高層建筑給水工程設計研究論文

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摘要：與低層建筑相比，高層建筑具有層數多、高度大、振動源多、用水要求高、排水量大等特點，因此，必須采取新的技術措施，才能確保給水排水系統的良好工況，滿足各類高層建筑的功能要求。基于此，詳細分析了高層建筑給水系統設計方案中應注意的問題。

關鍵詞：高層建筑；給水；方案

1生活、消防水池(箱)應分建

從水質保護和消防泵定期試水維護保養角度出發，認為分建水池及共用吸水管的作法對優化地下室設計、有效利用地下室面積、降低造價起到積極作用。

1.1生活、消防合建水池(箱)存在弊病

雖然消防管網與生活用水管網是分開獨立設置的，但由于采用合建貯水池和高位水箱必然對生活用水水質造成污染。因此，單獨設置生活貯水池和消防貯水池，從根本上消除了對生活用水水質造成污染的因素，消防泵試水運轉的排水只需直接回水到消防貯水池中，利用水池中的存水消能，從而達到節約用水的目的。

1.2分建生活、消防水池(箱)的意義

只要措施得當，是完全可以避免許多人擔心的生活用水與消防用水分別設置貯水池會增加造價和使消防用水變質發臭的問題。只要所貯存的消防用水采用合格的自來水，在向貯水池充水過程中適量加些氯酚殺菌劑，貯水池的開口、通氣部分有必要的防塵、防蟲措施，貯水是不會變質發臭的。當然每年將貯水放空，更換一次仍然是有必要的。

生活用水與消防用水分建貯水池不會增加造價。在實際工程設計中，分建貯水池對優化地下室的設計、有效利用地下室的面積、降低造價起到積極作用。分建貯水池，總貯水容積數并沒有隨池數增加而變化。合建貯水池，水箱須按規范要求采取有效措施防止消防貯水不被動用，分建時不存在被動用的問題。合建貯水池不允許與建筑物地下室的底板和側壁共用作為池底和池壁，當池頂上層為潔凈用房時，允許樓板作池頂共用；當池頂上層為非潔凈用房時應獨立設池頂，確保生活用水水質，給設計帶來諸多不便。而消防貯水池往往可直接利用地下室的底板、側壁和頂板作池底、池壁和池頂，池內也無需設置導流墻，有效水深增加，減少水池的占地面積，降低造價。

分建的消防貯水池，按規定需要貯存火災延續時間內室內外消防用水量。由于貯水量大，一般都進行分格布置，在實際工程中，由于生活貯水池占據條件較好的位置，使得消防貯水池在分格設計后，雖然容量保證了，然而每臺消防水泵單獨布置吸水管存在一定的困難。高規規定，一組消防水泵吸水管不應少于兩條。當其中一條損壞或搶修時，其余吸水管仍應通過全部水量。也就是說，允許采用共用吸水管做法，使得設計變得簡單易行，水泵布置整齊有序，便于管理和維修保養。

1.3高位共用水箱消防出水管上止回閥型號選擇及設置

高位水箱出水管上的止回閥是依靠水箱靜壓開啟的，一般靜壓只有幾十kPa，故選定的止回閥一定要有開啟壓力小、關閉快的特點。梭形止回閥、微阻緩閉止回閥、消聲止回閥都不能滿足要求，最適宜的止回閥是旋啟式止回閥。采用旋啟式止回閥，應安裝在水箱底高度不小于15kPa處，且必須安裝在水平管段上。

許多教科書和設計手冊在水消防系統的原理圖中，隨意將止回閥畫在豎管上，使許多設計人員誤認為:只要選用開啟壓力小的止回閥，無論止回閥水平安裝或豎向安裝均滿足要求。共用水箱消防出水管上的止回閥豎向安裝時，止回閥的閥瓣在重力作用下，長時間下垂而開啟，消防管網存水與高位合用水箱中的生活用水直接接觸，當消防管網中壓力出現微小波動時，部分存水進入合用水箱，污染生活用水，這種情況廣泛存在于多層住宅建筑。

1.4結論

從保護水質和消防泵定期試水維護管理角度出發，生活、消防水池、管網和高位水箱均宜分別獨立設置；

采用共用吸水管作法，使設計簡化，設備的維護管理方便；

分建貯水池對優化地下室的設計、有效利用地下室面積、降低造價起積極的作用；

高位水箱出水管上止回閥必須水平安裝。2室內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:

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

另外，取消屋頂水箱，能夠減少二次污染，提供了供水的衛生標準。在投資方面，與硅水箱比較也相差無幾。由于取消屋頂水箱，建筑外觀效果更好，同時，在物業管理上，減少了清洗水箱的麻煩。但是有一點，就是小區在停電時，樓上用戶沒有水箱儲備，如設置一定的備用電源，則更為完美。

參考文獻

［1］太原工業大學主編.室內給水排水工程(第二版)［M］.中國建筑工業出版社，1996.

［2］李亞鋒，蔣白爵等.高層建筑給水排水工程［M］.北京:化學工業出版社，2004.