既有建筑物防止超压出流的技术措施研究

孙玉瑾

（运城市建筑设计研究院设计二所 山西 运城 044000）

0 引言

建筑给水系统的节水、节能工作是看似简单，实际上其意义是非常大的。由于建筑设计年代不同，用水状况的变化，以及在设计选取水泵时安全系数选的过大等，都有可能造成低区底层用水户的超压出流现象。建筑给水系统的节水节能仍然有很大的节水空间。尤其在高层建筑越来越多的今天，高层建筑给水系统的节水节能就占有重要的地位。充分考虑投资成本，减压效果，节水效果，以及投资回报期等多方面因素，在既有和新建建筑中合理设置减压设备。给水系统设计中，应将何种压力下需设减压装置纳入规范，在设计上避免超压现象的出现。为设计规范提出了一些修改意见。

1 超压出流问题概述

1.1 超压出流的内涵

超压出流是指卫生器具的给水配件（如水龙头，淋浴器等）在较高水压条件下，流出大于其额定流量的水量，超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益，是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识，因此可称之为“隐形”水量浪费。依照我国现行建筑给水排水设计规范的规定，高层建筑给水系统设计中，最低卫生器具给水配件处的静水压力0.30MPa-0.35MPa。显然，在同样的开启度下，同一给水分区中，上层的给水龙头因压力较小出流量较少，而下层压力大出流量多。额定流量是卫生器具给水配件出口在单位时间内流出的规定水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量，在给水配件前所需的静水压。超压出流是给水配件前的静水压大于流出水头，其出水量大于额定流量的现象。该流量与额定流量的差值，为超压出流量。因它在使用过程中流失，不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费，因而至今未引起足够的重视。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在，其浪费的水量也是十分可观的。

1.2 超压出流的危害

超压出流对用水工况的影响及造成的水量浪费尚未引起人们足够的重视，目前在建筑给水排水设计规范中，仅对防止消防给水超压问题提出了明确的要求，而对防止建筑给水超压出流问题还无具体规定，防止建筑给水超压措施的研究还不够深入。

从理论计算公式计算也能得出超压出流的危害性。根据能量守恒定律：

式中：v 为流速，m/s；h 为扬程 (即压力)，MPa；s为管道的横断面积，m2；q 为流量，L/s。

从上述计算公式可得出：扬程越大，流量就越大。因此，在设计中合理限定配水点的水压是解决这个的关键所在。超压出流除了造成水量的大量浪费以外，还会带来如下的危害：

（1）龙头开启时，水成射流喷溅，影响使用。

（2）水龙头开关时还易产生噪音和水击，由于压力波动，管道振动，容易引起管道松动漏水，甚至损坏，造成水的浪费。

（3）阀门等五金配件容易磨损，缩短使用期限，同时增加了维修工作量。水龙头处水压过高，水龙头的垫衬磨损较快，使用寿命缩短，造成大量漏水。

（4）如果不采取措施控制水龙头流量在额定范围以内，就会使管道水力计算与实际情况不相符合。下层水压高，出水量大，水流阻力比计算值高，导致上层水压偏低，其结果是下层供水有余而上层供水有可能中断。

由于超压出流造成的“隐形”水量浪费并未引起人们的足够重视，因此在我国现行的规范只是对给水配件与入户支管作一次规定，但这只是从防止给水配件承压过高损坏的角度考虑的，并未从防止超压出流的节水角度考虑，因此压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有作用，所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力做出合理限定。

2 目前解决超压出流的方法比较

2.1 遵循规范，合理分区

规范第2.3.4条规定高层建筑生活给水系统的竖向分区，应根据使用要求、材料设备性能、维修管理、建筑物层数等条件，结合利用室外给水管网的水压合理确定。分区最低卫生器具配水点处的静水压，住宅、宾馆、医院宜为300-350kPa；办公楼宜为350-450kPa。对于一个具体工程来说，最佳给水分区压力值可以通过优化设计确定，必须考虑建筑物的层数、层高，水泵的性能，室外管网的压力。

2.2 供水方式建议采用水箱供水方式

在市政管网不能满足用户供水的情况下，尽量采用水箱供水方式.无论是水箱独立供水，还是各种联合水箱供水方式，比如：水泵-水箱供水方式、水池-水泵供水方式等，它不但供水可靠，而且水压稳定，因而各配水点的压力波动很小，有利于节水。

2.3 设置减压装置

规范第2.3.4条规定“建筑物内的生活给水系统，当卫生器具给水配件处的静水压超过本规范第2.3.4条规定时，宜采取减压限流措施”。除浴盆的流出水头为5-10m外，其他各用水配件的流出水头不超过5m，因此进户压力10m、最不利点压力为5m即可满足各住户要求，超过10m即形成超压出流。所以可在进户管处，水表前装设调压孔板或节流塞实施减压，减少超压出流量。而规范要求“分区最低卫生器具配水点处的静水压，住宅、宾馆、医院宜为300-350kPa；办公楼宜为350-450kPa”，大部分都超压，到底应该多少开始减压，应综合考虑各种因素。

3 主要的减压措施

3.1 设置减压阀

减压阀有弹簧减压阀和比例式减压阀两种，尽管构造不同，但其作用原理一致，即通过压力的变化或增强局部水头损失来达到减压的目的，既减动压又减静压。对于高层住宅，根据实际需要，在给水立管的适当位置设减压阀，可优化高层给水分区，但各区支管压力分布仍不均匀。支管减压，可使供水压力分配更加均衡，避免部分供水点超压，但压力控制范围小。采用支管减压不但技术上先进合理，而且经济上可节省投资。因此，如果能将立管和支管减压结合起来，用于高层住宅给水分区减压和入户管减压，则易使给水系统压力分配均匀、经济合理。

3.2 减压孔板

孔板是一种构造简单的节流装置，经过长期的理论和实验研究，该装置现已在消防供水领域标准化。在高层建筑给水工程中，减压孔板可用于消除给水龙头和消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水、节能的目的。孔板装置应安装在需要节流和减压的管道上游，可安装在水平管道上，也可安装在垂直或倾斜的管道上。特点是：只减动压，不减静压，节省投资，方便管理，系统也比较简单，减压的同时限制流量，下游的压力随上游压力和流量而变，不稳定。据调查，由于市政供水水质的原因，有时减压孔板易堵。

3.3 节流塞

节流塞的作用与减压孔板相同，可用于消除水龙头前的剩余水头。同样不能减静压，适于在小管径及其配件中安装使用，尤其适用于在住宅内部的管道或配件中安装使用，具有经济可靠、管理方便、安装简单的优点。

4 结束语

总之，在倡导循环经济的今天，建筑给水系统设计中不能只考虑满足使用要求，还应当把节水节能充分考虑进去。要充分进行方案比较和分析，建议进行优化计算，对各种方案若干年的能耗进行比较。在技术和规范上不断完善，从而降低能耗。

［1］刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J].给水排水，2007，33(1)：61-71.

［2］王艳斌.建筑给排水节水措施探讨[J].河北北方学院院报，2007，23(1)：71-74.