城市高層建筑對燃氣管道的影響研究

徐化周，李 偉

新地能源工程技術有限公司，河北 廊坊 065001

高層建筑的開發將是我國在未來一定發展階段的必要發展，高層建筑的供氣裝置在進行高層建筑的設計過程中是必須要考慮的因素。在進行高層建筑室內燃氣管道設計中，附加壓頭、建筑沉降、室內立管的熱脹冷縮和自重等都是設計人員必須考慮解決的問題，只有將這些因素考慮齊全，才能夠更好的保障高層建筑的質量安全，提高對資源的可利用率。

1 高層建筑供氣的特點

高層建筑的供氣與低層建筑的供氣裝置是有著非常大的區別的，高層建筑各類用戶多，供氣要求高，與一般的建筑的供氣系統相比高層供氣的安全性問題突出。現階段，我國高層建筑供氣主要特點如下：

1）高層建筑自重大，樓本身自然沉降量大，對燃氣進戶引入管危害很大。建筑物基礎外圍回填土沉降也對進戶管有影響，這就對高層建筑在供氣過程中增加了更多的因素；

2）由于高層建筑的樓層較多，住戶也就相應的多些，所以燃氣立管及支管也相應增加，自重較大，很容易引起管道壓縮和彎曲應力突變，而環境溫度變化易引起的管道內應力突變，使管道沉降斷裂、扭曲，致使燃氣泄露，發生事故，必須要對高層建筑的結構特點進行具體排查，摸清主要結構；

3）高層建筑的高度較一般建筑物要高，所以高層建筑在進行供氣時，所要達到的高度就要增加，由此所產生的附加壓力也會加大，如果使用操作不當，會引起燃具燃燒不穩定，燃氣泄露，以至導致火災，這對于高層建筑的安全是極為不利的，必須要采取措施加以控制；

4）由于一些不可抗因素的影響，比如風載荷和地震均使管道產生較大側位移，使管道發生彎曲沉降，也有可能會引起燃氣泄漏，以致可能發生火災，危害極大，這對于人們的生產生活安全是極為不利的；

5）發生火災時，如果處理不當，就會使報警系統自動化程度降低，這樣會造成很大的財產損失及人員傷亡，阻礙國家社會發展的腳步，所以說，加強對城市高層建筑的供氣管道的處理研究工作是至關重要的。

2 高層建筑的影響因素及解決措施

2.1 附加壓頭的影響及消除措施

一般來說，民用天然氣燃具的額定壓力pn=2000Pa，燃具前壓力應在（0.75～1.5）pn范圍內波動（GB 50028—2006）。當天然氣壓力超出此范圍，燃具的熱效率降低，燃燒不穩定，燃燒噪聲大，出現脫火或者回火等現象。這對社會和人們的財產、人身安全是極為不利的。因此高層建筑的設計必須要有一定的限度，當樓層高度超過124m時，附加壓力的影響會使灶前壓力超過燃燒器的允許波動范圍。為了使用戶燃具前的壓力波動范圍變小，保障在一個合理的水平，更接近額定壓力，在進行附加壓頭的措施過程中，有必要采取一定的措施，減小附加壓力的影響，以此來保障用戶的合法權益，保障人身安全。

2.2 高層的建筑沉降的影響及補償措施

高層建筑經過一定的時間沉淀后，因為自重原因會產生一定的沉降量，從而可能導致引入管的切向應力大，引起管道變形，而建筑基礎處回填土的沉降也會導致引入管局部懸空，容易引發事故。所以，在進行高層建筑的燃氣管理的建設過程中，必須要注重對沉降的影響，一般情況下，高層建筑在竣工后5年內的沉降速度最大，這段時間必須要做好管道的監測控制工作，以便能夠在第一時間采取有針對性的措施，隨著時間的推移，以后沉降速度會逐漸降低。建筑物的沉降對燃氣管道的影響也是非常大的，所以要做好防預工作，一是要加大引入管穿墻處的預留洞尺寸，給管道留有更大的儲運空間，防止空間變小而擠壓管道，以致破裂。二是要引入管穿墻前水平或垂直彎曲2次以上，減少損失。三是要引入管穿墻前設置金屬柔性管或波紋補償器，使燃氣管道處于一個被保護的狀態，不會出現有扭曲和彎曲現象，并使其處于自然伸展狀態，切實保障燃氣管道的供暖效果。

2.3 燃氣立管的應力影響及熱補償

高層建筑層數較多，所涉及的空間較大，室內立管較長，自重產生的應力和環境溫度變化產生的熱應力都很大，兩種內力共同作用，達到一定程度時，會造成主立管接口扭曲、斷裂，表前管變形破壞，表接頭松動，有可能會引起燃氣泄漏，引發安全事故，這對人身財產安全是極為不利的。所以必須要做好燃氣立管的應力措施，同時要采取相應的措施來保障，要加設波紋管，補償管道由溫差產生的伸縮量，從而消除應力，減少對高層建筑的影響。

3 結論

高層建筑是我國城市發展的重要組成部分，是我國未來發展的關鍵，高層建筑的天然氣管道設計應綜合考慮，尤其是對于高度逐步增加的高層建筑，必須要對不斷發展的高層建筑進行詳細分析，找出影響高層建筑燃氣管道的因素，確定切實可行的設計方案，為人類社會發展謀取更多的福利。

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