高層建筑生活給水系統(tǒng)及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計

【摘要】高層建筑具有層數(shù)多、高度大、用水要求高等特點，這些特點對高層建筑給水工程的設(shè)計提出了更高的要求。本文重點對高層建筑生活給水系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)兩方面進(jìn)行分析，總結(jié)其設(shè)計要點。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；生活給水系統(tǒng)；熱水供應(yīng)系統(tǒng)；設(shè)計

一、高層建筑給水工程的特點

高層建筑振動源多、用水要求高、用水量大等特點對建筑給水工程的設(shè)計、施工、材料及管理方面都提出了較高的要求。與低層建筑給水工程相比，高層建筑給水工程具有以下特點。

（1）豎向分區(qū)供水。由于高層建筑給水系統(tǒng)靜水壓力大，如果只采用一個區(qū)供水，不僅影響使用，而且管道及配件容易損壞。因此，供水必須進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，使靜水壓力降低，保證系統(tǒng)的安全運行。

（2）技術(shù)要求高。高層建筑的建筑標(biāo)準(zhǔn)高，給水設(shè)備使用人數(shù)多，水量大，一旦發(fā)生停水事故，影響范圍大。從而高層建筑給水工程須采用有效的技術(shù)措施，以確保安全可靠供水

（3）降噪處理。高層建筑動力設(shè)備多，管線長，易產(chǎn)生振動和噪聲。因此高層建筑的給水工程必須考慮設(shè)備和管道的防振動和降噪音的技術(shù)措施。

二、高層建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計

（一）給水方式的選擇

目前絕大多數(shù)高層建筑采用高位水箱給水方式。高位水箱給水方式根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015-2003（2009年版）的要求可采用高位水箱串聯(lián)給水方式、高位水箱并聯(lián)給水方式或高位水箱減壓給水方式，或者根據(jù)具體情況采用幾種給水方式的結(jié)合。

高位水箱串聯(lián)給水方式的特點是各分區(qū)的水泵分散設(shè)置，各區(qū)從下一分區(qū)的水箱抽水，下一分區(qū)的水箱除供本分區(qū)外同時是上一分區(qū)的水源，適用于超高層建筑。優(yōu)點是避免了設(shè)揚程高的水泵和水壓高的壓水管，并且縮短了壓水管的長短。缺點是由于設(shè)備分散，管理維護(hù)不便；設(shè)備樓層對防震、隔音要求高；上區(qū)供水受下區(qū)影響，安全性較差。串聯(lián)給水與減壓給水結(jié)合，由于設(shè)備（水泵、水箱）減少，節(jié)省造價，并有利于管理維護(hù)，也減小了震動和噪聲的影響，因而在超高層建筑中采用較多。

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，增加了防止生活用水二次污染的困難，并且有噪音影響。減壓閥造價雖然較高，但占地面積大大減小，不影響水質(zhì)而且無噪聲。隨著國內(nèi)減壓閥產(chǎn)品質(zhì)量提高，性能可靠，故采用減壓閥減壓方式的供水方式日漸增多。

一般根據(jù)建筑高度確定給水方式，當(dāng)建筑高度50m左右時，低區(qū)利用城市給水管網(wǎng)水壓直接供水，高區(qū)采用水泵——屋頂水箱聯(lián)合供水；當(dāng)建筑高度50-80m時，高區(qū)采用高位水箱減壓閥給水方式；當(dāng)建筑高度80-110m時，高區(qū)采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式：當(dāng)建筑高度超過110m時，高區(qū)采用高位水箱串聯(lián)給水與減壓給水相結(jié)合的方式。

（二）給水管材的選用

鍍鋅鋼管由于具有使用壽命短、用于輸送生活用水不能滿足水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等缺點，現(xiàn)已基本被淘汰而不再使用，全國正大力推廣使用塑料給水管。塑料給水管具有使用壽命長、重量輕、耐壓強(qiáng)度好、省鋼節(jié)能等優(yōu)點。目前在工程實際應(yīng)用中有PVC-U管、鋁合金襯塑管、鋼塑復(fù)合管、PP-R管、PE管、CPVC管、PCX管等，以塑料管料為主，在少數(shù)高檔住宅中也會使用不銹鋼管和銅管，但是不銹鋼管和銅管價格問題使其應(yīng)用范圍很小。管材的選擇應(yīng)在造價和技術(shù)指標(biāo)上尋找一個平衡點，技術(shù)指標(biāo)上是從壓力、溫度、使用環(huán)境、安裝方法等方面進(jìn)行考慮，造價上是從業(yè)主的要求和住宅的檔次上進(jìn)行考慮。對于造價較低的經(jīng)濟(jì)適用房和廉租房，可選用衛(wèi)生級硬聚氯乙烯管（PVCU）作為給水管，中高檔商品房可用鋁塑復(fù)合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）或其他塑料給水管材作為給水管。無論采用何種管材作為給水管，最重要的是要滿足安全要求。

三、高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計

（一）熱水系統(tǒng)組成

第一循環(huán)系統(tǒng)（熱媒系統(tǒng)）：熱源，熱水機(jī)組。

第二循環(huán)系統(tǒng)（熱水供應(yīng)系統(tǒng)）：熱水配水管網(wǎng)，回水管網(wǎng)。

附件：熱水供水泵，循環(huán)水泵，膨脹罐，安全閥，節(jié)流閥，管道伸縮器，閘閥，水嘴等。

（二）熱水供應(yīng)方式的選擇

1、集中加熱分區(qū)供水系統(tǒng)

這種系統(tǒng)把高層建筑物內(nèi)各分區(qū)熱水系統(tǒng)的加熱設(shè)備及循環(huán)水泵集中設(shè)置在地下室或其他附屬建筑內(nèi)，加熱設(shè)備的冷水由各分區(qū)的高位水箱或變頻調(diào)速水泵或氣壓給水設(shè)備供給，加熱后的熱水分別送往各分區(qū)系統(tǒng)使用加熱的設(shè)備集中設(shè)置在地下室或底層，維護(hù)管理 方便，對隔音防振有利，熱媒管道較短，可以減小管路噪音。但高區(qū)加熱設(shè)備承受靜水壓力大，對高區(qū)加熱設(shè)備承壓要求高，另外高區(qū)配水立管和回水立管高度很大，承受靜水壓力也大，因而在高度上受限制，適宜在三個分區(qū)以下的高層建筑中采用，不適用于超高層建筑。

2、分散加熱分區(qū)供熱水系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的加熱設(shè)備及循環(huán)水泵分別設(shè)置在各分區(qū)的上部或下部設(shè)備層，加熱設(shè)備的冷水同樣由各分區(qū)的高位水箱或變頻調(diào)速水泵或氣壓給水設(shè)備供給，加熱后的熱水沿本區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)送至各用水點。

（三）熱水系統(tǒng)分區(qū)及管材

高層建筑生活用水要進(jìn)行豎向分區(qū)，生活用水一般按照用水點的靜水壓力不超過0.35MPa～0.45MPa進(jìn)行豎向分區(qū)。工程實踐表明，當(dāng)分區(qū)壓力過大時，底層水壓較大，用水器具容易損壞，且水流流速大，使用不便。設(shè)計采用用水點的靜水壓力不超過0.35MPa進(jìn)行分區(qū)。

給水立管管材采用襯塑無縫鋼管，法蘭或溝槽連接，其余均采用PPR塑料管材及管件，熱熔連接。管徑DN50及以下者采用銅球閥，螺紋連接，DN50以上者采用銅閘閥，法蘭連接，閥門的工作壓力為1.0MPa

（四）系統(tǒng)附件的選用及設(shè)置

1、減壓閥

因為高層建筑不同分區(qū)各配水點使用的冷水和熱水系統(tǒng)的供水不能共用減壓閥，只能分別減壓后供給。為了各配水點處壓力平衡，應(yīng)選用質(zhì)量可靠的可調(diào)式減壓閥，將同一分區(qū)的冷水和熱水壓力調(diào)至平衡。

2、膨脹管

高層建筑的熱水系統(tǒng)都較大，為了安全起見，一般都采用帶膨脹管的開式系統(tǒng)。因熱水溫度較高，熱水從膨脹管溢出時，如果不采取適當(dāng)措施，容易發(fā)生燙傷事故。但第一不可將膨脹管的水回流至冷水箱，以防污染飲用水水質(zhì)。第二不可將膨脹管的敞口部位向下延伸，因為會形成虹吸，使熱水長流不止。應(yīng)在膨脹管的上部（高于屋頂水箱的水位）開20mm小孔，以破壞虹吸，膨脹管的敞口部位可向下延伸，將溢流的熱水引至安全地點（如消防水箱或屋頂雨水系統(tǒng)）排放。

3、循環(huán)泵

一般的水泵耐壓能力是根據(jù)揚程確定的。高層建筑的熱水循環(huán)泵的揚程雖不高，但背壓卻相當(dāng)大。因此，設(shè)計文件中應(yīng)特別注明背壓要求，由制造商采取適當(dāng)技術(shù)措施，以避免使用中泵體因背壓而破損。另外，由于高層建筑的安靜要求，采取選用低噪聲水泵，泵基礎(chǔ)安裝隔振器，泵的進(jìn)出口管道安裝可曲繞橡膠接頭，管道支撐采用彈性支吊架等措施。

結(jié)束語

相對低層建筑而言，高層建筑對生活給水系統(tǒng)及熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計的安全性可靠性要求更高.設(shè)計者可通過設(shè)計和施工中遇到的問題，不斷總結(jié)和完善設(shè)計技術(shù)，達(dá)到設(shè)計安全、合理、經(jīng)濟(jì)的目的。還應(yīng)根據(jù)項目的具體情況，靈活設(shè)計，使用戶能享受到方便、快捷的熱水供應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳健鴻.高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)實際設(shè)計分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2010年4期.

[2]王琳，季文晗.高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)概述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012年5期.

[3]黃文勝，湯廣發(fā)，鄧廣，王濤.改進(jìn)高層建筑集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計[J].中國給水排水，2004年4期.

[4]王文杰.淺談高層建筑熱水系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009年34期.