高層居民天然氣供氣系統(tǒng)可分為：低壓供應(yīng)系統(tǒng)、中壓供應(yīng)系統(tǒng)及中—低壓聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)。對(duì)于樓層數(shù)較少，用氣量不大的高層建筑，可由城市低壓管網(wǎng)直接供氣，采用天然氣低壓供應(yīng)系統(tǒng)。低壓供應(yīng)還包括由中壓管網(wǎng)供氣至樓幢調(diào)壓箱、調(diào)壓室、調(diào)壓柜調(diào)壓后變?yōu)榈蛪禾烊粴膺M(jìn)入建筑物內(nèi)。對(duì)于樓層數(shù)較多，用氣量較大的高層建筑，可采用天然氣中壓供應(yīng)系統(tǒng)。中壓供應(yīng)系統(tǒng)采用中壓天然氣進(jìn)戶，在戶內(nèi)設(shè)置戶內(nèi)調(diào)壓器將壓力調(diào)至燃燒器所需要的壓力。
2天然氣供應(yīng)系統(tǒng)中的問題及處理技術(shù)
2.1高層建筑沉降問題及解決方法
高層建筑的自重很大，土壤的承載能力有限，一般高層建筑地基都有一定數(shù)值的允許沉降量。地基產(chǎn)生大小不同的沉降，將給天然氣管道在建筑物內(nèi)的設(shè)置帶來一定的難度，特別是對(duì)天然氣引入管的影響非常大。由于建筑物沉降時(shí)，天然氣引入管是相對(duì)靜止的，因此天然氣引入管道要承受建筑物作用產(chǎn)生的切應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力超過極限時(shí)，管道就會(huì)斷裂、脫開等，造成天然氣泄漏，容易發(fā)生安全事故?？朔邔咏ㄖ两档姆椒ǎ?br />
(1)在立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)償能力來減小引入管的切應(yīng)力;
(2)在立管前的水平管上加設(shè)幾個(gè)彎頭，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)在立管前的水平管上加設(shè)彎曲管、蛇形管等撓性管，用撓性管自然補(bǔ)償來減少引入管的受力;
(4)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。
2.2高層建筑的水平位移問題及補(bǔ)償措施
在風(fēng)載荷的作用下，高層及超高層建筑物上部會(huì)發(fā)生水平位移。建筑物表面所受風(fēng)載荷不同，則建筑物的振動(dòng)周期不同，振動(dòng)頻率也不同。當(dāng)建筑物振動(dòng)頻率與天然氣供應(yīng)系統(tǒng)管道的振動(dòng)頻率接近時(shí)，有可能發(fā)生共振現(xiàn)象，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。高層建筑在不同的高度產(chǎn)生的水平位移不同，使整個(gè)高層建筑在高度方向呈弧狀，則整個(gè)天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的豎直立管和橫向支管均發(fā)生位移。
天然氣供應(yīng)系統(tǒng)豎直的立管和橫管在進(jìn)行伸縮補(bǔ)償時(shí)，不論豎管還是橫管，必須在其上設(shè)置錨固點(diǎn)，以限定補(bǔ)償?shù)姆秶?，并且在橫管錨固點(diǎn)之前設(shè)伸縮補(bǔ)償器，而天然氣穩(wěn)壓器、閥門等管道設(shè)備應(yīng)設(shè)于橫管錨固定點(diǎn)后，應(yīng)視作相對(duì)于建筑是無水平位移，使這些管道設(shè)備免受天然氣管道位移的影響。豎直管道上錨固點(diǎn)之間的距離由風(fēng)載荷在立管上產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，校核壓縮應(yīng)力及彎曲應(yīng)力這3個(gè)應(yīng)力的合力與該立管鋼材的許用應(yīng)力來確定。最后再考慮該段管道的熱漲，以便考慮熱補(bǔ)償措施，并據(jù)此來校核建筑結(jié)構(gòu)承受管道自重的能力，最終調(diào)整豎直管道上的錨固定點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
2.3高層建筑天然氣供氣立管自重的問題
高層建筑物的樓層數(shù)較多，燃?xì)饬⒐艿拈L(zhǎng)度也較長(zhǎng)，管道的自重較重，產(chǎn)生的壓應(yīng)力很大。為了使整個(gè)立管自重能均勻分?jǐn)偅瑧?yīng)在建筑物中每隔一定的距離設(shè)置管道的固定支架，使固定支架與建筑物成為一體，以減少立管底部壓縮應(yīng)力過于集中，防止因管道下沉而引起引入管受力折斷或變形引起倒坡。一般固定立管的做法有：
(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?、套管以及建筑物成為一體。
(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，或加一段水平管段，在水平管段上加支架。
(3)在立管的底部及最高部位，采用完全固定。
2.4高層建筑天然氣供氣管道溫度變化熱應(yīng)力及消除措施
高層建筑內(nèi)的天然氣供氣管道豎直管很長(zhǎng)，由于施工時(shí)的環(huán)境溫度與管道工作時(shí)的溫度不同，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。施工時(shí)的環(huán)境溫度與管道工作時(shí)的溫度差與高層建筑內(nèi)的天然氣供氣立管的敷設(shè)位置有關(guān)。產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)將樓板或外墻的管卡等破壞。高層建筑燃?xì)饬⒐芎退礁晒軕?yīng)考慮工作環(huán)境溫度下的極限變形，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償器;補(bǔ)償器宜采用形或波紋管形，不得采用填料型。
2.5因密度差產(chǎn)生的附加壓力問題
附加壓力是由于天然氣密度與空氣密度有差異，以及測(cè)壓點(diǎn)或用壓點(diǎn)與測(cè)壓基準(zhǔn)點(diǎn)或供壓起始點(diǎn)的高差引起的物理現(xiàn)象。附加壓力對(duì)高層天然氣供氣系統(tǒng)的影響還與天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式有關(guān)。附加壓力過大，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?，甚至發(fā)生離焰、脫火、回火和熄火等現(xiàn)象，增大供氣不安全性。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。
2.5.1天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式
天然氣供氣系統(tǒng)的供氣方式可分為：上環(huán)下行供氣系統(tǒng)、下環(huán)上行供氣系統(tǒng)、上環(huán)下行+下環(huán)上行供氣系統(tǒng)。
上環(huán)下行供氣系統(tǒng)是指中壓管道沿建筑物外墻敷設(shè)至樓頂，經(jīng)樓頂中-低壓調(diào)壓箱調(diào)壓后，分出若干根低壓立管，各低壓立管沿著靠近用氣房間的建筑外墻或陽臺(tái)向下引至各用戶的供氣方式。這種供氣方式的調(diào)壓設(shè)備、控制閥門及放散管都設(shè)置在屋頂，建筑外立面燃?xì)庠O(shè)施較少，且屋頂管道都為明設(shè)，方便檢修維護(hù)。上環(huán)下行供氣系統(tǒng)一般一棟樓只有一條中壓管道引出地面，埋地庭院管道較短，從而有效地減少了此類問題的發(fā)生。且每棟樓都只在中壓管道引出地面處設(shè)置一個(gè)閥門箱，減少了對(duì)建筑立面的影響。因此對(duì)于屋頂有布管條件的建筑，提倡使用這種供氣系統(tǒng)。
如果建筑物屋頂沒有敷設(shè)管道和安裝調(diào)壓裝置的空間，就適合采用下環(huán)上行供氣系統(tǒng)。對(duì)于樓層較少、用戶數(shù)量不多的建筑，尤其是別墅區(qū)，采用下環(huán)上行供氣系統(tǒng)更為經(jīng)濟(jì)?？稍谕ピ汗艿榔瘘c(diǎn)位置設(shè)置調(diào)壓箱庭院管道全部采用低壓管道，這樣可以節(jié)約管材和調(diào)壓設(shè)備，并且低壓管道與其他管道和建筑物的間距要求較小，容易布管。但這種方式會(huì)造成庭院管道較長(zhǎng)、埋深不足等問題。采用這種設(shè)計(jì)方案后應(yīng)做好與主體設(shè)計(jì)院的管道綜合和外立面協(xié)調(diào)工作，盡量減少與其他專業(yè)的沖突。
