摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，高层建筑在不断增多，我国建筑行业技术总体体系的不断优化完善，高层建筑逐渐成为城市区域中的主要建筑类别，提高了城市人口容纳能力。但在部分城市高层建筑中，受人为与环境等因素影响，建筑燃气管道破损问题时有发生，并引发建筑火灾等安全事故，造成严重的经济损失与人员伤亡。针对这一问题，必须分析高层建筑燃气管道设计难点，明确燃气管道安全隐患。因此本文对城市高层建筑燃气管道安全设计问题展开深入分析。
关键词：城市高层建筑;燃气管道;安全设计
引言
高层建筑结合了住宅建筑、办公建筑、娱乐建筑、商业和其他普遍建造的建筑物，其结构相对复杂，因此需要严格的防火和安全要求，才能够成为满足最高标准的建筑设计。如果燃气管道不足或处理不当，则会产生相当严重的后果。在通过分析管道建设项目的安全性和实践经验，总结了天燃气管道设计中的一般问题并提出了相应的解决方案。
1城市高层建筑燃气管道设计难点与安全隐患
1.1建筑物沉降的影响
建筑物沉降现象普遍存在，对于超高层建筑尤为显著。由于超高层建筑楼层高、体量大，有着很高的自重，会对地面造成极大的压力，引起超高层建筑的地基产生一定程度的沉降。在一定数值范围内的沉降对超高层建筑的结构稳定性没有影响，但是超过设计限制，将会对建筑物造成一定程度的破坏。由于燃气工程的安全性要求，沉降过程会给燃气引入管带来较大的切应力，可能导致引入管道破裂而发生泄漏事故。燃气管道设计必须要解决建筑沉降的影响，以保证使用安全。
1.2附加压力因素
高层建筑的主要结构非常复杂，在输送燃气时，空气和天然气的比重不同。这导致输送压力水平不足，其结果是天然气的供应量不连续，无法达到科学利用燃气的目的，对燃气使用者也会造成影响。对城市进行燃气管道设计时，设计师设计的科学性和合理性应该得到保障，同时在设计时应考虑影响因素并尽量避免影响因素的出现，确保持续供气并保证人们的生活质量。此外，天然气管道也会受建筑物高度的影响，建筑物的高度较高，燃体密度比气体密度大，从而在管路中存在一定额外电压值。附加负载值过大，会造成燃气在使用中出现燃烧不稳定的现象，会影响燃烧装置的正常使用。在燃烧装置的容许范围内使用，附加压力的突然增加，会导致气体燃烧不充分甚至引起火焰。在火焰故障等的情况下供给空气是不稳定的，因此，附加的压力的控制，是确保在高水平的气体供给系统的正常和安全操作的先决条件。
1.3环境因素的影响
在当前我国多数城市高层建筑中，燃气管道的铺设区域分为两部分，分别为室外铺设的燃气管道，以及在建筑室内铺设的燃气管道。而在燃气管道使用过程中，位于室外铺设的燃气管道会持续受到气候环境的影响干扰，从而出现管道破裂、燃气泄露问题。例如，在我国北方区域中所分布高层建筑中，室外燃气管道受到夏秋季节过大温差影响，导致管道出现热胀冷缩反应，并有一定可能出现管道破裂问题。在我国南方区域中，空气湿度较高，燃气管道受到潮湿空气的持续腐蚀，有可能出现管道外层结构腐蚀破损问题。此外，燃气管道也会受到雷电流打击、外力碰撞等多种问题与自然因素的共同影响，从而出现燃气泄露、管道破裂等安全问题。
2城市高层建筑燃气管道的安全设计措施
2.1管道附加压力
通过研究相关文献，高层建筑可以允许燃气在设备压力前有一定的波动，此民用低压燃气的额定压力为2000Pa。
高层建筑如果超过了根据燃烧器的条件所制定的一定范围，使得该装置中的压力降低，燃具装置的热效率也会降低，可以稳定保持在0.75~1.5倍的范围内的气体压力，就能达到较高的燃烧效率。而不满足此范围，则会导致有较大的噪声并且燃烧会出现回火现象。而且，气体的不完全燃烧，导致一氧化碳的烟气含量超过一定的范围，从而会有不安全的事故发生。在高层建筑设计的工程中，有以下四个方面的问题需要注意：在建筑物的设计过程由于燃气管道输送介质而产生高程差引起的压头附加，由于建筑沉降和变形引起的燃气管道的下沉以及温差导致的变形和自身重量变化之产生的一般状况。如在合肥市的高层建筑的燃气管道设计中，常考虑低压进户模式，在低压燃气管道计算的过程中，需要对高层建筑高度引起的附加压力进行考虑，由于使用低压气体结构的高层建筑高度增加的额外损失只是很小的一部分，然而调压器与高层建筑之间的距离很短，通过气体压力调节器的压力降和燃气管道之间的压力数值很小，从而可以确定调压器出口的气体压力和燃气管道的进口压力近似相等。部分用户的燃气灶前的压力水平会超出建筑物允许的最高压力范围，这是由于附加压力的重叠所导致的情况，这样的气体管道的设计会给燃气管道带来一定的危害。
2.2解决材料问题
城市高层建筑燃气管道的设计工作需要首先从材料入手进行严格把关，确保燃气管道基本材料的应用符合各个方面的具体要求，可以保障燃气运输的安全性和可靠性。结合燃气管道材料的选择，镀锌管依然应该成为主要材料类型，促使其可以在保障燃气输送安全性方面发挥重要价值。但是在镀锌管材料的应用基础上，设计人员同样也需要结合不同区域进行不同类型管道材料的灵活布置，充分考虑到燃气输送的实效性，并且同时兼顾经济性要求。此外，燃气管道设计中材料方面的有效应用往往还需要重点考虑到接头以及其他辅助材料的恰当选择，接头的应用需要保证规格适宜，可以体现出较强的协调性；其他防腐材料以及防护材料的应用也需要进行严格把关，为燃气管道的长期应用提供强力支持。
2.3落实沉降补偿设计
地基沉降为一类常见的地质变化现象，地基沉降现象在可控范围内，对于建筑工程的影响较小。基于该类地质沉降的特点分析，落实城市高层建筑燃气管道工程的沉降补偿设计，对于燃气管道设计质量的提升，以及管道工程应用安全性的保障意义重大。具体在沉降补偿设计的实施中，设计人员可通过在部分立管中加入波纹管补偿器，利用补偿器进行地基沉降的补偿，减少地基沉降对管道造成的切应力。另外在穿墙管道部分可通过增加弯头，弯管的形式，以自然设计的方式降低沉降现象对燃气管道造成的影响。
2.4室内燃气立管设计
在规划高层天然气管道的安全性时，应考虑温度问题。在通常情况下，应在建筑物的中间层插入波纹管补偿器，以便补偿气体管路。具体补偿位置基于理论计算，并根据实际应用效果确定。由于气体提升器空间在室内的实际时间相对较长并且其自身重量相对较大，因此必须考虑设计中的管道支撑问题。在设计时可以利用提升管，通过气体提升管来解决支撑问题，在气体入口或上层楼的底部添加水平管道，并使用这些水平管段，以支持气体立管本身的重量。为了避免不均匀力上升管的旋转到横管期间（凹凸力使螺纹损坏），可以在合适的角度进行焊接，将其固定在合适位置。支架的主要目的是更好地保护管件。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。
结语
高层建筑的燃气管道设计应根据当地的环境特征，并且能够综合消防安全问题、建筑结构和长期发展特点等因素确定实际可行供气方案。高层建筑的燃气管道结构应与建筑物的主体设计同步，并且需要在早期施工阶段注意孔的预留操作。最后，在设计过程中要仔细考虑高层建筑的燃气安全问题，在改善人们生活的同时，也要确保公共安全。
参考文献
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