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摘要：近年以来，随着社会的不断发展，我国城市化进程越来越快。在住宅小区方案设计时，燃气工程的设计是一个非常重要的部分。燃气工程因为其特殊地位，在现在住宅小区燃气工程总体进行设计时越来越受到各方的重视。与此同时在燃气管道设计方面经常会遇到一些新问题，小区室外燃气管网的布置，高层建筑小区设计、用户计量表设计选型等等方面也出现不少的难题。
关键词：燃气管道设计、高层建筑、无线自动抄表系统
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、住宅小区室外燃气管网的布置涉及到小区的总体规划，其规划设计是一个系统复杂的过程，同时需要较强的综合专业技术知识。如今的住宅小区以高层为主，多层和别墅为辅，建筑形式追求丰富新颖，户型讲究多样人性化。现以高层区为例，谈谈本人在管网布置和设计上的观点。
1、与开发商对接，收集设计小区的相关资料。如总体规划平面图、立面图、户型图、地下管线综合规划图和给排水、供电、热力、通讯等各专业建筑施工图等。以便预留燃气管网位置，与其他管线协调施工，确保安全距离。
2、确定压力级制。现在常用的居民住宅调压方式有：户内中—低压调压、楼栋中—低压调压和区域中—低压调压三种方式。比较这三种调压方式，区域中—低压调压方式具有安全系数高、供气稳定性强的特点。且现在的住宅小区楼房分布集中，为此种调压方式提供了便利。燃气经区域调压设备调压后经低压管道进入楼前引入管入户。
3、合理布置小区中低压庭院管网和楼前引入管管位。选择合适的管位，减少安全隐患，降低事故的发生。除满足《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)的要求外，还要综合分析该区域发展规划，地下各种管线、设施的分布情况，设置必要的阀门井和预留端口，以便抢修和维修时切断气源，并且在未来发展时减少带气作业。
4、确定管材、管径，配置调压设备和计量设备。根据燃气管网布置图和小区居民用气量做水力计算，确定中、低压管道管径。合理的选择管道材质、调压设备型号和计量表的类型；调压器的流通能力应与其供应的燃气用户数量和类型相匹配。
二、现代住址小区燃气管道设计技术难点分析
随着城市化进程的不断发展，高层建筑或超高建筑如雨后春笋般迅速崛起。鉴于高层建筑的特殊性，在进行燃气供应系统的设计时，就必须解决在多层建筑中对燃气管道和燃气供应影响不大而可以忽略不计，但在高层建筑中的燃气管道和燃气供应就不可忽略的一些因素。在高层建筑室内燃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，以及如何保证技术先进和安全用气。
1、民用天然气燃具都有一定的额定压力，当天然气压力低于此范围，燃具的热效率降低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火或者回火等现象。目前，天津市高层建筑的燃气设计主要采用低压入户，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。附加压力影响的消除：
⑴增大管道阻力损失：对20层左右的高层建筑，可采取6~8层变一次管径，增大立管的沿程损失；并在立管上分段设置调节用阀门，增大局部阻力；
⑵设置低—低压调压器：对30层以上的高层建筑，可以考虑在立管适当位置或在高层用户表前设置低—低压调压器，使燃具前压力接近额定压力；
⑶设置中—低压调压器：对于超高层建筑，可采用中压B级压力入户，表前安装中—低压调压器，使燃具前压力达到额定压力。
2、高层的建筑沉降的影响及补偿措施
高层建筑因自重会产生一定的沉降量，从而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，容易引发事故。一般情况下，高层建筑在竣工后5年内的沉降速度最大，以后沉降速度逐渐降低。《城镇燃气设计规范》中规定：“建筑物设计沉降量大于50mm时，可对燃气引入管采取如下补偿措施： (1)加大引入管穿墙处的预留洞尺寸；
(2)引入管穿墙前水平或垂直弯曲2次以上；
(3)引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿器。”
其中方式⑴和⑵有损建筑外立面效果，一般采用方式⑶，但⑶中安装金属柔性软管时应注意，软管前出地燃气管道不得进行固定；软管必须水平安装，不得有扭曲和弯曲现象，并使其处于自然伸展状态。
3、燃气立管的应力与热补偿
高层建筑室内立管较长，自重产生的应力和环境温度变化产生的热应力都很大，两种内力共同作用，达到一定程度时，造成主立管接口扭曲、断裂、表前管变形破坏、表接頭松动，引发安全事故。在实际工程中，每隔6~8层在主立管上设一个门型弯，并在各分段立管底部设固定支撑，以承受立管自重，同时避免立管底部压缩应力过大。如遇建设方不同意在室内设置门型弯，则可以U型螺栓配角铁支架固定的方式替换立管上的管卡，以分散立管自重，并在立管上分段设置波纹补偿器，克服管道因温差而引起的应力和形变，便于维修。另外，考虑立管形变对表前管的影响，我们应该用金属软管作为表前管，以避免表接口形变漏气。
三、现代住宅小区的燃气计量
对燃气公司来说，人工抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为居民用户数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。另一方面，人工抄表也给用户带来很多麻烦（如用户在家休息时经常被抄表或收费打扰），且不安全（如冒充抄表人员或收费人员入室抢劫）。天津市过去采用人工逐户抄表收费的方式。近年来出现的无线自动燃气抄表系统，集成了传感计量、无线数据传输技术和单片机控制技术。
无线自动抄表系统是为解决燃气公司目前使用单纯基表基础上带来的数据收集不及时、入户难、无法了解移表、拆表和窃盗气现象以及难于保障安全监测等问题，而开发研制的系统解决方案。无线自动抄表系统是针对城市管道燃气系统抄表困难的情况，有效解决人工抄表存在的诸多弊端，提高效率，避免入户抄表引发的不安全因素和杜绝用户拖欠费用等情况，推出的一套经济实用的抄表方案，彻底改变抄表效率低、误差大、周期长、耗费人力物力、资金回收缓慢等传统的查表收费模式，大大提高了抄表的工作效率。
燃气公司还可利用无线自动抄表系统对各重要节点进行监控，自动读取相关数据并加以分析，并可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省建设成本。
无线自动抄表系统由无线抄表终端、手持机、路由器、集中器（集成有GPRS功能），管理系统组成。无线抄表终端安装在燃气表内与基表连接通讯；手持器可通过抄表终端远距离无线抄取基表数据，手持器通过RS232串口将所抄表数据上传到管理系统；集中器安装了射频无线传输模块收集燃气表的信息，通过GPRS模块将采集到的燃气表信息回传至管理中心，也可以根据管理中心命令对燃气表的价格进行调整。手持机或管理中心也可以对集中器进行初始设定、控制等。
无线自动抄表系统结合新型无线燃气表，解决了基表功能和使用上的不足。燃气公司抄表人员定期或不定期在户外用手抄器或自动通过集成有GPRS功能的集中器由管理系统抄取燃气表的使用信息，输入燃气公司的系统管理软件，存档并进行气损分析和用气量预估等数据分析，结合用户的使用信息分析用户的使用情况，及时发现问题进行处理，遇到特殊情况时可以通过手抄器或通过管理系统经GPRS下发命令远程控制关闭阀门。综上，无线自动抄表系统的优点有：
⑴无需人户收费，保证了住宅的私密性。
⑵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。
⑶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。
⑷传输信号稳定，接受信号快捷，实用可靠。
⑸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。
四、结论
随着房地产市场的发展，对室内外燃气管道的设计提出了许多新要求。我们应树立以人为本的设计理念，考虑到燃气设计与住宅设计的相互影响，应将两者联系起来作为一个整体考虑。借鉴国外室内外燃气管道设计的先进技术和新材料，结合国内及我市的实际情况，不断改进现代住宅小区燃气工程的设计。
关键词：燃气管道设计、高层建筑、无线自动抄表系统
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、住宅小区室外燃气管网的布置涉及到小区的总体规划，其规划设计是一个系统复杂的过程，同时需要较强的综合专业技术知识。如今的住宅小区以高层为主，多层和别墅为辅，建筑形式追求丰富新颖，户型讲究多样人性化。现以高层区为例，谈谈本人在管网布置和设计上的观点。
1、与开发商对接，收集设计小区的相关资料。如总体规划平面图、立面图、户型图、地下管线综合规划图和给排水、供电、热力、通讯等各专业建筑施工图等。以便预留燃气管网位置，与其他管线协调施工，确保安全距离。
2、确定压力级制。现在常用的居民住宅调压方式有：户内中—低压调压、楼栋中—低压调压和区域中—低压调压三种方式。比较这三种调压方式，区域中—低压调压方式具有安全系数高、供气稳定性强的特点。且现在的住宅小区楼房分布集中，为此种调压方式提供了便利。燃气经区域调压设备调压后经低压管道进入楼前引入管入户。
3、合理布置小区中低压庭院管网和楼前引入管管位。选择合适的管位，减少安全隐患，降低事故的发生。除满足《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)的要求外，还要综合分析该区域发展规划，地下各种管线、设施的分布情况，设置必要的阀门井和预留端口，以便抢修和维修时切断气源，并且在未来发展时减少带气作业。
4、确定管材、管径，配置调压设备和计量设备。根据燃气管网布置图和小区居民用气量做水力计算，确定中、低压管道管径。合理的选择管道材质、调压设备型号和计量表的类型；调压器的流通能力应与其供应的燃气用户数量和类型相匹配。
二、现代住址小区燃气管道设计技术难点分析
随着城市化进程的不断发展，高层建筑或超高建筑如雨后春笋般迅速崛起。鉴于高层建筑的特殊性，在进行燃气供应系统的设计时，就必须解决在多层建筑中对燃气管道和燃气供应影响不大而可以忽略不计，但在高层建筑中的燃气管道和燃气供应就不可忽略的一些因素。在高层建筑室内燃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，以及如何保证技术先进和安全用气。
1、民用天然气燃具都有一定的额定压力，当天然气压力低于此范围，燃具的热效率降低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火或者回火等现象。目前，天津市高层建筑的燃气设计主要采用低压入户，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。附加压力影响的消除：
⑴增大管道阻力损失：对20层左右的高层建筑，可采取6~8层变一次管径，增大立管的沿程损失；并在立管上分段设置调节用阀门，增大局部阻力；
⑵设置低—低压调压器：对30层以上的高层建筑，可以考虑在立管适当位置或在高层用户表前设置低—低压调压器，使燃具前压力接近额定压力；
⑶设置中—低压调压器：对于超高层建筑，可采用中压B级压力入户，表前安装中—低压调压器，使燃具前压力达到额定压力。
2、高层的建筑沉降的影响及补偿措施
高层建筑因自重会产生一定的沉降量，从而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，容易引发事故。一般情况下，高层建筑在竣工后5年内的沉降速度最大，以后沉降速度逐渐降低。《城镇燃气设计规范》中规定：“建筑物设计沉降量大于50mm时，可对燃气引入管采取如下补偿措施： (1)加大引入管穿墙处的预留洞尺寸；
(2)引入管穿墙前水平或垂直弯曲2次以上；
(3)引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿器。”
其中方式⑴和⑵有损建筑外立面效果，一般采用方式⑶，但⑶中安装金属柔性软管时应注意，软管前出地燃气管道不得进行固定；软管必须水平安装，不得有扭曲和弯曲现象，并使其处于自然伸展状态。
3、燃气立管的应力与热补偿
高层建筑室内立管较长，自重产生的应力和环境温度变化产生的热应力都很大，两种内力共同作用，达到一定程度时，造成主立管接口扭曲、断裂、表前管变形破坏、表接頭松动，引发安全事故。在实际工程中，每隔6~8层在主立管上设一个门型弯，并在各分段立管底部设固定支撑，以承受立管自重，同时避免立管底部压缩应力过大。如遇建设方不同意在室内设置门型弯，则可以U型螺栓配角铁支架固定的方式替换立管上的管卡，以分散立管自重，并在立管上分段设置波纹补偿器，克服管道因温差而引起的应力和形变，便于维修。另外，考虑立管形变对表前管的影响，我们应该用金属软管作为表前管，以避免表接口形变漏气。
三、现代住宅小区的燃气计量
对燃气公司来说，人工抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为居民用户数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。另一方面，人工抄表也给用户带来很多麻烦（如用户在家休息时经常被抄表或收费打扰），且不安全（如冒充抄表人员或收费人员入室抢劫）。天津市过去采用人工逐户抄表收费的方式。近年来出现的无线自动燃气抄表系统，集成了传感计量、无线数据传输技术和单片机控制技术。
无线自动抄表系统是为解决燃气公司目前使用单纯基表基础上带来的数据收集不及时、入户难、无法了解移表、拆表和窃盗气现象以及难于保障安全监测等问题，而开发研制的系统解决方案。无线自动抄表系统是针对城市管道燃气系统抄表困难的情况，有效解决人工抄表存在的诸多弊端，提高效率，避免入户抄表引发的不安全因素和杜绝用户拖欠费用等情况，推出的一套经济实用的抄表方案，彻底改变抄表效率低、误差大、周期长、耗费人力物力、资金回收缓慢等传统的查表收费模式，大大提高了抄表的工作效率。
燃气公司还可利用无线自动抄表系统对各重要节点进行监控，自动读取相关数据并加以分析，并可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省建设成本。
无线自动抄表系统由无线抄表终端、手持机、路由器、集中器（集成有GPRS功能），管理系统组成。无线抄表终端安装在燃气表内与基表连接通讯；手持器可通过抄表终端远距离无线抄取基表数据，手持器通过RS232串口将所抄表数据上传到管理系统；集中器安装了射频无线传输模块收集燃气表的信息，通过GPRS模块将采集到的燃气表信息回传至管理中心，也可以根据管理中心命令对燃气表的价格进行调整。手持机或管理中心也可以对集中器进行初始设定、控制等。
无线自动抄表系统结合新型无线燃气表，解决了基表功能和使用上的不足。燃气公司抄表人员定期或不定期在户外用手抄器或自动通过集成有GPRS功能的集中器由管理系统抄取燃气表的使用信息，输入燃气公司的系统管理软件，存档并进行气损分析和用气量预估等数据分析，结合用户的使用信息分析用户的使用情况，及时发现问题进行处理，遇到特殊情况时可以通过手抄器或通过管理系统经GPRS下发命令远程控制关闭阀门。综上，无线自动抄表系统的优点有：
⑴无需人户收费，保证了住宅的私密性。
⑵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。
⑶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。
⑷传输信号稳定，接受信号快捷，实用可靠。
⑸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。
四、结论
随着房地产市场的发展，对室内外燃气管道的设计提出了许多新要求。我们应树立以人为本的设计理念，考虑到燃气设计与住宅设计的相互影响，应将两者联系起来作为一个整体考虑。借鉴国外室内外燃气管道设计的先进技术和新材料，结合国内及我市的实际情况，不断改进现代住宅小区燃气工程的设计。