高层建筑供水方式的选择与优化

　　摘要：高层建筑的供水方式很多样，不同的建筑有着不同的选择。本文就高层建筑的供水方式做了简要的阐述，并提出了不同用水的供水方式的选择。

　　关键词：高层建筑；供水方式；选择；优化

　　Abstract: There are diverse ways of water supply in high-rise building, different buildings have different choice. This paper puts forward different water of the choice of the ways of water supply.

　　Key Words: high building; water supply mode; choice; optimization

　　中图分类号：TU97          文献标识码：A          文章编号：

　　为了使城市建筑的更加人性化，做好高层建筑的供水是一项意义重大的工程，在供水的方式上可以根据地区或者建筑物的特点来选择不同的供水方式。现在我国的水资源相当紧缺，优化供水方式可以优化对水资源的利用。

　　1.高层建筑的供水现状

　　高层建筑是指层数在10层和10层以上的住宅或建筑高度超过24米的其他建筑。高层建筑存在层数多、高度大、用水要求高的特点，因此高层建筑中，给水系统是传统的耗能大户，其中占比例最大的部分用于将水提升至指定高度并输送至用户处。因此谈到建筑节能，就不可能避开建筑给排水工程的节能。

　　随着我国经济的不断发展和城市化进程的不断加快，城市的建设日新月异，城市中的建筑不断增多，随之而来的是建筑能耗总量逐年上升。20世纪70年代末，建筑能耗在能源总消费量中所占的比例为10%，近年来这一数字已经上升到27.45%，另外我国建筑中能耗浪费普遍，不少建筑能耗浪费严重。为此，国家发改委已经把建筑节能作为新时期建设的一项重要任务。

　　在现实的设计中，有些设计人员完全照搬规范，不结合本地区的实际情况，在工程设计中缺乏统筹考虑、全面规划。有的设计人员只注重安全，完全忽视了合理性或是对合理性考虑不周，造成了不必要的水量、电能的浪费。如何有效提高高层建筑给水系统能量利用率，减少无效能耗，减少不必要的能量浪费，成为了高层建筑给水设计的重点和难点，也是建筑给水工作中有待解决的问题。

　　2.高层建筑的供水方式

　　2.1分区水箱串联供水方式

　　各区设置水箱和水泵，各区水泵均设在技术层内，下区水箱兼作上区的水池，上区水泵从下区水箱抽水供上区用水。这种供水方式的优点是：设备与管道较简单，各分区水泵扬程可按本区需要设计，水泵效率高。缺点是：水泵设于技术层，对防震、防噪声和防漏水等施工技术要求高，水泵分散设置，占用设备层面积大，管理维修不便，供水可靠性不高，若下区发生事故，其上部各区供水都会受到影响。由于水泵只是将用水提升到所需的平面，设备与管道较简单，无高压水泵和高压管线，运行动力费用经济，水泵效率高，比较节能。

　　2.2减压阀减压供水方式

　　由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再经各分区减压阀减压后供各区用水这种供水方式的优点是：水泵数量少，设备布置集中，管理维护简单；管线布置简单，投资省；各分区减压水箱被减压阀代替，不占建筑使用面积，安装方便，投资省。缺点是：各区用水均需提升至屋顶水箱，不但水箱容积大，而且不利于建筑结构及抗震，同时还增加了电耗；上部某些管道部位发生故障时，将影响下部的供水。由于需要采用高扬程、耐高压的管材，因此是一种比较耗能的给水方式。

　　2.3分区减压水箱供水方式

　　由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量一次提升至屋顶水箱，然后分送至各分区减压水箱减压后再供下区使用。这种供水方式的优点是：水泵数量少，设备布置集中，管理维护简单，各分区减压水箱只起释放静水压力的作用，因此容积较小。缺点是：屋顶水箱容积大，不利于结构抗震；建筑物高度大、分区较多时，下区减压水箱中浮球阀承压过大，易造成关闭不严的现象；上部某些管道部位发生故障时，将影响下部的供水。由于需要采用高扬程、耐高压的管材，因此是一种比较耗能的给水方式。

　　2.4气压给水设备并联供水方式

　　气压给水设备是利用密闭贮罐内压缩空气的压力变化，调节和压送水量，起到增压和水量调节的作用。它由气压水罐、水泵机组、管路系统、电控系统组成。这种供水方式的优点是：灵活性大，设置位置不受限制，无需设置水箱，占地面积小，土建费用低。其缺点是上区供水泵扬程较大，高压线路长；分区较多时，高区气压罐承受压力大，使用钢材较多，费用高；气压罐内贮水量小，水泵启闭频繁，水压变化幅度大，罐内起始压力高于管网所需的设计压力，维修较复杂，耗能较高。

　　2.5分区水箱并联供水方式

　　每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱，向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。这种供水方式的优点是：各区自成一体，互不影响，供水比较安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用较低。缺点是：水泵型号较多，管材耗用较多，设备费用偏高；分区水箱占用建筑使用面积。由于运行动力费用经济，这是比较节能的一种方式。

　　2.6变频调速泵并联供水方式

　　各分区设置单独的变速水泵供水，未设置水箱，水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内，分别向各区管网供水。这种供水方式的优点是：省去了水箱，因而节省了建筑物的使用面积；设备集中布置，便于维护管理；能源消耗较少。缺点是：水泵型号及数量较多，投资较大，维修较复杂。存在用水高峰与用水低谷期，故应采用变频水泵进行送水。从节能方面考虑，是一种值得推荐的供水方式。

　　3.高层建筑供水方式的选择与优化

　　3.1高层建筑一般给水

　　《建筑给水排水设计规范》规定高层建筑生活给水系统竖向分区：对住宅旅馆医院宜为300~350kPa；办公楼高层建筑竖向分区根据管道或设备所承受的静水压力为350~450kPa。这样可以确定上区划分为几个区，每个区几层即可。如对市政给水管网压力为220kPa，层高为3.5m的22层宾馆建筑进行分区，由公式Hm=12+(n-2)×4，得出n=4，即下区为地下1~地上4层；其余18层计算静水压力3.5×18×10=630Pka，超过350Pka的限制压力，所以分两区，每个区9层，压力在允许范围内。

　　从水质保护和消防泵定期试水维护保养角度出发，认为分建水池及共用吸水管的作法对优化地下室设计、有效利用地下室面积、降低造价起到积极作用。应该注意消防水泵必须是自灌式吸水，若不能保证水泵自灌启动，则每台水泵必须分设独立吸水管。共用吸水管应按最大可能出现的流量选择管径，其流速应控制在0.5m/s左右，水泵支管流速0.8~1.2m/s。各水泵支管与共用吸水管的连接，采用管顶平三通连接，支管与水泵吸水口采用管顶平的偏心大小头连接，以保证吸水管能自动排气。

　　3.2高层建筑的消防供水

　　建筑高度超过消防车有效的灭火高度，即高度为10层及10层以上的住宅和建筑高度超过24m以上的其他民用建筑和工业建筑，主要靠室内消防给水设备扑救火灾的消防给水系统称为高层建筑消防给水系统。高层建筑消防给水受建筑高度影响:当24m<H<50m时，可用登高消防车；当50m<H<l00m时，需加强室内消防设备的灭火能力。当H >250m时，建筑设计中应采用特殊的防火措施，并提交国家消防主管部门论证。

　　为确保消防给水安全，高层建筑室外消防管网的进水管不宜少于两条，并宜从两条市政给水管道引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。

　　一般情况下将室内消防水池与室外消防水池合并考虑。当市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量，市政给水管道为枝状或只有一条进水管时，高层建筑应设消防水池。

　　3.3高层建筑的热水供给

　　高层建筑采用集中热水供应系统，均应设置热水回水管道，保持热水在管道系统中的循环，以避免水的浪费。对于要求随时取得适合温度热水的建筑物，应保证支管中的热水循环，并且应有保证支管中热水温度的措施，对于用户内不能循环的支管，则管道不宜过长，以避免水温降低过大，一次用水要放掉很多冷水，造成浪费。为保证热水系统的循环效果，集中热水供应系统均应采用热水管道同程式布置方式，可以有效地防止热水短路循环，保证各个用水点随时可以取得所需温度的热水。保证热水循环效果的另一个措施是设置循环水泵，采用机械强制循环方式，以保证整个热水系统的循环效果和系统的稳定性。

　　总结

　　高层建筑的供水不仅需要满足居民的基本生活要求，还需要符合消防安全的需要。因此该工程是一个比较系统的项目，需要具有整体的思想和较高的施工技术和水平，这样才能保证这项工作做得更好。

　　参考文献

　　[1]陈立学;高层建筑消火栓供水方式探讨[J];石油化工环境保护;2003年03期

　　[2]易雁;高层建筑供水方式及节能探讨[J];山西建筑;2008年14期

　　[3]雷华娟;论层次分析法在高层建筑供水设备选型中的应用[J];中外建筑;2008年06期

　　[4]彭旭;高层建筑消防供水问题探讨[J];科技信息;2009年18期