城市高層建筑燃氣管道設計研究

張杰

新地能源工程技術有限公司 江蘇 泰州 225400

城市高層建筑燃氣管道與長輸送管道不同，其面臨更多風險，整個結構也更加復雜，具體設計時需要考慮的因素多，為了保證最終設計合理性，要做好相應設計分析工作。

1 城市高層建筑燃氣管道設計現狀

針對我國城市高層建筑燃氣管道設計現狀進行分析可以發現，從宏觀角度來看，可以為人們日常生活提供穩定的燃氣資源，為城市穩定發展提高支持。但是，對于部分區域的高層建筑中的燃氣管道設計來看，受氣候、環境等各項因素影響，將會導致城市高層燃氣管道設計經常會出現異常現象，這將會導致高層建筑中的居民在應用燃氣期間，經常會出現不同類型的安全隱患，而且還會出現資源應用波動現象，這會對居民應用燃氣造成不良影響，同時，制約了燃氣企業的發展[1]。

針對高層建筑工程中的燃氣管道來說，在進行安全設計期，為了充分發揮安全措施，保證高層燃氣管道設計作用能夠得到發揮，要明確每項措施的價值，具體特點如下。

（1）針對高層建筑來說，燃氣管道必須要運行安全、可靠。

（2）具體設計必須要合理，對于高層建筑燃氣管道來說，采用的安全措施對燃氣管道需要能夠起到一定保護作用。

（3）提高高層建筑燃氣管道設計安全性、合理性，能夠保證燃氣應用安全性，建設后期應用風險。

2 城市高層建筑燃氣管道設計期間常見的幾項問題

2.1 管道材料不達標

目前，在具體設計期間，如果采用的燃氣管道材料不達標，這勢必會導致燃氣管道在后期運行出現異常現象，可能會致使燃氣管道出現各種安全事故。通過對燃氣管道具體設計情況進行分析能夠發現，燃氣管道采用的材質過于單一，多數燃氣管道都采取鍍鋅方式處理，經過這一方式處理的燃氣管道，可以保證燃氣在運輸期間的安全性，其投入應用后，具有較強的抗壓性、耐腐性，以及較高強度。需要注意的是，對于鍍鋅管材來說，對技術要求高，若在實際設計期間，存在偏差，可能會致使燃氣系統在運行期間出現不順暢問題，這也就對管道設計提出了更高要求[2]。此外，單一材質管道應用不利于實用、經濟，因此，在具體設計時，要提高對這內容的重視，做好相應分析工作。

2.2 敷設方式存在問題

在燃氣管道設計期間，若采取的敷設方式存在問題，其在投入應用后，將會出現嚴重安全隱患，這也是現階段許多設計方案存在的一項問題。目前，明敷是一種較為常用的管道敷設方式，采取這一方式會對高層建筑工程整體美觀性造成不良影響[3]。在這一背景下，許多高層建筑中燃氣管道設計在敷設上都采取暗設方式，暗敷方式應用起來雖然能夠提高建筑工程外觀，但是，這一方式應用會帶來一定威脅和安全隱患，而且后期燃氣管道檢修作業也面臨一定難度，會消耗大量人力、物力。

2.3 行業標準不一致

在進行燃氣管道設計落實作業需要嚴格遵循行業規范和標準要求，而從實際情況來看，行業標準不一致，存在一定差異，這將會導致設計單位在具體作業開展時，無法嚴格依據事先制定順序完成相應作業，因此，在進行設計期間，經常會出現混亂情況。從以往燃氣管道設計情況來看，只是簡單利用氣體輸送規格選擇管道，完成相應布置，這會對燃氣管道后期的應用，以及燃氣的合理輸送造成干擾，容易出現事故[4]。除此之外，燃氣管道設計本身是一項復雜作業，實際設計標準與其他類選管道標準混雜，具體設計作業開展起來面臨的難度較大，這也是導致最終設計方案不符合實際情況，無法滿足應用需求的一項關鍵原因。

2.4 管線布局存在問題

對于高層建筑工程中的燃氣管道來說，對管線的局部的要求較高，如果管線布局不合理，管線混亂，將會出現混亂現象，這一方面會對管線輸送燃氣造成不良影響，另一方面還會提高建設成本，情況嚴重時，會引發安全事故。現階段，許多城市中的高層建筑整體布局都發生了改變，并不是單一的采取坐北朝南結構，同時，針對高層建筑中的樓道、開窗等各項結構的設計也都發生了改變，這也就導致燃氣管道需要具有較強適應性，特別是針對廚房內管線，在進行燃氣管線布局時，要提高整體美觀性，做好協調設計，提高對最終設計的重視[5]。

2.5 “三防”問題

所謂“三防”指的就是防雷電、防腐蝕、防靜電，雷電、腐蝕、靜電現象的出現將會影響燃氣管道質量。在具體設計時，如果沒有做好“三防”作業，將會縮短燃氣管道壽命，也會降低燃氣管道投入應用時的安全性。

2.6 高層建筑沉降引起的問題

高層建筑工程投入應用后，可能會發生沉降現象，這也是導致燃氣管道設計不合理的一項主要原因。分析引起高層建筑沉降帶來的燃氣管道設計主要體現：高層建筑工程中的地基發生下沉問題，將會導致燃氣管道固定裝置出現位移，最終會出現泄漏、應力變形，以及其他各種事故[6]。這一類事故的發生，會導致人們在應用燃氣期間發生火災、爆炸等事故，將會導致人員傷亡，建筑傾斜、坍塌等各項事故，會出現嚴重安全隱患。

3 優化高層建筑燃氣管道設計的合理措施

3.1 采用高質量材料

在進行燃氣管道設計時，相關工作人員必須要做好燃氣管道材料把控作業，確保燃氣管道采用的材料質量能夠達到要求標準，確保燃氣管道投入應用后，在運輸燃氣時不會引發事故。如果采用鍍鋅管道，作為設計人員需要針對高層建筑工程所在區域，以及高層建筑工程具體情況，科學布置燃氣管道，全面考慮燃氣管道輸送燃氣時的時效性，同時，還要考慮整個燃氣管道經濟性[7]。除此之外，針對燃氣管道性能來說，要重點考慮燃氣管道接頭，以及其他各項輔助材料，做好選擇，對于采用的接頭，其規格必須合理，進而使其能夠體現出較強協調性；做好其他防護、防腐材料把控，通過對各個高質量材料的應用，確保燃氣管道在投入應用后，不會出現事故。

3.2 科學敷設燃氣管道

對于城市高層建筑工程來說，內部燃氣管道設計采用的關鍵方式就位明敷方式，雖然過去燃氣管道設計也會采取明敷方式，但是，部分設計單位為了提高高層建筑整體美觀性，經常會通過對廚房柜等各項結構采取暗敷方式。過去很長一段時間，針對這一類型問題的，通常都是采取罰款方式處理，難以實現對問題的有效處理，因此，暗敷方式時有發生。因此，在未來燃氣管道設計期間，需要提高對敷設方式把控，應當嚴格依據具體要求，以及明敷方式進行敷設（如圖1所示），特別是針對一些容易發生燃氣泄漏區域，設計人員需要提高這一區域的重視，嚴格依據明敷手段進行管道敷設作業，確保管道運行安全、穩定。

圖1 室內燃氣管道明敷方式

此外，針對必須采取暗敷方式敷設的燃氣管道，在暗敷區域，要做好標識，從而為后續管理、維護作業開展提供支持。

3.3 統一標準

未來燃氣管道優化設計要推行統一標準，在統一可靠標準要求下，保證最終燃氣管道能夠呈現出較強的規范性，以免在具體設計時出現燃氣管道混亂現象。因此，政務部門和燃氣管道主管部門要基于該項內容基礎上，進行深入探討，做好相應分析工作，對燃氣管道設計作業面臨的新特點、新要求進行全面把控，從而實現對燃氣管道設計規范的完善，提高燃氣管道設計合理性。加強對在對原有燃氣管道設計標準中存在各項混亂問題的重視，對其進行特殊標注，確保設計人員在開展設計作業時，各項設計都有章可循。同時，針對燃氣管道具體規格，以及相應設計要點詳細規劃，采取合理方式完成相應優化，確保設計的燃氣管道能夠與高層建筑保持協調，避免出現設計不合理現象。

3.4 合理規范管線

燃氣管線布局情況會對城市高層建筑燃氣管道設計情況造成直接影響，因此，燃氣管道設計時要提高對管線布局的重視，保證布局的合理性，確保燃氣管道能夠高效運行，避免在設計時出現燃氣管道隨意布局現象，進而使各種威脅都能夠得到解決[8]。設計人員在進行燃氣管道布局前，要對城市高層建筑情況進行全面分析，在此基礎上，對整個高層建筑進行分析，對結構特點進行確定，掌握城市高層建筑結構分布特點，針對室內樓梯、門窗結構、走廊等各項內容進行合理布置，做好相應研究工作，在此基礎上，對燃氣管道的具體走向進行確定。例如，針對城市高層建筑中天井槽兩側布置的燃氣管道，或者天梯出口樓梯道兩側進行燃氣管道布置時，需要對城市高層建筑特點進行適當分析，在確保燃氣管道能夠穩定、安全運行基礎上，提高整體美觀性，確保燃氣管道能夠穩定運行，實現對燃氣的合理運輸。

3.5 做好燃氣管道“三防”作業

對于城市高層建筑來說，在進行燃氣管道設計時，需要在對燃氣管道情況進行分析基礎上，做好防雷設計，確保在出現雷擊時，能夠實現合理防護，做好防雷、防雷電波、防雷電感應攻擊。因此，具體設計時，應當在樓頂，包括轉換層燃氣管道和閥門上連接防雷帶，為了確保燃氣管道不會遭受雷擊而出現事故，樓頂燃氣管道與防雷帶間連接最少要有兩個。防護需要在兩側焊接DN8mm圓鋼，在進行焊接時，焊接人員要控制好焊接作業，控制好焊接點，不得由于焊接不合理，而降低焊接質量。具體焊接時，應當將焊接長度不得小于圓鋼直徑6倍，同時，對于焊接點，還要做好防腐處理，避免由于腐蝕問題，而降低其質量。對于采用的防雷裝置，在進行接地處理時，應當降低靜電電阻控制在10Ω以內，而對于燃氣管道接地電阻則應當控制在100Ω以內，連接法蘭盤和燃氣管道采用銅片，對于螺紋連接，為了確保最終連接的合理性，要采用DN8mm圓鋼，而且電阻不得小于0.03Ω。

對于采用的無縫鋼管防腐采取下列順序：（1）做好除銹作業，除銹必須徹底，不得存在殘留，除銹要以表面呈現出金屬光澤作為標準。（2）將防腐涂料均勻涂抹管道表面，完成涂抹后，涂刷銀粉涂料。在銀粉涂料涂刷時，對于室內低壓鍍鋅鋼管涂刷一次銀粉即可，而對于室外低壓鍍鋅鋼管則需要涂刷兩次銀粉涂料，在進行銀粉涂刷時，工作人員必須要控制好涂刷作業，涂刷要均勻，并且不得出現漏涂情況。

3.6 下沉補償問題

城市高層建筑工程整體規模大，建筑物地基需要承受較大靜荷載，這就導致高層建筑在長期應用期間可能會發生下沉現象。通過對我國大量城市高層建筑的具體應用情況來看，其在竣工投入應用3年后，沉降速度較高，沉降約為5-10cm。從實際情況來看，城市高層建筑發生沉降后，燃氣管道將會發生損壞，造成這一現象的原因就是建筑整體下沉后，架設在建筑內，或建筑外的燃氣管道仍然處于靜止狀態，此時，燃氣管道對建筑下沉會發生一定阻止，而建筑下沉會加大燃氣管道受力，而當燃氣管道下沉到一定程度后，將會使燃氣管道發生變形現象，情況嚴重時會導致燃氣管道發生斷裂，這會引發嚴重事故。總而言之，城市高層建筑發生沉降會對燃氣管道造成不良影響，因此，在進行燃氣管道設計時，要在對城市高層建筑情況進行全面分析基礎上，分析沉降現象。設計人員在對城市高層建筑具體情況進行合理分析基礎上，依據案例情況，完成相應設計作業，對燃氣管道的具體布局情況優化，做好相應設計作業。依據具體情況構建合理預防，防止城市高層建筑下沉出現伸縮補償管道帶來的抗力，避免燃氣管道在投入應用后而出現斷裂。因此，應當在適當引入金屬軟管的同時，通過對波紋管隨外力而變形特性進行應用，減少燃氣引入管道形成的應力，實現對城市高層建筑下沉的合理補償，保護燃氣管道，避免其遭受破壞。金屬波紋管在具有補償大、耐熱、耐腐蝕、抗疲勞性強等多項優點，因此，可以長期應用。

3.7 燃氣管道附加壓頭

城市高層建筑中燃氣管道具有波動大和長的附加壓力等，針對燃氣管道來說，這些特性都對燃氣管道施工作業開展造成不良影響。可見，如何做好空氣密度和燃氣設計比利時確保燃具穩定關鍵。對于較高層的燃氣管道來說，針對不同密度空氣和燃氣管道密度都具有不同額外壓力，而增加壓力波動會導致燃具能處于超正常燃燒狀態，這會對用戶正常應用燃氣造成不良影響，會出現熄火、回火等不良現象。因此，可以通過利用燃氣管道附加壓頭方式消除和限制燃氣管道額外壓力，同時，通過這一方式，能夠保證燃氣管道在運行時的穩定性、安全性。

4 結語

城市高層建筑燃氣管道設計是一項復雜且對技術要求較高的工作，在具體設計時，要依據當地環境特點，全面考慮建筑工程結構、長期發展特點，以及消防安全問題，同步進行建筑主體和燃氣管道結構設計，在具體設計期間，要全面考慮建筑工程內燃氣在應用時的安全性，保證公共安全，提高人們生活質量。