張榮芳

【摘 要】本研究旨在探討高層建筑燃氣工程的相關(guān)關(guān)鍵設(shè)計與技術(shù)，通過對高層建筑的調(diào)壓系統(tǒng)、管線布局、燃氣表房以及燃氣管井的設(shè)計方式，以及燃氣工程低壓管網(wǎng)水利技術(shù)的實現(xiàn)等進行闡述，為當(dāng)前高層建筑的關(guān)鍵設(shè)計與施工技術(shù)提供一些參考和幫助，以促進高層建筑的更好、更快發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；燃氣工程；關(guān)鍵設(shè)計；關(guān)鍵技術(shù)

0.引言

新時期下，隨著現(xiàn)代大城市經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，以及高層建筑技術(shù)水平的不斷提高，使得高層建筑燃氣工程的關(guān)鍵設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)的研究工作越來越受到人們的普遍關(guān)注及重視。在當(dāng)前，大多數(shù)高層建筑均是集居住、商貿(mào)、辦公和景觀等為一體化的新型建筑，可以說是現(xiàn)代城市魅力與文化的重要代表，而燃氣工程在高層建筑中能否科學(xué)、合理進行設(shè)計與實現(xiàn)，與高層建筑的總體性能、安全等有著直接性關(guān)系。為此，本研究擬結(jié)合高層建筑燃氣工程的關(guān)鍵設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)等進行探討，現(xiàn)具體分析如下。

1.高層建筑燃氣工程的相關(guān)關(guān)鍵設(shè)計

1.1調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計

通常情況下，燃氣需要經(jīng)分戶立管由低向高上升至最高層，使得砼≥25層的高層建筑在石油氣、天然氣方面的附加壓頭相對較大。在進行調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計時，需要重點對其進行調(diào)節(jié)。一般認為，調(diào)壓系統(tǒng)可通過獨立設(shè)置，并利用調(diào)壓箱代替以往使用的調(diào)壓柜的方式，來實現(xiàn)庭院管網(wǎng)小時對流量1.2倍值的計算，從而美化調(diào)壓箱，并以平臺的方式，在小區(qū)安全綠地上進行露天安裝，不但維護方便，而且還具有對小區(qū)生態(tài)環(huán)境影響小的特點。

1.2管線布局設(shè)計

與多層建筑坐北朝南不同的是，高層建筑的外輪廓線接近于六面體布局，并且在東西南北各個墻面均設(shè)計有窗口。在廚房布局上，一般可采用以下兩種方式設(shè)計，即：（1）廚房投影點位于天井槽兩側(cè)；（2）廚房設(shè)置在各電梯出口后的樓道兩側(cè)。燃氣分配管需要與高層建筑結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，并且考慮到布局的安全與美觀，最好采用架空線位的方式來進行設(shè)計。

1.3燃氣表房設(shè)計

高層建筑的燃氣表房通常與水電表房是有所區(qū)別的，并且重點安裝于固定空間內(nèi)。一方面是用于保障用戶隱私安全，另一方面，則可用于提高公共服務(wù)能力。除此之外，燃氣表房還應(yīng)設(shè)置在離消防隔火室較遠的距離，以免發(fā)生不必要的損壞情況。在燃氣表房的房門設(shè)計方面，材料應(yīng)選用不可燃且耐火能力大于1h的產(chǎn)品，同時還需要設(shè)置自動關(guān)閉功能。為用戶提供服務(wù)的燃氣表，需要首選標(biāo)記清晰、難以輕易擦掉的標(biāo)注方式，并于表房門進行顯眼的安全標(biāo)注。

1.4燃氣管井設(shè)計

由于高層建筑除了用于居住之外，還較為重視外表美觀。為此，在燃氣管井進行立管時，一般都將其安裝在建筑內(nèi)部，并將燃氣系統(tǒng)中的立管設(shè)置在燃氣設(shè)施的專用管井內(nèi)部。管井通常與標(biāo)準(zhǔn)層住宅燃氣表位置相連，需要選用不可燃且耐火能力超過2h的材料，同時，在管井的高低位置處，還需要設(shè)置有面積>0.1㎡的金屬百葉通風(fēng)口，以便于連通外界。

一般認為，燃氣管井與燃氣表房在設(shè)計時，需要遵循的原則有以下幾點。包括：（1）確保燃氣管道路徑通風(fēng)良好；（2）確保在公共通道內(nèi)燃氣不易于泄露、擴散；（3）確保一旦發(fā)生泄露，能夠及時將燃氣排放出去；（4）必須做好意外逃生通道的暢通工作，以免發(fā)生不必要的爆炸事故。

2.高層建筑燃氣工程低壓管網(wǎng)水力的技術(shù)實現(xiàn)

2.1低壓管網(wǎng)壓力降

結(jié)合《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，一般低壓管網(wǎng)的壓力降可采用公式：△Pd=0.75Pn+150（其中，△Pd表示從調(diào)壓站到最遠燃具的管道允許阻力損失，單位Pa；△Pn表示低壓燃具的額定壓力，單位Pa）進行計算。由此可以看出，距離調(diào)壓站最近的用戶處壓力應(yīng)為1.5Pn，最遠為0.75Pn，燃燒器性能符合燃燒質(zhì)量要求，另外150Pa為0.75Pn后的用戶氣表阻損。

2.2低壓管道使用阻損的計算

在實際應(yīng)用當(dāng)中，相對于高中壓管道，低壓管道的設(shè)計和計算要較為頻繁，在當(dāng)前，簡化流量、管長和管徑的計算，采用將摩阻系數(shù)包括在內(nèi)的普耳低壓管道實用計算公式為：10Sk/K2d5 △P=Q2L（其中，△P表示壓力降，單位Pa；S表示燃氣相對比重，天然氣取0.58；Q表示燃氣計算流量，Q=ΣKNQn）。例如，居民用氣為天然氣，每戶選定1臺雙眼灶，流量為0.65m3/h；1臺快速熱水器，流量為1.78m3/h，由此可推斷出用氣共0.65+1.78=2.7m3/h。

例如，在計算砼42層的高層建筑的居民用氣情況時，采用枝狀低壓管道水利計算的方式，將官網(wǎng)范圍規(guī)定在調(diào)壓箱出口到最高層用戶燃燒設(shè)備前。同時設(shè)定d表示管道內(nèi)徑（cm），L表示計算長度（m），K表示根據(jù)管徑大小的取值范圍；K1表示管段局部損失，取值1.1。由此可計算天然氣參數(shù)如下：（1）管段編號：將立管每15m（5層）設(shè)定為1段計算單元，分戶立管前2層屋頂水平管分為30m和35m2單元段，調(diào)壓箱出口地下敷設(shè)到二樓屋頂平臺約115m，作為1個單元段。（2）首次選取立管通長均為DN40，同時將d1和K1代入公式當(dāng)中，得到摩擦阻力△P1值。（3）計算附加壓頭：△H=9.8×（Pk-Pm）×h。其中，Pk表示空氣密度，取值1.293kg/m3；Pm表示天然氣密度，取值0.76kg/m3。（4）初選管道輸氣時，最高層用具前實際壓力降△P1為127Pa，若假設(shè)調(diào)壓箱出口壓力2600Pa，那么最高層燃具前工作壓力P=2600-127-150=2323Pa，高于額定壓力約2000Pa。（5）再次選定管徑，縮小DN40立管的上部管徑，將第38層到42層的管徑重選為DN25，將第23到37層的設(shè)為DN32，相應(yīng)K值增大，此時可將d2和k2代入計算公式當(dāng)中，推斷出最高層實際壓力降△P2為357.6Pa，進而可得知砼42層用戶灶前工作壓力P=2600-357.6-150=2092.4Pa。（6）在立管上部的管徑更改后，下部壓力降保持不變。設(shè)定砼3層用戶實際壓力降△P2為362Pa，中間砼23層用戶實際壓力降△P2為365.8Pa，由此可推斷出砼3層用戶灶前工作壓力P=2600-362-150=2088Pa，而中間砼23層則為2092.4Pa。

由上述可知，該高層建筑的燃氣工程若采用天然氣輸送，則可以使各層用戶灶具均在其額定壓力約2000Pa的情況下作業(yè)，并且達到最佳燃燒狀態(tài)。

3.結(jié)束語

本研究通過對高層建筑的調(diào)壓系統(tǒng)、管線布局、燃氣表房以及燃氣管井等的關(guān)鍵設(shè)計方法進行探討，并結(jié)合一些實例，對高層建筑燃氣工程低壓管網(wǎng)水力的技術(shù)實現(xiàn)進行了研究，可以看出，燃氣工程在新時期高層建筑的設(shè)計與發(fā)展中扮演著相當(dāng)重要的角色，需要我們樹立“以人為本”的建筑設(shè)計理念，充分考慮到高層建筑與燃氣工程兩者的重要關(guān)系，以及相關(guān)的質(zhì)量、安全、美觀等因素，為新時期房地產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來有效的促進作用。 [科]

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