高層建筑管道燃?xì)庠O(shè)計(jì)中管道的安全設(shè)計(jì)

付樂(lè)樂(lè)

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)建筑的整體安全性也提出了更為嚴(yán)格的要求。與傳統(tǒng)建筑相比，高層建筑高度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員密度大。一旦發(fā)生火災(zāi)，可能造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。基于此，相關(guān)人員需要在燃?xì)庠O(shè)計(jì)中高度重視管道的安全設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)方案的合理性和有效性，切實(shí)保障管道用氣的安全。

關(guān)鍵詞：高層建筑;管道燃?xì)庠O(shè)計(jì);安全設(shè)計(jì)

1高層建筑燃?xì)夤艿腊踩珕?wèn)題探討

大家都知道，煤氣的使用存在一些隱患。特別是對(duì)于高層、人口密集的商業(yè)區(qū)，一旦發(fā)生燃?xì)庑孤┗虮ǖ劝踩鹿剩瑒?shì)必造成不可估量的財(cái)產(chǎn)損失，甚至嚴(yán)重威脅周邊群眾的人身安全。

為了避免此類事故的發(fā)生，高層建筑燃?xì)夤艿赖脑缙谠O(shè)計(jì)應(yīng)以安全為首要考慮因素。通過(guò)詳細(xì)的計(jì)算和規(guī)劃，可以滿足相關(guān)的安全檢查標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的施工過(guò)程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，高層建筑燃?xì)夤艿赖陌踩O(shè)計(jì)還應(yīng)結(jié)合我國(guó)的具體國(guó)情和建筑周圍的野外環(huán)境。在我國(guó)大多數(shù)城市規(guī)劃中，居住區(qū)與商業(yè)區(qū)存在一定程度的混合，一些高層建筑承擔(dān)著商住兩用的特殊功能。因此，在具體建設(shè)項(xiàng)目的安全設(shè)計(jì)中，必須全面、科學(xué)地綜合各種因素，從而制定出最合理的設(shè)計(jì)方案。

2高層建筑燃?xì)夤艿腊踩挠绊?/p>

2.1建筑物沉降的影響

由于高層建筑本身的荷載大，受地質(zhì)條件和建筑荷載等因素的影響，高層建筑會(huì)產(chǎn)生不同程度的地基沉降，建筑物沉降的程度也受許多外部因素的影響。對(duì)于城市高層建筑燃?xì)夤艿溃绻ㄖ镏黧w的沉降程度不同，由于燃?xì)夤艿捞幱陟o態(tài)狀態(tài)，燃?xì)夤艿酪牍茉诮ㄖ锘A(chǔ)沉降過(guò)程中會(huì)形成較大的剪應(yīng)力，容易造成燃?xì)夤艿罃嗔押蛽p壞，事故后果非常嚴(yán)重[1]。

2.2建筑結(jié)構(gòu)附加壓力對(duì)輸氣管道形成的影響

與普通建筑相比，城市中的高層建筑不僅高度更高，而且重量更重。因此，建筑物本身對(duì)地面形成的附加應(yīng)力的影響也非常復(fù)雜。在高層建筑的強(qiáng)荷載壓力作用下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)燃?xì)夤艿罁p壞、破裂等現(xiàn)象。如果樓內(nèi)壓力過(guò)低，用戶將直接造成供氣壓力損失或壓力過(guò)載等問(wèn)題。如果建筑物附加應(yīng)力過(guò)高，直接超過(guò)輸氣管道的極限承載力，就會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)因素，直至管道破裂。

2.3建筑選線的影響

高層建筑燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。燃?xì)夤艿滥芊裾Ｊ褂茫苯佑绊懙秸麄€(gè)高層建筑工程的造價(jià)，也直接影響到整個(gè)供氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此，在選擇高層建筑燃?xì)夤艿啦牧虾托吞?hào)時(shí)，要切實(shí)掌握當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境條件，并按設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果輸氣管道設(shè)計(jì)工作與實(shí)際情況存在較大差異，很可能引發(fā)后續(xù)的供氣安全問(wèn)題。

3解決措施

3.1管道附加壓力計(jì)算和消除

相關(guān)分析表明，在民用低壓燃?xì)庠畹脑O(shè)計(jì)中，額定壓力一般能達(dá)到2000pa，高層建筑具有獨(dú)特的特點(diǎn)，能使灶具的壓力在合理的范圍內(nèi)波動(dòng)。如果爐子比額定壓力高0.75-1.5倍，可以滿足高層建筑的應(yīng)用需求。但如果壓力逐漸升高，會(huì)導(dǎo)致灶具的熱耗率下降，燃燒強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致回火。另外，在燃燒不足的情況下，煙氣中的一氧化碳會(huì)增多，容易引起煤氣中毒，更嚴(yán)重的是會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等情況。因此，在高層建筑燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)中，應(yīng)注意管道的建筑物沉降補(bǔ)償和溫差變形的應(yīng)力補(bǔ)償。根據(jù)國(guó)內(nèi)高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)的基本情況，低壓進(jìn)戶方式被廣泛采用。在低壓輸氣管道的壓力損失計(jì)算中，需要對(duì)大型管道引起的高層建筑附加壓力進(jìn)行分析。在高層建筑燃?xì)夤芾碓O(shè)計(jì)中，如果管道附加壓力過(guò)大，灶具前的壓力將比額定壓力高1.5倍。如果高層建筑安裝燃?xì)夤艿篮螅瑝毫镻1，數(shù)值為2000Pa，此時(shí)，如果燃?xì)夤艿腊惭b工作不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致只有少數(shù)住戶使用管道燃?xì)猓敲锤郊訅毫H為燃?xì)獗碜枇腿細(xì)饬恐凸艿雷枇ΑＨ绻矣脿t灶前的壓力為P2，則附加壓力可按有關(guān)規(guī)定計(jì)算。公式為：P2=P1+△H=150pa=185pa+5.83h，如果家用爐灶前壓力為3000pa，則H值為197m，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)高層建筑高度大于197m時(shí)，燃?xì)夤艿赖母郊訅毫?huì)使?fàn)t灶前壓力高于爐灶的工作范圍燃燒器。因此，要使燃?xì)鉅t前壓力波動(dòng)程度保持在最小范圍內(nèi)，保證燃?xì)庀到y(tǒng)壓力與額定壓力無(wú)明顯差異，就必須在燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)時(shí)采取合理的方式，以減少附加壓力的不利影響天然氣管道上的壓力。

3.2建筑沉降分析和應(yīng)對(duì)

相關(guān)分析表明，在民用低壓燃?xì)庠畹脑O(shè)計(jì)中，額定壓力一般能達(dá)到2000pa，高層建筑具有獨(dú)特的特點(diǎn)，可以使燃?xì)庠畹膲毫υ诤侠淼姆秶鷥?nèi)波動(dòng)。如果爐膛比額定壓力高0.75-1.5倍，可以滿足高層建筑的使用要求。但是，如果壓力逐漸升高，灶具的熱耗率就會(huì)降低，燃燒強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致回火。另外，在燃燒不足的情況下，煙氣中的一氧化碳會(huì)增多，容易引起煤氣中毒，更嚴(yán)重的是會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等情況。因此，在高層建筑燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)中，應(yīng)注意建筑物的沉降補(bǔ)償和溫差變形的應(yīng)力補(bǔ)償。根據(jù)國(guó)內(nèi)高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)的基本情況，低壓進(jìn)戶模式被廣泛采用。在低壓輸氣管道壓力損失計(jì)算中，有必要對(duì)大型管道引起的高層建筑附加壓力進(jìn)行分析。在高層建筑燃?xì)夤芾淼脑O(shè)計(jì)中，如果管道附加壓力過(guò)大，灶具前的壓力將比額定壓力高1.5倍。如果在高層建筑內(nèi)安裝燃?xì)夤艿篮螅瑝毫镻1，壓力值為2000Pa，此時(shí)如果燃?xì)夤艿腊惭b不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致只有少數(shù)住戶使用管道燃?xì)猓瑒t附加壓力僅為燃?xì)獗碜枇腿細(xì)饬恐停约肮艿雷枇ΑＨ绻矣脿t灶前的壓力為P2，則附加壓力可按有關(guān)規(guī)定計(jì)算。公式為：P2=P1+△H=150pa=185pa+5.83h，若家用爐灶前壓力為3000pa，則H值為197m，具體為高層建筑高度大于197m時(shí)，燃?xì)夤艿赖母郊訅毫?huì)使?fàn)t前壓力高于爐子的工作范圍。因此，為了使煤氣爐前壓力波動(dòng)保持在最小范圍內(nèi)，保證煤氣系統(tǒng)壓力與額定壓力無(wú)明顯差異，在輸氣管道設(shè)計(jì)中，必須采取合理的方法，以減少附加壓力對(duì)天然氣管道壓力的不利影響。

3.3做好防雷、防靜電和防腐工作

在對(duì)高層建筑燃?xì)夤艿肋M(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)雷電感應(yīng)雷和直擊雷進(jìn)行合理的防護(hù)設(shè)計(jì)。防雷設(shè)計(jì)時(shí)，屋頂燃?xì)夤艿兰伴y箱應(yīng)與屋頂女兒墻避雷針連接，連接處應(yīng)多于兩處。同時(shí)，連接避雷針時(shí)，宜采用圓鋼雙面焊接，焊接長(zhǎng)度應(yīng)大于圓鋼直徑的6倍，焊接處應(yīng)做防腐處理。另外，在燃?xì)夤芾矸览自O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意防雷接地裝置的沖擊接地電阻應(yīng)小于10，燃?xì)夤艿赖撵o電接地電阻不應(yīng)大于100。一般情況下，管道與設(shè)備法蘭連接宜采用鋼板橋接的方法，同時(shí)螺紋應(yīng)采用圓鋼連接，其阻力值應(yīng)大于0.03。另外，在對(duì)室內(nèi)壓力無(wú)縫鋼管進(jìn)行防腐處理時(shí)，要對(duì)鋼管銹進(jìn)行全面清理，使鋼管表面有金屬光澤，然后刷一層P207防腐底漆，再刷兩層銀漆，最后涂上黃色標(biāo)記，以利防腐區(qū)別。

結(jié)語(yǔ)

總之，高層建筑本身的特殊性使其對(duì)燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)充分考慮建筑物高度、建筑物沉降、管道壓力、環(huán)境溫度、消防安全等因素的影響，確定科學(xué)合理的燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)方案，確保管道運(yùn)行安全。另外，高層建筑燃?xì)夤艿缿?yīng)與建筑主體結(jié)構(gòu)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工，避免重復(fù)施工現(xiàn)象。必須認(rèn)識(shí)到安全問(wèn)題是輸氣管道設(shè)計(jì)中必須注意的核心問(wèn)題。在充分認(rèn)識(shí)安全問(wèn)題的基礎(chǔ)上，保證輸氣管道設(shè)計(jì)的安全。

參考文獻(xiàn)：

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