隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多。由于高層建筑自身的特殊性，其供氣與多層建筑供氣有一定的差別。本文就高層建筑的特點(diǎn)，討論高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題。
1燃?xì)獾母郊訅毫?br /> 1.1 消除燃?xì)飧郊訅毫Φ谋匾?br /> 高層建筑高程較高，燃?xì)饬⒐茌^長(zhǎng)，由于城市燃?xì)獾拿芏扰c空氣密度不同，在立管中就會(huì)產(chǎn)生較大的附加壓力。附加壓力過(guò)大，會(huì)造成某些用戶燃具前壓力波動(dòng)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紵踔涟l(fā)生離焰、脫火、回火和熄火等現(xiàn)象，增大供氣不安全性[1]。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。
假設(shè)人工煤氣密度約0.46kg/m3，天然氣密度約0.74kg/m3，液化石油氣密度約2.5kg/m3，空氣密度取1.293k/m3，那么高程每升高1m，產(chǎn)生的附加壓力為：人工煤氣為8.16Pa，天然氣為5.42Pa，液化石油氣為-11.83Pa。附加壓力為正值，說(shuō)明燃?xì)庾韵露狭鲃?dòng)時(shí)，附加壓力相當(dāng)于上浮力；若附加壓力為負(fù)值，則說(shuō)明燃?xì)庾韵露狭鲃?dòng)時(shí)，附加壓力相當(dāng)于阻力。各種氣源不同建筑物高度時(shí)的附加壓力見表1。
表1 不同建筑物高度時(shí)附加壓力
燃?xì)夥N類 燃具額定壓力/Pa 室內(nèi)管道允許壓力降/Pa 附加壓力/Pa 建筑物高度為24m 建筑物高度為40m 建筑物高度為60m 建筑物高度為80m 人工煤氣 1000 300 196 326 490 653 天然氣 2000 400 130 217 325 434 液化石油氣 2800 500 -284 -473 -710 -946 注：室內(nèi)管道允許壓力降包括燃?xì)獗韷毫?約120～200Pa)。
隨著樓層升高，附加壓力對(duì)燃具燃燒效果影響增大，在高層建筑供氣系統(tǒng)中不能不考慮其影響。
1.2 消除燃?xì)飧郊訅毫Φ拇胧?br /> 1.2.1 人工煤氣和天然氣系統(tǒng)
隨著樓層升高，附加壓力逐漸增大，相當(dāng)于降低了管道阻力。對(duì)由下而上的燃?xì)夤?yīng)方式，要消除附加壓力的影響，須增加管道阻力。具體措施有：
① 每隔一定層數(shù)設(shè)一節(jié)流閥，這種方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、易操作。但是，當(dāng)只有頂層極少數(shù)用戶用氣時(shí)，附加壓力減少不明顯；管內(nèi)流量隨用戶數(shù)的多少而變化，流量的變化致使立管的阻力也隨之變化，造成用戶燃具前壓力波動(dòng)。
② 在立管上設(shè)置低-低壓調(diào)壓器。通常將調(diào)壓器裝設(shè)在附加壓力超過(guò)200Pa的樓層。通過(guò)調(diào)壓器調(diào)壓，穩(wěn)定燃具前壓力，消除附加壓頭影響。
③ 每戶裝設(shè)閥門，根據(jù)各樓層不同的燃?xì)鈮毫Γ謩e調(diào)整閥門的開度，節(jié)流調(diào)壓，克服附加壓力的影響，從而滿足每戶燃具所需正常工作壓力。但由于閥門開度不好控制，故這種做法很少采用。
④ 在用戶表前設(shè)置用戶低-低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力穩(wěn)定在額定工作壓力范圍內(nèi)。
⑤ 采用中壓管道直接進(jìn)入建筑物，在戶內(nèi)燃?xì)獗砬凹又?低壓調(diào)壓器，這樣用戶之間的影響較小，用氣高峰時(shí)壓力波動(dòng)也不明顯，而且調(diào)壓器后的低壓管段較短，燃具基本上是處在額定壓力下工作，運(yùn)行工況較佳，比較好地消除附加壓力的影響。但是戶內(nèi)有一部分中壓管道，安全性比低壓管道有所降低，并且工程造價(jià)也較高，所以一般不主張采用。
1.2.2 液化石油氣系統(tǒng)
由下而上的燃?xì)夤?yīng)方式，要消除附加壓頭的影響，須降低管道阻力，或提高供氣系統(tǒng)壓力。具體措施有：
① 根據(jù)管道水力計(jì)算，可采用較大管徑的立管，以減小管道阻力。
② 采用中壓進(jìn)戶的供應(yīng)方式。由于液化石油氣的密度較大，極易形成不同樓層用戶壓力差別，影響燃具的正常燃燒。用中壓直接進(jìn)入建筑物，消除了附加壓力的影響。但戶內(nèi)有一部分中壓管道，安全性比低壓管道有所降低，并且工程造價(jià)也較高。
2對(duì)燃?xì)夤艿雷灾氐奶幚?br /> 隨著建筑物層數(shù)的增加，燃?xì)饬⒐艿拈L(zhǎng)度也變長(zhǎng)，管道的自重變大，所以應(yīng)設(shè)置管道的固定支架，使固定支架與建筑物成為一體，防止因管道下沉而引起引入管受力折斷或變形引起倒坡。一般固定管道的做法有：
① 對(duì)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锍蔀橐惑w。具體做法見圖1(圖中單位為mm)。
② 對(duì)于室外立管，在每隔7～10層的高度處加設(shè)固定支撐，見圖2(圖中單位為mm)。或加一段水平管段，在水平管段上加支架。
3 建筑物的沉降對(duì)燃?xì)夤艿赖挠绊?br /> 建筑物建成后都會(huì)產(chǎn)生大小不同的沉降，建筑物的沉降對(duì)燃?xì)庖牍艿挠绊懛浅?yán)重。由于建筑物沉降時(shí)，燃?xì)庖牍苁窍鄬?duì)靜止的，因此燃?xì)庖牍芤惺芙ㄖ镒饔卯a(chǎn)生的切應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力超過(guò)極限時(shí)，管道就會(huì)斷裂，造成燃?xì)庑孤?nbsp; 因此，在燃?xì)庠O(shè)計(jì)中要采取一定的措施保護(hù)引入管。
① 在立管(或穿墻管)前的水平管上加設(shè)一個(gè)波紋管補(bǔ)償器，利用補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力來(lái)減小引入管的切應(yīng)力。
② 在立管(或穿墻管)前的水平管上加設(shè)幾個(gè)彎頭(最好用煨彎)，相當(dāng)于加設(shè)一個(gè)方型補(bǔ)償器，用彎頭的自然補(bǔ)償來(lái)減少引入管的受力。此種方法簡(jiǎn)單易行，但是受位置的限制。
③ 在引入管穿越墻體時(shí)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。