城市高层建筑燃气管道安全设计分析

王鑫

摘 要： 随着中国经济的蓬勃发展，城市化进程日益加快，城市土地资源日趋紧张，在一些大、中型城市高层建筑应运而生。这些高层建筑不同于低层建筑，对燃气管道设计的安全性要求尤为严格。这成为高层建筑设计必须面对的设计重点和设计难点。其设计既要考虑建筑地质环境，又要考虑气源特性，使用工艺特性，用户特点及要求;既要重视整体性设计又要关注局部设计，避免由于设计不当而引起各种安全事故。使高层建筑中的商业用户、居民用户安全可靠地使用燃气，是燃气设计人员必须要面对的问题。

关键词： 城市高层建筑;燃气管道;安全设计

【中图分类号】TU996.7 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）09-0047-01

1 导言

目前，我国城市依然处在飞速发展的阶段，结合经济效益、市政用地压力等因素，越来越多的高层建筑的出现已成为必然趋势。通过结合以往工程实际案例可以看出，对高层建筑燃气设计中还存在一些问题，需要我们高度重视，并采取合理的措施，为今后的设计奠定一定的基础，同时希望燃气设计人员共同进行研究，进一步完善高层建筑中的燃气设计，使高层建筑的用户能够更加安全可靠地使用天然气。

2 高层建筑燃气管道设计存在的问题

2.1 建筑物沉降的影响

建筑物沉降现象普遍存在，对于高层建筑尤为显著。由于高层建筑楼层高、体量大，有着很高的自重，会对地面造成极大的压力，引起高层建筑的地基产生一定程度的沉降。在一定数值范围内的沉降对高层建筑的結构稳定性没有影响，但是超过设计限制，将会对建筑物造成一定程度的破坏。由于燃气工程的安全性要求，沉降过程会给燃气引入管带来较大的切应力，可能导致引入管道破裂而发生泄漏事故。燃气管道设计必须要解决建筑沉降的影响，以保证使用安全。

2.2 管道阻力因素的影响

在高层建筑的中上部区域中，燃气管道内会一定的附加压力，并随着建筑层数的提升而导致压力值不断加大。例如，在高层建筑的顶部楼层区域中，建筑业主使用燃气管道进行点火做饭时，普遍存在着燃气供应稳定性较差与气流不平稳的问题，并可能出现燃气泄露、人体吸入过量燃气等安全事故。在建筑内部所居住业主数量过多时，也会导致燃气管道气压值出现增大现象。

2.3 环境因素的影响

在当前我国多数城市高层建筑中，燃气管道的铺设区域分为两部分，分别为室外铺设的燃气管道，以及在建筑室内铺设的燃气管道。而在燃气管道使用过程中，位于室外铺设的燃气管道会持续受到气候环境的影响干扰，从而出现管道破裂、燃气泄露问题。例如，在我国北方区域中所分布高层建筑中，室外燃气管道受到夏秋季节过大温差影响，导致管道出现热胀冷缩反应，并有一定可能出现管道破裂问题。在我国南方区域中，空气湿度较高，燃气管道受到潮湿空气的持续腐蚀，有可能出现管道外层结构腐蚀破损问题。此外，燃气管道也会受到雷电流打击、外力碰撞等多种问题与自然因素的共同影响，从而出现燃气泄露、管道破裂等安全问题。

3 城市高层建筑燃气管道安全设计控制要点分析

3.1 开展建筑物下沉补偿设计工作

在多数城市高层建筑工程中，由于建筑层数较多、地基所承受静载负荷相对较大，因此在建筑施工与早期使用阶段中会持续出现建筑下沉问题。这一阶段也是管道破裂与燃气泄露安全问题的主要出现时间阶段。针对这一问题，要在燃气管道设计环节中充分考虑到建筑沉降因素所造成的影响，计算具体的建筑沉降速率与总体沉降量。随后在其基础上优化整体建筑燃气管线布局结构，引入金属软管以及波纹管，实现对城市高层建筑下沉补偿的提供。此外所引入金属波纹管也具有较强的抗腐蚀与变形特征，可以对建筑燃气管道提供全面性的安全防护保障。

3.2 提高设计人员素质，加强设计过程监控

高层建筑燃气管道安全设计的关键还是人的问题，燃气设计人员必须具有扎实的专业知识，丰富的设计经验，要具有安全责任意识，既要有原则性，又要有灵活性，既要有主人翁意识又要有服务意识，设计人员综合素质要高。对高层燃气管道设计过程要加强监控，对设计全过程进行监控，要在确保燃气使用安全的前提下，充分考虑用户需求，要和用户进行充分地沟通，要对工程设计图纸进行详细地审核。

3.3 对燃气管道材料做好防雷与防腐蚀安全设计工作

在高层建筑的顶部区域中设置防雷带与引雷装置，确保在高层建筑造成雷电流打击时，雷电流的首要打击目标并非为高层建筑的燃气管道。此外，将高层建筑中所铺设燃气管道与接地线二者之间的间隔距离保持在安全范围内，避免雷电流在入地过程中对周边区域中所分布燃气管道造成损害影响。在燃气管道防腐蚀设计领域中，应在管道安装作业开展前做好燃气管道除锈处理作业，直至管道内外壁洁净性符合设计要求为止;选择适当涂料，在燃气管道表面结构上涂刷一定厚度的防腐蚀涂层，并保障涂层的均匀平整性、厚度均符合设计要求;定期对建筑燃气管道开展防腐蚀涂层修复作业;做好燃气管道周边区域的场地清理作业。

3.4 做好燃气管道减震安全设计工作

在高层建筑受到地震、泥石流、山体滑坡等不可抗力因素影响时，建筑主体结构会受到较大冲击，出现一定频率、幅度的震动。而在建筑震动过程中，也有可能出现燃气管道破裂、燃气泄露等安全问题。因此需要做好建筑燃气管道的减震安全设计工作，在燃气管道铺设线路两侧设置辅助减震设备，并在管道与建筑室内外结构接触区域中做好管道防震处理（如在建筑与燃气管道的各处接触点设置减震橡胶垫）。

4 结束语

总之，为进一步提高城市高层建筑的安全系数，避免燃气泄露等安全事故的出现。要明确各项城市高层燃气管道设计难点，开展全面性的燃气管道安全设计工作，为建筑业主的人身财产安全提供有力保障。

参考文献

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