民用建筑燃气管道设计分析

刘鑫

摘 要：高层建筑在建设高度以及自身重量方面有了明显的增加，这就为燃气管道的安全设计增加了一定的难度。设计人员在对高层建筑的燃气管道进行设计前，应充分考察施工地的环境情况和地质情况，结合施工中可能存在的各种因素，对燃气管道进行科学设计，从而进一步提升燃气管道的安全性与可靠性，使居民的生命财产得到有效保障。

关键词：民用建筑;燃气管道;设计分析

高层建筑本身的特殊性使得其对于燃气管道设计有着相当严格的要求，对于设计人员而言，应该充分考虑建筑高度、建筑沉降、管道压力、环境温度、消防安全等因素的影响，确定科学合理的燃气管道设计方案，切实保证管道运行安全。

1 影响建筑燃气设计主要因素

1.1 外力因素

高层建筑不可难免受到外力因素的影响，比如地震、风力等灾害的影响，引起管道发生变形，导致燃气管道发生压迫，致使燃气管道发生弯曲，对燃气的正常供给产生影响。

1.2 附加压力因素

高层建筑的主体结构高度偏高，而空气与燃气比重发生一定的差异，引起附加压头不足，导致燃气不能持续性得到供给，对灶具的科学使用产生影响，并且对在城市生活的人们带来影响，对此设计人员应当进行科学规划与设计，消除高度的影响因素，确保燃气能够持续供应，保障人们群众的生活质量。除此以外，天然气管道受到建筑高度的影响其立管尺寸较长，而气体密度大于燃气密度，因此在管道中产生一定的附加应力值。附加应力值偏大从而导致用户燃具使用前附加压力突增，大于燃具正常工作的允许范围，对用户燃具正常使用产生影响，导致燃气的燃烧不充分，甚至引起脱火、离焰、熄火等情况，导致供气的不稳定，因此控制附加压力，是确保高层供气系统正常安全运行的前提。

1.3 自重、体积因素

高层建筑在自重与体积等方面，远超过多层建筑，产生地基的下沉对燃气管道产生较大影响，高层建筑正是由于设计建筑特殊性与复杂性，建筑材料的使用量较多，从而造成建筑体积与重量增加，导致地基承载力偏大，甚至造成地基沉陷，这对天然气管道布置造成一定影响，造成管道弯曲变形，甚至出现气体泄漏的情况，而该因素对高层建筑物产生较大影响。

1.4 压缩应力因素

燃气立管自重所产生压缩应力，同时降低了管道供给水平，然而正是管内外环境的偏差过大致使管道发生伸缩，影响管道供气能力。

2 建筑燃气管道设计分析

2.1 减缓高层建筑物的沉降

由于土地的承載能力有限，加上高层建筑的自重较大，所以建筑普遍存在沉降问题。这就要求在高层建筑建设之前，设计人员要对施工地区的实际地质情况进行科学地勘察，详细了解地质条件后再进行进一步的设计工作。通常的建筑物都会发生一定的沉降，如果地址条件较好，建筑的沉降也较为均匀;反之，建筑物将出现不均匀沉降的情况，而且沉降的幅度也较大，这就会为燃气管道带来安全隐患。基于此，高层建筑的燃气管道安装时要进行一定的保护措施，燃气管道的引入管在主管的基础上要加设辅助套管，管道之间还应留有一定的缝隙，从而保障燃气管道的安全性。

2.2 燃气管道自身重量的控制

高层建筑的建设高度较高，这也在一定程度上增加了建筑内燃气管道的自身重量，从而增加了管道的压应力，压应力的增加容易导致燃气管道出现变形的风险，如变形幅度较大还有可能导致管道泄漏，引起安全事故。因此，解决燃气管道自重问题是保障燃气管道安全设计的有效措施。设计人员可以在建筑的各层内加设管道支撑点，支撑点可以分摊燃气管道的自重，管道压应力也会相应的减少。此外，还可在不改变设计要求的情况下，选择材质较轻的管材以降低燃气管道的自重。设计人员还可以增加燃气立管道的截面积，这种设计方法也可以有效消除管道自重引发的安全隐患。

2.3 控制环境温度引发的管道应力

高层建筑中，在室外安装的主燃气管道容易受到外界温度变化的影响，如在冬天0℃以下时或是夏天的高温环境中，会导致燃气管道出现热胀冷缩，这种破坏程度虽然较小，但日积月累也可能导致管道接口出现扭曲或是受到腐蚀而断裂。解决这一问题可以通过加设波纹管，波纹管可以有效减少管道热胀冷缩引发大变形量，从而减少管道应力。在实际施工中，应对波纹管两端加以固定，波纹管支架应采用活动支架。此外，波纹管数量的确定应结合燃气管道的长度以及建筑所在地区最大温差比而确定。

2.4 注重燃气管道防泄漏设计

天然气最显著的特点就是易燃易爆，所以如果天然气管道发生泄漏，就很容易引发火灾或是爆炸事故，天然气的泄露严重威胁着人们的安全。这就要求相关设计人员在设计燃气管道时必须要加强管道的防泄漏措施。对于燃气管道的防泄漏设计，首先要处理好管道的接缝处，设计人员可以改进连接器具，增加接缝处的气密性;其次，对于接口处应做好防腐措施，避免因腐蚀导致的燃气泄漏;第三，可设置燃气检测装置，如有燃气泄漏情况，检测装置可有效检测空气中的燃气含量，并进行报警。

2.5 高层建筑燃气的计量

在高层建筑中，燃气使用量的计量工作极为关键。在对燃气管道进行设计的时候就需要对后期的燃气使用计量方法予以确定，目前，燃气主要的计量方式为人工现场抄表、智能远程抄表两种。在高层建筑中，基本上都是使用智能燃气远程抄表，在进行户内燃气管道设计安装时，直接设置计量传感器、单片无线数据传输等设备，从而为日后的计量工作提供便利。将传感技术与网络技术合理应用在燃气管道设计中，可以有效的对高层建筑进行燃气的收费与管理工作，不仅减少了工作量，避免了逐户抄表扰民的问题，同时还提升了收费及管理效率。

2.6 安全措施

燃气的应用虽然为人们的生活提供了很大的便利，但是不可否认的是带来了不小的安全隐患问题。如果燃气出现泄漏，会导致中毒、爆炸、火灾等安全事故，对此，必须采用有效的措施保障燃气的安全使用。首先，可以将燃气泄漏报警器设置在高层建筑中，一旦出现燃气泄漏能够及时报警，减少事故的发生;其次，在对燃气管道进行设计的时候，增加设计紧急自动切断阀，其与燃气泄漏报警系统联锁，并可实现远程控制，在出现燃气泄漏及其他事故时及时切断燃气的供应，以此避免人员和财产损失;此外，要求供气单位加强对高层建筑燃气管道的管理，对于高层建筑室内燃气管道以及各种燃气设备者要进行定期的检查与维修，确保燃气管道和设备运行的安全性。

3 结语

确保燃气管道的安全运行，燃气企业责无旁贷、义不容辞，是全职履行的责任与义务，必须以高度的安全意识、先进的安全技术、完备的安全设计措施，编织起完善可靠的安全网，让城市居民放心享用快捷经济的清洁能源，推动城市生态文明的进步。

参考文献

[1]邓松.高层建筑燃气管道安全设计探讨[J].建设科技，2016，（01）：76-77.

[2]李刚.论高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].住宅与房地产，2016，（15）：187.