城市高層建筑燃氣管道設(shè)計研究

張杰

新地能源工程技術(shù)有限公司 江蘇 泰州 225400

城市高層建筑燃氣管道與長輸送管道不同，其面臨更多風(fēng)險，整個結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，具體設(shè)計時需要考慮的因素多，為了保證最終設(shè)計合理性，要做好相應(yīng)設(shè)計分析工作。

1 城市高層建筑燃氣管道設(shè)計現(xiàn)狀

針對我國城市高層建筑燃氣管道設(shè)計現(xiàn)狀進行分析可以發(fā)現(xiàn)，從宏觀角度來看，可以為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┓€(wěn)定的燃氣資源，為城市穩(wěn)定發(fā)展提高支持。但是，對于部分區(qū)域的高層建筑中的燃氣管道設(shè)計來看，受氣候、環(huán)境等各項因素影響，將會導(dǎo)致城市高層燃氣管道設(shè)計經(jīng)常會出現(xiàn)異常現(xiàn)象，這將會導(dǎo)致高層建筑中的居民在應(yīng)用燃氣期間，經(jīng)常會出現(xiàn)不同類型的安全隱患，而且還會出現(xiàn)資源應(yīng)用波動現(xiàn)象，這會對居民應(yīng)用燃氣造成不良影響，同時，制約了燃氣企業(yè)的發(fā)展[1]。

針對高層建筑工程中的燃氣管道來說，在進行安全設(shè)計期，為了充分發(fā)揮安全措施，保證高層燃氣管道設(shè)計作用能夠得到發(fā)揮，要明確每項措施的價值，具體特點如下。

（1）針對高層建筑來說，燃氣管道必須要運行安全、可靠。

（2）具體設(shè)計必須要合理，對于高層建筑燃氣管道來說，采用的安全措施對燃氣管道需要能夠起到一定保護作用。

（3）提高高層建筑燃氣管道設(shè)計安全性、合理性，能夠保證燃氣應(yīng)用安全性，建設(shè)后期應(yīng)用風(fēng)險。

2 城市高層建筑燃氣管道設(shè)計期間常見的幾項問題

2.1 管道材料不達標(biāo)

目前，在具體設(shè)計期間，如果采用的燃氣管道材料不達標(biāo)，這勢必會導(dǎo)致燃氣管道在后期運行出現(xiàn)異常現(xiàn)象，可能會致使燃氣管道出現(xiàn)各種安全事故。通過對燃氣管道具體設(shè)計情況進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，燃氣管道采用的材質(zhì)過于單一，多數(shù)燃氣管道都采取鍍鋅方式處理，經(jīng)過這一方式處理的燃氣管道，可以保證燃氣在運輸期間的安全性，其投入應(yīng)用后，具有較強的抗壓性、耐腐性，以及較高強度。需要注意的是，對于鍍鋅管材來說，對技術(shù)要求高，若在實際設(shè)計期間，存在偏差，可能會致使燃氣系統(tǒng)在運行期間出現(xiàn)不順暢問題，這也就對管道設(shè)計提出了更高要求[2]。此外，單一材質(zhì)管道應(yīng)用不利于實用、經(jīng)濟，因此，在具體設(shè)計時，要提高對這內(nèi)容的重視，做好相應(yīng)分析工作。

2.2 敷設(shè)方式存在問題

在燃氣管道設(shè)計期間，若采取的敷設(shè)方式存在問題，其在投入應(yīng)用后，將會出現(xiàn)嚴(yán)重安全隱患，這也是現(xiàn)階段許多設(shè)計方案存在的一項問題。目前，明敷是一種較為常用的管道敷設(shè)方式，采取這一方式會對高層建筑工程整體美觀性造成不良影響[3]。在這一背景下，許多高層建筑中燃氣管道設(shè)計在敷設(shè)上都采取暗設(shè)方式，暗敷方式應(yīng)用起來雖然能夠提高建筑工程外觀，但是，這一方式應(yīng)用會帶來一定威脅和安全隱患，而且后期燃氣管道檢修作業(yè)也面臨一定難度，會消耗大量人力、物力。

2.3 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一致

在進行燃氣管道設(shè)計落實作業(yè)需要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，而從實際情況來看，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一致，存在一定差異，這將會導(dǎo)致設(shè)計單位在具體作業(yè)開展時，無法嚴(yán)格依據(jù)事先制定順序完成相應(yīng)作業(yè)，因此，在進行設(shè)計期間，經(jīng)常會出現(xiàn)混亂情況。從以往燃氣管道設(shè)計情況來看，只是簡單利用氣體輸送規(guī)格選擇管道，完成相應(yīng)布置，這會對燃氣管道后期的應(yīng)用，以及燃氣的合理輸送造成干擾，容易出現(xiàn)事故[4]。除此之外，燃氣管道設(shè)計本身是一項復(fù)雜作業(yè)，實際設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與其他類選管道標(biāo)準(zhǔn)混雜，具體設(shè)計作業(yè)開展起來面臨的難度較大，這也是導(dǎo)致最終設(shè)計方案不符合實際情況，無法滿足應(yīng)用需求的一項關(guān)鍵原因。

2.4 管線布局存在問題

對于高層建筑工程中的燃氣管道來說，對管線的局部的要求較高，如果管線布局不合理，管線混亂，將會出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，這一方面會對管線輸送燃氣造成不良影響，另一方面還會提高建設(shè)成本，情況嚴(yán)重時，會引發(fā)安全事故。現(xiàn)階段，許多城市中的高層建筑整體布局都發(fā)生了改變，并不是單一的采取坐北朝南結(jié)構(gòu)，同時，針對高層建筑中的樓道、開窗等各項結(jié)構(gòu)的設(shè)計也都發(fā)生了改變，這也就導(dǎo)致燃氣管道需要具有較強適應(yīng)性，特別是針對廚房內(nèi)管線，在進行燃氣管線布局時，要提高整體美觀性，做好協(xié)調(diào)設(shè)計，提高對最終設(shè)計的重視[5]。

2.5 “三防”問題

所謂“三防”指的就是防雷電、防腐蝕、防靜電，雷電、腐蝕、靜電現(xiàn)象的出現(xiàn)將會影響燃氣管道質(zhì)量。在具體設(shè)計時，如果沒有做好“三防”作業(yè)，將會縮短燃氣管道壽命，也會降低燃氣管道投入應(yīng)用時的安全性。

2.6 高層建筑沉降引起的問題

高層建筑工程投入應(yīng)用后，可能會發(fā)生沉降現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致燃氣管道設(shè)計不合理的一項主要原因。分析引起高層建筑沉降帶來的燃氣管道設(shè)計主要體現(xiàn)：高層建筑工程中的地基發(fā)生下沉問題，將會導(dǎo)致燃氣管道固定裝置出現(xiàn)位移，最終會出現(xiàn)泄漏、應(yīng)力變形，以及其他各種事故[6]。這一類事故的發(fā)生，會導(dǎo)致人們在應(yīng)用燃氣期間發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，將會導(dǎo)致人員傷亡，建筑傾斜、坍塌等各項事故，會出現(xiàn)嚴(yán)重安全隱患。

3 優(yōu)化高層建筑燃氣管道設(shè)計的合理措施

3.1 采用高質(zhì)量材料

在進行燃氣管道設(shè)計時，相關(guān)工作人員必須要做好燃氣管道材料把控作業(yè)，確保燃氣管道采用的材料質(zhì)量能夠達到要求標(biāo)準(zhǔn)，確保燃氣管道投入應(yīng)用后，在運輸燃氣時不會引發(fā)事故。如果采用鍍鋅管道，作為設(shè)計人員需要針對高層建筑工程所在區(qū)域，以及高層建筑工程具體情況，科學(xué)布置燃氣管道，全面考慮燃氣管道輸送燃氣時的時效性，同時，還要考慮整個燃氣管道經(jīng)濟性[7]。除此之外，針對燃氣管道性能來說，要重點考慮燃氣管道接頭，以及其他各項輔助材料，做好選擇，對于采用的接頭，其規(guī)格必須合理，進而使其能夠體現(xiàn)出較強協(xié)調(diào)性；做好其他防護、防腐材料把控，通過對各個高質(zhì)量材料的應(yīng)用，確保燃氣管道在投入應(yīng)用后，不會出現(xiàn)事故。

3.2 科學(xué)敷設(shè)燃氣管道

對于城市高層建筑工程來說，內(nèi)部燃氣管道設(shè)計采用的關(guān)鍵方式就位明敷方式，雖然過去燃氣管道設(shè)計也會采取明敷方式，但是，部分設(shè)計單位為了提高高層建筑整體美觀性，經(jīng)常會通過對廚房柜等各項結(jié)構(gòu)采取暗敷方式。過去很長一段時間，針對這一類型問題的，通常都是采取罰款方式處理，難以實現(xiàn)對問題的有效處理，因此，暗敷方式時有發(fā)生。因此，在未來燃氣管道設(shè)計期間，需要提高對敷設(shè)方式把控，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)具體要求，以及明敷方式進行敷設(shè)（如圖1所示），特別是針對一些容易發(fā)生燃氣泄漏區(qū)域，設(shè)計人員需要提高這一區(qū)域的重視，嚴(yán)格依據(jù)明敷手段進行管道敷設(shè)作業(yè)，確保管道運行安全、穩(wěn)定。

圖1 室內(nèi)燃氣管道明敷方式

此外，針對必須采取暗敷方式敷設(shè)的燃氣管道，在暗敷區(qū)域，要做好標(biāo)識，從而為后續(xù)管理、維護作業(yè)開展提供支持。

3.3 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

未來燃氣管道優(yōu)化設(shè)計要推行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在統(tǒng)一可靠標(biāo)準(zhǔn)要求下，保證最終燃氣管道能夠呈現(xiàn)出較強的規(guī)范性，以免在具體設(shè)計時出現(xiàn)燃氣管道混亂現(xiàn)象。因此，政務(wù)部門和燃氣管道主管部門要基于該項內(nèi)容基礎(chǔ)上，進行深入探討，做好相應(yīng)分析工作，對燃氣管道設(shè)計作業(yè)面臨的新特點、新要求進行全面把控，從而實現(xiàn)對燃氣管道設(shè)計規(guī)范的完善，提高燃氣管道設(shè)計合理性。加強對在對原有燃氣管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中存在各項混亂問題的重視，對其進行特殊標(biāo)注，確保設(shè)計人員在開展設(shè)計作業(yè)時，各項設(shè)計都有章可循。同時，針對燃氣管道具體規(guī)格，以及相應(yīng)設(shè)計要點詳細規(guī)劃，采取合理方式完成相應(yīng)優(yōu)化，確保設(shè)計的燃氣管道能夠與高層建筑保持協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)設(shè)計不合理現(xiàn)象。

3.4 合理規(guī)范管線

燃氣管線布局情況會對城市高層建筑燃氣管道設(shè)計情況造成直接影響，因此，燃氣管道設(shè)計時要提高對管線布局的重視，保證布局的合理性，確保燃氣管道能夠高效運行，避免在設(shè)計時出現(xiàn)燃氣管道隨意布局現(xiàn)象，進而使各種威脅都能夠得到解決[8]。設(shè)計人員在進行燃氣管道布局前，要對城市高層建筑情況進行全面分析，在此基礎(chǔ)上，對整個高層建筑進行分析，對結(jié)構(gòu)特點進行確定，掌握城市高層建筑結(jié)構(gòu)分布特點，針對室內(nèi)樓梯、門窗結(jié)構(gòu)、走廊等各項內(nèi)容進行合理布置，做好相應(yīng)研究工作，在此基礎(chǔ)上，對燃氣管道的具體走向進行確定。例如，針對城市高層建筑中天井槽兩側(cè)布置的燃氣管道，或者天梯出口樓梯道兩側(cè)進行燃氣管道布置時，需要對城市高層建筑特點進行適當(dāng)分析，在確保燃氣管道能夠穩(wěn)定、安全運行基礎(chǔ)上，提高整體美觀性，確保燃氣管道能夠穩(wěn)定運行，實現(xiàn)對燃氣的合理運輸。

3.5 做好燃氣管道“三防”作業(yè)

對于城市高層建筑來說，在進行燃氣管道設(shè)計時，需要在對燃氣管道情況進行分析基礎(chǔ)上，做好防雷設(shè)計，確保在出現(xiàn)雷擊時，能夠?qū)崿F(xiàn)合理防護，做好防雷、防雷電波、防雷電感應(yīng)攻擊。因此，具體設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)在樓頂，包括轉(zhuǎn)換層燃氣管道和閥門上連接防雷帶，為了確保燃氣管道不會遭受雷擊而出現(xiàn)事故，樓頂燃氣管道與防雷帶間連接最少要有兩個。防護需要在兩側(cè)焊接DN8mm圓鋼，在進行焊接時，焊接人員要控制好焊接作業(yè)，控制好焊接點，不得由于焊接不合理，而降低焊接質(zhì)量。具體焊接時，應(yīng)當(dāng)將焊接長度不得小于圓鋼直徑6倍，同時，對于焊接點，還要做好防腐處理，避免由于腐蝕問題，而降低其質(zhì)量。對于采用的防雷裝置，在進行接地處理時，應(yīng)當(dāng)降低靜電電阻控制在10Ω以內(nèi)，而對于燃氣管道接地電阻則應(yīng)當(dāng)控制在100Ω以內(nèi)，連接法蘭盤和燃氣管道采用銅片，對于螺紋連接，為了確保最終連接的合理性，要采用DN8mm圓鋼，而且電阻不得小于0.03Ω。

對于采用的無縫鋼管防腐采取下列順序：（1）做好除銹作業(yè)，除銹必須徹底，不得存在殘留，除銹要以表面呈現(xiàn)出金屬光澤作為標(biāo)準(zhǔn)。（2）將防腐涂料均勻涂抹管道表面，完成涂抹后，涂刷銀粉涂料。在銀粉涂料涂刷時，對于室內(nèi)低壓鍍鋅鋼管涂刷一次銀粉即可，而對于室外低壓鍍鋅鋼管則需要涂刷兩次銀粉涂料，在進行銀粉涂刷時，工作人員必須要控制好涂刷作業(yè)，涂刷要均勻，并且不得出現(xiàn)漏涂情況。

3.6 下沉補償問題

城市高層建筑工程整體規(guī)模大，建筑物地基需要承受較大靜荷載，這就導(dǎo)致高層建筑在長期應(yīng)用期間可能會發(fā)生下沉現(xiàn)象。通過對我國大量城市高層建筑的具體應(yīng)用情況來看，其在竣工投入應(yīng)用3年后，沉降速度較高，沉降約為5-10cm。從實際情況來看，城市高層建筑發(fā)生沉降后，燃氣管道將會發(fā)生損壞，造成這一現(xiàn)象的原因就是建筑整體下沉后，架設(shè)在建筑內(nèi)，或建筑外的燃氣管道仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時，燃氣管道對建筑下沉?xí)l(fā)生一定阻止，而建筑下沉?xí)哟笕細夤艿朗芰Γ?dāng)燃氣管道下沉到一定程度后，將會使燃氣管道發(fā)生變形現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致燃氣管道發(fā)生斷裂，這會引發(fā)嚴(yán)重事故。總而言之，城市高層建筑發(fā)生沉降會對燃氣管道造成不良影響，因此，在進行燃氣管道設(shè)計時，要在對城市高層建筑情況進行全面分析基礎(chǔ)上，分析沉降現(xiàn)象。設(shè)計人員在對城市高層建筑具體情況進行合理分析基礎(chǔ)上，依據(jù)案例情況，完成相應(yīng)設(shè)計作業(yè)，對燃氣管道的具體布局情況優(yōu)化，做好相應(yīng)設(shè)計作業(yè)。依據(jù)具體情況構(gòu)建合理預(yù)防，防止城市高層建筑下沉出現(xiàn)伸縮補償管道帶來的抗力，避免燃氣管道在投入應(yīng)用后而出現(xiàn)斷裂。因此，應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)引入金屬軟管的同時，通過對波紋管隨外力而變形特性進行應(yīng)用，減少燃氣引入管道形成的應(yīng)力，實現(xiàn)對城市高層建筑下沉的合理補償，保護燃氣管道，避免其遭受破壞。金屬波紋管在具有補償大、耐熱、耐腐蝕、抗疲勞性強等多項優(yōu)點，因此，可以長期應(yīng)用。

3.7 燃氣管道附加壓頭

城市高層建筑中燃氣管道具有波動大和長的附加壓力等，針對燃氣管道來說，這些特性都對燃氣管道施工作業(yè)開展造成不良影響。可見，如何做好空氣密度和燃氣設(shè)計比利時確保燃具穩(wěn)定關(guān)鍵。對于較高層的燃氣管道來說，針對不同密度空氣和燃氣管道密度都具有不同額外壓力，而增加壓力波動會導(dǎo)致燃具能處于超正常燃燒狀態(tài)，這會對用戶正常應(yīng)用燃氣造成不良影響，會出現(xiàn)熄火、回火等不良現(xiàn)象。因此，可以通過利用燃氣管道附加壓頭方式消除和限制燃氣管道額外壓力，同時，通過這一方式，能夠保證燃氣管道在運行時的穩(wěn)定性、安全性。

4 結(jié)語

城市高層建筑燃氣管道設(shè)計是一項復(fù)雜且對技術(shù)要求較高的工作，在具體設(shè)計時，要依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境特點，全面考慮建筑工程結(jié)構(gòu)、長期發(fā)展特點，以及消防安全問題，同步進行建筑主體和燃氣管道結(jié)構(gòu)設(shè)計，在具體設(shè)計期間，要全面考慮建筑工程內(nèi)燃氣在應(yīng)用時的安全性，保證公共安全，提高人們生活質(zhì)量。