商业综合体燃气设计计算书（Excel自动版）

商业综合体燃气设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计参数,,,,,,,,,

1,天然气标准状态密度,ρ₀,查表值,——,kg/m³,0.76,标准状态（0℃，101.325kPa）下天然气密度,GB50028-2006附录A,二类气典型值

2,天然气相对密度,S,查表值,——,—,0.59,天然气密度与空气密度的比值,GB50028-2006附录A,空气密度1.293kg/m³

3,天然气运动粘度,ν,查表值,——,m²/s,0.000015,15℃时天然气运动粘度,燃气工程设计手册,常温近似值

4,天然气低位发热量,Q_low,查表值,——,MJ/m³,32.7,标准状态下低位发热量,GB17820-2018,用于热负荷计算

5,设计环境温度,T₀,设计值,——,K,288.15,取15℃为计算温度,GB50028-2006,即摄氏温度15℃

6,标准大气压力,P₀,设计值,——,kPa,101.325,标准大气压,物理常数,绝对压力

7,低压管道设计压力,P,设计值,——,kPa,5,调压柜出口表压,GB50028-2006,表压值

8,管道计算绝对压力,P_abs,计算值,P₀+P,kPa,106.325,设计压力+大气压,燃气工程设计手册,用于水力计算

9,重力加速度,g,常数,——,m/s²,9.81,重力加速度标准值,物理常数,常量

10,压缩因子,Z,查表值,——,—,0.998,低压下天然气近似理想气体,燃气工程设计手册,低压近似取1

二、用气负荷计算,,,,,,,,,

1,中餐灶额定热负荷,Q_cz,设计值,——,kW/台,45,单眼中餐炒菜灶额定热负荷,CJ/T28-2013,商业餐饮常用

2,中餐灶数量,n_cz,设计值,——,台,48,各楼层中餐灶总数,建筑提资,共6层，每层8台

3,中餐灶同时工作系数,K_cz,查表值,——,—,0.65,根据灶具数量查同时工作系数,GB50028-2006表10.2.2,48台对应系数

4,中餐灶总计算流量,V_cz,计算值,n_cz×Q_cz×K_cz/(Q_low/3.6),m³/h,154.5688073,灶具总额定流量×同时系数,GB50028-2006第10.2.2条,1kW·h=3.6MJ

5,大锅灶额定热负荷,Q_dg,设计值,——,kW/台,60,食堂大锅灶额定热负荷,CJ/T28-2013,直径800mm大锅灶

6,大锅灶数量,n_dg,设计值,——,台,12,各楼层大锅灶总数,建筑提资,共6层，每层2台

7,大锅灶同时工作系数,K_dg,查表值,——,—,0.75,根据灶具数量查同时工作系数,GB50028-2006表10.2.2,12台对应系数

8,大锅灶总计算流量,V_dg,计算值,n_dg×Q_dg×K_dg/(Q_low/3.6),m³/h,59.44954128,大锅灶总额定流量×同时系数,GB50028-2006第10.2.2条,

9,蒸箱额定热负荷,Q_zx,设计值,——,kW/台,25,商用蒸箱额定热负荷,CJ/T187-2003,双门蒸箱

10,蒸箱数量,n_zx,设计值,——,台,18,各楼层蒸箱总数,建筑提资,共6层，每层3台

11,蒸箱同时工作系数,K_zx,查表值,——,—,0.7,根据灶具数量查同时工作系数,GB50028-2006表10.2.2,18台对应系数

12,蒸箱总计算流量,V_zx,计算值,n_zx×Q_zx×K_zx/(Q_low/3.6),m³/h,34.67889908,蒸箱总额定流量×同时系数,GB50028-2006第10.2.2条,

13,热水锅炉额定热负荷,Q_gl,设计值,——,kW/台,1400,燃气热水锅炉额定热负荷,设计选型,供暖及生活热水

14,热水锅炉数量,n_gl,设计值,——,台,2,锅炉房锅炉总数,暖通提资,一用一备

15,锅炉同时工作系数,K_gl,查表值,——,—,1,锅炉一用一备，同时系数1.0,GB50028-2006,单台运行

16,锅炉总计算流量,V_gl,计算值,n_gl×Q_gl×K_gl/(Q_low/3.6),m³/h,308.2568807,锅炉额定流量×同时系数,GB50028-2006第10.2.2条,

17,其他用气设备额定流量,V_qt,设计值,——,m³/h,80,包括烤箱、开水器等,建筑提资,预留用气

18,其他用气同时系数,K_qt,选用值,——,—,0.7,其他小型用气设备同时系数,GB50028-2006,经验值

19,其他用气计算流量,V_qt_calc,计算值,V_qt×K_qt,m³/h,56,其他用气计算流量,燃气工程设计手册,

20,未预见气量系数,K_wyj,选用值,——,—,1.1,管网漏损及未预见用户,GB50028-2006,取10%裕量

21,总计算流量,V_total,计算值,(V_cz+V_dg+V_zx+V_gl+V_qt_calc)×K_wyj,m³/h,674.2495413,所有用户计算流量之和×裕量系数,GB50028-2006第10.2节,管网总设计流量

三、室外庭院管水力计算,,,,,,,,,

1,低压燃气管道摩擦阻力公式常数a,a,查表值,——,—,0.0012,钢管低压燃气管道公式系数,GB50028-2006第10.2.5条,钢管湍流粗糙区

2,低压燃气管道摩擦阻力公式常数b,b,查表值,——,—,0.25,钢管低压燃气管道公式指数,GB50028-2006第10.2.5条,与管径流量相关

3,管段1计算流量,V₁,计算值,V_total,m³/h,674.2495413,调压柜出口总管流量,水力计算简图,管段1：调压柜-建筑A

4,管段1长度,L₁,设计值,——,m,85,管道实际长度,总平面图,直线长度+管件折算

5,管段1初选管径,DN₁,选用值,——,mm,200,初选管径,GB50028-2006,De225PE管对应公称直径

6,管段1内径,d₁,计算值,DN₁×0.95,mm,190,考虑壁厚后的内径,管材规格,PE管壁厚约10mm

7,管段1单位长度阻力损失,ΔP₁₀,计算值,a×V₁^b/(d₁/100)^5×(ρ₀/1.293),Pa/m,0.000145155,低压钢管单位长度摩擦阻力,GB50028-2006公式10.2.5-1,

8,管段1局部阻力系数,K_j1,选用值,——,—,1.2,局部阻力与沿程阻力比值,GB50028-2006第10.2.6条,取沿程阻力20%

9,管段1总阻力损失,ΔP₁,计算值,ΔP₁₀×L₁×K_j1,Pa,0.01480586,沿程阻力+局部阻力,燃气工程设计手册,

10,管段2计算流量,V₂,计算值,V_total×0.6,m³/h,404.5497248,建筑A引入管流量,水力计算简图,负担A座60%负荷

11,管段2长度,L₂,设计值,——,m,45,管道实际长度,总平面图,

12,管段2初选管径,DN₂,选用值,——,mm,150,初选管径,GB50028-2006,De160PE管

13,管段2内径,d₂,计算值,DN₂×0.95,mm,142.5,考虑壁厚后的内径,管材规格,

14,管段2单位长度阻力损失,ΔP₂₀,计算值,a×V₂^b/(d₂/100)^5×(ρ₀/1.293),Pa/m,0.00053835,单位长度摩擦阻力,GB50028-2006公式10.2.5-1,

15,管段2局部阻力系数,K_j2,选用值,——,—,1.25,局部阻力与沿程阻力比值,GB50028-2006第10.2.6条,分支管取25%

16,管段2总阻力损失,ΔP₂,计算值,ΔP₂₀×L₂×K_j2,Pa,0.030282205,沿程阻力+局部阻力,燃气工程设计手册,

17,管段3计算流量,V₃,计算值,V_total×0.4,m³/h,269.6998165,建筑B引入管流量,水力计算简图,负担B座40%负荷

18,管段3长度,L₃,设计值,——,m,60,管道实际长度,总平面图,

19,管段3初选管径,DN₃,选用值,——,mm,150,初选管径,GB50028-2006,De160PE管

20,管段3内径,d₃,计算值,DN₃×0.95,mm,142.5,考虑壁厚后的内径,管材规格,

21,管段3单位长度阻力损失,ΔP₃₀,计算值,a×V₃^b/(d₃/100)^5×(ρ₀/1.293),Pa/m,0.000486454,单位长度摩擦阻力,GB50028-2006公式10.2.5-1,

22,管段3局部阻力系数,K_j3,选用值,——,—,1.25,局部阻力与沿程阻力比值,GB50028-2006第10.2.6条,

23,管段3总阻力损失,ΔP₃,计算值,ΔP₃₀×L₃×K_j3,Pa,0.036484082,沿程阻力+局部阻力,燃气工程设计手册,

24,最不利管路总阻力损失,ΔP_out,计算值,ΔP₁+ΔP₂,Pa,0.045088065,最不利环路阻力和,燃气工程设计手册,调压柜至建筑A最不利点

25,允许阻力损失,ΔP_allow,设计值,——,Pa,1500,低压管道允许总阻力损失,GB50028-2006第10.2.7条,含室内外管道

26,室外管阻力验算,Result_out,判断值,"IF(ΔP_out<ΔP_allow×0.6,""满足"",""不满足"")",—,满足,室外管阻力不大于总允许值60%,GB50028-2006第10.2.7条,预留室内阻力裕量

四、室内立管水力计算,,,,,,,,,

1,室内镀锌钢管摩擦阻力公式,ΔP_g,查表值,——,—,0.0008,镀锌钢管阻力公式系数,GB50028-2006第10.2.5条,

2,立管1计算流量（1-6层）,V_l1,计算值,V₂/4,m³/h,101.1374312,A座4根立管，平均分配,水力计算简图,餐饮区域均匀供气

3,立管总长度,L_l,设计值,——,m,28,1层至6层立管总高度,建筑剖面图,每层高4.5m

4,立管初选管径,DN_l,选用值,——,mm,100,立管公称直径,GB50028-2006,DN100镀锌钢管

5,立管内径,d_l,查表值,——,mm,106,DN100镀锌钢管实际内径,管材规格表,普通壁厚

6,立管单位长度阻力损失,ΔP_l0,计算值,ΔP_g×V_l1^1.96/(d_l/100)^5.06×(ρ₀/1.293),Pa/m,2.977726026,镀锌钢管单位长度阻力,CJJ/T146-2011公式,海曾-威廉公式近似

7,立管局部阻力系数,K_jl,选用值,——,—,1.3,局部阻力与沿程阻力比值,GB50028-2006第10.2.6条,立管配件较多取30%

8,立管总阻力损失,ΔP_l,计算值,ΔP_l0×L_l×K_jl,Pa,108.3892274,立管沿程+局部阻力,燃气工程设计手册,

9,水平支管最长长度,L_zb,设计值,——,m,35,最远灶具距立管距离,建筑平面图,每层最远点距离

10,水平支管计算流量,V_zb,计算值,V_l1/6,m³/h,16.85623853,每层支管流量,水力计算简图,每层用户流量

11,水平支管管径,DN_zb,选用值,——,mm,50,水平支管公称直径,GB50028-2006,DN50镀锌钢管

12,水平支管内径,d_zb,查表值,——,mm,53,DN50镀锌钢管实际内径,管材规格表,

13,水平支管单位长度阻力,ΔP_zb0,计算值,ΔP_g×V_zb^1.96/(d_zb/100)^5.06×(ρ₀/1.293),Pa/m,2.964285735,支管单位长度阻力,CJJ/T146-2011,

14,支管局部阻力系数,K_jzb,选用值,——,—,1.4,局部阻力与沿程阻力比值,GB50028-2006,弯头、阀门多取40%

15,水平支管总阻力损失,ΔP_zb,计算值,ΔP_zb0×L_zb×K_jzb,Pa,145.250001,支管沿程+局部阻力,燃气工程设计手册,

16,燃气表阻力损失,ΔP_meter,设计值,——,Pa,120,商业燃气表额定压力损失,GB/T6968-2019,G6/G10/G16表典型值

17,灶具前支管阻力损失,ΔP_stove,选用值,——,Pa,80,表后至灶具支管阻力,燃气工程设计手册,DN15-DN25小管阻力

18,室内管路总阻力损失,ΔP_in,计算值,ΔP_l+ΔP_zb+ΔP_meter+ΔP_stove,Pa,453.6392284,室内最不利管路总阻力,燃气工程设计手册,

19,室内外总阻力损失,ΔP_total,计算值,ΔP_out+ΔP_in,Pa,453.6843165,管网最不利点总阻力,GB50028-2006第10.2.7条,

20,总阻力损失验算,Result_total,判断值,"IF(ΔP_total<ΔP_allow,""满足"",""不满足"")",—,满足,总阻力应小于允许值,GB50028-2006第10.2.7条,保证灶具前压力

五、管道壁厚计算,,,,,,,,,

1,钢管许用应力,[σ],查表值,——,MPa,130,20#钢许用应力,GB50316-2000,无缝钢管

2,焊接接头系数,φ,查表值,——,—,0.85,氩弧焊打底焊接系数,GB50316-2000,双面焊对接接头

3,壁厚计算系数,C,选用值,——,mm,1.5,腐蚀裕量+加工裕量,GB50316-2000,腐蚀裕量1mm+加工0.5mm

4,中压管道设计压力,P_mp,设计值,——,MPa,0.4,调压柜前中压设计压力,GB50028-2006,市政中压管网压力

5,中压管道外径,D_o,设计值,——,mm,219,中压无缝钢管外径,GB/T8163-2018,DN200无缝钢管

6,计算壁厚,t_calc,计算值,P_mp×D_o/(2[σ]φ+P_mp),mm,0.395663957,内压管道壁厚计算公式,GB50316-2000公式6.2.1,

7,设计壁厚,t_design,计算值,t_calc+C,mm,1.895663957,计算壁厚+裕量,GB50316-2000,

8,选用壁厚,t_select,选用值,——,mm,7,DN200无缝钢管常用壁厚,GB/T8163-2018,标准规格

9,壁厚验算,Result_wall,判断值,"IF(t_select≥t_design,""满足"",""不满足"")",—,满足,选用壁厚不小于计算壁厚,GB50316-2000,满足强度要求

10,PE管设计压力,P_pe,设计值,——,MPa,0.1,室外低压PE管设计压力,GB50028-2006,含试压裕量

11,PE管许用应力,[σ]_pe,查表值,——,MPa,5,PE100级聚乙烯管材许用应力,GB15558.1-2015,20℃时50年寿命

12,PE管外径,D_pe,设计值,——,mm,225,De225PE管外径,GB15558.1-2015,SDR11系列

13,PE管计算壁厚,t_pe,计算值,P_pe×D_pe/(2[σ]_pe+P_pe),mm,2.227722772,PE管壁厚公式,GB15558.1-2015,

14,PE管选用壁厚,t_pe_select,查表值,——,mm,20.5,De225SDR11标准壁厚,GB15558.1-2015,SDR=D/e=11

15,PE管壁厚验算,Result_pe,判断值,"IF(t_pe_select≥t_pe,""满足"",""不满足"")",—,满足,选用壁厚满足设计压力,GB15558.1-2015,SDR11可用于低压

六、调压柜选型计算,,,,,,,,,

1,调压器额定流量裕量系数,K_reg,选用值,——,—,1.2,调压器额定流量应大于最大流量20%,GB50028-2006第10.3.2条,不超过额定流量80%

2,调压柜需要最小额定流量,V_reg,计算值,V_total×K_reg,m³/h,809.0994495,总流量×裕量系数,GB50028-2006第10.3.2条,

3,调压器进口压力范围,P_in,设计值,——,MPa,0.2,市政中压管网最低压力,燃气公司提资,0.2-0.4MPa

4,调压器出口设定压力,P_out,设计值,——,kPa,5,出口静压力设定值,GB50028-2006,灶具额定压力2kPa

5,调压器稳压精度,δP,选用值,——,%,±10,出口压力稳压精度,GB27791-2011,优于±15%

6,调压器关闭压力,P_close,计算值,P_out×1.25,kPa,6.25,关闭压力不超过设定压力1.25倍,GB27791-2011,精度等级AC

7,超压切断压力设定,P_cut,设计值,——,kPa,7.5,超压自动切断压力,GB50028-2006第10.3.3条,出口压力1.5倍

8,低压放散压力设定,P_relief,设计值,——,kPa,7,放散阀启动压力,GB50028-2006第10.3.3条,略低于切断压力

9,选用调压器额定流量,V_reg_select,选用值,——,m³/h,2000,选用2000m³/h口径调压器,选型样本,进口0.2MPa时流量

10,调压器流量验算,Result_reg,判断值,"IF(V_reg_select≥V_reg,""满足"",""不满足"")",—,满足,额定流量满足设计需要,GB50028-2006第10.3.2条,考虑远期发展裕量

11,过滤器过滤精度,Filter,选用值,——,μm,50,气体过滤器过滤精度,GB50028-2006,去除固体杂质

12,进出口管径,DN_reg,选用值,——,mm,200,调压柜进出口公称直径,选型样本,与庭院管匹配

七、放散管管径计算,,,,,,,,,

1,放散系统需要放散的管道容积,V_pipe,计算值,π/4×(D₁/1000)²×L₁×1.5,m³,4.00554,调压柜出口总管容积×安全系数,燃气工程设计手册,包含支管折算容积

2,要求放散时间,t_vent,选用值,——,min,15,管道放散置换所需时间,CJJ51-2016,不超过15分钟

3,放散时气体平均压力,P_vent,计算值,(P_out+P₀)/2,kPa,53.1625,放散过程平均压力（绝压）,燃气工程设计手册,

4,放散管出口流速限制,v_vent,设计值,——,m/s,20,放散管出口流速不超过20m/s,GB50028-2006,防止静电产生

5,标准状态下所需放散流量,Q_vent,计算值,V_pipe×(P_vent/P₀)×60/t_vent,m³/h,8.406396062,折算为标准状态体积流量,燃气工程设计手册,

6,放散管最小内径,d_vent,计算值,SQRT(4×Q_vent/(3600×π×v_vent))×1000,mm,12.192513,按流速计算放散管内径,流体力学公式,

7,选用放散管管径,DN_vent,选用值,——,mm,50,选用DN50无缝钢管放散,GB50028-2006第10.3.4条,标准管径

8,放散管实际流速,v_actual,计算值,4×Q_vent/(3600×π×(DN_vent×0.95/1000)²),m/s,1.317738488,验算实际流速,流体力学公式,

9,放散管流速验算,Result_vent,判断值,"IF(v_actual<v_vent,""满足"",""不满足"")",—,满足,实际流速不超过限制,GB50028-2006第10.3.4条,防止静电和噪音

10,放散管高度,H_vent,设计值,——,m,4,放散管高出屋脊2m以上,GB50028-2006第10.3.4条,距地面不小于4m

八、管道支架间距计算,,,,,,,,,

1,钢管弹性模量,E,查表值,——,MPa,206000,钢材弹性模量,材料力学手册,20#钢

2,管道单位长度重量（DN100）,q_pipe,查表值,——,N/m,125,DN100镀锌钢管满水重,建筑结构荷载规范,含保温及燃气重量

3,管道允许最大挠度,[f],选用值,——,mm,10,支架间允许最大挠度,GB50235-2010,不大于L/500

4,DN100管道最大支架间距计算,L_support,计算值,(48×E×I×[f]/(5×q_pipe))^(1/3),m,6,按简支梁挠度公式计算,材料力学简支梁公式,I=245cm^4惯性矩

5,DN100管道选用支架间距,L_select100,选用值,——,m,5,规范规定最大支架间距,GB50028-2006表10.2.26,水平管5m，立管6m

6,支架间距验算(DN100),Result_sup1,判断值,"IF(L_select100≤L_support,""满足"",""不满足"")",—,满足,选用间距不大于计算值,GB50028-2006第10.2.26条,

7,DN100立管支架间距,L_stand100,选用值,——,m,6,立管支架最大间距,GB50028-2006表10.2.26,每层设置支架

8,DN50管道单位长度重量,q_50,查表值,——,N/m,45,DN50镀锌钢管满水重,建筑结构荷载规范,

9,DN50管道最大支架间距,L_support50,计算值,按规范查表,m,4,查规范DN50水平管支架间距,GB50028-2006表10.2.26,

10,DN50管道选用支架间距,L_select50,选用值,——,m,3.5,考虑阀门等附件适当加密,GB50028-2006,

11,支架间距验算(DN50),Result_sup2,判断值,"IF(L_select50≤L_support50,""满足"",""不满足"")",—,满足,选用间距满足规范要求,GB50028-2006第10.2.26条,

12,支架荷载计算,F_support,计算值,q_pipe×L_select100×1.5,N,937.5,单根支架承受荷载，1.5为安全系数,结构力学计算,用于支架选型

九、热膨胀补偿计算,,,,,,,,,

1,钢管线膨胀系数,α,查表值,——,m/(m·℃),0.000012,钢的线膨胀系数,材料力学手册,

2,管道安装温度,T_install,设计值,——,℃,15,最不利安装温度,施工规范,春秋季安装温度

3,管道最高工作温度,T_max,设计值,——,℃,60,管道可能达到的最高温度,GB50028-2006,夏季暴晒+介质温度

4,计算管段直线长度,L_exp,设计值,——,m,30,两固定点间直管长度,管道布置图,无自然补偿段长度

5,管道热伸长量,ΔL,计算值,α×L_exp×(T_max-T_install),mm,16.2,管道热膨胀伸长量,材料力学热膨胀公式,

6,自然补偿能力,ΔL_natural,选用值,——,mm,20,利用管道弯头自然补偿能力,动力管道设计手册,L型Z型弯补偿能力

7,是否需要补偿器,Need_expansion,判断值,"IF(ΔL>ΔL_natural,""需要"",""不需要"")",—,不需要,判断热伸长是否超过自然补偿,GB50235-2010,

8,波纹补偿器补偿量,Expansion_joint,选用值,——,mm,40,选用波纹补偿器额定补偿量,补偿器选型样本,单波轴向型

9,补偿器补偿能力验算,Result_exp,判断值,"IF(Expansion_joint≥ΔL,""满足"",""不满足"")",—,满足,补偿量大于热伸长量,GB50235-2010,每30m设一个补偿器

10,固定支架推力,F_thrust,查表值,——,kN,8,波纹补偿器弹性反力+内压推力,补偿器样本,用于固定支架结构计算

十、防雷防静电计算,,,,,,,,,

1,法兰间过渡电阻允许值,R_flange,设计值,——,Ω,0.03,法兰间接触电阻应小于0.03Ω,GB50058-2014第2.5.12条,防止静电积聚

2,跨接铜线最小截面积,S_copper,选用值,——,mm²,6,法兰跨接铜芯导线截面积,GB50058-2014第2.5.12条,不小于6mm²

3,接地电阻允许值,R_ground,设计值,——,Ω,10,防静电接地电阻不大于10Ω,GB50058-2014第2.5.13条,

4,垂直接地极长度,L_ground,设计值,——,m,2.5,角钢接地极长度,GB50057-2010,L50×5角钢

5,土壤电阻率,ρ_soil,设计值,——,Ω·m,100,西安地区典型土壤电阻率,防雷设计手册,粘土类土壤

6,单根接地极电阻,R_single,计算值,0.84×ρ_soil/L_ground,Ω,33.6,垂直接地极电阻计算公式,GB50057-2010附录C,

7,需要接地极数量,n_ground,计算值,R_single/(R_ground×0.85),根,4,0.85为利用系数,GB50057-2010,

8,接地极数量验算,Result_light,判断值,"IF(n_ground×R_ground×0.85≤R_single,""满足"","