付樂樂

摘要：隨著城市化進程的加快，高層建筑的數(shù)量越來越多，對建筑的整體安全性也提出了更為嚴格的要求。與傳統(tǒng)建筑相比，高層建筑高度高，內(nèi)部結構復雜，人員密度大。一旦發(fā)生火災，可能造成相當嚴重的后果。基于此，相關人員需要在燃氣設計中高度重視管道的安全設計，提高設計方案的合理性和有效性，切實保障管道用氣的安全。

關鍵詞：高層建筑;管道燃氣設計;安全設計

1高層建筑燃氣管道安全問題探討

大家都知道，煤氣的使用存在一些隱患。特別是對于高層、人口密集的商業(yè)區(qū)，一旦發(fā)生燃氣泄漏或爆炸等安全事故，勢必造成不可估量的財產(chǎn)損失，甚至嚴重威脅周邊群眾的人身安全。

為了避免此類事故的發(fā)生，高層建筑燃氣管道的早期設計應以安全為首要考慮因素。通過詳細的計算和規(guī)劃，可以滿足相關的安全檢查標準，為后續(xù)的施工過程打下堅實的基礎。同時，高層建筑燃氣管道的安全設計還應結合我國的具體國情和建筑周圍的野外環(huán)境。在我國大多數(shù)城市規(guī)劃中，居住區(qū)與商業(yè)區(qū)存在一定程度的混合，一些高層建筑承擔著商住兩用的特殊功能。因此，在具體建設項目的安全設計中，必須全面、科學地綜合各種因素，從而制定出最合理的設計方案。

2高層建筑燃氣管道安全的影響

2.1建筑物沉降的影響

由于高層建筑本身的荷載大，受地質條件和建筑荷載等因素的影響，高層建筑會產(chǎn)生不同程度的地基沉降，建筑物沉降的程度也受許多外部因素的影響。對于城市高層建筑燃氣管道，如果建筑物主體的沉降程度不同，由于燃氣管道處于靜態(tài)狀態(tài)，燃氣管道引入管在建筑物基礎沉降過程中會形成較大的剪應力，容易造成燃氣管道斷裂和損壞，事故后果非常嚴重[1]。

2.2建筑結構附加壓力對輸氣管道形成的影響

與普通建筑相比，城市中的高層建筑不僅高度更高，而且重量更重。因此，建筑物本身對地面形成的附加應力的影響也非常復雜。在高層建筑的強荷載壓力作用下，經(jīng)常會出現(xiàn)燃氣管道損壞、破裂等現(xiàn)象。如果樓內(nèi)壓力過低，用戶將直接造成供氣壓力損失或壓力過載等問題。如果建筑物附加應力過高，直接超過輸氣管道的極限承載力，就會產(chǎn)生失穩(wěn)因素，直至管道破裂。

2.3建筑選線的影響

高層建筑燃氣管道的設計是一項基礎性工作。燃氣管道能否正常使用，直接影響到整個高層建筑工程的造價，也直接影響到整個供氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此，在選擇高層建筑燃氣管道材料和型號時，要切實掌握當?shù)氐膶嶋H環(huán)境條件，并按設計圖紙的要求進行設計。如果輸氣管道設計工作與實際情況存在較大差異，很可能引發(fā)后續(xù)的供氣安全問題。

3解決措施

3.1管道附加壓力計算和消除

相關分析表明，在民用低壓燃氣灶的設計中，額定壓力一般能達到2000pa，高層建筑具有獨特的特點，能使灶具的壓力在合理的范圍內(nèi)波動。如果爐子比額定壓力高0.75-1.5倍，可以滿足高層建筑的應用需求。但如果壓力逐漸升高，會導致灶具的熱耗率下降，燃燒強度不夠，導致回火。另外，在燃燒不足的情況下，煙氣中的一氧化碳會增多，容易引起煤氣中毒，更嚴重的是會引起火災、爆炸等情況。因此，在高層建筑燃氣管道的設計中，應注意管道的建筑物沉降補償和溫差變形的應力補償。根據(jù)國內(nèi)高層建筑燃氣管道設計的基本情況，低壓進戶方式被廣泛采用。在低壓輸氣管道的壓力損失計算中，需要對大型管道引起的高層建筑附加壓力進行分析。在高層建筑燃氣管理設計中，如果管道附加壓力過大，灶具前的壓力將比額定壓力高1.5倍。如果高層建筑安裝燃氣管道后，壓力為P1，數(shù)值為2000Pa，此時，如果燃氣管道安裝工作不能達到標準要求，導致只有少數(shù)住戶使用管道燃氣，那么附加壓力僅為燃氣表阻力和燃氣量之和管道阻力。如果家用爐灶前的壓力為P2，則附加壓力可按有關規(guī)定計算。公式為：P2=P1+△H=150pa=185pa+5.83h，如果家用爐灶前壓力為3000pa，則H值為197m，具體來說，當高層建筑高度大于197m時，燃氣管道的附加壓力會使爐灶前壓力高于爐灶的工作范圍燃燒器。因此，要使燃氣爐前壓力波動程度保持在最小范圍內(nèi)，保證燃氣系統(tǒng)壓力與額定壓力無明顯差異，就必須在燃氣管道設計時采取合理的方式，以減少附加壓力的不利影響天然氣管道上的壓力。

3.2建筑沉降分析和應對

相關分析表明，在民用低壓燃氣灶的設計中，額定壓力一般能達到2000pa，高層建筑具有獨特的特點，可以使燃氣灶的壓力在合理的范圍內(nèi)波動。如果爐膛比額定壓力高0.75-1.5倍，可以滿足高層建筑的使用要求。但是，如果壓力逐漸升高，灶具的熱耗率就會降低，燃燒強度不夠，導致回火。另外，在燃燒不足的情況下，煙氣中的一氧化碳會增多，容易引起煤氣中毒，更嚴重的是會引起火災、爆炸等情況。因此，在高層建筑燃氣管道的設計中，應注意建筑物的沉降補償和溫差變形的應力補償。根據(jù)國內(nèi)高層建筑燃氣管道設計的基本情況，低壓進戶模式被廣泛采用。在低壓輸氣管道壓力損失計算中，有必要對大型管道引起的高層建筑附加壓力進行分析。在高層建筑燃氣管理的設計中，如果管道附加壓力過大，灶具前的壓力將比額定壓力高1.5倍。如果在高層建筑內(nèi)安裝燃氣管道后，壓力為P1，壓力值為2000Pa，此時如果燃氣管道安裝不能達到標準要求，導致只有少數(shù)住戶使用管道燃氣，則附加壓力僅為燃氣表阻力和燃氣量之和，以及管道阻力。如果家用爐灶前的壓力為P2，則附加壓力可按有關規(guī)定計算。公式為：P2=P1+△H=150pa=185pa+5.83h，若家用爐灶前壓力為3000pa，則H值為197m，具體為高層建筑高度大于197m時，燃氣管道的附加壓力會使爐前壓力高于爐子的工作范圍。因此，為了使煤氣爐前壓力波動保持在最小范圍內(nèi)，保證煤氣系統(tǒng)壓力與額定壓力無明顯差異，在輸氣管道設計中，必須采取合理的方法，以減少附加壓力對天然氣管道壓力的不利影響。

3.3做好防雷、防靜電和防腐工作

在對高層建筑燃氣管道進行防雷設計時，必須對雷電感應雷和直擊雷進行合理的防護設計。防雷設計時，屋頂燃氣管道及閥箱應與屋頂女兒墻避雷針連接，連接處應多于兩處。同時，連接避雷針時，宜采用圓鋼雙面焊接，焊接長度應大于圓鋼直徑的6倍，焊接處應做防腐處理。另外，在燃氣管理防雷設計時，應注意防雷接地裝置的沖擊接地電阻應小于10，燃氣管道的靜電接地電阻不應大于100。一般情況下，管道與設備法蘭連接宜采用鋼板橋接的方法，同時螺紋應采用圓鋼連接，其阻力值應大于0.03。另外，在對室內(nèi)壓力無縫鋼管進行防腐處理時，要對鋼管銹進行全面清理，使鋼管表面有金屬光澤，然后刷一層P207防腐底漆，再刷兩層銀漆，最后涂上黃色標記，以利防腐區(qū)別。

結語

總之，高層建筑本身的特殊性使其對燃氣管道設計有著相當嚴格的要求。對于設計人員來說，應充分考慮建筑物高度、建筑物沉降、管道壓力、環(huán)境溫度、消防安全等因素的影響，確定科學合理的燃氣管道設計方案，確保管道運行安全。另外，高層建筑燃氣管道應與建筑主體結構同時設計、同時施工，避免重復施工現(xiàn)象。必須認識到安全問題是輸氣管道設計中必須注意的核心問題。在充分認識安全問題的基礎上，保證輸氣管道設計的安全。

參考文獻：

[1]孔令云.高層建筑燃氣管道設計有關問題的探討及應用[J].上海煤氣，2019，（1）.

[2]王淑靜.超高層建筑燃氣管道設計及安全措施[J].煤氣與熱力，2018，33（10）.

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