超高层建筑燃气管道设计及安全措施

超高层建筑燃气管道设计及安全措施

黄春松

华北理工大学建筑工程学院  河北省唐山市  063210

摘要：随着超高层建筑数量的不断增加，对其燃气管道的安全性需求也日益增强。每项安全措施都扮演着至关重要的角色，而在超高层建筑的燃气管道安全中，设计与安全措施这一点显得尤为关键。文章以超高层建筑燃气管道为研究对象，对其设计与安全措施进行了探索，以供借鉴。

关键词：超高层建筑；燃气管道；设计；安全

1超高层建筑燃气管道安全存在的问题

1.1管道线路较为混乱

随着城市的快速发展，超高层建筑管道建设往往跟不上城市规划的步伐，这导致了管道线路的混乱。超高层建筑燃气管道的管理标准和制度不够完善，缺乏统一的管道布置、铺设、接口连接等管理规范，也缺乏对燃气管道运营商的监管和管理。一些燃气运营商的管理能力有限，无法有效组织管道线路的规划、布置、维护和管理，导致管道线路混乱。一些超高层建筑燃气管道的设计和施工技术不够先进和科学，无法有效避免管道线路混乱的问题。一些非法建设和违规改造的行为，例如未经许可的私拉乱接，也会导致管道线路的混乱和安全隐患。

1.2输气运行过程中环境和人为的破坏

超高层建筑管线主要布置在建筑内部，相比于城镇燃气管道工程，其管线的工程属性较为隐蔽，因而存在着较多不确定因素。随着时间的推移，内部管道的老化及其他不可预见等原因都可能造成隐患。不仅如此，部分管道年久失修，其安全可靠性无法确定。除自然因素外，部分燃气管线的敷设管理不太规范，施工方违规占压燃气管线甚至造成损坏，产生漏气现象。由于受经济利益的驱使，少部分素质较低的居民用户通过损坏气表、在天然气管路支线打眼等方式，偷气盗气，导致燃气泄漏，产生事故隐患。

1.3用户缺乏必要的安全知识

部分超高层建筑燃气用户对燃气的特性认识不到位，没有充分了解燃气的危险性，其典型行为主要表现为：私自改装燃气管道；私自拆卸燃气设备；使用燃气时不注意室内通风；忽视燃气器具与燃气组成的匹配要求的等。此外，燃气使用安全意识淡薄，部分用户没有充分认识燃气安全的重要性，是用户缺乏必要安全知识的典型表现。主要包括：购买不带熄火安全保护装置的燃气灶；忽视室内燃气输送的胶管老化问题。除了使用安全知识的缺乏外，当发生事故后，部分超高层建筑燃气用户又往往不能及时采取正确、有效地应对措施，缺少必要的事故处理知识储备，惊慌失措下使小事故酝酿、发酵。

2超高层建筑燃气管道设计措施

2.1重视燃气立管科学设计的使用

在超高层建筑中，燃气立管是贯穿整个建筑的重要组件，负责将燃气平稳、安全地输送到每个用户。考虑到超高层建筑的高度、居住密度和用气需求，合理的燃气立管设计变得尤为关键。首先，立管的布局需要确保燃气能够在各层均匀供应，消除因压差造成的供气不足问题。其次，考虑到超高层的特殊性，立管的设计还需要考虑因风力、温差和地震等外部因素可能带来的影响。为此，立管的材料、直径和安装方式都应该经过精心选择和计算。科学的燃气立管设计不仅能确保居民的供气需求得到满足，还能提高燃气的使用效率，延长立管的使用寿命，减少维护成本和风险[1]。

2.2控制燃气压力及调压方式

燃气压力的控制是超高层建筑燃气供应系统中的关键环节。由于超高层建筑的高度和居住密度，不同的楼层和时段的用气需求可能会有很大的变化。如果燃气压力不稳定，可能导致供气不足或过量，从而影响居民的生活质量和安全。为此，调压方式的选择和设计应该根据建筑的实际情况进行。例如，可以考虑在每隔一定楼层设置燃气调压器，确保每一层都能获得稳定的燃气压力。此外，调压系统应该具有足够的灵活性，以适应不同时间和楼层的用气变化。合理的调压方式不仅可以确保燃气供应的稳定性，还可以提高燃气的使用效率，降低能源浪费。

2.3配置传感器监测燃气管道

在燃气管道的关键位置，如阀门、弯头、管道接缝等，安装多种传感器，如压力传感器、温度传感器、流量计等，以实时监测燃气管道的运行状态。选择的传感器应该具有高精度、高稳定性、低功耗等特点，能够适应复杂的环境条件[2]。为了确保传感器在燃气管道关键位置的稳定性和准确性，可以采取以下具体措施。

（1）选择适合燃气管道环境的传感器类型：针对燃气管道的不同环境条件，如温度、湿度、压力等，选择适合的传感器类型，以确保传感器能够稳定的运行并准确监测燃气管道的运行状态。

（2）传感器位置选择。在选择传感器的安装位置时，应该考虑燃气管道的关键位置，如阀门、弯头、管道接缝等，同时应该避免安装在可能受到机械损伤或腐蚀等影响的地方。

（3）传感器精度要求。针对燃气管道监测系统的需求，选择具有高精度的传感器，能够准确地监测燃气管道的运行状态，避免误报或漏报。

（4）传感器稳定性保证：对传感器进行定期的维护和校准，以确保传感器的稳定性和准确性。同时，设计传感器故障应急预案，在传感器出现故障时能够及时响应和修复。

（5）传感器数据校准：在传感器安装前和使用过程中，对传感器进行数据校准，以消除传感器误差，确保监测数据的准确性。

（6）传感器防护措施：对传感器采取必要的防护措施，如防水、防尘等，以适应燃气管道环境的复杂性和多样性。

（7）传感器数据备份和恢复：设计传感器数据备份和恢复机制，避免因传感器故障导致的数据丢失和系统崩溃。

2.4防腐设计措施

2.4.1防腐涂层和涂覆

防腐涂层是一种常见的管道防腐方法，其种类多种多样，通常根据管道所处的环境和使用条件选择不同类型的防腐涂层。常见的防腐涂层种类包括环氧涂层、聚乙烯涂层、聚氨酯涂层等。每种涂层材料都具有不同的特性，如耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等，因此在选择涂层类型时需要考虑管道所面临的环境和运行条件。

涂覆技术是将防腐涂层施加到管道表面的关键步骤。涂覆方法通常包括刷涂、喷涂、浸涂等多种技术。选择涂覆方法时需要考虑管道的尺寸、形状以及涂层材料的特性。

2.4.2防腐封堵技

防腐封堵技术主要用于修复已经出现腐蚀或损坏的管道部分，以防止腐蚀的扩散和进一步损坏。首先，防腐封堵技术涉及到多种封堵方法和材料的选择。封堵方法通常包括钢套管封堵、胶带封堵、夹套封堵等多种方式。其中，钢套管封堵是一种常用的方法，它涉及在受损管道部分外面套上一段新的钢管，并通过焊接或其他固定方式将其密封，以防止腐蚀扩散。同时，胶带封堵通常使用特殊的胶带材料包裹受损部位，形成一层防腐层，阻止腐蚀的进一步发展。选择封堵方法时需要考虑管道的具体情况和损坏程度。

2.4.3电化学防腐技

电化学防腐技术利用电流和电化学原理来防止管道的腐蚀。首先，电流防腐是一种通过施加电流来防止管道腐蚀的技术。它基于电化学原理，利用外部电源将电流引入管道系统中，通过控制电流的方向和强度，使管道的金属表面成为电化学反应的阴极区域。这样，管道的金属表面就会发生还原反应，从而阻止了腐蚀反应的发生。电流防腐技术可有效减缓或阻止管道的金属腐蚀，延长了管道的使用寿命。其次，阴极保护原理是防腐电化学技术的核心概念之一。它基于电极反应原理，通过在管道系统中引入一种阴极材料，通常是特殊的金属或合金，作为电池的阴极。这样，阴极材料上发生的还原反应将消耗管道金属表面的电位，使其保持在电位较低的状态，从而抑制腐蚀的发生。阴极保护技术通常需要定期监测和维护，确保阴极材料的有效性[3]。

3结语

燃气管道系统是超高层建筑中至关重要的一部分。不妥善的设计或管理可能导致严重的安全事故，实际工作中要高度重视燃气管道的设计和安全措施的应用，最大程度保障燃气管道运行安全。

参考文献

[1]胡劲,郝兴军.城市燃气管道隐患安全管理现状与措施[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(08):73-75.

[2]单武迪.城镇燃气管道防腐技术与维护管理[J].中国石油和化工标准与质量,2024,44(05):173-175.

[3]齐振江.城镇燃气管道隐患分析与治理措施[J].石化技术,2024,31(02):250-252+235.