煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽合肥 230041
摘要：为了确保城市燃气管道安全稳定运行，需要工程设计人员深入工程实践，结合设计规范和相关施工现场经验，不断探索更加完善的设计方案，以提高城市燃气管道设计水平。本文对高层建筑燃气管道设计若干问题进行研究论述，希望能为相关工程设计人员提供有效参考。
关键词：城市燃气；管网布局；高层建筑；设计优化
引言
随着“西气东输”和“川气东送”长输管线的先后建成运行，我国的城市天然气事业迎来了快速发展。作为一种经济高效的清洁能源，天然气的使用不仅能够优化城市能源结构，提高城市综合竞争力，还能有效改善空气品质。城镇燃气已逐渐成为城市能源结构中重要的组成部分和新建住宅小区的重要配套设施。人们的日常生活离不开天然气，天然气管道建设对于整个城市发展起着积极的促进作用。天然气是一种易燃易爆气体，因此一定要高度重视天然气管道设计、施工和日常运行维护管理，使其安全可靠的服务城市发展和居民生活。
1城市燃气管道设计的重要性
燃气管道的设计、施工和后期运行维护管理是城镇燃气安全运行不可或缺的三个重要节点。施工作业人员会严格按照施工图设计的要求进行建设施工，设计是基础，必须予以足够的重视。只有设计工作做得合理规范才能够最大程度的降低施工作业和后期运行管理中的风险。提高燃气管道设计水平，能够帮助施工作业人员对施工中可能出现的问题进行预判和及时处理，使施工中出现故障的可能性降低，尽可能保证管道的设计使用寿命不打折扣；注重燃气管道设计，有利于降低施工中的风险因素，保障施工人员的安全和工程的质量，为企业带来更好的经济收益。对燃气管道设计的重视，将会推进管道燃气工程向着科学化、现代化方向发展，促进城市基础设施建设的全面发展，为人们的生活带来更大的便利。
2城市高层建筑城市燃气管道设计中常见的问题
2.1建筑沉降因素的影响
多数高层建筑由于建筑自身重力原因，经过一段时间的沉淀之后地基都会出现轻微的沉降，一般不会对燃气管道造成严重影响。但当高层建筑工程地基处理方案缺乏合理性或出现地基过度沉降等问题时，会造成燃气管道周边环境的变化，如埋地引入管局部悬空，架空引入管局部应力集中等，并在变化程度过大时出现燃气管道破裂、燃气泄露等事故。因此，在燃气管道设计环节中，要充分考虑建筑沉降对燃气管道所造成的影响，在设计中采取一定补偿措施或保留一定设计裕量。
2.2引入管设计水平低下的影响
根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006），引入管指的是室外配气支管与用户室内燃气进口管总阀门（当无总阀门时，指距室内地面1米高处）之间的管道。作为城市燃气管道重要组成部分，引入管起着连接室外埋地管道和室内燃气立管的作用，也是直接暴露在室外最容易出现问题的部分。部分设计单位和燃气公司为减少相关投资成本，在进行燃气引入管设计和施工时并没有考虑到其重要性和危险性，不考虑引入管的外防腐、保温、截断、防沉降等方面的问题，所选取的引入管规格质量水平低下，这些都会加大引入管在后期运行使用过程中出现问题的可能性。
2.3设计过程中运用的信息技术不足的影响
由于燃气行业特许经营的原因，燃气不同于水暖电等行业，与建筑主体同时完成设计，对新技术的使用比较迅速，燃气设计在新技术的应用上有很大的欠缺。燃气管道设计中运用信息技术能有效分析施工中遇到的各种可能性，降低工程风险，为工程带来更大的经济效益。如在处理管道碰撞的问题上，传统的人工解决方式不仅浪费大量的人力和物力，还不利于工程的施工进度和施工人员的工作效率。利用BIM碰撞信息模拟技术，对可能与其它管线发生碰撞的节点进行分析计算，做出判断并提出解决措施，避免工程二次返工的同时，还有效的节约了工程材料、缩短了工期、提高了施工人员的工作效率。
很多工程设计人员接触信息技术时间不长，对信息技术的掌握不够全面，同时燃气管道又不能与其它管道同时配合设计，不能很好的将信息技术运用到实际设计中，影响了燃气管道的设计质量和进度，阻碍了企业设计施工管理信息化的发展进程。在设计过程中不充分利用信息化技术，将不利于燃气管道设计信息化技术的应用和发展。
3城市高层建筑燃气管道的安全设计措施
3.1做好燃气管道的温度控制设计工作
在我国北方地区所修建城市高层建筑中，室外燃气管道容易受过大温差的影响出现热胀冷缩反应，并在长时间使用过程中出现管道破裂安全问题。针对于此，在条件允许范围内，埋地引入管应敷设于土壤冰冻线以下，架空引入管应尽量减小室外架空段长度，同时在室外架空燃气管道外侧套设保温层，降低室外气候温度对燃气管道的影响系数。抑或是结合不同高层建筑工程周边环境的气候温差，选择适当材质的燃气管道。
3.2优化引入管设计
由于引入管在整个燃气管道系统中起到非常重要的作用，这就需要工程设计人员在设计时不仅需满足相关规范的安全间距和埋深、走向要求，还要考虑其它因素。就目前来看，我国各个城市在进行燃气管道设计时，通常采取镀锌钢管和聚乙烯塑料管充当燃气管道引入管，其根本原因在于这些材质的引入管能够在一定程度上抵抗外在因素对其产生影响，进一步延长引入管使用年限。除此之外，在进行城市燃气引入管设计时，还应考虑在引入管上设置水平管段，在水平管段上增加阀门、金属软管等，对于一类高层建筑和重要公共建筑，还宜设置燃气紧急自动切断阀。水平管段和金属软管的设置不仅可以避免燃气引入管在后期使用过程中出现连接件断裂等质量问题，还能够产生足够的补偿量，在一定程度上减小建筑沉降对管道的影响。此外，室外引入管的设计应避免跨越建筑沉降缝等。
3.3设计过程中应加大对BIM等信息技术的应用
在城市燃气管道的设计过程中，设计人员应充分认识到BIM技术运用的重要性，利用新的技术解决复杂多变的问题，为解决施工管理过程中可能遇到的问题提供解决思路。BIM技术可以实现虚拟设计和智能设计，建立虚拟模型，进行设计碰撞检查、能耗分析、自动生成材料表，对施工难点可以提前反应，在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测及方案优化。BIM技术应用于燃气工程的设计、施工和后期运行维护中，会给燃气行业带来技术性革命，极大地提高燃气工程施工效率，极大地节约成本。从而推进城市燃气管道设计的现代化发展，让城市燃气管道为人们的生活带来更多便利的服务。
3.4开展建筑物下沉补偿设计工作
在多数城市高层建筑工程中，由于建筑层数较多、地基所承受静载负荷相对较大，因此在建筑施工与早期使用阶段中会持续出现建筑下沉问题。这一阶段也是管道破裂与燃气泄露安全问题的主要出现时间阶段。针对这一问题，要在燃气管道设计环节中充分考虑到建筑沉降因素所造成的影响，计算具体的建筑沉降速率与总体沉降量。随后在其基础上优化整体建筑燃气管线布局结构，设置套管以及金属软管，实现对城市高层建筑下沉补偿的提供。此外所引入金属软管也应具有较强的抗腐蚀与变形特征，可以对建筑燃气管道提供全面性的安全防护保障。
结语
为适应快速推进的城市化进程，本文对城市燃气管道设计施工运行中出现的很多问题进行了较为全面的分析，并针对这些问题提出了一系列有效的解决方案，希望城市燃气管道的设计发展得更加成熟。
参考文献
[1]王薇.城市燃气管道设计常见问题及改善对策[J].居舍，2018(32):14.
[2]曹丽荣.浅析城市燃气管道设计施工中的常见问题[J].居舍，2017 (25):66.
[3]陈旭.试论城市燃气管道设计施工中的常见问题[J].中国高新技术企业，2013(8):70-71.