淺談超高層建筑設計中給水加壓系統

 　     摘要：隨著經濟的增長，我國的高層建筑越來越多，建筑給排水工程設計方案的好壞直接關系著住戶生活質量的優劣。而高層建筑具有層數多、高度大、功能復雜、用水要求高、排水量大等特點,因此合理選擇給水加壓方式是高層建筑生活給水系統設計的關鍵，它直接關系到生活給水系統的使用和工程造價。 

　　關鍵詞：給水加壓；高層建筑；布置方式 

　　中圖分類號：TU208文獻標識碼： A 

　　進人21世紀，高層建筑向著層數更多、設備更完善、功能更齊全、技術更先進的方向發展。高層建筑住戶集中用水量大，對自來水的水壓、水量要求較高，而市政供水管網的壓力一般只能直供到6樓，遠遠不能滿足高層建筑的用水要求，因此，以高層建筑給水加壓勢在必行。 

　　選擇給水方式是高層建筑生活給水系統設計的關鍵，它直接關系到生活給水系統的使用和工程造價。對于高層建筑，城市給水管網的水壓一般不能滿足高區部分生活用水的要求，絕大多數采用分區給水方式，即低區部分直按由城市給水管網供水，高區部分由水泵加壓供水。 

　　2高層建筑常見給水加壓方式和原理 

　　現在主流的給水加壓方式分為3種：工頻供水，變頻供水，疊壓供水。 

　　2.1工頻供水 

　　其供水方式為：水池→水泵→高位水箱→用水點。其工作原理是：自來水進入地下水池，通過浮球閥控制水池中的水位。屋頂水箱里的浮球聯動一個磁鐵，隨著水位升高，磁鐵慢慢接近一個固定在水箱箱體上的干簧管，距離足夠近時，干簧管內一對電極受磁鐵磁場影響而斷開，水泵斷電停止注水。 

　　2.2變頻供水 

　　其供水方式為：水池→水泵→用水點。其工作原理是：自來水進入地下水池，通過浮球閥控制水池中的水位。變頻恒壓供水系統采用面板內部設定壓力，水泵供水時采用一個壓力傳感器檢測管網中壓力，壓力傳感器將信號送入變頻器PID回路，PID回路處理之后，送出一個水量增加或減少信號，控制馬達轉速，使加壓管網壓力與設定壓力相一致。 

　　2.3疊壓供水 

　　其供水方式為：疊壓設備→用水點。其工作原理是：自來水進入調節罐，罐內的空氣從真空消除器內排出，待水充滿后，真空消除器自動關閉。自來水管網的壓力不能滿足用水要求時，系統通過壓力傳感器給出起泵信號啟動水泵運行。自來水管網水量小于水泵流量時，調節罐內的水作為補充水源仍能正常供水，此時，空氣由真空消除器進入調節罐，消除了自來水管網的負壓，用水高峰期過后，系統恢復正常的狀態。自來水供水不足或管網停水而導致調節罐內的水位不斷下降時，液位控制器會給出水泵停機信號以保護水泵機組。 

　　3高層建筑給水加壓系統與布置方式 

　　建筑內部給水通過引入管引入室內以后，根據管網形式不同可以分為：環狀網、枝狀網。根據橫干管在建筑內部的位置不同，可以分為：下行上給式、上行下給式、中分式。通常水泵吸水不允許直接從室外給水管網抽水，而是水泵從儲水池抽水，有單設水泵和水泵一水箱聯合(可在水箱中設置浮球閥或液位繼電器)兩種，目前給水系統升壓多用離心式水泵。因為它的類型多、選擇方便、占地少。給水系統所用水泵一般分為恒速水泵和變頻調速水泵。目前變速泵應用于高層建筑生活供水系統較為廣泛。 

　　3.1泵站內管路布置 

　　貯水池與水泵間合為一體為上下建筑的加壓泵站,為減少泵站的面積及加大泵站內檢修維護通道,泵站內部分管路可安裝在泵間以下的水池內。為便于管理控制,進水管路由室外地下直接進入水池,由水池返入水泵間室內加控制閥門,再返入水池加裝浮球閥控制水池進水。為充分利用市政管網壓力,應對四層及四層以下住宅進行直接供水(市政管網壓力一般為0.32 MPa,完全可以保證四層的供水),四層以上再利用水泵進行二次加壓,并在加壓管道與非加壓管道之間設連通管,加裝閥門,在小區總進水口設止回閥,當市政管網停水檢修或壓力達不到四層時,打開連通管,以保證居民用水,這樣可以充分利用市政管網壓力,減少小區用水電耗。貯水池與水泵間各為獨立建筑的加壓泵站,管路的布置可根據加壓泵站設置情況,進行聯絡超越管線及控制閥門設置。但要求便于維護與管理。 

　　3.2建筑內部給水宜采用分區恒壓變頻供水方式 

　　高層建筑如由屋頂水箱供水，由于水箱供水壓力低，最上面3-4層的水壓和水量過小，不能滿足熱水器供水，分區恒壓變流量供水方式，進行合理的分區，選擇合適的供水泵和變頻器，保持設定的壓力，達到恒壓供水的效果，提高了水的品質。 

　　采用水箱供水，在夜間水壓升高時(或啟動水泵)水箱進水，供水壓力由用水點和水箱的高差決定，高差越大，供水壓力越大。所以，頂層供水壓力最小。如果水箱不能及時補水，水位將更低，壓力更小。一般情況下，頂層熱水器即使能打開，供水量也極小，不能正常作用。 

　　要解決供水壓力不足問題，可以從增加供水壓力或減少管道阻力損失兩方面考慮。頂層供水壓力明顯不足，加大供水管管徑，減少管道阻力損失對供水系統影響很有限，不能解決問題。所有只能采用增加供水壓力。提高供水壓力可以有4個方案： 

　?。?）提高水箱的底標高，增加用水點和水箱的高差。提高水箱的底標高雖然節約投資，但對建筑外立面影響效果很大，破壞建筑整體的美觀協調，且水箱提高1m，只能提高10kPa，當水箱底標高離屋頂8m，水箱充滿水的情況下，才能確保頂層淋浴器的供水壓力。所以該方案沒有采用的可能性。 

　?。?）每戶增設增壓泵。在每戶進水管上安裝小型增壓泵，可基本解決供水壓力問題，但水泵安裝在室內噪音很大，開啟時不但對住戶有影響，而且通過管道傳給其他用戶。 

　?。?）氣壓給水設備。氣壓給水系統工作原理，上水通過水泵加壓送至壓力罐和用戶，隨著氣壓罐內水量的增加，水罐內空氣被壓縮，壓力升高，但壓力升高至最大工作壓力時，壓力控制器使水泵關閉。用戶用水時，氣壓水罐里的水在壓縮空氣的壓力下被送至給水管網，隨著氣壓水罐內水量的減少，空氣體積膨脹，壓力減小，但壓力降至設計最小工作壓力時，水泵再次啟動。如此循環工作，氣壓供水最大的問題是壓力罐體積龐大，占用了很大的空間，增加的建筑造價，減少了綠化面積，對于小區總體環境有一定的影響，目前采用很少。 

　?。?）分區恒壓變量供水系統。該系統是在高層建筑給排水設計中采用較成功的提供供水壓力的方法。分區恒壓變流量供水方式，根據計算得到供水小時最大流量的揚程，選擇合適的供水泵，配置相應的變頻器，在保持設定的工作壓力情況下，由用戶用水量的變化通過變頻器控制水泵電機的轉速，由水泵電機轉速的變化，改變供水量，滿足用戶使用舒服性要求，達到恒壓供水的效果。每分區設定兩個水泵交替使用，延長設備的使用壽命。 

　　4結束語 

　　綜上所述，在市政管網建設比較好，給水加壓設備管理比較完善，市政供水的水壓、水量都能滿足要求的地區的高層建筑建議使用疊壓設備。管網建設不太好，管網的壓力和流量在用水高峰期波動較大的地區，建議使用變頻供水設備。  

　　參考文獻： 

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　?。?］ 高層建筑給水排水工程［Ｍ］.北京：化學工業出版社，2004 

　?。?］ 全國民用建筑工程設計技術措施��給水排水[M]．北京：中國計劃出版社，2003