民用建筑燃氣管道設(shè)計分析

劉鑫

摘 要：高層建筑在建設(shè)高度以及自身重量方面有了明顯的增加，這就為燃氣管道的安全設(shè)計增加了一定的難度。設(shè)計人員在對高層建筑的燃氣管道進行設(shè)計前，應(yīng)充分考察施工地的環(huán)境情況和地質(zhì)情況，結(jié)合施工中可能存在的各種因素，對燃氣管道進行科學(xué)設(shè)計，從而進一步提升燃氣管道的安全性與可靠性，使居民的生命財產(chǎn)得到有效保障。

關(guān)鍵詞：民用建筑;燃氣管道;設(shè)計分析

高層建筑本身的特殊性使得其對于燃氣管道設(shè)計有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，對于設(shè)計人員而言，應(yīng)該充分考慮建筑高度、建筑沉降、管道壓力、環(huán)境溫度、消防安全等因素的影響，確定科學(xué)合理的燃氣管道設(shè)計方案，切實保證管道運行安全。

1 影響建筑燃氣設(shè)計主要因素

1.1 外力因素

高層建筑不可難免受到外力因素的影響，比如地震、風(fēng)力等災(zāi)害的影響，引起管道發(fā)生變形，導(dǎo)致燃氣管道發(fā)生壓迫，致使燃氣管道發(fā)生彎曲，對燃氣的正常供給產(chǎn)生影響。

1.2 附加壓力因素

高層建筑的主體結(jié)構(gòu)高度偏高，而空氣與燃氣比重發(fā)生一定的差異，引起附加壓頭不足，導(dǎo)致燃氣不能持續(xù)性得到供給，對灶具的科學(xué)使用產(chǎn)生影響，并且對在城市生活的人們帶來影響，對此設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)進行科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計，消除高度的影響因素，確保燃氣能夠持續(xù)供應(yīng)，保障人們?nèi)罕姷纳钯|(zhì)量。除此以外，天然氣管道受到建筑高度的影響其立管尺寸較長，而氣體密度大于燃氣密度，因此在管道中產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力值。附加應(yīng)力值偏大從而導(dǎo)致用戶燃具使用前附加壓力突增，大于燃具正常工作的允許范圍，對用戶燃具正常使用產(chǎn)生影響，導(dǎo)致燃氣的燃燒不充分，甚至引起脫火、離焰、熄火等情況，導(dǎo)致供氣的不穩(wěn)定，因此控制附加壓力，是確保高層供氣系統(tǒng)正常安全運行的前提。

1.3 自重、體積因素

高層建筑在自重與體積等方面，遠超過多層建筑，產(chǎn)生地基的下沉對燃氣管道產(chǎn)生較大影響，高層建筑正是由于設(shè)計建筑特殊性與復(fù)雜性，建筑材料的使用量較多，從而造成建筑體積與重量增加，導(dǎo)致地基承載力偏大，甚至造成地基沉陷，這對天然氣管道布置造成一定影響，造成管道彎曲變形，甚至出現(xiàn)氣體泄漏的情況，而該因素對高層建筑物產(chǎn)生較大影響。

1.4 壓縮應(yīng)力因素

燃氣立管自重所產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，同時降低了管道供給水平，然而正是管內(nèi)外環(huán)境的偏差過大致使管道發(fā)生伸縮，影響管道供氣能力。

2 建筑燃氣管道設(shè)計分析

2.1 減緩高層建筑物的沉降

由于土地的承載能力有限，加上高層建筑的自重較大，所以建筑普遍存在沉降問題。這就要求在高層建筑建設(shè)之前，設(shè)計人員要對施工地區(qū)的實際地質(zhì)情況進行科學(xué)地勘察，詳細了解地質(zhì)條件后再進行進一步的設(shè)計工作。通常的建筑物都會發(fā)生一定的沉降，如果地址條件較好，建筑的沉降也較為均勻;反之，建筑物將出現(xiàn)不均勻沉降的情況，而且沉降的幅度也較大，這就會為燃氣管道帶來安全隱患。基于此，高層建筑的燃氣管道安裝時要進行一定的保護措施，燃氣管道的引入管在主管的基礎(chǔ)上要加設(shè)輔助套管，管道之間還應(yīng)留有一定的縫隙，從而保障燃氣管道的安全性。

2.2 燃氣管道自身重量的控制

高層建筑的建設(shè)高度較高，這也在一定程度上增加了建筑內(nèi)燃氣管道的自身重量，從而增加了管道的壓應(yīng)力，壓應(yīng)力的增加容易導(dǎo)致燃氣管道出現(xiàn)變形的風(fēng)險，如變形幅度較大還有可能導(dǎo)致管道泄漏，引起安全事故。因此，解決燃氣管道自重問題是保障燃氣管道安全設(shè)計的有效措施。設(shè)計人員可以在建筑的各層內(nèi)加設(shè)管道支撐點，支撐點可以分?jǐn)側(cè)細夤艿赖淖灾?，管道壓?yīng)力也會相應(yīng)的減少。此外，還可在不改變設(shè)計要求的情況下，選擇材質(zhì)較輕的管材以降低燃氣管道的自重。設(shè)計人員還可以增加燃氣立管道的截面積，這種設(shè)計方法也可以有效消除管道自重引發(fā)的安全隱患。

2.3 控制環(huán)境溫度引發(fā)的管道應(yīng)力

高層建筑中，在室外安裝的主燃氣管道容易受到外界溫度變化的影響，如在冬天0℃以下時或是夏天的高溫環(huán)境中，會導(dǎo)致燃氣管道出現(xiàn)熱脹冷縮，這種破壞程度雖然較小，但日積月累也可能導(dǎo)致管道接口出現(xiàn)扭曲或是受到腐蝕而斷裂。解決這一問題可以通過加設(shè)波紋管，波紋管可以有效減少管道熱脹冷縮引發(fā)大變形量，從而減少管道應(yīng)力。在實際施工中，應(yīng)對波紋管兩端加以固定，波紋管支架應(yīng)采用活動支架。此外，波紋管數(shù)量的確定應(yīng)結(jié)合燃氣管道的長度以及建筑所在地區(qū)最大溫差比而確定。

2.4 注重燃氣管道防泄漏設(shè)計

天然氣最顯著的特點就是易燃易爆，所以如果天然氣管道發(fā)生泄漏，就很容易引發(fā)火災(zāi)或是爆炸事故，天然氣的泄露嚴(yán)重威脅著人們的安全。這就要求相關(guān)設(shè)計人員在設(shè)計燃氣管道時必須要加強管道的防泄漏措施。對于燃氣管道的防泄漏設(shè)計，首先要處理好管道的接縫處，設(shè)計人員可以改進連接器具，增加接縫處的氣密性;其次，對于接口處應(yīng)做好防腐措施，避免因腐蝕導(dǎo)致的燃氣泄漏;第三，可設(shè)置燃氣檢測裝置，如有燃氣泄漏情況，檢測裝置可有效檢測空氣中的燃氣含量，并進行報警。

2.5 高層建筑燃氣的計量

在高層建筑中，燃氣使用量的計量工作極為關(guān)鍵。在對燃氣管道進行設(shè)計的時候就需要對后期的燃氣使用計量方法予以確定，目前，燃氣主要的計量方式為人工現(xiàn)場抄表、智能遠程抄表兩種。在高層建筑中，基本上都是使用智能燃氣遠程抄表，在進行戶內(nèi)燃氣管道設(shè)計安裝時，直接設(shè)置計量傳感器、單片無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍O(shè)備，從而為日后的計量工作提供便利。將傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合理應(yīng)用在燃氣管道設(shè)計中，可以有效的對高層建筑進行燃氣的收費與管理工作，不僅減少了工作量，避免了逐戶抄表擾民的問題，同時還提升了收費及管理效率。

2.6 安全措施

燃氣的應(yīng)用雖然為人們的生活提供了很大的便利，但是不可否認(rèn)的是帶來了不小的安全隱患問題。如果燃氣出現(xiàn)泄漏，會導(dǎo)致中毒、爆炸、火災(zāi)等安全事故，對此，必須采用有效的措施保障燃氣的安全使用。首先，可以將燃氣泄漏報警器設(shè)置在高層建筑中，一旦出現(xiàn)燃氣泄漏能夠及時報警，減少事故的發(fā)生;其次，在對燃氣管道進行設(shè)計的時候，增加設(shè)計緊急自動切斷閥，其與燃氣泄漏報警系統(tǒng)聯(lián)鎖，并可實現(xiàn)遠程控制，在出現(xiàn)燃氣泄漏及其他事故時及時切斷燃氣的供應(yīng)，以此避免人員和財產(chǎn)損失;此外，要求供氣單位加強對高層建筑燃氣管道的管理，對于高層建筑室內(nèi)燃氣管道以及各種燃氣設(shè)備者要進行定期的檢查與維修，確保燃氣管道和設(shè)備運行的安全性。

3 結(jié)語

確保燃氣管道的安全運行，燃氣企業(yè)責(zé)無旁貸、義不容辭，是全職履行的責(zé)任與義務(wù)，必須以高度的安全意識、先進的安全技術(shù)、完備的安全設(shè)計措施，編織起完善可靠的安全網(wǎng)，讓城市居民放心享用快捷經(jīng)濟的清潔能源，推動城市生態(tài)文明的進步。

參考文獻

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