摘要：城市化发展为人们带来各种便利的同时也带来了一系列的问题，在原建筑用地建设高层建筑成为缓解城市用地紧张的首要方案，高层建筑的结构较为复杂，不仅注重人们的居住舒适度，在整个功能建设方面更加科技化，全面化，在带给居住者便捷的同时也对建筑安全提出了更高的要求，增加了建筑设计的难度。燃气工程铺设初期，所有的管线需要预留，整个高层建筑的燃气管道设计成为重中之重，要求设计需以高层建筑的实际情况为出发点，将各种问题纳入设计范围内，并对影响燃气安全正常使用的不良因素加以分析，确保建筑内居民的生命安全，因此，本研究以高层建筑燃气管道设计要点为出发点，对其可能出现的影响因素加以分析并研究设计要点。
关键词：高层居民；建筑燃气；管道设计；几点认识
1导言
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。
2高层民用建筑燃气管大设计要点
2.1关于燃气立管补偿的问题
2.1.1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。
2.1.2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。
2.2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。
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3高层建筑燃气设计的安全要求
3.1减少地基沉降
土层的承载力都有一定限度，此外，高层建筑由于其自重较大，施工完成后，会产生一定的沉降。这就要求在高层建筑施工前，工程勘察人员要对施工区域的地质情况进行全面详细的勘察，为设计者提供可靠的地质资料，从而提高设计的合理性，减少建筑的工后沉降。
3.2避免管道构架附带过多压力
针对高层建筑燃气管道附带过多压力的问题，目前方案繁多，但主要使用的是在入户燃气表的前方增设一个低压调压器。该低压调压器不仅可以解决附带压力的问题，还能在小范围内对燃气压力受到的压力进行调节，确保燃气使用器具受到的压力保持稳定。另外，也可以设定截流阀，加大燃气流动过程中的中间阻力，降低燃气压力。
3.3避免管道热胀冷缩产生的作用力
在燃气管线设计中，管道常由于热胀冷缩而产生应力，使管道接口出现损坏导致燃气外泄而造成安全隐患。而波纹管可有效避免这种应力作用，减少因温差造成的各种伸缩应力。但是使用时需要对两端加以固定，中部使用活动支架，以自然补偿方案解决温差产生应力问题。
3..4解决高层建筑管道自重大的问题
因楼层不断升高，燃气管道在使用过程中需不断加长，因管道自身具备一定的自重，一旦管道自重过大，很可能造成管道断裂进而造成燃气泄漏，因此，需要使用固定支架进行加固。设计时，需将固定支架与建筑物设计为一个整体，另外，还需将室内和室外管线加以区分，例如，室内立管应与建筑物形成一体，这需要每隔8层进行固定支撑，室外管道则需每隔7层进行固定支撑。
3.5提高高层建筑燃气管道的抗震性能
由于我国国土面积广阔，面对各种地质条件，位于不同区域的高层建筑的燃气管道设计也应有所差别，需要考虑当地的环境特点以及高层燃气可能面临的问题。地壳运动活跃地带的高层建筑在设计初期，需对其抗震强度进行综合考虑。设计时，应借助地震响应特征对其制定抗震方案，首先要安装减震装置，可安装于燃气管道室内横向管道处，立管则安装在楼层接连位置。另外，根据燃气管道弯曲应力等特点，还需在楼层间增设支撑点。
3.6做好管道的避雷措施
高层建筑因为高度和造型等多方面因素的影响，在下雨时极易受到雷击，因此，高层建筑的燃气管道在设计之初，设计人员要高度关注其防雷问题。燃气管道的防雷方案要由电气专业和燃气专业人员共同设计，防雷方案的核心是保证燃气管道的加空管和外立管能够有效降低或减少雷击造成的损害。常规情况下，要避免将高层建筑的燃气管道的室外立管设置在高层建筑的突起部位，如屋檐边等位置。施工有特殊要求时，应将燃气管主管道沿着高层建筑外墙通到天面层，再从天面层向下分支出立管，使其经过中间天井引入建筑内各用户家中。在上述情况下，要给设置在外墙的燃气管道做好防雷接地措施，防雷接地装置应间隔9~12cm，防止雷电侧击造成的损伤。另外，还要使用金属隔网将天面层燃气管道进行屏蔽，并主动架设防雷设备。
4结语
综上所述，高层建筑燃气管道的设计和施工同人们的日常生活有极为密切的关系，在很大程度上直接影响人们的生命健康和财产安全。高层建筑的燃气管道设计和施工难度较大，因此，进行高层建筑燃气管道设计和施工时，必须与工程的实际情况相结合，综合考虑各种安全因素后，选择科学合理的设计方案，从而提高高层建筑燃气管道设计的安全性。
参考文献
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[4]李金城.高层建筑燃气管道设计要点分析[J].门窗，2016（09）：148.
论文作者:刘春华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/10
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