第12期山西焦煤科技N o.12 2007年12月Shanx iCoking Coal Science&Technology Dec.2007 #试验研究#
超高层建筑燃气供应系统设计研究
燕日权¹
(太原市燃气设计有限公司)
摘要论述了超高层建筑燃气供应系统的确定原则,并介绍了超高层建筑燃气供应系统中燃气管道的验收规范。
关键词超高层建筑;燃气供应系统;设计研究
超高层建筑燃气供应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,使其系统的构成和压力级制的确定变得复杂化,设计人员必须综合各方面的因素,使燃气供应系统确定更具技术先进性和经济合理性。
1根据大楼用气点分布确定燃气供应系统
燃气供应系统应满足大楼用气需求,也就是,只要大楼各个点有用气要求,在考虑供应系统时,燃气管道就必须连接这些点。
但是,由室外引入的燃气管是分几路分别到达用气点,还是由一路燃气管到达,沿途设分支管,还需了解各用气点的燃气需要量,这样才能根据各用气点的燃气用量确定燃气供应系统。
2根据用气压力和调压方式确定燃气供应系统掌握各用气点用气量分布情况以后,用气压力要求也必须清楚,并作为确定燃气供应系统的重要依据之一,不同的用气压力由不同的燃气供应系统和压力级制来保证。
如超高层建筑地下室锅炉房,其燃气锅炉用气压力500~800mmH2O。
那么,这个用气点必须与其它用气系统分开而自成一个系统。
3根据大楼用气点计量方式确定燃气供应系统对于用气点分布很广的大楼供气系统,由底层设总表,大楼内由物业管理单位管理分摊燃气用量也可以在总表后设分表予以分开计量;如某个业主承包某几层楼面,他便可能要求单独计量,而与燃气管理部门直接发生关系,这样,会要求各自成一个系统,这样便会影响燃气供应系统的确定。
4根据大楼结构确定燃气供应系统
1)由于目前技术标准对燃气管道进入地下室有较严格的限制,在确定大楼燃气供应系统时,应能避开在地下室燃气管道的穿越,以免因燃气管道穿越地下室而需采取的某些技术措施,既不安全,又花费资金。
2)燃气供应系统是建筑设备专业的一部分,就专业来说,均需由建筑专业来汇总协调,故燃气供应系统需预留的孔洞和管道井均应由建筑专业协调,并且得到结构专业的认可,否则,对大楼来说,任意预留孔洞和管道井既会给结构带来影响,又会使建筑总体不协调。
因此,燃气供应系统只有得到建筑结构专业的认同,确定燃气预留孔洞和管道井的位置,才能据此确定燃气供应系统。
3)超高层建筑结构对燃气管道等其他管道的承载能力是有限的,特别是超高层建筑每层楼板单位面积承载能力是结构确定的,当燃气系统越大,管道口径便可能越大,管道自重也就越大。
当根据应力合力计算结果确定竖直燃气管道锚固点之间的管段自重大于楼板承载能力时,便需调整燃气管道系统,以便缩小口径,满足建筑结构的承载能力。
当然这是在结构不能加固情况下,为提高建筑结构的承载能力,只能依靠调整燃气供应系统,使结构得以适应。
超高层建筑燃气竖直管道的应力确定。
由其自重产生的压应力D g计算公式如下:
¹作者简介:燕日权男1974年出生1998年毕业于北京建筑工程学院工程师太原030024
D g =
gql f
M Pa 式中:
g )重力加速度,m /s 2
;q )单位长度管道重量,kg /m;l )管道长度,m;f )管道截面积,mm 2。
由考虑温差产生的温度应力D t 计算公式如下:
D t =
E A
v t M Pa 式中:
E )钢材的弹性模量,MPa;A )钢材线膨胀系数,m /m #e ;v t )温度差。
由考虑建筑各层因水平位移而产生的弯曲应力D H 计算公式如下:
D w =
12EAI
H
2式中:
E )钢材的弹性模量,M Pa ;A )层间相对水平位移,mm;I )管道断面回转半径,mm;H )两锚固点之间的距离,m 。
5 根据大楼调压设备技术工况确定燃气供应系统
超高层建筑的高度引起了燃气立管内的附加压头,不能象多层建筑那样,这种附加压头,已影响燃具的正常燃烧,必须采取措施予以消除。
附加压头其计算公式如下:
v P =g (Q a -Q g )v H
式中:
v P )附加压头;g )重力加速度,m /s 2;
Q a )空气的密度,kg /m 3;Q g )燃气的密度,kg /m 3
;
v H )管段终端和始端的标高差值,m 。
燃气供应系统的竖直立管上,由于自重和占地等原因,不考虑设置消除附加压力的调压设备,特别是超高层建筑如果紧挨着的楼层都有用气要求,某一高度设置的调压设备一般不能全部满足该竖直管段沿途各楼层用气点的压力要求。
所以,燃气供应系统的竖直立管上基本没有附加的管道设备,而消除附加压力的调压设备全部设于各楼层用气支管上,这样既可使各楼层用气工况得以保证,又可减少立管的自重,可解决因大楼建筑水平位移所产生的伸缩补偿问题。
6 燃气管道的验收
1)管道与设备的施工应符合设计要求和有关的技术规范。
2)所有设备和材料均应有出厂合格证书。
3)仪表显示正确,具有规定的灵敏度,阀门等设备开启动作灵活。
4)焊接接口应进行100%的超声波探伤,并对它进行100%的X 光射线照像检验。
5)管道强度试验按设计要求进行。
试验压力为设计压力的1.5倍,试验介质为空气,但室内管的最低强度试验压力为0.3M Pa ;进行强度试验时,缓慢升压,达到试验压力后,稳压1h ,无泄漏并目测无变形为合格。
6)管道严密性试验压力为工作压力的2倍,但不应小于3000M Pa ,并应在30m i n 内压力不下降为合格。
收稿日期 2007-10-20
Desi gn on Gas Supply Syste m of Super H igh -rise Buil di ng
Yan R iquan
Abst ract D iscusses t h e dete m intion princ i p les of gas supply syste m of super high-rise bu ilding and introduces t h e acceptance specificati o n of gas pi p eline i n gas supply syste m o f super h i g h-rise bu ilding .
K ey w ords
Super h i g h-rise bu ilding ;Gas supp l y syste m;Desi g n study
#18#山西焦煤科技2007第12期。