高层建筑燃气管道设计的探讨

王丹

（北京建筑大学，北京100044；北京市燃气集团有限责任公司，北京100035）

高层建筑燃气管道设计的探讨

王丹

（北京建筑大学，北京100044；北京市燃气集团有限责任公司，北京100035）

随着城市化进程的不断发展，城市人口增多，高层建筑结构已经成为城市建筑的主要形式。燃气管道的设计安装是高层民用建筑的重要组成部分，对高层建筑的实用性有直接的影响。论文分析高层建筑工程中燃气管道设计应该注意的问题，以供参考。

高层建筑；燃气管道；设计

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.013

1 引言

目前，天然气已经成为城市居民不可或缺的基本能源，燃气管道的设计也随之成为城市居民建筑的重要组成部分。城市高层建筑是城市最重要的建筑形式之一，其功能十分复杂，不在局限于单一的住宅功能，正在向综合化场所发展。由于高层建筑的特殊性，对消防的要求十分严格，而且高层建筑还具有明显的沉降现象，给燃气管道的设计带来更大的挑战。如果在设计燃气管道时，没有考虑全面，将会严重影响后续的使用。因此，设计时应充分考虑高层建筑燃气管道的特点，保证燃气管道的安全性、实用性。

2 燃气管道面临的建筑沉降问题及预防方法分析

2.1 高层建筑沉降的危害

众所周知，高层建筑在竣工初期会产生非常明显的沉降，但基本上都在建筑完成5年以内产生，之后沉降速率将会下降，甚至可以忽略。但是高层建筑的沉降问题会使燃气管道的受力增加，严重时会造成管道破裂，引发燃气泄漏。建筑基础回填土的沉降会造成燃气管道的局部悬空，致使管道变形，也很容易造成燃气泄漏[1]。因此，高层建筑在设计燃气管道时，必须充分考虑建筑沉降问题。

2.2 建筑沉降造成燃气管线破坏的原因分析

高层建筑的沉降问题存在2种现象。（1）高层建筑内部的沉降比室外的沉降更为明显。这种沉降现象会使部分燃气管线局部受力过大，并且这些力作用于管道的接口处，还造成管道转动，当转动幅度过大时，会产生燃气泄漏现象。（2）高层建筑的室外沉降比室内沉降更为明显，出现这种情况的主要原因就是建筑内部活动区域在建设的时候就没有做好回填工作或是建筑地基强度不够。如果建筑的燃气管线经过较为松软的土质区域，其地面会在各种主客观因素的影响下产生沉降，燃气引入管后受到力的作用，严重影响管道和周边其他设施，很容易造成管线泄漏[2]。因此，高层建筑在设计燃气管道线路时，必须采取合理措施，降低建筑沉降对管道的影响。

2.3 预防燃气管道建筑沉降的补偿方法

建筑沉降问题一直是高层建筑燃气管线关注的重点，为了降低其对燃气管线的破坏力，可以采取以下措施予以应对：（1）在燃气管线立管前的水平管中加入波纹管补偿器，以此来减少引入管所受到的切应力；（2）在立管前的水平管内增加几个弯头，利用弯头的自然补偿也同样可以减少引入管的受力，弯头在这里就相当于一个方型补偿器。

目前，许多高层建筑工程在安装燃气管线时在穿墙的立管水平管前，安装金属柔性软管。在采取此种防沉降措施时，必须保证管道呈水平方向，并且保护管道处于完全伸展阶段，不能弯折。

3 高层建筑燃气管道所面临的附加压力及消除措施分析

3.1 燃气管道附加压力及消除措施

燃气已成为当前城市居民的主要生活能源，并且其密度与空气密度具有明显的差异，因此，在燃气输送的过程中会对管道产生附加压力，并且附加压力的大小与建筑层高,有直接关系。因此，消除燃气管道附加压力的影响措施也必须根据高层建筑的高度，具体可采取以下措施。（1）对于较矮的建筑，可以根据计算压力的公式，通过使用变径管、增加管线阀门等方法增加线路的管道阻力，从而消除管道的附加压力。（2）对于高层建筑物应该设置两个燃气供应系统，分别对应高层和低层。同时，还要安装调压器，消除管道附加压力的影响，针对附加压力小于200Pa的楼层，其调压器应采用低-低压调压器。（3）对于超高层建筑，为了实现燃气管线的正常入户，需要在燃气表前安装中-低压调压器，入户调压，有效地消除了管道附加压力的影响，保证燃气可以正常使用。

3.2 燃气管道自重的影响

高层建筑比一般的建筑更加高耸，因此，燃气管道安装所需要的立管长度也变长，管道自身的重量增加，容易引起管道下沉、变形或是断裂。为了有效减轻燃气管道自身重量的影响，可以采取以下方式：（1）采取合理、有效的固定措施，可以在建筑上加设管道固定支撑架；（2）可以根据实际需要，选用轻质量的燃气管道管材以减少管线的自重；（3）可以增加燃气立管道的截面积，有效消除管道自重引发的安全隐患[3]。

3.3 注重燃气管道引入管安装

如果燃气管道的引入管安装不到位、不合理，将会为燃气管道的后期使用埋下隐患。引入管的安装处理需要根据现场实际条件决定，不同的现场情况需要采用不同的安装处理技术。一般情况下燃气管道的引入装置需要安放在厨房或走廊等非居住区，并且对引入管的穿越面进行保护；为了及时有效地清理和维护引入管，需要在燃气总管和风管上设置阀门和清扫口，同时这也是减少燃气泄漏的一个重要保证措施。

4 高层建筑燃气管道设计中的注意事项

4.1 注重高层建筑燃气管道的消防设计

天然气不仅是一种清洁能源，本身还具有明显的危险性，拥有易燃易爆的特点。高层建筑由于本身的工程特性，内部人员较多，在发生火灾时逃亡难度也比普通建筑要高。因此，为了充分保证高层燃气管道设计的安全性，必须充分考虑燃气管道的消防设计，利用先进的消防设备、燃气安全设置技术，最大限度地增加燃气管道设施的可靠性，使其更好地为人民服务。

4.2 注重燃气管道防泄漏设计

天然气具有易燃易爆特点，而燃气管道泄露，不仅会造成天然气的大量浪费，污染空气，同时也增加了周围空气中天然气的含量，很容易引发火灾或爆炸，对人们的生命财产安全产生威胁。因此，在进行燃气管道设计时，必须采取措施，防止燃气管道泄露。首先需要做好管道接缝处理，可以通过改善连接方式，改进连接器具，有效消除管道接口处燃气泄露的隐患。同时在管道安装的过程中添加气密性检验设备[4]，有效检测空气内的燃气含量，确保人们的人身安全。

4.3 注重燃气管道的美观性设计

随着人们生活水平的不断提高，人们对自己的住宅有了更高的要求，要求住宅不仅具有基本的功能，还要更加美观、舒适。因此，一些房屋业主会为了室内装修更加美观而私自改造燃气管道，从而破坏了燃气管道原有的安全性。为了有效地改变这一现状，管道设计者应该具有超前意识，在燃气管道设计之初就要综合考虑其美观性，综合布局建筑内的管道线路[5]，在保证燃气管道安全性和可靠性的基础上，最大限度地减少视觉上的不和谐。

5 结语

综上所述，高层建筑燃气管道的设计不仅直接关系到居民的日常生活，同时也对居民的生命财产安全具有重要影响。高层建筑与普通建筑相比，在楼层高度上有了明显的增加，这也给燃气管道设计增加了难度。高层建筑在设计燃气管道时必须充分考虑各方面因素，从而保证燃气管道设计的安全性、可靠性，使人们的财产安全得到保障。

【1】高双燕.高层建筑燃气管道设计的探讨[J].广东科技，2012，21(7)：234-235.

【2】赵善霞，孙宗贵.高层建筑燃气管道设计的探讨[J].能源与环境，2013(3)：18.

【3】李业听.高层建筑燃气管道设计有关问题的探讨[J].建筑工程技术与设计，2016(20)：841-841.

【4】徐隆旺.高层建筑燃气管道设计的探讨[J].科技创新与应用，2015 (6)：189-189.

【5】骆力.高层建筑燃气管道设计有关问题的探讨[J].建筑工程技术与设计，2015(17)：295-295.

Discussion on Gas Pipeline Design of High-rise Buildings

WANG Dan
(Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China;Beijing Gas Group Co.Ltd.,Beijing 100035,China)

With the continuous development of urbanization,and the increasing urban population,the high-rise building structure has become the main form of urban architectures.The design and installation of the gas pipeline play an important part in civil high-rise buildings, and have a direct impact on the practicability.This paper analyzes the problems that we should pay attention to in gas pipeline design of high-rise buildings for reference.

high-rise building;gas pipeline;design

TU996.9；TU996.7

A

1007-9467（2016）09-0027-02

2016-08-30

王丹(1985～)，女，北京人，助理工程师，从事燃气管道设计研究。