高层建筑给水方式探讨和减压阀在高层建筑中的应用

文/赵立新 北京交大建筑勘察设计院有限公司 北京 100000

选择给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用和工程造价。“高层建筑生活给水系统的竖向分区，应根据使用要求、材料设备性能、维修管理、建筑物层数等条件，结合利用室外给水管网的水压合理确定。分区最低器具配水点处的静水压，住宅、旅馆、医院宜为300～350KPa 办公室楼宜350～450KPa ，对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求，绝大数采用分区给水方式，即低区部分直接按城市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水，就目前我国城市给水情况而言，水压一般可满足建筑五到六层的生活给水要求，高区部分由水可根据具体情况定。《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）（以下简称《规范》）第2.3.4.条规定：因此根据《规范》规定的分区给水静水压，兼顾消防给水系统的给水方式，高层建筑生活给水系统高区部分进行合理的竖向分区。

1、研究内容

建筑给水系统节能是一个系统工程，除应制定的有关节能法律法规，还要加强日常管理和宣传教育之外，还应采取有效的技术措施，保证节能工作的有效开展，本论文针对几种典型的高层建筑，分析其用水的特点规律，根据不同的用水特点，对适合的高层建筑的供水方式进行分析优化，力求寻找最合适的高层建筑节能给水方案，为达到这一目的，进行了以下几方面的研究。

（1）高层用水的特点，常用给水方式及优缺点

（2）高等建筑给水分区节能的效果影响

（3）高层建筑给水方式的优化

（4）减压阀的减压阀配置安装原则

（5）高层建筑给水方案的案例分析

2、高区部分可以采用的分区给水方式

高区部分可以采用的分区给水方式有：高位水箱给水方式、变频调速水泵给水方式及气压罐给水方式。气压给水方式的主要缺点是气压罐调节容积小，同样存在不能满足消防蓄水问题对于高层建筑生活给水一般用于少数楼层水压不足时的增压，d由于以上诸多原因，目前绝大多数的高层建筑采用高位水箱给水方式。当采用临时高压给水系统时，应设高位消防防水箱，目前我国一般高层建筑都设有高位消防水箱，在高位水箱有效容积增加不多的情况下生活储蓄水与消防存水可共用一个水箱中，这样既经济又便于管理。高频水箱具有稳压作用，使冷热水系统水压保持平衡，方便洗浴，变频调速水泵不能满足消防存水量，存在小流量和零流量供水问题，同时变频控制股价格偏高，在高层建筑中采用较少。

3、高位水箱给水方式在实际应用中可以按照以下情况考虑

高位水箱给水方式可根据《规范》要求采用高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用一定的建筑面积，并且增加了防止生活用水二次污染的困难，有噪音影响。减压阀造价虽然较高，但占地面积能大大减少，不影响水质而且无噪声，故采用减压阀减压方式日渐赠多。

（1）建筑高度55M左右的高层建筑，高区部分可采用蓄水池—水泵—屋顶水箱—减压阀给水方式。如果低区部分对供水安全要求较高，可以直接从屋顶水箱引下一根立管到低区网管，该立管上设电动阀门和减压阀，平时电动阀门关闭，在城市给水管停止供水时打开电动阀门向低区供水。此方法供水安全可靠，充分利用了城市管网的水压，节能能源。

（2）建筑高度50.1m～80.1m左右的高层建筑，高区部分可采用蓄水池—水屋顶水箱—减压给水方式或是高位水箱并联给水方式，并联给水方式各区分为独立的给水系统，供水安全可靠，水泵集中布置，便了管理维护，运行动力，但必须设水泵—水箱两套设备，增加水泵和水箱占用的建筑面积。减压阀给水方式系统简单，设备费用少，占地面积小，管理方便。

（3）建筑高度80.1～112M左右的高层建筑，高区部分采用高位水箱分区减压给水方式，即蓄水池—水泵—屋顶水箱—减压阀给水方式。

建筑高层超过112m的高层建筑，最高分区水泵扬程将会很大，压水管线很长，为避免这种情况可采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。

4、关于减压阀的商榷

目前有许多设计人员选择减压阀的尺寸是根据链接管径来确定，这是一种误解，这样选定的尺寸往往比实际粗腰的尺寸大一至二级。按水力学原理，通过某管道的流速是与其流量与截面积的函数一与孔口面积无关，因此通过减压法入口和出口的流速取决于流量的截面积之比，与管路计算是两码事情。

5、减压阀选用原则

减压阀按结构形式和功能特点可分为比例式减压阀和可调节减压阀两大类。比例式减压阀主要的特点阀前和阀后压力有一定的比例，阀前变化了，阀后压力也一定会发生比例的变化，稳定可靠，可调节式减压阀主要就是阀后压力可调节，且出口压力变化小，能保持相对稳定。

6、减压阀配置安装原则

应根据给水系统实际要求确定减压法配置安装形式

（1）环网供水的两侧供水管上的减压、给水支管的减压和自动喷水灭火系统单个报警阀前减压可配置安装单个减压阀，为避免产生气蚀现象，损坏阀件，产生噪音，可串联配置安装两个减压阀，可串联配置可用的同类型减压阀。（2）大部分高层建筑生活进而消防给水减压阀减压保障系统是以给水竖向分区配置安装的，一般安装在每一给水分区总管上，考虑到用水的稳定性及可靠性，可采用并联式配置安装，这样平常开启一套，另一套配用，生活给水系统可以考虑当用水流随昼夜时刻变化较大时，为避免小流量产生啸叫声。（3）减压法配置在高层建筑安装中还需要配置相应附件，保证减压阀的正常工作和维修。

7、问题分析探讨

结合这两种方法的方案，我们得出如下结论：

（1）采用在支管上设置减压阀的方式，对于有些几何高度与结水分区的高度不相稳和的建筑，技能满足给水分区划分原则，又能优化供水分区。由于优化了给水分区也就达到了简化给水系统、减少供水管道对建筑层高影响的目的。

（2）通过调整减压阀阀后压力值，可以时每个供水分区底部几层的配水压力趋于均匀，从而达到利于使用的目的。

（3）支管减压阀由于是在每一户设置，口径小，故障率低，影响面小，因此无需再设旁通管道或备用减压阀，而只是在减压阀前设置分户截止阀即可。

通过以上分析，我们不难看出减压阀在高层建筑给水系统中应用应该根据具体的工程实况综合的分析，才能优化供水分区、简化给水系统，从而达到节省设备资源、减少占地面积的目的。

总结：

综上所述，通过高层建筑给水方式及减压阀门的合理应用，能较好的解决给水系统中的给水配水点处超压出流现象，减少水量的浪费、节省泵房的面积、节省电的增容费、设备费、达到增效、节能、创收的目的。