高層建筑給水方式探討和減壓閥在高層建筑中的應(yīng)用

文/趙立新 北京交大建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100000

選擇給水方式是高層建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到生活給水系統(tǒng)的使用和工程造價。“高層建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)，應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件，結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低器具配水點(diǎn)處的靜水壓，住宅、旅館、醫(yī)院宜為300～350KPa 辦公室樓宜350～450KPa ，對于高層建筑，城市給水管網(wǎng)的水壓一般不能滿足高區(qū)部分生活用水的要求，絕大數(shù)采用分區(qū)給水方式，即低區(qū)部分直接按城市給水管網(wǎng)供水，高區(qū)部分由水泵加壓供水，就目前我國城市給水情況而言，水壓一般可滿足建筑五到六層的生活給水要求，高區(qū)部分由水可根據(jù)具體情況定?！督ㄖo水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ15-88）（以下簡稱《規(guī)范》）第2.3.4.條規(guī)定：因此根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定的分區(qū)給水靜水壓，兼顧消防給水系統(tǒng)的給水方式，高層建筑生活給水系統(tǒng)高區(qū)部分進(jìn)行合理的豎向分區(qū)。

1、研究內(nèi)容

建筑給水系統(tǒng)節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，除應(yīng)制定的有關(guān)節(jié)能法律法規(guī)，還要加強(qiáng)日常管理和宣傳教育之外，還應(yīng)采取有效的技術(shù)措施，保證節(jié)能工作的有效開展，本論文針對幾種典型的高層建筑，分析其用水的特點(diǎn)規(guī)律，根據(jù)不同的用水特點(diǎn)，對適合的高層建筑的供水方式進(jìn)行分析優(yōu)化，力求尋找最合適的高層建筑節(jié)能給水方案，為達(dá)到這一目的，進(jìn)行了以下幾方面的研究。

（1）高層用水的特點(diǎn)，常用給水方式及優(yōu)缺點(diǎn)

（2）高等建筑給水分區(qū)節(jié)能的效果影響

（3）高層建筑給水方式的優(yōu)化

（4）減壓閥的減壓閥配置安裝原則

（5）高層建筑給水方案的案例分析

2、高區(qū)部分可以采用的分區(qū)給水方式

高區(qū)部分可以采用的分區(qū)給水方式有：高位水箱給水方式、變頻調(diào)速水泵給水方式及氣壓罐給水方式。氣壓給水方式的主要缺點(diǎn)是氣壓罐調(diào)節(jié)容積小，同樣存在不能滿足消防蓄水問題對于高層建筑生活給水一般用于少數(shù)樓層水壓不足時的增壓，d由于以上諸多原因，目前絕大多數(shù)的高層建筑采用高位水箱給水方式。當(dāng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)高位消防防水箱，目前我國一般高層建筑都設(shè)有高位消防水箱，在高位水箱有效容積增加不多的情況下生活儲蓄水與消防存水可共用一個水箱中，這樣既經(jīng)濟(jì)又便于管理。高頻水箱具有穩(wěn)壓作用，使冷熱水系統(tǒng)水壓保持平衡，方便洗浴，變頻調(diào)速水泵不能滿足消防存水量，存在小流量和零流量供水問題，同時變頻控制股價格偏高，在高層建筑中采用較少。

3、高位水箱給水方式在實(shí)際應(yīng)用中可以按照以下情況考慮

高位水箱給水方式可根據(jù)《規(guī)范》要求采用高位水箱減壓給水方式、高位水箱并聯(lián)給水方式結(jié)合。其中高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱和減壓閥減壓。減壓水箱占用一定的建筑面積，并且增加了防止生活用水二次污染的困難，有噪音影響。減壓閥造價雖然較高，但占地面積能大大減少，不影響水質(zhì)而且無噪聲，故采用減壓閥減壓方式日漸贈多。

（1）建筑高度55M左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用蓄水池—水泵—屋頂水箱—減壓閥給水方式。如果低區(qū)部分對供水安全要求較高，可以直接從屋頂水箱引下一根立管到低區(qū)網(wǎng)管，該立管上設(shè)電動閥門和減壓閥，平時電動閥門關(guān)閉，在城市給水管停止供水時打開電動閥門向低區(qū)供水。此方法供水安全可靠，充分利用了城市管網(wǎng)的水壓，節(jié)能能源。

（2）建筑高度50.1m～80.1m左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用蓄水池—水屋頂水箱—減壓給水方式或是高位水箱并聯(lián)給水方式，并聯(lián)給水方式各區(qū)分為獨(dú)立的給水系統(tǒng)，供水安全可靠，水泵集中布置，便了管理維護(hù)，運(yùn)行動力，但必須設(shè)水泵—水箱兩套設(shè)備，增加水泵和水箱占用的建筑面積。減壓閥給水方式系統(tǒng)簡單，設(shè)備費(fèi)用少，占地面積小，管理方便。

（3）建筑高度80.1～112M左右的高層建筑，高區(qū)部分采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式，即蓄水池—水泵—屋頂水箱—減壓閥給水方式。

建筑高層超過112m的高層建筑，最高分區(qū)水泵揚(yáng)程將會很大，壓水管線很長，為避免這種情況可采用高位水箱串聯(lián)給水與減壓給水相結(jié)合的方式。

4、關(guān)于減壓閥的商榷

目前有許多設(shè)計(jì)人員選擇減壓閥的尺寸是根據(jù)鏈接管徑來確定，這是一種誤解，這樣選定的尺寸往往比實(shí)際粗腰的尺寸大一至二級。按水力學(xué)原理，通過某管道的流速是與其流量與截面積的函數(shù)一與孔口面積無關(guān)，因此通過減壓法入口和出口的流速取決于流量的截面積之比，與管路計(jì)算是兩碼事情。

5、減壓閥選用原則

減壓閥按結(jié)構(gòu)形式和功能特點(diǎn)可分為比例式減壓閥和可調(diào)節(jié)減壓閥兩大類。比例式減壓閥主要的特點(diǎn)閥前和閥后壓力有一定的比例，閥前變化了，閥后壓力也一定會發(fā)生比例的變化，穩(wěn)定可靠，可調(diào)節(jié)式減壓閥主要就是閥后壓力可調(diào)節(jié)，且出口壓力變化小，能保持相對穩(wěn)定。

6、減壓閥配置安裝原則

應(yīng)根據(jù)給水系統(tǒng)實(shí)際要求確定減壓法配置安裝形式

（1）環(huán)網(wǎng)供水的兩側(cè)供水管上的減壓、給水支管的減壓和自動噴水滅火系統(tǒng)單個報警閥前減壓可配置安裝單個減壓閥，為避免產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，損壞閥件，產(chǎn)生噪音，可串聯(lián)配置安裝兩個減壓閥，可串聯(lián)配置可用的同類型減壓閥。（2）大部分高層建筑生活進(jìn)而消防給水減壓閥減壓保障系統(tǒng)是以給水豎向分區(qū)配置安裝的，一般安裝在每一給水分區(qū)總管上，考慮到用水的穩(wěn)定性及可靠性，可采用并聯(lián)式配置安裝，這樣平常開啟一套，另一套配用，生活給水系統(tǒng)可以考慮當(dāng)用水流隨晝夜時刻變化較大時，為避免小流量產(chǎn)生嘯叫聲。（3）減壓法配置在高層建筑安裝中還需要配置相應(yīng)附件，保證減壓閥的正常工作和維修。

7、問題分析探討

結(jié)合這兩種方法的方案，我們得出如下結(jié)論：

（1）采用在支管上設(shè)置減壓閥的方式，對于有些幾何高度與結(jié)水分區(qū)的高度不相穩(wěn)和的建筑，技能滿足給水分區(qū)劃分原則，又能優(yōu)化供水分區(qū)。由于優(yōu)化了給水分區(qū)也就達(dá)到了簡化給水系統(tǒng)、減少供水管道對建筑層高影響的目的。

（2）通過調(diào)整減壓閥閥后壓力值，可以時每個供水分區(qū)底部幾層的配水壓力趨于均勻，從而達(dá)到利于使用的目的。

（3）支管減壓閥由于是在每一戶設(shè)置，口徑小，故障率低，影響面小，因此無需再設(shè)旁通管道或備用減壓閥，而只是在減壓閥前設(shè)置分戶截止閥即可。

通過以上分析，我們不難看出減壓閥在高層建筑給水系統(tǒng)中應(yīng)用應(yīng)該根據(jù)具體的工程實(shí)況綜合的分析，才能優(yōu)化供水分區(qū)、簡化給水系統(tǒng)，從而達(dá)到節(jié)省設(shè)備資源、減少占地面積的目的。

總結(jié)：

綜上所述，通過高層建筑給水方式及減壓閥門的合理應(yīng)用，能較好的解決給水系統(tǒng)中的給水配水點(diǎn)處超壓出流現(xiàn)象，減少水量的浪費(fèi)、節(jié)省泵房的面積、節(jié)省電的增容費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、達(dá)到增效、節(jié)能、創(chuàng)收的目的。