城市高層建筑燃氣管道安全設計

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摘要:近年來，我國建筑行業技術總體體系的不斷優化完善，高層建筑逐漸成為城市區域中的主要建筑類別，提高了城市人口容納能力。但在部分城市高層建筑中，受人為與環境等因素影響，建筑燃氣管道破損問題時有發生，并引發建筑火災等安全事故，造成嚴重的經濟損失與人員傷亡。針對這一問題，必須分析高層建筑燃氣管道設計難點，明確燃氣管道安全隱患。因此本文對城市高層建筑燃氣管道安全設計問題展開深入分析。

關鍵詞:城市高層建筑;燃氣管道;安全設計

一、城市高層建筑燃氣管道設計難點與安全隱患

(一)建筑沉降因素的影響

在多數高層建筑的施工、前期使用過程中，地基都會出現一定成度的沉降，并對燃氣管道造成影響。而在高層建筑工程地基處理方案缺乏合理性或出現地基過度沉降等問題時，會造成燃氣管道鋪設線路及周邊環境的變化，并在變化程度過大時出現燃氣管道破裂、燃氣泄露等問題。因此，在燃氣管道設計環節中，要充分考慮建筑沉降對燃氣管道所造成的影響因素。

(二)管道阻力因素的影響

在高層建筑的中上部區域中，燃氣管道內會一定的附加壓力，并隨著建筑層數的提升而導致壓力值不斷加大。例如，在高層建筑的頂部樓層區域中，建筑業主使用燃氣管道進行點火做飯時，普遍存在著燃氣供應穩定性較差與氣流不平穩的問題，并可能出現燃氣泄露、人體吸入過量燃氣等安全事故。在建筑內部所居住業主數量過多時，也會導致燃氣管道氣壓值出現增大現象。

(三)環境因素的影響

在當前我國多數城市高層建筑中，燃氣管道的鋪設區域分為兩部分，分別為室外鋪設的燃氣管道，以及在建筑室內鋪設的燃氣管道。而在燃氣管道使用過程中，位于室外鋪設的燃氣管道會持續受到氣候環境的影響干擾，從而出現管道破裂、燃氣泄露問題。例如，在我國北方區域中所分布高層建筑中，室外燃氣管道受到夏秋季節過大溫差影響，導致管道出現熱脹冷縮反應，并有一定可能出現管道破裂問題。在我國南方區域中，空氣濕度較高，燃氣管道受到潮濕空氣的持續腐蝕，有可能出現管道外層結構腐蝕破損問題。此外，燃氣管道也會受到雷電流打擊、外力碰撞等多種問題與自然因素的共同影響，從而出現燃氣泄露、管道破裂等安全問題。

(四)管道自重力因素的影響

在高層建筑工程中，由于建筑層數較多、高度較高，燃氣管道受到自身重量的影響，也會逐漸產生一定的壓力，且這一壓力值會隨著建筑層數的提高而不斷加大。在問題嚴重時，會在燃氣管道自身重量的影響下造成周邊建筑設施的變形損壞，導致燃氣管道的斷裂，燃氣泄露。

二、城市高層建筑燃氣管道的安全設計措施

(一)做好燃氣管道的溫度控制設計工作

在我國北方區域中所修建城市高層建筑中，室外燃氣管道受過大溫差的影響，會出現熱脹冷縮反應，并在長時間使用過程中出現管道破裂安全問題。針對于此，應在條件允許范圍內，在燃氣管道外側套設波紋管，降低室外氣候溫度對燃氣管道的影響系數。抑或是結合不同高層建筑工程周邊環境的氣候溫差，選擇適當材質的燃氣管道。

(二)燃氣管道重力克服安全設計

隨著材料學技術總體體系的不斷優化完善，各項新型材料大量問世，材料的各項功能屬性均得到一定幅度的提升。因此，在高層建筑燃氣管道設計環節中，需要適當提高對各項新型管材的重視力度，在成本合理范圍內優先配置具有高度結構強度、抗腐蝕性的輕型管材，從而實現對燃氣管道自重量的降低。此外，也要在城市高層建筑室外燃氣管道的鋪設路線上，按適當間隔距離修建管道支架結構，用于分散燃氣管道自重壓力，避免對周邊建筑物造成變形損壞影響，以及燃氣管道破裂問題的出現。

(三)做好燃氣管道減震安全設計工作

在高層建筑受到地震、泥石流、山體滑坡等不可抗力因素影響時，建筑主體結構會受到較大沖擊，出現一定頻率、幅度的震動。而在建筑震動過程中，也有可能出現燃氣管道破裂、燃氣泄露等安全問題。因此需要做好建筑燃氣管道的減震安全設計工作，在燃氣管道鋪設線路兩側設置輔助減震設備，并在管道與建筑室內外結構接觸區域中做好管道防震處理(如在建筑與燃氣管道的各處接觸點設置減震橡膠墊)。

(四)對燃氣管道材料做好防雷與防腐蝕安全設計工作

在高層建筑的頂部區域中設置防雷帶與引雷裝置，確保在高層建筑造成雷電流打擊時，雷電流的首要打擊目標并非為高層建筑的燃氣管道。此外，將高層建筑中所鋪設燃氣管道與接地線二者之間的間隔距離保持在安全范圍內，避免雷電流在入地過程中對周邊區域中所分布燃氣管道造成損害影響。在燃氣管道防腐蝕設計領域中，應在管道安裝作業開展前做好燃氣管道除銹處理作業，直至管道內外壁潔凈性符合設計要求為止;選擇適當涂料，在燃氣管道表面結構上涂刷一定厚度的防腐蝕涂層，并保障涂層的均勻平整性、厚度均符合設計要求;定期對建筑燃氣管道開展防腐蝕涂層修復作業;做好燃氣管道周邊區域的場地清理作業。

(五)開展建筑物下沉補償設計工作

在多數城市高層建筑工程中，由于建筑層數較多、地基所承受靜載負荷相對較大，因此在建筑施工與早期使用階段中會持續出現建筑下沉問題。這一階段也是管道破裂與燃氣泄露安全問題的主要出現時間階段。針對這一問題，要在燃氣管道設計環節中充分考慮到建筑沉降因素所造成的影響，計算具體的建筑沉降速率與總體沉降量。隨后在其基礎上優化整體建筑燃氣管線布局結構，引入金屬軟管以及波紋管，實現對城市高層建筑下沉補償的提供。此外所引入金屬波紋管也具有較強的抗腐蝕與變形特征，可以對建筑燃氣管道提供全面性的安全防護保障。

(六)做好燃氣管道警示設計工作

在部分城市高程建筑裝修工程中，施工人員與業主對建筑結構內的燃氣管道鋪設線路與管道具體位置缺乏了解，導致在裝修施工中對燃氣管道造成破損影響，出現燃氣泄露等安全問題。因此，需要在燃氣管道設計階段中，做好管道的警示設計工作，將管道的格局走向、具體位置進行明確標注。

三、結語

為進一步提高城市高層建筑的安全系數，避免燃氣泄露等安全事故的出現。要明確各項城市高層燃氣管道設計難點，開展全面性的燃氣管道安全設計工作，為建筑業主的人身財產安全提供有力保障。

參考文獻:

［1］王薇，郝繼來．城市高層建筑燃氣管道安全設計［J］．信息記錄材料，2019(01)．

［2］李振龍，李斌．超高層建筑燃氣管道設計及安全措施［J］．智能城市，2018(13)．

作者:薄夫強 于鑫 單位:青島安燃工程咨詢有限公司 青島栩博市政園林工程有限公司