二次供水豎向分區(qū)技術(shù)分析

莫孝翠 崔景立

摘要： 對(duì)不同時(shí)期、不同設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于高層建筑二次供水系統(tǒng)豎向分區(qū)與分區(qū)內(nèi)最低衛(wèi)生器具承壓等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理，并對(duì)高層建筑二次供水系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的承壓能力進(jìn)行了整理。通過有關(guān)數(shù)據(jù)，有助于加深對(duì)高層建筑二次供水系統(tǒng)豎向分區(qū)有關(guān)問題的理解和把握。

Abstract： The key data of the vertical partition of the secondary water supply system of high-rise buildings and the pressure limit of the minimum sanitary equipment in the district were sorted out in different periods and different design specifications. The pressure bearing capacity of the secondary water supply system of high-rise buildings was also studied. Through the relevant data， it will help deepen the understanding of the issues related to the vertical partition of the secondary water supply system of high-rise buildings.

關(guān)鍵詞： 靜水壓力；分區(qū)；公稱壓力；減壓閥；汽蝕

Key words： hydrostatic pressure；partition；nominal pressure；pressure reducing valve；cavitation

中圖分類號(hào)：TU821 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）19-0094-03

1 不同規(guī)范對(duì)分區(qū)內(nèi)最低用水點(diǎn)處的靜水壓力要求

關(guān)于生活給水分區(qū)，不同時(shí)期、不同規(guī)范，有不同的規(guī)定，摘錄如下：

①《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003第3.3.4條規(guī)定：“衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力，不得大于0.6MPa。”第3.3.5條規(guī)定：“高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)，豎向分區(qū)應(yīng)符合下列要求——各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓力不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa；水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施；各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓，應(yīng)滿足用水水壓的要求。”

②《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）第3.3.5條規(guī)定：“高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)，豎向分區(qū)應(yīng)符合下列要求——各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓力不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa；水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施；各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓，應(yīng)滿足用水水壓的要求。”

③《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096-1999第6.1.3條規(guī)定：“住宅室內(nèi)給水系統(tǒng)最低配水點(diǎn)的靜水壓力，宜為300～350kPa時(shí)，大于400kPa時(shí)，應(yīng)采取豎向分區(qū)或減壓措施?！?/p>

④《住宅建筑規(guī)范》GB50368-2005第8.2.4條規(guī)定：“套內(nèi)分戶用水點(diǎn)的給水壓力不應(yīng)小于0.05MPa，入戶管的給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa?！?/p>

⑤《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096-2011第8.2.2條規(guī)定：“入戶管的供水壓力不應(yīng)大于0.35MPa?！钡?.2.3條規(guī)定：“套內(nèi)用水點(diǎn)供水壓力不宜大于0.20MPa，且不應(yīng)小于用水器具要求的最低壓力?！?/p>

⑥《城鎮(zhèn)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50788-2012第3.6.5條規(guī)定：“建筑給水系統(tǒng)應(yīng)充分利用室外給水管網(wǎng)壓力直接供水，豎向分區(qū)應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、節(jié)能、節(jié)水和維護(hù)管理等因素確定?！?/p>

⑦《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010第4.1.3條規(guī)定：“市政管網(wǎng)供水壓力不能滿足供水要求的多層、高層建筑的給水、中水、熱水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓力不宜大于0.45MPa，且分區(qū)內(nèi)低層部分應(yīng)設(shè)減壓設(shè)施保證各用水點(diǎn)處供水壓力不大于0.2MPa?！?/p>

⑧《節(jié)水型生活用水器具》CJ/T164-2014第一章規(guī)定：“本標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在建筑物內(nèi)冷熱水管路上，公稱壓力不大于0.6MPa、介質(zhì)溫度不大于75℃條件下使用的水嘴、便器及便器系統(tǒng)、便器沖洗閥、淋浴器（包含花灑）、家用洗衣機(jī)、家用洗碗機(jī)產(chǎn)品的制造和檢驗(yàn)?！?/p>

由上不難看出，不同時(shí)期、不同規(guī)范，對(duì)分區(qū)內(nèi)最低用水點(diǎn)處的靜水壓力等要求存在較大出入。

控制分區(qū)內(nèi)最低用水點(diǎn)處的靜水壓力，考慮因素較多。如二次供水系統(tǒng)的承壓能力（安全性）、設(shè)備與材料的使用（節(jié)材）、二次供水系統(tǒng)的能耗（節(jié)能）、限制用水點(diǎn)處的靜水壓力（節(jié)水）、二次供水系統(tǒng)設(shè)備和管線的安裝空間（節(jié)地）等。上述因素，密切相關(guān)。分區(qū)多了，雖利于控制壓力，但不利于節(jié)材。以住宅建筑為例，舉一個(gè)極端的例子，假設(shè)每一層為一個(gè)給水分區(qū)，是否就一定節(jié)能呢？答案是否定的。究竟以多少層作為一個(gè)給水分區(qū)較合適呢？關(guān)于這個(gè)問題，有必要廣泛了解一下供水企業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，盡可能多的調(diào)研不同給水豎向分區(qū)類型的能耗指標(biāo)和運(yùn)行情況，并結(jié)合調(diào)研情況統(tǒng)籌處理高層建筑二次給水的豎向分區(qū)問題。畢竟，作為二次供水系統(tǒng)的運(yùn)營方，供水企業(yè)掌握的數(shù)據(jù)可能更為全面。

2 二次供水系統(tǒng)各附件承壓能力

二次供水系統(tǒng)從供水泵后，主要包括管道、閥門、水表、用水末端（角閥或衛(wèi)生器具）等，不同的環(huán)節(jié)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。其中，有國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，也有行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

①輸水管道的承壓能力，與管道的材質(zhì)、壁厚和介質(zhì)溫度有關(guān)。具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選擇相應(yīng)的管材即可。

②系統(tǒng)閥門的承壓能力，可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作壓力等，合理確定閥門承壓等級(jí)即可。一般而言，閥門按壓力可分為真空閥門（工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門）、低壓閥門（公稱壓力PN小于1.6MPa的閥門）、中壓閥門（公稱壓力PN 2.5～6.4MPa的閥門）、高壓閥門（公稱壓力PN10.0～80.0MPa的閥門）和超高壓閥門（公稱壓力PN大于100MPa的閥門）。

③對(duì)普通機(jī)械水表（旋翼式水表或螺翼式水表）而言，通常提供如下參數(shù)：計(jì)量等級(jí)（較多為2級(jí)）、最大流量（Q4）、常用流量（Q3）、分界流量（Q2）、最小流量（Q1）、最小讀數(shù)、最大讀數(shù)、壓力損失（旋翼式水表壓力損失不超過0.063MPa、水平螺翼式機(jī)械水表壓力損失不超過0.06MPa）、水溫（分冷水表和熱水表）和工作壓力（1.0MPa）等。

④關(guān)于建筑內(nèi)衛(wèi)生器具的承壓能力，大致可以分為兩種情況。一種是先接至角閥，再通過角閥經(jīng)軟管或硬管接至衛(wèi)生器具；一種是直接接至衛(wèi)生器具。因此，在進(jìn)行二次給水的豎向分區(qū)時(shí)，務(wù)必考慮角閥或衛(wèi)生器具配水件的承壓能力。

根據(jù)國標(biāo)《衛(wèi)生潔具及暖氣管道用直角閥》GB/T26712-2011，水暖用角閥分為衛(wèi)生潔具直角閥（JW）和暖氣管道直角閥（JN）兩大類；規(guī)格有DN15、DN20和DN25三種；冷熱水用角閥公稱壓力1.0MPa（介質(zhì)溫度≤90℃），暖氣用角閥公稱壓力1.6MPa（介質(zhì)溫度≤150℃）；接口形式有內(nèi)螺紋和外螺紋。以衛(wèi)生潔具直角閥為例，根據(jù)本國標(biāo)，其強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為1.5±0.05MPa，密封試驗(yàn)壓力為1.1±0.05MPa（水壓），0.6±0.02MPa（氣壓）等。

但是，市售衛(wèi)生潔具用角閥壓力等級(jí)不少為0.6MPa，0.8MPa被標(biāo)為防爆加厚型。

⑤建筑內(nèi)常用的水龍頭，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷片密封水嘴》GB/T18145-2003，該標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在建筑物內(nèi)的冷、熱水供水管路上，公稱壓力不大于0.1MPa，介質(zhì)溫度不大于90℃，規(guī)格主要有DN15、DN20和DN25三種。（不同類型水嘴，規(guī)格種類略有不同）

⑥建筑內(nèi)常用的腳踏閥，執(zhí)行《腳踏閥門》CJ/T319-2010，額定流量見表1。

此外，該標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱尺寸不大于25mm，公稱壓力不大于0.60MPa，介質(zhì)溫度0℃～75℃，安裝在供水管道終端的各類型腳踏閥門。

⑦查閱建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)械式便器沖洗閥》JC/T931-2003，便器沖洗閥分為大便器沖洗閥和小便器沖洗閥，按操作方式分為扳把式、按鍵式、扭柄式和腳踏式；按結(jié)構(gòu)分為延時(shí)自閉式和其他；按進(jìn)水管公稱直徑大致分為DN15、DN20和DN25三種；適用壓力為不大于0.75MPa。

⑧建筑二次給水系統(tǒng)中，浮球閥必不可少。參照輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T1199-2014，該標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱壓力不大于0.6MPa，介質(zhì)（水）溫度不大于80℃，DN100及以下為螺紋連接，100mm

綜合對(duì)比以上各個(gè)環(huán)節(jié)的公稱壓力，高層建筑二次供水系統(tǒng)從泵房經(jīng)給水干管、系統(tǒng)閥門、水表到供水末端（角閥或衛(wèi)生器具），各環(huán)節(jié)的公稱壓力不盡相同。綜合系統(tǒng)的承壓能力和系統(tǒng)的安全性，將0.6MPa作為衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力是有必要的。即使考慮1.2倍的安全系數(shù)，是否可以考慮將分區(qū)內(nèi)衛(wèi)生器具承受的最大工作壓力控制在0.5MPa呢？另外，如果把0.5MPa作為一個(gè)給水分區(qū)的最大控制壓力，當(dāng)需要通過減壓閥將供水壓力減至0.2MPa時(shí)，閥前閥后的壓差也不是很大，即使在減壓閥失效的情況下，分區(qū)內(nèi)的最大靜水壓也不會(huì)超過0.6MPa，不會(huì)對(duì)供水末端帶來破壞性的后果。

3 豎向分區(qū)方式與減壓閥分區(qū)的有關(guān)要求

關(guān)于建筑物內(nèi)二次給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)方式，常用的有分別設(shè)置二次加壓供水設(shè)備的分區(qū)方式和減壓閥分區(qū)方式。對(duì)于二次加壓供水設(shè)備分區(qū)方式，根據(jù)系統(tǒng)壓力需要分別設(shè)置二次加壓供水系統(tǒng)即可。對(duì)于減壓閥分區(qū)方式，常用的有干管減壓和支管末端減壓兩種方式。關(guān)于減壓閥分區(qū)方式，有關(guān)規(guī)范規(guī)定如下：

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）第3.4.9條規(guī)定：“給水管網(wǎng)的壓力高于配水點(diǎn)允許的最高使用壓力時(shí)，應(yīng)設(shè)置減壓閥，減壓閥的配置應(yīng)符合下列要求—比例式減壓閥的減壓比不宜大于3：1，當(dāng)采用減壓比大于3：1時(shí)，應(yīng)避開汽蝕區(qū)?？烧{(diào)式減壓閥的閥前與閥后的最大壓差不宜大于0.4MPa，要求環(huán)境安靜的場所不應(yīng)大于0.3MPa，當(dāng)最大壓差超過規(guī)定值時(shí)，宜串聯(lián)設(shè)置；閥后配水件處的最大壓力應(yīng)按減壓閥失效情況下進(jìn)行校核，其壓力不應(yīng)大于配水件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水壓試驗(yàn)壓力；減壓閥前的水壓宜保持穩(wěn)定，閥前的管道不宜兼做配水管；當(dāng)閥后壓力允許波動(dòng)時(shí)，宜采用比例式減壓閥，當(dāng)閥后壓力要求穩(wěn)定時(shí)，宜采用可調(diào)式減壓閥；當(dāng)在供水保證率要求高、停水會(huì)引起重大經(jīng)濟(jì)損失的給水管道上設(shè)置減壓閥時(shí)，宜采用兩個(gè)減壓閥，并聯(lián)設(shè)置，不得設(shè)置旁通管?！?/p>

對(duì)減壓閥而言，由于減壓閥構(gòu)造較普通閘閥或者蝶閥復(fù)雜很多，經(jīng)常有人問，減壓閥為什么會(huì)產(chǎn)生汽蝕？減壓閥的噪音從哪里來？

針對(duì)這個(gè)問題，筆者想換個(gè)角度，順便談一下對(duì)這個(gè)問題的看法和理解。

有關(guān)汽蝕，參照《離心泵名稱術(shù)語》GB/T7021-1986，流動(dòng)著的流體由于局部壓力的降低產(chǎn)生汽泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。泵發(fā)生汽蝕，在汽蝕部位會(huì)引起機(jī)件的侵蝕，進(jìn)一步發(fā)展則將造成揚(yáng)程下降，產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。以普通單級(jí)離心泵為例，葉輪入口端為負(fù)壓區(qū)，出口端為正壓區(qū)。如果負(fù)壓區(qū)局部壓力下降至臨界壓力（一般接近汽化壓力）時(shí)，則會(huì)形成汽蝕。對(duì)可調(diào)式減壓閥而言，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)產(chǎn)品說明，既可減靜壓，也可減動(dòng)壓。減靜壓時(shí)，毋庸置疑，閥門關(guān)閉，管道內(nèi)流速為零；所謂減動(dòng)壓，也即根據(jù)閥前閥后壓力動(dòng)態(tài)調(diào)整管道過水?dāng)嗝?，斷面流速與閥門開啟孔徑的平方成反比。斷面處水流速度越大，在閥瓣背水側(cè)渦流處負(fù)壓越大；當(dāng)達(dá)到一定流速時(shí)，閥瓣背水側(cè)渦流處即可能形成汽蝕，并伴隨噪音和震動(dòng)。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)選用減壓閥時(shí)，務(wù)必引起重視，必要時(shí)，應(yīng)該核對(duì)設(shè)計(jì)選用減壓閥的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。

另外，關(guān)于生活給水管道的噪聲，經(jīng)常遇到。那么，自來水管道的噪聲從哪里來呢？稍加留意，不難發(fā)現(xiàn)，往往是在水龍頭關(guān)閉不嚴(yán)、或者開啟度較小時(shí)，在某種條件下，會(huì)在水龍頭處發(fā)出噪音和震動(dòng)，當(dāng)水龍頭開啟度加大后，噪音和震動(dòng)就會(huì)緩解乃至消失。細(xì)想來，這種噪音和震動(dòng)的情況，和減壓閥選用不當(dāng)時(shí)發(fā)出的噪音和震動(dòng)，是否也有相通之處呢？

4 結(jié)語

關(guān)于高層建筑二次給水系統(tǒng)給水豎向分區(qū)的劃分，不同地區(qū)、不同人員，理解各不相同。通過對(duì)給水分區(qū)的有關(guān)要求與系統(tǒng)各附件承壓能力等數(shù)據(jù)的歸納與匯總，有助于增進(jìn)對(duì)二次給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理解與把握。

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