高層建筑燃氣設(shè)計探究

摘 要：隨著國家能源政策的不斷更新發(fā)展，也伴隨著我國城市化建設(shè)進程的逐步推進，高層建筑逐步成為新型居民小區(qū)的建設(shè)首選，天然氣燃氣也開始走進千家萬戶，在這樣的背景下，高層建筑的燃氣設(shè)計受到了社會各界的廣泛關(guān)注。與此同時，燃氣工程設(shè)計是高層建筑燃氣入戶的基礎(chǔ)要求，且高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、燃氣入戶規(guī)模浩大，這就給高層建筑燃氣設(shè)計工作帶來了一定的困難。基于此，本文通過分析高層建筑燃氣設(shè)計的影響要素，凝練出幾條高層建筑燃氣設(shè)計關(guān)鍵點，希望能為燃氣設(shè)計業(yè)內(nèi)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑 燃氣設(shè)計 關(guān)鍵點

一、高層建筑燃氣設(shè)計影響要素

總結(jié)影響高層建筑燃氣設(shè)計的要素，要對高層建筑燃氣入戶施工過程中存在的風險情況進行全面系統(tǒng)的分析和評估，進而尋找到相關(guān)解決辦法。截至目前為止，一、 高層建筑燃氣設(shè)計影響要素包括以下幾點：

首先，高層建筑的自身重量因素。目前，我國新建的高層建筑的規(guī)模和體積很大，這就導(dǎo)致高層建筑可能存在下沉的風險。在這樣的背景下，就會影響到燃氣單位埋設(shè)于高層建筑地下的燃氣引入管。與此同時，為了保證現(xiàn)代高層建筑的各種使用功能，往往在高層建筑內(nèi)部放置有大量的額外設(shè)備、設(shè)施，這些都給地基帶來了極大的壓力，進而導(dǎo)致埋藏在地底的燃氣管道受到壓迫，甚至產(chǎn)生管道斷裂、泄露的情況；

其次，高層建筑的自身高度問題。一般情況下，高層建筑的高度都在18層以上，這就導(dǎo)致空氣和燃氣的比重的差異導(dǎo)致附加壓頭不足，在這樣的背景下，燃氣想要傳輸?shù)阶舻募抑校托枰O(shè)計很高的壓差，進而導(dǎo)致住戶無法正常使用燃氣。與此同時，過高的層高，往往要使用很長的燃氣管道，這些燃氣管道處于垂直放置的狀態(tài)，往往會給下方的管道帶來很高的機械應(yīng)力，也會導(dǎo)致這些管道會因為應(yīng)力、環(huán)境因素的影響，產(chǎn)生彎曲、斷裂等情況，影響到燃氣的安全使用；

最后，由于高層建筑的管道過長，所涉及的燃氣管道往往容易受到外界因素的影響，一旦出現(xiàn)地震、強降雨等自然危害情況，高層建筑的燃氣管道就更容易出現(xiàn)彎曲變形等情況，影響到燃氣的正常使用，甚至危及到燃氣的安全使用。

二、高層建筑燃氣設(shè)計關(guān)鍵點

針對上文提到的影響高層建筑燃氣設(shè)計的要素，可以從如下幾個方面，進行高層建筑燃氣設(shè)計工作：

首先，要有針對性的分析沉降對燃氣管線的干擾，并基于相關(guān)的數(shù)學模型計算，計算出具體的沉降力的數(shù)值，進而有效的選取沉降補償方法。具體的來說，要求燃氣設(shè)計工作人員對于高層建筑的沉降受力情況進行有效的分析，進而對燃氣引入管受到具體的沉降力的壓迫影響情況形成系統(tǒng)直觀的認識，進而用科學的方法找到解決的關(guān)鍵方法。其具體的步驟包括：第一，結(jié)合相關(guān)的數(shù)學計算結(jié)果，優(yōu)化燃氣引入管的應(yīng)力數(shù)值、引入管的具體長度，并對燃氣引入管設(shè)置彈性補償、使用彎頭連接。通過這樣的方式，即使出現(xiàn)了高層建筑的沉降問題，燃氣引入管也不會受到過大的切向應(yīng)力，進而防止燃氣引入管出現(xiàn)彎曲斷裂的情況。該手段的核心依據(jù)在于彈性補償彎頭的選擇，在選擇的過程中，要嚴格計算高層建筑的體積重量，并對高層建筑的地基進行切實的分析，防止出現(xiàn)彎頭選擇錯誤情況。第二，根據(jù)計算結(jié)果，在高層建筑燃氣設(shè)計中，對燃氣引管穿越洞口進行優(yōu)化設(shè)計。具體的分析，就是充分結(jié)合規(guī)定《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范（ GB50028-2006）》中的具體指標，進行燃氣引管穿越洞口規(guī)格的選擇，進而有效提升燃氣管道的承重力，防止安全問題的產(chǎn)生。

其次，要消除高層建筑燃氣管道應(yīng)力因素的影響。第一，要通過對專業(yè)應(yīng)力軟件的使用，真實、快速的分析出高層建筑燃氣管道附加壓力的產(chǎn)生因素，進而有針對性的制定出應(yīng)力補償措施。具體的進行分析，設(shè)計人員所選擇的天然氣密度要保證和當?shù)貐^(qū)域的自然空氣密度存在一定的差異，進而保證高層建筑燃氣管道內(nèi)部的燃氣傳輸壓差。但是，在具體的高層建筑燃氣管道使用過程中，這種個密度的差異又會帶來天然氣的擴散傳輸情況，這就需要對高層建筑燃氣管道內(nèi)部的傳輸壓差進行平衡設(shè)計。目前，大部分高層建筑燃氣管道是通過采購燃具或者安全調(diào)壓閥的方式來進行壓力平衡補償設(shè)計的；第二，要有針對性的進行高層建筑燃氣管道的自重補償設(shè)計。具體的來說，高層建筑燃氣管道可以進行自身調(diào)節(jié)來降低自重，目前廣泛使用的方法是，高層建筑燃氣管道通過固定裝置進行安裝固定，防止高層建筑燃氣管道的垂直重量壓迫在底層的燃氣管道上。

最后，要消除高層建筑燃氣管道立管的應(yīng)力。具體的來說，高層建筑的高度越高，所設(shè)計的高層建筑燃氣管道就越長，高層建筑燃氣管道上的壓縮應(yīng)力就隨著管道長度的增加而變大。與此同時，高層建筑燃氣管道也容易受到高層建筑周邊環(huán)境溫度的影響，這些因素綜合作用在一起，就會導(dǎo)致高層建筑燃氣管道產(chǎn)生變形。除此之外，如果高層建筑燃氣管道受到外力影響，例如，高層建筑周邊區(qū)域出現(xiàn)強風或者地震情況，高層建筑燃氣管道就會發(fā)生擺動，高層建筑燃氣管道的內(nèi)部受力情況也會受到影響，進而產(chǎn)生高層建筑燃氣管道彎曲變形，甚至破裂，導(dǎo)致燃氣泄露問題的產(chǎn)生。針對這樣的情況，在高層建筑燃氣設(shè)計中，要結(jié)合具體的應(yīng)力計算軟件、數(shù)據(jù)分析軟件，對高層建筑燃氣管道設(shè)計進行優(yōu)化，進而有效降低高層建筑燃氣管道所受的應(yīng)力。目前，降低高層建筑燃氣管道應(yīng)力的主要方法包括：第一，在高層建筑燃氣管道上選擇適當?shù)奈恢茫M行安彎頭組合的設(shè)計安裝，降低高層建筑燃氣管道應(yīng)力影響。第二，可以在高層建筑燃氣管道上更加實際情況，為高層建筑燃氣管道設(shè)置數(shù)量不等的波紋補償器。具體的對兩種方式進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，第一種方式往往要添加很多的彎頭，影響到了高層建筑燃氣管道的美觀，因此，大部分的設(shè)計人員會選擇第二種方式。

結(jié) 語

綜上所述，在進行高層建筑的燃氣設(shè)計過程中，要充分分析高層建筑燃氣設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)境，加強燃氣設(shè)計的數(shù)學計算精確度，克服高層建筑燃氣設(shè)計存在的難點。保證高層建筑燃氣設(shè)計的科學、合理，為燃氣入戶施工的安全、居民燃氣的正常使用，提供有力支持。

參考文獻：

[1] 黃烈旭.探討高層建筑燃氣設(shè)計存在的問題與對策[J]. 山東工業(yè)技術(shù). 2016（08）.

[2] 裴樹仙，周英超.高層建筑燃氣設(shè)計相關(guān)問題研究[J]. 企業(yè)研究. 2011（20）.

[3] 薛晟.高層建筑燃氣設(shè)計有關(guān)問題的探討[J]. 同煤科技. 2011（01）.

作者簡介：于婷，研究生學歷，工程師。單位：天津市市政工程設(shè)計研究院武清分院，出生年月：1991年1月20日。