論當(dāng)今高層建筑天然氣設(shè)計(jì)與探討

【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(jì)與探討正在成為熱點(diǎn)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(jì)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(jì)的特殊性，接著從燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級(jí)制的確定、管道的設(shè)計(jì)和主要設(shè)備的固定方法三方面簡(jiǎn)單特探討了高層建筑天然氣的設(shè)計(jì)問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；天然氣；設(shè)計(jì)

城市發(fā)展高層建筑是我國(guó)城市建設(shè)快速發(fā)展，人口不斷增長(zhǎng)，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(jì)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(duì)高層建筑天然氣設(shè)計(jì)是一大挑戰(zhàn)。

一、高層建筑天然氣設(shè)計(jì)的特殊性

由于高層建筑本身的特點(diǎn)，導(dǎo)致了天然氣供應(yīng)系統(tǒng)也較為獨(dú)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(jì)供氣系統(tǒng)時(shí)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(zhǎng)度也較長(zhǎng)，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(shí)的溫度與工作時(shí)的溫度是不一樣的，管道在工作時(shí)的溫度是變化的，溫度對(duì)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(huì)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(dòng)；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(jì)方法

1、燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級(jí)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(jì)時(shí)必須考慮許多方面的因素，特別是燃?xì)庀到y(tǒng)與壓力級(jí)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(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)，還是一路燃?xì)夤苌先?，沿途設(shè)分支管，還需進(jìn)一步了解各用氣點(diǎn)的需用量，這樣才能根據(jù)各用氣點(diǎn)的燃?xì)庥昧窟M(jìn)一步確定供應(yīng)系統(tǒng)的壓力級(jí)制。其次，要掌握各個(gè)用氣點(diǎn)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(jí)制來保證。再次，對(duì)于用氣點(diǎn)分布很廣的高層建筑，可以由底層設(shè)置計(jì)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(jì)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(fèi)資金，最后，超高層建筑結(jié)構(gòu)對(duì)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(jì)算結(jié)果所確定豎宣燃?xì)夤艿厘^固點(diǎn)之間的管段自重大于樓板承載能力時(shí)，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(jì)

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(dòng)，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(duì)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(duì)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(shí)，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(gè)特殊問題。首先是主管位置及處理在我國(guó)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(shí)氣溫

在露點(diǎn)溫度以上時(shí)），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)狻Ｈ绻⒐苌嫌虚y門管件等，應(yīng)在該層樓房?jī)?nèi)設(shè)檢查門，檢查門采用丙級(jí)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(shí)，只能靠近外墻，便

于排煙，尤其是其安裝平衡式熱水器時(shí)，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(jì)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(shí)維修比較困難。當(dāng)燃?xì)鉃橐夯蜌鈺r(shí)，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(dòng)報(bào)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(shí)搶修。其次是立管產(chǎn)生的應(yīng)力及消除方法，立管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生壓縮壓力、熱應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。由于管道較長(zhǎng)、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(shí)，會(huì)發(fā)生翻覆。特別是考慮地震等災(zāi)害發(fā)生時(shí)，這些設(shè)備因地震產(chǎn)生的水平加速度而翻倒，同時(shí)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)庑孤丁⒈ǖ葒?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(jì)中的一個(gè)重要的問題。一般認(rèn)為，當(dāng)設(shè)備的重量超過100公斤時(shí)，需采用特殊的方法對(duì)其進(jìn)行固定，高層建筑燃?xì)夤?yīng)設(shè)計(jì)方法當(dāng)重量小于100公斤時(shí)，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(duì)設(shè)備的側(cè)面或背面進(jìn)行支撐加固。

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

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