高層建筑給水系統(tǒng)分析

【摘要】由于社會土地資源的可用部分越來越少，加上城市化現(xiàn)象越來越突出，科技越來越先進(jìn)，土地集約化利用越來越受重視，高層建筑作為現(xiàn)代文明的一種標(biāo)志，其出現(xiàn)已不足為奇。高層建筑不同于低層建筑，其給排水系統(tǒng)中對科學(xué)技術(shù)的要求要比低層建筑多得多。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；給水系統(tǒng)；方式；組成

一、高層建筑給水系統(tǒng)方式

十層的民用建筑至少在30米，即使以24米的公用建筑計(jì)算，市政管網(wǎng)的壓力肯定需要二次加壓才能滿足要求，不存在直接供水的可能。但是，根據(jù)建筑的高度、管道的承壓能力、用水器具的壓力要求，又可以分為以下幾種方式。

1.分區(qū)減壓系統(tǒng)

這種系統(tǒng)目前可以說是最受歡迎的，因?yàn)闇p壓閥的價(jià)格已經(jīng)降到3000元/件左右，相比而言，管材和安裝工程量以及系統(tǒng)得維護(hù)難度等均大幅度下降，其經(jīng)濟(jì)效率大大提高。系統(tǒng)的組成方式為：、生活水池、水泵、主管道、直接入戶管、減壓閥、閥后入戶管等。目前的高層或小高層采用這種方式的很多。系統(tǒng)原理：一般由建筑地下室的泵房進(jìn)行一次性集中加壓，高壓水沿主干管送至建筑上部用戶，并滿足要求；但是對于建筑下部的用戶水壓過高，則需要進(jìn)行集中減壓（減壓閥組），再送至用戶。缺點(diǎn)就是減壓區(qū)的水頭損失大，水泵功耗較大。

2.水泵并聯(lián)加壓系統(tǒng)

該系統(tǒng)同樣對建筑的供水系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)，但是不同的是，每個分區(qū)各設(shè)置一臺水泵供水（一臺備用）。其缺點(diǎn)很多，如設(shè)備費(fèi)用劇增，占地面積大，主干管多，系統(tǒng)復(fù)雜。但是優(yōu)點(diǎn)也十分獨(dú)特：供水可靠性高，水泵功耗利用率高，不會發(fā)生能量浪費(fèi)。

3.水泵串聯(lián)加壓系統(tǒng)

目前隨著高層建筑技術(shù)的快速發(fā)展，超過100米的建筑已經(jīng)不足為奇，甚至高到三四百米。這樣就出現(xiàn)了幾個問題：一水泵壓力不夠，或即使壓力滿足，流量相差很大；二即使流量壓力都滿足，管道不能承受如此高的壓力，發(fā)生爆管。所以必須采用這種接力棒式的方式。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：各分區(qū)分別設(shè)置水泵或調(diào)速泵與吸水箱或吸水池，然后按由下到上的順序啟動。優(yōu)點(diǎn)：供水可靠，能耗少。缺點(diǎn)是：設(shè)備分散，水泵等設(shè)備多，需要專用設(shè)備層等。

二、高層建筑給水系統(tǒng)的組成

高層建筑室內(nèi)給水（冷水）系統(tǒng)由引入管、水表節(jié)點(diǎn)、升壓和貯水設(shè)備、管網(wǎng)及給水附件4部分組成。其中引入管、水表節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和安裝要求與低層建筑物相同，升壓和貯水設(shè)備通常是高層建筑必不可少的設(shè)施，給水管網(wǎng)及附件有自身的特點(diǎn)。我國城市給水管網(wǎng)大都采用低壓制，一般城鎮(zhèn)管網(wǎng)壓力為0.2—0.4MPa，無法滿足高層建筑上部樓層供水的水壓要求，必須借助升壓設(shè)備將水提升到適當(dāng)?shù)膲毫Γ涣硪环矫?，?dāng)室外給水管網(wǎng)不允許直接抽水或給水引入管不可能從室外環(huán)網(wǎng)的不同側(cè)引入時(shí)，均應(yīng)設(shè)貯水池以保證高層建筑的安全供水；此外，由于消防、安全供水、流量調(diào)節(jié)及水壓保證的需要，不同功能的貯水池（箱）常常是高層建筑的重要設(shè)備。

三、高層建筑給水管網(wǎng)及附件特點(diǎn)

與低層民用建筑相比，高層建筑給水管網(wǎng)及附件具有以下特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)管網(wǎng)必須進(jìn)行豎向分區(qū)。高層建筑給水管網(wǎng)在豎直方向上被劃分為若干供水區(qū)，各分區(qū)負(fù)責(zé)對高層建筑的某些樓層供水；（2）管網(wǎng)一般布置呈環(huán)狀。高層建筑的衛(wèi)生器具和用水設(shè)備數(shù)量多，用水量大，如管網(wǎng)呈枝狀布置，一旦斷水，影響范圍較大，從供水可靠性出發(fā)，高層建筑給水管網(wǎng)一般呈環(huán)狀；（4）豎直干管通常敷設(shè)在專用的管道豎井內(nèi)，水平干管布置在專用管道層或技術(shù)（夾）層內(nèi)。建筑物的防火分區(qū)、不均勻沉降等因素對管道的布置和敷設(shè)有一定的影響；（5）給水附件的形式、類別、數(shù)量多，標(biāo)準(zhǔn)高。高層建筑給水系統(tǒng)管路長，用水點(diǎn)多，對供水可靠性及節(jié)水節(jié)能、消聲減振、水質(zhì)保護(hù)的要求較高，因此，給水控制附件的形式、類別、數(shù)量較一般低層建筑多。由于建筑標(biāo)準(zhǔn)高，因此對衛(wèi)生器具的造型、質(zhì)量、色澤及使用舒適性及配水附件的質(zhì)量、外觀和使用上也提出了較高的要求。

四、給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)

對給水系統(tǒng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，是高層建筑結(jié)水設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真解決的重要問題，也是高層建筑給水系統(tǒng)區(qū)別于低層建筑給水系統(tǒng)的主要特征。給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)是指建筑物內(nèi)的給水管網(wǎng)和供水設(shè)備根據(jù)建筑物的用途、層數(shù)、材料設(shè)備性能，維修管理、節(jié)約供水能耗及室外管網(wǎng)壓力等因素，在豎直方向?qū)⒏邔咏ㄖ譃槿舾晒┧畢^(qū)，各分區(qū)的給水系統(tǒng)負(fù)責(zé)對所服務(wù)區(qū)域供水。當(dāng)建筑物很高，給水系統(tǒng)未進(jìn)行豎向分區(qū)，則底層衛(wèi)生器具必將承受較大的壓力，主要表現(xiàn)為：①龍頭開啟時(shí)呈射流噴濺。影響使用，浪費(fèi)水量；②開關(guān)水嘴、閥門時(shí)易形成水錘，產(chǎn)生噪聲和振動，引起管道松動漏水，甚至損壞；③水嘴、閥門等給水配件容易損壞，縮短使用期限，增加了維護(hù)工作量；④建筑下部各層出流量大，導(dǎo)致頂部樓層水壓不足、出流量過小，甚至出現(xiàn)負(fù)壓抽吸，造成回流污染；⑤不利于節(jié)能。理論上講，分區(qū)供水比不分區(qū)供水要節(jié)能。

高層建筑給水分區(qū)靜壓值究竟多少為宜，目前國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一規(guī)定。英聯(lián)邦國家常以15-20層作為分區(qū)依據(jù)，而國內(nèi)高層建筑根據(jù)建設(shè)年代不同，分區(qū)壓力差異很大，如：上海舊有的幾座高層建筑（國際飯店、和平飯店、上海大廈等）從上到下只有1個給水系統(tǒng)（即1個分區(qū)），設(shè)置屋頂水箱，最低衛(wèi)生器具處的靜水壓力達(dá)0.7—0.8MPa；建于1989年的重慶揚(yáng)子江假日飯店共23層，21層以下均由屋頂水箱供水，最低配水點(diǎn)所受靜水壓達(dá)0.8MPa左右。實(shí)踐證明，上述建筑給水系統(tǒng)使用情況良好。我國現(xiàn)行《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：分區(qū)供水不僅是為了防止損壞給水配件，同時(shí)可避免過高供水壓力造成不必要的浪費(fèi)，故衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于0.60MPa；豎向各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa。對靜水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設(shè)減壓或調(diào)壓措施。

在分區(qū)中要避免過大的水壓，同時(shí)還應(yīng)保證各分區(qū)給水系統(tǒng)中最不利配水點(diǎn)的出流要求，—般不宜小于0.1MPa。

此外，高層建筑豎向分區(qū)的最大水壓并不是衛(wèi)生器具正常使用的最佳水壓，常用衛(wèi)生器具正常使用的最佳水壓宜為0.2-0.35MPa。為節(jié)省能源和投資，在進(jìn)行給水分區(qū)時(shí)要考慮充分利用城鎮(zhèn)管網(wǎng)水壓，高層建筑的裙房以及附屬建筑（如洗衣房、廚房、鍋爐房等）由城鎮(zhèn)管網(wǎng)直接供水對建筑節(jié)能有重要意義。

綜上所述，高層建筑給水系統(tǒng)必須進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，使水壓保持在一定的范圍。但若分區(qū)壓力值過低，勢必增加分區(qū)數(shù)，并增加相應(yīng)的管道、設(shè)備投資和維護(hù)管理工作量。

因此，分區(qū)壓力值應(yīng)根據(jù)供水安全、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理?xiàng)l件，給合建筑功能、高度綜合確定，并充分利用市政水壓以節(jié)省能耗。

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