高层建筑生活给水系统方案的探讨

高层建筑生活给水系统方案的探讨

徐明荣

徐明荣深圳市尚模发展有限公司广东深圳518172

摘要：由于高层建筑规划的过程中，必然配套部分的商业建筑，而其使用功能的多样化，同时也要求生活给水供水方式或要求各不相同,具体可以说层数多、功能广、体型复杂,并受各种用水单位以及后续物业管理的要求,使得生活给水遭遇多方面的多功能的制约与挑战。如何尽可能满足各个用水单位需求并保证后续物业管理运行成本尽可能降低投资，节约资源，为建立节约型社会贡献本专业的才智。这就要求我们在生活给水方案的选择必须考虑以上用水单位的需求，并最尽可能节约投资成本及后续物业管理单位的运行，并最终达到建立良好的节约型社会而努力。本文正是基于此方面的因素探讨了高层建筑生活给水系统的选择。

关键词：高层建筑；生活给水系统方案；设计、优化

一、高层建筑的划分与特点：

根据2005版本《高层民用建筑设计防火规范》3.0.1规定：十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)或建筑高度超过24m的公共建筑。

高层建筑与多层建筑不同，主要特点是：层数多、用水点集中且高。通常市政给水压力很难保证并满足建筑物内用水点的需求，因此必须对高层建筑给水系统必须采取相应的增压、畜水等的技术措施，才能确保高层建筑物用水点需求，满足高层建筑物内的使用功能上的要求。

二、高层建筑生活给水系统的技术要求

根据高层建筑物内用水点集中并高度高等特点，所以在高层建筑给水系统设计、选择、施工、材料及管理方面都有相对较高的技术要求。与多层建筑给水系统相比，高层建筑给水系统的方案设计、方案选择中各方面的因素与需求多样化得要求，并符合以下技术要求：

1、根据商业建筑物的特点，水量大、用水时间集中，且商业部分后续管理需要独立核算，一般是单独从市政供水系统引接独立供水系统供商业部分，与居民生活用水分开。并且由于后续物业管理单位在核算供水成本中，切实保证业主权益。为了保证商业用水的可靠性与安全性，一般在并辅助设计一路紧急供水系统，并设置相关防止串通的措施。

2、根据2003版本《建筑给水排水设计规范》3.3.5条规定，高层建筑生活给水系统应竖向分区。同时依据2011版本《住宅设计规范》8.2.2条规定，入户管的供水压力不应大于0.35MPa，主要是限制供水压力，避免无效出流造成水的浪费。

3、高层建筑的建筑标准要求高，用水复杂且多、使用人数多，日用水定额大且小时变化系数大。一旦发生因管道或设备故障而导致停水，影响范围广，业主情绪以及社会影响大。故应采用可靠的安全技术措施，保证供水的安全性符合要求，可靠性符合要求。

4、高层建筑因单体比较大，住宅产业化发展趋势规模大，占地面积大，主要是人喜欢群居，从而导致给排水系统动力设备多，管线长，易产生振动和噪声。且要求维护保养简便化。因此，高层建筑的给水系统的选择必须考虑设备和管道的防振动和降噪的技术措施。同时也是对设备、管道系统耐久性的考虑。

三、高层建筑给水系统给水方式：

在当今许多高层建筑给水系统设计、选择过程中，确定供水安全可靠、技术先进和经济效益好的给水系统方式，是高层建筑给水系统规划设计、选择的核心内容。

高层建筑给水系统的给水方式可概括为四种基本类型，9种形式，四种类型为：

a、高位水箱给水系统:有并列、串联、减压水箱和减压阀四种形式；

b、气压罐给水系统:包括并列和减压阀两种形式；

c、无水箱变频给水系统:包括并列和减压阀两种形式；

d、管网叠压供水方式。

在已往的高层建筑工程中，上述9种供水方式被不同的工程师推荐并采用过，但具体何种建筑物采用何种供水方式迄今没有一个统一的标准，许多专业工程师都在这方面进行探索和研究。因每一栋建筑物供水方式的选择都需综合分析考虑各种因素条件比如：用水单位需求、业主因素，周边管网市政条件、社会经济发展水平，而投资单位在选择给水系统给水方式的也要考虑，每种供水方式的设备所占建筑面积、设备投资、供水可靠性、能量消耗情况和管理难易程度等因素。对一特定建筑要选择相对较优的供水方式，就必须协调好这些因素。由于这些评价权重针对不同的建筑功能和不同的业主，要求是不同的，不能简单的从概念上进行量化，从而导致在供水方式选择中，不存在一种对所有建筑都好的供水方式，但对特定建筑在满足各方面要求的条件下却存在一种相对较优的供水方式。但2003版本《建筑给水排水设计规范》3.3.6条规定：建筑高度不超过100米的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联或分区减压的给水方式。建筑高度超过100米的建筑，宜采用垂直串联供水方式。而这几种供水方式中，又分了好多类别，现就各种高层建筑给水方式介绍如下：

1.高位水箱给水方式

高位水箱给水系统主要包括加压水泵和高位水箱。该方式又可分为：并联供水方式、串联供水方式、减压水箱供水式、减压阀供水式。高位水箱的作用是贮备、调节用水量。水箱内的水一般由设在地下室泵房内的加压水泵加压供给。高位水箱给水方式具有以下优点:1、水箱内可储贮备一定水量，供水比较安全可靠，供水水压稳定。2、停水停电时可以延时供水；节省能源。高位水箱给水方式也存以下缺点:1、水箱的设置、选择占用了部分建筑面积;2、固屋顶水箱在地震时存在鞭梢效应，同时基建成本上升且建筑物安全性不利；3、水质较易受到污染;由水出流引起的噪音很难处理。故目前高层建筑给水设计中本供水方式不作为提倡的供水方式被设计应用。

2.气压罐给水方式

气压罐给水方式利用水泵增压，利用气压水罐调节水量和控制水泵运行，其优点是能满足用水点水压要求，不需要设高位水箱，供水可靠、卫生。缺点是气压罐水压波动大、水泵平均效率低、能耗多。但调节水量远不如高位水箱，供水可靠性低。同时该方式供水有可能对计量装置产生影响，由于它的调节容量有限，此种供水方式通常适用在对水压稳定要求不高。

3.变频供水方式

变频供水方式，利用变频器等来控制交流电动机的转速，进而实现水压与流量可调的供水。由于变频供水的水压和流量可调，可取消高位水箱。该方式的主要优点:1、节约能源；2供水安全性、可靠性高;3、水泵控制自动化，使用方便;4、设备紧凑，占地少，安装方便，便于集中管理等；5、水质不易污染。变频供水的缺点:1、给水设备昂贵;2、变频器等控制设备要求较高；3、在用水流量小于水泵额定流量的三分之一时，变频器和水泵运行工况不佳，故一般设计时需要配备一台小泵或气压罐以满足小流量时的使用；4、由于缺乏贮水池，供水的安全性低。此种供水方式已成为目前对供水安全性要求不高的高层建筑给水方式的主流。

4、管网叠压给水方式

此种给水方式是目前国内逐渐应用的一种供水方式，它主要是在市政大管径的管道上通过叠压供水设备将市政水压加到设计要求的水压后供应到各用水点。它的优点是：1、充分利用市政管网余压；2、取消了贮水设施，占地面积小；3、设备、管道简单；4、管理方便；5、不易受污染。主要缺点：1、由于缺乏贮水设施，供水安全性低；2、对市政给水管网要求较高；3、一般选择时都需经当地自来水公司单项审查批准。本供水方式主要运用在建筑物用水安全性要求不高，水量较小，建筑物周边市政管网符合要求，节能要求较高的建筑中。

综上所述，每种供水方式都有各自的优缺点，并有相对适用的供水条件和要求，故高层建筑给水设计应根据当地实际情况和各个建筑物的不同要求采用相适应的供水方式进行设计，一般采用几种供水方式相结合的供水方式。

四、结语

综上所述，优化的供水方案选择是高层建筑供水安全的基础，也是建设节水、节约型社会的核心内容。因此，从需求着手并采用科学合理的设计手段，是保证高层建筑供水系统自动化管理、节能、高效安全运行的最重要的保障。