高层建筑燃气设计探究

摘 要：随着国家能源政策的不断更新发展，也伴随着我国城市化建设进程的逐步推进，高层建筑逐步成为新型居民小区的建设首选，天然气燃气也开始走进千家万户，在这样的背景下，高层建筑的燃气设计受到了社会各界的广泛关注。与此同时，燃气工程设计是高层建筑燃气入户的基础要求，且高层建筑结构复杂、燃气入户规模浩大，这就给高层建筑燃气设计工作带来了一定的困难。基于此，本文通过分析高层建筑燃气设计的影响要素，凝练出几条高层建筑燃气设计关键点，希望能为燃气设計业内人士提供参考。

关键词：高层建筑 燃气设计 关键点

一、高层建筑燃气设计影响要素

总结影响高层建筑燃气设计的要素，要对高层建筑燃气入户施工过程中存在的风险情况进行全面系统的分析和评估，进而寻找到相关解决办法。截至目前为止，一、 高层建筑燃气设计影响要素包括以下几点：

首先，高层建筑的自身重量因素。目前，我国新建的高层建筑的规模和体积很大，这就导致高层建筑可能存在下沉的风险。在这样的背景下，就会影响到燃气单位埋设于高层建筑地下的燃气引入管。与此同时，为了保证现代高层建筑的各种使用功能，往往在高层建筑内部放置有大量的额外设备、设施，这些都给地基带来了极大的压力，进而导致埋藏在地底的燃气管道受到压迫，甚至产生管道断裂、泄露的情况；

其次，高层建筑的自身高度问题。一般情况下，高层建筑的高度都在18层以上，这就导致空气和燃气的比重的差异导致附加压头不足，在这样的背景下，燃气想要传输到住户的家中，就需要设计很高的压差，进而导致住户无法正常使用燃气。与此同时，过高的层高，往往要使用很长的燃气管道，这些燃气管道处于垂直放置的状态，往往会给下方的管道带来很高的机械应力，也会导致这些管道会因为应力、环境因素的影响，产生弯曲、断裂等情况，影响到燃气的安全使用；

最后，由于高层建筑的管道过长，所涉及的燃气管道往往容易受到外界因素的影响，一旦出现地震、强降雨等自然危害情况，高层建筑的燃气管道就更容易出现弯曲变形等情况，影响到燃气的正常使用，甚至危及到燃气的安全使用。

二、高层建筑燃气设计关键点

针对上文提到的影响高层建筑燃气设计的要素，可以从如下几个方面，进行高层建筑燃气设计工作：

首先，要有针对性的分析沉降对燃气管线的干扰，并基于相关的数学模型计算，计算出具体的沉降力的数值，进而有效的选取沉降补偿方法。具体的来说，要求燃气设计工作人员对于高层建筑的沉降受力情况进行有效的分析，进而对燃气引入管受到具体的沉降力的压迫影响情况形成系统直观的认识，进而用科学的方法找到解决的关键方法。其具体的步骤包括：第一，结合相关的数学计算结果，优化燃气引入管的应力数值、引入管的具体长度，并对燃气引入管设置弹性补偿、使用弯头连接。通过这样的方式，即使出现了高层建筑的沉降问题，燃气引入管也不会受到过大的切向应力，进而防止燃气引入管出现弯曲断裂的情况。该手段的核心依据在于弹性补偿弯头的选择，在选择的过程中，要严格计算高层建筑的体积重量，并对高层建筑的地基进行切实的分析，防止出现弯头选择错误情况。第二，根据计算结果，在高层建筑燃气设计中，对燃气引管穿越洞口进行优化设计。具体的分析，就是充分结合规定《城镇燃气设计规范（ GB50028-2006）》中的具体指标，进行燃气引管穿越洞口规格的选择，进而有效提升燃气管道的承重力，防止安全问题的产生。

其次，要消除高层建筑燃气管道应力因素的影响。第一，要通过对专业应力软件的使用，真实、快速的分析出高层建筑燃气管道附加压力的产生因素，进而有针对性的制定出应力补偿措施。具体的进行分析，设计人员所选择的天然气密度要保证和当地区域的自然空气密度存在一定的差异，进而保证高层建筑燃气管道内部的燃气传输压差。但是，在具体的高层建筑燃气管道使用过程中，这种个密度的差异又会带来天然气的扩散传输情况，这就需要对高层建筑燃气管道内部的传输压差进行平衡设计。目前，大部分高层建筑燃气管道是通过采购燃具或者安全调压阀的方式来进行压力平衡补偿设计的；第二，要有针对性的进行高层建筑燃气管道的自重补偿设计。具体的来说，高层建筑燃气管道可以进行自身调节来降低自重，目前广泛使用的方法是，高层建筑燃气管道通过固定装置进行安装固定，防止高层建筑燃气管道的垂直重量压迫在底层的燃气管道上。

最后，要消除高层建筑燃气管道立管的应力。具体的来说，高层建筑的高度越高，所设计的高层建筑燃气管道就越长，高层建筑燃气管道上的压缩应力就随着管道长度的增加而变大。与此同时，高层建筑燃气管道也容易受到高层建筑周边环境温度的影响，这些因素综合作用在一起，就会导致高层建筑燃气管道产生变形。除此之外，如果高层建筑燃气管道受到外力影响，例如，高层建筑周边区域出现强风或者地震情况，高层建筑燃气管道就会发生摆动，高层建筑燃气管道的内部受力情况也会受到影响，进而产生高层建筑燃气管道弯曲变形，甚至破裂，导致燃气泄露问题的产生。针对这样的情况，在高层建筑燃气设计中，要结合具体的应力计算软件、数据分析软件，对高层建筑燃气管道设计进行优化，进而有效降低高层建筑燃气管道所受的应力。目前，降低高层建筑燃气管道应力的主要方法包括：第一，在高层建筑燃气管道上选择适当的位置，进行安弯头组合的设计安装，降低高层建筑燃气管道应力影响。第二，可以在高层建筑燃气管道上更加实际情况，为高层建筑燃气管道设置数量不等的波纹补偿器。具体的对两种方式进行比较，可以发现，第一种方式往往要添加很多的弯头，影响到了高层建筑燃气管道的美观，因此，大部分的设计人员会选择第二种方式。

结 语

综上所述，在进行高层建筑的燃气设计过程中，要充分分析高层建筑燃气设计的基础环境，加强燃气设计的数学计算精确度，克服高层建筑燃气设计存在的难点。保证高层建筑燃气设计的科学、合理，为燃气入户施工的安全、居民燃气的正常使用，提供有力支持。

参考文献：

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[2] 裴树仙，周英超.高层建筑燃气设计相关问题研究[J]. 企业研究. 2011（20）.

[3] 薛晟.高层建筑燃气设计有关问题的探讨[J]. 同煤科技. 2011（01）.

作者简介：于婷，研究生学历，工程师。单位：天津市市政工程设计研究院武清分院，出生年月：1991年1月20日。