燃氣設計中存在的問題與解決對策研究

李東芝

摘 要：隨著城市的發展，高層建筑也越來越多，因此涉及到高層建筑的燃氣供應也會越來越多。然而，與多層建筑不同，高層建筑的復雜性更高，導致其所涉及的燃氣供應也會越來越多，由于本身的復雜性，城市燃氣管道的設計與施工中總是會遇到各種各樣的問題與困難。因此，本文主要分析了燃氣設計中存在的問題，并針對這些問題提出相應的解決措施，希望對燃氣設計問題的解決有一定的借鑒性意義。

關鍵詞：燃氣設計；問題；解決對策

隨著社會現代化水平的不斷提升，以及建筑行業受國家宏觀調控政策的影響，現代化建筑傾向于向高層化發展。相應的，由于高層建筑結構自身的復雜性也為高層建筑的燃氣設計施工提出了更高層次的要求，施工單位需根據高層建筑的實際情況，針對易出現的各種影響因素如建筑沉降影響、管道附加應力影響、管道自重影響等，研究相應的解決對策，及時優化完善相應設計方案，以保障燃氣供應的安全性、高效性。

一、燃氣設計環節的重要性

高層建筑燃氣工程建設的靈魂就是燃氣工程的設計階段，它是進行燃氣工程質量管理和經濟控制的起點，燃氣工程質量的好壞只接受到設計質量好壞的嚴重影響，設計階段的設計偏差、設計階段的敷衍了事等問題都會給整個燃氣工程帶來巨大的質量問題和經濟損失，所以必須細致的做好設計階段的控制關，從源頭杜絕燃氣工程問題的出現，對于燃氣工程設計必須做好嚴格的分析，對于重點環節進行重點設計，根據工程特點，有針對的進行設計，確定好每個環節的經濟和質量的相關目標，做好高層建筑燃氣工程設計重要環節的分析工作。

二、高層建筑供氣系統設計存在的問題

1.沉降問題

（1）若高層建筑物的室內比室外的沉降量要大，燃氣管道的受力不均勻，局部產生較大應力。如果采用螺紋連接的鍍鋅管，管件之間可能會發生旋轉，管道就會發生漏氣現象；如果采用焊接連接的鋼質燃氣管道，管道或者焊縫可能會被拉裂，從而導致管道發生漏氣現象。

（2）若高層建筑物的室內比室外的沉降量要小，燃氣管道埋設在室外虛土上，長時間后地面下沉，燃氣引入管下沉情況較室內更嚴重，引入管局部產生應力較大，從而破壞管道及相關附屬設備，導致漏氣的發生。

2.管道的附加壓頭問題

根據國家標準規定，低壓民用燃氣具的額定壓力：人工燃氣為 1000Pa±50%；天然氣為2000Pa±50%。因此，低壓民用燃氣具允許超負荷壓力：人工燃氣1500Pa；天然氣3000Pa。

壓力過高不僅僅是燃氣不能正常燃燒，更危險的是會發生脫火的現象，甚至發生燃氣泄漏、爆炸事故。這就必須采取措施來降低過高壓力，以保證安全、正常使用。

3.高層建筑的水平位移問題

出現水平位移的原因分析。由于超高層建筑本身就有著非常高的高度，因此，在風載荷的作用下，尤其是受到臺風等惡劣氣候的影響下，使得其具有一定的風動力特性。由于受到風載作用，建筑物本身受到風力加速度的影響，導致其會存在水平位移的現象。與此同時，依據不同的風速，建筑物本身也將會出現不同的振動周期。所以說，就算是其結構設計滿足要求，但是就針對于燃氣供應系統而言，還必須要充分考慮其所產生的負面作用。

4.滲漏問題

天然氣泄漏通常可以分為外燃氣管線泄漏，室內燃氣管線泄漏，控制、調節、測量等零部件及其連接部位泄漏。往往出現泄漏問題會出現在天然氣連接方式，天然氣連接方式通常采用螺紋連接，由于這種螺紋連接使接頭處粘結不牢固，才會導致泄漏問題的出現所以，針對上述問題，在對天然氣進行設計過程中，要采取防止泄露措施。

三、燃氣設計中存在的問題與解決對策

1.高層建筑的沉降補償

對于沉降補償的重點也應放在對燃氣引入管道的優化調整工作方面。首先，可以利用彈性補償彎頭緩沖變形的特性，通過在燃氣引入管道設置彈性補償彎頭連接，減輕作用于官道上的切向應力的影響。一般來說，彈性補償彎頭在實際應用中依據適用環境不同，可分為通用波紋型、套管型、金屬軟管型以及鉛筒型等補償類型，在設置彈性補償彎頭時，應注意根據建筑物以及當地環境的實際情況，選擇合適的補償方式，總體上講，金屬軟管型補償接頭在燃氣管道沉降補償中適用性比較強；同時，參考《城鎮燃氣設計規范 （GB50028-2006）》中的有關設計依據，當高層建筑的基礎沉降量大于五十毫米時，可以通過適當增大燃氣引管穿越洞口規格、適當采用水平或垂直彎曲等手段提升管道承力特性，補償沉降對于燃氣管道所帶來的危害。

2.消除附加壓力的方法

一是需要進行管道水力的計算，來強化管道的阻力。在部分城市中，其規定高層建筑每隔 6 層就需要加一個截流閥在立管上，并以此來提高局部的阻力。不過這個辦法有一定的局限性，由于流量是不斷變化的，因此其局部的阻力也就會出現相應的變化，難以確保燃氣的的壓力值。因此，最好的辦法就是將中途調壓器加在立管上，以此來確保燃氣能夠有用氣壓力。二是可以將低壓調壓器設置在燃氣立管上，或者是將其設置在立管的橫支管上，來合理消除附加壓力。

3.燃氣管道的抗震設計方法

燃氣管道的抗震有以下幾種辦法：（1）當發生地震時，高層建筑的頂層水平位移最大，震害也最大，因此，若室內燃氣管道選用較輕的且具有抗震功能的管材，那么對燃氣管道的抗震是有利的。（2）在燃氣立管上安裝感震器，當感震器受到震動時，將信號轉送到天然氣公司或者值班室，即時采取措施，從而有效避免了燃氣安全事故的發生。（3）在燃氣管道或燃氣設施必要的位子設置波紋補償器，克服在地震時發生的受力不均勻的情況。

4.防漏問題的設計方法

天然氣通常是無縫鋼管，對于無縫鋼管進行對接時要進行焊接，這是避免接頭處粘結不牢固產生的天然氣泄漏。在對無縫鋼管焊接要進行檢查鋼管是否表面光滑整潔，焊縫排列一定要密實避免出現交叉 ， 焊接過后要進行檢查、氣密性實驗、0.4MPa 壓力實驗和一些復雜的測試，來保證萬無一失。這些做完后一定要對密封處進行拍片，保證其安全合格。對于天然氣走向也要避開一些經常施工的地方，并標識走向，這樣可以有利于檢查和維修天然氣。

5.防腐問題設計方法

①在輸送天然氣的時候我們做一些前期處理，使其天然氣雜質含量降到最低，雜質會對天然氣形成很大危害，所以避免此類問題發生，同時對于內壁也可以做一些樹脂鍍層處理，這樣有助于防腐和運輸天然氣。②對于天然氣外壁可以進行聚乙烯防腐膠帶和樹脂鍍層處理，讓其天然氣與外界隔離，達到防腐效果。③在前期暗埋天然氣前，要對天然氣進行前期檢查，清理內部的鋒利物體、水汽和碎片。這樣就可以有效的防止鍍層被破壞。④在進行暗埋天然氣時，一定要注意天然氣要被混凝土和墻體完全包圍，并且覆蓋面一定厚度要超過 2cm，只要這樣做，才能滿足和有效保護天然氣。⑤對于樓層內部天然氣，天然氣通常會在樓板內，對于這些天然氣應該做套管處理，套管應該伸出至少為 5CM，同時仍需注意的是套管兩端一定要用防水材料。⑥在對天然氣暗埋時，要增加天然氣與土壤之間的電阻，使其達到電流腐蝕。

四、結束語

燃氣管網的設計是一個復雜的系統化工程，考慮到高層建筑的特殊性，對其進行的燃氣管道設計也應區別性對待，根據當地的氣候、土質、水文、環境應用條件，合理設置沉降補償方式，采取合適的方式消除管道的附加壓力以及管道自重的影響，做好前期的安全設計工作，以不斷完善高層建筑燃氣工程設計。

參考文獻：

[1]徐耿.高層建筑燃氣供應設計中的問題及控制措施[J].產業與科技論壇，2017，16（04）：66-67.

[2]祝亞軍.高層建筑室內燃氣管道設計若干問題分析[J].中國管理信息化，2016，19（16）：72-73.

[3]周靜.對高層建筑燃氣設計有關問題分析[J].山東工業技術，2016（08）：77.