浅析超高层建筑燃气管道设计

摘要：超高层建筑燃气供应管道系统由于其用气点多，用途各异以及消除附加压力的调压设备技术工况等诸多因素，使该管道系统的构成和压力级制的确定变得复杂化，设计人员必须综合各方面的因素，使燃气供应系统确定更具技术先进性和经济合理性。本文分析了在城市超超高层建筑然气管道设计中的系统压力、引入管、楼内供气管道系统敷设形式、用气安全设施等方面的设计经验。

关键词：超高层建筑；燃气供应管道；设计研究

随着城市化建设的不断发展，城市居民越来越多，建设用地非常紧张，建筑物越来越趋于高层化。超高层建筑不但有居民住宅楼，还有集办公、娱乐、商贸等多功能为一体的综合大楼，其特点为建筑外形宏伟，内部结构复杂，人员活动频繁集中，建筑设计标准高，消防安全要求严格。超高层建筑物高度较高、沉降相对较大、而且由于受环境影响，会有一定的变形，这对燃气行业的供气提出了更高的要求，因而给燃气设计带来许多问题。如果在进行燃气设计时对这些问题考虑不周或处理不当，就会引发事故，其后果不堪设想。

一、气源

目前超高层建筑燃气常用气源有3种，即城市管道煤气（包括人工煤气、夭然气）、液化石油气气化站，液化石油气瓶组站。设计时一般按下列原则考虑：（1）在敷设有城市煤气管道的地方优先采用城市煤气，这样可以大大节省气源投资及土地面积。（2）附近建有液化石油气气化站且.有气量供应的.可直接从液化气站引支管。若无已建气化站且用气量较大（平均日用气量Q，>500kg，或用气居民户数超过800户以上），则需在附近新建气化站。城市气化站最好能纳入市政建设统一规划，据有关资料介绍，液化石油气化站的最佳供应规模为15000户，最佳供气半径为2000m3。（3）对于距城市煤气管网较远，附近又无可供气源用户，如耗气量不大（Qr

二、超高层建筑燃气的附加压力

超高层建筑高程较高，燃气立管较长，由于城市燃气的密度与空气密度不同，在立管中就会产生较大的附加压力。控制和消除附加压力的影响，是保证高层供气系统安全正常运行的重要方面。各种气源不同建筑物高度时的附加压力见表 1。

随着楼层升高，附加压力对燃具燃烧效果影响增大，在超高层建筑供气系统中不能不考虑其影响。管道应防不均匀沉降和绝缘

1、设置防建筑物沉降的补偿器

超高层建筑，由于其自重等原因，总体垂直沉降量较大，虽然在建造过程中不断沉降，但结构竣工后仍有相当的沉降量在若干年内完成。因此，需在结构边界处的燃气引入管口设置防建筑物沉降的补偿器，以免因建筑物沉降而损坏燃气管道；

2、设置绝缘法兰

超高层建筑因室内有众多杂散电流，其与室外土壤有一定的电势差，为消除此电势差引起的电腐蚀现象，在地下管与室内管之间，应设置绝缘法兰。

三、解决燃气设计中的问题的措施

1、首先设计人员要相应的去提高自身的职业素质

对于与专业有关的能力要进一步的去培养，增强自己的服务意识，了解新的知识和新技术的动态，建立起以人为本的设计观念。在设计时要有对自己、对用户负责的态度去设计，考虑问题时要全面合理，在做完时要有令人满意的结果，可以从以下几个方面去改进燃气管道设计：（1）设计人员在设计时，首先要去站在用户的角度考虑问题，把设计规范运用的更加灵活，既不要死搬硬套，也不要全部否认。在设计时，第一是要保证设计和施工的安全，第二就是尽量的去满足用户对于美观和实用的要求。（2）在如今的楼房的设计时，大部分是没有把煤气管道的安装位置考虑在设计范围内的，这就会导致燃气公司在进行室内设计时的操作困难，厨房里面没有了方便用户使用的合适位置。所以，燃气的公司要与建筑的设计单位互相去协调沟通，如果发现相关的问题，可以在施工前的建筑图纸的会审时提出来，这样就会尽早的解决问题，为了燃气管道的入户设计和安装打下一个好的基础。

2、管材和壁厚

由于超高层建筑具有水平位移等特殊性，在选择材料时应适当提高材料的抗拉伸能力，因此我们应选择优质碳素钢以增强燃气钢管抗拉伸能力。同时，为保证系统的安全，在计算壁厚时，除考虑腐蚀余量外，还应考虑超高层建筑内燃气管道强度的加强，且采用无缝钢管。

3、根据大楼用气点分布确定燃气供应系统

燃气供应系统应满足大楼用气需求，也就是，只要大楼各个点有用气要求，在考虑供应系统时，燃气管道就必须连接这些点。但是，由室外引入的燃气管是分几路分别到达用气点，还是由一路燃气管到达，沿途设分支管，还需了解各用气点的燃气需要量，这样才能根据各用气点的燃气用量确定燃气供应系统。

4、根据大楼结构确定燃气供应系统

由于目前技术标准对燃气管道进入地下室有较严格的限制，在确定大楼燃气供应系统时，应能避开在地下室燃气管道的穿越，以免因燃气管道穿越地下室而需采取的某些技术措施，既不安全，又花费资金。燃气供应系统是建筑设备专业的一部分，就专业来说，均需由建筑专业来汇总协调，故燃气供应系统需预留的孔洞和管道井均应由建筑专业协调，并且得到结构专业的认可，否则，对大楼来说，任意预留孔洞和管道井既会给结构带来影响，又会使建筑总体不协调。因此，燃气供应系统只有得到建筑结构专业的认同，确定燃气预留孔洞和管道井的位置，才能据此确定燃气供应系统。

超高层建筑结构对燃气管道等其他管道的承载能力是有限的，特别是超超高层建筑每层楼板单位面积承载能力是结构确定的，当燃气系统越大，管道口径便可能越大，管道自重也就越大。当根据应力合力计算结果确定竖直燃气管道锚固点之间的管段自重大于楼板承载能力时，便需调整燃气管道系统，以便缩小口径，满足建筑结构的承载能力。当然这是在结构不能加固情况下，为提高建筑结构的承载能力，只能依靠调整燃气供应系统，使结构得以适应。超高层建筑燃气竖直管道的应力确定。由其自重产生的压应力计算公式如下：

式中：

g）重力加速度，m/s2；

q）单位长度管道重量，kg/m；

l）管道长度，m；

f）管道截面积，mm2。

燃气管道入户分地上与地下引入式两种，除北方较寒冷地区湿燃气管道为防止管内结冻采用地下引入式外，一般超高层建筑宜采用地上引入式，以便于检修并可避免进入地下室。超高层建筑引入管设计值得注意的问题是建筑物的沉降.由于自重大，沉降量显著，容易在引入管处造成破坏，需在引入管处装伸缩补偿接头来消除沉降的影响，常用的补偿接头有波纹管接头、铅管接头、金属软管接头等.也可采用加大套管或预留竖形孔洞等措施.使管道上部留有不小于建筑物最大沉降量的间隙。

结语

随着房地产业的发展，超高层建筑越来越多，超高层建筑的供气是我们必须面对的问题，在超高层建筑燃气设计时，必须考虑超高层建筑的各种因素，选择一个经济、安全的方式为用户供燃气服务。燃气工程可以造福千家万户，他们既便宜又环保，所以，对于设计人员来说在设计时要更加的合理，尽最大努力使用户满意。

参考文献：

[1]李红梅. 超高层建筑燃气管道设计中的若干问题[J]. 湖南冶金，2008

[2]王岚峰，符明琴. 超超高层建筑燃气管道设计中的一些改进和尝试[J]. 应用能源技术，2008

[3]高双燕. 超高层建筑燃气管道设计的探讨[J]. 广东科技，2012

[4]燕日权. 超高层建筑燃气供应系统设计研究[J]. 山西焦煤科技，2012