二次供水竖向分区技术分析

莫孝翠 崔景立

摘要： 对不同时期、不同设计规范关于高层建筑二次供水系统竖向分区与分区内最低卫生器具承压等关键数据进行了梳理，并对高层建筑二次供水系统各个环节的承压能力进行了整理。通过有关数据，有助于加深对高层建筑二次供水系统竖向分区有关问题的理解和把握。

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.

关键词： 静水压力；分区；公称压力；减压阀；汽蚀

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

中图分类号：TU821 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0094-03

1 不同规范对分区内最低用水点处的静水压力要求

关于生活给水分区，不同时期、不同规范，有不同的规定，摘录如下：

①《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。”第3.3.5条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求——各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压的要求。”

②《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）第3.3.5条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求——各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压的要求。”

③《住宅设计规范》GB50096-1999第6.1.3条规定：“住宅室内给水系统最低配水点的静水压力，宜为300～350kPa时，大于400kPa时，应采取竖向分区或减压措施。”

④《住宅建筑规范》GB50368-2005第8.2.4条规定：“套内分户用水点的给水壓力不应小于0.05MPa，入户管的给水压力不应大于0.35MPa。”

⑤《住宅设计规范》GB50096-2011第8.2.2条规定：“入户管的供水压力不应大于0.35MPa。”第8.2.3条规定：“套内用水点供水压力不宜大于0.20MPa，且不应小于用水器具要求的最低压力。”

⑥《城镇给水排水设计规范》GB50788-2012第3.6.5条规定：“建筑给水系统应充分利用室外给水管网压力直接供水，竖向分区应根据使用要求、材料设备性能、节能、节水和维护管理等因素确定。”

⑦《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第4.1.3条规定：“市政管网供水压力不能满足供水要求的多层、高层建筑的给水、中水、热水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，且分区内低层部分应设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.2MPa。”

⑧《节水型生活用水器具》CJ/T164-2014第一章规定：“本标准适用于安装在建筑物内冷热水管路上，公称压力不大于0.6MPa、介质温度不大于75℃条件下使用的水嘴、便器及便器系统、便器冲洗阀、淋浴器（包含花洒）、家用洗衣机、家用洗碗机产品的制造和检验。”

由上不难看出，不同时期、不同规范，对分区内最低用水点处的静水压力等要求存在较大出入。

控制分区内最低用水点处的静水压力，考虑因素较多。如二次供水系统的承压能力（安全性）、设备与材料的使用（节材）、二次供水系统的能耗（节能）、限制用水点处的静水压力（节水）、二次供水系统设备和管线的安装空间（节地）等。上述因素，密切相关。分区多了，虽利于控制压力，但不利于节材。以住宅建筑为例，举一个极端的例子，假设每一层为一个给水分区，是否就一定节能呢？答案是否定的。究竟以多少层作为一个给水分区较合适呢？关于这个问题，有必要广泛了解一下供水企业的运行经验，尽可能多的调研不同给水竖向分区类型的能耗指标和运行情况，并结合调研情况统筹处理高层建筑二次给水的竖向分区问题。毕竟，作为二次供水系统的运营方，供水企业掌握的数据可能更为全面。

2 二次供水系统各附件承压能力

二次供水系统从供水泵后，主要包括管道、阀门、水表、用水末端（角阀或卫生器具）等，不同的环节有相应的标准。其中，有国家推荐性标准，也有行业推荐性标准。

①输水管道的承压能力，与管道的材质、壁厚和介质温度有关。具体工程设计时，根据系统工作压力选择相应的管材即可。

②系统阀门的承压能力，可根据系统的设计工作压力等，合理确定阀门承压等级即可。一般而言，阀门按压力可分为真空阀门（工作压力低于标准大气压的阀门）、低压阀门（公称压力PN小于1.6MPa的阀门）、中压阀门（公称压力PN 2.5～6.4MPa的阀门）、高压阀门（公称压力PN10.0～80.0MPa的阀门）和超高压阀门（公称压力PN大于100MPa的阀门）。

③对普通机械水表（旋翼式水表或螺翼式水表）而言，通常提供如下参数：计量等级（较多为2级）、最大流量（Q4）、常用流量（Q3）、分界流量（Q2）、最小流量（Q1）、最小读数、最大读数、压力损失（旋翼式水表压力损失不超过0.063MPa、水平螺翼式机械水表压力损失不超过0.06MPa）、水温（分冷水表和热水表）和工作压力（1.0MPa）等。

④关于建筑内卫生器具的承压能力，大致可以分为两种情况。一种是先接至角阀，再通过角阀经软管或硬管接至卫生器具；一种是直接接至卫生器具。因此，在进行二次给水的竖向分区时，务必考虑角阀或卫生器具配水件的承压能力。

根据国标《卫生洁具及暖气管道用直角阀》GB/T26712-2011，水暖用角阀分为卫生洁具直角阀（JW）和暖气管道直角阀（JN）两大类；规格有DN15、DN20和DN25三种；冷热水用角阀公称压力1.0MPa（介质温度≤90℃），暖气用角阀公称压力1.6MPa（介质温度≤150℃）；接口形式有内螺纹和外螺纹。以卫生洁具直角阀为例，根据本国标，其强度试验压力为1.5±0.05MPa，密封试验压力为1.1±0.05MPa（水压），0.6±0.02MPa（气压）等。

但是，市售卫生洁具用角阀压力等级不少为0.6MPa，0.8MPa被标为防爆加厚型。

⑤建筑内常用的水龙头，根据国家标准《陶瓷片密封水嘴》GB/T18145-2003，该标准适用于安装在建筑物内的冷、热水供水管路上，公称压力不大于0.1MPa，介质温度不大于90℃，规格主要有DN15、DN20和DN25三种。（不同类型水嘴，规格种类略有不同）

⑥建筑内常用的脚踏阀，执行《脚踏阀门》CJ/T319-2010，额定流量见表1。

此外，该标准适用于公称尺寸不大于25mm，公称压力不大于0.60MPa，介质温度0℃～75℃，安装在供水管道终端的各类型脚踏阀门。

⑦查阅建材行业标准《机械式便器冲洗阀》JC/T931-2003，便器冲洗阀分为大便器冲洗阀和小便器冲洗阀，按操作方式分为扳把式、按键式、扭柄式和脚踏式；按结构分为延时自闭式和其他；按进水管公称直径大致分为DN15、DN20和DN25三种；适用压力为不大于0.75MPa。

⑧建筑二次给水系统中，浮球阀必不可少。参照轻工行业标准QB/T1199-2014，该标准适用于公称压力不大于0.6MPa，介质（水）温度不大于80℃，DN100及以下为螺纹连接，100mm

综合对比以上各个环节的公称压力，高层建筑二次供水系统从泵房经给水干管、系统阀门、水表到供水末端（角阀或卫生器具），各环节的公称压力不尽相同。综合系统的承压能力和系统的安全性，将0.6MPa作为卫生器具给水配件承受的最大工作压力是有必要的。即使考虑1.2倍的安全系数，是否可以考虑将分区内卫生器具承受的最大工作压力控制在0.5MPa呢？另外，如果把0.5MPa作为一个给水分区的最大控制压力，当需要通过减压阀将供水压力减至0.2MPa时，阀前阀后的压差也不是很大，即使在减压阀失效的情况下，分区内的最大静水压也不会超过0.6MPa，不会对供水末端带来破坏性的后果。

3 竖向分区方式与减压阀分区的有关要求

关于建筑物内二次给水系统的竖向分区方式，常用的有分别设置二次加压供水设备的分区方式和减压阀分区方式。对于二次加压供水设备分区方式，根据系统压力需要分别设置二次加压供水系统即可。对于减压阀分区方式，常用的有干管减压和支管末端减压两种方式。关于减压阀分区方式，有关规范规定如下：

根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）第3.4.9條规定：“给水管网的压力高于配水点允许的最高使用压力时，应设置减压阀，减压阀的配置应符合下列要求—比例式减压阀的减压比不宜大于3：1，当采用减压比大于3：1时，应避开汽蚀区。可调式减压阀的阀前与阀后的最大压差不宜大于0.4MPa，要求环境安静的场所不应大于0.3MPa，当最大压差超过规定值时，宜串联设置；阀后配水件处的最大压力应按减压阀失效情况下进行校核，其压力不应大于配水件的产品标准规定的水压试验压力；减压阀前的水压宜保持稳定，阀前的管道不宜兼做配水管；当阀后压力允许波动时，宜采用比例式减压阀，当阀后压力要求稳定时，宜采用可调式减压阀；当在供水保证率要求高、停水会引起重大经济损失的给水管道上设置减压阀时，宜采用两个减压阀，并联设置，不得设置旁通管。”

对减压阀而言，由于减压阀构造较普通闸阀或者蝶阀复杂很多，经常有人问，减压阀为什么会产生汽蚀？减压阀的噪音从哪里来？

针对这个问题，笔者想换个角度，顺便谈一下对这个问题的看法和理解。

有关汽蚀，参照《离心泵名称术语》GB/T7021-1986，流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡的现象称为汽蚀。泵发生汽蚀，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展则将造成扬程下降，产生振动噪声。以普通单级离心泵为例，叶轮入口端为负压区，出口端为正压区。如果负压区局部压力下降至临界压力（一般接近汽化压力）时，则会形成汽蚀。对可调式减压阀而言，根据相关标准和有关产品说明，既可减静压，也可减动压。减静压时，毋庸置疑，阀门关闭，管道内流速为零；所谓减动压，也即根据阀前阀后压力动态调整管道过水断面，断面流速与阀门开启孔径的平方成反比。断面处水流速度越大，在阀瓣背水侧涡流处负压越大；当达到一定流速时，阀瓣背水侧涡流处即可能形成汽蚀，并伴随噪音和震动。因此，当设计选用减压阀时，务必引起重视，必要时，应该核对设计选用减压阀的有关技术参数。

另外，关于生活给水管道的噪声，经常遇到。那么，自来水管道的噪声从哪里来呢？稍加留意，不难发现，往往是在水龙头关闭不严、或者开启度较小时，在某种条件下，会在水龙头处发出噪音和震动，当水龙头开启度加大后，噪音和震动就会缓解乃至消失。细想来，这种噪音和震动的情况，和减压阀选用不当时发出的噪音和震动，是否也有相通之处呢？

4 结语

关于高层建筑二次给水系统给水竖向分区的划分，不同地区、不同人员，理解各不相同。通过对给水分区的有关要求与系统各附件承压能力等数据的归纳与汇总，有助于增进对二次给水系统设计的理解与把握。

参考文献：

[1]吴庆竹.浅谈无负压供水设备在现代居住小区中的应用[J].科技视界，2011（06）.

[2]金丹.浅谈无负压供水设备在小区给水管网中的应用[J]. 科技情报开发与经济，2011（08）.

[3]周克梅，窦建军，姜伟.南京市二次增压供水方式的合理选择[J].中国给水排水，2007（02）.