摘要:當(dāng)前城市建設(shè)正處于高速發(fā)展時期，高層建筑可以節(jié)約緊張的土地，可以形成美化城市的一道風(fēng)景線。高層建筑本身的特點(diǎn)決定了為其配套的天然氣供氣系統(tǒng)與普通建筑有所不同，解決好高層建筑居民天然氣供應(yīng)是至關(guān)重要的，本文介紹了高層建筑居民天然氣供應(yīng)技術(shù)的原理、方法以及各種特殊問題的處理技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞:高層建筑，天然氣供應(yīng)，處理技術(shù)
　　1高層居民天然氣供氣系統(tǒng)
　　高層居民天然氣供氣系統(tǒng)可分為：低壓供應(yīng)系統(tǒng)、中壓供應(yīng)系統(tǒng)及中—低壓聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)。對于樓層數(shù)較少，用氣量不大的高層建筑，可由城市低壓管網(wǎng)直接供氣，采用天然氣低壓供應(yīng)系統(tǒng)。低壓供應(yīng)還包括由中壓管網(wǎng)供氣至樓幢調(diào)壓箱、調(diào)壓室、調(diào)壓柜調(diào)壓后變?yōu)榈蛪禾烊粴膺M(jìn)入建筑物內(nèi)。對于樓層數(shù)較多，用氣量較大的高層建筑，可采用天然氣中壓供應(yīng)系統(tǒng)。中壓供應(yīng)系統(tǒng)采用中壓天然氣進(jìn)戶，在戶內(nèi)設(shè)置戶內(nèi)調(diào)壓器將壓力調(diào)至燃燒器所需要的壓力。
　　2天然氣供應(yīng)系統(tǒng)中的問題及處理技術(shù)
　　2.1高層建筑沉降問題及解決方法
　　高層建筑的自重很大，土壤的承載能力有限，一般高層建筑地基都有一定數(shù)值的允許沉降量。地基產(chǎn)生大小不同的沉降，將給天然氣管道在建筑物內(nèi)的設(shè)置帶來一定的難度，特別是對天然氣引入管的影響非常大。由于建筑物沉降時，天然氣引入管是相對靜止的，因此天然氣引入管道要承受建筑物作用產(chǎn)生的切應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力超過極限時，管道就會斷裂、脫開等，造成天然氣泄漏，容易發(fā)生安全事故。克服高層建筑沉降的方法：
　　（1）在立管前的水平管上加設(shè)一個波紋管補(bǔ)償器，利用補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力來減小引入管的切應(yīng)力；
　　（2）在立管前的水平管上加設(shè)幾個彎頭，相當(dāng)于加設(shè)一個方型補(bǔ)償器，用彎頭的自然補(bǔ)償來減少引入管的受力。此種方法簡單易行，但是受位置的限制；
　　（3）在立管前的水平管上加設(shè)彎曲管、蛇形管等撓性管，用撓性管自然補(bǔ)償來減少引入管的受力；
　　（4）在引入管穿越墻體時加設(shè)鋼套管，鋼套管保證燃?xì)夤艿赖纳喜颗c鋼套管的間隙大于建筑物的最大沉降量，下部也應(yīng)留有一定的間隙。
　　2.2高層建筑的水平位移問題及補(bǔ)償措施
　　在風(fēng)載荷的作用下，高層及超高層建筑物上部會發(fā)生水平位移。建筑物表面所受風(fēng)載荷不同，則建筑物的振動周期不同，振動頻率也不同。當(dāng)建筑物振動頻率與天然氣供應(yīng)系統(tǒng)管道的振動頻率接近時，有可能發(fā)生共振現(xiàn)象，會造成嚴(yán)重的后果。高層建筑在不同的高度產(chǎn)生的水平位移不同，使整個高層建筑在高度方向呈弧狀，則整個天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的豎直立管和橫向支管均發(fā)生位移。
　　天然氣供應(yīng)系統(tǒng)豎直的立管和橫管在進(jìn)行伸縮補(bǔ)償時，不論豎管還是橫管，必須在其上設(shè)置錨固點(diǎn)，以限定補(bǔ)償?shù)姆秶�，并且在橫管錨固點(diǎn)之前設(shè)伸縮補(bǔ)償器，而天然氣穩(wěn)壓器、閥門等管道設(shè)備應(yīng)設(shè)于橫管錨固定點(diǎn)后，應(yīng)視作相對于建筑是無水平位移，使這些管道設(shè)備免受天然氣管道位移的影響。豎直管道上錨固點(diǎn)之間的距離由風(fēng)載荷在立管上產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，校核壓縮應(yīng)力及彎曲應(yīng)力這3個應(yīng)力的合力與該立管鋼材的許用應(yīng)力來確定。最后再考慮該段管道的熱漲，以便考慮熱補(bǔ)償措施，并據(jù)此來校核建筑結(jié)構(gòu)承受管道自重的能力，最終調(diào)整豎直管道上的錨固定點(diǎn)的個數(shù)。
　　2.3高層建筑天然氣供氣立管自重的問題
　　高層建筑物的樓層數(shù)較多，燃?xì)饬⒐艿拈L度也較長，管道的自重較重，產(chǎn)生的壓應(yīng)力很大。為了使整個立管自重能均勻分?jǐn)偅瑧?yīng)在建筑物中每隔一定的距離設(shè)置管道的固定支架，使固定支架與建筑物成為一體，以減少立管底部壓縮應(yīng)力過于集中，防止因管道下沉而引起引入管受力折斷或變形引起倒坡。一般固定立管的做法有：
　　(1)對于室內(nèi)立管，在每隔7～10層的穿樓板處加設(shè)固定支撐，使燃?xì)夤艿馈⑻坠芤约敖ㄖ�物成為一體。
　　（2）對于室外立管，在每隔7～10層的高度處加設(shè)固定支撐，或加一段水平管段，在水平管段上加支架。
　　(3)在立管的底部及最高部位，采用完全固定。
　　2.4高層建筑天然氣供氣管道溫度變化熱應(yīng)力及消除措施
　　高層建筑內(nèi)的天然氣供氣管道豎直管很長，由于施工時的環(huán)境溫度與管道工作時的溫度不同，會產(chǎn)生熱應(yīng)力。施工時的環(huán)境溫度與管道工作時的溫度差與高層建筑內(nèi)的天然氣供氣立管的敷設(shè)位置有關(guān)。產(chǎn)生的熱應(yīng)力會將樓板或外墻的管卡等破壞。高層建筑燃?xì)饬⒐芎退�平干管�?yīng)考慮工作環(huán)境溫度下的極限變形，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償器；補(bǔ)償器宜采用形或波紋管形，不得采用填料型。
　　2.5因密度差產(chǎn)生的附加壓力問題
　　附加壓力是由于天然氣密度與空氣密度有差異，以及測壓點(diǎn)或用壓點(diǎn)與測壓基準(zhǔn)點(diǎn)或供壓起始點(diǎn)的高差引起的物理現(xiàn)象。附加壓力對高層天然氣供氣系統(tǒng)的影響還與天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式有關(guān)。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?xì)獠煌耆�燃燒，甚至發(fā)生離焰、脫火、回火和熄火等現(xiàn)象，增大供氣不安全性。控制和消除附加壓力的影響，是保證高層供氣系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的重要方面。
　　2.5.1天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式
　　天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式可分為：上環(huán)下行供氣系統(tǒng)、下環(huán)上行供氣系統(tǒng)、上環(huán)下行+下環(huán)上行供氣系統(tǒng)。
　　上環(huán)下行供氣系統(tǒng)是指中壓管道沿建筑物外墻敷設(shè)至樓頂，經(jīng)樓頂中-低壓調(diào)壓箱調(diào)壓后，分出若干根低壓立管，各低壓立管沿著靠近用氣房間的建筑外墻或陽臺向下引至各用戶的供氣方式。這種供氣方式的調(diào)壓設(shè)備、控制閥門及放散管都設(shè)置在屋頂，建筑外立面燃?xì)庠O(shè)施較少，且屋頂管道都為明設(shè)，方便檢修維護(hù)。上環(huán)下行供氣系統(tǒng)一般一棟樓只有一條中壓管道引出地面，埋地庭院管道較短，從而有效地減少了此類問題的發(fā)生。且每棟樓都只在中壓管道引出地面處設(shè)置一個閥門箱，減少了對建筑立面的影響。因此對于屋頂有布管條件的建筑，提倡使用這種供氣系統(tǒng)。
　　如果建筑物屋頂沒有敷設(shè)管道和安裝調(diào)壓裝置的空間，就適合采用下環(huán)上行供氣系統(tǒng)。對于樓層較少、用戶數(shù)量不多的建筑，尤其是別墅區(qū)，采用下環(huán)上行供氣系統(tǒng)更為經(jīng)濟(jì)。可在庭院管道起點(diǎn)位置設(shè)置調(diào)壓箱庭院管道全部采用低壓管道，這樣可以節(jié)約管材和調(diào)壓設(shè)備，并且低壓管道與其他管道和建筑物的間距要求較小，容易布管。但這種方式會造成庭院管道較長、埋深不足等問題。采用這種設(shè)計(jì)方案后應(yīng)做好與主體設(shè)計(jì)院的管道綜合和外立面協(xié)調(diào)工作，盡量減少與其他專業(yè)的沖突。

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