摘要：城市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源，发展城市燃气可以节约能源，减轻污染，提高人民生活水平，社会综合经济效益显著，近几年来，我国的新建建筑群等拔地而起，各类新建建筑物楼前的管线越来越多，而燃气管线的布置相比见其他地下管线又比较严格，加之现代化建筑结构的多样化，所以燃气管道的合理设计就显得尤为重要。这就给各种管线的设计人员提出了更高的要求，既要考虑成本经济合理，又要便于后期维修管理。下面就燃气设计问题谈一些粗浅的看法，供同行商讨。
关键词：高层建筑；燃气管道；设计分析
1.影响高层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。
2.埋地燃气管道阴极保护的设计
2.1燃气管道的阴极保护方法
不管是高层建筑的燃气管道还是城镇其他地方的燃气管道，都是埋在土壤中的金属管道，进行阴极保护就是根据外在的手段强迫电解质中被保护的金属表面都成为阴极，这样才能抑制腐蚀现象。燃气金属管道进行阴极保护主要是为了更好的减少保护的成本，需要有非常好的防腐绝缘设置。依据保护电流的供给方式，实施阴极保护技术能够采用两种方式：一种是牺牲阳极法，一种是强制电流法。第一种方法存在的优点是：不需要外部的电源，而且对外界的干扰比较小，后期安装维护的费用不高，也不需要进行征地，电流保护利用的效率比较高等等，所以比较适合城市范围内埋地钢管的腐蚀处理。第二种方式的优点有：保护的范围比较大、适合的范围同样比较大、激励电势以及输出的电流比较高、综合费用不高等，对于长运输管线或者城市郊区管线的防腐比较适合。假如在市区的高层建筑中运用这种方式，就会因为其产生一些干扰电流对其他管线和建筑物产生影响，而且还需要占地，实施的难度比较大。
2.2埋地燃气管道阴极保护的设计
电防护法在应用的时候要符合以下几个要求，在土壤电阻率＞200Ω•m的时候不能使用锌阳极，在土壤电阻率＞100Ω•m的时候不能使用镁阳极。采用牺牲阳极法的时候，选用阳极的保护效果应对地电位应达到-0.85V。在通电的情况下，阴极的电位跟自然电位向负方向变化值应大于300mV，土壤中的硫酸根含量大于0.5%的时候，在通电之后，对地电位应达到-0.95V。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在牺牲阳极埋设的时候，跟需要保护的燃气管道之间的距离不能小于0.3米，也不能大于7米，埋设的深度不能小于1米，需要在相对潮湿的土壤中埋设。
3.引入管设计
在高层建筑燃气的引入管进行设计的时候，要跟当地的地质状况结合在一起，还要重点结合高层建筑的沉降导致的燃气引入管的补偿问题。这样在建筑物出现沉降现象被挤压的变形或者断裂的时候，就能很好的防止燃气引入管的安全事故的发生。就燃气引入管而言，主要是跟建筑物成垂直的布置，还需要穿越建筑物的墙体，具体的受力状况跟建筑物沉降对管道产生的剪切力相关。在确定波纹管补偿器的具体安装位置的时候，假如非要把波纹管补偿器在地下进行安装的时候，就必须要考虑波纹管补偿器防腐方面的问题。
4.室内燃气立管设计
在高层建筑燃气管道安全设计的时候，要考虑到温度边形问题，一般情况下需要在建筑物中间楼层加设相应的波纹管补偿器，这样能够对燃气管道进行补偿，具体的补偿量是根据理论方面的计算以及实际的应用效果来确定的。因为室内的燃气立管相对比较长，自重也相对比较大，在设计的时候就必须要考虑管道支撑方面的问题。在室内燃气立管设计的时候，可以采取的措施主要是：在燃气进户的楼层或者是上一层加设一段横向的管道，利用这些横管段来承受燃气立管自身的重量。同时为了避免出现在立管向横管转向处的弯头受力不均匀的状况（受力不均匀会导致螺纹损坏），在转向管件的上一层的楼板的地方的管道处要焊接一个角钢支架，主要的目的就是为了更好的保护螺纹管件。事实上，当立管的高度超过100米的时候，可以在50米的位置左转换立管的位置，这样就形成了一个“N”字形，这样在美观的同时，才能更好的保证燃气管道的安全。
5.引入管的选材设计
要连接室内和外燃气管道，就需要燃气引入管，这个引入管的质量跟燃气工程是不是能够安全运行有着很大的关系。一般来说，燃气引入管都是沿着居民楼前进行铺设的，个别时候还需要跨越多个管道才能到达高层建筑的燃气引入的部位，这就难以避免会受到环境的侵蚀。所以，在设计的时候要注重燃气引入管的选材，可以选择钢骨架聚乙烯塑料复合管，这种材质的耐腐蚀性比较高，受到周围环境影响也比较小。可以结合具体的现场要求，对这种管材进行人工弯制处理。
6.室内燃气管的安装设计
在对高层建筑燃气管道设计的时候，要允许对表后管部分进行暗埋或者暗封处理。对于铝塑复合管来说，其特点是耐腐蚀、耐压力、柔性抗震，但是在外力的冲击下容易破损。所以，要注意管材的质量要符合国家相关要求。在竣工图上要把明埋、暗埋、暗封管道的位置标明，还要标准具体的走向，燃气公司以及用户都留
一份方便查询。在暗埋、暗封设计的时候，要整管进行铺设在专用的槽内，这个沟槽的宽度外径的两侧需要加15mm~20mm，具体的深度要比管外径多出10mm，顶部需要有保护盖。假如用户需要用瓷砖等材料作为装饰，要提示用户做一些特殊的标记。在穿越处或者沟槽口设置套管，要注意具体的弯曲半径。在管道井内铺设的时候，要有非常明显的标志，跟其他管道保持大约100mm的距离。
结论
随着人们对于环境质量的要求变得越来越高，城市对于环境保护也有了新的认识，开始注重清洁、高效的新能源的应用。燃气是城市发展的绿色能源，燃气管道设计跟城市居民有着密不可分的关系，能够很好的改善城市能源利用水平。在高层建筑日益增多的今天，高层建设燃气管道的安全性显得至关重要，设计的时候要合理、周到，能够为居民的生活提供方便。
参考文献：
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[2]程心宇，林子辰，李晓岳，敖小红.某超高层建筑燃气管道井通风方案[J].煤气与热力，2016，36（02）：22-24+29.
论文作者:袁汝敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：燃气论文; 管道论文; 高层建筑论文; 阴极论文; 阳极论文; 管线论文; 建筑物论文; 《基层建设》2019年第10期论文;