高层建筑室内燃气管道设计的探1
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解述高层建筑燃气管道设计要点摘要:高层建筑燃气供应管道系统由于其用气点多,用途各异以及消除附加压力的调压设备技术工况等诸多因素,使该管道系统的构成和压力级制的确定变得复杂化。
本文分析了影响燃气设计主要因素与燃气管道设计,并提出燃气管道设计要点。
关键词:高层建筑;燃气管道;设计要点引言:市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源,发展城市燃气可以节约能源,减轻污染,提高人民生活水平。
但是燃气作为一种易燃、易爆的气体,一旦泄漏,易发生爆炸或爆燃,会给居民的生命财产造成不可估量的损失,也会给燃气公司的经营带来无可挽回的损失。
1、高层建筑影响燃气设计主要因素1.1自重、体积因素高层建筑在自重与体积等方面,远超过多层建筑,产生地基的下沉对燃气管道产生较大影响,高层建筑正是由于设计建筑特殊性与复杂性,建筑材料的使用量较多,从而造成建筑体积与重量增加,导致地基承载力偏大,甚至造成地基沉陷,这对天然气管道布置造成一定影响,造成管道弯曲变形,甚至出现气体泄漏的情况,而该因素对高层建筑物产生较大影响。
1.2附加压力因素高层建筑的主体结构高度偏高,而空气与燃气比重发生一定的差异,引起附加压头不足,导致燃气不能持续性得到供给,对灶具的科学使用产生影响,并且对在城市生活的人们带来影响,对此设计人员应当进行科学规划与设计,消除高度的影响因素,确保燃气能够持续供应,保障人们群众的生活质量。
1.3压缩应力因素燃气立管自重所产生压缩应力,同时降低了管道供给水平,然而正是管内外环境的偏差过大致使管道发生伸缩,影响管道供气能力。
1.4外力因素高层建筑不可难免受到外力因素的影响,比如地震、风力等灾害的影响,引起管道发生变形,导致燃气管道发生压迫,致使燃气管道发生弯曲,对燃气的正常供给产生影响。
2、高层建筑燃气管道设计2.1室内燃气立管为处理燃气管道的温度变形,波纹管补偿器应设置在建筑物中心楼层进行补偿,其间,在实际使用作用的基础上联系理论核算断定补偿量。
浅谈高层建筑室内燃气管道设计【摘要】随着人口的增长,外来人口的涌入,楼房的高度越来越高,为了满足高层的燃气需要,高层室内燃气管道设计也越来越重要,本文通过对东莞市现对高层建筑的燃气管道分析,试对高层室内燃气管道设计做一个探索。
【关键词】高层建筑;管道压力随着人口的增长,外来人口的涌入,楼房的高度越来越高,前几年上20层都属于凤毛麟角,现在超过30层的都已数不胜数,像城区的景湖豪庭,长安的地王广场等等,为了满足高层的燃气需要,现对高层室内燃气管道做一个探索,不对之处,欢迎指点1 高层建筑的附加压力1.1 附加压力的计算gb50028—2006《城镇燃气设计规范》规定,天然气燃具的额定压力pn=2000pa。
由于低压管网沿程阻力和局部阻力的影响,允许燃具前压力在一定范围内波动。
当燃具前压力在0.75pn~1.5pn内波动时,仍能达到燃具燃烧的要求。
若超出此范围,燃具的热效率低,燃烧不稳定,燃烧噪声大,出现脱火和回火等现象。
另外由于不完全燃烧,烟气中的co含量超标,导致引发事故。
东莞市高层建筑的燃气设计主要采用低压进户,在计算低压高层建筑的压力损失时,应考虑因建筑高度而引起的燃气附加压力δpadd。
计算公式如下:δpadd=9.81(pairpgas)h(1)δpadd——燃气的附加压力,pa;pair——空气的密度,kg/m3;pgas——燃气的密度,kg/m3;h——燃气管道终、起点的高程差,m。
以大港油田天然气为例,pgas=0.839kg/ m3,pair-1.293kg/m3,由式(1),得:δpadd=4.45h下面分析一个特例。
由于附加压力的作用,当超过一定高度时,必然使燃具前压力超过3000pa。
例如某高层引入管处压力p1=2000pa,设定最不得工况,即只有几户用气,管道沿程阻力接近于0,而局部阻力仅为燃气表的阻力(约100pa)。
设用户燃具前的压力为p2,则p2=p1+δpadd—100pa=1900pa+4.45h当p2=3000pa时,h=247m。
超高层建筑燃气设计的一些探讨根据中国《民用建筑设计通则》(GB 50352—2005)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)的规定,将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑,而当建筑物层数少过40层,高度超过100m时,即称为超高层建筑。
随着社会及城市的不断发展,全国各大城市中,高层建筑已经鳞次栉比、随处可见,而近些来,高度超过200m的各种超高层建筑,也开始屡见不鲜。
对于高层建筑的燃气设计,经过多年的实践和探索,已经逐渐形成了较为成熟的设计思路与方法,然而对于超高层建筑而言,由于案例较为稀少,目前尚处于经验的累积阶段。
以下是本人根据近两年内接触、参与设计的广州市内一些超高层建筑案例,在设计特点、经验及一些问题的处理方法方面,进行的一些总结和探索。
就燃气设计对象而言,由高层建筑步入超高层建筑的领域,随着建筑物高度的不断增加,作为高层建筑设计对象主体的居民用户已经难以出现;商业锅炉及商业餐饮由超高层建筑的功能决定,成为燃气供气的主要受用者。
也同样因为设计对象的改变,曾今作为高层建筑设计最大难点的附加压头问题,得到了极大的解决。
在超高层建筑中,商业锅炉、商业餐饮的只是作为建筑配套功能的特点,决定了其用气楼层数量少且相对集中,这就对经过了附加压头增压后的燃气供气压力的准确控制,提供了极大的便利。
然而值得提出的是,由于商业锅炉及商业餐饮用气压力的较大差异,由市政管网供气后二者的调压设备,仍然建议分开设置,以便于燃气输送压力的控制管理及燃气供应的保障稳定。
超高层建筑由于建筑高度的特性,决定了其单层建筑面积无法像普通商业建筑一样开阔、充分,而且由于该类建筑多集中建设在城市商业中心,使其每一平方米的建筑都更加寸土寸金,因此,其建筑外向多以塔形、柱形为主。
于是乎单层建筑面积的紧张,使得燃气立管或者说燃气管井位置的选择,成为超高层建筑燃气设计上的一个特殊问题。
关于高层居民建筑燃气管道设计的几点认识作者:孟帅陈小宁来源:《科学与财富》2019年第08期摘要:城市化进程的日益推进以及城市居民数量的逐年增加,直接导致城市用地紧张问题,同时也推动着现代建筑工程逐渐开始朝着高层化方向发展。
由于高层建筑结构特殊,由此也对燃气行业发展提出较高要求。
主要以高层民用建筑为例,对其燃气管道设计要点进行了重点分析,目的在于提升燃气管道运营的安全性与可靠性,为居民的生命财产安全提供保障。
关键词:高层居民建筑;燃气管道设计;几点认识引言城市化进程的加快,使得高层建筑的数量不断增长,对于建筑整体的安全也提出了更加严格的要求。
与常规建筑相比,高层建筑高度大、内部结构复杂,人员密度大,一旦出现火灾隐患,可能造成相当严重的后果。
基于此,相关人员需要高度重视燃气设计中管道的安全设计,提升设计方案的合理性和有效性,切实保证管道燃气使用安全。
1路由选址根据辖区总体规划和城市道路规划,选择确定管道的走向布局,做到近期和远期规划相结合,既考虑发展现状,又要满足规划要求。
对于输气主干管,应充分考虑后期道路拓宽甚至改线的可能性,尽量同现有道路保持充分的安全距离,有条件时,应尽量选择农田等非建设用地;地下燃气管道埋设的最小覆土厚度在有条件的情况下应适当加深,以减少后期道路整修或交叉施工时对管线的影响。
城镇燃气管道的线路选址应依顺序进行:线路初选、线路踏线、定线。
线路初选可利用现状地形图、卫星地图、遥感照片等进行。
首先要明确燃气管道的相关设计参数,比如线路起点、线路终点、设计压力、流量、管径、预留分支、预留阀室等。
其次要针对管线可能经过的地区收集相关基础资料,征求当地政府主管部门的初步意见,经过多方案实地勘线综合分析比较,确定线路初步方案。
线路走向方案初步确定后,应实地进行踏线。
踏线主要是调查线路沿线的自然概况和社会概况,从规范、安全、经济等角度分析可行性。
再结合环境影响预评价、安全预评价、社会影响预评价等报告进一步优化线路走向,对敏感地段、特殊地段的设计方案进行再论证。
高层建筑室内燃气管道设计的要点随着建筑行业的发展,越来越多的高层建筑拔地而起。
高层建筑的定义是,超过一定高度和层数的多层建筑。
在美国,24.6m或7层以上视为高层建筑;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。
中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。
高层建筑由于其自身的特殊性,供气与多层建筑供气有一定的差别。
在高层民用建筑室内天然气管道的设计中要考虑管材选用、燃气附加压力、高层建筑的沉降、室内立管自重及热伸缩等问题。
一、燃气管道管材选用经过对各个地区的燃气公司的调查,高层燃气管材宜采用无缝钢管,连接方式焊接连接。
高层建筑非常重视防火,镀锌钢管接性能不佳,螺纹连接易腐蚀,不宜作为高层建筑燃气管道管材。
仅当楼层在15层以下时,可考虑用镀锌钢管螺纹连接。
根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第10.2.4条,“在屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道,在避雷范围以外时,采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。
”因此在设计人员设计时,首先确认燃气管道是否在避雷范围内。
二、燃气附加压力高层建筑高程较高,燃气立管较长,由于城市燃气的密度与空气密度不同,在立管中就会产生较大的附加压力。
附加压力过大,会造成某些用户燃具前压力波动增大,超出燃具稳定工作范围,影响用户燃具的正常燃烧,造成燃气不完全燃烧,甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象,增大供气不安全性。
控制和消除附加压力的影响,是保证高层供气系统安全正常运行的重要方面。
对于任何复杂的燃气系统的设计,理论计算作为一个步骤都是不可或缺的。
在高层建筑燃气室内管系统的设计中,由附加压头引发的矛盾特别突出,因而\高峰计算、低峰校核\更是必要的。
所谓\高峰计算、低峰校核\是指通过计算(主要是管径的选择)使得在用气高峰时配气系统中最低压力用气点的压力高于燃气用具额定压力范围的下限、在用气低峰时系统中最高压力用气点的压力低于燃气用具额定压力范围的上限。
现代住宅小区燃气管道设计的探讨作者:章超来源:《城市建设理论研究》2013年第10期摘要:天然气管道的建设一般晚于其它市政管道, 因此在设计施工时要尽量对其它管道进行避让。
本文分析了住宅燃气管道设计存在的问题,探讨了现代住宅小区燃气管道设计方法。
关键词:现代住宅燃气管道设计问题中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:随着房地产业的迅猛发展,燃气管道的设计与施工变得尤其重要,在有可能的条件下,应使设计更合理、周到,尽量使各家各户都满意。
燃气管道合理设计能使家居环境更整洁、更实用,符合社会发展的趋势,应得到广泛的尝试、推广。
一、住宅燃气管道设计存在的问题1、室内燃气管道影响厨房装修的美观程度现在煤气入户设计时,设计人员的思路往往还停留在不违反设计规范的基础上,不能更深一步探讨、理解,也没有将厨房的其他设施同燃气管道作为一个整体来考虑,在设计上缺乏整体美观艺术性。
造成有些用户入住后,感觉煤气设施影响其装修效果,而私装滥改,漏气现象时有发生。
2、挂表高度有时不当一些地方使用的燃气表全部为智能IC 卡表,正常挂表高度为表底距地面1.7~1.8 m。
当用户厨房面积较小时,为躲开建筑物上给抽油烟机预留的电插座(一般设计为1.8~2 m),只能将表高挂(最高处在2.5 m 以上)或低挂(最低处在1.2 m 左右)。
高挂不便于用户日后插IC 卡及更换电池,也不利于煤气公司换表维修;低挂表影响用户摆放橱柜及安装燃气灶具。
3、所用管材材质单一多数煤气公司在室内安装中仍使用镀锌管,它的优点是耐腐蚀性、抗压和抗冲突性强,但也有自重重、安装复杂、接头多、美观感差等缺点。
4、煤气管道为明设煤气管道明设虽然施工和维修方便,但难以满足用户对室内设施美观的要求。
有的用户为追求美观,私自将其包装起来,这样使得煤气设施漏气不宜被及时发现,留下了安全隐患。
用户虽然违章,但也从一个侧面反映了大家的共同要求。
燃气公司对此也只有罚款、恢复原状等办法,没有从设计源头上解决问题。
关于高层建筑燃气管道的设计要点探讨摘要:当今城市化进程的不断加快,现代高层建筑不断涌现,且随着燃气应用不断推广,现代高层建筑基本已经全面使用管道燃气。
高层燃气管道设计方案的科学合理性,直接关系人们的安全和生活。
本文针对高层燃气管道的设计要点进行探讨,提出一些设计注意事项,以供参考。
关键词:高层建筑;燃气管道;设计要点随着经济的发展,城市化的进程加快,高层建筑如雨后春笋般涌现。
鉴于高层建筑的特殊性,其燃气管道设计上会与普通低层、多层建筑存在差异。
目前高层建筑燃气管道的设计需考虑较多的问题,在保证安全的基础下追求设计的合理性,这是一个需要探讨的问题。
1高层建筑对燃气管道的影响因素1.1高层建筑沉降相对较大建筑物沉降是指建筑物建好之后因本身自重压力使地基产生变形,然后导致后下沉,无论是单层、多层还是高层建筑均不可避免的出现建筑沉降问题。
然而高层建筑由于自重大,其沉降量会更明显,可能会有5-10cm或更多。
安装在高层建筑上的燃气立管会随建筑一同沉降,然而从庭院管出来的引入管则是相对静止的,这导致燃气引入管连接位置会产生一定的切应力。
当切应力超过极限时,管道和管件就会发生变形,甚至断裂,造成燃气泄漏。
因此在高层建筑燃气管道的设计中,高层建筑物沉降所带来的隐患是必须考虑到的。
1.2产生的附加压力相对增大由于燃气的密度同空气的密度两者之间存在差异,会导致附加压力的产生,若不处理好附加压力,引起压力波动大,则有可能出现燃气不完全燃烧,甚至脱火、回火的情况,影响到燃气的正常使用及供气的安全性。
并且这种附加压力是会随着楼层的增加而增大,故在高层燃气设计中,燃气管道的附加压力不能忽视。
1.3管道受温度及自重的影响变多环境温度的变化会引起燃气管道本身的热胀冷缩,导致管道内应力突变,另外因材质不一样,建筑物与燃气管道的热胀冷缩程度是有差别的,这也会在燃气建筑物与燃气管道之间产生应力,如果这些应力不断变大超过了管道所能承受的应力范围就会使管道发生变形。
解述城市高层建筑燃气管道安全设计摘要:城市的天然气管道建设是需要加倍小心谨慎的,在这些高层和低层建筑中,因为特点的不同,它们对于天然气管道的要求也是不一样的,整体的设计和局部设计都会对施工的安全构成影响。
基于此,本文就高层建筑燃气管道设计和安全措施进行了具体分析。
关键词:城市高层建筑;燃气管道;安全设计引言城市燃气管道在人们日常生活中起着非常重要的作用,因此,必须重视燃气管道的安全问题,设计者在设计燃气管道系统时应充分考虑燃气管道的安全,从而确保其能够安全运行。
1、高层建筑天然气管道安全设计存在的问题1.1天然气管道位置的设计高层建筑的中的可利用面积相对较小,但却有诸多管道拥挤在狭窄的管道系统中,例如水管和暖气管道,还有我们本文提到的天然气管道等。
多种管道错综复杂的交织在一起,极易造成安全隐患。
而且,许多高层建筑在设计之初没有充分考虑到天然气管道的实际安装位置问题。
于是,在对天然气管道进行室内设计时,经常会出现没有位置可供燃气公司进行安装的问题,给燃气公司的实际施工带来了很多麻烦。
1.2天然气管道的管材问题目前大多数燃气公司所用的天然气管道材质都较为单一,基本上都选择使用镀锌的管材。
镀锌的管材具有较好的耐腐蚀性,且抗压性能和抗冲突性能较为出色但是,镀锌的管材本身较重,实际施工中的安装过程也十分复杂。
而且,因施工需要,安装完毕后会出现较多的接头,影响了整体的美观。
1.3天然气管道的明设问题对天然气管道进行明设是目前各燃气公司普遍采用的设计方式。
在施工过程中,管道的明设能极大的减少工程量,简化施工步骤,而且也便于安装后的管道检测和日常维护等。
但是,管道的明设却无法满足业主对整体美观的要求。
一些业主觉得裸露在外面的管道十分影响美观,于是私自用各种材料将管道包裹起来,这样做固然增强了整体的美感,但却造成了较大的安全隐患。
一旦出现天然气的泄漏现象,不容易被及时发觉,很容易酿成较大的安全事故。
燃气公司对也注定此种举动也无可奈何,除了教育和纠正外甚至是罚款外,燃气公司大多也只能将管道恢复原状,但是却无法从根本上解决问题。
超高层建筑燃气管道设计及安全措施【摘要】本文主要围绕着超高层建筑燃气管道的设计问题展开分析,探讨了影响了超高层建筑燃气管道设计的主要因素,分析了超高层建筑燃气管道的具体方法和流程,提出了超高层建筑燃气管道设计建设的安全措施。
【关键词】超高层建筑;燃气管道;设计;安全一、前言我国《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定:建筑高度超过100m时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。
超高层建筑燃气管道设计工作比较复杂,由于超高层建筑设计存在一定的难度,具有一定的危险性,所以,必须要进一步的探讨超高层建筑燃气管道的设计和安全问题。
二、影响超高层建筑燃气设计的因素1.超高层建筑因体积和自重等因素,会远远大于普通建筑,其地基下沉对燃气引入管的影响较大。
超高层建筑由于建筑以及设计的复杂性和特殊性,自然用到的材料就要多一些,这样就导致了其体积和建筑重量的增加,使得地基承受的压力自然加大,甚至会引起地基下沉,可能会使燃气管线受到一定程度的影响,造成弯曲现象,甚至会发生泄漏,这对于城市建筑物的影响是非常大的。
2.由于超高层建筑的高度较高,可能会造成燃气比重与空气比重的差异所产生的附加压头不足,这样就会使燃气难以得到有效的供给,影响燃气具的使用,影响城市人们的生产生活,因此,必须要进行合理设计和规划,克服高度障碍,保障燃气能够有效供应,提高人们生活质量。
3.由于超高层建筑燃气立管的自重所引起的压缩应力,这会减少管道的供给能力。
同时由于内外环境的变化也会使管道伸缩,影响供给能力。
4、燃气管道管材选用。
经过对各个地区的燃气公司的调查,高层燃气管材宜采用无缝钢管,连接方式焊接连接。
高层建筑非常重视防火,镀锌钢管接性能不佳,螺纹连接易腐蚀,不宜作为高层建筑燃气管道管材。
仅当楼层在15层以下时,可考虑用镀锌钢管螺纹连接。
根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第10.2.4条,“在屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道,在避雷范围以外时,采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。
高层住宅室内天然气管道设计探讨【摘要】本文分析了城市天然气管道设计时应该注意的问题,提出了高层住宅室内天然气管道设计要点.【关键词】高层住宅室内天然气管道设计要点注意事项中图分类号:tu241.8 文献标识码:a 文章编号:前言伴随经济的快速发展, 发展高层建筑已成为现代城市建设的必然趋势。
高层建筑的建设越来越多, 其天然气管道设计难度越来越大, 高层建筑天然气管道设计需要考虑的因素也逐步增多。
因此, 有必要结合城市高层建筑天然气管道的供气特点、设计考虑因素进行分析, 并提出定性或定量的改进措施,一、城市天然气管道设计时应该注意的问题1、应该注意天然气管道沉降问题正常情况下,高层建筑在竣工后5年之内,其沉降速度最大,之后其沉降速度将逐渐递减。
而天然气管道一般是在建筑竣工初期进行安装的, 后期随着建筑的沉降会使入管穿墙部位产生较大的应力。
再加上回填土的沉降使引入管产生部分悬空, 严重时会使管道变形甚至漏气。
为了避免这些问题出现, 在设计的时候就应该采取恰当的补偿方法, 以保证管道正常运行。
2、应该注意天然气管道附加压头问题因高层建筑的高程较高, 燃气管道使用的立管也比较长, 加之天然气管道与空气密度的差异, 附加压头使用中常会造成用户燃烧器前压力波动, 甚至超出标准的工作范围,进而影响燃烧器的正常燃烧,燃气会出现不完全燃烧或是熄火、回火等现象。
为了保证天然气燃烧器能正常燃烧,就应该控制或消除附加压头的影响。
3、应该注意天然气管道立管应力问题因天然气管道立管较长, 其在实际运行过程中,管道自重将会很大,再加上环境和温度的影响, 立管会变形甚至产生热应力。
而应力是影响高层管道设计的重要因素,一旦在设计中出现应力问题,管道自身及其支架就会受到严重的破坏, 使管道弯曲或是破裂、漏气,甚至会引发重大安全事故。
为了避免这一问题,在设计的时候就应该对其进行应力计算, 保证天然气管道正常使用。
二、高层住宅室内天然气管道设计要点1、高层住宅天然气管道附加压力的计算与处理高层住宅配气的竖向立管较长, 由于天然气比空气的密度小而产生的附加压力就不能忽略。
高层建筑燃气管道设计摘要:我国目前城市建设已经进入了黄金时期,城市中大量的高层建筑已经被建设或者在建设中,作为高层建筑中重要的设施,燃气工程的安全和功能备受关注。
本文笔者根据工作实践经验对高层建筑燃气管道设计进行了分析探讨。
关键词:高层建筑;燃气管道;设计1影响高层建筑燃气设计的因素高程建筑中存在很多影响燃气设计的因素,所以在燃气设计前,要全面的了解和掌握这些影响燃气安全的因素,并且进行分析和评估,找出解决的办法。
目前,我国高层燃气设计中的影响因素主要有以下几点:一是高层建筑因体积和自重等因素,现代高层建筑的规模和体积很大,自身重量会导致地基下沉,从而会影响到埋设于高层建筑地下的燃气引入管。
现代高层建筑功能比较全面,建筑内部存在大量的设备和材料,这大大增加了高层建筑的种类,其地基受到很大的压力,严重的会导致地基下沉,这种情况下,建筑中的燃气管就会到了影响而产生弯曲变形,达到一定程度后就会发生断裂,产生燃气泄漏的情况,这对于建筑和人员的安全来说非常危险;二是高层建筑的高度问题,现代高层建筑很高,空气和燃气的比重的差异导致附加压头不足,这种情况下燃气的有效供给很难保证,用户的使用就会受到影响;三是由于高层建筑燃气立管的自重所引起的压缩应力,这样就会导致管道的供给能力下降。
高层建筑中的环境复杂,管道受到内外环境变化的影响会出现伸缩的情况,其供给能力也会受到影响;四是容易受到外力的影响,高层建筑在遇到地震等强力外力的影响时,自身可能会发生一定的变形,这种情况下就会使燃气管道受到压迫,而出现弯曲变形,影响供给能力的同时,还会引发安全事故。
2高层建筑燃气设计要点(1)沉降对燃气管线的干扰以及沉降补偿方法对于高层建筑的沉降对燃气引入管的影响情况进行全面的了解和分析,找出其中的原理和关键作用点,有针对性的制定合理的解决方案。
首先,优化燃气引入管,可以通过设置弹性补偿弯头连接,从而使高层建筑出现沉降后,减少地基对于燃气引入管的切向应力。
关于高层建筑中燃气管设计的分析摘要:文章对高层建筑燃气引入管设计、取材、应力补偿、暗设等方面进行了分析,为改进设计、提高安全性能提供了方案指导。
关键词:燃气引入管;应力补偿;井中设置高层建筑特点,突出表现在下列几方面:(1)建筑外形高大,装修华丽有特色;内部附属设施齐全,结构复杂繁多;(2)人员活动频繁集中,人口相对密度大;(3)建筑设计标准高,防火规格严。
④将优质燃气放在首选能源消费之位。
本文结合高层建筑特点,重点阐明燃气设计中的若干问题。
一、高层建筑对燃气引入管的影响分析及处理措施由于防冻等原因,在设计室内燃气管道时。
燃气引入管一般选择埋地引入。
高层建筑由于建筑高、自重大,本身的自然沉降量也大,从而使埋地的引入管承受的压力增大。
而建筑物基础周围如果为非原土层,同样会导致建筑物周围的土壤产生不均匀沉降.其沉降范围和面积都大。
这种沉降将直接影响引人管的安全运行,造成引入管变形、扭曲或断裂,导致燃气泄露。
对于单层及多层建筑物,由于沉降量小,对燃气引入管的影响也比较小,通常采用将穿过建筑物基础或墙的燃气引入管设置在套管中。
一般是将套管直径取大于引入管直径一号即可。
这样,即使建筑物有小量沉降,也不致使燃气引入管因受力而损坏。
对于高层建筑,由于高度越来越高,自重越来越大,如果建筑物周围的地质条件较好,地耐力较高,建筑物基础又坐落在原土层上,那么l5层以下的建筑用加大套管的办法是可行的。
套管直径一般可选1.2~1.5倍的沉降量,并在套管与引入管问添加柔性材料封堵。
但是,对于15层以上建筑,其基础周围又非原土层.那么建筑物基础及基础周围土壤的不均匀沉降将对埋地引人管的影响极大,仅用加大套管的方式是不可行的。
因为无论基础发生何种沉降,都将导致埋地引入管产生位移、变形,如果其变形应力超过管道的许用应力,引人管就会被拉裂。
(一)采用局部柔性管材做引入管采用局部柔性管材做引入管是最简单的处理办法。
例如近几年米使用的聚乙烯塑料管(简称pe管)。
解析民用建筑室内燃气管道的设计作者:尹丽娟来源:《装饰装修天地》2015年第07期摘要:在室天然气管道的设计中需考虑的问题较多,如附加压力大,高层建筑沉降量大,立管较长且热伸缩量大,以及如何保证计量的先进性和用气安全。
高层住宅楼的燃气管道设计中,由高层民用建筑物沉降、煤气附加压力、管道热胀冷缩等因素引起的对引入管、室内立管造成的影响进行了分析,并提出相应的防范措施,以指导实践。
关键词:高层民用建筑;引入管设计;立管设计;防范措施一、高层民用建筑室内燃气管道的设计1.引入管的设计引入管是指室外配气支管与用户室内燃气进口管总阀门之间的管道,当无总阀门时,指支管至距室内地面1 m 高处。
根据《城镇燃气设计规范》的规定:燃气引入管不得敷设在卧室、卫生间、易燃或易爆品的仓库、有腐蚀性介质的房间、发电间、配电间、变电室、不使用燃气的空调机房、通风机房、计算机房、电缆沟、烟道和进风道、垃圾道等地方。
住宅燃气引入管宜设在厨房、外走廊、与厨房相连的阳台内等便于检修的非居住房间内,引入管可埋地穿过建筑外墙或基础引入室内,但进入建筑物后应在短距离内出室内地面,不得在室内地面下水平敷设。
高层建筑不得从楼梯间引入,宜沿外墙地面上穿墙引入。
燃气引入管穿墙时应设置在套管中,并应考虑沉降的影响。
而且,由于高层民用建筑物建成后因自身重量会产生大小不同的沉降,同时建筑物在修建时,楼基础一般开挖放坡达3 m ~ 6 m,回填土密实度往往达不到0.9 以上,故回填区域在一定时间内可能有相当程度的沉降,而煤气引入管大多要穿越该区域,所以在建筑物或回填区域沉降时,燃气引入管要承受因此作用而产生的切向应力,当切向应力超过极限时,管道就会断裂,造成燃气泄漏。
所以沉降对燃气引入管的影响所造成的后果非常严重,在高层民用建筑燃气引入管的设计时应予以考虑。
2.室内立管的设计2.1 燃气附加压力的分析。
由于煤气和空气的密度不同,煤气(液化石油气除外)一般比空气轻,因此当管道有高程变化时就会产生附加压力。
关于高层居民建筑燃气管道设计的几点认识摘要:城市化发展为人们带来各种便利的同时也带来了一系列的问题,在原建筑用地建设高层建筑成为缓解城市用地紧张的首要方案,高层建筑的结构较为复杂,不仅注重人们的居住舒适度,在整个功能建设方面更加科技化,全面化,在带给居住者便捷的同时也对建筑安全提出了更高的要求,增加了建筑设计的难度。
燃气工程铺设初期,所有的管线需要预留,整个高层建筑的燃气管道设计成为重中之重,要求设计需以高层建筑的实际情况为出发点,将各种问题纳入设计范围内,并对影响燃气安全正常使用的不良因素加以分析,确保建筑内居民的生命安全,因此,本研究以高层建筑燃气管道设计要点为出发点,对其可能出现的影响因素加以分析并研究设计要点。
关键词:高层居民;建筑燃气;管道设计;几点认识1导言高层建筑民用建筑的燃气管道设计与居民的日常生活息息相关,稍有不慎便极易引发各种安全事故,威胁住户的生命财产安全。
鉴于此,在今后的管道设计工作中,相关人员一定要对诸多因素进行综合考虑,并选择合适施工工艺和设备材料,结合工程的实际状况和要求选择恰当合理的施工方案,如此才能最大限度的提升高层民用建筑燃气管道运行的安全性,促进建筑行业的健康稳定发展。
2高层民用建筑燃气管大设计要点2.1关于燃气立管补偿的问题2.1.1原因分析一般情况下,高层建筑的燃气立管需考虑补偿的问题,其产生的原因如下:第一,由于建筑物荷载的差异和地基夯实强度的不足,基础各部分的沉降或多或少是不均匀的,从而使得建筑上部结构中相应地产生额外的应力和变形。
地基不均匀超过了一定的限值时,将会导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏。
此时沿建筑主体结构架设的燃气立管也会随之开裂、歪斜甚至断裂;第二,当采用户外燃气立管时,应考虑全年温度变化对立管产生的影响。
夏季温度较高时金属立管膨胀,冬季温度较低是金属立管冷缩;第三,当燃气管道穿越建筑变形缝时,由于结构主体热胀冷缩而引起的管道位移,应考虑补偿。
浅谈高层住宅燃气立管的设置要点摘要:随着我国城市化持续性推进、逐步完善,高层住宅的占比越来越大,天然气作为居民的日常使用能源,也日渐普及,天然气管道的设置就显得越来约重要。
本文以高层住宅的燃气管道为例,列举其设置的关键点,供天然气从业人员在设计、施工等方面参考。
关键词:高层住宅;燃气立管;设置要点引言城镇化催生了高层住宅的建设潮流,燃气管道作为附属的公用设施应得到足够重视。
虽然燃气行业经过长久的发展,相关技术已经很成熟了,但高层住宅不同于一般的多层住宅,供气模式有一定区别。
本文对燃气立管的管材、设置位置、沉降、温差变形以及附加压头等要点方面进行分析,给出笔者的相关意见。
1燃气管道材质选择根据2020年版《城镇燃气设计规范》GB50028-2006(以下简称燃规)的相关规定,燃气管道宜选用钢管,也可选用铜管、不锈钢管、铝塑复合管和连接用软管。
综合考虑成本、国内外普遍使用情况、后期维护等因素,建议高层住宅的燃气立管材质选用钢管。
低压管道可选热镀锌钢管,中压管道可选无缝钢管。
一般高层住宅的供气压力属于低压,依据燃规,两种管材均可选择。
但高层住宅相比较多层住宅,其居民户数较多,管道的负荷较大,燃气管道的管径也相对较大,对应的燃气立管材质应选用性能更高的,同时考虑腐蚀裕量及防雷等因素,管道的壁厚不得小于4mm。
所以在材质选择方便,建议选用无缝钢管,质量应符合现行国家标准《流体输送用无缝钢管》GB/T8163-2018的规定。
笔者所在沿海城市,高层住宅的立管目前基本上选择的均为20#无缝钢管,运行状态良好。
2燃气立管设置位置选择根据燃规,住宅燃气引入管宜设在厨房、外走廊、与厨房相连的阳台内等便于检修的非居住房间内。
燃气立管不得设置在卧室和卫生间内。
另外燃气立管宜明设。
目前看来,燃气立管设置在厨房内的居多,但也有一些南方城市将燃气立管设置在厨房间外的外墙上。
北方地区因冬季温度较低,燃气立管设置在户外会因温度影响,产生一些不利因素,但南方城市的低温情况比北方城市好很多,不必要考虑极限低温对管道的影响。
高层建筑室内燃气管道设计的探讨
摘要:探讨了高层建筑室内燃气管道设计中附加压力、高层建筑沉降、立管热补偿、燃气计量、安全措施等问题。
关键词:高层建筑;室内燃气管道设计;附加压力;沉降;热补偿;燃气计量;安全装置
中图分类号:TU996
文献标识码:B
0 引言
天津作为北方重要的经济中心,又是国际化的港口城市,近年来市政建设迅速,兴建了许多高层建筑。
其中既有功能单一的居民住宅楼,又有集商贸、办公、居住等功能于一体的综合性建筑。
高层建筑的设计标准高,燃气管道的设计也备受人们重视[1—3]。
在室内天然气管道的设计中需考虑的问题较多,如附加压力大,高层建筑沉降量大,立管较长且热伸缩量大,以及如何保证计量的先进性和用气安全。
1 高层建筑的附加压力
1.1 附加压力的计算
GB 50028—93《城镇燃气设计规范》规定,天然气燃具的额定压力n=2000Pa。
由于低压管网沿程阻力和局部阻力的影响,允许燃具前压力在一定范围内波动。
当燃具前压力在0.75pn~1.5Pn。
内波动时,仍能达到燃具燃烧的要求。
若超出此范围,燃具的热效率低,燃烧不稳定,燃烧噪声大,出现脱火和回火等现象。
另外由于不完全燃烧,烟气中的CO含量超标,导致引发事故。
天津市高层建筑的燃气设计主要采用低压进户,在计算低压燃气管道的压力损失时,应考虑因建筑高度而引起的燃气附加压力Δpadd。
计算公式如下:
Δp add=9.81(ρai r-ρgas)h (1)
式中:Δp add——燃气的附加压力,Pa;
ρair——空气的密度,kg/m3;
ρgas——燃气的密度,kg/m3;
h——燃气管道终、起点的高程差,m。
以大港油田天然气为例,ρgas=0.839kg/m3,ρair=1.293kg/m3,由式(1),得:
Δp add=4.45h
下面分析一个特例。
由于附加压力的作用,当超过一定高度时,必然使燃具前压力超过3000Pa。
例如某高层引入管处压力p1=2000Pa,设定最不利工况,即只有几户用气,管道沿程阻力接近于0,而局部阻力仅为燃气表的阻力(约100Pa)。
设用户燃具前的压力为p2,则
p2=p1+Δp add-100Pa=1900Pa+4.45h
当p2=3000Pa时,h=247m。
但为了使用户燃具前的压力波动范围变小,更接近pn,有必要采取措施,减小附加压力的影响。
1.2 附加压力影响的消除
(1)对于较低的高层建筑,因附加压力小,可以用增加管道阻力的方法,如缩小立管管径和采用分段阀门来减小附加压力的影响。
(2)对于较高的高层建筑,可在用户表前设置低—低压调压器,使燃具前压力接近2000Pa。
(3)对于超高的高层建筑,采用中压进户表前调压的方式,在每个用户表前设中—低压调压器,使燃具前压力接近2000Pa。
引入管、中压进户的流程从中压庭院支管开始,依次通过引入管、中压立管、用户中压支管、阀门、用户调压器、燃气表、低压支管、旋塞,最后到达燃具。
中压进户的优点:①具有稳定的燃具前压力。
燃具全部在接近额定压力条件下工作,保证燃具的最佳燃烧工况。
②充分利用燃气压力。
在相同输气量、相同管径条件下,中压进户方案输送距离最远。
③立管平均管径较小,降低成本。
2 高层建筑沉降的影响
随着市政建设的发展,在原来的许多低洼地、鱼池兴建了高层建筑。
由于地基松软,高层建筑在竣工后的5年内沉降速度最大,以后沉降速度逐渐降低。
高层建筑自重大,所以沉降量也比较大,可能导致引入管的切向应力大。
而建筑基础处回填土的沉降也会导致引入管局部悬空,易引发事故。
应在引入管上设置补偿器,利用自身随外力发生挠变的特点,减少燃气引入管处承受的应力,达到补偿沉降的目的。
3 燃气立管的应力计算与热补偿
3.1 应力计算
高层建筑立管长,自重和环境温度的变化导致管道受到重力产生的应力和热应力的作用。
当应力达到一定程度时,造成管道扭曲、断裂,引发事故。
(1)管道自重产生的压缩应力
σ=W/A (2)
式中:σ——压缩应力,MPa;
W——燃气管道自重,N;
A——立管截面积,mm2。
例如对100m的居住高层,立管用φ57×3.5无缝钢管,A=588.3mm2,单位长度管重为45.32N/m,则σ=7.70MPa。
一般无缝钢管许用应力为127MPa,因此对于100m的高层,其立管自重产生的压缩应力很小,通常不致发生破坏。
(2)管道因温差产生的伸缩量
ΔL=103×αl L(t2-t1) (3)
式中:ΔL——管道的伸缩量,mm;
αl——管材的线膨胀系数,K-1,对普通钢管在20℃时,取1.2×10-5K-1;
L——管道长度,m;
t2——管道在计算状态下的温度,℃;
t1——管道安装时温度,℃。
(3)管道的热应力
如果管道的伸缩完全受到约束,则:
σt=αlΔtE (4)
式中:σt——热应力,MPa;
Δt——设计温差,即管道在计算状态下的温度与安装温度的差,℃;
E——管材的弹性模量,MPa,普通钢在20℃时取2.1×105MPa。
例如对100m的高层(见表1),随着Δt提高,ΔL提高,σt也提高。
随着管长提高,ΔL也提高。
可见在春秋两季安装管道时,Δt最小,管道的伸缩量和热应力也最小。
管道的伸缩量和热应力是不可忽视的,应该采取有效的补偿措施。
3.2 补偿器的选择
表1 100m长立管的伸缩量和热应力
常用的补偿器有4种,即L形补偿器、Z形补偿器、Π形补偿器和波纹管补偿器。
在燃气管道设计中常用后两种补偿器。
下面以100m的居住高层为例进行讨论,立管采用φ57×3.5钢管。
(1)Π形补偿器的计算公式
式中:L s——补偿器伸出长度,mm;
ΔL——补偿能力(取值与伸缩量相同,根据表1中Δt=20℃时,ΔL=24mm),mm;
D——管道外径,mm;
σbw——管道许用弯曲应力,MPa,钢管取75MPa;
K——比值,按经验取1;
L1——补偿器开口长度,mm。
当设计温差取20℃时,经计算,Ls=906mm。
可选择一个补偿器伸出长度为906mm的Π形补偿器。
(2)波纹管补偿器的计算公式
n=ΔL/L com(6)
式中:n——波节数;
L com——一个波节的补偿能力,mm,一般取20mm。
当设计温差取20℃时,100m的高层建筑需在15层处设1个双波节的补偿器,即可消除立管伸缩的影响。
若更大限度地消除热应力,需适当增加补偿器的数量。
(3)补偿措施
在实际工程中,每隔5~7层设稳定的固定管座,以承受立管自重,同时避免底部压缩应力过大。
并设1个波纹管补偿器和1个分段阀门,克服管道因温差而引起的应力和形变,便于维修。
4 高层建筑的燃气计量和安全措施
(1)燃气计量
天津市过去采用人工逐户抄表收费的方式,这种方式劳动强度大、效率低、扰民、不便于管理。
近年来出现的无线智能型燃气抄表系统,集成了传感计量、无线数据传输技术和单片机控制技术,具有以下优点。
①无需人户收费,保证了住宅的私密性。
②由于仅用数据采集器采集用户用气量,提高了收费效率并减轻劳动强度,尤其适用于高层建筑。
③借助计算机收费管理系统,通过银行自动扣除相应气费,提高整体管理水平。
④传输信号稳定,接受信号快捷,实用可靠。
⑤实现了计量数据远传、测控及抄读,并具备数据动态分析的功能。
(2)安全措施
由于高层建筑的特殊性,因此需采取相应的安全措施。
引入管宜设快速切断阀,管道上宜设自动切断阀、燃气泄漏报警器和送排风系统等自动切断联锁装置。
尤其是25层以上的高层建筑,宜设燃气泄漏集中监视装置和压力控制装置。
5 结语
高层建筑的天然气管道设计应综合考虑,尤其是对于高度逐步增加的高层建筑,更应根据当地的气源、压力、建筑、安全、地理、环境等特点综合考虑,选择最佳的设计方案。
参考文献:
[1]刘永志.高层建筑燃气供应[J].煤气与热力,1986,6(2):25—35.
[2]蒋连成,李淑芬,张志忠.高层建筑燃气管道设计有关问题的探讨[J].煤气与热力,1999,19(4):22—24.
[3]熊正中,徐建成.高层建筑燃气泄漏报警系统的探讨与实施[J].煤气与热力,1998,18(5):30—32.。