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摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市用地紧张问题逐渐凸显，在此情况下，高层建筑规模和数量逐年攀升，但由于该类建筑高度高、沉降大，由此也对管道建设质量产生一定影响，同时也增加了燃气管道设计工作难度，甚至还会对人员生命安全造成威胁。主要对高层民用建筑燃气管道设计要点进行了全面分析。
关键词：高层居民建筑；燃气管道；设计
引言
城市化进程的日益推进以及城市居民数量的逐年增加，直接导致城市用地紧张问题，同时也推动着现代建筑工程逐渐开始朝着高层化方向发展。由于高层建筑结构特殊，由此也对燃气行业发展提出较高要求。主要以高层民用建筑为例，对其燃气管道设计要点进行了重点分析，目的在于提升燃气管道运营的安全性与可靠性，为居民的生命财产安全提供保障。
1 高层民用建筑燃气管大设计要点
1.1 关于燃气立管补偿的问题
1.1.1 原因分析
一般情况下，高层建筑的燃气立管需考虑补偿的问题，其产生的原因如下：第一，由于建筑物荷载的差异和地基夯实强度的不足，基础各部分的沉降或多或少是不均匀的，从而使得建筑上部结构中相应地产生额外的应力和变形。地基不均匀超过了一定的限值时，将会导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏。此时沿建筑主体结构架设的燃气立管也会随之开裂、歪斜甚至断裂；第二，当采用户外燃气立管时，应考虑全年温度变化对立管产生的影响。夏季温度较高时金属立管膨胀，冬季温度较低是金属立管冷缩；第三，当燃气管道穿越建筑变形缝时，由于结构主体热胀冷缩而引起的管道位移，应考虑补偿。
1.1.2 补偿办法
为了缓解燃气管道变形的问题，其补偿办法应首先考虑燃气管道的自然补偿，即利用管道自身某一管段的弹性形变，来吸收另一管段位移变形的方法。在设计中具体表现为，多设弯头，加设门支弯（即Π 型补偿）等；若变形量过大，自然补偿无法达到要求，或通过经济性比较自然补偿的代价太高时，应采用补偿器进行补偿。一般高层民用建筑，其立管管径较小，长度不大，自然补偿均能达到要求；对于地基沉降引起管道纵向应力，则在检查桩后设置金属波纹软管即可。
1.2 燃气附加压力
由于我国城市用地紧张问题十分严峻，进而也为高层建筑的发展创造了广阔空间。近年来，建筑高度大于100m 的超高层住宅建筑比比皆是，由于高差引起的燃气附加压力也随之增大。根据《城镇燃气设计规范》GB50026-2006 中相关条文规定居民用气设备为燃气灶具及热水器时，用气设备前的压力范围为1500~3000Pa。当压力低于该下限时，会引起燃烧效率低，燃烧不稳定，出现回火现象；当压力高于该上限时，会出现灶具脱火及热水器不能正常使用等现象。为避免上述问题，有以下几种解决办法，其一根据水利计算确定立管管径，采用多种管径增加其沿程阻力；其二在立管某一点设置低-低压调压器，保证高层用气不超压，但是低-低压调压器设备较大，安装在户内会造成客户纠纷，其投资费用也较大；其三，对于超高层建筑可采用分区供气，将建筑分为上下两区，分别设置燃气供气管道。上区楼层较高，可将供气压力调低，满足上区不超压；下区楼层较低，按照正常压力供气即可。该方案只增加一个供气立管，投资费用较低，适合超高层建筑使用。
2 高层民用建筑燃气管道计量和安全措施
2.1 计量
在高层民用建筑中，燃气用量计量工作至关重要，应在管道的设计之初就确定好合适的计量办法。目前，最为常见的计量方式如智能远程抄表和人工现场抄表2 种。在管道的设计安装环节中，需直接设置好单片无线数据传输设备、计量传感器设备等，以此为后续的计量工作奠定良好基础。此外，还可在管道设计过程中，可对相关网络技术和传感技术等进行合理应用，从而可大幅度减轻工作量，有效弥补了以往逐户抄表的缺陷和弊端，提升管理效率和质量[2]。
2.2 安全措施
2.2.1 加设波纹管
在采用该方式的过程中，需将管道补偿范围两端固定，中间部门可设置为活动支架，数量一般可结合管道的最大温差和实际长度来确定。但该方式的缺陷在于漏气点加，且一旦波纹管受到冲击便会对其应用效果产生直接影响。
2.2.2 自然补偿法
具体如下图，通过该图可知，自然补偿器位于两个固定支撑之间，假定室内温差为20℃，各层楼高为3m，假设管道外径为45mm，此时可用如下公式来表示短臂（L）：
L=1.1×（0.012×△t×H×D/300）0.5（1）
上述公式中，“L”表示自然补偿器的短臂长度（m）；“△t”表示管道温差（℃）；“H”表示自然补偿器的长臂长度（m）；“D”表示管道的外径（mm）。最后得出自然补偿器的短臂长度为0.36m 左右。可见，自然补偿器短臂长度较小，并不会对建筑室内的整体装修产生影响，因此该方式切实可行。但实践中应注意的问题是，应通过焊接的方式连接立管，如若采用丝口连接，会由于长时间的伸缩量补偿，而使弯头产生松动的问题，最终产生漏气问题（见图1）。
图1 自然补偿法图
通过对上述2 种安全措施进行对比，发现两者均具有可行性，从安全角度进行分析，自然补偿法的安全系数更高；从施工角度来看，加设波纹管的操作更加便捷。实践中过程中，设计人员可结合工程的实际情况和要求进行选择，从而最大限度的提升燃气管道应用的安全可靠性。
3 高层民用建筑燃气管道设计注意事项
3.1 美观性设计
对着人们物质生活水平的不断提升，现如今，很多居民均对自己的住宅有着更高要求，不仅仅局限在建筑的基本功能上，同时还要具备一定的舒适性和美观性。但从目前实际发展情况来看，个别住户为追求装修美观，经常会对燃气管道进行改造，进而直接增加了管道应用的安全隐患，为改变上述现状，要求相关设计人员具备一定的超前意识，即在设计之初就对管道美观性进行重点考虑，综合布局，在确保管道可靠性和安全性的基础上，使其与室内装修产生和谐之美。
3.2 消防设计
高层民用建筑一旦发生火灾，其逃生难度往往要大于普通住宅，为此，必须要提升对燃气管道消防设计的重视程度，优先选择先进设备和工艺，从而最大限度的提升燃气管道应用的安全性，使其更好的服务于百姓生活。
4 结语
综上所述，高层建筑民用建筑的燃气管道设计与居民的日常生活息息相关，稍有不慎便极易引发各种安全事故，威胁住户的生命财产安全。鉴于此，在今后的管道设计工作中，相关人员一定要对诸多因素进行综合考虑，并选择合适施工工艺和设备材料，结合工程的实际状况和要求选择恰当合理的施工方案，如此才能最大限度的提升高层民用建筑燃气管道运行的安全性，促进建筑行业的健康稳定发展。
参考文献：
[1]祝亚军. 高层建筑室内燃气管道设计若干问题分析[J]. 中国管理信息化，2016，19（16）：72-73.
[2]孔令云. 高层建筑燃气管道设计有关问题的探讨及应用[J]. 上海煤气，2016，48：25-28+33.
论文作者:龚常青,吴嫦
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/17
标签：管道论文; 燃气论文; 民用建筑论文; 高层论文; 自然论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;