民用建筑燃氣管道設計分析

劉鑫

摘 要：高層建筑在建設高度以及自身重量方面有了明顯的增加，這就為燃氣管道的安全設計增加了一定的難度。設計人員在對高層建筑的燃氣管道進行設計前，應充分考察施工地的環境情況和地質情況，結合施工中可能存在的各種因素，對燃氣管道進行科學設計，從而進一步提升燃氣管道的安全性與可靠性，使居民的生命財產得到有效保障。

關鍵詞：民用建筑;燃氣管道;設計分析

高層建筑本身的特殊性使得其對于燃氣管道設計有著相當嚴格的要求，對于設計人員而言，應該充分考慮建筑高度、建筑沉降、管道壓力、環境溫度、消防安全等因素的影響，確定科學合理的燃氣管道設計方案，切實保證管道運行安全。

1 影響建筑燃氣設計主要因素

1.1 外力因素

高層建筑不可難免受到外力因素的影響，比如地震、風力等災害的影響，引起管道發生變形，導致燃氣管道發生壓迫，致使燃氣管道發生彎曲，對燃氣的正常供給產生影響。

1.2 附加壓力因素

高層建筑的主體結構高度偏高，而空氣與燃氣比重發生一定的差異，引起附加壓頭不足，導致燃氣不能持續性得到供給，對灶具的科學使用產生影響，并且對在城市生活的人們帶來影響，對此設計人員應當進行科學規劃與設計，消除高度的影響因素，確保燃氣能夠持續供應，保障人們群眾的生活質量。除此以外，天然氣管道受到建筑高度的影響其立管尺寸較長，而氣體密度大于燃氣密度，因此在管道中產生一定的附加應力值。附加應力值偏大從而導致用戶燃具使用前附加壓力突增，大于燃具正常工作的允許范圍，對用戶燃具正常使用產生影響，導致燃氣的燃燒不充分，甚至引起脫火、離焰、熄火等情況，導致供氣的不穩定，因此控制附加壓力，是確保高層供氣系統正常安全運行的前提。

1.3 自重、體積因素

高層建筑在自重與體積等方面，遠超過多層建筑，產生地基的下沉對燃氣管道產生較大影響，高層建筑正是由于設計建筑特殊性與復雜性，建筑材料的使用量較多，從而造成建筑體積與重量增加，導致地基承載力偏大，甚至造成地基沉陷，這對天然氣管道布置造成一定影響，造成管道彎曲變形，甚至出現氣體泄漏的情況，而該因素對高層建筑物產生較大影響。

1.4 壓縮應力因素

燃氣立管自重所產生壓縮應力，同時降低了管道供給水平，然而正是管內外環境的偏差過大致使管道發生伸縮，影響管道供氣能力。

2 建筑燃氣管道設計分析

2.1 減緩高層建筑物的沉降

由于土地的承載能力有限，加上高層建筑的自重較大，所以建筑普遍存在沉降問題。這就要求在高層建筑建設之前，設計人員要對施工地區的實際地質情況進行科學地勘察，詳細了解地質條件后再進行進一步的設計工作。通常的建筑物都會發生一定的沉降，如果地址條件較好，建筑的沉降也較為均勻;反之，建筑物將出現不均勻沉降的情況，而且沉降的幅度也較大，這就會為燃氣管道帶來安全隱患?；诖?，高層建筑的燃氣管道安裝時要進行一定的保護措施，燃氣管道的引入管在主管的基礎上要加設輔助套管，管道之間還應留有一定的縫隙，從而保障燃氣管道的安全性。

2.2 燃氣管道自身重量的控制

高層建筑的建設高度較高，這也在一定程度上增加了建筑內燃氣管道的自身重量，從而增加了管道的壓應力，壓應力的增加容易導致燃氣管道出現變形的風險，如變形幅度較大還有可能導致管道泄漏，引起安全事故。因此，解決燃氣管道自重問題是保障燃氣管道安全設計的有效措施。設計人員可以在建筑的各層內加設管道支撐點，支撐點可以分攤燃氣管道的自重，管道壓應力也會相應的減少。此外，還可在不改變設計要求的情況下，選擇材質較輕的管材以降低燃氣管道的自重。設計人員還可以增加燃氣立管道的截面積，這種設計方法也可以有效消除管道自重引發的安全隱患。

2.3 控制環境溫度引發的管道應力

高層建筑中，在室外安裝的主燃氣管道容易受到外界溫度變化的影響，如在冬天0℃以下時或是夏天的高溫環境中，會導致燃氣管道出現熱脹冷縮，這種破壞程度雖然較小，但日積月累也可能導致管道接口出現扭曲或是受到腐蝕而斷裂。解決這一問題可以通過加設波紋管，波紋管可以有效減少管道熱脹冷縮引發大變形量，從而減少管道應力。在實際施工中，應對波紋管兩端加以固定，波紋管支架應采用活動支架。此外，波紋管數量的確定應結合燃氣管道的長度以及建筑所在地區最大溫差比而確定。

2.4 注重燃氣管道防泄漏設計

天然氣最顯著的特點就是易燃易爆，所以如果天然氣管道發生泄漏，就很容易引發火災或是爆炸事故，天然氣的泄露嚴重威脅著人們的安全。這就要求相關設計人員在設計燃氣管道時必須要加強管道的防泄漏措施。對于燃氣管道的防泄漏設計，首先要處理好管道的接縫處，設計人員可以改進連接器具，增加接縫處的氣密性;其次，對于接口處應做好防腐措施，避免因腐蝕導致的燃氣泄漏;第三，可設置燃氣檢測裝置，如有燃氣泄漏情況，檢測裝置可有效檢測空氣中的燃氣含量，并進行報警。

2.5 高層建筑燃氣的計量

在高層建筑中，燃氣使用量的計量工作極為關鍵。在對燃氣管道進行設計的時候就需要對后期的燃氣使用計量方法予以確定，目前，燃氣主要的計量方式為人工現場抄表、智能遠程抄表兩種。在高層建筑中，基本上都是使用智能燃氣遠程抄表，在進行戶內燃氣管道設計安裝時，直接設置計量傳感器、單片無線數據傳輸等設備，從而為日后的計量工作提供便利。將傳感技術與網絡技術合理應用在燃氣管道設計中，可以有效的對高層建筑進行燃氣的收費與管理工作，不僅減少了工作量，避免了逐戶抄表擾民的問題，同時還提升了收費及管理效率。

2.6 安全措施

燃氣的應用雖然為人們的生活提供了很大的便利，但是不可否認的是帶來了不小的安全隱患問題。如果燃氣出現泄漏，會導致中毒、爆炸、火災等安全事故，對此，必須采用有效的措施保障燃氣的安全使用。首先，可以將燃氣泄漏報警器設置在高層建筑中，一旦出現燃氣泄漏能夠及時報警，減少事故的發生;其次，在對燃氣管道進行設計的時候，增加設計緊急自動切斷閥，其與燃氣泄漏報警系統聯鎖，并可實現遠程控制，在出現燃氣泄漏及其他事故時及時切斷燃氣的供應，以此避免人員和財產損失;此外，要求供氣單位加強對高層建筑燃氣管道的管理，對于高層建筑室內燃氣管道以及各種燃氣設備者要進行定期的檢查與維修，確保燃氣管道和設備運行的安全性。

3 結語

確保燃氣管道的安全運行，燃氣企業責無旁貸、義不容辭，是全職履行的責任與義務，必須以高度的安全意識、先進的安全技術、完備的安全設計措施，編織起完善可靠的安全網，讓城市居民放心享用快捷經濟的清潔能源，推動城市生態文明的進步。

參考文獻

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