摘　要：分析高層和超高層居住建筑天然氣附加壓力，結(jié)合典型案例，對高層和超高層居住建筑天然氣附加壓力解決方案進(jìn)行對比，提出了推薦方案：使用低—低調(diào)壓器，高區(qū)戶內(nèi)調(diào)壓或全部戶內(nèi)調(diào)壓。

關(guān)鍵詞：高層建筑；  超高層建筑；  低—低壓調(diào)壓器；  戶內(nèi)調(diào)壓

Solutions of Natural Gas Additional Pressure for High-rise and Super High-rise Residential Buildings

Abstract：The natural gas additional Dressures for high-rise and super high-rise residential buildings are analyzed．The solutions of natural gas additional pressures for high-rise and super high-rise residential buildings have been compared by a typical case．The recommend solutions including use of low-low pressure regulator and indoor pressure regulation in high areas or a whole indoor pressure regulation are Dut forward．

Keywords：high-rise building；super high-rise building；lowlow pressure regulator；indoor pressure regulation

1　概述

在大中城市甚至是縣級城市，住宅樓宇大多數(shù)是高層建筑，超高層住宅也不斷涌現(xiàn)。管道天然氣的快捷、方便、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等優(yōu)勢，已成為居民炊事生活的不二之選。高層和超高層居住建筑人員密集，如何保證天然氣的安全、可靠供應(yīng)，是燃?xì)夤こ淘O(shè)計的首要問題^[1-2]。筆者根據(jù)合肥的工程實踐，就高層和超高層居住建筑天然氣附加壓力解決方案進(jìn)行對比，并提出推薦方案。

2　高層和超高層民用建筑

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50352—2005《民用建筑設(shè)計通則》規(guī)定，民用建筑按地上層數(shù)或高度分類，住宅建筑l0層及l0層以上為高層住宅，建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。

3　城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定

3.1　供氣壓力

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(以下簡稱GB 50028—2006)第10．4．1條規(guī)定：居民生活的各類用氣設(shè)備應(yīng)采用低壓燃?xì)猓脷庠O(shè)備前(灶前)的燃?xì)鈮毫?yīng)在0.75～1.5pn的范圍內(nèi)(pn為燃具的額定壓力)；第10．2．2條規(guī)定，除礦井氣以外的天然氣，民用低壓用氣設(shè)備燃燒器的額定壓力宜為2.0kPa。

也就是說，當(dāng)居民使用燃?xì)庠罨驘崴鞯让裼玫蛪河脷庠O(shè)備時，用氣設(shè)備前的天然氣供氣壓力應(yīng)在1500～3000Pa范圍。當(dāng)天然氣供氣壓力超出此范圍時，燃具的熱效率降低，燃燒不穩(wěn)定，燃燒噪聲大，出現(xiàn)脫火或者回火等現(xiàn)象，容易引發(fā)安全事故。

3.2　壓力損失

GB 50028—2006第6．2．8條規(guī)定：城鎮(zhèn)燃?xì)獾蛪汗艿缽恼{(diào)壓站到最遠(yuǎn)燃具管道允許壓力損失，可按下式計算：

Dpd=0.75pn+150       (1)

式中Dpd——從調(diào)壓站到最遠(yuǎn)燃具管道允許壓力損失，Pa

pn——低壓灶具的額定壓力，Pa

即民用中—低壓調(diào)壓設(shè)施之后的低壓庭院及戶內(nèi)管道的壓力損失，最大可以按照1650Pa考慮。

3．3　附加壓力

GB 50028—2006第10．2．13條規(guī)定：計算低壓燃?xì)夤艿缐毫p失時，對地形高差大或高層建筑立管應(yīng)考慮因高程差而引起的燃?xì)飧郊訅毫ΑＨ細(xì)獾母郊訅毫砂聪率接嬎悖?/span>

Dpf=9.8(rk-rr)Dh      (2)

式中Dpf——燃?xì)獾母郊訅毫Γ?/span>Pa

rk——空氣的密度，kg／m³

rr——燃?xì)獾拿芏龋?/span>kg／m³

Dh——燃?xì)夤艿澜K、起點的高程差，m

目前，合肥市主要采用西氣東輸一線的天然氣，rr=0.6982kg／m³，rk=1.293kg／m³，代入式(2)可得：

Dpf=5.83Dh       (3)

根據(jù)式(1)，住宅層高按2.9m計算，對高層或超高層住宅，使用天然氣時的附加壓力計算結(jié)果見表1(頂層用氣點高度按樓板高度加0.7m計)。

4　高層和超高層天然氣供應(yīng)壓力

對規(guī)模不大的居民小區(qū)，中—低壓調(diào)壓柜出口壓力一般設(shè)為2500Pa；對大型區(qū)域性民用調(diào)壓站，出站壓力p2最大會達(dá)到3000Pa。這樣，在夜間低峰時段，如果僅有某戶居民用氣，考慮低壓庭院及戶內(nèi)管道阻力和燃?xì)獗淼淖枇?/span>(總共按150Pa計)，該用戶燃具前供氣壓力為：

p=p2+Dpf-150       (4)

根據(jù)式(4)，居民用氣中—低壓調(diào)壓設(shè)施出口壓力p2分別為2500、2800、3000Pa時，在夜間低峰時段，僅有某戶居民用氣時，其燃具前供氣壓力計算結(jié)果見表2。

從表2可以看出，當(dāng)居民用氣調(diào)壓設(shè)施出口壓力p2為2500Pa時，在夜間低峰時段，僅有某戶居民用氣時，其戶內(nèi)燃具供氣壓力將從第40層開始超標(biāo)；當(dāng)居民用氣調(diào)壓設(shè)施出口壓力p2為2800Pa時，在夜間低峰時段，僅有某戶居民用氣時，其戶內(nèi)燃具供氣壓力將從第22層開始超標(biāo)；當(dāng)居民用氣調(diào)壓設(shè)施出口壓力p2為3000Pa時，在夜間低峰時段，僅有某戶居民用氣時，其戶內(nèi)燃具供氣壓力將從第10層開始超標(biāo)。在實際運行中，由于居民用氣調(diào)壓設(shè)施的出口壓力會根據(jù)用氣情況進(jìn)行調(diào)整，尤其在冬季用氣高峰時，燃?xì)夤疽话愣紩{(diào)高調(diào)壓設(shè)施的出口壓力以保障高峰用氣要求，從而導(dǎo)致高層或超高層居住建筑在低峰用氣時段相應(yīng)樓層之上的用戶戶內(nèi)燃具供氣壓力超標(biāo)。

5　附加壓力解決方案

5.1　改變管徑

對高層居住建筑(不超過100m)，根據(jù)管道水力計算，燃?xì)饬⒐苡上孪?/span>上依次縮小管徑，通過增加管道阻力來抵消附加壓力的影響。此種情況下，小區(qū)中—低壓燃?xì)庹{(diào)壓柜出口壓力一般設(shè)為2500Pa。這是各燃?xì)夤咀畛Ｓ玫姆桨浮?/span>

優(yōu)點：簡單，不額外增加費用。

缺點：在用氣高峰季節(jié)尤其是冬季時，當(dāng)通過提高調(diào)壓柜出口壓力來保障高峰用氣需求時，在夜間低峰用氣時段，可能會造成較高層數(shù)以上用戶燃具前供氣壓力超標(biāo)，形成安全隱患。

5.2　立管調(diào)壓

對100m以上的超高層居住建筑，在立管適當(dāng)位置設(shè)置低—低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力保持在1500～3000Pa范圍內(nèi)。

案例：合肥蕪湖路某高檔小區(qū)，為47層商住樓，建筑總高度為157.05m，1、2層為商業(yè)或物業(yè)用房，3～47層為居民住宅，最高用氣點高度為147.6m。每戶配有燃?xì)怆p眼灶和燃?xì)鉄崴鞲?/span>1臺。戶內(nèi)立管及燃?xì)獗斫?jīng)與用戶協(xié)商沒于其設(shè)備陽臺上。設(shè)計小區(qū)中—低壓調(diào)壓柜出口壓力為2500Pa，各戶內(nèi)立管在26層(高度為81m處)設(shè)置立管低—低壓調(diào)壓器(出口壓力為2200Pa)。

優(yōu)點：一根立管僅設(shè)2臺低—低壓調(diào)壓器(1開1備)。

缺點：由于立管低—低壓調(diào)壓器體積較大(本案為2路調(diào)壓，1開1備)，安裝位置難選定；運行維護(hù)不方便；安裝有調(diào)壓器的用戶意見大。

5.3　高區(qū)戶內(nèi)調(diào)壓

對同時具有高層和超高層建筑的住宅小區(qū)，采用區(qū)域中—低壓調(diào)壓柜(出口壓力為2500Pa)，并針對選定高度以上的用戶每戶加裝戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器，以保證用戶燃具前供氣壓力符合要求。

案例：合肥習(xí)友路某小區(qū)，建設(shè)多棟30層、34層和41層住宅樓。最高用氣點高度為116.6m設(shè)計小區(qū)中—低壓調(diào)壓柜出口壓力為2500Pa，對超過30層的用戶在表前加裝戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器(出口壓力為2160Pa)。

優(yōu)點：額外費用增加較少，僅30層以上每戶增加戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器。

缺點：一個小區(qū)內(nèi)用戶室內(nèi)設(shè)備不同，安裝有戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器的用戶有時會提出意見。

5.4　全部戶內(nèi)調(diào)壓

對配有較大用氣設(shè)備的高層或超高層的住宅小區(qū)，為減小低壓庭院管道和戶內(nèi)立管管徑，可適當(dāng)提高區(qū)域中—低壓調(diào)壓柜的出口壓力(出口壓力為7000Pa)，用戶每戶加裝戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器，以保證用戶燃具前供氣壓力符合要求。

案例：合肥習(xí)友路某高檔小區(qū)，建有多棟40層、42層住宅樓。每戶配有燃?xì)怆p眼灶和燃?xì)獗趻鞝t各一臺。最高用氣點高度為122.6m。設(shè)計小區(qū)中—低壓調(diào)壓柜出口壓力為7000Pa，每戶表前加裝戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器(出口壓力為2160Pa)。

優(yōu)點：用戶工況穩(wěn)定，可保證燃具在額定壓力下工作。

缺點：每戶加裝戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器，總體增加費用較多。

6　戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器簡介

戶內(nèi)表前低—低壓調(diào)壓器多選用進(jìn)口產(chǎn)品。目前，合肥采用的主要有兩種：

①J42型低—低壓調(diào)壓器，為角式調(diào)壓器，帶有全流量限定功能，可內(nèi)置欠壓切斷裝置。進(jìn)口壓力為2.6～7.5kPa，出口壓力為1.9～2.45kPa(可在出廠時設(shè)定，合肥設(shè)定為2.16kPa)，最大通過流量為6m³／h，進(jìn)出口公稱直徑為20mm；設(shè)備尺寸：高度為120mm，最大外直徑為98mm，進(jìn)氣口中心距出氣口底部距離為44.5mm。

②SGF-15型低—低壓調(diào)壓器，進(jìn)口壓力為4～10kPa，出口壓力為2.16kPa，最大通過流量為5.5m³／h，進(jìn)出口公稱直徑為15mm。設(shè)備尺寸：高度為62.1mm，最大外直徑為77.6mm，進(jìn)、出氣口同軸。

目前，上述進(jìn)口戶內(nèi)低—低壓調(diào)壓器價格不超過150元/只。

7　推薦方案

就合肥目前高層或超高層居住建筑天然氣運行狀況，采用高區(qū)戶內(nèi)調(diào)壓或全部戶內(nèi)調(diào)壓兩種方案，是消除附加壓力影響最可行和穩(wěn)妥的措施。其優(yōu)點如下：

①費用低，無論是用戶或還是燃?xì)夤揪梢猿惺埽?/span>

②體積小，安裝、維護(hù)容易；

③用戶燃具前供氣壓力較穩(wěn)定，尤其是全部戶內(nèi)調(diào)壓時，用戶的燃具前供氣壓力可以保證在額定壓力，大大提高了燃具的燃燒效率和能源利用率，保證了供氣的安全可靠性，減少了大氣污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳冬梅，王鐵．高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計的探討[J]．煤氣與熱力，2007，27(10)：28-30．

[2]黃紅祥．高層建筑室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計的探討[J]．煤氣與熱力，2004，24(11)：623-625．

本文作者：胡祖宏  魏征文  蔣偉  駱華云

作者單位：合肥燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司