關于高層建筑供水方式及節能探討

【摘 要】為了緩解水電資源的緊缺，加大對水電能源的節約、有效利用是一個重要途徑。本文則針對高層建筑供水系統存在的問題進行分析，提出了高層建筑供水的幾種方法， 以完善高層建筑的給排水設計及施工，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】高層建筑；供水方式；分區；節能

前言

隨著國民經濟的快速發展和城市化進程的加速，在人口密集的沿海城市近年來涌現了大批的高層建筑群，建筑高度和用水量差別很大，若對其各自的用水規律不加研究統一采用固定的供水方式，既不科學，也不節能。在高層供水中由于高度的原因能耗很大，下面就如何在高層供水中節省能耗作一探討。

1 高層建筑供水的方式

在高層建筑中，為了充分利用室外管網水壓，同時為了防止下層管道中靜水壓力過大，其給水系統必須進行豎向分區。其分區形式主要有串聯式、并聯式、減壓式和無水箱式。

1.1 分區串聯給水方式

如圖1a）所示，各區設置水箱和水泵，各區水泵均設在技術層內，自下區水箱抽水供上區用水。

1.2 分區并聯給水方式

如圖1b）所示，每一分區分別設置一套獨立的水泵和高位水箱，向各區供水。其水泵一般集中設置在建筑的地下室或底層水泵房內。

1.3 分區減壓給水方式

如圖2a）所示為減壓水箱減壓給水方式，是由設置在底層（或地下室）的水泵將整幢建筑的用水量提升至屋頂水箱，然后分送至各分區減壓水箱減壓后再供下區使用。

1.4 減壓閥減壓給水方式

如圖2b）所示為減壓閥減壓給水方式，是由設置在底層（或地下室）的水泵將整幢建筑的用水量提升至屋頂水箱，然后再經各分區減壓閥減壓后供各區用水。

1.5 分區無水箱給水方式

如圖3所示為分區無水箱給水方式，各分區設置單獨的變速水泵供水，未設置水箱，水泵集中設置在建筑物底層的水泵房內，分別向各區管網供水。

2 供水方式的優缺點及對能耗的影響

分區串聯給水方式的優點是：設備與管道較簡單，各分區水泵揚程可按本區需要設計，水泵效率高。缺點是：水泵設于技術層，對防震、防噪聲和防漏水等施工技術要求高，水泵分散設置，占用設備層面積大，管理維修不便，供水可靠性不高，若下區發生事故，其上部各區供水都會受到影響。由于水泵只是將用水提升到所需的平面，設備與管道較簡單，無高壓水泵和高壓管線，運行動力費用經濟，水泵效率高，比較節能。

分區并聯給水方式的優點是：各區自成一體，互不影響；水泵集中，管理維護方便；運行動力費用較低。缺點是：水泵型號較多，管材耗用較多，設備費用偏高；分區水箱占用建筑使用面積。這是比較節能的一種方式。

分區減壓給水方式的優點是：水泵數量少，設備布置集中，管理維護簡單，各分區減壓水箱只起釋放靜水壓力的作用，因此容積較小。缺點是：屋頂水箱容積大，不利于結構抗震；建筑物高度大、分區較多時，下區減壓水箱中浮球閥承壓過大，易造成關閉不嚴的現象；上部某些管道部位發生故障時，將影響下部的供水。由于需要采用高揚程、耐高壓的管材，因此是一種比較耗能的給水方式。

減壓閥減壓給水方式的優點是：水泵數量少，設備布置集中，管理維護簡單，各分區減壓水箱被減壓閥代替，不占建筑使用面積，安裝方便，投資省。缺點是：屋頂水箱容積大，不利于結構抗震；上部某些管道部位發生故障時，將影響下部的供水。由于需要采用高揚程、耐高壓的管材，因此也是一種比較耗能的給水方式。

分區無水箱給水方式的優點是：省去了水箱，因而節省了建筑物的使用面積；設備集中布置，便于維護管理；能源消耗較少。缺點是：水泵型號及數量較多，投資較大，維修較復雜。存在用水高峰與用水低谷期，故應采用變頻水泵進行送水。

3 基于節能模式的供水方式選擇

3.1 充分利用市政自來水的水壓節能

充分利用室外市政管網水壓直接對高層建筑下面幾層供水，對于節能和安全供水都是有利的，它可以節省很大一部分提升上樓的能耗，因為高層建筑中用水量大的部門，如洗衣房、浴室、餐廳等都設在下面基層。在無水箱給水方式中，可利用室外管網進行下部分區的供水，上部采用水泵供水方式。

充分利用市政管網壓力，也是一種節能的給水方案。高層建筑給水設計中常常分別設置生活給水泵和消防給水泵，其主要原因是：兩者要求水壓不同，如果生活用水與消防用水量接近或生活給水泵選型能滿足兩者水量要求，就能充分利用室外管網壓力而采用一套加壓系統。

3.2 合理確定給水系統垂直分區

高層建筑給水系統垂直分區的目的是：保證給水設備衛生器具的正常使用，避免壓力過高，出現不必要的能量浪費（多余的水壓消耗在配水器材的局部損失上，造成能量浪費），或者使配水器材供水大大超過額定流量而造成水量浪費。分區壓力過高，不僅使給水器材出水過猛，當啟閉這些器材時易產生水擊，使管網產生噪聲、振動甚至管件破裂，致使衛生潔具給水零件容易破壞，增加維修量，而且開啟水栓時水呈射流噴射飛濺，水量浪費，所以在設計垂直分區壓力值時一定要適宜。

4 結束語

對于高層建筑，應根據現行《建筑給水排水設計規范》規定并結合建筑物的用水特點、當地的實際及工程的實際情況，確定經濟合理的供水方式，且變頻水泵的選擇也應根據建筑物的用水規律選擇搭配合理的泵組以達到真正節能的目的。