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摘要：隨著我國城市化進程的不斷加快，城市用地緊張問題逐漸凸顯，在此情況下，高層建筑規模和數量逐年攀升，但由于該類建筑高度高、沉降大，由此也對管道建設質量產生一定影響，同時也增加了燃氣管道設計工作難度，甚至還會對人員生命安全造成威脅。主要對高層民用建筑燃氣管道設計要點進行了全面分析。
0引言
城市化進程的日益推進以及城市居民數量的逐年增加，直接導致城市用地緊張問題，同時也推動著現代建筑工程逐漸開始朝著高層化方向發展。由于高層建筑結構特殊，由此也對燃氣行業發展提出較高要求。主要以高層民用建筑為例，對其燃氣管道設計要點進行了重點分析，目的在于提升燃氣管道運營的安全性與可靠性，為居民的生命財產安全提供保障。
1高層民用建筑燃氣管大設計要點
1.1關于燃氣立管補償的問題
1.1.1原因分析
一般情況下，高層建筑的燃氣立管需考慮補償的問題，其產生的原因如下：第一，由于建筑物荷載的差異和地基夯實強度的不足，基礎各部分的沉降或多或少是不均勻的，從而使得建筑上部結構中相應地產生額外的應力和變形。地基不均勻超過了一定的限值時，將會導致建筑物的開裂、歪斜甚至破壞。此時沿建筑主體結構架設的燃氣立管也會隨之開裂、歪斜甚至斷裂；第二，當采用戶外燃氣立管時，應考慮全年溫度變化對立管產生的影響。夏季溫度較高時金屬立管膨脹，冬季溫度較低是金屬立管冷縮；第三，當燃氣管道穿越建筑變形縫時，由于結構主體熱脹冷縮而引起的管道位移，應考慮補償。
1.1.2補償辦法
為了緩解燃氣管道變形的問題，其補償辦法應首先考慮燃氣管道的自然補償，即利用管道自身某一管段的彈性形變，來吸收另一管段位移變形的方法。在設計中具體表現為，多設彎頭，加設門支彎（即裝型補償）等；若變形量過大，自然補償無法達到要求，或通過經濟性比較自然補償的代價太高時，應采用補償器進行補償。一般高層民用建筑，其立管管徑較小，長度不大，自然補償均能達到要求；對于地基沉降引起管道縱向應力，則在檢查樁后設置金屬波紋軟管即可。
1.2燃氣附加壓力
由于我國城市用地緊張問題十分嚴峻，進而也為高層建筑的發展創造了廣闊空間。近年來，建筑高度大于100m的超高層住宅建筑比比皆是，由于高差引起的燃氣附加壓力也隨之增大。根據《城鎮燃氣設計規范》GB50026-2006中相關條文規定居民用氣設備為燃氣灶具及熱水器時，用氣設備前的壓力范圍為1500~3000Pa。當壓力低于該下限時，會引起燃燒效率低，燃燒不穩定，出現回火現象；當壓力高于該上限時，會出現灶具脫火及熱水器不能正常使用等現象。為避免上述問題，有以下幾種解決辦法，其一根據水利計算確定立管管徑，采用多種管徑增加其沿程阻力；其二在立管某一點設置低-低壓調壓器，保證高層用氣不超壓，但是低-低壓調壓器設備較大，安裝在戶內會造成客戶糾紛，其投資費用也較大；其三，對于超高層建筑可采用分區供氣，將建筑分為上下兩區，分別設置燃氣供氣管道。上區樓層較高，可將供氣壓力調低，滿足上區不超壓；下區樓層較低，按照正常壓力供氣即可。該方案只增加一個供氣立管，投資費用較低，適合超高層建筑使用。
2高層民用建筑燃氣管道計量和安全措施
2.1計量
在高層民用建筑中，燃氣用量計量工作至關重要，應在管道的設計之初就確定好合適的計量辦法。目前，最為常見的計量方式如智能遠程抄表和人工現場抄表2種。在管道的設計安裝環節中，需直接設置好單片無線數據傳輸設備、計量傳感器設備等，以此為后續的計量工作奠定良好基礎。此外，還可在管道設計過程中，可對相關網絡技術和傳感技術等進行合理應用，從而可大幅度減輕工作量，有效彌補了以往逐戶抄表的缺陷和弊端，提升管理效率和質量。
2.2安全措施
2.2.1加設波紋管
在采用該方式的過程中，需將管道補償范圍兩端固定，中間部門可設置為活動支架，數量一般可結合管道的最大溫差和實際長度來確定。但該方式的缺陷在于漏氣點加，且一旦波紋管受到沖擊便會對其應用效果產生直接影響。
2.2.2自然補償法
具體如下圖，通過該圖可知，自然補償器位于兩個固定支撐之間，假定室內溫差為20益，各層樓高為3m，假設管道外徑為45mm，此時可用如下公式來表示短臂（L）：=1.1伊（0.012伊吟t伊伊/300）0.5（1）上述公式中，“L”表示自然補償器的短臂長度（m）；“吟t”表示管道溫差（益）；“H”表示自然補償器的長臂長度（m）；“D”表示管道的外徑（mm）。最后得出自然補償器的短臂長度為0.36m左右?？梢?，自然補償器短臂長度較小，并不會對建筑室內的整體裝修產生影響，因此該方式切實可行。但實踐中應注意的問題是，應通過焊接的方式連接立管，如若采用絲口連接，會由于長時間的伸縮量補償，而使彎頭產生松動的問題，最終產生漏氣問題（見圖1）。通過對上述2種安全措施進行對比，發現兩者均具有可行性，從安全角度進行分析，自然補償法的安全系數更高；從施工角度來看，加設波紋管的操作更加便捷。實踐中過程中，設計人員可結合工程的實際情況和要求進行選擇，從而最大限度的提升燃氣管道應用的安全可靠性。
3高層民用建筑燃氣管道設計注意事項
3.1美觀性設計
對著人們物質生活水平的不斷提升，現如今，很多居民均對自己的住宅有著更高要求，不僅僅局限在建筑的基本功能上，同時還要具備一定的舒適性和美觀性。但從目前實際發展情況來看，個別住戶為追求裝修美觀，經常會對燃氣管道進行改造，進而直接增加了管道應用的安全隱患，為改變上述現狀，要求相關設計人員具備一定的超前意識，即在設計之初就對管道美觀性進行重點考慮，綜合布局，在確保管道可靠性和安全性的基礎上，使其與室內裝修產生和諧之美。
3.2消防設計
高層民用建筑一旦發生火災，其逃生難度往往要大于普通住宅，為此，必須要提升對燃氣管道消防設計的重視程度，優先選擇先進設備和工藝，從而最大限度的提升燃氣管道應用的安全性，使其更好的服務于百姓生活。
4結語
綜上所述，高層建筑民用建筑的燃氣管道設計與居民的日常生活息息相關，稍有不慎便極易引發各種安全事故，威脅住戶的生命財產安全。鑒于此，在今后的管道設計工作中，相關人員一定要對諸多因素進行綜合考慮，并選擇合適施工工藝和設備材料，結合工程的實際狀況和要求選擇恰當合理的施工方案，如此才能最大限度的提升高層民用建筑燃氣管道運行的安全性，促進建筑行業的健康穩定發展。
參考文獻：
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作者:張濤 單位:重慶燃氣設計研究院有限責任公司
