摘要：高层建筑中燃气管道的安全设计对建筑使用者的生命财产安全有着重要的影响，不过在实际使用过程中，高层建筑燃气管道由于受到多种因素的影响，容易存在一些安全隐患。相较于普通建筑，高层建筑在建设高度以及自身重量方面有了明显的增加，这就为燃气管道的安全设计增加了一定的难度。设计人员在对高层建筑的燃气管道进行设计前，应充分考察施工地的环境情况和地质情况，结合施工中可能存在的各种因素，对燃气管道进行科学设计，从而进一步提升燃气管道的安全性与可靠性，使居民的生命财产得到有效保障。
关键词：高层建筑；燃气管道；安全设计
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。现代高层建筑的功能比较全面，有大量的建筑内的设备和材料，大大提高了高层建筑的基础类型，在巨大的压力下，将导致严重的地面沉降，在这种情况下，建筑物内的燃气管道会受到影响产生弯曲变形，断裂发生一定程度上产生气体泄漏后，建筑物和人员的安全是非常危险的；二是高层建筑的高度，现代的高层建筑是非常高的，空气和气体之间的差别比例导致额外的压头，在这种情况下，天然气的有效供应，很难保证用户将受影响三是由于建筑物内气体压力过高而造成的立管重量的压力，从而导致管道的供给能力下降。在复杂环境下的高层建筑，由内部和外部的扩张将发生环境变化的管道效应，供应能力将受到影响；四是容易受到外力的影响，高层建筑在地震等强烈的外部影响时，它可能会变形，这种情况下会被压缩，使天然气管道弯曲变形，同时影响了供应量，会导致事故的发生。
2高层建筑燃气设计的消防安全要求
2.1紧急切断阀系统
《城镇燃气设计规范》中规定，在对高层建筑的燃气管道进行设计时，应在管道的上升总管处设置紧急切断阀系统。紧急切断阀结构通常有两种形式，首先是无手动气动切断阀，该结构是通过氮气的压力使切断阀保持开启状态，当火情出现时，控制室的工作人员可将球阀开启，氮气被释放后，紧急切断阀将会随之关闭。紧急切断阀系统中还需设置旁通管和旁通阀门，这样便于对紧急切断阀的检修与维护工作。第二是带手动气动紧急切断阀，此种形式的紧急切断阀可采用手动和气动两种操作形式，其可靠性较高，所以此种形式的设计应用也较为普遍。除此之外，在一些建筑中，氮气管的铺设会存在一定困难，所以，在设计中也可将气动控制改为电动控制。该系统将一个储气罐安装在氮气罐上，储气罐用氮气瓶通过紧急切断阀加入氮气，气压应保持在0.3~0.5MPa。出口阀为电磁阀，将控制箱与电箱相连。当火灾事故发生时，消防控制室的工作人员可以启动切断开关，切断紧急切断阀，如果自动控制系统出现故障，也可通过转动手轮进行手动关闭。
2.2防雷、防静电及防腐
对于高层建筑燃气管道的防雷设计，应当对雷电感应、直接雷击和雷电波侵入采取相应的防护设计。在防雷设计过程中，楼顶燃气管道以及阀门箱应当与楼顶女儿墙的避雷带相连接，其连接处不得小于两处。避雷连接应采用大于或等于DN8mm的圆钢双面焊接，焊接长度不得小于圆钢直径的六倍以上，焊接处也要做相应的防腐处理。燃气管道的防雷设计还应注意的是，防雷接地装置的冲击接地电阻不应超过10Ω，燃气管道静电接地电阻不能超过100Ω。通常应选用铜片跨接的方式对管道和设备法兰进行连接，选用大于等于DN8mm的圆钢进行螺纹连接，其电阻值最低不能小于0.03Ω。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于室外中压无缝钢管的防腐处理一般采取如下措施：首先要彻底清除钢管锈迹，使钢管表面呈现金属光泽。然后先刷一道P207防腐底漆，再刷一道P205防腐底漆，再刷两道银粉漆，最后刷黄色标志进行区别。
2.3高层建筑燃气用户安全防护
热水器的选择也极大地影响着燃气管道的安全，所以高层建筑居民应选择符合安全标准的热水器。《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12—2013中规定：直排式热水器不能安装在浴室内。在民用建筑中，于室内通常安装平衡式或强制排烟式热水器。有些建筑因使用时间较长，所以燃气管道与燃具连接的胶管出现老化或损坏的现象，这就为燃气安全使用带来巨大的安全隐患。设计人员在对此处进行设计时可以选用硬连接或是新型材质的连接管道。此外，还可在燃气管道处设置用户燃气浓度报警自动切断装置以及管道燃气稳压自闭阀等装置，这样可以在第一时间发现燃气泄漏情况并及时进行处理，从而进一步保障居民的用气安全。
3城市高层建筑燃气管道的安全设计
3.1减缓高层建筑物的沉降
由于土地的承载能力有限，加上高层建筑的自重较大，所以建筑普遍存在沉降问题。这就要求在高层建筑建设之前，设计人员要对施工地区的实际地质情况进行科学地勘察，详细了解地质条件后再进行进一步的设计工作。通常的建筑物都会发生一定的沉降，如果地址条件较好，建筑的沉降也较为均匀；反之，建筑物将出现不均匀沉降的情况，而且沉降的幅度也较大，这就会为燃气管道带来安全隐患。基于此，高层建筑的燃气管道安装时要进行一定的保护措施，燃气管道的引入管在主管的基础上要加设辅助套管，管道之间还应留有一定的缝隙，从而保障燃气管道的安全性。
3.2燃气管道自身重量的控制
高层建筑的建设高度较高，这也在一定程度上增加了建筑内燃气管道的自身重量，从而增加了管道的压应力，压应力的增加容易导致燃气管道出现变形的风险，如变形幅度较大还有可能导致管道泄漏，引起安全事故。因此，解决燃气管道自重问题是保障燃气管道安全设计的有效措施。设计人员可以在建筑的各层内加设管道支撑点，支撑点可以分摊燃气管道的自重，管道压应力也会相应的减少。此外，还可在不改变设计要求的情况下，选择材质较轻的管材以降低燃气管道的自重。设计人员还可以增加燃气立管道的截面积，这种设计方法也可以有效消除管道自重引发的安全隐患。
3.3控制环境温度引发的管道应力
高层建筑中，在室外安装的主燃气管道容易受到外界温度变化的影响，如在冬天0℃以下时或是夏天的高温环境中，会导致燃气管道出现热胀冷缩，这种破坏程度虽然较小，但日积月累也可能导致管道接口出现扭曲或是受到腐蚀而断裂。解决这一问题可以通过加设波纹管，波纹管可以有效减少管道热胀冷缩引发大变形量，从而减少管道应力。在实际施工中，应对波纹管两端加以固定，波纹管支架应采用活动支架。此外，波纹管数量的确定应结合燃气管道的长度以及建筑所在地区最大温差比而确定。
3.4注重燃气管道防泄漏设计
天然气最显著的特点就是易燃易爆，所以如果天然气管道发生泄漏，就很容易引发火灾或是爆炸事故，天然气的泄露严重威胁着人们的安全。这就要求相关设计人员在设计燃气管道时必须要加强管道的防泄漏措施。对于燃气管道的防泄漏设计，首先要处理好管道的接缝处，设计人员可以改进连接器具，增加接缝处的气密性；其次，对于接口处应做好防腐措施，避免因腐蚀导致的燃气泄漏；第三，可设置燃气检测装置，如有燃气泄漏情况，检测装置可有效检测空气中的燃气含量，并进行报警。
结论
综上所述，我国的城市建设进入了一个黄金时期。该市大量的高层建筑已建成或建造。燃气工程作为高层建筑的重要设施，其安全性和功能性备受关注。此外，高层建筑的高层建筑本身和周围环境气体设计的影响，确实有一些困难，我们需要不断提高高层建筑燃气设计，保证施工的安全和正常使用，从而确保高层建筑的安全，确保居民的生活。
参考文献：
［1］黄烈旭．探讨高层建筑燃气设计存在的问题与对策［J］．山东工业技术，2016(08):80．
［2］裴树仙，周英超．高层建筑燃气设计相关问题研究［J］．企业研究，2011(20):182．
论文作者:柴家文,姚琨
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/19
标签：燃气论文; 管道论文; 高层建筑论文; 氮气论文; 建筑论文; 切断阀论文; 自重论文; 《防护工程》2017年第35期论文;