高層建筑給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究

季穎

【摘要】隨著社會的不斷發(fā)展和進步，為了滿足環(huán)境友好型社會、資源節(jié)約型社會構(gòu)建的需求，優(yōu)化設(shè)計高層建筑的給水系統(tǒng)非常重要，而且高層建筑和普通建筑相比更加符合現(xiàn)代社會需求。因此本文主要研究高層建筑給水系統(tǒng)存在的不足，從而提出優(yōu)化設(shè)計高層建筑給水系統(tǒng)的方法，希望可以為高層建筑給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵詞】優(yōu)化設(shè)計；給水系統(tǒng)；高層建筑

前言：

高層建筑是指高于28米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、10層或者是10層以上的建筑結(jié)構(gòu)。加壓系統(tǒng)是高層給水系統(tǒng)所要使用的系統(tǒng)，隨著整個建筑逐漸加大暖通、給水、排水等能源消耗量，以及廣泛傳播的節(jié)能意識，使得人們開始尋求優(yōu)化設(shè)計建筑的方法，從而達到節(jié)約能源消耗的目的，節(jié)約建筑的成本。因此急需采取科學的方法優(yōu)化設(shè)計高層建筑的給水系統(tǒng)。

1、高層建筑給水系統(tǒng)存在的不足

1.1存在超壓出流問題

給水配件的最低工程壓力小于其承受的實際壓力，而且在單位時間內(nèi)額定流量低于給水配件的出水量，這就是超壓出流現(xiàn)象。超壓出流量是指超出的流量與額定流量之間的相差值。同時高層建筑在給水傳輸?shù)倪^程中需要借助加壓系統(tǒng)來實現(xiàn)，其中向建筑物的最不利點的用水設(shè)備傳輸水資源是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為了最不利點水頭的要求可以被滿足，超壓出流現(xiàn)象是必然會存在的，雖然這種現(xiàn)象的發(fā)生不會對水系統(tǒng)的正常工作進行破壞，但是出現(xiàn)過大的水壓時，在啟閉水管時就很容易振動管道、產(chǎn)生水擊管道等問題，從而造成配件加快磨損，使其使用壽命得到威脅，于是發(fā)生嚴重的水量浪費問題[1]。

1.2水資源浪費現(xiàn)象嚴重

高層建筑給水系統(tǒng)的中的給水設(shè)備、管道設(shè)施等在長期的使用記憶出現(xiàn)破壞、生銹、老化等問題，一旦發(fā)生這種問題就會造成浪費水量的現(xiàn)象發(fā)生；而且漏水問題也常常出現(xiàn)在給水管道閥門連接處和接縫處，這些地方一旦出現(xiàn)問題很難被人發(fā)現(xiàn)，極易產(chǎn)生浪費水資源問題；不合理的選擇給水附件也會出現(xiàn)浪費水資源問題；另外不合理的水泵機組、給水方式、給水分區(qū)等都會導致浪費水資源問題的發(fā)生。因此需要優(yōu)化設(shè)計高層建筑給水系統(tǒng)，保護水資源，防止浪費問題的發(fā)生[2]。

2、高層建筑給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的方法

2.1分區(qū)管理給水系統(tǒng)

進行分區(qū)的原因是高層建筑用水點的額定水壓的實際需求是普通室外管網(wǎng)供水壓力無法滿足的，為了保證供水就需要借助其他的增壓設(shè)備。在供水系統(tǒng)中進行分區(qū)有助于避免水資源浪費現(xiàn)象的發(fā)生；同時也可以避免由于負壓抽吸產(chǎn)生的回流污染問題的發(fā)生；避免破壞給水系統(tǒng)管網(wǎng)、震動管網(wǎng)、管網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)噪音等情況的發(fā)生。另外在分區(qū)時還需要注意一些問題，如對壓力值應(yīng)合理選擇，合理劃分給水系統(tǒng)等。

管道的水頭損失、供水的高度直接決定了剩余水頭，所以可以了解到當出現(xiàn)降低水泵供水高度時，同時也會降低剩余水頭。而分區(qū)管理高層建筑給水系統(tǒng)有助于系統(tǒng)剩余水壓的減少，從而實現(xiàn)對給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的目的。目前在高層建筑給水系統(tǒng)分區(qū)給水的方式有減壓分區(qū)給水、串聯(lián)分區(qū)給水、并聯(lián)分區(qū)給水三種方式[3]。

2.2轉(zhuǎn)變給水方式

首先從給水方式上來看目前高層建筑的給水方式主要有五種形式，即室外高低壓給水管網(wǎng)直接供水、無負壓給水、減壓給水、并聯(lián)給水、串聯(lián)給水。優(yōu)化設(shè)計給水方式主要是對給水安全可靠性、經(jīng)濟投入等進行全面的考慮，在選擇給水方式的時候要結(jié)合高層建筑的實際情況。如在優(yōu)化設(shè)計某高層建筑的給水方式時，首先需要做的就是構(gòu)建優(yōu)化設(shè)計模型，列舉出優(yōu)化給水方式的目標、優(yōu)化設(shè)計可能會涉及到的因素，在此基礎(chǔ)上結(jié)合給水系統(tǒng)后期能耗和運行、給水安全性、給水設(shè)備的資金投入、高層建筑的占用面積等實際情況，建立科學合理的模型。在模型的第一層可以設(shè)計為給水方式的選擇、第二層為需要考慮的相關(guān)因素、第三層為可供選擇的給水方式。其中需要對第二層考慮因素進行計算，從而判斷出其對第一層給水方式的選擇的權(quán)重。分析權(quán)重之后做出的決策更加具有可行性。如選擇從運行能耗方面來看，選擇變頻泵并聯(lián)給水方式給水效果要較好一些；從供水的可靠性方面來看，選擇高位水箱并聯(lián)給水方式的給水效果要較好些。

其次在優(yōu)化給水方式時還需要合理的選擇水泵，工程的投資與給水系統(tǒng)中使用的水泵具有直接的關(guān)系，在給水系統(tǒng)中主要的能耗的就是水泵，而水泵能耗的合理性直接受其揚程和流量的影響，同時也與其是否具有合理的組合方式、運行狀態(tài)是否高效等相關(guān)聯(lián)，所以在對其優(yōu)化設(shè)計時可以考慮從這兩個方面進行。傳統(tǒng)的水泵有兩種，即變頻調(diào)速水泵、恒速水泵。隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，在水泵運行效率的提高方面變頻調(diào)速水泵發(fā)揮了極大的作用，但是高層建筑的用水量以動態(tài)的形式呈現(xiàn)，于是導致水壓變化時變頻水泵的水量也隨之發(fā)生變化，極易引發(fā)浪費電能的問題發(fā)生。因此在選擇給水方式時要考慮水泵的合理選擇問題。如可以選擇無負壓給水，可以保證在給水的過程中不會受到壓力的過多影響，從為建筑的良好供水提供保障[4]。

總結(jié)：

綜上所述，通過本文的研究，從中可以了解到目前高層建筑給水系統(tǒng)存在許多不足，直接影響了高層給水的質(zhì)量和效率，急需采取相應(yīng)有效的措施，優(yōu)化設(shè)計高層建筑的給水系統(tǒng)，從而為高層建筑的給水、居民用水提供安全保障。

參考文獻：

[1]余傳林.高層建筑消防給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[J].常州工學院學報，2012，02：59-62.

[2]董艷.高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計研究[J].中華民居（下旬刊），2014，06：75-76.

[3]余海靜，李天鳴.超高層建筑給水系統(tǒng)的供水方式及設(shè)計參數(shù)選擇探討[J].中國給水排水，2014，08：53-57.

[4]許曉帆，劉建軍.淺談高層建筑給水系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計[J].低溫建筑技術(shù)，2013，01：22-24.