上海燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究有限公司　龐浩波

加氣站設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)研究

上海燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究有限公司龐浩波

隨著我國(guó)CNG、LNG加氣站的建設(shè)的越來(lái)越多，從加氣站設(shè)計(jì)角度遇到的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題入手，結(jié)合規(guī)范與實(shí)際逐一對(duì)其進(jìn)行分析研究，并歸納總結(jié)，以求從中得出有益經(jīng)驗(yàn)，為日后工程建設(shè)提供了良好借鑒。

加氣站總體設(shè)計(jì)加氣站道路設(shè)計(jì)加氣站建筑設(shè)計(jì)加氣站綠色建筑評(píng)價(jià)

0　前言

以天然氣作為燃料的汽車(chē)同燃油汽車(chē)相比，可綜合降低廢氣污染物排放量82.2%，環(huán)保效果明顯。以LNG車(chē)輛為例，比石油減少93%的灰分，99%以上的SO2，80%的NO2，94%的CO以及25%的CO2，燃料成本降低超過(guò)20%，但是我國(guó)的加氣站網(wǎng)絡(luò)尚未形成，制約了天然氣車(chē)輛的發(fā)展。全國(guó)汽車(chē)加氣站的網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)腳步正越來(lái)越快。本文根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范及各燃?xì)夤窘ㄔO(shè)天然氣加氣站要求，并大量借鑒了加氣站的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，從總平面布置、主要設(shè)備配置、主要建構(gòu)物設(shè)計(jì)、消防系統(tǒng)、內(nèi)部空間等多方面對(duì)加氣站設(shè)計(jì)進(jìn)行一些總結(jié)。

1　總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則

CNG加氣站主要針對(duì)城市出租車(chē)、公交車(chē)、短途巴士，站址宜選擇在城市周邊，便于車(chē)輛加氣。CNG儲(chǔ)氣設(shè)施，宜優(yōu)選選用儲(chǔ)氣井。LNG加氣站主要針對(duì)重載、貨運(yùn)大型車(chē)輛及城際大巴，站址宜選擇在國(guó)道、省道，城市環(huán)線。LNG儲(chǔ)罐優(yōu)先采用臥式儲(chǔ)罐。加氣站用地均為商業(yè)用地，站址選擇應(yīng)符合國(guó)家頒布的相關(guān)規(guī)范要求；應(yīng)符合地方政府的建設(shè)規(guī)劃；應(yīng)符合區(qū)域交通規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)和防火安全的要求；應(yīng)選擇在車(chē)流量較大、交通便利的地段；應(yīng)避開(kāi)地下構(gòu)筑物、管線、電(光)纜；不應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件惡劣和自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)；站內(nèi)工藝設(shè)備布置滿足與站外建、構(gòu)筑物的安全間距，不低于《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2012)(2014版)表4.0.8及4.0.9。

1.1LNG加氣站常規(guī)配置

各級(jí)LNG加氣站常規(guī)配置見(jiàn)表1。

表1　各級(jí)加氣站常規(guī)配置

1.2CNG加氣站常規(guī)配置

各類(lèi)CNG加氣站常規(guī)配置見(jiàn)表2。

表2　各類(lèi)CNG加氣站常規(guī)配置

2　總平面布置

總平面布置按功能主要分為加氣區(qū)、站房、輔助生產(chǎn)區(qū)及工藝設(shè)備區(qū)按站的類(lèi)型、等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)其特點(diǎn)、適用范圍設(shè)計(jì)平面布置方案，加氣站布置及建筑設(shè)計(jì)宜模塊化。

站區(qū)平面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少建筑物的數(shù)量，設(shè)施盡量與站房或輔助用房合并。

加氣區(qū)按照靠近道路的原則，考慮行車(chē)通暢。

輔助生產(chǎn)區(qū)：包含消防泵房、壁掛爐間、發(fā)電機(jī)室及水處理間。

站內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物、工藝設(shè)施的設(shè)置：

(1)站房：站房布置在罩棚后面或一側(cè)，在滿足工藝的前提下，有營(yíng)業(yè)室的站房與罩棚宜有1 m以上的重疊區(qū)域，但結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立。

(2)輔助用房：站內(nèi)生產(chǎn)輔助設(shè)施宜集中設(shè)置；專(zhuān)設(shè)室內(nèi)變配電間，當(dāng)室內(nèi)變配電間不滿足供電部門(mén)要求時(shí)采用室外箱變電，宜靠近站房或輔助用房設(shè)置。

(3)道路及場(chǎng)地：道路與場(chǎng)地按行車(chē)順暢、停車(chē)方便及大型車(chē)輛進(jìn)出安全的原則布置。

(4)圍墻：站內(nèi)工藝設(shè)備區(qū)周?chē)膰鷫υO(shè)置不燃燒實(shí)體圍墻，面向車(chē)輛入口和出口道路的一側(cè)可設(shè)非實(shí)體圍墻或不設(shè)圍墻。

(5)工藝設(shè)備區(qū)：對(duì)儲(chǔ)罐、低溫潛液泵、高壓柱塞泵、氣化器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣井/儲(chǔ)氣瓶組等設(shè)備進(jìn)行集中布置。嚴(yán)格遵循國(guó)標(biāo)、布置簡(jiǎn)明、功能區(qū)劃分清楚、設(shè)備之間距離盡量近；彎頭盡量少；管線盡量短。

(6)綠化滿足地方規(guī)劃管理部門(mén)要求，且站內(nèi)不應(yīng)種植油性及容易積聚氣體的植物。根據(jù)地域及氣候條件，主要種植短草坪及矮灌木。

消防水系統(tǒng)在條件允許的情況下，LNG、LNG/L-CNG二級(jí)站及以上優(yōu)先設(shè)置消防水池。若場(chǎng)站條件不許可，可考慮其他方式，如將儲(chǔ)罐半地下設(shè)置的建站模式。

3　加氣站道路設(shè)計(jì)

加氣站路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜優(yōu)先采用《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)。施工設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

(1)根據(jù)規(guī)范，鋼筋網(wǎng)離面層頂面的距離在1/3～1/2面層厚度范圍內(nèi)。

(2)鋼筋網(wǎng)規(guī)格將考慮行車(chē)荷載和溫度梯度的綜合作用。

(3)為應(yīng)付嚴(yán)重超載，部分路面將考慮鋪設(shè)雙層雙向鋼筋。

(4)考慮在面層的脹縫、施工縫、自由邊及縮縫的角隅配置角隅鋼筋。

(5)明確行車(chē)道路面橫向坡度及路肩表面的橫向坡度，充分考慮路面排水。

(6)縱向接縫的間距(即板寬)在3.0～4.5 m范圍內(nèi)，橫向接縫的間距在4.0～6.0 m范圍內(nèi)，平面面積不大于25 m2，縱縫平行于路中線，橫縫垂直于縱縫。

(7)減速帶分別設(shè)置于加氣站汽車(chē)出入口，材料為鑄鋼，色彩采用黃黑間隔；統(tǒng)一采用國(guó)內(nèi)道路交通設(shè)施成品。

輕型道路結(jié)構(gòu)選型：一般用于消防及檢修車(chē)道、輕型運(yùn)輸車(chē)輛的水泥混凝土道路；參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，單后軸重P≤130 kN (13.26 t)的汽車(chē)(普通車(chē))。

選型方法舉例：確定道路面層厚度：確定單后軸設(shè)計(jì)荷載P≤130 kN，確定道路使用壽命30年，最終確定道路面板厚度18 cm(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P69)；水泥混凝土計(jì)算抗折強(qiáng)度為4.0 MPa；確定基層材料厚度：按照《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ 003—1986)查找項(xiàng)目所在地區(qū)的區(qū)劃級(jí)別；查找項(xiàng)目所在區(qū)域的分界相對(duì)含水量(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P62)；查找項(xiàng)目所在區(qū)域的土基回彈模量(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P63～67)； 選擇基層材料，確定材料抗壓回彈模量和基層最小厚度(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P69)；一般情況下選擇級(jí)配碎石材料，材料抗壓回彈模量為300/250/200 MPa，最小厚度不小于15 cm；最終確定基層材料厚度(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P7)；查找輕型壓實(shí)路基的最小壓實(shí)系數(shù)(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—2)，P68)；

重型道路結(jié)構(gòu)選型：一般用于重型運(yùn)輸車(chē)輛的水泥混凝土道路；參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，單后軸重P＞130 kN(13.26 t)的汽車(chē)(重型車(chē))；我們常用的為單后軸重190 kN(20 t)。

選型方法舉例：確定道路面層厚度：確定單后軸設(shè)計(jì)荷載190 kN，確定道路使用壽命30年，最終確定道路面板厚度24 cm(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，P7)；水泥混凝土計(jì)算抗折強(qiáng)度為4.5 MPa；確定基層材料厚度：按照《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ 003—1986)查找項(xiàng)目所在地區(qū)的區(qū)劃級(jí)別；查找項(xiàng)目所在區(qū)域的分界相對(duì)含水量(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，P82)；查找項(xiàng)目所在區(qū)域的土基回彈模量(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4），P83～87)；選擇基層材料，確定材料抗壓回彈模量和基層最小厚度(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，P89)；一般情況下選擇級(jí)配碎石材料，材料抗壓回彈模量為300/250/200 MPa，最小厚度不小于15 cm；最終確定基層材料厚度(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，P6)；查找重型壓實(shí)路基的最小壓實(shí)系數(shù)(參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《道路》(93J007—4)，P88)。

加氣站在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮消防車(chē)的分類(lèi)、消防車(chē)道路寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、道路荷載考慮。加氣站消防車(chē)一般分為輕型消防車(chē)、中型消防車(chē)、重型消防車(chē)三種類(lèi)型；輕型消防車(chē)、中型消防車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑一般不小于9 m，重型消防車(chē)轉(zhuǎn)彎彎半徑不小于12 m。輕型消防車(chē)、中型消防車(chē)回車(chē)場(chǎng)地12×12 m，重型消防車(chē)回車(chē)場(chǎng)地18×18 m。

4　加氣站罩棚設(shè)計(jì)

罩棚常用結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)罩棚優(yōu)點(diǎn)：跨度最大，造價(jià)較低，建設(shè)時(shí)間中等，后期維護(hù)費(fèi)用高，缺點(diǎn)：不適用于海邊、臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)區(qū)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)罩棚特點(diǎn)：跨度較小，造價(jià)適中。建設(shè)周期長(zhǎng)需養(yǎng)護(hù)、后期維護(hù)費(fèi)用極少，適用于所有地區(qū)。罩棚凈高不應(yīng)小于4.5 m，罩棚耐火等級(jí)不低于二級(jí)。

5　加氣站建筑設(shè)計(jì)

站房屬于公共建筑，設(shè)計(jì)原則：“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”。站房一般由辦公室、值班室、營(yíng)業(yè)室、控制室、變配電間、衛(wèi)生間和便利店組成，站房?jī)?nèi)可設(shè)非明火餐廚設(shè)備。站房一部分位于加油加氣作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，該站房的建筑面積不宜超過(guò)300 m2，且該站房?jī)?nèi)不得有明火設(shè)備。站房走道尺寸根據(jù)《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 67—2006)4.1.9辦公建筑的走道應(yīng)符合下列要求：寬度應(yīng)滿足防火疏散要求，最小凈寬應(yīng)符合表4.1.9的規(guī)定：

表3　走道最小凈寬

走道設(shè)計(jì)中要考慮到人在建筑空間內(nèi)的舒適性和使用方便性。走道寬度滿足規(guī)范最小要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)多留100～300 mm的余量，并結(jié)合人的空間感受確定。在設(shè)計(jì)中要考慮到走道是否有吊頂以及吊頂高度。結(jié)合走道端部窗的設(shè)計(jì)，做好自然通風(fēng)和自然采光設(shè)計(jì)。

站房層高根據(jù)《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 67—2006)4.1.11辦公建筑分類(lèi)，辦公室的凈高應(yīng)滿足：一類(lèi)辦公建筑不應(yīng)低于2.70 m；二類(lèi)辦公建筑不應(yīng)低于2.60 m；三類(lèi)辦公建筑不應(yīng)低于2.50 m。辦公建筑的走道凈高不應(yīng)低于2.20 m，貯藏間凈高不應(yīng)低于2.00 m。根據(jù)我們實(shí)際項(xiàng)目狀況，一般加氣站站房的辦公類(lèi)為普通辦公建筑，設(shè)計(jì)使用年限為50年，耐火等級(jí)不低于二級(jí)，即按照三類(lèi)辦公建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般建筑層高的計(jì)算：三類(lèi)辦公建筑不應(yīng)低于2.50 m，室內(nèi)梁高一般為0.6 m，考慮吊頂所占高度0.1 m，噴淋系統(tǒng)所占高度0.1 m，空調(diào)通風(fēng)所占高度0.5 m；我們加氣站的站房按照規(guī)范很少需要室內(nèi)噴淋系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。優(yōu)化措施：

(1)對(duì)全是劃分小開(kāi)間站房的層高定為3.3 m；

(2)對(duì)便利店等大空間的舒適性或者吊頂做些造型等，層高宜定為3.6 m或以上。

站房的辦公室一般分為封閉式和開(kāi)放式。辦公室在布置吊頂上的通風(fēng)口、照明、防火設(shè)施等時(shí)，宜為自行分隔或裝修創(chuàng)造條件，有條件的工程宜設(shè)計(jì)成模塊式吊頂；

站房無(wú)障礙設(shè)計(jì)：根據(jù)《無(wú)障礙設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50763—2012)8.11.1汽車(chē)加油加氣站附屬建筑的無(wú)障礙設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：建筑物至少應(yīng)有1處為無(wú)障礙出入口，且宜位于主要出入口處；女廁所的無(wú)障礙設(shè)施包括至少1個(gè)無(wú)障礙廁位和1個(gè)無(wú)障礙洗手盆；男廁所的無(wú)障礙設(shè)施包括至少1個(gè)無(wú)障礙廁位、1個(gè)無(wú)障礙小便器和1個(gè)無(wú)障礙洗手盆。

設(shè)備用房根據(jù)《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 67—2006)4.5.3產(chǎn)生噪聲或振動(dòng)的設(shè)備機(jī)房應(yīng)采取消聲、隔聲和減振等措施，并不宜毗鄰辦公用房和會(huì)議室，也不宜布置在辦公用房和會(huì)議室的正上方。在場(chǎng)地條件允許的情況下，燃?xì)庠O(shè)備房間(如鍋爐房、發(fā)電機(jī)房、消防泵房等輔助用房)要與辦公、便利店、值班室等功能用房分樓建設(shè)，避免相互影響干擾；在場(chǎng)地條件不允許的情況下，要向業(yè)主說(shuō)明混建的不利之處，除了相互功能影響外，對(duì)水、電等系統(tǒng)管線走向以及對(duì)建筑防火都是不利的；還有提醒相關(guān)專(zhuān)業(yè)在機(jī)房設(shè)備安裝時(shí)做好消聲、隔聲和減振等措施.

建筑立面設(shè)計(jì)站房及罩棚的外立面設(shè)計(jì)是整個(gè)加氣站的重點(diǎn)，立面設(shè)計(jì)宜簡(jiǎn)潔、明快，建筑外形宜現(xiàn)代、罩棚及站房一般采用鋁板包覆。

綠色建筑評(píng)價(jià)：根據(jù)《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理有關(guān)工作的通知》(建辦科[2015]53號(hào))、《上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)關(guān)于本市綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理有關(guān)工作的通知》(滬建管[2015]947號(hào))等文件要求，依據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》(建科[2007]206號(hào))、《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378—2014)、《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》(建科[2007]205號(hào))、《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則補(bǔ)充說(shuō)明(規(guī)劃設(shè)計(jì)部分)》(建科[2008]113號(hào))、《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則補(bǔ)充說(shuō)明(運(yùn)行使用部分)》(建科函[2009]235號(hào))、《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50878—2013)和上海市《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(DG/TJ 08—2090—2012)評(píng)價(jià)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)綠色建筑分為一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)3個(gè)等級(jí)。3個(gè)等級(jí)的綠色建筑均應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)所有控制項(xiàng)的要求，且每類(lèi)指標(biāo)的評(píng)分項(xiàng)得分不應(yīng)小于40分。當(dāng)綠色建筑總得分分別達(dá)到50分、60分和80分時(shí)，綠色建筑等級(jí)分別為一星級(jí)、二星級(jí)和三星級(jí)。上海地區(qū)要求站房最低能達(dá)到綠色建筑一星標(biāo)準(zhǔn)。

節(jié)能設(shè)計(jì)：站房屬于公共建筑需要進(jìn)行節(jié)能計(jì)算。通過(guò)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189—2015)。

6　結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)加氣站建設(shè)越來(lái)越多，人們對(duì)加氣站建設(shè)的安全要求、美觀要求和現(xiàn)代化管理要求越來(lái)越高。加氣站總體設(shè)計(jì)人員需要在前期、中間設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收、服務(wù)運(yùn)營(yíng)全過(guò)程進(jìn)行細(xì)致和全面的綜合考慮，才能設(shè)計(jì)出令人滿意的加氣站。

Research on Overall Design of Refilling Gas Station

Shanghai Gas Engineering Design and Research Co., Ltd.PangHaobo

With more and more construction of CNG、LNG station in our country, this paper makes an analysis of the gas station overall design from some key points, which combine the standard and the practice. Then makes a generalization and provides favorable reference for the construction projects in the future.

refilling gas station, overall design, road design, architectural design, green building assessing