徐隆旺
哈尔滨市燃气工程设计研究院 黑龙江省哈尔滨市 150016
摘要：
随着经济化建设的快速发展，我国的建设化水平也在不断提升。现如今的城市建设由于土地使用存在限制，使得建筑物朝着越来越高的方向发展。通常在较高楼层中的建筑物中大多数为商业楼层或者居住楼层，还带有着娱乐、商城等设施。楼层越高相应的内部构造就更复杂，因此在高层建筑中的消防要求相较于更严格。在高层建筑中燃气管道的设计铺设是十分关键的，如果在设计初期对于整体的建筑构造没进行全面的考虑，则会造成很严重的经济损失及人员伤亡的后果。为此本文针对高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计进行分析探讨。
关键词：高层建筑；燃气管道；管道安全设计；
引 言：随着我国加快城镇化的建成速度，使我国城市的建设得到了全方面的发展。现如今一座座高高耸立的楼层映入眼帘，高层建筑能够很好的利用土地资源，进而缓解土地使用的情况。高层建筑作为城市的主流建筑物之一，消防安全的要求十分严格，对于楼层中的燃气管道的安全设计要求也是极为严格的。在进行燃气管道的设计铺设时需要进行全方面的分析，全方面的对建筑物的结构特点进行细致的考虑。若在高层楼层中出现燃气泄露或者管道爆炸等现象，带来的后果则时十分严重的，不仅仅会造成经济的损失还会导致人员的伤亡。因此在高层建筑中的燃气管道的安全设计是十分重要的。[1][3]
一、高层建筑中燃气管道带来的安全隐患[4][5]
（1.1）建筑物沉降带来的影响
引发高层建筑物发生沉降的原因往往是因为建筑物所处的地质、建筑物的载荷等问题导致的，这种不可预估的情况给高层建筑中的燃气管道安全设计带来了很大的安全隐患，在高层建筑发生沉降时对于建筑物内的燃气管道而言，由于燃气管道处于静止不动的状态，使得燃气管道承受了建筑物在发生沉降时候所产生的应切力，一旦管道承受不住这一压力就会导致管道发生断裂的现象，这样就会使得出现燃气泄露的现象。这一安全隐患的存在很容易引发更重大的安全事故，造成极大的损失。
（1.2）建筑物自身所携带的压力带来的影响[2]
相较于一般的建筑物而言，高层建筑不仅仅有着很高的楼层，相应的自身的重量及压力也是十分重大的。若在高层建筑中的燃气管道中所使用的压力过低，会导致压力损失的现象，且在高层建筑中燃气管道承受着建筑物所带来的压力，很容易发生超出压力载荷的现象，当燃气管道的承载力低于建筑物的压力时则会导致安全事故的发生。所以建筑物所携带的压力也是一个严重的安全隐患。
二、高层建筑燃气管道的安全设计措施
在高层建筑中进行燃气管道的安全设计有着举足轻重的重要性，在进行设计时需要进行全面的分析和精确的计算，进而将安全风险降到最低。
（2.1）计算及消除附加在管道上的压力[4][5]
根据相关调查资料得知，现如今人们通常使用的低压天然气的额定压力在2000pa，但是在高层建筑中所使用低压天然气时则会出现一定的波动，但也处于2000pa左右进行波动，在进行使用时将压力保持在额定压力的0.75-1.5倍数之间就可以正常使用，若压力高出这一范围则会伴随着燃烧设备、燃烧效率的降低、噪声的出现等现象，严重的还可能导致煤气中毒或者发生爆炸。因此不仅需要计算由低压燃气管道导致的压力损失，还需要全面的分析建筑物给燃气管道施加的压力。在高层建筑中若燃气管道的安装工艺达不到标准要求，那么燃气表阻力和燃气管道阻力的总和就是附加的压力。在计算管道所受到的附加压力的时候，需要对附加压力的特性进行全面的分析，若附加压力过高则会导致燃气设备的压力高于额定压力的1.5倍，所以推断出附加压力和燃气设备的压力成正比。那么假设安装燃气管道后的压力为P1、P2为使用燃气设备时所产生的压力。将P1、P2带入P2=p1+△H=150Pa=185Pa+5.83h这个式子中就可以计算出楼层高度的标准值数，如果超出这一标准值数的话，燃气设备的压力将会高于设备最高限制导致出现安全问题，所以在进行安装燃气管道的时候需要进行合理精确的计算进行实施，进而减少因为附加压力导致的安全事故。
高层建筑的高度过高的话将低压调压器安置在燃气表的前面、或者把底层和高层分别进行管道安全的设计将供气系统分离开，在满足用户的需求的同时确保安全。
（2.2）高层建筑中的防雷设计[3][4]
对于高层建筑来说防雷措施显得尤其重要，因为楼层的高度过高，楼层中又存在的引雷的金属所制的设备、材料等。若高层建筑中的燃气管道遭受雷电的冲击导致损坏轻则导致燃气泄露重则将引发重大的火灾或爆炸。因此在设计安置内外立管和架空管时需要安置在不易遭受雷电损害的位置。（1）室内立管的安置要求。对于室内的燃气立管安置可以将其和防雷感应接地装置进行连接。在室内铺设的管道和构架相差不足1米的时候，可进行采用金属跨接的方式进行连接。且在室内封闭的燃气管道中不能存有活动接头，避免燃气管道接触到雷电造成火灾。（2）室外立管及架空管的防雷措施。在进行室外的燃气立管和架空管的安置时需要避开高层建筑中存有的突起部位，并且设计范围不能超出避雷区域。对于将燃气管道铺设在外墙直到楼顶的情况，为了避免燃气管道遭受雷击需要按每隔12 m的间隔距离对燃气管道进行安置防雷接地措施，对于楼顶的管道则采用金属网进行屏蔽，将受到雷击的可能性降到最低。
（2.3）管道井的设置[2]
管道井的设计能很好的避免安全问题的发生，在高层建筑中人员密集，若燃气管道的某个接头出现损坏、松懈、老化等的问题导致燃气泄露时，在封闭空间内很容易导致中毒或发生爆炸。管道井能够很好的降低这方面的风险，对竖直的燃气管道采用这种方法能够将及时监测到燃气泄露部位并将燃气通过通风系统进行排出。
（2.4）报警系统的设置[2]
高层建筑中在燃气管道经过的每个空间及管道竖井中都需要安置检测燃气浓度的报警器，还可将报警器和阀门装置以及通风装置进行连接，当报警器发出警报时，报警器自动关闭燃气传输阀门并打开通风系统进行燃气排放。
（2.5）通风系统的设置
在高层建筑中对于使用燃气的房屋要求采用机械式的通风系统，并按照要求来进行通风：不使用燃气时通风换气次数不能少于每小时3次，在使用燃气时通风换气次数不少于每小时6次，在发生安全问题时通风换气次数不少于每小时12次。确保煤气管道涉及之处有着良好的通风系统，对于地下的燃气管道所涉及区域来说需要有着良好的通风环境。
（2.6）控制因环境导致的管道应力[4]
在高层建筑中将燃气管道安置在室外的部分容易受到外界环境的变化出现损坏等现象。如：雨水的冲刷侵蚀、太阳的灼烧、冬天寒冷的温度等，这些因素一次虽然不能导致很严重的损坏，但是长时间的日积月累，可能使得管道接口出现断裂的现象。这一问题可在外层添加一层防护管道，如：波纹管；这种方法能有效的降低管道因外界环境所产生的应力。
三、结束语
总的来说对于高层建筑中的燃气管道的设计不仅需要对楼层的构造特点进行全面的分析，还需将压力、环境、安全等方面加入到其中去进行考虑。对于居住在高层建筑的居民而言，需要加强他们的燃气的安全使用意识，在楼层设计时需将安全逃生通道、安全设备、紧急救援路线等因素进行充分的考虑，使消防安全等级全面的提升。在对燃气管道进行安全设计时候，需要注意设计管带的范围与建筑物本体构造之间的相互联系，确保燃气管道通过科学合理的方法进行安全的设计。
参考文献：
[1]黄山.高层建筑燃气管道的安全设计分析[J].化工设计通讯.2017(11)
[2]吕锋,张斌.城市高层建筑燃气管道安全设计探讨[J]. 石油和化工设备.2014(07)
[3]黄山.高层建筑燃气管道的安全设计分析[J].化工设计通讯.2017(11)
[4]唐弢.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].科技风,2018(19):117.
[5]李达儒.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].科学技术创新,2019(25):132-133.
作者简介：
徐隆旺，1976 年12月，男，汉族，山东巨野县人，工程师（中级），本科。单位：哈尔滨市燃气工程设计研究院，研究方向：城市燃气，单位所在的省市:黑龙江省哈尔滨市，邮编:150016