燃氣發展新階段居民用氣負荷的確定

上海燃氣工程設計研究有限公司 于文才

上海燃氣發展至今已有百余年的歷史，特別自從天然氣引入上海后，燃氣的應用得到了突飛猛進的發展，居民用氣也發生了天翻地覆的變化。上個世紀七八十年代開始，居民用氣主要用于炊事。主要用氣設備也就是燃氣灶，從九十年代開始，燃氣熱水器進入百姓家，居民用氣負荷迅速提高。現在，燃氣行業在確定居民用氣指標時，主要還是考慮燃氣灶跟熱水器這兩個用氣設備，天然氣基本流量取2.4 m3/h(人工煤氣取6.0 m3/h)。從具體的設計實踐中，新的問題不斷出現了，部分新居民小區，特別是別墅區域，居民用氣設備已經超過了以上兩種傳統的設備。如地暖用壁掛鍋爐，燃氣空調，家庭游泳池用燃氣鍋爐。這些新興的用氣設備耗氣量都比燃氣灶要大，而且設備的同時工作系數也會不同。在規劃設計中，如果仍套用原來的負荷指標和同時工作系數，經常會造成供氣不足。

根據近年來我對居民公房規劃設計項目的實踐經驗，在進行住宅項目進行燃氣規劃設計時，不能按常規做法對居民用氣負荷按照統一標準計算，首先要對住宅的性質進行調查了解，然后根據居民的特點對燃氣負荷進行核定。當前新建住宅可劃分為三類：

第一類，普通住宅。這種住宅以動遷房、經濟適用房、廉價租賃房為主，房型較小，住宅的消費群體主要為拆遷居民或收入較低的居民。該類住宅的居民用氣負荷仍可以燃氣規范所描述的用氣負荷來確定。即，在上海地區人工煤氣取6.0 m3/h，天然氣取2.4 m3/h。該居民用氣負荷指標已經歷了幾十年的實踐檢驗，非常科學和可靠。

第二類，高檔公寓。這類住宅以小高層或高層為主，住宅的消費群體以高檔消費為主，房型比較大，這些住宅的居民消費能力強，對生活質量的要求比較高，地暖已經逐漸被他們接受，即使是近期不安裝燃氣地暖，隨著燃氣地暖設備被市場的廣泛認可，在遠期二次裝修時，也有可能會使用燃氣地暖。不論是近期使用燃氣地暖還是遠期使用燃氣地暖，其燃氣負荷應該在規劃設計階段就予以考慮。

燃氣地暖設備通常有兩種，一種是壁掛式采暖爐，這種采暖爐多與傳統快速燃氣熱水器的功能合二為一，俗稱“兩用爐”，就是它有兩套加熱系統，即一套加熱系統能夠提供生活用熱水，另外一套加熱系統能夠為家庭地暖供熱。對于面積小于200 m2的公寓，一般供熱水系統為10～16 l/h為主要潮流，燃氣(人工煤氣)耗量5.5～8.5 m3/h，供熱系統的燃氣耗量為熱水系統的一半左右，既3.0～5.0 m3/h。雖然供熱系統的小時燃氣耗量小于熱水部分，但是地暖設備使用多的居民小區的小時流量會大大增大，因為供熱系統的同時工作系數與熱水器的同時工作系數大不相同，到了冬季的低溫天氣，采暖系統同時使用機率比較大。在上海地區，采暖系統同時工作系數仍無經驗數據，但是可以想象，只要居民有人在家，采暖系統開啟的可能性比較大。另外一種地暖燃氣設備是燃氣鍋爐，這是一種小型鍋爐，體積不大，類同于容積式燃氣熱水器，只是多一套熱水循環系統而已，一般安裝在工作陽臺，對于住宅面積比較緊張的上海市區，這種設備的使用比較少。現在市場上以第一種設備即兩用爐比較常見。

對于這種住宅的規劃和設計項目，在水力計算時，我把居民用氣負荷的小時流量指標定為《城市煤氣、天然氣管道工程技術規范》所規定負荷的1.5倍，即人工煤氣取9.0 m3/h，天然氣取4.0 m3/h，同時工作系數仍然取《城市煤氣、天然氣管道工程技術規范》所規定的數據。經歷過多個寒冷冬天的實踐，我設計的該類小區管網運行可靠。

第三類住宅，別墅或聯體別墅，這些住宅是耗氣量最大的住宅，在前幾年的設計施工中，對該類住宅都未考慮其用氣負荷的與眾不同，現在已經顯現出了許多問題，近幾年上海燃氣銷售公司對上海的長寧區，青浦徐涇地區的多處別墅區域都進行了管道改造，以解決冬季用氣高峰供氣不良問題，而且隨著別墅區域入住率的提高，相信類似問題還會出現。對于別墅類住宅，其用氣設備除了燃氣灶，熱水器，地暖鍋爐設備還會有小型燃氣空調，甚至還會帶有家庭游泳池的燃氣鍋爐。前三種設備已不再贅述，對于小型燃氣空調，按照高檔別墅的建筑面積為1 000 m2計，空調機組功率約為20 kW，使用低壓天然氣供氣，天然氣耗量為1.8 m3/h，流量不大。對于使用天然氣的別墅區域，這種制冷設備有很大的市場空間，但由于該類設備推廣方面的問題，目前使用者很少，即使使用該設備，對居民用氣負荷指標不會產生影響，而且因為該設備主要為夏天制冷用，其耗能指標與冬天用的兩用爐差不多，因此正好與冬季的采暖形成互補，不僅不影響區域小時流量的確定，還可以起到調峰的作用。還有部分超高檔別墅，建筑面積在600～2 000 m2，常會帶有家庭游泳池，對于該類住宅，使用燃氣鍋爐的可能性非常大，因為用電、用油為游泳池加熱熱水是非常不方便和不安全的。對于這種住宅，需要按照游泳池面積和居住面積計算，以確定耗氣量，一般小時流量在10.0～20.0 m3/h(天然氣)，但對于帶游泳池的居民區域，同時工作系數就更加難以確定了。目前沒有實踐的經驗可循，在規劃設計的水力計算時，我先計算出單個居民的燃氣負荷，再參照工營事團的同時工作系數來估算區域的小時負荷，這樣算出的結果比較偏大。

近期一個工程實例，100戶的高檔別墅區，設置了額定流量為1 000 m3/h的調壓器，小區低壓配氣管的管徑也以D250，D200，D160為主，而如果按照傳統居民用氣負荷來確定的話，額定流量為300 m3/h調壓器和D160，D110配氣管已經足夠。現在還很難評價我規劃計算的燃氣流量與實際計算流量相差多少，只能等待實踐的檢驗。

居民用氣負荷是規劃設計中最基本的用氣指標，但是隨著燃氣應用的擴大，應用領域的增加，使居民用氣設備和用氣量出現突飛猛進的變化，對于該用氣負荷的確定，是我們作為專業的燃氣規劃與設計人員所面臨的新課題。只有通過開展專項的調查與統計，以準確的數據來修正燃氣規范中居民用氣負荷，才能使燃氣規劃與設計的成果更加的完善和科學。