高層建筑燃氣管道設計的探討

王丹

（北京建筑大學，北京100044；北京市燃氣集團有限責任公司，北京100035）

高層建筑燃氣管道設計的探討

王丹

（北京建筑大學，北京100044；北京市燃氣集團有限責任公司，北京100035）

隨著城市化進程的不斷發展，城市人口增多，高層建筑結構已經成為城市建筑的主要形式。燃氣管道的設計安裝是高層民用建筑的重要組成部分，對高層建筑的實用性有直接的影響。論文分析高層建筑工程中燃氣管道設計應該注意的問題，以供參考。

高層建筑；燃氣管道；設計

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.013

1 引言

目前，天然氣已經成為城市居民不可或缺的基本能源，燃氣管道的設計也隨之成為城市居民建筑的重要組成部分。城市高層建筑是城市最重要的建筑形式之一，其功能十分復雜，不在局限于單一的住宅功能，正在向綜合化場所發展。由于高層建筑的特殊性，對消防的要求十分嚴格，而且高層建筑還具有明顯的沉降現象，給燃氣管道的設計帶來更大的挑戰。如果在設計燃氣管道時，沒有考慮全面，將會嚴重影響后續的使用。因此，設計時應充分考慮高層建筑燃氣管道的特點，保證燃氣管道的安全性、實用性。

2 燃氣管道面臨的建筑沉降問題及預防方法分析

2.1 高層建筑沉降的危害

眾所周知，高層建筑在竣工初期會產生非常明顯的沉降，但基本上都在建筑完成5年以內產生，之后沉降速率將會下降，甚至可以忽略。但是高層建筑的沉降問題會使燃氣管道的受力增加，嚴重時會造成管道破裂，引發燃氣泄漏。建筑基礎回填土的沉降會造成燃氣管道的局部懸空，致使管道變形，也很容易造成燃氣泄漏[1]。因此，高層建筑在設計燃氣管道時，必須充分考慮建筑沉降問題。

2.2 建筑沉降造成燃氣管線破壞的原因分析

高層建筑的沉降問題存在2種現象。（1）高層建筑內部的沉降比室外的沉降更為明顯。這種沉降現象會使部分燃氣管線局部受力過大，并且這些力作用于管道的接口處，還造成管道轉動，當轉動幅度過大時，會產生燃氣泄漏現象。（2）高層建筑的室外沉降比室內沉降更為明顯，出現這種情況的主要原因就是建筑內部活動區域在建設的時候就沒有做好回填工作或是建筑地基強度不夠。如果建筑的燃氣管線經過較為松軟的土質區域，其地面會在各種主客觀因素的影響下產生沉降，燃氣引入管后受到力的作用，嚴重影響管道和周邊其他設施，很容易造成管線泄漏[2]。因此，高層建筑在設計燃氣管道線路時，必須采取合理措施，降低建筑沉降對管道的影響。

2.3 預防燃氣管道建筑沉降的補償方法

建筑沉降問題一直是高層建筑燃氣管線關注的重點，為了降低其對燃氣管線的破壞力，可以采取以下措施予以應對：（1）在燃氣管線立管前的水平管中加入波紋管補償器，以此來減少引入管所受到的切應力；（2）在立管前的水平管內增加幾個彎頭，利用彎頭的自然補償也同樣可以減少引入管的受力，彎頭在這里就相當于一個方型補償器。

目前，許多高層建筑工程在安裝燃氣管線時在穿墻的立管水平管前，安裝金屬柔性軟管。在采取此種防沉降措施時，必須保證管道呈水平方向，并且保護管道處于完全伸展階段，不能彎折。

3 高層建筑燃氣管道所面臨的附加壓力及消除措施分析

3.1 燃氣管道附加壓力及消除措施

燃氣已成為當前城市居民的主要生活能源，并且其密度與空氣密度具有明顯的差異，因此，在燃氣輸送的過程中會對管道產生附加壓力，并且附加壓力的大小與建筑層高,有直接關系。因此，消除燃氣管道附加壓力的影響措施也必須根據高層建筑的高度，具體可采取以下措施。（1）對于較矮的建筑，可以根據計算壓力的公式，通過使用變徑管、增加管線閥門等方法增加線路的管道阻力，從而消除管道的附加壓力。（2）對于高層建筑物應該設置兩個燃氣供應系統，分別對應高層和低層。同時，還要安裝調壓器，消除管道附加壓力的影響，針對附加壓力小于200Pa的樓層，其調壓器應采用低-低壓調壓器。（3）對于超高層建筑，為了實現燃氣管線的正常入戶，需要在燃氣表前安裝中-低壓調壓器，入戶調壓，有效地消除了管道附加壓力的影響，保證燃氣可以正常使用。

3.2 燃氣管道自重的影響

高層建筑比一般的建筑更加高聳，因此，燃氣管道安裝所需要的立管長度也變長，管道自身的重量增加，容易引起管道下沉、變形或是斷裂。為了有效減輕燃氣管道自身重量的影響，可以采取以下方式：（1）采取合理、有效的固定措施，可以在建筑上加設管道固定支撐架；（2）可以根據實際需要，選用輕質量的燃氣管道管材以減少管線的自重；（3）可以增加燃氣立管道的截面積，有效消除管道自重引發的安全隱患[3]。

3.3 注重燃氣管道引入管安裝

如果燃氣管道的引入管安裝不到位、不合理，將會為燃氣管道的后期使用埋下隱患。引入管的安裝處理需要根據現場實際條件決定，不同的現場情況需要采用不同的安裝處理技術。一般情況下燃氣管道的引入裝置需要安放在廚房或走廊等非居住區，并且對引入管的穿越面進行保護；為了及時有效地清理和維護引入管，需要在燃氣總管和風管上設置閥門和清掃口，同時這也是減少燃氣泄漏的一個重要保證措施。

4 高層建筑燃氣管道設計中的注意事項

4.1 注重高層建筑燃氣管道的消防設計

天然氣不僅是一種清潔能源，本身還具有明顯的危險性，擁有易燃易爆的特點。高層建筑由于本身的工程特性，內部人員較多，在發生火災時逃亡難度也比普通建筑要高。因此，為了充分保證高層燃氣管道設計的安全性，必須充分考慮燃氣管道的消防設計，利用先進的消防設備、燃氣安全設置技術，最大限度地增加燃氣管道設施的可靠性，使其更好地為人民服務。

4.2 注重燃氣管道防泄漏設計

天然氣具有易燃易爆特點，而燃氣管道泄露，不僅會造成天然氣的大量浪費，污染空氣，同時也增加了周圍空氣中天然氣的含量，很容易引發火災或爆炸，對人們的生命財產安全產生威脅。因此，在進行燃氣管道設計時，必須采取措施，防止燃氣管道泄露。首先需要做好管道接縫處理，可以通過改善連接方式，改進連接器具，有效消除管道接口處燃氣泄露的隱患。同時在管道安裝的過程中添加氣密性檢驗設備[4]，有效檢測空氣內的燃氣含量，確保人們的人身安全。

4.3 注重燃氣管道的美觀性設計

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對自己的住宅有了更高的要求，要求住宅不僅具有基本的功能，還要更加美觀、舒適。因此，一些房屋業主會為了室內裝修更加美觀而私自改造燃氣管道，從而破壞了燃氣管道原有的安全性。為了有效地改變這一現狀，管道設計者應該具有超前意識，在燃氣管道設計之初就要綜合考慮其美觀性，綜合布局建筑內的管道線路[5]，在保證燃氣管道安全性和可靠性的基礎上，最大限度地減少視覺上的不和諧。

5 結語

綜上所述，高層建筑燃氣管道的設計不僅直接關系到居民的日常生活，同時也對居民的生命財產安全具有重要影響。高層建筑與普通建筑相比，在樓層高度上有了明顯的增加，這也給燃氣管道設計增加了難度。高層建筑在設計燃氣管道時必須充分考慮各方面因素，從而保證燃氣管道設計的安全性、可靠性，使人們的財產安全得到保障。

【1】高雙燕.高層建筑燃氣管道設計的探討[J].廣東科技，2012，21(7)：234-235.

【2】趙善霞，孫宗貴.高層建筑燃氣管道設計的探討[J].能源與環境，2013(3)：18.

【3】李業聽.高層建筑燃氣管道設計有關問題的探討[J].建筑工程技術與設計，2016(20)：841-841.

【4】徐隆旺.高層建筑燃氣管道設計的探討[J].科技創新與應用，2015 (6)：189-189.

【5】駱力.高層建筑燃氣管道設計有關問題的探討[J].建筑工程技術與設計，2015(17)：295-295.

Discussion on Gas Pipeline Design of High-rise Buildings

WANG Dan
(Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China;Beijing Gas Group Co.Ltd.,Beijing 100035,China)

With the continuous development of urbanization,and the increasing urban population,the high-rise building structure has become the main form of urban architectures.The design and installation of the gas pipeline play an important part in civil high-rise buildings, and have a direct impact on the practicability.This paper analyzes the problems that we should pay attention to in gas pipeline design of high-rise buildings for reference.

high-rise building;gas pipeline;design

TU996.9；TU996.7

A

1007-9467（2016）09-0027-02

2016-08-30

王丹(1985～)，女，北京人，助理工程師，從事燃氣管道設計研究。