招投标燃气设计新要求下暖通专业面临的机遇与挑战

■ 王庆昌 云南华凌建筑设计有限公司

设计招投标已实施多年，从最初的单一建筑方案招投标，逐渐招标内容已越来越全面，渐渐包括了涉及设计阶段的各个专业，包括总图、建筑、结构、水暖电、经济、室内外装修、智能化、BIM、绿化景观、室外综合管网、污水处理、雨水渗透及收集利用等方面设计内容。由于历史方面的原因，一直以来，昆明大部分的设计招投标项目在燃气设计方面没有什么要求，因此除了一些大型重点建设项目外，一般项目的设计招投标都对燃气设计没有要求。

在工作中我们注意到，从今年开始的一些设计招投标项目，例如昆明某高校在石林的新校区建设项目，某国土资源学校新校区的扩建项目，在设计招投标文件中都对燃气设计做出了明确要求。为应对设计招投标市场的新变化，满足建设单位在燃气设计方面的新要求，暖通设计人员就需要加强燃气专业知识的学习。考虑到很多暖通设计人员平时对燃气设计接触不是很多，平时要忙于工作而无太多时间进行相关知识学习，因此针对民用建筑中最常遇到的居住区及居住建筑内燃气设计要点进行一些归纳总结，给刚接触燃气设计的暖通设计人员提供一个设计参考，帮助他们尽快熟悉和开展相关工作是非常有必要的。

本文依据燃气设计规范和相关燃气设计手册，结合自己的工作经验，对民用建筑中的居住区及居住建筑燃气设计要点做了归纳和总结，并对工程实际中会遇到的一些问题进行了归类、分析和总结，提出了切实可行的解决方案，供从事民用建筑燃气设计的人员借鉴和参考。

1.天然气质量标准

天然气按商位发热量、总硫、硫化氢、和二氧化碳含量分为一类、二类、三类，城镇作为民用燃料的天然气，总硫和硫化氢含量应符合一类气或二类气的技术指标（详见下表：天然气技术指标）。

表1 天然气技术指标

昆明管道天然气热值一般在8500～9000 K c a l／m³，约35.53～37.62 MJ／m³，达到一类用气标准。

此外，天然气为无色、无味、无毒易燃气体，为保证用气安全，天然气中需加入加臭剂，使天然气泄漏到空气中，达到爆炸下限20%时，能被察觉。

2.室外供气管网

本文中所称的室外供气管网指经居住区调压站降压调压后接至居住区内各栋用气建筑引入管之间的室外输配管道。

2.1 居住区调压站根据市政燃气管引入位置、居住区输配管网走向，选择设置于室外独立区域，露天设置，调压站周围设置围墙、护栏或车挡。

对中、低压调压站，距周边建筑物的距离不小于4 m，距城镇道路边沿不小于1.0 m，距电力变配电柜不小于4 m，距铁路中心线不小于8 m。用气量不大的独立用户可采用调压箱悬挂于用气建筑外墙壁上，调压箱不应安装在建筑物的窗下和阳台下的墙上，当调压箱进口燃气压力不大于0.4 MP a时，调压箱到建筑物的门、窗的水平净距不应小于1.5 m。

2.2 室外燃气供气管网采用低压进气时，燃气管道设计压力P≤0.01 MP a；采用中压燃气管道（B级）进气时，设计压力为0.01≤P≤0.2 MP a；采用中压燃气管道（A级）进气时，设计压力为0.2≤P≤0.4 MP a，燃气输配系统各种压力级别的燃气管道之间应通过调压装置相连。

2.3 室外管网计算

2.3.1 居住区内室外燃气管道，由于燃气管道所接燃气具的种类和数量根据建筑方案已能统计，因此室外燃气管道的计算流量可按室内燃气管道计算流量公式进行计算，计算公式详见下式：

式中Qh—燃气管道的计算流量（m3/h）

k—燃具同时工作系数

N—同种燃具或成组燃具的数目

Qn—燃具的额定流量（m3/h）

2.3.2 调压器后室外低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失按下式进行计算：

式中ΔP—燃气管道摩擦阻力损失（P a）

λ—燃气管道摩擦阻力系数

—燃气管道的计算长度（m）

Q—燃气管道的计算流量（m3/h）

d—管道内径（mm）

ρ—燃气密度（kG/m3）

T—设计中所采用的燃气温度（K）

T0—273.15（K）

这里需要说明的是，以上（2）式为隐函数公式，为考虑手工计算及手工复核的方便，除此公式外，原《城镇燃气设计规范》及各种燃气设计手册中所列方便手工计算的公式和计算方法，与上述公式比较偏差值在5%以内，其计算结果可认为基本一致，因而这些计算公式和计算方法依然实用。

2.3.3 室外燃气管道的局部阻力损失可按燃气管道摩擦阻力损失的5%～10%进行计算。

2.3.4 居住区燃气低压管道从调压站到最远燃具管道允许阻力损失△P d，按下式计算：

△P d=0.75 P n+150，式中P n为昆明天然气燃器具额定压力2000 P a，△P d计算得1650 P a，昆明地区低压燃气管道压力降分配值可参考下表：（P a）

总压力降△P 街区燃气种类及燃具额定压力单层建筑 多层建筑庭院 室内 庭院 室内2000 1650 1050 300 300 200 400

2.3.5 居住区天然气低压管道的燃气管道流速采用经济流速：DN100以下管道，流速选4～6 m/s；≥DN150管道，流速选6～8 m/s；户内低压管，流速选1～2 m/s。

2.4 室外燃气管道敷设

昆明居住区室外燃气管道应采用埋地敷设，不能架空明设。室外燃气管道平行居住区室外道路中心线敷设，暗埋于室外道路及室外道路两侧绿化带内，室外暗埋燃气管道最小覆土厚度为：当埋设于机动车道下时不小于0.9 m，埋设于非机动车道下时不小于0.6 m，埋设于机动车不可能到达的地方时不小于0.3 m。

居住区室外道路下除埋设燃气管道外，同时还埋设有给水管、雨水管、污水管、电力电缆、电信电缆共6种管道，因此在室外燃气管道设计时，在室外燃气管网初步完成的基础上，应与其他室外管网相协调，统一进行室外工程管线综合，使各种工程管线在道路下各自有自己独立的敷设带。室外工程管线综合时，电信管线、燃气管线设于道路东侧或南侧，给水、电力管线设于道路西侧或北侧，雨水管、污水管设于它们两个之间。

在确定燃气管线与相邻管线的间距时，规范[2]、规范[6]、规范[7]中相关的管线间距规定上还是存在着一点差异，考虑到居住区内道路幅宽不大，地下管线较多，且居住区内燃气管道为中低压管线，并以低压管线为主，因此在工程管线综合设计时，燃气管线与相邻管线之间的间距能满足三个规范中管线间距最小值即可，在管线敷设条件允许时，管线间距可优先采用较大值。

3.室内燃气管道设计

用户室内燃气管道的最高压力：居民用户（低压进户）＜0.01 MPa，居民用户（中压进户）不大于0.2 MP a，商业用户不大于0.4 MPa。昆明地区天然气低压用气设备燃烧器额定压力为2.0KPa。

3.1 室内燃气管道计算

3.1.1 居民生活用燃气计算流量按（1）式进行计算，商业用燃气计算流量按所有用气设备的额定流量并根据设备的实际使用情况确定。

3.1.2 室内燃气管道的阻力损失，按（2）式及本文中3.3.2条提到的方法进行计算。

3.1.3 计算低压燃气管道阻力损失时，对地形高差大或高层建筑立管需考虑因高程差而引起的燃气附近压力，燃气的附加压力按下式计算：△H=9.8×（ρk-ρm）·h，式中ρk空气密度，昆明取0.99～1.0 KG／m³，ρm天然气密度，取0.75～0.8 KG／m³，h为建筑高度。对于昆明100米高居住建筑，附加压力值为185 P a～235 P a。

3.1.4 用户室内低压燃气设备前（灶前）的燃气压力应控制在0.75～1.5 P n的范围内（P n为燃具的额定压力）。

3.2 室内燃气管道设计

昆明属于地震高烈度地区，且地震活动频繁，室内燃气管道设计时，从燃气管道的管材选择、管路走向、管道安装敷设等方面都需要重点考虑地震因素、结构沉降对燃气管道安全的影响。

3.2.1 昆明地区室内燃气管道，低压进气居住建筑采用内外热浸镀锌钢管，其质量及钢管壁厚需符合现行国家标准，钢管采用锥管螺纹连接；中压进气商业建筑，管径较小时可采用内外热浸镀锌加厚钢管，采用锥管螺纹连接，管径较大时采用热轧无缝加厚钢管，采用焊接或法兰连接。

3.2.2 昆明地区室内燃气管道敷设，包括从入户引入管开始的干管、立管，通常都采用明设。入户引入管设于室外，紧靠外墙设置，与室外供气支管间采用燃气专用不锈钢软管进行连接，在入户引入管室外管段上设置关断阀门。

3.2.3 居住建筑燃气引入管设于厨房、外走廊或是与厨房相连的阳台内；商业建筑燃气引入管宜设于燃气表间内或直接设于使用燃气的房间内。

3.2.4 室内燃气立管采用明设，一般布置在用气房间（厨房）靠近实体墙的角落，与用气设备位于一侧。燃气立管不得敷设在卧室或卫生间内，不得穿过易燃易爆品仓库、配电间、变电室、电缆沟、烟道、进风道和电梯井等。

3.2.5 室内用户燃气支管采用明设，居住建筑燃气表设置于厨房内，燃气表与燃气灶的水平净距不得小于0.3 m，燃气表采用高位安装，安装高度表底距地1.8 m。燃气表后支管沿用气设备侧沿墙安装，布置于用气设备侧背后或橱柜背后，支管安装高度距地0.4 m～0.5 m。

4.燃气设计相关问题探讨

4.1 燃气管材选择

4.1.1 居住区室外中、低压燃气管道采用埋地敷设。燃气设计规范中对于中、低压燃气管道规定可采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢骨架聚乙烯塑料复合管和钢管。管材选择时需考虑管道安装、管网运行安全、管网维护管理方便等诸多因素，结合室外综合管网的敷设和室外道路、场地地质条件，综合分析后确定。昆明地区室外地质条件一般都很复杂，考虑到管网运行的安全可靠，室外中、低压燃气管道一般都选择燃气专用防腐加厚钢管，并统一设置室外燃气管网外加电流阴极保护，其它管材的采用需经过技术经济比较后，慎重采用。

4.2.2 室内燃气管道，燃气设计规范中推荐选用钢管，也可选用铜管、薄壁不锈钢管和铝塑复合管。室内燃气管道管材选择，在考虑满足技术规范的同时，还需要考虑安装、使用、维护及经济方面的要求，不同地区，还需要重点考察材料市场的供应情况，综合比较后进行选择。室内燃气管道在安装及使用过程中都会受到不同程度的碰撞和冲击，而铜管、薄壁不锈钢管、铝塑复合管的抗冲击性弱，在冲击碰撞情况下易发生变形损坏，造成燃气泄漏，具有较大的安全隐患。因此昆明地区的室内燃气管道，从入户引入管、供气干管、供气立管到燃气表前供气支管，都采用内外热熔镀锌优质镀锌钢管，其它铜管、薄壁不锈钢管和铝塑复合管等新型管材不推荐使用；燃气表后支管可采用铜管、薄壁不锈钢管或铝塑复合管等新型管材，

4.2 燃气引入管敷设

燃气设计规范中，燃气引入管可沿外墙地面上穿墙明设引入室内，也允许引入管穿过预埋在建筑物外墙或基础内的预埋套管暗埋引入室内，暗埋进入建筑物内的引入管应在短距离内引出室内地面，不得在室内地面下水平敷设。在实际工程中，由于燃气设计和施工安装介入得较晚，前期随土建预留孔洞、预埋套管的工作无法开展，因此燃气管道在后期的安装中，只能选择在建筑外墙侧上穿引出室外地面，然后沿建筑外立面明设，在燃气使用层穿建筑外墙进入室内。这种敷设方式的好处是施工相对简单，房屋沉降对燃气管道影响小，引入管易于管理和监测，缺点是对建筑外立面影响较大。

4.3 燃气干管敷设

引入管后至室内立管之间的这段管道为燃气干管，根据建筑物使用性质不同、建筑功能不同、建筑内用气点位置不同及燃气干管敷设条件不同，各建筑物燃气干管的敷设都有很大差别。燃气干管设计和敷设是否合理，直接关系到燃气系统的使用和安全，也会对建筑外立面和建筑内部功能使用产生重大影响，因此燃气干管设计是燃气管网设计的一个重要内容，需要根据建筑功能布局、建筑方案仔细构思，才能使燃气干管的设计既满足燃气设计规范的要求，又不妨碍干管经过房间功能的使用。依据燃气干管敷设条件，燃气干管的敷设大致可分为以下三种情况：

4.3.1 底层为架空层，二层以上为住房。现在的一些高层建筑，为改善房屋品质或是出于别的设计需要，一层设置为架空层，二层以上才是住房。这种情况下燃气干管的敷设条件最好，燃气干管只需沿架空层顶棚面敷设，与上层厨房内接下来的燃气立管相接即可。

4.3.2 自一层开始以上各层都为住房。这是多层住房或高层住房最为普遍的做法，对于这种情况，应重点布置好一层穿墙入户进入室内至燃气立管之间的这段供气干管。根据规定，住宅内厨房需设置为明厨房，不允许设置暗厨房，也就是厨房最少有一面直通室外或与直通室外的生活阳台相连。供气干管可由临外墙的厨房或与厨房相连的生活阳台引入，沿橱柜布置侧墙面低位紧贴墙敷设，贴墙敷设干管今后可通过橱柜布置进行遮挡，不会对厨房内美观和使用造成影响。

4.3.3 下部为一层至四层商业裙楼，上部为住房。随着城市商业建筑的发展，此类组合式多功能建筑越来越普遍，特别是临街建筑，商业街两侧、商业广场周边建筑基本都是采用这样的综合体结构，此类建筑由于下部有商业裙楼的存在，使上部住房的燃气引入管变得较为复杂和困难。对于此类建筑，应仔细研究建筑设计方案，充分利用裙楼屋面的管道敷设条件，选择建筑背立面或侧立面相对隐蔽的地点作为燃气引入点，引入管沿商业裙楼外立面敷设至裙房屋面（如下图所示），由裙房屋面分支管至各住户厨房外墙，穿厨房外墙或与厨房相连的阳台接至燃气立管，此段管道敷设与文中上段情况相一致。

燃气干管沿商业裙楼外立面引入

4.4 燃气引入管及干管敷设方式思考

燃气引入管沿建筑外墙上穿室外地面引出，燃气干立管沿建筑外立面明设的安装方式，是最普遍、最通用的安装方式。这种方式的优点是管道安装方便、安装作业工期集中，施工工期短，后期维护管理方便，前期不需要随土建做预留孔洞、预埋套管的工作，缺点是对于有商业裙楼的建筑，外立面会有较大影响。技术规定：“建筑物外墙上的燃气管线应隐蔽安全设置，建筑临街立面不得设置裸露的架空燃气管线”。因此对于有商业裙楼的建筑，及建设标准较高、带标志性的建筑，燃气引入管可考虑采用穿外墙或穿基础的暗埋敷设方式引入室内，在室内靠外墙的适当位置设置管道间，或设燃气专用管道井，供燃气干立管敷设，这样的管道敷设方式，对建筑外立面不会造成影响，在建设条件允许时建议优先采用这样的敷设方式。

5.结语

随着建设程序和市场的逐步完善，建设方对于设计内容的完整性和要求也会越来越高，燃气设计成为常规的一项设计内容必然会成为一种趋势，暖通设计人员应抓住这样的机遇，积极做好业务相关方面的燃气设计工作，拓展好自己的业务范围，这对于个人及整个专业的发展都具有重要意义。

参考文献：

中国国家标准化管理委员会．GB17820-2012天然气[S].2012.

中华人民共和国建设部．GB50028-2006城镇燃气设计规范[S].2006.