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(jià)。“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(duì)于高層建筑，城市給水管網(wǎng)的水壓一般不能滿(mǎn)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(guó)城市給水情況而言，水壓一般可滿(mǎn)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。《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ15-88）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《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?jī)?nèi)容

建筑給水系統(tǒng)節(jié)能是一個(gè)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(kāi)展，本論文針對(duì)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(duì)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(mǎn)足消防蓄水問(wèn)題對(duì)于高層建筑生活給水一般用于少數(shù)樓層水壓不足時(shí)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(shí)高壓給水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)高位消防防水箱，目前我國(guó)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(chǔ)蓄水與消防存水可共用一個(gè)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(mǎn)足消防存水量，存在小流量和零流量供水問(wèn)題，同時(shí)變頻控制股價(jià)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(jià)雖然較高，但占地面積能大大減少，不影響水質(zhì)而且無(wú)噪聲，故采用減壓閥減壓方式日漸贈(zèng)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(duì)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(dòng)閥門(mén)和減壓閥，平時(shí)電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，在城市給水管停止供水時(shí)打開(kāi)電動(dòng)閥門(mén)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(dòng)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(jiǎn)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(guò)112m的高層建筑，最高分區(qū)水泵揚(yáng)程將會(huì)很大，壓水管線很長(zhǎng)，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(lái)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(jí)。按水力學(xué)原理，通過(guò)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(wú)關(guān)，因此通過(guò)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(lèi)。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(huì)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(duì)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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)單個(gè)報(bào)警閥前減壓可配置安裝單個(gè)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(gè)減壓閥，可串聯(lián)配置可用的同類(lèi)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(kāi)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(shí)刻變化較大時(shí)，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(wèn)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(duì)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(mǎn)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(jiǎn)化給水系統(tǒng)、減少供水管道對(duì)建筑層高影響的目的。

（2）通過(guò)調(diào)整減壓閥閥后壓力值，可以時(shí)每個(gè)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(hù)設(shè)置，口徑小，故障率低，影響面小，因此無(wú)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(hù)截止閥即可。

通過(guò)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(jiǎn)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(guò)高層建筑給水方式及減壓閥門(mén)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。