高层建筑供水方式及节能分析

【关键词】高层建筑；供水方式；节能 

　　一、高层建筑供水方式分析 

　　高层建筑指的是10层及10层以上的住宅，其他建筑的高度超过24米时，也可称之为高层建筑。自上个世纪九十年代以来，房地产经济获得了较快发展，城市发展不再局限于平面扩展，而向更广阔的空间发展，逐渐形成立体化城市，高层建筑在城市发展中起着重要作用。高层建筑的供水问题逐渐显现出来。在高层建筑的供水系统中，为了能够充分利用室外的管网水压，防止下层管道静水压力增大，给水系统须呈竖向分区。其供水方式主要有并联式、串联式、无水箱式、减压式。 

　　（一）分区并联式的供水方式 

　　该种方式是在每一分区设置一套相对独立的高水位箱和水泵，向各区供水。水泵的设置一般集中在高层建筑的底层水泵房内或地下室。其优点在于：供水系统自成一体，独自运行，互不干扰；水泵设置比较集中，维修和管理比较方便，且运行的动力费用比较低。其缺点在于：并联式的供水方式水泵型号比较多，管材的耗用较多，供水设备的费用偏高。同时，分区水箱的设置，占用了不少的建筑使用面积。从总体上说，并联式的供水方式是比较节能的一种方式。 

　　（二）分区串联式的供水方式 

　　该种方式是在各区设置水泵和水箱，各区的水泵都设置在技术层内，从下区水箱抽水以供上区用水。其优点在于：管道和设备都比较简单，各分区的水泵扬程可以按照本区的实际需要进行设计，水泵的效率较高。但是，由于水泵安装在技术层，对防漏水、防噪声和防震等的施工要求较高。再者，串联式的供水方式，水泵设置呈现出分散性的特点，对设备层的占用面积较大，在供水设备的管理和维修方面都不方便。同时，供水的可靠性不高，如果下区的供水发生故障，其上区的供水都要受到很大影响。串联式的供水方式由于只需将用水提升至所需的平面高度，管道和设备都比较简单，没有高压管线和高压水泵，供水系统的运行动力费用较少，水泵的效率高，节能效果较好。 

　　（三）分区无水箱式的供水方式 

　　该种方式指在各分区设置一个单独的变速水泵来供水，没有设置水箱，将水泵集中安置在高层建筑的底层水泵房内，分别向各区的管网供水。其优点在于：由于省去了水箱，节省了建筑物使用面积。同时，设备布置相对比较集中，便于维修和管理，且能源的消耗较少。其缺点在于：由于无水箱式的供水方式水泵数量和型号较多，设备的投资较大，维修工程也比较复杂。同时，由于没有水箱的调节作用，用水总量不好控制。因此应对用水高峰和用水低谷期进行分析，采用变频水泵进行供水。 

　　（四）分区减压式的供水方式 

　　该种方式是由设置在地下室或底层的水泵将整个高层建筑的用水总量提升到屋顶水箱，再分别向各分区的减压水箱输送，经减压水箱减压后供下区使用。其优点在于：水泵的数量较少，供水设备的布置相对比较集中，设备和管道的维护管理比较简单。再者，由于各分区的减压水箱只是用以释放供水系统中的静水压力，其容积较小。其缺点在于：由于屋顶水箱的容积较大，结构抗震的能力不强。在建筑物的高度较大、供水分区较多时，下区的减压水箱的浮球阀所承受的压力过大，容易造成减压水箱关闭不严的问题。再者，在上区供水管道发生故障时，会影响高层建筑下区的供水。同时，由于需要采用耐高压、高扬程的管材，该种供水方式的耗能较大。 

　　（五）减压阀减压的供水方式 

　　该种方式是由设置在地下室或底层的水泵将整个高层建筑的用水总量提升到屋顶水箱，再经各分区的减压阀减压后将水供下区使用。其优点在于：水泵的数量较少，供水设备布置相对比较集中，设备的维修和管理简单。同时，在各分区以减压阀代替减压水箱，不占用建筑的使用面积，减少投资，安装方便。其缺点在于：由于屋顶水箱的容积较大，结构抗震的能力不强。再者，在上区供水管道发生故障时，会影响高层建筑下区的供水。同时，由于需要采用耐高压、高扬程的管材，该种方式也是一种耗能较大的供水方式。 

　　二、基于节能视角的高层建筑供水方式选择 

　　（一）充分利用市政给水系统网络 

　　在高层建筑的供水系统中，应充分利用市政给水系统网络，直接对高层建筑的低层供水，减少供水系统的能源消耗，对于安全供水和节能都有很大好处。同时，由于高层建筑中用水量大的部门如浴室、餐厅和洗衣房等都集中在下层区，利用市政给水系统，可以大大减少高层建筑的能耗。在无水箱供水方式中，应利用室外的管网对高层建筑的下层进行供水，上层则以水泵供水。 

　　充分利用市政给水系统网络，是一种非常节能的供水方式。在高层建筑的给水系统设计中，一般将消防给水泵和生活给水泵分别设置，主要是因为两者所需要的水压不同，如果消防用水量与生活用水量接近或者生活给水泵的选型能够同时满足两者的水量要求时，则可以充分利用室外的管网压力，经过系统加压实现高层建筑的供水。 

　　（二）合理配置给水系统的垂直分区 

　　对高层建筑的给水系统进行垂直分区的目的在于：保证给水设备的正常使用，避免因为压力过高，对配水器材造成损耗，减少能量的浪费，或者在配水器材的供水超过额定流量时，造成水资源的浪费。在分区压力过高的情况下，不仅会造成给水器材的出水过猛，在关闭这些器材时，容易产生水击，使管网产生振动、噪声或者管件破裂，导致卫生洁具的给水零件损坏，增加了维修量，且在开启水栓时，水以射流喷射状飞溅，造成水量的浪费，因此，在高层建筑的供水系统设计时，一定要合理配置给水系统的垂直分区。 

　　三、结束语： 

　　高层建筑的给水工程，与人们的生产生活密切相关。在给水系统的设计中，不仅要方便人们的生产生活，还应注重给水系统的节能。目前，高层建筑的供水方式主要有并联式、串联式、无水箱式、减压式等方式，在供水方式的选择上，应充分利用市政给水系统网络及合理配置给水系统的垂直分区，减少水资源浪费和能源损耗，最大限度实现高层建筑给水系统的节能管理。 

　　参考文献： 

　　[1]王英.无负压供水在高层建筑中的应用[J].建材技术与应用，2011，（11） 

　　[2]鲍安胜.高层建筑给水系统的节能与优化[J].中国科技博览，2009，（25） 

　　[3]姜涛.厦门怡山商业中心和海峡明珠广场的给水系统设计[J].上海建设科技，2012，（1）