【摘 要】隨著天然氣在城市建筑中的應(yīng)用越來越普及，高層建筑天然氣設(shè)計與探討正在成為熱點話題，高層建筑是城市發(fā)展的必然現(xiàn)象，但是也帶來了天然氣供應(yīng)的特殊性，因此天然氣高層建筑設(shè)計就具有十分重要的意義。本文首先介紹了高層建筑天然氣設(shè)計的特殊性，接著從燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級制的確定、管道的設(shè)計和主要設(shè)備的固定方法三方面簡單特探討了高層建筑天然氣的設(shè)計問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；天然氣；設(shè)計

城市發(fā)展高層建筑是我國城市建設(shè)快速發(fā)展，人口不斷增長，生活水平不斷提高的結(jié)果，高層建筑和其他建筑一樣需要能源供應(yīng)，無論是賓館、飯店、居民樓都需要天然氣，天然氣的供應(yīng)與建筑設(shè)計密切相關(guān)，怎樣做到既方便群眾，又能避免重大安全事故的發(fā)生，對高層建筑天然氣設(shè)計是一大挑戰(zhàn)。

一、高層建筑天然氣設(shè)計的特殊性

由于高層建筑本身的特點，導(dǎo)致了天然氣供應(yīng)系統(tǒng)也較為獨特，主要是由以下因素決定的：層數(shù)多，建筑體積大，建筑物的自重比較大，所以在設(shè)計供氣系統(tǒng)時要考慮建筑物的沉降問題；高層建筑由于其高度容易受到風(fēng)荷載的作用產(chǎn)生水平位移，建筑物內(nèi)的供氣管道系統(tǒng)可能遭到破壞；建筑物的高度決定了供氣的立管的長度也較長，立管的自重大，作用于承接的下層管道的力比較大，因而下層管道的選擇要考慮不受重力破壞的因素；管道在安裝時的溫度與工作時的溫度是不一樣的，管道在工作時的溫度是變化的，溫度對管道具有應(yīng)力；高層建筑因樓層很高，燃?xì)庥捎谌葜嘏c空氣不同，將形成重力與浮力，會影響燃?xì)獾妮斉浼叭紵O(shè)備的正常工作，應(yīng)當(dāng)使用具前壓力限制在一定范圍內(nèi)波動；應(yīng)從安全、衛(wèi)生及防火角度，在保證燃?xì)庥镁哒l件下，組織好燃燒所必須的進(jìn)排氣系統(tǒng)。

二、高層建筑天然氣設(shè)計方法

1、燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級制的確定。

高層建筑天然氣供應(yīng)具有許多特殊的因素如范圍廣、用量多，用途迥異，以及消除附加壓力的穩(wěn)壓設(shè)備技術(shù)工況等，設(shè)計時必須考慮許多方面的因素，特別是燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級制的確定，必須更加具有合理性與科學(xué)性。首先，考全面考慮高層建筑的所有用氣點，滿足大樓所有用氣需求，燃?xì)夤艿辣仨氝B接著所有的用氣點，很明顯由室外引入的燃?xì)夤苁欠謳茁贩謩e到達(dá)用氣點，還是一路燃?xì)夤苌先ィ赝驹O(shè)分支管，還需進(jìn)一步了解各用氣點的需用量，這樣才能根據(jù)各用氣點的燃?xì)庥昧窟M(jìn)一步確定供應(yīng)系統(tǒng)的壓力級制。其次，要掌握各個用氣點的用氣量和用氣壓力，以作為確定燃?xì)庀到y(tǒng)的重要依據(jù)，不同的用氣壓力只能由不同的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)和壓力級制來保證。再次，對于用氣點分布很廣的高層建筑，可以由底層設(shè)置計量總表，然后大樓內(nèi)由物業(yè)管理單位管理分?jǐn)側(cè)細(xì)庥昧?，也可以總表后再設(shè)分表予以分開計量；應(yīng)該避免在地下室的燃?xì)夤艿赖拇┰?，由于目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限制，從地下室中穿越管道既不安全又浪費資金，最后，超高層建筑結(jié)構(gòu)對燃?xì)夤艿赖绕渌艿赖某休d能力是有限的，特別是超高層建筑每層樓板單位面積承載能力是結(jié)構(gòu)確定的，當(dāng)燃?xì)庀到y(tǒng)越大，管道直徑便可能越大，管道自重就大。當(dāng)根據(jù)前述應(yīng)力計算結(jié)果所確定豎宣燃?xì)夤艿厘^固點之間的管段自重大于樓板承載能力時，便需調(diào)整燃?xì)夤艿老到y(tǒng)，以便縮小口徑，滿足建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。當(dāng)然這是在結(jié)構(gòu)不能加固以提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力的情況下，只能依靠調(diào)整燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)得以適應(yīng)。

2、管道的設(shè)計

由于高層建筑自重很大，土壤承載能力有限，一般地基允許有一定數(shù)值的沉降量。這就給管道連接帶來困難，因此在引入管入口處最好用彎曲管、蛇形管等撓性管。在管道穿墻處適當(dāng)預(yù)留出建筑物沉降量。樓層內(nèi)的管道可與大樓同步移動，在沉降量不同的地方盡可能采用軟接頭，與室外管道連接的引入管的穿墻及基礎(chǔ)孔應(yīng)留有沉降余量。連接軟管采用軟管柔性連接，若沉降對室外管道有影響，也可將管道設(shè)在地溝內(nèi)，地溝中填粗砂。

對于高層建筑住宅及有屋頂餐廳或各層設(shè)有燃?xì)庥镁邥r，需要設(shè)置很高的燃

氣立管，這與一般的多層建筑不同，需要考慮幾個特殊問題。首先是主管位置及處理在我國氣候溫暖的南方常年氣溫均在零度以上地區(qū)（供應(yīng)液化石油氣時氣溫

在露點溫度以上時），立管一般可設(shè)在室內(nèi)廚房不影響美觀的適當(dāng)位置。通常高層住宅及賓館的外形，不外乎方形（矩形1、“十”字形，“廿”形“井”字形、“丁”字形“丫”字形等等，室內(nèi)比較容易找到安放立管的位置。否則，不得以可設(shè)在建筑物內(nèi)燃?xì)夤芫胤?。為保證安全及美觀可設(shè)在專用管井內(nèi)，也可與上下水管，冷熱水管、蒸汽管等設(shè)在同一管井內(nèi)，不得與強(qiáng)電電纜、通風(fēng)管道設(shè)在同一管井內(nèi)。管井的上部及下部應(yīng)設(shè)是百葉窗，進(jìn)行自然通風(fēng)，排出泄漏燃?xì)?。如果立管上有閥門管件等，應(yīng)在該層樓房內(nèi)設(shè)檢查門，檢查門采用丙級防火門。燃?xì)夤芫詈每客鈮?，?dāng)使用快速熱水器做浴用設(shè)備時，只能靠近外墻，便

于排煙，尤其是其安裝平衡式熱水器時，容易組織室外空氣進(jìn)入熱水器并排出煙

氣，避免進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性。燃?xì)夤芫龀韶炌ㄐ拓Q井，有利于排出泄漏燃?xì)?。立管連接可用絲接與焊接，采用焊接可以保證安全可靠，但平時維修比較困難。當(dāng)燃?xì)鉃橐夯蜌鈺r，應(yīng)在立管下部設(shè)檢查門定期檢查，并在該處附近設(shè)自動報警設(shè)備，以便于發(fā)現(xiàn)漏氣、排出比重較重的氣態(tài)液化氣，并能夠及時搶修。其次是立管產(chǎn)生的應(yīng)力及消除方法，立管內(nèi)會產(chǎn)生壓縮壓力、熱應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。由于管道較長、較重，在高層建筑中應(yīng)該考慮壓縮應(yīng)力的影響，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。

3、主要設(shè)備的固定。

主要設(shè)備固定，燃燒器、燃?xì)庹{(diào)壓器以及燃?xì)饬髁勘淼戎亓枯^重的設(shè)備，在受到外力的作用時，會發(fā)生翻覆。特別是考慮地震等災(zāi)害發(fā)生時，這些設(shè)備因地震產(chǎn)生的水平加速度而翻倒，同時引起設(shè)備本體和與之連接的燃?xì)夤艿罁p傷或斷裂，導(dǎo)致燃?xì)庑孤?、爆炸等?yán)重的事故發(fā)生。因此，這些設(shè)備的固定是在高層建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要的問題。一般認(rèn)為，當(dāng)設(shè)備的重量超過100公斤時，需采用特殊的方法對其進(jìn)行固定，高層建筑燃?xì)夤?yīng)設(shè)計方法當(dāng)重量小于100公斤時，只要根據(jù)設(shè)備制造商提供的安裝方法安裝就可以了。設(shè)備的固定方法大致有以下三種：首先，用粘結(jié)劑粘結(jié)設(shè)備與安裝面；其次，固定夾具或固定螺釘?shù)葘⒃O(shè)備和安裝面連接；最后，對設(shè)備的側(cè)面或背面進(jìn)行支撐加固。

結(jié)語：城市發(fā)展高層建筑是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，為了高層建筑提供能量，天然氣高層建筑設(shè)計應(yīng)該更安全、經(jīng)濟(jì)與合理，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庠础毫?、建筑、安全、地理、環(huán)境等特點綜合考慮，選擇最佳的設(shè)計方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐華. 關(guān)于高層建筑天然氣管道設(shè)計問題的探討[J]. 工程與建設(shè)2009年1期

[2]楊瑩：高層建筑居民天然氣供應(yīng)技術(shù)探討[J].城市燃?xì)?009年12期

[3]林震湖：四川地區(qū)高層建筑地基處理技術(shù)[J].四川建筑2002年3期