摘要：我国近几年经济高度繁荣，大量的建筑纷纷的背建起，随之而来的便是土地价格的飞快增长，所以在现在的城市建设中即省土地又能满足更多人的居住要求的高层建筑逐渐成为了主流。但是高层建筑对于天然气管道有很高的要求，需要贴合高层建筑的特点来设计与传统的低层建筑完全不同的天然气管道。如果说天然气管道设计的不合理，那么不仅会影响天然气管道的施工进度，更会影响天然气管道的施工安全，很有可能造成严重的安全事故。
关键词：高层建筑；燃气管道；设计要点
引言
随着城市化建设的不断推进，建设的规模逐渐扩大，由于我国人口数量多，国土面积紧缺，越来越多的超高层建筑拔地而起。燃气作为人们生活的必备能源之一，其在生活中起到不可忽视的作用。然而燃气自身具有一定的特殊性，安全是其设计的首要考虑因素。对超高层建筑的燃气管道设计提高重视，从安全设计着手，从而更好的保证燃气系统的安全性。本文对城市高层建筑天然气管道设计中的一些常见的问题及解决方法进行简单的讨论。
1 影响高层建筑燃气设计的因素
高程建筑中存在很多影响燃气设计的因素，所以在燃气设计前，要全面的了解和掌握这些影响燃气安全的因素，并且进行分析和评估，找出解决的办法。目前，我国高层燃气设计中的影响因素主要有以下几点：一是高层建筑因体积和自重等因素，现代高层建筑的规模和体积很大，自身重量会导致地基下沉，从而会影响到埋设于高层建筑地下的燃气引入管。现代高层建筑功能比较全面，建筑内部存在大量的设备和材料，这大大增加了高层建筑的种类，其地基受到很大的压力，严重的会导致地基下沉，这种情况下，建筑中的燃气管就会到了影响而产生弯曲变形，达到一定程度后就会发生断裂，产生燃气泄漏的情况，这对于建筑和人员的安全来说非常危险；二是高层建筑的高度问题，现代高层建筑很高，空气和燃气的比重的差异导致附加压头不足，这种情况下燃气的有效供给很难保证，用户的使用就会受到影响；三是由于高层建筑燃气立管的自重所引起的压缩应力，这样就会导致管道的供给能力下降。高层建筑中的环境复杂，管道受到内外环境变化的影响会出现伸缩的情况，其供给能力也会受到影响；四是容易受到外力的影响，高层建筑在遇到地震等强力外力的影响时，自身可能会发生一定的变形，这种情况下就会使燃气管道受到压迫，而出现弯曲变形，影响供给能力的同时，还会引发安全事故。
2 高层建筑天然气管道设计要点
2.1 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。
2.2 高层建筑燃气管道的防雷设计
①高层建筑的防雷设计。现代高层建筑中都有防雷设计和设备，不过在燃气设计方面，并没有对防雷因素进行考虑，以至于在高层建筑施工时没有进行燃气防雷建设，而后期如果要进行补救难度很高。所以，高层建筑燃气设计中，也要考虑燃气设备的防雷设计。在实际设计中，可以将燃气引入管的材料定位无缝钢管，接地工作要在钢管接入建筑前完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于需要设置在墙壁上的管道，也要对等电位防雷措施进行严谨的设计。高层建筑顶层是受雷电影响最大的地方，所以顶层的燃气管道要设置在防雷设备的下方，并保持安全距离。除此之外，还可以安装主动式防雷装置，这样可以有效的避免和防范雷电直击管道；②高层建筑暗厨房安装燃气管道的安全措施。高层建筑中暗厨房和外窗时间是不互通的，如果暗厨房内的燃气管道发生泄漏，燃气是不能通过建筑外窗排出的，这种后燃气在暗厨房内会产生堆积，这对于建筑物的安全威胁很大，堆积到一定程度会增加火灾的发生率。所以，高程建筑燃气设计中，可以在暗厨房内安装燃气浓度报警装置。如果暗厨房内的燃气发生泄漏，燃气的堆积就会使报警器作出反应，报警的同时会关闭燃气阀门，同时，还可以在暗厨房安装与外界连通的排放装置，将泄漏的燃气排放到建筑外部。
2.3 附加压头
附加压头的大小与建筑物的高度有关，由于高层建筑的高度非常大，所以导致高层建筑中的天然气管道长度要比低层建筑中的天然气管道长得多，加上天然气的密度和普通空气的密度不一样，所以过长的天然气管道就有可能导致天然气由于大气压的问题而大量堆积在天然气管道里，产生强大的附加压头使天然气无法运输到层数特别高的用户家里，或者导致高层用户家中的燃烧器的前压过大，超出了燃具的正常使用范围，从而导致了层数特别高的用户在家中使用天然气时发生回火、离火、熄火的现象。天然气运输一般都采用由下到上的运输方式，所以当建筑过高，如30层以上的高层建筑由于高度过高，所以它的附加压头值为负数，产生由上到下的压力，极大地阻碍了天然气的运输，也由于附加压头过大，导致用户燃烧器的压力不稳，使天然气的燃烧不充分，从而产生一氧化碳的有害并且十分危险的气体。所以如何消除附加压头的危害也十分的重要。消除附加压头的影响最重要的就是保证用户家中燃烧器的前压保持稳定，对此可以采用设置调节阀以及更改管道口径的办法来达到消除附加压头的影响的目的。在高层建筑中，可以通过减少天然气管道的口径来抵消一些附加压头过大而产生的压力。
2.4 消除燃气立管的应力
高层建筑中燃气管道越长，官道上的压缩应力就越大。而且燃气立管也容易受到环境温度的影响，导致燃气立管产生变形。不仅如此，建筑物受到外力影响，例如强风或者地震，会发生摆动，燃气立管也会受到影响，容易发发生弯曲变形，甚至破裂。所以，在高层建筑燃气设计中，要优化燃气例如的设计，降低燃气立管所受的应力。主要的措施有，首先，可以在立管上选择适当的位置安装弯头组合，降低应力影响。其次，可以在燃气立管上更加实际情况设置数量不等的波纹补偿器。虽然这两种方式都可以有效的降低燃气立管的应力，不过第一种由于弯头较多，操作复杂，而且美观度会受到影响，所以大部分高层建筑都采用第二种补偿方式。通过波纹补偿器的方式补偿的话，燃气立管管段的两端必须要采用固定措施。具体的操作方式需要考虑高层建筑的实际情况和其在地震中发生位移的数据。
结束语
综上所述，超高层建筑燃气管道在安全设计中要根据实际的情况以及当地的环境特点，考虑好安全消防问题以及建筑内部使用等因素，制定出切实可行的供气方案。与此同时，高层建筑管道的设计中要注重其安全因素，避免事故的发生。高层建筑燃气设计受到高层建筑自身和周围环境的影响，确实存在一定的难度，需要我们不断的完善高层建筑燃气设计，保证施工的安全和正常使用，从而确保高层建筑的安全，保证居民的生活。
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论文作者:王毅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
标签：燃气论文; 高层建筑论文; 管道论文; 天然气论文; 压头论文; 建筑论文; 应力论文; 《基层建设》2017年第31期论文;