关于高层建筑给水系统分区与加压问题的探讨

中图分类号：TV674

摘要：近年来，在高层建筑逐步在中小城市中兴建，高层民用建筑中的给水系统，一般分为生活给水系统和消防给水系统。两系统运行方式不同，供水目的不同，因此，如何采用有效合理的加压供水设备，使其减少投资，降低成本，最大限度降低日常运行及管理费用，笔者对近年来参与的一些项目建设取得的经验浅谈一下。

首先，说一下生活给水系统方面。高层建筑生活给水系统的竖向分区，一般根据使用要求，管理维修、二网给水管道的供水压力和建筑层等多项因素来确定，如果分区合理，就会使各区的供水压力不但能够满足各用水点压力的需要，同时不会出现导致使用不便影响材料设备寿命以及系统易受损坏的高压。例如：一栋二十五层的商住楼，生活给水系统通常分为低、中、高三个区，底部的地下室及商业裙房的供水为低区供水，三层至十层为中区供水，十层以上为高区供水。对于高区供水，可在屋顶设置屋顶水箱，做为生活供水系统的调节水池。由加压泵站加压后供水至屋顶水箱再供水至高区，如不设高位水箱，可单设一套高区供水管道，由变频供水系统设置高区调供电气系统控制高区供水压力，以保证高区安全供水。

对于高层建筑的中区来说，高层建筑的塔楼功能一般有办公楼、酒店、客房、公寓和住宅，按用水量区分，办公楼只有洗手间设备，按卫生器具一小时的用水量计算也很少，而酒店客房，公寓和住宅，由于具备生活和居住的条件，用水量按每人每日标准计算，楼要大得多，使用时间也较长，为此应分别选择不同的供水方式。

办公楼：由于其用水量小，卫生器具品种少，用水量变化微小，使用时间为10h/d.一天中有14h.几乎不使用，如果采用变频调速用水量较办公装置直供，由于管口压力变化小，调速作用不明显，设备低效运转时间更多，节能变成耗能，不经济适用。因此针对其用水量小的特点，如果利用屋顶水箱转输，经减压阀减压供水，水箱的容积不会因此拉大很多，给高区加压泵增加的供水量有限，把水提升到屋顶水箱再供给至中区所增加的能耗亦有限，却能减少了一组水泵电机和一套加压管网，明显节省投资和运行费用。因此，对办公楼的中区，由高区转输供水比较经济适用。像客房、公寓和住宅等用水量大的中区，用水时间一般为16-24h，而且小时用水量变化大，如果仍用屋顶水箱转输，将会引起高区水箱容积和高区加压泵功率、电机的起动，电流大幅度增大，加压管路也需放大设计，转输所增加的能耗是可观的。这时如果采用变频调速设备直供，电机功率和水泵转速随着用水量起伏变化所产生的节能作用会十分明显，水泵会保持较长的高效工作状态。因此，对于用水量大的居住中区，应采用独立的变频调速设备。对于高层建筑的低区划分，一般把裙房以下独立设计为低区，对低区的生活供水，首先可先考虑利用市政管网直供，但如果市政管网仅能提供一个接口，那么，一但地下水池补水，裙房的水压会因地下水池进水管的泄压而降低，如果用水量不大，则影响不大；如果用水量大，就应将地下水池的补水时间与商业服务时间错开，另一方面设计上应作一定的保留，包括：1在裙楼层顶设一调节水箱，贮存市政管网供水，对低区起调节作用，2。利用塔楼屋顶水箱转输，经减压阀和单向阀进入管网，并应设电磁阀加以控制。当低区管网压力降到限定值时，方可启动电磁阀。3利用中区的加压管转输，4。如果城市自来水压严重偏低，则只有地下各层使用市政自来水，裙楼自成一系统，或另设一变频调速装置，或通过上一区转输，选择原理同中区。需要指出，2与3都有违政府的城市自来水管理规定，因此必须设电磁阀控制，只有压力确实不足方作临时应急之用。

其次，谈一下，，消防给水系统（包括消火栓系统和自动喷水灭火系统）的设立，依据《高规》每层建筑应在屋面设屋顶水箱或者采用常高压系统，也就是说，除了在地下室设加压泵加压外，屋顶水箱也是必不可少的。设在地下室的加压泵高扬程，常年运转，能耗较大，而在屋顶设水箱和局部加压设备，由于水泵的扬程只需满足设于屋顶的消火栓最不利点的出口压力，因此，要比位于地下室的稳压扬程小得多，能耗降低，设备寿命延长，可靠性提高。所以，像19层以上的普通住宅，以及建筑物高度超过50米的商住楼，办公楼，综合楼等，一类建筑，通常采用在屋顶设水箱的系统，而像10-18层的普通住宅及建筑高度不超过50米的办公楼、商住楼、综合楼等二类建筑，如能使用水箱的设计标高，满足最不利点消火栓的68.6KPa层静水压，则无需设置临时高压系统，而高层建筑合理设置屋顶水箱也相对容易设计，这样，立足于自救的消防原则就能因屋顶水箱的设立而有了基本条件.。消防系统是应急使用系统，力求简单尽可能减少设备从而减少投资，实为最佳方案。在高区已有水箱供水的情况下，中区和低区就可以与高区串联，各区经减压阀减缓压力，都可以利用屋顶水箱的消防贮水来扑救初期火灾。因此，消防系统的竖向分区的最佳供水方式是利用屋顶水箱串联供水，确定了利用屋顶水箱和串联分区减压供水的系统，就可以只设一组水泵加压至屋顶水箱，增压水直接进入高区经减压阀减压进入中区、低区，整个消防管网形成一个大的加压供水环网，而且只设一组消防水泵接合器能供各区使用，这个系统充分利用消防系统，平时使用少，应急开启有效，方便和直接的特点，不但做到消防初期扑救用水直供全楼，全楼的消防常压维持有保证，而且加压设备简单，管理维修方便，不管是消火栓系统还是自动喷水灭火系统，只需一组两台加压泵即能给全系统加压供水，避免了传统的各分区分设增压泵，管网复杂，投资大，设备日常维护工作量大，以及常年费用较大等缺点

结论：高层民用建筑中给水系统的分区与增压设计，首先，应灵活选择加压供水方式的，其次是系统设计原则要重在满足规范，先消防后生活，再就是设计思路中，要先析分区特点，后选择增压供水方式。

作者：李洪燕1971年1月13日出生毕业于哈尔滨工业大学给排水专业

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