摘要：随着我国社会经济发展，人们越来越追求高品质生活，我国城区建筑逐渐向高层化趋势发展。而要想保障高层建筑安全系数处于稳定状态，首先需要针对高层建筑管道燃气进行科学合理的设计。倘若管道燃气发生泄漏将会导致高层建筑发生火灾或爆炸的现象，如若高层建筑受到不可抗力因素也会导致燃气发生泄漏，因此本文首先分析了高层建筑燃气管道安全问题的影响，结合管道燃气安全设计工作要点为设计人员提供科学合理的设计方案，进而保障高层建筑燃气管道的正常运作。

关键词：高层建筑;施工;管道燃气;安全设计;优化措施

燃气作为易燃易爆气体，在使用过程中存在较多的安全隐患。而高层建筑具有楼层高、人口密集的特点，因此一旦发生燃气泄漏或燃气爆炸等安全事故，将会造成难以估量的安全隐患。为了减少上述事故发生的频率，设计人员需要将燃气管道设计作为高层建筑安全性的首要考量因素，在保障燃气管道设施符合安全标准情况下，针对高层建筑特点进行科学化分析。

一、高层建筑燃气管道安全问题的影响

（一）建筑物沉降所造成的影响

高层建筑燃气管道施工设计过程中，由于高层建筑本身具有核载量较大、核载量易受建筑周边地质条件影响等特点，导致高层建筑会随时间出现不同程度的基础沉降现象。并且，高层建筑的沉降现象也会受到众多非人为因素影响。高层建筑中燃气管道的铺设通常处于一种静止状态，倘若高层建筑发生沉降，那么就会在建筑体产生基础沉降过程中对燃气管道造成较大的切应力。这种切应力会直接影响燃气管道的安全系数，可能会出现破损或断裂的现象。对高层建筑、居民以及周边环境有巨大威胁。通常情况下，在高层建筑竣工后燃气管道会出现不同的变化，由于高层建筑整体沉降导致燃气管道变形现象的发生也会越来越频繁。竣工后三年内，建筑物可能会出现十厘米左右的沉降，这对高层建筑燃气引入管产生了巨大的压力，倘若沉降幅度更大将会导致燃气泄漏现象发生[1]。

因此要想解决这一现象，施工人员首先需要对高层建筑状况进行详细了解，通过对燃气管道设计工艺进行优化处理的方式减小此类事故发生频率。并且还需在燃气引入管位置安装伸缩补偿管，以此来缓解高层建筑沉降现象带来的负面影响。伸缩补偿管能够有效避免燃气管道发生破裂现象的出现，并且能够提高燃气管道受沉降影响的压力、稳定性。施工人员可利用波纹管防止燃气管道出现外力变化导致内部结构受损。在对高层建筑沉降现象进行分析的过程中，施工人员还应针对燃气管道的密封性、各类抗性进行分析[2]。

（二）建筑结构附加压力对燃气管道形成的影响

高层建筑相比于普通建筑结构具有自身重量较大的特点，因此高层建筑对地面产生的附加应力非常复杂。倘若高层建筑内部燃气管道出现破裂现象，那么建筑内部的低压用户就会因为高层建筑强大负载压力，导致燃气供应压力丧失或出现过载的问题。同时，倘若高层建筑附加应力过高也会导致附加盈利超过燃气管道最大承载限度，进而出现燃气管道破裂现象[3]。

（三）建筑选线问题所产生的影响

高层建筑燃气管道设计过程中，燃气管道能否正常使用直接影响到施工单位对于高层建筑工程的造价，并且也会影响高层建筑燃气供应系统的安全性。因此，要想保障燃气管道设计与铺设环节符合相关标准，施工管理人员就应对燃气管道材质和型号的选择环节进行监管。首先，管理人员需要根据高层建筑施工场地的实际施工环境进行分析，并结合施工设计图纸相关要求选材。倘若设计要求中燃气管道型号与实际施工环境不匹配，那么管理人员应将情况上报给相关部门以此协商，进而防止施工后期出现燃气供应安全问题[4]。

二、高层建筑管道燃气安全设计工作要点

（一）管道附加压力的计算与消除

首先，设计人员应对高层建筑燃气管道进行深入分析。通常情况下，高层建筑低压燃气灶具额定压力在2000pa左右。但因受到高层建筑本身特点影响，导致低压燃气灶具压力在2000pa左右浮动。例如，低压燃气灶具的管道额定压力比标准压力提高75%，这种数据浮动现象依旧在合理范围之内。如若燃气压力进一步扩大，将会导致低压燃气灶具热效率受到影响，难以使得燃气进行有效充分的燃烧。而燃气如若发生燃烧效率不足的现象就会导致烟气内部产生较多的一氧化碳，进而容易出现高层建筑居民一氧化碳中毒，甚至会出现火灾或爆炸等重大安全事故。因此，设计人员在设计燃气管道过程中，必须针对高层建筑沉降现象对燃气管道影响进行分析，通过燃气管道补偿温差变形、应力补偿的方式减少事故发生频率[5]。

（二）高层建筑沉降分析和安全设计

我国高层建筑燃气管道设计标准主要以低压入户管道设计方式进行架设。结合燃气管道压力损失和附加值变化情况，需要对燃气管道因压力过大导致与普通燃气管道额度产生变化的现象进行分析。例如，某高层建筑燃气管道压力参数为P1，数值为2000pa。倘若该高层燃气管道设计环节没有严格遵守相关设计规定，那么就会出现部分用户无法使用燃气管道的现象，而该燃气管道附加压力仅仅是燃气管阻力与燃气表阻力的累加。同时，由于高层建筑会导致燃气管道产生附加压力，倘若高层建筑总高度超过一定数值，那么高层建筑燃气管道在运行过程中，会导致灶具前压力超过燃烧设备标准运行范围。因此，设计人员需要保障燃气系统额定压力与系统压力之间不会产生较大的差异，通过科学合理的设计办法控制燃气管道受高层建筑附加压力的影响[6]。

随着高层建筑沉降量增大，燃气管道受到的拉力也会进一步增加，倘若超过燃气管道能承受的极限值，就会导致燃气管道发生断裂，进而造成燃气泄漏事故发生。而高层建筑燃气管道普遍具有立管长度较长的特性，因此设计人员需要考虑高层建筑外部环境以及燃气管道周围温度对燃气管道各参数性能指标产生影响。例如，燃气管道会受到周围温差变化的影响，导致燃气管道产生整体下沉现象，并且由于燃气管道轴向方向更容易出现变形，因此燃气管道的材质通常以钢材为主，那么设计人员就需要提供相应的补偿方案。具体做法为：设计人员首先需要根据实际设计需求以及施工标准的相关参数进行实时计算，结合燃气管道参数要求对立管的参数进行全面计算，进而得到立管最大变形量。其次，需要通过分段波形管的设计方法消除管道内受温差以及应力作用的影响。并且可通过在燃气管道内部设置职称结构的方式，防止燃气管道发生变形现象。最后，设计人员还需利用挠变补偿装置控制燃气管道出现因受高层建筑导致振动影响的问题发生[7]。

（三）燃气管道的安全设施

燃气是一种易燃易爆气体，对温差较为敏感，如遇明火会发生严重的爆炸或火灾事故。同时，由于高层建筑普遍存在人员密集现象。倘若发生火灾，高层建筑人员将难以疏散，进而造成巨大的安全隐患。因此，为了避免以上现象发生，设计人员在对高层建筑燃气管道设计过程中，首先需要充分遵守高层建筑设计原则。依据高层建筑生产安全标准建立有效的防护措施。例如，可在燃气引入室内部设计燃气供应快速切换阀门，并在燃气供应点以及燃气管道周边设置全方位报警装置。如若出现燃气泄漏或非人为因素影响，那么管理人员可利用报警装置直接切断燃气供应系统以及楼层通风设备之间的衔接，保障燃气不会建筑物内部。同时，这种方式也可保障燃气在泄露时实现自动报警并立即关闭通风系统，形成密闭空间防止燃气进一步泄露[8]。

（四）高层建筑的防雷防静电与防腐蚀处理工作

高层建筑如遇极端恶劣天气时，可能会因为雷电感应或雷击造成燃气管道破裂，进而发生燃气泄漏的现象。因此，设计人员还需针对高层建筑进行建筑防雷设计工作。例如，可在高层建筑楼顶燃气管道周边设立避雷针，并在燃气阀门箱周边进行避雷针连接作业。避雷针应采取双面焊接的圆钢结构，而焊接长度需要超过圆钢直径六倍，并对焊接位置进行防腐蚀处理工作。此外，设计人员在对燃气管道进行防雷处理时，相关防雷接地装置的冲击电阻需要在10Ω以内，燃气管道静电接地电阻应在100Ω以内。设计方式可采取钢片跨界并对螺纹采取接地处理。对于高层建筑内部的无缝钢管则需要进行防腐蚀处理，可通过涂刷防腐蚀油漆的方式防止燃气管道受到腐蚀[9]。

（五）燃气管道减震安全设计

高层建筑相比传统建筑受地震、泥石流等影响现象更为严重，因为这些不可抗力因素会导致高层建筑内部结构产生震动，进而使得建筑内部各个管道受到较大的冲击，出现管道内气体泄漏的安全问题。因此高层建筑燃气管道不但需要进行防腐处理还需要加强管道内部减震效果。例如，设计人员可在燃气管道铺设线路周边设置辅助建筑设备。并在高层建筑物与燃气管道接触部位之间做管道抗震处理。

（六）降低材质自重对管道造成的影响

燃气输送过程中，燃气管道品质往往决定了输送质量。因此，设计人员在对燃气管道材质进行选材过程中，不仅需要考虑材料的密封性，还需要考察材料是否具有较强的抗拉伸性能，以防止高层建筑因地震等不可人为因素发生时建筑物晃动对燃气管道造成的压力影响。同时，由于需要考虑施工单位经济效益，因此高层建筑燃气管道铺设面积应结合建筑特点进行科学合理的铺设，防止因铺设面积较广导致燃气管道自身重量增加，对弯道衔接处等位置造成巨大的压力。设计人员可在高层建筑每层内部架设辅助性的承压装置，减少因燃气管道自动产生的压力影响，进而提高燃气输送效率。

（七）降低温差对管道造成的影响

设计人员还应考虑燃气管道所处的客观环境对其安全造成的影响，倘若高层建筑位置处于四季温差较大的城市，那么燃气管道就有可能因为热胀冷缩原理而发生形变。因此设计人员首先需要计算燃气管道在该高层建筑内部能够产生的最大形变值，并采用模块化的方式将压力抵消装置与燃气管道主体进行衔接。并在燃气管道承重结构中增添波纹补偿器，以防止建筑下沉产生的形变压力。针对燃气管道的折弯处，设计人员可利用门字形的焊接工艺防止燃气发生泄漏。

结束语：

综上所述，为了保障高层建筑燃气管道安全，设计人员需要考虑建筑物沉降对管道造成的影响。并结合建筑结构附加压力以及雷电等不可抗力因素挑选合适的燃气管道材质。通过采取双面焊接圆钢结构或接地处理等方式，有效避免因环境因素导致燃气管道发生形变现象的影响。同时，设计人员还应在高层建筑燃气管道周边设置感应提醒装置，一旦发生燃气泄漏事故将会第一时间通知相关管理人员。

参考文献

[1] 段宏丽. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 砖瓦世界，2021（8）：84.

[2] 舒爽. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计分析[J]. 砖瓦世界，2021（3）：231.

[3] 田芯阳. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 化工管理，2021（2）：3-4.

[4] 冯斌梁. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 城镇建设，2020（11）：394.

[5] 王刚. 论高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 城镇建设，2020（3）：373.

[6] 于婷. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 科学与信息化，2016（27）：8-9.

[7] 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.

[8] 杨永旺. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J]. 百科论坛电子杂志，2021（5）：1769.

[9] 杨俊佳，楼傲峰. 高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计研究[J]. 科学与财富，2021，13（4）：178-179.