高层建筑燃气工程关键设计关键技术探究

张荣芳

【摘 要】本研究旨在探讨高层建筑燃气工程的相关关键设计与技术，通过对高层建筑的调压系统、管线布局、燃气表房以及燃气管井的设计方式，以及燃气工程低压管网水利技术的实现等进行阐述，为当前高层建筑的关键设计与施工技术提供一些参考和帮助，以促进高层建筑的更好、更快发展。

【关键词】高层建筑；燃气工程；关键设计；关键技术

0.引言

新时期下，随着现代大城市经济的蓬勃发展，以及高层建筑技术水平的不断提高，使得高层建筑燃气工程的关键设计与关键技术的研究工作越来越受到人们的普遍关注及重视。在当前，大多数高层建筑均是集居住、商贸、办公和景观等为一体化的新型建筑，可以说是现代城市魅力与文化的重要代表，而燃气工程在高层建筑中能否科学、合理进行设计与实现，与高层建筑的总体性能、安全等有着直接性关系。为此，本研究拟结合高层建筑燃气工程的关键设计、关键技术等进行探讨，现具体分析如下。

1.高层建筑燃气工程的相关关键设计

1.1调压系统设计

通常情况下，燃气需要经分户立管由低向高上升至最高层，使得砼≥25层的高层建筑在石油气、天然气方面的附加压头相对较大。在进行调压系统设计时，需要重点对其进行调节。一般认为，调压系统可通过独立设置，并利用调压箱代替以往使用的调压柜的方式，来实现庭院管网小时对流量1.2倍值的计算，从而美化调压箱，并以平台的方式，在小区安全绿地上进行露天安装，不但维护方便，而且还具有对小区生态环境影响小的特点。

1.2管线布局设计

与多层建筑坐北朝南不同的是，高层建筑的外轮廓线接近于六面体布局，并且在东西南北各个墙面均设计有窗口。在厨房布局上，一般可采用以下两种方式设计，即：（1）厨房投影点位于天井槽两侧；（2）厨房设置在各电梯出口后的楼道两侧。燃气分配管需要与高层建筑结构相协调，并且考虑到布局的安全与美观，最好采用架空线位的方式来进行设计。

1.3燃气表房设计

高层建筑的燃气表房通常与水电表房是有所区别的，并且重点安装于固定空间内。一方面是用于保障用户隐私安全，另一方面，则可用于提高公共服务能力。除此之外，燃气表房还应设置在离消防隔火室较远的距离，以免发生不必要的损坏情况。在燃气表房的房门设计方面，材料应选用不可燃且耐火能力大于1h的产品，同时还需要设置自动关闭功能。为用户提供服务的燃气表，需要首选标记清晰、难以轻易擦掉的标注方式，并于表房门进行显眼的安全标注。

1.4燃气管井设计

由于高层建筑除了用于居住之外，还较为重视外表美观。为此，在燃气管井进行立管时，一般都将其安装在建筑内部，并将燃气系统中的立管设置在燃气设施的专用管井内部。管井通常与标准层住宅燃气表位置相连，需要选用不可燃且耐火能力超过2h的材料，同时，在管井的高低位置处，还需要设置有面积>0.1㎡的金属百叶通风口，以便于连通外界。

一般认为，燃气管井与燃气表房在设计时，需要遵循的原则有以下几点。包括：（1）确保燃气管道路径通风良好；（2）确保在公共通道内燃气不易于泄露、扩散；（3）确保一旦发生泄露，能够及时将燃气排放出去；（4）必须做好意外逃生通道的畅通工作，以免发生不必要的爆炸事故。

2.高层建筑燃气工程低压管网水力的技术实现

2.1低压管网压力降

结合《城镇燃气设计规范》中的相关规定，一般低压管网的压力降可采用公式：△Pd=0.75Pn+150（其中，△Pd表示从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失，单位Pa；△Pn表示低压燃具的额定压力，单位Pa）进行计算。由此可以看出，距离调压站最近的用户处压力应为1.5Pn，最远为0.75Pn，燃烧器性能符合燃烧质量要求，另外150Pa为0.75Pn后的用户气表阻损。

2.2低压管道使用阻损的计算

在实际应用当中，相对于高中压管道，低压管道的设计和计算要较为频繁，在当前，简化流量、管长和管径的计算，采用将摩阻系数包括在内的普耳低压管道实用计算公式为：10Sk/K2d5 △P=Q2L（其中，△P表示压力降，单位Pa；S表示燃气相对比重，天然气取0.58；Q表示燃气计算流量，Q=ΣKNQn）。例如，居民用气为天然气，每户选定1台双眼灶，流量为0.65m3/h；1台快速热水器，流量为1.78m3/h，由此可推断出用气共0.65+1.78=2.7m3/h。

例如，在计算砼42层的高层建筑的居民用气情况时，采用枝状低压管道水利计算的方式，将官网范围规定在调压箱出口到最高层用户燃烧设备前。同时设定d表示管道内径（cm），L表示计算长度（m），K表示根据管径大小的取值范围；K1表示管段局部损失，取值1.1。由此可计算天然气参数如下：（1）管段编号：将立管每15m（5层）设定为1段计算单元，分户立管前2层屋顶水平管分为30m和35m2单元段，调压箱出口地下敷设到二楼屋顶平台约115m，作为1个单元段。（2）首次选取立管通长均为DN40，同时将d1和K1代入公式当中，得到摩擦阻力△P1值。（3）计算附加压头：△H=9.8×（Pk-Pm）×h。其中，Pk表示空气密度，取值1.293kg/m3；Pm表示天然气密度，取值0.76kg/m3。（4）初选管道输气时，最高层用具前实际压力降△P1为127Pa，若假设调压箱出口压力2600Pa，那么最高层燃具前工作压力P=2600-127-150=2323Pa，高于额定压力约2000Pa。（5）再次选定管径，缩小DN40立管的上部管径，将第38层到42层的管径重选为DN25，将第23到37层的设为DN32，相应K值增大，此时可将d2和k2代入计算公式当中，推断出最高层实际压力降△P2为357.6Pa，进而可得知砼42层用户灶前工作压力P=2600-357.6-150=2092.4Pa。（6）在立管上部的管径更改后，下部压力降保持不变。设定砼3层用户实际压力降△P2为362Pa，中间砼23层用户实际压力降△P2为365.8Pa，由此可推断出砼3层用户灶前工作压力P=2600-362-150=2088Pa，而中间砼23层则为2092.4Pa。

由上述可知，该高层建筑的燃气工程若采用天然气输送，则可以使各层用户灶具均在其额定压力约2000Pa的情况下作业，并且达到最佳燃烧状态。

3.结束语

本研究通过对高层建筑的调压系统、管线布局、燃气表房以及燃气管井等的关键设计方法进行探讨，并结合一些实例，对高层建筑燃气工程低压管网水力的技术实现进行了研究，可以看出，燃气工程在新时期高层建筑的设计与发展中扮演着相当重要的角色，需要我们树立“以人为本”的建筑设计理念，充分考虑到高层建筑与燃气工程两者的重要关系，以及相关的质量、安全、美观等因素，为新时期房地产业的健康发展带来有效的促进作用。 [科]

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