米，向上竖直安装直管段不小于300毫米，再向立管方向水平安装直管段回到立管的位置与立管采用三通连接，三通的下方设置底部固定支架。
1.5引入管处建筑物沉降对燃气管道的影响
由于高层住宅自重大，建成后的几年内可能出现明显沉降，对燃气管入户穿墙处应采取有效保护措施，可在室外燃气入户水平管处加装波纹补偿器或加长水平横管的长度，并采用较大的穿墙孔眼，加强对埋地管部分的施工管理，确保钢塑转换焊接部位焊接防腐的质量。
1.6燃气管道的防雷接地
对于高层住宅，考虑到燃气管道的防雷接地，提高了管材的壁厚，要求管材的壁厚不小于4mm，且管件的部分做接地跨接，管道下方做好接地，接地电阻与楼房保持一致。每个入户总管上安装防雷接头。
结语：
超高层建筑中燃气管线设计与施工中不可预见的因素还有很多，建筑结构干差万别。因此，还是需要在超高层建筑燃气用户后期的安检、维护中积累经验，总结教训，进一步完善超高层建筑中燃气管线设计与施工方法，保障居民用气安全稳定。
[关键词]城市建筑；燃气立管安装；设计与施工
6层或6层以下，燃气安装中遇到的各种问题，在设计施工中已有比较成熟可靠的经验。而对于超高层住宅燃气安装设计中遇到的问题，如立管安装形式、燃气附加压力大、燃气采暖、立管自重与热伸缩、入户管处建筑沉降、燃气管道的防雷接地等问题，需要借鉴先进城市的成功经验，并结合自身实际，在安装设计工作中认真学习实践。
1、超高层建筑中燃气管线设计与施工
1.1燃气立管安裝形式的选择
高层住宅安装燃气，其厨房应具有良好的自然通风和排烟设施，宜设置燃气泄漏集中报警装置。高层住宅由于层数多，自动化程度高，需要布置的管线较为密集，管道井、电梯空间与地下室空间多为连接空间，燃气管道应避免布置在共用管道井内。燃气立管应明设在厨房外立面或厨房阳台合适的位置，便于施工和维修管理。
1.2克服附加压力对高层以上住宅的影响
附加压力是由于燃气和空气之间存在密度差而产生的，管道终始端高程差越大，附加压力越大。天然气与空气密度差为0.543（1.293-0.75）kg/m3。燃具额定工作压力为Pn，灶前燃气压力在0.75Pn～1.5Pn内燃具是能够正常工作的。如果附加压力过大，灶前燃气压力超过1.5Pn，将会出现燃具的热效率低、燃烧不稳定、燃烧噪声大，甚至脱火现象；由此产生不完全燃烧，烟气中CO含量超标，厨房卫生状况恶化，严重时可能引发事故。所以必须采取有效的措施使燃具工作压力稳定，克服附加压力造成的影响。
克服附加压力主要有两个措施：一是通过计算使立管逐步变径，即在高层及超高层采用较细的立管管径：二是增加表后管损失的方法克服附加压力。
1.3考虑燃气采暖的影响
近年来，随着人们生活水平的不断提高，对住所舒适度的要求越来越高，家庭采暖系统以其舒适、节能、环保等众多优点，和较强的灵活性、适应性和先进性，正迎合了这一市场的需求。由于复杂的历史原因，我国冬季集中供暖一直都局限在东北、西北和华北地区。但事实上，中原和华东地区的不少地方，冬季气温低于零摄氏度的时间超过一个月，这些地区也有着极大的采暖需求。随着人们生活水平的不断提高，人们对住所舒适度的要求也越来越高。我国采暖区域的范围正在不断扩大，在上海、南京、合肥等其它中小型低纬度城市燃气采暖炉用户得到了迅速发展。采暖季用气量显著增加，这就需要在超高层住宅燃气安装设计中考虑燃气采暖的负荷。
独立采暖用户的采暖设计负荷的大小通过建筑户型围护结构（外墙、外窗、户门、楼板）传热耗热量进行计算。一个小区的燃气采暖的负荷大小的确定一般采用燃器具同时工作系数法和采暖热指法两种。两种方法应如何选择，争议颇多。两种计算结果对比可明显看出，用燃器具同时工作系数法计算出的燃气的耗气量比较大，采暖热指标法计算出燃气的耗气量比较小。而两种计算方法计算出的结果相差较大，最根本原因在于燃气壁挂炉耗气量的选取，燃器具同时工作系数法选取的是燃气壁挂炉的额定耗气量。它是壁挂炉不停歇运转时的耗气量。采暖热指标选取的是根据壁挂炉供热面积算出的燃气壁挂炉运行及停歇时的小时计算流量。
燃器具同时工作系数法是按采暖炉的满负荷耗气量选取，从实例计算结果得出：该方法算出的耗气量明显偏大，导致选取管径过大，造成浪费，同时给施工带来许多困难。采暖热指标法是按建筑采暖热指标选取，从实例计算结果得出，该方法算出的耗气量差不多为前种方法算出的耗气量的二分之一，选取管径适当，满足实际要求，节约成本。
高层采暖炉用户还要注意的是，家用采暖锅炉产生的烟气较多，采暖季高层住宅北立面风力影响较大，不利于排烟及产生的烟气强排直通室外可能影响周围环境，必须设置专用排烟道。
1.4消除燃气立管自重与热伸缩的影响
由于超高层住宅立管较长，自重和环境温度的变化导致管道受到重力产生的应力和热应力的作用。当应力达到一定程度时，造成管道扭曲、断裂，引发事故。仍以上述工程为例，33层，层高3米，立管长度约99米，且底层采用较粗的管径，管道自身重量较大，一般与管材的许用应力相比很小，但应考虑立管自重可能造成的局部应力过大。还应该考虑环境温度的变化对管道产生的热应力，安装时环境温度与室内极值温度的温差，普通钢管管材线性膨胀系数，经计算其伸缩量为9mm，热应力为25.2MPa。可见立管的伸缩量和热应力是不可忽视的，应采取有效的热补偿措施。
立管为低压流体输送用焊接钢管丝接，每隔2层有一活接，可以起到一定热补偿作用。但活接热补偿作用有限，并考虑到立管的自重较大，在实际工程中，每隔5～7层设“π”型结构及稳定的底部固定支架，以承受立管自重，同时避免底部压缩应力过大。“π”型结构的设计及正确安装非常重要。
“π”型结构的设计安装大样如右图所示，采用90°弯头向立管的一侧水平安装直管段不小于100毫米，向上竖直安装直管段不小于300毫米，再向立管方向水平安装直管段回到立管的位置与立管采用三通连接，三通的下方设置底部固定支架。
1.5引入管处建筑物沉降对燃气管道的影响
由于高层住宅自重大，建成后的几年内可能出现明显沉降，对燃气管入户穿墙处应采取有效保护措施，可在室外燃气入户水平管处加装波纹补偿器或加长水平横管的长度，并采用较大的穿墙孔眼，加强对埋地管部分的施工管理，确保钢塑转换焊接部位焊接防腐的质量。
1.6燃气管道的防雷接地
对于高层住宅，考虑到燃气管道的防雷接地，提高了管材的壁厚，要求管材的壁厚不小于4mm，且管件的部分做接地跨接，管道下方做好接地，接地电阻与楼房保持一致。每个入户总管上安装防雷接头。
结语：
超高层建筑中燃气管线设计与施工中不可预见的因素还有很多，建筑结构干差万别。因此，还是需要在超高层建筑燃气用户后期的安检、维护中积累经验，总结教训，进一步完善超高层建筑中燃气管线设计与施工方法，保障居民用气安全稳定。