1、高层建筑燃气管道的安全设计分析 黄山 四川盛创石油天然气工程勘察设计有限公司 摘 要： 伴随我国城市化进程的不断加速, 城市中的高层建筑数量也与日俱增, 与普通的多层建筑相比, 高层建筑的安全问题更应该引起社会的高度重视。其中燃气作为人们日常生活不可或缺的能源之一, 其输送管道的安全设计也直接影响着整个高层建筑的安全性。所以, 有关部门应高度重视燃气管道的安全设计。基于此, 对燃气管道安全的影响因素进行分析, 然后对高层建筑中燃气管道的安全设计要点进行阐述, 旨在进一步提升高层建筑燃气供应的安全性。关键词： 高层建筑; 燃气管道; 安全设计; 作者简介：黄山 (1991) , 男, 河南温县人
2、, 助理工程师, 主要从事天然气管道设计工作。收稿日期：2017-09-10Safety Design and Analysis of Gas Pipeline in High-rise Building PipelineHuang Shan Abstract： With the continuous progress of urbanization in China, the number of high-rise buildings in the city is increasing day by day.Compared with ordinary multi-storey buildi
3、ngs, the safety of high-rise buildings should pay more attention to the society.Gas as one of the daily life of one of the indispensable energy, the safety of its pipeline design also directly affects the safety of the entire highrise buildings.Therefore, the relevant departments should attach great
4、 importance to the safety of gas pipeline design.Based on this, the paper analyzes the influencing factors of gas pipeline safety, and then elaborates the safety design of gas pipeline in high-rise building, and aims to further improve the safety of high-rise building gas supply.Keyword： high-rise b
5、uilding; gas pipeline; safety design; Received： 2017-09-101 高层建筑燃气管道安全主要影响1.1 建筑物沉降对燃气管道安全的影响由于地质原因和建筑自身荷载的原因, 高层建筑在使用过程中都会出现沉降问题, 沉降程度受到多方面因素的影响。不过, 建筑的沉降会对燃气管道造成影响。由于建筑中的燃气管道是相对静止的, 所以, 当建筑物沉降时燃气引入管会承受建筑沉降作用产生的切应力, 这样容易引发燃气管道的断裂, 从而导致燃气泄漏并引发安全问题1。1.2 管道选线不合理对燃气管道安全的影响燃气管道的选择是设计工作的基础部分, 管道的选择一方面决定着
6、工程造价的多少, 另一方面也对燃气系统运行的稳定性和安全性有着重要影响。管道型号与材质的选择应充分结合建筑所在地区的实际情况和建筑工程图纸设计要求。如果管道的选择不结合实际情况而盲目进行设计, 这将很容易引发使用中的安全问题。1.3 建筑的附加压力对燃气管道安全的影响相比于普通多层建筑, 高层建筑的高度较高且自身自重较大, 所以建筑产生的附加压力会对燃气管道造成影响, 如果建筑采用低压近户, 就将会造成一定的压力损失。燃气管道由于受到建筑附加压力的影响会出现压力过载的情况, 如果建筑的附加压力超出燃气管道的承载力范围, 就会引发安全问题。2 高层建筑燃气设计的消防安全要求2.1 紧急切断阀系统
7、城镇燃气设计规范中规定, 在对高层建筑的燃气管道进行设计时, 应在管道的上升总管处设置紧急切断阀系统。紧急切断阀结构通常有两种形式, 首先是无手动气动切断阀, 该结构是通过氮气的压力使切断阀保持开启状态, 当火情出现时, 控制室的工作人员可将球阀开启, 氮气被释放后, 紧急切断阀将会随之关闭。紧急切断阀系统中还需设置旁通管和旁通阀门, 这样便于对紧急切断阀的检修与维护工作。第二是带手动气动紧急切断阀, 此种形式的紧急切断阀可采用手动和气动两种操作形式, 其可靠性较高, 所以此种形式的设计应用也较为普遍。除此之外, 在一些建筑中, 氮气管的铺设会存在一定困难, 所以, 在设计中也可将气动控制改为
8、电动控制。该系统将一个储气罐安装在氮气罐上, 储气罐用氮气瓶通过紧急切断阀加入氮气, 气压应保持在 0.30.5MPa2。出口阀为电磁阀, 将控制箱与电箱相连。当火灾事故发生时, 消防控制室的工作人员可以启动切断开关, 切断紧急切断阀, 如果自动控制系统出现故障, 也可通过转动手轮进行手动关闭。2.2 防雷、防静电及防腐对于高层建筑燃气管道的防雷设计, 应当对雷电感应、直接雷击和雷电波侵入采取相应的防护设计。在防雷设计过程中, 楼顶燃气管道以及阀门箱应当与楼顶女儿墙的避雷带相连接, 其连接处不得小于两处。避雷连接应采用大于或等于 DN8mm 的圆钢双面焊接, 焊接长度不得小于圆钢直径的六倍以上
9、, 焊接处也要做相应的防腐处理。燃气管道的防雷设计还应注意的是, 防雷接地装置的冲击接地电阻不应超过 10, 燃气管道静电接地电阻不能超过 100。通常应选用铜片跨接的方式对管道和设备法兰进行连接, 选用大于等于 DN8mm 的圆钢进行螺纹连接, 其电阻值最低不能小于 0.03。对于室外中压无缝钢管的防腐处理一般采取如下措施:首先要彻底清除钢管锈迹, 使钢管表面呈现金属光泽。然后先刷一道 P207 防腐底漆, 再刷一道 P205 防腐底漆, 再刷两道银粉漆, 最后刷黄色标志进行区别2。2.3 高层建筑燃气用户安全防护热水器的选择也极大地影响着燃气管道的安全, 所以高层建筑居民应选择符合安全标准
10、的热水器。家用燃气燃烧器具安装及验收规程CJJ 122013 中规定:直排式热水器不能安装在浴室内。在民用建筑中, 于室内通常安装平衡式或强制排烟式热水器。有些建筑因使用时间较长, 所以燃气管道与燃具连接的胶管出现老化或损坏的现象, 这就为燃气安全使用带来巨大的安全隐患。设计人员在对此处进行设计时可以选用硬连接或是新型材质的连接管道。此外, 还可在燃气管道处设置用户燃气浓度报警自动切断装置以及管道燃气稳压自闭阀等装置, 这样可以在第一时间发现燃气泄漏情况并及时进行处理, 从而进一步保障居民的用气安全。3 城市高层建筑燃气管道的安全设计3.1 减缓高层建筑物的沉降由于土地的承载能力有限, 加上高
11、层建筑的自重较大, 所以建筑普遍存在沉降问题。这就要求在高层建筑建设之前, 设计人员要对施工地区的实际地质情况进行科学地勘察, 详细了解地质条件后再进行进一步的设计工作。通常的建筑物都会发生一定的沉降, 如果地址条件较好, 建筑的沉降也较为均匀;反之, 建筑物将出现不均匀沉降的情况, 而且沉降的幅度也较大, 这就会为燃气管道带来安全隐患。基于此, 高层建筑的燃气管道安装时要进行一定的保护措施, 燃气管道的引入管在主管的基础上要加设辅助套管, 管道之间还应留有一定的缝隙, 从而保障燃气管道的安全性4。3.2 燃气管道自身重量的控制高层建筑的建设高度较高, 这也在一定程度上增加了建筑内燃气管道的自
12、身重量, 从而增加了管道的压应力, 压应力的增加容易导致燃气管道出现变形的风险, 如变形幅度较大还有可能导致管道泄漏, 引起安全事故。因此, 解决燃气管道自重问题是保障燃气管道安全设计的有效措施。设计人员可以在建筑的各层内加设管道支撑点, 支撑点可以分摊燃气管道的自重, 管道压应力也会相应的减少。此外, 还可在不改变设计要求的情况下, 选择材质较轻的管材以降低燃气管道的自重。设计人员还可以增加燃气立管道的截面积, 这种设计方法也可以有效消除管道自重引发的安全隐患。3.3 控制环境温度引发的管道应力高层建筑中, 在室外安装的主燃气管道容易受到外界温度变化的影响, 如在冬天 0以下时或是夏天的高温
13、环境中, 会导致燃气管道出现热胀冷缩, 这种破坏程度虽然较小, 但日积月累也可能导致管道接口出现扭曲或是受到腐蚀而断裂。解决这一问题可以通过加设波纹管, 波纹管可以有效减少管道热胀冷缩引发大变形量, 从而减少管道应力。在实际施工中, 应对波纹管两端加以固定, 波纹管支架应采用活动支架。此外, 波纹管数量的确定应结合燃气管道的长度以及建筑所在地区最大温差比而确定。3.4 注重燃气管道防泄漏设计天然气最显著的特点就是易燃易爆, 所以如果天然气管道发生泄漏, 就很容易引发火灾或是爆炸事故, 天然气的泄露严重威胁着人们的安全。这就要求相关设计人员在设计燃气管道时必须要加强管道的防泄漏措施。对于燃气管道
14、的防泄漏设计, 首先要处理好管道的接缝处, 设计人员可以改进连接器具, 增加接缝处的气密性;其次, 对于接口处应做好防腐措施, 避免因腐蚀导致的燃气泄漏;第三, 可设置燃气检测装置, 如有燃气泄漏情况, 检测装置可有效检测空气中的燃气含量, 并进行报警4。4 结语综上所述, 高层建筑中燃气管道的安全设计对建筑使用者的生命财产安全有着重要的影响, 不过在实际使用过程中, 高层建筑燃气管道由于受到多种因素的影响, 容易存在一些安全隐患。相较于普通建筑, 高层建筑在建设高度以及自身重量方面有了明显的增加, 这就为燃气管道的安全设计增加了一定的难度。设计人员在对高层建筑的燃气管道进行设计前, 应充分考
15、察施工地的环境情况和地质情况, 结合施工中可能存在的各种因素, 对燃气管道进行科学设计, 从而进一步提升燃气管道的安全性与可靠性, 使居民的生命财产得到有效保障。参考文献1韦武亮.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计J.中华民居, 2012, (03) :28. 2邓松.高层建筑燃气管道安全设计探讨J.建设科技, 2016, (01) :76-77.2017-08-21.DOI:10.16116/ki.jskj.2016.01.026. 3李刚.论高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计J.住宅与房地产, 2016, (15) :187. 4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, 17 (07) :89-91.
