多層與高層建筑給水系統分析
2014-3-6 8:39:35??????點(diǎn)擊：
多層與高層建筑給水系統分析
一、前言
在消防給排水設計中，高層建筑一般指十層及十層以上的居住建筑（包括首層設置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）或建筑高度超過(guò)24m的公共建筑。多層建筑是相對高層建筑而言，但是實(shí)際上一般的建筑給水設計中多層建筑由于種種原因的限制，譬如電梯設置，大多數為6層以下，故本文討論的多層指6層以下或低于20米的建筑。隨著(zhù)市政給水管網(wǎng)的完善和新型設備材料的不斷出現，給水系統的布置方式也快速發(fā)展，并衍生出多種不同類(lèi)型，可供設計師選擇用。但是，由于多層與高層的不同特性，尤其是消防方面，給水系統的正確選用也是十分重要的，否則輕則水壓水量不穩，重則事故頻頻，不能正常運行。以下就分別介紹一下多層建筑和高層建筑的常見(jiàn)的給水系統方式。
二、多層給水系統
目前，國內大多數城市的市政管網(wǎng)壓力可以維持在2公斤以上，個(gè)別小城鎮的出水壓力甚至可以達到4公斤。因此，對于一般的多層建筑市政管網(wǎng)的壓力已經(jīng)足夠了，但是由于市政管網(wǎng)的供水水量、水壓波動(dòng)較大，尤其在小城鎮。為了克服這些缺點(diǎn)，多層給水系統的設計主要有以下幾種類(lèi)型。
1）直接供水型 就是直接利用市政管網(wǎng)的壓力，直接供水，一般適用于市政管網(wǎng)壓力稍高的地區或水廠(chǎng)附近壓力較高的范圍內。缺點(diǎn)就是水量、水壓不能保證。但是，對于規模較小的管網(wǎng)這種供水方案的經(jīng)濟性能很好，不需要任何其他設備或措施。
2）水箱供水型 將市政管網(wǎng)的水引至屋頂水箱，然后靠水箱與用水器具的高差，重力供水，克服了水壓水量的不穩定性。但是，由于水箱可能存在的二次污染，而且，水箱體積較大，因此這種方式不提倡。
3）水箱、管網(wǎng)聯(lián)合型 平時(shí)水量水壓足夠時(shí)，直接由市政網(wǎng)供水，超壓時(shí)，多余水進(jìn)入屋頂水箱，當壓力或水量不足時(shí)，水箱靠重力自動(dòng)向用戶(hù)供水。物理結構上就是正常的直接供水的主干管伸頂接入水箱，并由水箱設一出水管。該方案減小了水箱的體積，并使水不需要都進(jìn)入水箱停留這一步驟，衛生可靠性增加。但是問(wèn)題就是如果長(cháng)時(shí)間的穩壓供水（現在的市政管網(wǎng)可以辦到的），水箱中的水的停留時(shí)間反而大大增加，更容易受污染。而且，所有使用水箱的系統中水箱都必須放在建筑的最高處，在某些場(chǎng)合會(huì )影響建筑的美觀(guān)，甚至建筑的結構設計。
4）氣壓罐供水 由于水箱的不安全因素，所以用密封可靠的氣壓罐代替，而且，氣壓罐不需要高位擺放，不影響建筑美觀(guān)與結構承重，近幾年很受歡迎。但是氣壓罐系統需要水泵和自動(dòng)控制系統得配合，使得成本有所增加。不過(guò)，近年其市場(chǎng)價(jià)格已經(jīng)讓很多用戶(hù)能夠選擇。氣壓罐系統的原理就是利用水泵將水加壓送進(jìn)建筑內部管網(wǎng)，當壓力過(guò)大時(shí)，水進(jìn)入氣壓罐，達到一定壓力時(shí)，水泵停車(chē)或減速；當壓力小于規定值時(shí)，氣壓罐向外輸水并同時(shí)啟動(dòng)水泵或加速（變頻水泵）。
5）二次加壓型 對于，小規模的用戶(hù)，如單幢建筑，氣壓罐系統可以應付。但是，目前住宅向小區化的方向發(fā)展，主要表現為多層建筑的集群布置，集中穩壓。以氣壓罐的容積能力不能滿(mǎn)足要求，所以出現了水泵集中加壓為主，氣壓罐穩壓（消除系統水錘）為輔的方式。只是經(jīng)濟成本上升，也需要專(zhuān)人維護。
另外，管網(wǎng)系統由于層數不多，屬于低壓管道，均分層直接接入用戶(hù)即可，較為簡(jiǎn)單。
管道材料以低壓鋼管和低壓PPR塑料管為主。
三、高層建筑給水系統
如前所訴，十層的民用建筑至少在30米，即使以24米的公用建筑計算，市政管網(wǎng)的壓力肯定需要二次加壓才能滿(mǎn)足要求，不存在直接供水的可能。但是，根據建筑的高度、管道的承壓能力、用水器具的壓力要求，又可以分為以下幾種方式。
1） 分區減壓系統 這種系統目前可以說(shuō)是最受歡迎的，因為減壓閥的價(jià)格已經(jīng)降到3000元/件左右，相比而言，管材和安裝工程量以及系統得維護難度等均大幅度下降，其經(jīng)濟效率大大提高。系統的組成方式為：、生活水池、水泵、主管道、直接入戶(hù)管、減壓閥、閥后入戶(hù)管等。目前的高層或小高層采用這種方式的很多。系統原理：一般由建筑地下室的泵房進(jìn)行一次性集中加壓，高壓水沿主干管送至建筑上部用戶(hù)，并滿(mǎn)足要求；但是對于建筑下部的用戶(hù)水壓過(guò)高，則需要進(jìn)行集中減壓（減壓閥組），再送至用戶(hù)。缺點(diǎn)就是減壓區的水頭損失大，水泵功耗較大。
2） 水泵并聯(lián)加壓系統 該系統同樣對建筑的供水系統進(jìn)行分區，但是不同的是，每個(gè)分區各設置一臺水泵供水（一臺備用）。其缺點(diǎn)很多，如設備費用劇增，占地面積大，主干管多，系統復雜。但是優(yōu)點(diǎn)也十分獨特：供水可靠性高，水泵功耗利用率高，不會(huì )發(fā)生能量浪費。
3） 水泵串聯(lián)加壓系統 目前隨著(zhù)高層建筑技術(shù)的快速發(fā)展，超過(guò)100米的建筑已經(jīng)不足為奇，甚至高到三四百米。這樣就出現了幾個(gè)問(wèn)題：一水泵壓力不夠，或即使壓力滿(mǎn)足，流量相差很大；二即使流量壓力都滿(mǎn)足，管道不能承受如此高的壓力，發(fā)生爆管。所以必須采用這種接力棒式的方式。系統結構：各分區分別設置水泵或調速泵與吸水箱或吸水池，然后按由下到上的順序啟動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：供水可靠，能耗少。缺點(diǎn)是：設備分散，水泵等設備多，需要專(zhuān)用設備層等。
四、分析
在比較以上的幾種方式，我們可以看到多層建筑與高層建筑的供水是不同的兩種系統，雖然目的是一樣的。在多層給水中，市政管網(wǎng)的壓力已經(jīng)滿(mǎn)足要求，追求的是穩定性，而高層不同，高層給水則是為了能夠將水送到用戶(hù)用水處，其次才是穩定性。所以設備材料的選擇也有很大差別。多層一般采用低揚程的小型泵，管材為低壓力管材。高層則相反。
分開(kāi)來(lái)講，多層系統的幾種方式中：直接供水仍然廣泛用于規模較小的鄉村城鎮管網(wǎng)系統，經(jīng)濟上也節省。二次加壓系統則在新建的小區住宅中廣泛應用。高層建筑給水系統中分區減壓的方式應用較多，而對于150米以上的超高層建筑，水泵串聯(lián)的給水系統則相對適宜。
五、小結
目前，建筑業(yè)正處于一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期，所以高層與多層的建筑數量也大幅度增加。高層主要以商用寫(xiě)字樓為主，多層主要以小區集群的形式發(fā)展。并且出現了直飲水系統，對給水系統的發(fā)展提出了新的要求，尤其是管網(wǎng)系統。個(gè)人認為多層在一般情況下盡可能選擇二次加壓系統，高層宜采用分區減壓供水系統，超高層宜采用水泵串聯(lián)供水——能源的節約是十分可觀(guān)的。
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