摘要：高层建筑结合了住宅、办公、娱乐、商业等常用建筑，其结构比较复杂，因此需要严格的防火和安全要求，因此可以成为建筑设计的最高标准。如果输气管道不足或处理不当，将造成相当严重的后果。通过对管道建设工程安全实践经验的分析，总结了天然气管道设计中普遍存在的问题，并提出了相应的解决方案。
关键词：城市高层建筑;燃气管道;安全设计;分析
导言：随着我国城市化进程的快速发展，城市高层建筑的燃气管道建设也得到了迅速的推进。在此过程中，分析了城市高层建筑燃气管道设计的发展现状，引起了建筑设计师和研究者的关注。如何在实际设计工作中合理有效地提高高层建筑燃气管道的设计质量，合理优化高层建筑燃气管道的应用效果，已成为当前高层建筑燃气管道设计发展的主要问题。文章针对城市高层建筑燃气管道设计, 进行简要的分析研究。
1城市高层建筑燃气管道设计难点与安全隐患
1.1管道阻力因素的影响
在高层建筑的中上部，燃气管道会有一定的附加压力，压力值会随着层数的增加而增大。例如，在高层建筑的顶层区域，业主使用燃气管道点火做饭时，普遍存在供气稳定性差、气流不稳定等问题，可能发生燃气泄漏、过量吸入等安全事故。当楼内业主过多时，燃气管道的燃气压力会增大。
1.2环境因素的影响
目前，在我国大多数高层建筑中，燃气管道敷设区域分为室外燃气管道和室内燃气管道两部分。天然气管道在使用过程中，室外敷设的天然气管道将继续受到气候环境影响的扰动，导致管道破裂和天然气泄漏。例如，在我国北方地区分布的高层建筑中，室外输气管道受夏秋温差过大的影响，导致管道发生热膨胀和收缩反应，存在一定的管道破裂可能性。我国南方地区空气湿度较高，燃气管道受潮湿空气的持续腐蚀，可能导致管道外部结构的腐蚀破坏。此外，输气管道还将受到雷击电流、外力碰撞等问题和自然因素的共同影响，导致燃气泄漏、管道破裂等安全问题。
1.3建筑沉降因素的影响
在大多数高层建筑的施工和早期使用过程中，地基会有一定程度的沉降，这将影响到天然气管道。高层建筑地基处理方案缺乏合理性或地基沉降过大时，会引起输气管线敷设管线和周围环境的变化，当变化程度过大时，会出现燃气管道破裂、燃气泄漏等问题。因此，在燃气管道的设计中，应充分考虑建筑物沉降对燃气管道的影响因素。
1.4管道自重力因素的影响
在高层建筑工程中，由于建筑物层数多、高度高，输气管道由于自身的重量会逐渐产生一定的压力，且压力值会随着层数的增加而增大。当问题严重时，会在燃气管道自身重量的影响下，引起周围施工设施的变形和损坏，造成燃气管道断裂和燃气泄漏。
2关于影响城市高层建筑燃气管道设计因素的改善措施分析
分析了城市高层建筑燃气管道工程的设计与发展现状。总体设计开发比较好，但在一些项目的设计和施工开发中还存在一些问题。这些问题的出现严重影响了天然气管道工程的应用质量，在实际开发中也引起了广泛关注。针对目前影响城市高层建筑燃气管道设计质量的因素，提出了加强应用管道设计审查、实施沉降补偿设计、实施防雷接地措施等改进措施，落实管道安全防护措施，提高设计人员的专业技能。
2.1落实沉降补偿设计。地面沉降是一种常见的地质变化现象。地面沉降现象在可控范围内，对建筑工程影响不大。在分析此类地质沉降特点的基础上，对高层建筑燃气管道工程实施沉降补偿设计，对于提高燃气管道工程设计质量，保证管道工程的使用安全具有重要意义。具体而言，在沉降补偿设计的实施中，设计者可以通过在一些立管上增加波纹管补偿器来减少由于地基沉降引起的管道的剪应力。另外，在天然气管道中增设弯头和弯管，可以减少沉降对管道的影响。
2.2加强应用管材的设计审核。管道因素作为影响燃气工程设计质量的主要因素，是有效提高城市高层建筑燃气管道设计质量的重要改进措施。在具体实施中，设计单位可以结合管道市场的品牌类型、工程应用需求、产品价格、管道实际物理性能检测等，对管道应用进行综合评价。然后根据市场调研资料，结合业主需求和工程现场现状，对管道应用进行综合设计审查，选择应用质量适宜的燃气管道。
2.3室内燃气立管设计
高层天然气管道的安全规划应考虑温度的影响。一般情况下，应在建筑物中间插入波纹管补偿器，以补偿燃气管道。具体的补偿位置是根据理论计算和实际应用效果确定的。由于气体提升机的实际室内时间较长，自身重量较大，在设计时必须考虑管道支护问题。设计中可采用立管通过燃气立管解决支护问题，在燃气入口或上层底部增设水平管，并利用这些水平管段支撑燃气立管本身的重量。为避免上升管旋转至水平管时受力不均匀（螺纹因凹凸力而损坏），可采用适当角度焊接，并固定在适当位置。支架的主要作用是更好地保护管件。如果升降器的高度超过100m，提升管中50m的位置可旋转到左边，由此“N”形状形成，可以更好地确保气体不会泄露，也可以达到修饰的效果，从而增加管道的安全性。
2.4 引入管的选材设计
室内外输气管道的连接，要求有进风管道。感应管的质量在很大程度上取决于气体能否安全工作。一般情况下，进气管布置在住宅楼的正面。在某些情况下，为了达到高层建筑的进气区域，必须跨越几条线，而这是很难从环境中清除的。因此，在施工中应注意进气管的选择。可选用钢架聚乙烯塑料复合管。该材料耐腐蚀性高，对环境影响小，可人工弯曲，并可结合现场具体要求进行处理。
2.5 室内燃气管的安装设计
铝塑复合管具有耐腐蚀、抗压强度高、柔韧性好等特点，但容易损伤外部。因此，必须重视管道的质量，以满足国家有关要求。围绕设计图纸和具体施工环境，标明埋地和暗管位置，制定标准和具体说明。燃气公司和用户应当有清楚的认识。在管道结构的泥浆和隐蔽部分，整个管道必须铺设在一个特殊的沟槽中。沟槽外径的宽度必须为15-20米，其深度必须高于管道外径10米。顶部需要一个保护盖。如果用户的环境比较隐蔽，比如必须用瓷砖做装饰，就要做一些特殊的标记。在交叉点或凹槽处安装壳体，并注意特定的弯曲半径。管道敷设时，必须在距其他管道100米处有明显标志。
2.6燃气管道附加压头
大城市高层建筑具有建筑整体高度大、管线长、附加压力波动大等特点。对于燃气管道来说，这些特点往往不利于燃气管道的建设。
因此，调整燃气与空气的密度比设计，保证燃气用具的高稳定性具有重要意义。目前，调节阀的整定方法已被广泛采用。在燃气管道密度较高的高层建筑中，不同密度的气体和空气在管道密度上有不同的附加压力，通过压力波动的增大，使燃气用具超过正常燃烧，影响用户的正常使用，产生不完全燃烧气体。例如，会出现火焰回火、熄火等现象。因此，限制和消除输气管道的附加压力是多层建筑设计中必须考虑的安全因素。
结束语
高层建筑燃气管道设计应根据当地环境特点，综合消防安全问题、建筑结构和长远发展特点，确定切实可行的供气方案。高层建筑燃气管道结构应与建筑主体设计同步，施工初期应注意预留孔洞的操作。最后，在设计过程中，要认真考虑高层建筑的燃气安全，在改善人民生活的同时，也要确保公共安全。
参考文献
[1]朱艳红, 田文中, 李英利.高层建筑对燃气管道影响及解决措施[J].上海煤气, 2018 (01) .
[2]董丽.高层建筑室内燃气管道设计的探讨[J].河南科技, 2017 (04) .
[3]朱素英, 罗庆忠, 曹阳.室外燃气管道的防雷[J].煤气与热力, 2019 (11) .