高层建筑的供水方式篇1
【关键词】高层建筑；消火栓；给水系统
前言
高层建筑发生火灾具有以下特点:(1)火种多、火势猛、蔓延快;(2)消防扑救困难;(3)人员疏散困难;(4)经济损失大。因此《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)1.0.2规定:高层建筑的防火设计,必须遵循“预防为主,防消结合”的消防工作方针,针对高层建筑发生火灾的特点,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全适用、技术先进、经济合理。本条说明高层建筑的消防要立足自救,即主要依靠室内消防设施。
立足于自防自救,高层建筑就必须要有可靠的消防设施,以迅速扑灭初期火灾,不使酿成大火,造成重大经济损失。《高规》7.1.1规定:高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。本条是从目前我国经济、技术条件为出发点,强调以设置消火栓系统作为高层民用建筑最基本的灭火设备。由此可见合理的设计消火栓消防给水系统的重要性。
《高规》规定高层建筑消火栓供水系统,当消火栓栓口处的静水压力大于0.8mpa时,应采用分区供水系统。通过分析各种分区供水系统的特点,注意其各自的消防技术要求,从而能更好地在以后的设计中合理运用这些系统,以下就几种分区方式进行探讨。
1并联分区供水方式
并联供水方式是指各分区独立设置消防水箱和消防水泵,并且水泵集中设置在建筑物的底层或地下室,分别向各分区供水。
这种供水方式的优点是:(1)各区是独立运行的给水系统,互不干扰,供水安全可靠;(2)水泵的集中布置便于管理维护;(3)运行动力费用经济。
其缺点是:(1)高区消防水泵的扬程很高,需采用耐高压的消防立管,水泵出水高压管线长。(2)当消防车压力不足时,高区的水泵接合器将失去作用。(3)管材耗用量大,费用增加。而并联供水方式又分为两种,下面就这两种供水方式进行讨论。
1.1并行供水方式
这种方式是指各区均有各自独立的消防水泵、消防水箱及消防管网等设备。
这种方式的显著优点是:适用于两种及两种以上不同功能组建的商住楼、综合楼、写字楼,特别是对今后有不同物业管理公司使用的建筑,以及分二期实施且高、低差较大的建筑工程。
主要缺点是:
1.1.1由于各区都独立,水泵台数较多,泵房所需的面积也较大。
1.1.2各分区消防水箱均需要储存10min的消防水量与生活调节水量,水箱容积较大,占地面积亦较大。
1.1.3当两区分界面的楼层发生火灾时,需同时启动两区的消防泵,相应的供电计算负荷要按相邻两区同时用电来考虑,同时其消防流量将潜在富裕1倍。
1.1.4消防水池容积依据规范以火灾延续时间内的消防用水量计算,两区同时用水,则此时消防实际用水量有可能比规范规定的消防用水量要大,消防水池储水量就不能保证规范规定的火灾延续时间内的消防水量。
1.2多出口水泵供水方式
多出口水泵国外早已运用于高层建筑分区中,国内近年也逐步用于高层建筑分区供水中。多出口水泵的工作原理和普通多级离心泵基本一样,只是普通多级离心泵只有一个出水口,而多出口多级离心泵则是在壳体上、轴的不同位置设有多个出水口,在实际设计中一般只选用两个出口即高压出水口和低压出水口的水泵。水泵工作时,液体由吸水管吸入,顺序地由前一个叶轮压出进入后一个叶轮,每经过一个叶轮,液体的比能就增加一次。所以泵的总扬程是按叶轮级数的增加而增加的。高压出水口设于壳体的末端,流体流经多个工作叶轮而产生高扬程,而低压出水口则与其相反设于壳体的中段,流体仅流经部分叶轮便从出水口流出。高、低压出水口的扬程大小由设计需要而定,但必须是单个工作叶轮的整数倍。工作时多出口水泵多个出水口可同时出水,也可单独出水。流量分布为:吸水口流量Q为第一出水口Q1和第二出水口Q2之和。
根据多出口多级离心泵的工作原理,把它运用于高层建筑消防分区给水系统是合适的,将其高压出水口连接在高区系统管网,低压出水口连接在低区系统管网。这样多出口水泵起到了一泵当作两泵的作用,满足了高层建筑分区消防用水的需要,既减少了变配电设备,又减少了泵房及变配电间的建筑面积;既降低了工程费用,又可满足消防要求。
2串联分区供水方式
随着高层建筑物高度的增加,设计中为避免管道压力过大,减少使用耐高压的消防水泵及管道配件,一般都采用串联供水方式。该系统分区设置水箱和消防水泵,水泵分散布置,自下区抽水供上区用水。各区初期火灾的10min用水由各区水箱供给,此后启动消防泵,消防泵压力满足各区消防给水系统最不利点消火栓所需水压。高区初期火灾由屋顶水箱供水,水压不足的上部几层由增压设备供水,此后由串联消防水泵供水。
串联水泵供水有两种方式,一种为加压泵通过分区管网直接与地下设备层消火栓泵串联;另一种为加压泵通过分区水箱间接与地下设备层消火栓泵串联,启动消防泵的同时开启分区水箱进水管上的电动阀。就这两种方式相比,第二种优于第一种,因为这里的中间水箱除储存初期火灾10min的用水量外,还储存加压泵5min的吸水量,供水安全可靠,同时分区水箱还对下区起减压和稳压作用。
串联供水方式只是在系统供水设施与管道配件难以满足直接供水要求时才采用的一种供水方式。一般只用于超高层建筑,对于普通高层建筑不宜采用。因为串联的级数越多,系统控制就越复杂,安全度也就越低。串联系统各区的消防泵、分区水箱、屋顶水箱等的工作状态都应在消防控制中心显示,并对各种不利状态发出警告信号,供水系统的全部阀门宜采用带启闭信号的监控阀。为确保消防设备的安全及灭火指挥应急、事故处理,串联系统的串联消防泵、分区水箱应设在避难层或机电设备层中,且消防电梯应能到达上述设备层面。
3分区水箱减压供水方式
减压水箱供水方式,该系统分区设置水箱,由地下泵房内消防水泵统一加压,上区供下区用水,利用减压水箱减压供水。
此种方式,火灾初期10min消防用水量,高区由屋顶水箱供给,低区由减压水箱供给,减压水箱容积根据《高规》第7.4.7.3条,并联给水方式的分区消防水箱容量应与高位消防水箱相同。正常消防后,由设在地下设备层的消防泵供水,其中低区用水由减压水箱减压,在水箱进水管上设置电动阀和液位控制阀,电动阀与消火栓泵联锁。
减压水箱供水方式省去了一套低区消防泵,因而只有一套高区消防泵,较好地解决了消防给水分区分界面楼层发生火灾时的消防给水问题,且供电负荷不会增加,高、低区消火栓系统又可同时供水。此种方式减少了水泵房及与水泵相关的配电实施,从而减少了一次性投资;设备与管道简单,造价低,且设备布置较集中,维护管理也较方便。但这种方式也有其不足之处:(1)减压水箱是静压水箱,为保证室内消火栓出水压力,其重力供水高差应大于24.5m,另外减压水箱设置高度还应结合生活给水系统分区最不利点的最小静水压有7～10m的要求,这样则很难找到理想的设置位置。(2)减压水箱消防进水管上的电动阀、液位控制阀常年不动作,易产生故障,且增加了系统联动控制的复杂性。(3)水箱占地面积较大,中间水箱水质难以保证且较易漏水,能源消耗较大。
4减压阀分区减压供水方式
减压阀供水方式是指多个分区采用一组屋顶水箱、消防泵,通过安装在管道上的减压阀向各分区供水。减压阀供水的最大优点是可减少一组消防泵、分区水箱,不占楼层房间面积,重叠管路少。因为无论是并联、串联或设减压水箱的供水系统,都存在水泵、水箱和设备过多,管路重叠较多,占用建筑面积大等缺陷,特别是对于中间不设管道层的高层或超高层建筑来说,中间水箱要占主体建筑中的宝贵面积,既给建筑设计造成困难又给房地产开发商造成一定的经济负担。另外减压阀供水方式还避免了水箱水的二次污染问题,改善水质;缓解了水箱进水的水流噪声,改善环境条件;解决了水箱浮球阀关闭不严而造成的水量流失问题。因此采用减压阀来实现分区供水,就可以克服上述缺陷,为最佳分区方式。
减压阀供水方式的关键设备是减压阀,所以应将其作为主要的消防设备来认真对待,严格管理,定期保养和维护。根据《高规》规定,输水干管不应少于两条与环状消防供水管网连接,且当其中一条发生故障时,其余引入管仍能保证消防用水量和水压的要求。所以减压阀应以两个以上并联工作,当其中一个检修时,其余管道应仍能保证全部消防水量。由于减压阀前应设过滤器,而目前Y型过滤器只允许水流水平流动或自上而下流动,因此在向上流及有可能向上流的管道上不应设置减压阀。
消火栓给水系统中应用的减压阀要求能减动压和静压。主要有弹簧式减压阀、比例式减压阀和可调节(恒压)减压阀三种类型。从结构型式上可分为隔膜和活塞两种类型。尽管形式不同,但是其作用原理均相同,即作用在隔膜或活塞上的力等于零。在高层消防给水系统中,主要选用的是比例式减压阀。比例式减压阀的阀前、阀后的压力呈一个固定的不变比值。其特点是结构简单、阀体体积小、工作稳定、密封性能好、安装维护方便、使用寿命长,最大的优点是减压而不减流量。比例式减压阀的减压比是指在水流静止状态下,减压阀进口端与出口端的压力之比,当水流动时,出口端的实际压力比静水时压力略有降低。
当采用减压阀供水方式时,分区不宜设置太多,并且不宜采用串联分区减压方式。这主要是因为在系统计算中,下区的起点压力是由上区的出水压力、水头损失与高差所决定的,而且它们之间是相互影响的。因此当串联数较多时,其供水可靠性较差,当其中一组出现故障时将会产生放大作用,从而影响整个系统的运行。
5结语
通过以上几种供水方式的综合分析比较,在超高层建筑中,宜采用串联供水方式,在普通高层建筑中不宜采用串联供水方式,而应采用其它形式的供水方式。减压阀减压方式,具有管网系统简单,水泵少,泵房及其配电间面积小,一次投资省等优点,应为首选的一种供水方式。在设计中,应结合建筑物的功能特点,分析比较,选择一种合适的供水方式。
参考文献
高层建筑的供水方式篇2
【关键词】高层建筑；给排水；方式
为了满足给排水工程施工技术要求，提高施工质量，需要施工人员不断学习，提高自身的技术素质，才能确保施工的安全、质量、稳定、灵活性，满足民用建筑给排水的发展需要。只有这样，才能保证安装工程的质量，立足于建筑安装工程的基本建设。为此，针对高层建筑的给排水系统的多个方面进行了简要的探讨。
1.高层建筑给排水工程的特点
高层建筑由于其自身的特点，对给排水工程的设计、施工、材料及管理都提出了较高的要求：
1：1高层建筑楼高度比较大，如果给水方式采用低层建筑传统的给水方式，势必会造成水管中由水的自重引起的系统静压力过大，这样管道配件中的实际水压力比其工作需要的水压大得多，此时，给水管网必须竖向划分几个区域布置，以减小下层管道的静水压力。
1.2高层建筑的排水系统要求较大的压力可以将水至建筑高层，以保证建筑的正常使用，而通常情况下，室外给水网管的压力是有限的根本达不到要求，对那些管网不能达到的楼层则需二次供水，并且为减小噪音污染，给水设备和官道上需安装隔音装置。
1.3高层建筑的排水系统压力不稳定，为保证水封的安全，高层建筑的排水系统应设置通气管系统或采用新型单立管系统。
1.4由于高层建筑给排水系统在同一时间使用的人数比较多，所以应保证系统的正常使用，尽量减少或者避免出现故障。
1.5高层建筑消防灭火应加强自救。由于高层建筑使用人数很多，火灾发生原因也复杂，不但如此，一旦发生火灾，由于是高层建筑，其破坏性极大，后果极为严重。更重要的是，高层建筑火灾消防车只能对较低楼层有用，对于较高楼层的灭火尚依赖于建筑本身。
2高层建筑给水系统
2.1竖向分区的必要性
高层建筑的高度很大，室外给水管网只能满足部分低层楼层的需求，要保证整个建筑的正常用水还需要对给水管网不能供给水资源的楼层进行二次供水。为保证高层建筑给水系统的安全可靠，需对其进行分区给水。
2.2竖向分区方法
首先需要根据建筑的实际情况和室外给水管网的压力估计给水管网可以达到的最高的楼层，根据供水设备的静水压力估计上层楼层数。然后根据《建筑给水排水设计规范》中关于竖向分区的规范要求进行有关计算划分。列如，某宾馆为20层，楼层60m，室外给水管网压力为210kpa，则可据此计算竖向区分楼层为4楼，即1至3层由室外给水管网供水，而4层以上的部分均采用二次水源，且根据压力的不同进行再次分区。
2.3高层建筑给水方式
高层建筑的给水方式有串联、并联、减压水箱和无减压水箱的减压给水。在进行设计时需考虑工程具体情况和各种方案的优缺点等各方面的因素，对其进行比较选取最优方案。
串联给水方式是分区设置水箱和水泵，水泵分散布置，自下区水箱抽水供上区用水，逐层类推。其好处是工作效率高，能量耗费少并且使用的管道较短，减少投资成本，缺点一旦下层发生故障则其上面的所有楼层均不能正常用水，并且维修工作难度较大，并且建筑下层水箱需水量很大，增加了结构负荷。
并联给水方式水泵集中布置便于管理，出现故障停水维修工作只影响小部分的用户，系统比较灵活。但是其给水管道的装置比较繁多复杂，并且较高楼层的水泵扬程很大。
减压水箱给水方式是分区设置水箱，水泵统一加压，利用水箱减压，上区供下区用水。这种方式虽然便于管理，但是由于最高层的水箱的水量很多，建筑结构荷载增大，这种方式容易产生故障，并且倘若上层分区出现故障，则为于之下的下层分区都将不能正常用水。无减压水箱的减压给水方式是以减压阀取代减压水箱方式中的减压箱，这样就避免了上述方法的不足之处，并且此种方式资金投入较低，施工安装比较简单，并且可保证给水系统的安全可靠。
3高层建筑热水给水的系统
3.1热水系统给水方式
与冷水给水系统相比，热水也需要进行竖向分区给水。由于是高层建筑，供水线路很长，适合设置循环系统。高层建筑的热水分区供水方式可分为集中供热水方式和分散供热水方式。其中集中供热水方式是在各个分区的底层设置水加热器，因为加热器的位置比较集中所以管理起来比较方便，但是不足之外在于，水加热器置于底层需要承受很大压力，对其抗压性等质量要求很高。这种方式在少于3个分区的高层建筑中比较适合用。在分区多于3时，则分散式的供热水方式是最佳的选择。
3.2热水循环管网设计
如果热水系统覆盖的面积较大，在立管多于5根的情况下，供水和回水的主管道最好设计成环行；在立管的上下部和横管的必要地方安装调节阀门从而增加系统的灵活性；同时为了便于系统维修且不打面积地影响用户，应该在管道的节点等适当位置安装阀门。
3.3高层建筑排水系统
排水系统中立管承受的力是极不稳定的，在高层建筑中，管道承受的是气一水两相流，其不稳定性更为突出。由于高层建筑排水系统线路长，立管水流速度极大并且水量多，极易导致管道气压的急剧变化，进而形成为水塞，破坏地漏水封等，引起地下管道臭味外溢，严重影响室内空气质量。无数事实表明：排水管道通气系统决定了高层建筑排水系统的好坏。
3.4消火栓给水系统
高层建筑给水工程的特点之一就是对消防给水系统有较严格的要求。必须设置有足够自救能力的，独立的消防给水系统。包括：室内、外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统等。高层建筑室内、外消火栓给水系统，是高层建筑最基本的灭火设备。室内除设置普通消火栓外，一般都同时设置小口径消火栓，也叫自救式消火栓或水喉。自动喷水灭火系统是控制和扑灭初期火灾的有效设施。又可分为湿式系统，干式系统，预作用系统，雨淋系统和水幕系统等。
3.5排水系统雨水的处理
生活污水可以采用中水系统处理，但是对于屋顶和阳台上的雨水，我们又该如何处理呢？我们能否将雨水和污水用同一条管道排除呢？这都是我们值得思考的问题。对于雨水设计我们主要是考虑管道强度，因为一旦出现雨情况，雨水进入管道后就会对管道产生很大的压力，情况严重的管道会破裂或者管道水倒流。鉴于这种情况雨水和生活污水的管道应该分开，因为一旦管道堵塞水将很难清理，造成的污染也相当严重。对此我们要用不同的管道排水，对于雨水最好还要在拐角处加大管道的直径。
4总结
建筑给排水与人们日常生活息息相关，根据工程的实际情况及用户需求设计师出用户满意并且经济性较高的给排水系统，是一个优秀给排水设计师所必备的素质。为了更好地满足用户需求，设计师应该不断地更新和扩展自身的知识储备，掌握最新的科学技术，以适应不断变化和进步的社会，满足用户的新要求。
参考文献：
高层建筑的供水方式篇3
【关键词】建筑；供水；技术
中图分类号：tV674文献标识码：a文章编号：
科技不断进步，社会不断发展，水是人民生活、生产必备的资源，供水系统作为建筑物必不可少的一部分，有着十分重要的作用。生活用水的安全、卫生在高层建筑中一直是重中之重。二次供水，是指单位或者个人使用储存、加压等设施，将城市公共供水或者自建设施供水经储存、加压后再供用户的形式。在新建住宅中超过六层时，就应该采用二次供水了。在合肥地区高层建筑中一般是五层以上采用二次供水。
1．常见的给水方式有以下几种：
1.1直接给水方式。在单层、多层建筑和高层建筑的下部楼层中（一般六层以下），由于室外给水管网的水量、水压在任何时候均能满足建筑内部用水要求，在设计时可直接把室外管网的同建筑内部各用水点的连接，称之为直接给水方式。此种方式方便、快捷、经济、适用，但当外部管网断水时，建筑内则立即断水。
1.2单设水箱供水方式。一般采用在建筑屋顶层设置高位水箱系统，利用市政给水管网余压，储存用水。此供水系统简单、经济、节能，适用于水压不稳，用水高峰和低谷水压相差较大的地区。水箱供水方式，最大的缺点是由市政管网压力进入屋顶水箱，只适用于多层供水，而且如不经常检修、清扫，容易漏水和受到污染，影响水质。
1.3单设水泵的给水方式。单设水泵的给水方式指水泵直接从室外管网吸水，供室内给水系统的方式。其适用于室外给水管网的水压经常不足，室内用水量均匀，且不宜设置高位水箱的建筑。
1.4设置水池、水泵及水箱的给水方式。该方式指当室外管网不允许直接抽水时，采用贮水池、水泵和水箱联合向室内给水系统供水的方式，其适用于室外给水管网的水压低于建筑内部给水管网所需水压，室内用水不均匀且允许设置高位水箱的建筑。
1.5分区给水方式。分区给水方式单独应用情况较少，主要是和加压给水配合使用。当市政直供水水压能够满足规定情况，建筑物层数较少，但户数较多情况下会根据现场情况设置分区，把建筑物的高度分成若干个区，不同分区供给对应分区用户。
在市政直供水不能满足规定情况时，例如在高层建筑中，就需要分区供水同加压给水配合使用。例如在合肥地区高层建筑是33层时供水系统应合理分区，一般分区为：第一分区1-5层（直供），第二分区6-11层（加压），第三分区12-18层（加压），第四分区19-26层（加压），第五分区27-33层（加压），合理分区可以减少能耗，同时个别分区发生故障时不影响其他分区供水，方便维修。
1.6设置无负压变频恒压给水设备的给水方式。系统通过压力传感器启动水泵运行。此种有供水方式按使用设备不同又分为以下几种情况：
1.6.1叠压供水系统。通常采用无负压供水设备，一般指的是无负压变频供水设备，即变频无负压供水设备。传统的加压供水方式采用蓄水池，蓄水池中的水一般自来水管供给，这样有压力的水进入水池后变成零，造成大量的能原浪费。而无负压供水设备一种能直接与自来水管网连接，对自来水管网不会产生任何副作用的二次给水设备，在市政管网压力的基础上直接叠压供水，节约能源，并且还具有全封闭、无污染、占地量小、安装快捷、运行可靠、维护方便等诸多优点。
1.6.2恒压供水系统。恒压供水系统采用恒压供水设备，在内部增加了一台附属小泵功能，在用水量不超过小泵出水量时有附属小泵供水保压，当用水量超过小泵出水量时，通过压力传感器感知管内流体压力下降时，经分析运算后，微电脑控制器再根据运算结果输出信号给变频器，由变频器控制变频主泵运行并根据用水量调节水泵台数，从而大幅度地节约电能和节水。恒压供水设备由气压罐、水泵及电控系统三部分组成，其突出优点是，不需建造水塔，投资小、占地少，布置灵活，建成投产快。采用水气自动调节、自动运转、节能与自来水自动并网，停电后仍可供水，调试后不需看管。
1.6.3智能化箱式泵站供水系统。智能化箱式泵站供水系统采用智能化箱式泵站设备进水管与自来水管网直接相连，水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管，设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压，将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水；当用户用水量大于自来水管网供水量时，进水管网压力下降，当设备进水口压力降到绝对压力小于0或小于设定的管网保护压力时，设备中的负压预防和控制装置自动启动工作，对设备运行状态进行调整直至设备停机待命，确保进水管网压力不再降低而对自来水管网造成不利影响；当自来水管网供水能力恢复，进水管网压力恢复到保护压力以上时，设备自动启动，恢复正常供水；当自来水管网剩余压力满足用户供水要求时，系统自动进入休眠状态，由自来水管网直接向用户供水，供水不足时设备自动恢复运行；当用户不用水或用水量很小时，设备自动进入停机休眠状态，由设在设备出水侧的小流量稳压保压罐维持用户数量用水及管网漏水，用户用水稳压保压罐不能维持供水管网所需压力时，设备自动唤醒，恢复正常运行。
2结语
随着时代的发展，人们对自身生活条件越来越关注，生活品质越来越高，现在在建筑给水设计中多采用环保性好、能源消耗少的无负压变频供水设备。采用无负压供水方式的原因主要以下几个方面：一是可以有效地降低成本。采用无负压变频供水设备不需要二次加压供水方式中的储水池和水箱，降低了建造成本；二是对环境的污染更小。二次加压供水是需要将水输送到储水池或水箱，水在储水池或水箱存放过程中，可能会有大量的微生物生长，导致水的污染。无负压变频供水设备供水时，水不需要储存，减少了污染；同时节能效果突出。
给水系统采用何种方式，给水系统安装质量的好坏都会直接影响建筑工程质量以及用户在以后的使用，所以在建筑工程设计之初就应该综合考虑，把质量问题、安全问题消灭在萌芽状态，为以后用户用水提供安全卫生优质的水源。
参考文献：
[1]核工业第二研究设计院主编.《给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水》（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2001年．
[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50242-2002),2002
[3]王增长主编.《建筑给水排水工程》（第五版）北京：中国建筑工业出版社，2005年．
[4]建设部城市建设研究所院.关于《工程建设标准强制性条文》（城~市建设部分）中华人民共和国建设部，2000年9月18日．
[5]李亚峰蒋白懿等主编《高层建筑给水排水工程》化学工业出版社2005版
高层建筑的供水方式篇4
摘要：做好高层建筑给排水和消防的设计对于提高建筑的使用性能至关重要。本文首先对高层建筑给排水工程进行了简单概述，然后就高层建筑给水系统、排水系统、消防系统的设计提出了一些笔者的体会，希望能对高层建筑给排水设计行业有一定指导意义。
关键词：高层建筑；给排水；消防设计
abstract:completesthedesignofthehigh-risebuildingwatersupplyanddrainageandfirefightingisveryimportanttoimprovetheuseperformanceofbuildings.thisarticlefirstmakesasimpleoverviewofhigh-risebuildingwatersupplyanddrainageengineering,thenhigh-risebuildingwatersupplysystem,drainagesystem,firefightingsystemdesignputsforwardsomeauthor'sexperience,hopeofhigh-risebuildingwatersupplyanddrainagedesignindustryhasacertainguidingsignificance.
Keywords:high-risebuildings;watersupplyanddrainage;Fireprotectiondesign
一、引言
改革开放以来，伴随着中国经济的高速增长，土地问题日趋严重。为节约建筑用地，占地面积相对较少的高层建筑越来越多。而高层建筑的使用性能在很大程度上受其给排水和消防系统的影响。因此，如何做好高层建筑给排水和消防系统的设计工作便显得尤为重要。这便要求我们需要了解高层建筑给排水和消防系统的特点及其存在的问题，掌握高层建筑给水系统、排水系统、消防系统的设计原则和注意事项，严格规范高层建筑质量要求，进而提升高层建筑给排水和消防设计水平，从根本上确保高层建筑的整体使用质量。
二、高层建筑给排水工程概述
由于高层建筑的使用人员一般较多，如果给水水量不足、压力不够以及排水管道不通畅等，均会给建筑使用者的生活造成很大影响。此外，高层建筑的给水排水工程用到了许多动力设备和管道，无形中也增加了高层建筑的火灾隐患[1]。
目前，高层建筑给水排水设计中的主要内容，就是在保证高层建筑最基本的日常使用前提下，合理规划给排水系统，并且提高消防系统的可靠性。虽然设计、施工人员对于高层的给排水系统已经有了很多经验，但是现阶段仍有一些问题亟待解决，比如：(1)缺少性能稳定的稳压设备；(2)现阶段供水技术的经济实用性较差；(3)管道材料成本较高，整体性能较差；(4)自动控制技术还未大规模应用于消防系统中；(5)排水系统过水能力有待加强。
三、高层建筑给水系统的设计
选择一套合理的给水方式对于高层建筑给水而言非常重要。我国《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）中规定，对于高层建筑而言，建议给水系统采用竖向分区，各分区最低点的配水压力应小于0.45mpa，接入用户水管水压不宜大于0.35mpa，否则需要加设减压阀。此外，在给水垂直分区方面，也应该进行优化，确保给水设备维持在正常压力范围内，以减少能量过度损失[2]。
一般来说，低区给水装置出水动力都比较强，对这些装置进行开启和关闭操作时，极易有水击现象发生，致使管网强烈振动，甚至导致管道破裂，直接或间接损坏用水设备。因此，现有高层给水方式多使用分区给水形式。合理的给水管道竖向分区，对于供水节能方面非常重要。若竖向分区过少，单区层数过多，在设计变频调速泵组时，设计流量偏大，使得在小流量工况下，水泵仍需工作，加大了给水负荷。并且接入用户的水管超压楼层增多，需要设减压阀的用水点较多，一来增加设施，而且浪费能量；二来减压阀为易损件，对给水安全性带来不利影响。常见的给水方式主要包括以下几种：
1、串联分区给水方式。该方式的每个分区都设置了水箱和水泵，高区给水由低区水泵从低区转输水箱抽水供给。该方式使得高区用水受限于低区，供水安全性不高，一般用于高于100米的高层建筑内。
2、并联分区给水方式。该方式的各分区都配有各自独立的高位水箱和水泵，分别向各分区进行供水。该方式供水安全性较高，但管道较多，一般用于不高于100米的高层建筑内。
3、水箱减压分区给水方式。该方式通过设置中间水箱泄压的方式，降低供水压力。该方式供水安全性有一定保证，但水箱荷载对结构提出较高的要求。
4、减压阀减压分区给水方式。此种给水方式与水箱分区减压的给水方式类似，只不过把高位水箱改成性能可靠的减压阀。减压阀易损坏，可靠性不如水箱，但占地省，荷载轻，对结构不造成影响。
5、无水箱分区给水方式。这种方式不设置水箱，而是用变频调速水泵直接并联供水，各区的水泵统一设置在底层水泵房内，直接向各区的管网进行供水。此种方式精简了供水环节，提升了供水安全度，并能有效防治二次污染，并且仅占用底层水泵房内空间，节约了建设成本噪声，是目前比较常用的一种供水方式。
四、高层建筑排水系统的设计
由于高层建筑的楼层较高，其排水系统的管网延伸较长，造成由上至下的排水冲击力很大，处于排水终端的底层极易发生排水喷溅现象。在排水过程中，水流在管道后端还会产生抽吸负压，致使有水封被破坏或喷溅现象产生[3]。目前，规范针对这类问题的解决措施，主要是要求底层排水管单独出户，要么设置专用通气管系统，或者加设旋流器等。笔者在工作中发现，每隔若干层加设一套消能装置，可以避免水流流速过大，降低管中压力波动的不利影响。
高层建筑排水系统另外一个重点是雨水系统。规范提出，高层建筑屋面雨水一般采取重力流方式，重力流方式历史悠久，技术成熟，排水稳妥可靠，应当作为首选。但在屋面汇水面积太大，设置重力流雨水斗会造成立管偏多，不便走管。采用重力悬吊系统虽然可以减少立管数量，但悬吊管的管径偏大。对于这种情况，现在普遍采取的方式是设计虹吸雨水系统。但问题在于，该系统需要经过专业软件计算，而目前国内设计院很少有购买和使用该软件，普遍是由专业的虹吸设备厂家负责设计、施工。这种操作模式不利于工程建设。一是因为业主招标工作未能及时，专业厂家介入滞后，与土建配合不到位；二是许多专业厂家不具备施工图设计资质，读图和设计水平参差不齐，对规范把握不太到位。从工程建设的便利性考虑，笔者认为，设计院应加大对该专业软件的使用，主动承担虹吸雨水系统的设计工作。
五、高层建筑消防系统的设计
高层建筑的供水方式篇5
关键词:高层住宅小区；供水方式；选择原则；比较分析
abstract:thearticleexpoundsthehigh-riseresidentialwatersystemandtheprincipleofselectionofthehigh-riseresidentiallifeinthewatersupplycomparedcommonlyusedway,choosethemostreasonablescheme.
Keywords:high-riseresidentialdistrict;watersupplymode;Selectingprinciple,Comparativeanalysis
中图分类号：tU241.8文献标识码：a文章编号：
一、前言
随着我国小区建设规模日趋加大和高层建筑的普及,气压罐供水、变频调速水泵供水、工频水泵＋高位水箱供水等技术的发展与应用,拓宽了小区给水系统的选择范围。文章阐述了高层住宅小区给水系统的选择原则及对高层住宅小区生活用水的常用供水方式进行比较，选出最合理的方案。
二、高层住宅小区给水系统的选择原则
（1）高层住宅小区建筑应尽量利用市政给水管网的水压直接供水,在外部管网水压不能满足小区的用水要求时,则多层建筑物、高层建筑物楼层较低部分,应尽量利用外部管网水压,上部则设置加压和流量调节装置供水。
（2）高层住宅小区室外消防给水应尽量与小区外部直接供水的给水管网合并为一个系统。
（3）进行系统分区时,应根据设备材料性能、使用要求，维护管理及建筑物层数和城镇供水管网水压合理确定,住宅卫生器具给水配件静水压力为300kpa~350kpa。
（4）消火栓消防给水系统最低消火栓处,最大静水压力不应大于800kpa。高层建筑消火栓给水系统的竖向分区,按最低消火栓处最大静水压力不大于600kpa进行控制，超过600kpa，消火栓支管装减压孔板。
三、供水方式的比较与选择
高层建筑小区生活用水的常用供水方式一般可分为气压罐供水、变频调速水泵供水、工频水泵＋高位水箱供水等三种供水方式。
（1）气压水罐供水方式(Ⅰ)就是利用气压水罐内气体的可压缩性以达到供水目的。主要缺点是气压水罐调节容积小，一般作为消防给水及小流量用户系统中的经常性增压设备，对于用水量较大的高层建筑生活给水一般使用较少。
（2）工频水泵＋高位水箱供水方式(Ⅱ)的特点是水泵向高位水箱供水的流量和扬程是基本恒定的，不会因用水管网的流量波动而改变，水泵的运行工况是可以固定在其特性曲线的一个高效点上，此时水泵是最节能的，但设置水箱，势必会带来以后水箱清理、二次污染等繁琐问题。
（3）变频调速水泵供水方式(Ⅲ)与工频水泵＋高位水箱供水方式相比，在节约建筑面积、防止和减少二次污染、简化系统方面更有优势。恒压变频供水系统中，供水泵的流量是不断变化的，扬程是基本恒定的，这样只能通过调整水泵的转速（频率）来达到节能效果。
变频调速水泵供水方式由于方便简单，目前在高层建筑中普遍使用，但其节能效果在实践中也是有限的。水泵的管道特性曲线公式如下：
H＝Hst＋Σh（1）
式中H——水泵总扬程；Hst——水泵静扬程，为与供水几何高差ΔZ加出流水头ho之和；Σh——管道阻力。
对于一栋建筑来讲，Hst是不变的，供水系统节能主要取决于Σh在总扬程H中所占比例，对于一般民用建筑的供水来说，Σh为5～10m，随建筑高不同的变化不大，这样Hst在H中的比例会随着建筑高度的增加越来越大，而通过变频来达到节能的可能性会越来越小。若供水高度32m以下分区，Σh/H约在30％；供水高度32～50m的分区，Σh/H约在20％；供水高度50～100m的分区，Σh/H约在10％。因此对于变频系统来说，更适合建筑高度相对较低，或者是建筑物的低区供水。再者变频水泵变频器的自身耗电为其额定输出功率的3％左右，采用变频调速是以变量恒压为前提，来发挥最大限度节能的；但随着用水量的波动，当流量波动在20％以上，水泵出现在非高效区运行而增加能耗。通过以上综合分析，高度50m以下建筑采用变频调速水泵供水才有节能的可能性。对于不同类型高层建筑，供水方式可选择如下：
1）高层住宅类建筑水表前都是水务公司管理，如果大量采用方式Ⅱ供水，势必会大量增加水务公司的管理成本，这是他们不愿意的，所以对于高层住宅，大多只能选择10以下采用市政管网直接供水，其余为方式Ⅲ的供水方式。
2）对于高层办公、酒店等非住宅类建筑而言，水箱的管理是由物业公司完成的，对于一栋楼来说增加一个水箱，不会对其物业工作量产生太大的影响，笔者建议采用如下方式：10m以下采用市政管网直接供水；10～32m可采用变频调速水泵供水；32～50m优先采用采用工频水泵＋高位水箱减压供水方式；50～100m采用工频水泵＋高位水箱供水方式。
3）变频调速水泵选型
住宅类建筑其最大的特点是用水量大，用水不均匀，时变化系数在2.3以上；用水时间长，一般为24h；且比较集中，一般发生在一日三餐或某些特定的时间段，尤其在早上，是用水的最高峰，用水量最大且比较集中，约占全天用水量的15％～20％，而用水时间几乎集中在30min内。对于住宅类建筑，如果简单选用变频水泵一用一备是十分不合理的，因为根据住宅的用水特点，水泵基本不在高效段运行，浪费严重。按以下典型例子分析：每户考虑一厨一卫生间卫生器具给水当量ng＝4.45（洗菜盆龙头1个，洗衣机龙头1个，洗脸盆混合龙头1个，座便器1个，浴缸1个），用水定额采用300L/（人•d），每户3.5人。住宅用水量计算结果见表1。
表1不用户数的住宅用水量及不均匀系数
由表1可以看出：
1）随着用户数量的增大，K值降低，由5趋近于2。
2）理论上K值越大，水泵的数量越多越节能，但流量太小的水泵其效率会越小，如流量小于25m3/h的水泵其高效区效率都在60％以下。
3）对于100～500户及以内的供水区域，其供水特点k值较大，总流量小，选泵组时尽量选用3台及以内，气压水罐的容积适当放大。
4）对于500户以上的供水区域，其供水特点k值较小，总流量大，单泵流量可控制在平均时流量的70％左右，水泵要至少选用3～4台，并配备小泵以供小流量之需。
5）对于100户以下的供水区域，其供水特点为k值很大，总流量很小，在供水高度不高时，也可以根据具体情况采用气压水罐给水方式。
四、结语
总之，对于高层建筑，应根据现行《建筑给水排水设计规范》规定并结合建筑物的用水特点、当地的实际及工程的实际情况，确定经济合理的供水方式，且变频水泵的选择也应根据建筑物的用水规律选择搭配合理的泵组以达到真正节能的目的。
参考文献
[1]赵元,牟旭凤.住宅小区二次加压供水系统的探讨[J].山西建筑,2006,32(22):193-194.
[2]中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程设计技术措施节能篇给水排水．北京：中国计划出版社，2007
高层建筑的供水方式篇6
关键词：建筑；供暖；设计；探究
1我国热水供应的热源概况
1.1热水能耗现状
我国建筑能耗占全国总能耗近30%，并继续增加。城市民用建筑仅洗澡热水用能就接近20%，而各类商业建筑热水能耗为其总能耗10%～40%。根据2000年商业建筑能耗调查统计，商业建筑每年的能耗总费用已高达225亿元人民币，能耗费用已成为主要经营成本之一，其中热水能耗是其重要部分。调查表明，各类商业建筑能耗中，热水能耗比例为：写字楼2.7%，商场10.7%，饭店31%，医院41.8%。国外有调查研究认为，对于42℃的热水，74%的家庭人均耗量小于40L/d，64%的家庭人均耗量小于35L/d，人均耗量为25～35L/d，4人家庭人均耗量最大。考虑地区、季节等差异，自来水初始温度按12℃计算，常规热水器效率按90%计算，我国每年仅城市居民卫生热水能耗折算为电力消耗为1.75×1011～2.45×1011kw・h。
1.2建筑热水节能主要途径
1.2.1太阳能的利用。我国大型太阳能热水系统报道不多，集热面积一般不超过500o，试验性工程主要是一些宾馆、办公建筑，近年来，在商品住宅楼工程中，也有集中型太阳能热水系统的尝试。
1.2.2热泵热水器的利用。热泵生产热水是以消耗一定的电能为代价，吸取环境中的能源，提升品位后，加热自来水。通常将大型热泵热水供应系统称之为中央（热泵）热水系统，将户用型热泵热水装置称之为热泵热水器。国内的实验研究表明，在大部分气候条件下出水温度一般不超过50℃，这也是推广受到限制的原因之一。可以考虑辅助热源或串级热泵的形式，将水温进一步提升到40～60℃，满足生活用水的温度要求。
1.2.3太阳能辅助热泵热水器。国外对太阳能辅助热泵热水器的研究开展得比较早，近年国内也有研究。这种系统在阴雨天则以空气源热泵模式运行，因而能全天候供应热水。
2高层建筑常用热水供应系统
2.1下行上给式热水供应系统
下行上给的热水供应系统在加热设备为下置情况时使用较多，回水一般为倒拉式，这种系统的优点是单立管系统简单，运行安全可靠，阻力小。当配回水干管要求集中布置时，系统需为双立管式，这样能保证各用水点的配水温度，但工程造价较高。当加热设备设置在分区供热水系统之上，热水横干管设于本区系统的最下部，而回水干管则设在本区系统的上部，系统为单立管式热水系统，一般多用于管井周围为卫生间的高层旅馆建筑中，具有循环回水立管的热水系统，即为双立管式热水系统，一般用于对配水水温要求较高的高层建筑中。
2.2上行下给式热水供应系统
当加热设备设置在本区热水系统之下时，即系统加热设备为下置式，热水横干管设在管网的上部，回水横干管设在管网的下部，即热水流经系统上部横干管并向下对各立管配水。这种系统广泛应用于高层宾馆建筑，医院及高级公寓中，该系统构造简单，阻力小，节省材料，但配水干管与回水干管分散布置，增加了建筑对管道的装饰要求，适用于热水立管较多的建筑。当加热设备为上置式时，回水为倒拉式，若因建筑结构和室内装饰要求，加热设备与配、回水横干管必须集中布置时，由于系统为上行下给式，而回水横干管又在系统上部，故采用双立管式热水系统。
3高层建筑热水供应方式优化选择
随着高层建筑热水供应技术的不断发展，可供选择的供水方式也日趋多样化：高位水箱供水、气压罐供水以及变频调速供水等。在这些供水方式中，由于装置和设施因其工作机理不同，优点与不足共存。因此，供水方式的选择是一个值得研究的问题。由于建筑热水供水方式不仅受到经济因素的影响，而且还有很多不确定因素的影响，例如技术因素，社会环境效益，安全可靠性，维护管理方便程度以及开发商的要求等，因此在进行热水供应方式优化选择时，工程造价最低并不一定意味着该方案最优。另外由于在这些不确定因素上，对它们的评价往往带有模糊性，因此，评判因素集的确定。因素集是指评判指标的集合。在选择高层建筑热水供应方式时，影响方案确定的因素很多，必须全面地进行考虑，不能有所遗漏。
4某实际工程设计应用
4.1工程概况及特点
某酒店总建筑面积29398m2，其中地下室建筑面积2511m2，地上总建筑面积26887m2，包括酒店建筑面积20573m2，办公建筑面积6314m2。该酒店地下共三层，地上共26层。地下室-3层。接管处水压力为0.5mpa。从酒店旁边长安华都住宅小区和酒店南侧道路上各引入Dn200供水干管一条，在酒店周围形成环状管网。
4.2热水管网系统供热分区及方式设计
根据热水用户的性质和特点以及为了保证用水安全，将用水对象主要分成两个部分，即酒店客房用水和非酒店客房用水。非酒店客房用水为低区，即8层及8层以下。酒店客房部分分为两个分区，即中区和高区，9-16层为中区，17-26位高区。三个分区均供应热水。建立可能的各种热水供水方式V总结国内外高层建筑热水供水方式工程实例，并结合该工程实际情况，经过筛选，确定六种供水方式作为评判对象，根据评判结果，该工程热水供水方式选用变速泵减压阀供水。
4.3热水管网供水优化选择和系统布置
建设方对热水供应的要求较高，为了满足客人不同时间需要，热水系统采用干管循环系统，任何时刻都能达到设计水温。热水系统采用闭式热水供应方式，冷水直接进入热水机组加热，并且在负二层泵房内设置闭式膨胀水箱。酒店客房部分通过减压阀分为两个区。高区系统热水干管设在17层吊顶内，回水干管设在26层吊顶；中区系统热水干管设在8层吊顶内，回水干管设在17层吊顶。高、中区回水管在负二层经减压阀后接至热水机组。
5结语
本文从热水系统型式的优化选择、热源的合理选择以及对现行规范的探讨和建议等几方面对高层建筑热水供应系统进行了优化研究。在对不同的热水供应方式进行选择时，运用模糊综合评判和多目标规划方法是比较合理的。由于太阳能、地热能和空气能为非商品能源，所以仅对油、气、电三种热源进行经济比较。比较的结论是使用电力的能耗费用最高，其次是轻柴油，能耗最低的是天然气。会取得一定的社会和经济效益。并通过酒店热水供应设计进行了论证。
参考文献
高层建筑的供水方式篇7
关键词:给水系统;管网水压线;变频泵;节能
中图分类号:tU991文献标识码:a文章编号:1009-2374 (2010)12-0109-02
随着经济发展和城市建设,面对可持续性发展的要求,需要考虑建筑给水系统的节能。一套合理的建筑给水系统应该既满足用户对水质、水量、水压的要求,确保供水安全,又能达到节能要求。选择何种给水方式,直接影响到给水系统的节能。因此,有必要清楚认识各供水系统的特点,适用范围及能耗。本文主要就各种供水方式进行探讨,阐述各供水系统的特点及节能。
一、充分利用市政管网水压能量
在给水系统中的能耗主要是加压过程中水泵电机消耗的电能。由于建筑住宅水源来自市政管网,其具有一定的水压,因此建筑给水系统的节能首要考虑的就是充分地利用市政管网的水压余量,尽量减少水泵的使用。下面结合实例分析如何充分利用市政管网水压。
对于普通多层住宅,一般7层以下建筑市政管网水压可以满足生活给水的需要,因此,在这些建筑中普通的生活给水采用直接给水方式,这种方式的优点是不需要消耗额外的能量。只有在设置火灾用水时,市政水压满足不了消防需要时,才设置加压水泵。这种供水方式比较单一,在目前的设计及施工项目中,多层建筑生活给水管网一般均采用这种方式。如:温州市看守所迁建工程是一个标准的多层建筑区,其最高层为7层楼,8幢监房均为2层楼,其生活给水管网均接自室外市政管网,消火栓管网采用集中设置水泵加压送水。由于消火栓一般情况下未开启,加压泵处于停泵状态,这样可以省去给水泵运转的能耗,节约能量。
对于高层建筑小区,往往需要建造蓄水池和高位水箱,达到蓄水和加压调节作用,蓄水池是从市政管网进水,高位水箱则是蓄水池进水。由于市政管网水源具有一定的水压,所以在设置蓄水池时应将蓄水池设在高地处,利用市政管网的水压,减少水泵扬程,达到节能目的。对于小区和校园,可利用地形特点,将蓄水池设在较高地段。对于高层建筑可将建筑内给水管网进行分区供水,可分为高区、中区和低区。低区给水系统直接从市政管网供水,中区和高区尽量考虑将调节水箱设在较高处。
二、建筑内部常用的几种给水方式
(一)直接给水方式
直接给水方式是由室外市政给水管网系统直接供水,这种方式适用于室外给水管网水量、水压在一天内任何时间均能满足建筑物内部用水需要的情况下,这种方式是最简单、最经济的给水方式,无需任何加压设备。从目前市政给水管网的水压来看,这种方式最适用于多层建筑,一般为7层以下。
(二)只设置水箱的给水方式
这种方式适用于室外给水管网供水压力周期性不足的建筑,这种建筑一般是多层建筑及小区。这种方式是直接给水方式的改进。当用水低蜂时期,可利用室外给水管网中的水压直接供水,同时向屋顶水箱供水并储水。当用户处于用水高峰时期,室外管网水压不足,由水箱向建筑内给水管网供水。此种方式同第一种方式一样,不需要加压供水设备,节能效果好。此方式同第一种方式相比还具有储水调节能力,避免了因市网停水的缺点。其系统如图1所示:
(三)只设水泵的给水方式
此种方式适用于一天内室外给水管网压力大部分时间满足不了室内的需要,且建筑物用水量大的情况。当建筑物内部用水量大且较均匀时可单独设置水泵增压,即恒速水泵供水。此方式适用生产车间给水,实际中很少用;当用水量大但用水不均匀的建筑,如住宅小区、高层建筑等,如果是仅仅设置水泵恒速供水的运行方式,很不经济,造成能量的浪费。为了降低电耗,提高水泵的工作效率,一般采用一台或多台泵的变速运行的供水方式,使水泵的供水曲线与用水曲线相接近,从而达到节能的目的。
这种采用变频泵供水的方式近年来在高层建筑中应用较为广泛,其主要是通过水泵出口的恒压变速运行。通过控制水泵出水口的压力,使变频泵根据出水口用水量压力的变化来调节水泵电机的转速,使水泵出水口恒压供水。这种采用变频泵的供水方式在工程实际已被运用。目前在建工程乐清欣业大楼项目的室内给水系统就是采用变频泵供水方式。
(四)设水泵和水箱的联合供水方式
此种方式适用于室外给水管网压力低于或周期性低于建筑内部给水管网所需的压力,且建筑用水量又很不均匀。这种供水方式由于水泵能够及时向水箱充水,使水箱体积大大减少。同时由于水箱的调节作用,水泵的出水量稳定,可以保持在高效率下工作,再加上目前实际中水箱均采用浮球继电器等装置控制水箱水位,使水泵起闭自动化。这种方式技术上合理,供水方面可靠。这种给水方式在鸿基花园工程中得到应用,其4幢高层采用2只水箱向下供水,但其市网水压线以下楼层未采用市网直接供水,而是采用立管减压方式,从其运行效果看还比较节能。因此对于小高层建筑住宅区,可考虑水泵、水箱联合的供水方式。其系统如图2所示:
(五)气压给水方式
这种方式是在给水系统中设置气压罐,利用气压罐内的气体压缩性,升压供水,其作用相当于水塔或高位水箱,适用于不宜设置水塔和高位水箱的场所。这种方式因其调节能力小,压力变化幅度较大。如果单独使用因其水压变化较大,要求气压罐体积大,浪费钢材且不宜放置,故很少在建筑给水中单独使用,一般与水箱、水泵等辅助使用。
(六)分区给水方式
此种方式在高层建筑中较常用,当室外给水管网水压只能供到建筑物下面几层时,可采用分区供水的方式,分区可分为高区、中区、低区。为了充分利用市政管网的水压能量,一般将管网水压线以下几层分为低区,高区、中区给水管网采用加压泵送水。对管网的分区应根据工程实际,合理分设,一般可以按照以下三种方式分区:
1.串联式分区给水方式。这种方式在每一个分区层均设置水泵和水箱,每一个分区层的水泵从下一个分区的水箱吸水。此种方式的优点是各区水泵的扬程和流量按照本区所需而设计,不需要设置高扬程、高压水泵,水泵的工作效率高,能耗较少。但这种方式的缺点是下数区的水箱容积过大,增加了结构负荷;水泵、水箱分散布置,不便于管理且工作不可靠。当下面任何一区发生故障时,上面数区的供水便受到影响。如果采用增加备用泵方式,则增加了设备费用。同时水泵房对防振、防噪和防漏水的技术要求较高,这必将增加投资。鉴于此钟供水方式的缺点较明显,在实际工程中较少用。
2.并联式分区给水方式。这种方式各区水泵集中底层或地下室,分别独立向各自给水管网供水。此种方式的优点是各区水泵集中设置在泵房,便于管理和维修;各区均为独立的给水系统,互不影响,供水安全可靠。缺点是上面几个分区的水泵扬程较大,压水管线较长。
3.减压给水方式。这种方式是指整个高层建筑用水由设置于底层的水泵抽升到最高层水箱,而后再由此总水箱依次向下供水,并通过各区水箱减压或减压阀减压。此种方式的优点是水泵数量少,占地少;水泵集中设置,便于管理和维修;管路简单,投资少。其缺点是各区用水均需水泵一次性提高到最高位水箱,水泵能耗大;同时这种方式供水安全性不可靠,上面任何一区的下水总管及水箱等设备出问题便影响下面各区的供水。
三、结语
综上所述,以上各种给水方式均有其各自的优点,在实际设计及施工中,对建筑内部给水系统方式的采用应从以下几点考虑:
1.尽量利用市政管网水压,对于市政管网水压线以下的多层建筑应采用市网直接供水方式,对于水压不稳定,如高峰期水压不够,可考虑设置高位水箱。
2.高层建筑应尽可能采用并联分区的给水方式,分区时考虑将市网水压线以下的楼层设置为低区,由市网直接供水,节省一部分能量。
3.在水泵的选型与组合上尽可能采用与气压罐、变频泵的组合式供水。当采用高位水箱、水泵供水时,可选择气压罐辅助设备;当不设水箱只设水泵时可采用气压罐、变频泵的组合式供水。
参考文献
[1]王增长.建筑给水排水工程(第3版)[m].中国建筑工业出版社,1998.
高层建筑的供水方式篇8
关键词：高层建筑；消防供水；设计
总看我国目前高层建筑消防给水设计，笔者将其普遍的供水方式略作归纳，总结为以下几种：
1.高位消防水池供水
高位消防水池供水设计，顾名思义，这种供水方式是将大容量的消防水池置于某一高层建筑之顶，利用日常生活加压水泵将消防水一次抽升至屋顶消防水池进行贮存。如若发生火灾，可直接通过室内消火栓给水系统和建筑物的自动喷水灭火系统抽取消防水池中的存水进行灭火。除非由于建筑物屋顶的消防水池设置高度不足，需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消火栓及自动喷水灭火喷头所需的消防压力外，其特点是无需再设消防专用水泵和相应的控制电缆及线路，特别是对于50m以上，需要分区减压供水的高层建筑，该特点尤为突出，只需要在分区的适当高度和部位设置小容量的分区减压水箱，即可满足消防使用要求。
高位消防水池供水其不会因为日常维护的不妥而导致专用消防水泵在火灾发生时无法使用，且消防安全可靠性高，可操作性强，对于供电要求宽松，有益于工程的设计和施工。唯一的缺陷是，高位消防水池供水其屋顶消防储水池容积过大，对建筑物的整理结构存在一定的影响，正是这个原因导致不少高层建筑结构设计人员将此种消防供水系统拒之门外。
2.消防专用水泵―屋顶高位水箱供水
屋顶高位水箱供水方式，就实际应用来说，其是被高层建筑消防给水设计所采用最多、最普遍的一种方式。其主要设计路线是将小容量的高位水箱置于建筑屋顶，在建筑物底层或室外消防专用水泵房，与上文所提的高位消防水池供水方式最大的不同点在于消防供水灭火的任务主要由消防专用水泵来完成。屋顶高位水箱只需要保存有10min消防用水量，用于扑救初期火灾就可以了。从高层建筑的高度及分区情况看，该供水方式又可分为一次加压供水，分区并联加压供水及分区串联加压供水三种形式。
一次加压供水适用于建筑高度在50m以下，且不需要分区供水的高层建筑，分区并联加压供水或分区串联加压供水，用于建筑高度超过50m，且需要分区减压供水的高层建筑。
分区并联加压供水，各分区供水互不影响，消防安全可靠性高，分区水箱容积较小，消防专用水泵可集中设于同一泵房，便于平时维护、运行、管理，但对消防供水管材质要难以保证建筑物顶部几层的消防灭火要求时，需采取局部增压措施。据笔者所了解，在近几年的建筑工程设计中，此种供水方式在小气压罐小泵局部增压的配合下，极大程度填补了建筑顶部几层消防压力不足的缺欠。
3.消防气压罐供水
气压罐供水装置主要由消防专用水泵，气压水罐，电气控制自动化仪表组成，平时气压水罐内的气体压力处于平衡状态，一般稳定在消防供水最高工作压力数值上;当发生火灾时，由于消防设备(消火栓，自动灭火喷头)的启用，使得罐内的水量不断流出，同时，罐内的压力随着水量的减少逐渐下降，当罐内压力下降到消防供水最低工作压力数值上时，设在气压罐上的电接点压力表(或压力控制器)即启动消防专用水泵，继续向消火栓供水系统或自动喷水灭火供水系统供水，可满足消防供水的水量及压力要求，该种供水方式与其他供水方式的不同点在于，无需另设高位水箱，可使消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性增高，但对供电要求严，需双路电源供电或设自备柴油发电机供电系统。
消防气压罐供水,在其独有的不受高度限制、安装简单便捷、易操作、出水快以及技术安全系数高等优势下，引起了广大设计人员以及使用人员的青睐，尤其是在高层建筑消防给水设计中更是被普遍使用。但其也有不足之处，如，供水耗电量大，运行费用高。根据分析，此种供水高达约四分之一的能耗浪费在其他无效压力区间上，而被白白浪费掉。
4.消防合用供水设备
自动双恒压变频调速泵近几年开发出的一种新型节能生活、消防合用供水设备，这种设备采用了交流变频调速技术及自动化技术，对管网压力实施检测，控制水泵转速，从而保证管网压力的恒定。其特点是生活、消防供水可共用一组水泵，并共用备用泵，减少设备的容量，避免了因消防专用水泵久置不用而锈蚀所引起的不安全因素，增强了消防供水的安全可靠性，并在消防灭火时，恒压变流量运行中不会出现使管网超压运行的现象:由于其供水设备不具备调蓄水的功能，用于消防供水时，还需增设高位水箱，以保证10min消防用水量，因此，该供水方式同消防专用水泵、高位水箱供水方式基本相同。
总结：
总体看来，在上文高位消防水池供水、屋顶高位水箱供水、消防气压罐供水以及消防合用供水设备四种当前主要消防供水设计方式的比较中，几者供水设计与应用各有千秋，有利有弊。在实践中，我们应因地制宜全面考虑，根据每栋建筑物的结构特点、使用价值、电力等因素，在合理、经济的技术比较下，选定最适当的消防供水系统，给人民的生命财产安全带来高效保障。
参考文献：
[1]杨占宝,谭恩涛,谢占山.对高层建筑消防供水设计中几个问题的认识[J].山东消防,2001,(08).
[2]易雁.高层建筑供水方式及节能探讨[J].山西建筑,2008,(14).
高层建筑的供水方式篇9
关键词:超高层建筑;给水排水设计;安全;设计
引言
超高层建筑是我国城市现代化建设的集中表现形式之一，也是建筑行业施工技术进步的具体体现。通常情况下，超高层建筑由地下车库、人防工程、商业区、办公区、住宅区以及酒店等多种功能组成，建筑高度超过100m，并在40层以上。超高层建筑的高度超限，给水排水系统纵向有别于普通的高层建筑，所以要求设计人员熟悉各个系统的优缺点，并针对不同的建筑，采用相对科学的设计方案。
1生活给水系统
1.1市政直接供水系统
《城镇给水排水技术规范》（GB50788-1012）规定，城镇给水系统应满足用户用水的水压要求，且建筑给水系统应充分利用市政给水压力。因此，应根据建设单位提供的当地市政自来水24h水压报告的最低供水压力确定市政供水楼层，必要时可考虑建筑裙房建筑功能，以利于系统的简化。比如某超高层项目，裙房1~3层为商业区域，塔楼4~16层为酒店，17层以上为办公区域，市政供水压力扣除水表、倒流防止器及沿程水头损失后，能供至4层。也可预防将来城市发展后，用水量增加可能导致市政供水压力下降，市政供水可以至供至3层。
1.2二次供水
二次供水一般有两种方法，即为变频加压供水以及重力供水。超高层建筑由于竖向高于普通的高层建筑，其二次供水系统要综合各种因素考虑，包括建筑供水设备的性能、供水管材的承压情况，还应考虑到系统合理、供水安全可靠以及节能。因而，超高层建筑的二次供水系统往往采用变频加压与高位生活水箱重力供水相结合的供水方式。例如，100m以下的楼层采用变频供水系统，100m以上的楼层采用地下设备房工频泵+塔楼避难层或设备层的高位水箱供水。下一级的高位水箱作为上一级系统的转输水箱和下一级系统的供水水箱。这样划分系统的好处是，充分利用变频供水系统的楼层，同时，保证这部分系统的承压不至过高。工频泵加高位水箱供水系统只需干管采用高承压的管材，其他管材为普通压力的管材，节省工程造价，同时保证系统的安全可靠。为了防止二次污染，可在储水箱内设消毒器。
1.3噪声控制水泵的运行
一般会产生极大的噪声，超高层建筑要想做好噪声控制，一般采用两种方式。首先，将水泵的启动频率降低，这就需要做好传输水箱的容积设计。通常情况下，会采取最高上限的容积设计，使得水泵的运行噪声得到有效的控制。其次，将传统的工频泵传输水泵转变为管中泵，这种传输水泵可以直接放到传输水箱内，使得传输水箱的运行噪声得到控制。但是这种传输泵会对传输水箱产生一定的污染，因此，设计时要考虑消毒设备，保证用水水质，并能够在使用的过程中，定期对传输水箱进行清洗。
1.4室外给水系统
在超高层建筑中，室外绿化给水系统设计同样十分重要。在国家提出生态建设的背景下，超高层建筑室外绿化给水系统通常会采用绿色环保的雨水回收使用系统。在降雨的过程中，地表雨水的水质已经受到了极大的污染，不符合雨水回收利用标准，因此，多会对屋面雨水进行回收利用。当然屋面雨水也不能保障其水质百分之百干净、优良，因此，会采用生物处理方法及沉沙处理方法，对其水质进行处理，最后达到室外绿化给水的要求。
2消防给水系统
超高层建筑中的消防给水系统设计同样十分重要。由于超高层建筑的特殊性，其一旦发生严重的火灾，消防工作的难度非常的大，因此消防给水系统的科学化建立就显得极为关键。通常情况下，超高层建筑在构建消防给水系统时，会通过市政给水建设，引用两条及两条以上的给水管，在建筑工程项目中的场地内部形成一个系统的给水环网[1]，保障其室外消防用水量。超高层综合楼的室内消防给水系统的建立一般有采用三种方式，分为并联、串联以及重力给水。
2.1并联消防给水系统
在超高层建筑中设置一套消防水泵称之为并联消防给水系统。这种消防给水系统在超高层建筑的高低区需要设置减压阀组，从而实现不同分区的消防供水。结合《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974—2014）对系统分区压力的要求，当系统工作压力不大于2.4mpa且能满足消防车的供水高度时可以采用并联消防给水系统。并联消防给水系统设备集中设置于底层，节省避难层面积，同时减少噪声的影响，但是水泵的扬程和管道的承压能力较高。
2.2串联消防给水系统
串联消防给水系统是指在超高层建筑的不同分区中，设置独立的消防水泵，利用上下级的控制水泵措施，使得水泵向超高层建筑的管网供水。当系统工作压力不大于2.4mpa时，宜采用串联消防给水系统。这种消防给水系统较为复杂，工作程序较多，但是其供水压力低，可以保障管网的安全，降低发电机组的压力，使得超高层建筑对设备的投资成本降低。
2.3重力供水系统
重力供水系统是指将消防水池设置在超高层综合楼的楼顶，可以有效避免因为火灾发生造成机械故障、延迟消防救援时间的发生。这种消防给水系统的安全性最高，但是其对超高层综合楼的荷载要求随之增高。因此，这种方式一般适用于250m以上的超高层建筑。
3污水系统
污水系统是超高层建筑不可避免的排水系统。超高层建筑在排出污水的过程中，从高处往地下降落时会对超高层建筑的污水排水管道造成极大的影响。因此，超高层建筑在设计污水排水系统时，要重视污水排水管道的质量，选择一些承压性能佳的金属管道材料，并且要控制管道线路的建设质量，增加一些减缓冲击压力的设备装置，降低超高层建筑底下层数污水排水管的管内流速，减缓污水冲击对管道造成的压力。
4雨水系统
雨水系统设计的安全性对超高层建筑的影响极大。一旦发生大面积的降雨时，而超高层建筑的雨水排水系统的设计考虑得不充分，就很容易造成雨水堆积、渗漏等现象，对超高层建筑的负面影响极大。因此，要重视雨水排水系统的设计，必须采用高质量、耐腐蚀的排水管材。通常情况下，雨水排水系统采用重力设计方法，这种方法虽然加速了雨水的排水流量，但是一旦出现特大降雨天气，降雨量远远超过雨水排水系统的设计排水能力，雨水排水管道的压力就会增大、破裂。因此，要调查当地的降水情况，选择高质量、耐腐蚀的金属管材，从而提高雨水系统的设计质量。
5结论
社会各行业领域对超高层建筑给水排水系统设计的要求不断提高，因此，应积极对超高层生活给水系统、消防给水系统以及污水系统、雨水系统的设计进行分析，总结具有针对性的设计要点，从而提高超高层建筑的给水排水系统的设计质量。
参考文献:
高层建筑的供水方式篇10
关键词：高层给排水；系统设计
中图分类号：tU97文献标识码：a文章编号：
前言
随着社会经济的不断发展，能源已经成为发展国民经济的重要物质基础，同时也是制约国民经济的一个重要因素。大力降低能耗，最大限度地提高能源的利用效率已经成为我们的重要课题。我国是一个水资源严重不足的国家，人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的四分之一，而建筑给排水设计涉及到人们日常生产生活活动中的给水、排水、消防用水等消耗能源的多个方面，故建筑给排水的节能工程在整个建筑节能工程中具有极其重要的地位。因此，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：
1新型减压、稳压设备的研制与应用；
2安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用；
3低成本高效能新型管道材料的开发与应用；
4高层建筑消防与自动控制技术；
5提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。
一、高层建筑给水系统的设计
高层建筑生活给水系统设计中最为关键的是给水方式的选择，它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文，高层民用建筑生活给水系统应竖向分区，且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0．45mpa；水压大于0．35mpa的入户管，宜设置减压阀。另外应该合理确定给水系统垂直分区，保证给水设备卫生器具的正常使用，避免压力过高，出现不必要的能量浪费。给水器具出水过猛，当启闭这些器具时易产生水锤，使管网产生噪声、振动甚至管件破裂，致使卫生洁具给水零件容易破坏。
就目前我国城市给水状况而言，水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求，对于高层建筑，城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，因此合理划分生活给水系统竖向分区，也是生活变频调速供水设备节能的重要因素，分区内层数较多，则会造成变频设备设计流量加大，在用水量较小的情况下，需开启水泵的负荷增加；另外，由于分区内系统压力较高，入户管设置减压阀的层数增加，耗能也相应变大。以笔者的实际经验来看，针对不同的高层建筑，给水方式主要有以下几种：
1分区串联给水方式。各区设置水箱和水泵，各区水泵均设在技术层内，自下区水箱抽水供上区用水。
2分区并联给水方式。每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱，向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。
3非分区减压给水方式。如图1(a)所示为减压水箱减压给水方式，是由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后分送至各分区减压水箱减压后再供下区使用。
4减压阀减压给水方式。如图1(b)所示为减压阀减压给水方式，是由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再经各分区减压阀减压后供各区用水。
(a)减压水箱(b)减压阀
图1减压水箱给水方式与减压阀给水方式
5无负压变压变量给水方式。如图2所示，此系统与市政给水管网经供水管(引入管)直接串接的加压给水方式：在给水系统的最不利点处设一台气压水罐调节用水量的瞬间不足进行变压变量供水。
图2无负压变压变量给水方式
6分区无水箱给水方式。如图3所示为分区无水箱给水方式，各分区设置单独的变速水泵供水，未设置水箱，水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内，分别向各区管网供水。
图3无水箱给水方式
在实际设计中，因高层住宅中间层难以设置中区水箱，而在天面设置满足整栋楼生活给水总量的生活水箱会增加结构负荷，从而加大建造成本的投资，所以根据建筑的特点设计不同给水系统。工程实例一：某11层商住综合楼(建筑面积13943．3m2)建筑高度36m，共140户。该建筑供水高度需达50多米，根据这种小高层的特点，本人设计为市政总引入管Dn150，四层及四层以下用市政供水，5-11层采用了无负压的供水系统，这样既利用了市政供水管网的水压，节约了占地，又无二次污染，水质安全卫生，而且降低了运行费用，自动化程度高，深受欢迎。工程实例二：如博罗某住宅小区，其中别墅l5栋，25层8栋，28层1栋，最高栋建筑高度为86．327m，总户数为824户，车库及设备房设地下1层。因这个小区较大，最高时用水量较多，若也采用无负压供水，会增加市政供水总引入管的开户费投资，所以我设计了在地下设置了成品不锈钢调节水箱(150m3)，四层及四层以下采用市政供水，5～16层采用中区变频泵供水，17层以上采用高区变频供水，给水系统入户管水压大于0．35mpa采用减压阀减压的办法。
经过认真分析比较，大胆采用无水箱给水方式，采用新型的供水系统如变频给水设备直接供水方式和无负压供水，其优点有以下几点：减少了供水环节，从而提高了供水安全度；减少了二次污染；不占用中间楼层面积，减少了建设成本，提高了业主效益；避免了中转水泵产生振动和噪声从而给放置水泵的附近楼层带来的不利影响。
三、高层建筑排水系统的设计
建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，在设计过程中应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管，因排水量大，建筑高度高，合理地设置排水通气系统和消能装置，对增加立管排水流量，保证排水系统的通畅有着重要的意义。
由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长，底层排水压力大，易使下层卫生洁具发生排水喷溅；卫生洁具属于间断排水，使排水方向的前行管道系统产生正压，水流下降过程中，后续管道产生负压形成抽吸，均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009年版)第4．3．8规定，住宅卫生间的卫生器具排水横支管应设置同层排水，所以住宅的卫生间多设计为沉箱式卫生间，但沉箱式卫生间容易积水，难以排出。根据这种情况，建设局于2010年11月11日颁发了《住宅工程质量通病防治手册》，手册第3．1．1规定“沉箱式卫生间应做二次排水和二次防水设计，沉箱底排水应单独设置”。
故本人在该商住综合楼建筑排水系统采取了下列措施：
1高层建筑的底层单独排水；
2排水管系统采用专用通气管加强通气，保持管系内气压平衡，采用专用通气管或新型排水管道系统；
3排水立管采用乙弯消能措施：
4污水、废水及二次排水分开设置立管排放，采用了生活废水和生活污水分流制。
四、高层建筑消防系统的设计
建筑物消防系统一般包括：室内消火栓系统、室外消防系统、自动喷水灭火系统、干粉灭火器系统和气体灭火系统。对于商住楼中的住宅部分，消火栓在消防电梯前室设置，并且每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴的损坏。消火栓栓口的静水压力超过1.0mpa时，采取分区给水系统，大于0．5mpa时，则设置减压孔板等减压措施或采用减压稳压消火栓。室内消防水量一般由地下消防水池经消防加压水泵供给。屋顶还应设高位消防水箱，储存18m3消防水量，根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95第7．4．7．2条规定，高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0．07mpa；当建筑高度超过l00m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0．15mpa。当高位消防箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。另外，还应根据建筑物的性质在高层的地下室和其它功能用房加设自动喷水系统和气体灭火系统。
五、结束语
1采用变频水泵直接供水的新方法，提高了供水安全度、减少了二次污染、不占用中间楼层面积，减少了管道等其他的配套投资建设成本，节省了大量的资金。