防止高層建筑給水系統(tǒng)的超壓

胡明順 崔 全

（阜新市自來水總公司，遼寧 阜新 123000）

1 高層建筑給水系統(tǒng)的超壓現(xiàn)象及原因

高層建筑給水系統(tǒng)超壓是給水配件前的靜水壓力大于流出水頭，其流量大于額定流量的現(xiàn)象，兩流量的差值為超壓流量，這部分流量未產生正常的使用效益，且其流失又不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費。此外，超壓會帶來如下危害：（1）由于水壓過大，龍頭開啟時水成射流噴濺，影響人們使用；（2）超壓破壞了給水流量的正常分配。（3）易產生噪音、水擊及管道振動，使可能引起管道連接處松動、漏水甚至損壞，加劇了水的浪費。

2 實施給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的重要意義

通過上述對超壓現(xiàn)象的分析，由于建筑物高度較高，如果給水系統(tǒng)不進行豎向分區(qū)，底層衛(wèi)生器具必將承受較大的靜水壓力，從而帶來一系列問題。實踐證明，對高層建筑實行分區(qū)供水，是解決上述問題的有效方法。高層建筑給水系統(tǒng)實行分區(qū)供水的另一個重要意義是節(jié)約能源，如給水系統(tǒng)未進行豎向分區(qū)，則建筑物所需全部用水量都需經水泵提升到屋頂高位水箱，這樣，對于高層建筑下部各層衛(wèi)生器具來說，由于供水壓力太大，反而要進行減壓，從而造成一部分能量的浪費。反之，如實行分區(qū)供水，就不必將全部用水量提升到屋頂高位水箱，而只需通過各區(qū)的專用水泵將各區(qū)的用水量提升到相應的高位水箱內，從而避免了因減壓而造成的能量浪費。

3 基于豎向分區(qū)技術的給水系統(tǒng)超壓現(xiàn)象防止

根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》的要求，高層建筑給水系統(tǒng)應豎向分區(qū)，各分區(qū)最低配水點處的靜水壓力不易大于0.45MPa，特殊情況下不易大于0.55MPa；而根據(jù)《高層建筑防火設計規(guī)范》的規(guī)定消火栓栓口處的出水壓力應不超過50m水柱。凡不符合上述兩點規(guī)范的高層建筑均須采用分區(qū)供水或采用減壓措施。下面就高層建筑中生活給水及消防工程減壓方式的采用作闡述。

3.1 生活給水工程

對于高層建筑，城市給水管網(wǎng)一般不能滿足高區(qū)部分生活用水水壓的要求，絕大多數(shù)采用分區(qū)供水方式，即底區(qū)由市政直供水，高區(qū)由水泵加壓供水。

在高層建筑中，高區(qū)部分可采用的分區(qū)給水方式有:高位水箱給水方式；變頻調速水泵給水方式。由于高層建筑往往用水量較大，采用變頻調速水泵給水方式存在小流量和零流量給水問題，而且變頻調速控制價格較高，故在高層建筑中較少采用。目前，對于高層建筑生活給水絕大多數(shù)采用高位水箱給水方式，盡管高位水箱存在生活用水的二次污染的問題。

高位水箱給水方式可分為:高位水箱減壓給水方式，高位水箱并聯(lián)給水方式或高位水箱串聯(lián)給水方式或者根據(jù)具體情況采用幾種給水方式的結合。其中高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱或減壓閥減壓。由于減壓水箱占用一定的建筑面積，并且增加了生活用水二次污染的可能。而減壓閥占地面積小，安裝簡便，操作靈活，可根據(jù)不同的需要任意調整閥后壓力，不影響水質。隨著減壓閥的質量的不斷改進，性能變得可靠，故在高層給水工程采用減壓閥減壓的方式得到更廣泛的應用。

3.2 消防給水工程

3.2.1 正確設置消防水泵

選用流量、揚程曲線平緩的水泵，其中值得推薦的是：建筑消防特種泵（原名切線泵）。流量一揚程曲線特別平緩，呈恒壓狀態(tài)，當系統(tǒng)在零流量或小流量下運行時，系統(tǒng)產生的超壓可以保持在允許范圍之內；而當火場需要超出設計流量時，供水揚程不至于大幅度下降，仍能保證一定的充實水柱進行滅火。

采用多臺水泵，小流量時小水泵運行或單泵運行，大流量時大泵并聯(lián)運行，保證火災現(xiàn)場所需要的流量而不產生采用現(xiàn)象。

采用恒壓變流量變頻調速水泵供水，使水泵供水壓力在流量變化時保持恒定。

3.2.2 合理的豎向分區(qū)

管網(wǎng)豎向分區(qū)時，適當留有余地的降低分區(qū)給水壓力值（小于0.8MPa）；或按0.8MPa值進行豎向分區(qū)，并采取相應有效的減壓措施。

獨立分區(qū)給水系統(tǒng)（即并聯(lián)式分區(qū)給水系統(tǒng)）。根據(jù)系統(tǒng)壓力對消火栓給水進行分區(qū)，分上下兩個或上下三個給水分區(qū)，由不同的水泵機組根據(jù)需要提供不同的壓力。每個供水分區(qū)的幾何高差一般不超過50m。這樣就可以避免為滿足上部最不利點出水壓力而造成底部幾層超壓的現(xiàn)象。這種系統(tǒng)的缺點是造就較高，自動控制系統(tǒng)和施工較為繁瑣。

串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)，這種方式多用于高層建筑，從水泵型號選配、供水管道的受壓程度和節(jié)約能源等方面來看，該系統(tǒng)都優(yōu)于前一種系統(tǒng)。其缺點是，如果下部主干管出現(xiàn)故障，就會直接影響上下兩區(qū)供水。

3.2.3 正確布置“系統(tǒng)”

高層建筑消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)應分開設置。由于兩種系統(tǒng)作用時間不同，壓力要求不同等原因，兩系統(tǒng)若共同水泵作消防供水，在小流量情況下工作時，產生的超壓值比較大，容易出現(xiàn)安全事故。

3.2.4 使用可調式減壓閥控制系統(tǒng)壓力

對采用減壓閥分區(qū)的給水方式，當有可能因減壓閥故障而造成超過額定壓力1.5倍時，采用可調式減壓閥串聯(lián)設置方式?？烧{式減壓閥可以起到穩(wěn)定作用，只要給它設定一閥后壓力，那么不管壓力變化如何，都不影響閥后的工作壓力。因此可調式減壓閥后的管網(wǎng)就不會出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，但安裝時，一定注意減壓閥的安裝方向，如安裝不當，會使管網(wǎng)由環(huán)狀變?yōu)橹罟芫W(wǎng)，降低供水的可靠性。為避免閥后因動壓系數(shù)改變導致分區(qū)最高最遠點壓力不足的現(xiàn)象，減壓閥宜設置在制高點，以有利的下給方式供水。

3.2.5 采取相應泄壓和穩(wěn)定設施

泄壓和穩(wěn)定設施有安全泄壓閥、穩(wěn)壓泵、氣壓罐等?？梢越鉀Q檢查、試驗消防泵時產生的超壓，以及小流量供水或凈揚程驟升產生的超壓，還有停泵產生水錘造成的超壓和消防車給管網(wǎng)加壓時造成的超壓。這種方法現(xiàn)在使用比較多，只是一次性投資多一些。

結束語

在建筑給水設計中往往對水壓均衡的重要性認識不足，導致超壓現(xiàn)象的發(fā)生，實際工況點偏離設計工況點，造成水量浪費、使用不舒適等弊端，建筑給水設計中應對水壓均衡給予足夠的重視，積極采取合理的水壓均衡措施，并建議有關規(guī)范修訂時增加水壓均衡及超壓現(xiàn)象防治方面的要求。

[1]GB50268-97給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范Isj.

[2]GB50332-2002給水排水工程管道結構設計規(guī)范Isj.