超高層住宅燃氣供氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

趙庭敏

（無錫華潤燃氣有限公司，江蘇 無錫 214023）

隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，超高層類住宅項目開始批量的出現(xiàn)，如何為超高層住宅安全可靠供氣已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。通過仔細研討《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（GB50028）中相關(guān)規(guī)定及借鑒學習國外先進經(jīng)驗后發(fā)現(xiàn)，超高層建筑燃氣供氣系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)解決以下問題。

1 消除立管因高程差而引起的燃氣附加壓力

超高層建筑高程較高，燃氣立管較長，由于天然氣的密度(約0.75kg/m3)與空氣密度(1.29kg/m3)不同，在立管中就會產(chǎn)生較大的附加壓力。通過簡單計算可知，立管每增加1m，附加壓頭約增加5Pa。附加壓力過大，會造成某些用戶燃具前壓力波動增大，超出燃具穩(wěn)定工作范圍，影響用戶燃具的正常燃燒，造成燃氣不完全燃燒，甚至發(fā)生離焰、脫火、回火和熄火等現(xiàn)象，增大了供氣不安全性。消除附加壓頭的具體措施有：

1.1 通過縮小立管口徑來增大立管的阻力損失，從而使附加壓頭的影響降低。采用此種方法僅可降低附加壓頭的影響，并且，隨著建筑高度的增加，效果越不明顯。經(jīng)設(shè)計部討論，建議100m以下的高層住宅可以考慮，但是，超過100m的超高層建筑不推薦采用。

1.2 在燃氣立管上設(shè)置低-低壓調(diào)壓器。根據(jù)水力計算，當燃氣立管在某處的壓力達到1.5Pn時，在此處設(shè)置一個低-低壓調(diào)壓器，調(diào)壓器出口壓力設(shè)定為燃氣具的額定壓力。當燃氣立管繼續(xù)升高，管道內(nèi)壓力再達到1.5Pn時，再次設(shè)置一個低-低壓調(diào)壓器，如此類推。此法的缺點:當?shù)?低壓調(diào)壓器出現(xiàn)故障時，其后的很多用戶燃氣壓力將受影響，而且，此法采用的調(diào)壓器進出口壓差很小，市場上很難找到這類產(chǎn)品。據(jù)說，大連燃氣集團采用此種方法。

1.3 每戶安裝節(jié)流閥，根據(jù)各樓層不同的燃氣壓力，分別調(diào)整閥門的開度，節(jié)流調(diào)壓，克服附加壓力的影響，從而滿足每戶燃具所需正常工作壓力。但由于閥門開度不好控制，故這種做法很少采用。

1.4 提高調(diào)壓箱出口壓力至7KPa，在用戶表前設(shè)置用戶低-低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力穩(wěn)定在額定工作壓力范圍內(nèi)。由于此種方法已經(jīng)在國內(nèi)外許多城市（悉尼、東京、香港、深圳、廣州、上海、蘇州等）長期使用，且安全、可靠、消除附加壓頭的效果顯著。因此，對于100m以上的建筑，推薦采用此種方法。

1.5 采用中壓管道直接進入建筑物，在戶內(nèi)燃氣表前加中-低壓調(diào)壓器，這樣用戶之間的影響較小，用氣高峰時壓力波動也不明顯，而且調(diào)壓器后的低壓管段較短，燃具基本上是處在額定壓力下工作，運行工況較佳，比較好地消除附加壓力的影響。但是戶內(nèi)有一部分中壓管道，安全性比低壓管道有所降低，并且工程造價也較高。深圳燃氣集團采用0.2MPa進戶，廣州燃氣集團采用20KPa進戶。

2 消除立管的熱伸縮量

熱伸縮量是由管道熱脹冷縮引起的，它與管道安裝時刻和使用時刻的極端溫差有關(guān)，另外，熱伸縮量還與管道長度有關(guān)。由于無錫地區(qū)氣候溫差變化不大，并且均采用室內(nèi)立管，參照《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（GB50028）中相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合公司長期運行結(jié)果，經(jīng)與各部門溝通確定補償量計算溫差取30℃，那么鋼管長度為40m（每隔13層設(shè)一只固定支架）的熱伸縮量為14.4mm，可以通過設(shè)置一只波紋補償器將其位移吸收，達到消除立管熱伸縮量的目的。當條件許可的情況下優(yōu)先選擇自然補償方式，例如：方形補償器、L型補償器，經(jīng)計算，鋼管長度84m可以通過在中間部位設(shè)一個方形補償器進行補償。

3 消除立管自重的影響

管道自重雖然不會直接造成管道的破壞，但必須做好立管的固定和支撐，否則可能導(dǎo)致立管變形過大。經(jīng)過結(jié)構(gòu)專業(yè)計算，立管每隔30層設(shè)樓板固定支撐，然后每層采用角鋼支架固定即可有效的消除管道自重的影響。

4 消除超高層建筑物沉降的影響

超高層建筑物自重大，建筑物沉降相對較大。沉降對燃氣管道的破壞，集中在引入管段，沉降使地下水平管發(fā)生端點下降，會破壞管道。防沉降破壞，技術(shù)上要求將有沉降錯位的管段進行有效補償。具體措施是在出地立管的打橫管上安裝金屬撓性補償器。

5 管道的緊急自動切斷及報警系統(tǒng)

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：一類高層民用建筑（≥19層）宜設(shè)置燃氣緊急自動切斷閥，雖然目前還沒有強制要求在高層建筑用戶室內(nèi)安裝燃氣泄漏報警系統(tǒng)，但是對于超高層住宅項目，國內(nèi)其他城市均考慮設(shè)置燃氣泄漏報警系統(tǒng)。

報警系統(tǒng)有兩種設(shè)置方式：

5.1 燃氣總管設(shè)置緊急自動切斷閥，管道井及每戶廚房內(nèi)設(shè)置報警探頭，報警系統(tǒng)與總管緊急自動切斷閥聯(lián)動。廣州、深圳、蘇州等地采用此種方式。

5.2 燃氣總管設(shè)置總的緊急自動切斷閥，立管沿線布置燃氣泄漏報警探頭，燃氣報警系統(tǒng)與總管切斷閥聯(lián)動，主管道報警系統(tǒng)接入消防控制中心；每個用戶支管設(shè)置簡易自動切斷閥及家用報警探頭，戶內(nèi)報警系統(tǒng)不接入消控中心。

6 低-低壓調(diào)壓器選擇及室內(nèi)管道超壓保護

若采用7KPa進戶，為了避免用戶設(shè)備超壓發(fā)生事故，低-低壓調(diào)壓器需要具備超壓切斷功能，并且廚房需設(shè)置燃氣泄漏報警裝置及緊急切斷閥。

7 其他技術(shù)要求

7.1 廚房的設(shè)置應(yīng)滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》的要求，暗廚房不供氣。

7.2 設(shè)備盡量采用進口設(shè)備，管道支架采用進口支架。

7.3 設(shè)計完成后應(yīng)召開方案評審會，邀請消防、政府及相關(guān)專家進行把關(guān)。

[1]GB50028-2006.城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50016-2006.建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].