商业综合体天然气管道设计探析

张佰业

摘 要：本文结合工程实例，对商业综合体天然气管道设计中的设计方案确定天然气管道中的调压计量设备选择应用、天然气管道安全保护设置等内容进行分析，为相关设计实践及研究提供参考。

关键词：商业综合体；天然气管道；设计；分析

中图分类号：TU996 文献标志码：A

商业综合体是城市建筑的一种形式，尤其是在城市现代化建设以及各项功能日益健全的情况下，商业综合体在城市中越来越常见，它是一种集合商业办公以及居住、餐饮、服务等多项功能为一体的建筑结构体形式，一般多位于城市的中心区域等，其对天然气的需求不仅高、使用量大，并且使用相对频繁、用气设备的类型多样、压力等级需求不统一等。因此，在进行商业综合体天然气管道设计中所面临的问题及复杂程度相对较高。

1 工程项目概况简述

某商业综合体工程项目的总建筑面积约为619665.8m2，包括办公综合楼、商业、酒店式办公楼。其中，B03地块为3幢一类高层办公综合楼；B04地块为综合大型购物中心；B05地块为酒店及办公楼层结构；B06地块为办公和2屋3层的沿街商铺。整个商业综合体建筑分布中，除B03位于东区外，B04、B05、B06三个部分均位于西区。

该商业综合体天然气管道中共设计有3处锅炉房共14台锅炉，总用气量为3390Nm3/h，餐饮（包括酒店厨房）用气量共3589 Nm3/h，燃气总用气量6979 Nm3/h。

2 商业综合体天然气管道设计及要点分析

2.1 确定设计方案

该综合体项目的天然气管道设计工作，于地下室打桩阶段开始介入，建设单位对于天然气的使用情况尚处于定性阶段，无法提供可进行天然气管道设计的用气量数据。此时可根据建设单位提供的建筑图纸以及业态布局初稿，提出初步的设计方案，方案要点如下：

（1）商业综合体项目对于外立面美观要求高，方案需确保天然气全部设置在室内及不上人屋面。

（2）根据业态布局，确定天然气管道主管走向。B04地块为综合大型购物中心，每层均设有用气商铺，故以防火分区为单位设置燃气立管。立管可设置在燃气专用管道井中。该购物中心的建筑结构功能多样化，上下层建筑布局变化大，导致立管无法按照一般情况进行设置，同一根立管须在不同楼层做横向转折，并在横向转折的管道部分设置燃气专用夹层，以避开禁止敷设燃气管道的区域（比如卫生间、楼梯间、前室、电影院等）。

（3）业态上较分散的用气商铺，可适当调整位置，设置在燃气立管附近，减少天然气管道的敷设长度，降低安全隐患。

（4）在同一防火分区内，选择在商铺后方的后勤通道敷设燃气横向干管，并在用气商铺外设置天然气预留接口（商铺在投入使用时，敷设有天然气管道的房间在功能上会受很大限制，若将预留接口设置在商铺外，则方便今后调整商铺业态）。

初步设计方案须与建筑专业设计人员、建设单位进行沟通，并通过修改燃气管道走向以及局部的建筑结构，确保燃气管道的安全性、经济性以及合理性，最终确定方案。

2.2 天然气管道中调压计量设备的选择与设置应用

调压、计量设备的选择与设置，是商业综合体天然气管道设计的主要内容之一，一般情况下，调压柜设置在商业综合体的整体设计与规划方案中，需要从安全设计标准出发保留充分的空间距离。

同时天然气管道的设计人员还需要注意与商业综合体项目业主之间通过沟通协调，对其调压柜参数以及设备数量進行确定，在此基础上结合项目的用气压力等级选择与设置情况，实现相应的调压计量设备以及管线布置合理规划与设计，以确保其在天然气使用中的调压控制作用和效果，提高天然气使用需求的满足与安全性保障。此外，根据城市燃气设计的规范要求，天然气管道的调压柜与重要的商业综合体建筑或者是一类高层民用建筑之间的距离要控制在>8m的水平安全净距，同时注意结合其与锅炉缓冲流量之间的关系影响，在天然气管道的调压柜位置选择与设置上都应体现出来。

根据建设单位要求，该项目调压柜、计量及阀门控制装置按地块单独进行设置，同时由于建设单位对整体美观性要求的优先级是高于其经济性，对于燃气设备的选址则须结合景观图纸进行分析，尽量将燃气设备对于商业项目美观性的破坏程度降至最低。本项目B04、B05、B06地块的燃气设备集中设置在人流量最少的位于B06地块东北角的绿化带内，方便由景观对燃气设备进行遮挡。本项目B04、B05、B06地块的燃气设备集中设置在人流量最少的位于B06地块东北角的绿化带内，方便由景观对燃气设备进行遮挡，由此导致B04、B05地块的燃气管道长度增加，进而导致沿程压损增大的问题，则需要进行详细的计算，放大燃气管径来解决。

结合上述商业综合体项目的燃气用量设计，调压柜中调压箱的计算流量设置在其总用气量的1.2倍以上，并且根据商业综合体中不同燃气设备的用气压力情况不同，在调压柜设备选择中以含有多路调压器的调压柜设备选择应用为主，以满足其燃气使用需求。

其次，在天然气管道上的流量计安装设计中，当前工商业用户的天然气管道流量计设备选择使用情况主要计量计以膜式燃气表、罗茨流量计、涡轮流量计3种流量计类型为主，分别从各自的量程以及智能温压补偿功能、价格成本、始动流量、安装、维护、寿命长短和气质影响等方面，结合项目工程实际情况综合考虑后进行设计应用。由于该项目的商铺用气均为预留，只有锅炉房需要选配流量计。根据该商业综合体所在城市的燃气公司的企业标准，按照锅炉用气量进行流量计的选配。

2.3 天然气管道的安全保护设计

商业综合体由于人员分布密集，再加上用气量大、过于集中和防火分区设置等特点，在天然气管道设计中需要设置相应的安全保护方案，以确保燃气使用的安全性。

一般情况下，针对天然气管道的安全保护设计，可以从管道管材的选择控制上，以厚壁无缝钢管为天然气输送管道，并且管道连接应注意采用焊接或者是法兰连接设计，对于管道的焊接或者是法兰连接处需要在进行100%的探伤检测合格后，方能进行使用；此外，注意尽量的控制地下室以及设备层的燃气管道敷设长度，以降低管道漏气情况发生，对于室内燃气管道需要全程进行热收缩套管增加设置防护，以提高室内管道的安全性；此外，在上述商业综合体项目中，对地下室敷设燃气管道的主管以及进入设备层支管均设置相应的紧急自动切断控制阀，以在故障或异常泄漏等情况下实施紧急自动切断保护；对于上述商业综合体的商场餐饮燃气管道敷设及使用区，还应进行了独立的机械送排风系统设置，以满足其在正常用气以及事故情况等不同情况下的通风换气需求。一般正常使用情况，其通风换气需求为6次/h及以上，而事故情况下为12次/h及以上，而非运行状态下的通风换气标准为3次/h及以上。

最后，为确保商业综合体内天然气管道的运行使用安全，还在管道的每6m～8m距离处进行自动报警探头设置，通过将天然气自动报警与建筑室内事故通风、燃气电磁控制阀联动设置，提高其管道运行与使用的安全性。其中，自动报警控制室设置在24h有人值守控制中心机房内，在燃气管道泄漏至范围标准情况下，通过报警装置进行报警，同时实现建筑事故排风系统工作启动，并自动关闭燃气的电磁控制阀，以进入保护模式。

结语

商业综合体天然气用量较大且人员密集，对天然气管道设计要求较高。进行商业综合体天然气管道设计研究，有利于为有关设计及研究提供参考，具有非常积极的作用和价值意义。

参考文献

[1]李小龙，吴玉珍，周永涛，等.面向天然气管道应急管理系统的GIS模块设计[J].油气储运，2017，11（14）：1-5.

[2]张振永，周亚薇，张金源.国内天然气管道强度设计系数的评估研究[J].天然气工业，2017，37（4）：116-122.

[3]兰江安.天然气管道设计中需要注意问题及应对策略[J].化工管理，2015（21）：175.