高层建筑沿外墙架设燃气立管设计问题分析

高层建筑沿外墙架设燃气立管设计问题分析

曹琼宇

重庆燃气设计研究院有限责任公司 重庆市 400020

摘 要：随着我国社会经济水平不断提升，城市发展速度逐渐加快，这也使得高层建筑越来越常见。而对于高层建筑来说，其与一般建筑相比，结构更为复杂，燃气管线设计安装是当前我国建筑工程建设施工中的重要工作内容，高层建筑因结构复杂，导致燃气管线安装施工复杂程度较高，且高层民用商品房户内立管会造成一定程度上空间使用上的缺陷。目前，沿外墙架设燃气立管的设计方式在我国高层建筑燃气工程中较为常见，可以有效地满足一些用户的用气需求，也可解决部分商品房实际空间使用要求高的问题。基于此，本文尝试对高层民用建筑沿外墙架设燃气立管设计问题进行了分析。

关键词：高层民用建筑；燃气工程；外墙架设；立管架设

前言

现阶段，我国大部分居民建筑的燃气立管都选择设计在厨房或者与厨房紧邻的生活阳台内部，随着燃气这一清洁能源在我国普及程度不断提高，使得很多用户的燃气需求得到了满足，给人们日常生活带来了方便。但随着最近十几年来城市建筑楼层的不断增高，使建筑燃气工程设计施工受到了一定限制，例如，对于复式结构的高层建筑来说，通常下层设计为厨房，上层为卧室，使燃气管道进户较为不便；还有一些住宅商品房因本身套内面积小，立管布置在厨房或者生活阳台也造成了一定的空间浪费。对于上述情况，需要应用燃气立管沿外墙架设的设计方案。

一、燃气立管外墙架设设计

在正式开展高层建筑沿外墙架设燃气立管设计工作时，燃气立管设计是基本前提，燃气立管应该紧靠在建筑外墙表面，并且安装位置尽量靠近气表摆放的厨房或者生活阳台，保证燃气立管后期如果需要检修或者部分复试结构住宅取消天然气供应的需求。上述做法在高层及超高层建筑中有较为广泛的应用，其主要优点体现为所占空间较小，但缺点也较为明显，主要体现为容易受到外墙立面及平面布局条件的限制，从而使得后续安装施工工作开展受到一定阻碍。

二、燃气管材选用

想要使高层建筑沿外墙架设燃气立管施工工作质量得到有效保证，应该注意对燃气管材进行合理选择，保证其与建筑燃气工程安装施工的实际要求相符合。一般来说，低压燃气立管宜选择应用厚壁不锈钢无缝钢管焊接连接，部分有条件的地区可以选择厚壁沟槽连接环压不锈钢管来实现外墙立管安装的简便操作。如果应用螺纹的镀锌钢管连接，室外施工管线距离较差，容易导致燃气管线在后续正式投入使用的过程中出现渗漏气等现象，进而产生一定安全隐患[1]。因此，如果建筑物楼层较多，不宜应用镀锌钢管螺纹连接。同时，在对管材进行选择时，还应该考虑到用户的具体数量及用量，对于高层或超高层建筑来说，因根据实际楼层数量及用户数量根据计算来选择相对应的管径从而满足实际用气需求。

三、高层建筑外墙燃气管道的补偿及固定

对于高层建筑来说，在进行沿外墙架设燃气立管方案设计时，应该充分考虑到施工现场实际情况，保证所选设计方案的针对性，尤其对于管道补偿及固定环节来说，要保证其设计科学性。应该根据具体建筑高度来设计燃气立管长度，同时还要考虑到燃气金属管道在室外环境的伸长量，进而确定补偿范围。燃气管道在安装时，想要保证安装质量，应该确定预拉伸值，在对这一数值进行具体计算时，应该将其设定为热伸长量的50%，这样才能使管道连接稳定性得到保证。具体可在燃气外墙立管根据计算后得出的补偿量采用补偿器进行补偿。在计算时应根据立管的长度分段进行固定支架和公洞支架的布置，来达到对整根燃气立管的补偿。

四、燃气外墙立管的附加压力消除

对于高层建筑及超高层建筑来说，随着楼层高度不断增加，燃气管道设计过程中需要考虑的附加压力问题也逐渐突出，尤其当楼层高度超过100m之后，燃气管道的附加压力增量越来越明显，随着附加压力的增大，管道实际受到的阻碍越来越大，会影响正常供气安全。因此，在进行高层建筑燃气外墙立管架设方案设计时，应该注意消除管道附加压力的影响，这就需要适当增加管道阻力。具体措施体现为以下几个方面：

首先，在进行外墙燃气立管架设方案设计时，应该每隔一定层数（通常设定为每隔5层或10层进行管径缩小，通过这种方式的应用，可以有效消除燃气管道一部分附加压力[3]。对于上述消除方法来说，在实际应用过程中优势明显，主要表现为操作方便、经济性强等。但与此同时，也存在一定缺点，主要表现为对管道附加压力减小不够明显。

其次，可以在部分超高层用户厨房气表处设置用户低-低压调压器，此种方式一般适用于用户较为分散的高层或超高层建筑，这样更加有利于对不同的用户区域进行控制，从而使其管道压力消除效果更为理想。

五、高层建筑燃气立管防雷

管材选用方面还应考虑到燃气立管的防雷问题，燃气立管位置在建筑物外墙可接触到直击雷或侧击雷的情况下应严格按照《城镇燃气设计规范》(GB/T50028-2020)的要求选用壁厚不小于4mm的不锈钢无缝钢管以满足燃气立管应对直击雷或侧击雷的危害；部分立管位置在建筑物内凹面的因可以避开直击雷或侧击雷的影响可采用壁厚不小于3.5mm的沟槽和连接环压不锈钢管来简便施工流程。燃气管道焊接或者环压连接安装施工完成之后，因根据《城镇燃气防雷技术规范》（QX/T109-2009）的要求将其与建筑物附近的地网结构进行焊接，使其稳定性得到保证，这时候要注意对接地电阻进行控制，要保证其在10Ω以内，从而保证了建筑燃气工程的使用寿命。

六、高层建筑沿外墙架设燃气立管施工准备及要求

在高层建筑外墙架设燃气立管的施工难度较大，并且危险性较高，这也使得施工难度较大，需要相关施工技术人员自身有很强的专业素质，并且对建筑物表面结构有具体了解。同时，在正式施工之前，还应该对高空施工应用到的基础设施、工具等是否配备完善进行检查。在具体施工过程中，经常涉及到高空作业，同时也会应用到吊篮等高空作业设备，作业设备质量及性能直接影响施工技术人员的作业安全及作业质量、效率，因此要保证设备与燃气工程施工实际要求相符。由于室外高层架空燃气管道工程后期维护维修难度较大，因此，在安装施工过程中，应该注意强化施工质量管理，严格按照工程质量要求对各个施工环节进行监督、验收[5]。尤其对于补偿器安装施工来说，涉及到固定支架及活动支架的设置，而焊接环节以及最终补偿器根据实际现场温度的预拉伸量则是保证实际补偿的关键，因此要对焊接环节及安装环节的施工质量进行详细检查，确定不会出现空焊、漏焊、焊缝较大等现象。同时，还应该注意做好燃气管道焊口的质检工作，这也是保证燃气管道系统使用安全及使用寿命的关键。

结束语

综上所述，随着现阶段我国城市发展速度不断加快，高层建筑在城市中到处耸立，而与以往的中层或低层建筑物进行比较，高层建筑物的燃气工程施工难度更大，并且危险性更高，这就需要施工技术人员自身有较强的专业素质，同时还要做好施工全过程的安全管理及质量管理工作。保证高层建筑沿外墙燃气立管安装施工质量的基础前提是要保证设计方案的可能性，这就需要工程设计人员意识到自身肩上重要责任，从燃气管材选择、立管位置设计、立管防雷处理，外墙立管附加压力消除、立管温度变形补偿等几个方面入手，保证设计方案的科学性及可执行性。此外，在进行高层建筑沿外墙架设燃气立管方案设计过程中，还应该做好成本管控工作，从而使得燃气工程项目的性价比更高。

参考文献：
[1] 杨林,母明,杨权等.浅谈高层建筑外墙燃气管道安装技术[J].中国化工贸易,2019,11(7):177.

[2] 孟涛.高层建筑沿外墙架设燃气立管设计问题分析[J].建筑工程技术与设计,2016,10(5):454-454.

[3] 庄燕.浅谈超高层建筑中燃气立管系统的设计[J].建筑工程技术与设计,2016,27(7):506-506.

[4] 谢渝南.高层建筑燃气管道防雷设计探讨[J].建设科技,2017,18(17):76-77.

[5] 迟爱娟.北方城市户内燃气管道安装形式的探讨[J].煤气与热力,2017,27(11):28-29.