解述高层建筑燃气管道设计要点

解述高层建筑燃气管道设计要点
摘要：高层建筑燃气供应管道系统由于其用气点多，用途各异以及消除附加压力的调压设备技术工况等诸多因素，使该管道系统的构成和压力级制的确定变得复杂化。

本文分析了影响燃气设计主要因素与燃气管道设计，并提出燃气管道设计要点。

关键词：高层建筑；燃气管道；设计要点
引言：市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源，发展城市燃气可以节约能源，减轻污染，提高人民生活水平。

但是燃气作为一种易燃、易爆的气体，一旦泄漏，易发生爆炸或爆燃，会给居民的生命财产造成不可估量的损失，也会给燃气公司的经营带来无可挽回的损失。

1、高层建筑影响燃气设计主要因素
1.1自重、体积因素
高层建筑在自重与体积等方面，远超过多层建筑，产生地基的下沉对燃气管道产生较大影响，高层建筑正是由于设计建筑特殊性与复杂性，建筑材料的使用量较多，从而造成建筑体积与重量增加，导致地基承载力偏大，甚至造成地基沉陷，这对天然气管道布置造成一定影响，造成管道弯曲变形，甚至出现气体泄漏的情况，而该因素对高层建筑物产生较大影响。

1.2附加压力因素
高层建筑的主体结构高度偏高，而空气与燃气比重发生一定的差异，引起附加压头不足，导致燃气不能持续性得到供给，对灶具的科学使用产生影响，并且对在城市生活的人们带来影响，对此设计人员应当进行科学规划与设计，消除高度的影响因素，确保燃气能够持续供应，保障人们群众的生活质量。

1.3压缩应力因素
燃气立管自重所产生压缩应力，同时降低了管道供给水平，然而正是管内外环境的偏差过大致使管道发生伸缩，影响管道供气能力。

1.4外力因素高层建筑不可难免受到外力因素的影响，比如地震、风力等灾害的影响，引起管道发生变形，导致燃气管道发生压迫，致使燃气管道发生弯曲，对燃气的正常供给产生影响。

2、高层建筑燃气管道设计
2.1室内燃气立管
为处理燃气管道的温度变形，波纹管补偿器应设置在建筑物中心楼层进行补偿，其间，在实际使用作用的基础上联系理论核算断定补偿量。

室内燃气立管具有较大的自重以及较长的长度，管道的支持问题是规划中要求考虑的问题。

可在规划中采纳以下办法，设一段横向管道在进户楼层上一层或燃气管道进户楼层，这样燃气立管的自重就可以使用横管段受力来进行承当。

对于立管高度超越100 m的状况，变换立管方位构成N字形，设置在50 m左右，用金属波纹管衔接两段立管，同时，把固定支座承重设置在立管底部。

2.2引入管
为防止建筑物的沉降造成燃气引入管的挤压变形及开裂，应当对高层建筑沉降导致的燃气引入管补偿问题给予足够注重，以防止该类事故发生。

燃气引入管的受力，主要是建筑物沉降对管道所发生的剪切力。

由于燃气引入管通常和建筑物成垂直布置并穿越建筑物的墙体，在对波纹管补偿器的装置方位进行设计时，波纹管补偿器埋地防腐问题应重点思考，由于的确存在某些情况要求波纹管补偿
器设置在地下，为了便于紧急抢修及保护，有效地堵截燃气，通常将铸钢旋塞阀
或碳钢球阀设置在波纹管补偿器前。

2.3室内燃气支管的暗装
依据规划要求，对暗封和暗埋的管道必须进行处理。

铝塑复合管的长处有：
装置便利、柔性抗震、内外表润滑、耐压、耐腐蚀等，但也存在着受紫外线影响
易老化、外力冲击下易破损等缺陷。

所以，暗封管道与室内暗埋设计中，应当留
意如下问题：走向及标高、暗封管道的位置等均应在竣工图上标明，用户和燃气
公司进行备份。

暗埋、暗封敷设在沟槽或套管内的管件和管材，必须满足国家标
准的相关规定。

3、加强高层建筑燃气设计要点
3.1缓解高层建筑的燃气管道沉降影响
高层建筑由于受到自重的不利影响，在使用过程中必然出现一定程度的不均
匀沉降，当燃气管道从室外引入业主的室内时，由于建筑物发生过大的沉降，造
成主体结构产生损坏，对此设计人员应当采用一定的科学措施来实现补偿沉降量，常见的补偿措施是在主体结构基础外布置沉降箱，选择联接丝扣弯头，并根据顺
时针方向来组合弯头，并采用管道的旋转性来补偿管道产生的沉降量，除此以外
采用高挠度的铅管来补偿沉降。

3.2消除燃气管道的附加压力
随着高层建筑的高度不断增加，其管道的附加压力不断加大，同时也减少了
管道阻力，加强燃气管道设计，不仅要缓解附加压力影响，加大管道的阻力，还
要包括经济性以及实用性。

然而，在建筑顶层的业主在使用燃气时，不能真正控
制其附加压力，造成用户在使用燃具时发生压力波动，对此要在燃气管道上安装
低压调压设备。

如果压力超过200帕的楼层，调压设备的安装很大程度上控制了
燃具前端压力，实现对附加压力的控制，在实际工程案例中在高层建筑内布置中
压管道，同时户内的燃表前端安装调压设备，从而减少了用户间的影响，并且在
燃气使用高峰过程中，其波动压力数值变化不明显，同时调压设备的低压管道偏短，大部分燃具都能在其额定压力的环境下正常工作，其运行状态达到预期设计
标准，从而有效控制附加压力的不利影响。

然而户内有局部的中压管道的安全性
偏低于低压管道，同时该措施的工程造价偏高，对此不主张施工单位采用。

除此
以外，结合楼层燃气压力的差异，来实时调整阀门把手，实现调压节流，消除附
加压力的不利影响。

3.3消除燃气立管应力影响
由于高层建筑布置的立管较大，从而增加了管道的重量，其管道会出现压缩
应力，正是受到所处温度变化，造成立管产生伸缩应力发生变形。

除此以外，高
层建筑也会受到地震与风荷载的影响，出现一定幅度的摆动，而燃气立管也会受
到楼板套的约束而也会发生摇摆，从而燃气管道出现弯曲变形。

由于立管受到较
大推力，因此设计人员一旦处理不合理，对管道造成破坏，因此设计人员应当对
立管的应力与伸缩情况采取科学设计措施，第一是在燃气立管内布置组合弯头来
进行位移补偿，其次是在燃气立管处布置多个波纹位移补偿设备来进行位移补偿，一旦弯头组合布置在户内，对室内建筑的美观度产生影响，除此以外如果采取丝
扣弯头来进行管道伸缩补偿，一旦长期使用导致丝口发生松动。

3.4加强安全性设计
高层建筑的高度较高，层数较为复杂，人员分布比较密集，因此出现火灾、
地震等情况，其居民及时疏散显得尤为重要，一方面设计人员应布置消防设备，
并及时采取安全措施，安全措施主要包括：在引入管端部布置快速切断阀，每间
距5～8层安装分段阀门，除此以外各住户内安装燃气报警设备、自动切断设备、送排风装置等，实现燃气报警自动化、送排风连动化。

结束语
综上所述，高层建筑物燃气管道的科学设计应当充分考虑各个方面因素，结
合在燃气管道设计过程遇见的实际问题，根据高层建筑燃气管道的实际供气环境、不均匀沉降、附加压力、外力作用等因素进行科学探究选择科学合理的设计方案。

参考文献：
[1]王雅娟.基于高层建筑燃气管道设计和技术问题研究[J].世界华商经济年鉴・城乡建设，2013
[2]赵善霞.高层建筑燃气管道设计的探讨[J].能源与环境，2013
[3]李立冬.小高层住宅建筑燃气管道设计探讨[J].门窗，2014。