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摘 要：伴随城市化步伐的不断加快，高层建筑物数量逐渐增多，在一定程度上能够提升城市魅力，但同时高层住宅给燃气管道的安装带来了困难。燃气行业燃气管道设计及施工受供气的方式、附加的压力以及管线的布局等方面因素的影响，因此在对其进行设计和施工时，需对这些因素进行综合考虑，确保燃气管道运行的安全、可靠，提高与高层住宅室内装饰的协调性。
关键词：高层住宅；燃气管道；施工技术
一、高层住宅燃气管道的设计
高层住宅燃气管道设计过程中，需综合考虑高层住宅地基沉降、附加压力以及燃气立管温差等影响因素，同时还需采取相应的安全措施，避免发生燃气泄漏事故。
1、高层住宅地基沉降
高层住宅燃气管道设计过程中，需严格按照相关燃气设计的规范进行。同时还需结合施工现场实际的地质情况，重点将高层住宅区的地基沉降问题考虑到设计中去，避免燃气引入管受地基沉降的影响出现挤压、变形或断裂的情况，而造成燃气泄漏引发安全事故。
通常情况下，燃气引入管与建筑物呈垂直分布，并贯穿于建筑物墙体中，其受力的因素主要是因为建筑物的沉降而给管道横截面事施加剪切力。普通民用住宅中大多采用大直径的套管抵消地基沉降时对引入管的影响。而高层住宅的平均沉降约为200mm，若仍采用大直径套管，无法达到抵消影响燃气引入管的沉降问题。这时，需通过设置或安装补偿器对其进行补偿，确保燃气引入管不受地基沉降的影响。
但需注意的是，补偿器需采用波纹管或II型补偿器，严禁使用填料型的补偿器。其具体补偿方式，首先需根据高层建筑设计单位核定的地基沉降量，计算燃气引入管补偿器需补偿的量；其次确定补偿器安装的位置；最后再在补偿器来气的方向安装球阀，确保紧急抢修或维护时能够及时阻断燃气继续运行。
2、高层住宅附加压力
民用住宅区燃气管线的运行多采用调压箱低压入户的方式，而燃气立管的高程差会对燃气的附加压力造成影响。因此，在对低压燃气管道的阻力进行计算时，需将附加压力计算在内，其计算公式为：△H=h（Pk-Pm）×9.8。式中，△H为燃气附加压力，Pk，Pm为空气、燃气的密度；h为燃气管道起点到终点的高程差。
由上式可知，△H=4.818h，即燃气立管没上升1m，管道的附加压力随之增加4.818Pa。我国民用燃灶的额定压力通常为2000Pa，按照燃气设计的相关规范，燃灶前燃气的压力应在1500-3000Pa之间，一旦超出这个范围，燃气燃烧极不稳定，容易引起回火、脱火，甚至会产生大量的一氧化碳气体，最终导致安全事故的发生。
取某省高层住宅区调压箱后压力2200-2500Pa之间最不利的因素，沿途的管线均没有用气的用户，此时管线的阻力约为0，压力表数值为100Pa，可计算最高用气点124m以下高程差的燃灶压力小于3000Pa[2]。此时，即使不计燃气的附加压力仍符合供气的要求；但若缩小用户燃灶前压力的波动区域，确保供气平稳时，需缩小立管的管径，并进行分层变径增加管阻，降低附加压力对立管的影响。
3、高层住宅燃气立管温差
高层住宅燃气立管容易受热胀冷缩及自重等因素的影响，因此，在对管道固定、活动支架以及管道补偿进行设计时，需将其考虑燃气立管的温差，避免燃气管道出现折断或变形现象。除此之外，高层住宅燃气立管较长，因此燃气管道伸缩量的绝对值同样会受到温差的影响，其具体伸缩量计算公式为：△L=103（t2-t1）aL，式中，△L为管道的伸缩量，a为管材膨胀的系数，L为管道的长度。t2-t1是安装时最热或最冷时的温差。
某省最热温度约为29℃，最冷温度在6-10℃之间，因此最热或最冷时的温差约为22℃，按100m32层计算，燃气管道的伸缩量约为36mm，采用波纹补偿器，其补偿功能为20mm，那么，只需在16层设置双波节的补偿器就能够抵消温差对燃气立管的影响。
4、高层住宅燃气管道安全措施的设计
高层住宅在消防安全方面具有特殊性，这就决定了设计时必须采取相应的措施确保燃气管道的安全、可靠。高层住宅燃气管道安全措施的设计主要从以下几个方面进行：首先，在燃气引入管上安装切断阀，确保紧急维修时能够及时切断燃气的输送；其次，在高层住宅室内安装自动载断燃氣泄漏的报警装置，防止燃气泄漏事故发生；最后，还应根据燃气管线预备的通道及使用燃气房屋的换气及通风效果进行设计。
二、高层住宅燃气管道施工技术的应用
1、高层住宅燃气引入管的施工技术
将室外与室内燃气管道相连的管道即为燃气引入管，高层住宅在对该管道进行施工时，可通过地上、地下两种方式进行引入。
（1）地上引入方式
若燃气为天然气时，通常都是在高层住宅竣工后才运作，这样燃气引入管只能采取地上引入的方式沿外墙进行敷设，当到达一定高度时再穿过建筑物的外墙引入室内。地上引入可分为高立管及低立管两种引入法。高立管引入主要是将燃气立管全部敷设到建筑物的外墙上，然后再通过分管分别引入各用户点；低立管引入则是在离地面约0.5-0.8m处，使其进入到室内。采用地上引入方式引入燃气管道时，需做好与之相应的措施确保管道运行的安全。地上燃气管道虽会破坏高层住宅的美感，但维修较为方便。因此，在实际施工过程中，通常采用地上引入方式的低立管引入法将其进入室内。
（2）地下引入方式
地下引入方式主要是将室外的燃气管道穿过房屋基层，直达厨房地面。地下燃气管道在距离地面约0.5m处位置时，应首先安装一个三通的清扫口，同时，在穿墙及地面时须加设套管。此种引入方式较为隐秘，不会对建筑物的美观造成影响，但需和建筑施工单位紧密合作，且维修较为不便。因此，实际工程中甚少使用该方法。
2、高层住宅室内燃气立管的施工技术
高层住宅室内燃气管道的敷设，要避免穿过卧室、卫生间以及防火分区，且不能将固定管道的支承设在螺纹的连接处以及焊口处。室内墙面与燃气钢管之间的净距需符合以下条件：管径DN50时，净距为9cm。
室内燃气管道上安装活接头时，需注意活接头垫片禁止使用石棉型或天然橡胶型的，应选择聚四氟乙烯材质的垫片且厚度应≥1.5mm；燃气的主立管两层需安装一个活接头，若遇球阀时，活接头应安装在球阀后的20cm处。
地下室内燃气管道的安装，应选择法兰连接及无缝钢管进行手工焊接。采用法兰连接时法须确保法兰材料与钢管是否相同，且在焊接管道及法兰盘时需采用双面焊接的方式。
3、室内燃气管线的试验
高层住宅室内燃气管道施工完毕后，需对燃气管线进行强度试验、严密性试验等。在进行强度试验前，需对燃气管道进行吹扫，然后在进行强度试验。试验的范围主要是进气总阀至表前总阀；且设计压力>5kPa时的试验压力应是其1.5倍，且须>0.1MPa；设计压力≤5kPa时的试验压力是0.1MPa。
对室内燃气管线的严密性进行试验时，需分两步进行：第一步是在接通燃气前，采用7kPa压力对进气总阀至表前总阀进行试验；第二部是接通煤气后，用3kPa压力从进气总阀至燃灶阀前进行试验；两步均通过压力计进行观测，10分钟压力不下降表示合格。
三、结束语
综上所述，随着高层建筑居民管道燃气的快速发展，如何确保燃气工程建设质量，保证居民的用气安全，维护社会的和谐稳定，已经成为燃气行业技术管理中的重中之重。因此，我们必须在设计、施工和运行的工程中避免安全隐患的存在，保证用户安全、可靠、满意地用气，使燃气工程成为真正的放心工程。
参考文献
[1]谢炎.浅议高层住宅燃气管道设计及其施工技术[J].投资与合作，2012，26（12）：256-257.
[2]李贤才.住宅燃气管道设计存在的问题及解决措施[J].科学之友，2011，36（9）：21-22.
[3]何倩恩.高压燃气管道设计与施工探讨[J].中国新技术新产品，2013，27（15）：27-28.
[4]李朝晖.高层住宅燃气管道设计及施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2012，22（3）：134-135.
关键词：高层住宅；燃气管道；施工技术
一、高层住宅燃气管道的设计
高层住宅燃气管道设计过程中，需综合考虑高层住宅地基沉降、附加压力以及燃气立管温差等影响因素，同时还需采取相应的安全措施，避免发生燃气泄漏事故。
1、高层住宅地基沉降
高层住宅燃气管道设计过程中，需严格按照相关燃气设计的规范进行。同时还需结合施工现场实际的地质情况，重点将高层住宅区的地基沉降问题考虑到设计中去，避免燃气引入管受地基沉降的影响出现挤压、变形或断裂的情况，而造成燃气泄漏引发安全事故。
通常情况下，燃气引入管与建筑物呈垂直分布，并贯穿于建筑物墙体中，其受力的因素主要是因为建筑物的沉降而给管道横截面事施加剪切力。普通民用住宅中大多采用大直径的套管抵消地基沉降时对引入管的影响。而高层住宅的平均沉降约为200mm，若仍采用大直径套管，无法达到抵消影响燃气引入管的沉降问题。这时，需通过设置或安装补偿器对其进行补偿，确保燃气引入管不受地基沉降的影响。
但需注意的是，补偿器需采用波纹管或II型补偿器，严禁使用填料型的补偿器。其具体补偿方式，首先需根据高层建筑设计单位核定的地基沉降量，计算燃气引入管补偿器需补偿的量；其次确定补偿器安装的位置；最后再在补偿器来气的方向安装球阀，确保紧急抢修或维护时能够及时阻断燃气继续运行。
2、高层住宅附加压力
民用住宅区燃气管线的运行多采用调压箱低压入户的方式，而燃气立管的高程差会对燃气的附加压力造成影响。因此，在对低压燃气管道的阻力进行计算时，需将附加压力计算在内，其计算公式为：△H=h（Pk-Pm）×9.8。式中，△H为燃气附加压力，Pk，Pm为空气、燃气的密度；h为燃气管道起点到终点的高程差。
由上式可知，△H=4.818h，即燃气立管没上升1m，管道的附加压力随之增加4.818Pa。我国民用燃灶的额定压力通常为2000Pa，按照燃气设计的相关规范，燃灶前燃气的压力应在1500-3000Pa之间，一旦超出这个范围，燃气燃烧极不稳定，容易引起回火、脱火，甚至会产生大量的一氧化碳气体，最终导致安全事故的发生。
取某省高层住宅区调压箱后压力2200-2500Pa之间最不利的因素，沿途的管线均没有用气的用户，此时管线的阻力约为0，压力表数值为100Pa，可计算最高用气点124m以下高程差的燃灶压力小于3000Pa[2]。此时，即使不计燃气的附加压力仍符合供气的要求；但若缩小用户燃灶前压力的波动区域，确保供气平稳时，需缩小立管的管径，并进行分层变径增加管阻，降低附加压力对立管的影响。
3、高层住宅燃气立管温差
高层住宅燃气立管容易受热胀冷缩及自重等因素的影响，因此，在对管道固定、活动支架以及管道补偿进行设计时，需将其考虑燃气立管的温差，避免燃气管道出现折断或变形现象。除此之外，高层住宅燃气立管较长，因此燃气管道伸缩量的绝对值同样会受到温差的影响，其具体伸缩量计算公式为：△L=103（t2-t1）aL，式中，△L为管道的伸缩量，a为管材膨胀的系数，L为管道的长度。t2-t1是安装时最热或最冷时的温差。
某省最热温度约为29℃，最冷温度在6-10℃之间，因此最热或最冷时的温差约为22℃，按100m32层计算，燃气管道的伸缩量约为36mm，采用波纹补偿器，其补偿功能为20mm，那么，只需在16层设置双波节的补偿器就能够抵消温差对燃气立管的影响。
4、高层住宅燃气管道安全措施的设计
高层住宅在消防安全方面具有特殊性，这就决定了设计时必须采取相应的措施确保燃气管道的安全、可靠。高层住宅燃气管道安全措施的设计主要从以下几个方面进行：首先，在燃气引入管上安装切断阀，确保紧急维修时能够及时切断燃气的输送；其次，在高层住宅室内安装自动载断燃氣泄漏的报警装置，防止燃气泄漏事故发生；最后，还应根据燃气管线预备的通道及使用燃气房屋的换气及通风效果进行设计。
二、高层住宅燃气管道施工技术的应用
1、高层住宅燃气引入管的施工技术
将室外与室内燃气管道相连的管道即为燃气引入管，高层住宅在对该管道进行施工时，可通过地上、地下两种方式进行引入。
（1）地上引入方式
若燃气为天然气时，通常都是在高层住宅竣工后才运作，这样燃气引入管只能采取地上引入的方式沿外墙进行敷设，当到达一定高度时再穿过建筑物的外墙引入室内。地上引入可分为高立管及低立管两种引入法。高立管引入主要是将燃气立管全部敷设到建筑物的外墙上，然后再通过分管分别引入各用户点；低立管引入则是在离地面约0.5-0.8m处，使其进入到室内。采用地上引入方式引入燃气管道时，需做好与之相应的措施确保管道运行的安全。地上燃气管道虽会破坏高层住宅的美感，但维修较为方便。因此，在实际施工过程中，通常采用地上引入方式的低立管引入法将其进入室内。
（2）地下引入方式
地下引入方式主要是将室外的燃气管道穿过房屋基层，直达厨房地面。地下燃气管道在距离地面约0.5m处位置时，应首先安装一个三通的清扫口，同时，在穿墙及地面时须加设套管。此种引入方式较为隐秘，不会对建筑物的美观造成影响，但需和建筑施工单位紧密合作，且维修较为不便。因此，实际工程中甚少使用该方法。
2、高层住宅室内燃气立管的施工技术
高层住宅室内燃气管道的敷设，要避免穿过卧室、卫生间以及防火分区，且不能将固定管道的支承设在螺纹的连接处以及焊口处。室内墙面与燃气钢管之间的净距需符合以下条件：管径DN50时，净距为9cm。
室内燃气管道上安装活接头时，需注意活接头垫片禁止使用石棉型或天然橡胶型的，应选择聚四氟乙烯材质的垫片且厚度应≥1.5mm；燃气的主立管两层需安装一个活接头，若遇球阀时，活接头应安装在球阀后的20cm处。
地下室内燃气管道的安装，应选择法兰连接及无缝钢管进行手工焊接。采用法兰连接时法须确保法兰材料与钢管是否相同，且在焊接管道及法兰盘时需采用双面焊接的方式。
3、室内燃气管线的试验
高层住宅室内燃气管道施工完毕后，需对燃气管线进行强度试验、严密性试验等。在进行强度试验前，需对燃气管道进行吹扫，然后在进行强度试验。试验的范围主要是进气总阀至表前总阀；且设计压力>5kPa时的试验压力应是其1.5倍，且须>0.1MPa；设计压力≤5kPa时的试验压力是0.1MPa。
对室内燃气管线的严密性进行试验时，需分两步进行：第一步是在接通燃气前，采用7kPa压力对进气总阀至表前总阀进行试验；第二部是接通煤气后，用3kPa压力从进气总阀至燃灶阀前进行试验；两步均通过压力计进行观测，10分钟压力不下降表示合格。
三、结束语
综上所述，随着高层建筑居民管道燃气的快速发展，如何确保燃气工程建设质量，保证居民的用气安全，维护社会的和谐稳定，已经成为燃气行业技术管理中的重中之重。因此，我们必须在设计、施工和运行的工程中避免安全隐患的存在，保证用户安全、可靠、满意地用气，使燃气工程成为真正的放心工程。
参考文献
[1]谢炎.浅议高层住宅燃气管道设计及其施工技术[J].投资与合作，2012，26（12）：256-257.
[2]李贤才.住宅燃气管道设计存在的问题及解决措施[J].科学之友，2011，36（9）：21-22.
[3]何倩恩.高压燃气管道设计与施工探讨[J].中国新技术新产品，2013，27（15）：27-28.
[4]李朝晖.高层住宅燃气管道设计及施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2012，22（3）：134-135.