防止高層建筑給水系統的超壓

胡明順 崔 全

（阜新市自來水總公司，遼寧 阜新 123000）

1 高層建筑給水系統的超壓現象及原因

高層建筑給水系統超壓是給水配件前的靜水壓力大于流出水頭，其流量大于額定流量的現象，兩流量的差值為超壓流量，這部分流量未產生正常的使用效益，且其流失又不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費。此外，超壓會帶來如下危害：（1）由于水壓過大，龍頭開啟時水成射流噴濺，影響人們使用；（2）超壓破壞了給水流量的正常分配。（3）易產生噪音、水擊及管道振動，使可能引起管道連接處松動、漏水甚至損壞，加劇了水的浪費。

2 實施給水系統豎向分區的重要意義

通過上述對超壓現象的分析，由于建筑物高度較高，如果給水系統不進行豎向分區，底層衛生器具必將承受較大的靜水壓力，從而帶來一系列問題。實踐證明，對高層建筑實行分區供水，是解決上述問題的有效方法。高層建筑給水系統實行分區供水的另一個重要意義是節約能源，如給水系統未進行豎向分區，則建筑物所需全部用水量都需經水泵提升到屋頂高位水箱，這樣，對于高層建筑下部各層衛生器具來說，由于供水壓力太大，反而要進行減壓，從而造成一部分能量的浪費。反之，如實行分區供水，就不必將全部用水量提升到屋頂高位水箱，而只需通過各區的專用水泵將各區的用水量提升到相應的高位水箱內，從而避免了因減壓而造成的能量浪費。

3 基于豎向分區技術的給水系統超壓現象防止

根據《建筑給水排水設計規范》的要求，高層建筑給水系統應豎向分區，各分區最低配水點處的靜水壓力不易大于0.45MPa，特殊情況下不易大于0.55MPa；而根據《高層建筑防火設計規范》的規定消火栓栓口處的出水壓力應不超過50m水柱。凡不符合上述兩點規范的高層建筑均須采用分區供水或采用減壓措施。下面就高層建筑中生活給水及消防工程減壓方式的采用作闡述。

3.1 生活給水工程

對于高層建筑，城市給水管網一般不能滿足高區部分生活用水水壓的要求，絕大多數采用分區供水方式，即底區由市政直供水，高區由水泵加壓供水。

在高層建筑中，高區部分可采用的分區給水方式有:高位水箱給水方式；變頻調速水泵給水方式。由于高層建筑往往用水量較大，采用變頻調速水泵給水方式存在小流量和零流量給水問題，而且變頻調速控制價格較高，故在高層建筑中較少采用。目前，對于高層建筑生活給水絕大多數采用高位水箱給水方式，盡管高位水箱存在生活用水的二次污染的問題。

高位水箱給水方式可分為:高位水箱減壓給水方式，高位水箱并聯給水方式或高位水箱串聯給水方式或者根據具體情況采用幾種給水方式的結合。其中高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱或減壓閥減壓。由于減壓水箱占用一定的建筑面積，并且增加了生活用水二次污染的可能。而減壓閥占地面積小，安裝簡便，操作靈活，可根據不同的需要任意調整閥后壓力，不影響水質。隨著減壓閥的質量的不斷改進，性能變得可靠，故在高層給水工程采用減壓閥減壓的方式得到更廣泛的應用。

3.2 消防給水工程

3.2.1 正確設置消防水泵

選用流量、揚程曲線平緩的水泵，其中值得推薦的是：建筑消防特種泵（原名切線泵）。流量一揚程曲線特別平緩，呈恒壓狀態，當系統在零流量或小流量下運行時，系統產生的超壓可以保持在允許范圍之內；而當火場需要超出設計流量時，供水揚程不至于大幅度下降，仍能保證一定的充實水柱進行滅火。

采用多臺水泵，小流量時小水泵運行或單泵運行，大流量時大泵并聯運行，保證火災現場所需要的流量而不產生采用現象。

采用恒壓變流量變頻調速水泵供水，使水泵供水壓力在流量變化時保持恒定。

3.2.2 合理的豎向分區

管網豎向分區時，適當留有余地的降低分區給水壓力值（小于0.8MPa）；或按0.8MPa值進行豎向分區，并采取相應有效的減壓措施。

獨立分區給水系統（即并聯式分區給水系統）。根據系統壓力對消火栓給水進行分區，分上下兩個或上下三個給水分區，由不同的水泵機組根據需要提供不同的壓力。每個供水分區的幾何高差一般不超過50m。這樣就可以避免為滿足上部最不利點出水壓力而造成底部幾層超壓的現象。這種系統的缺點是造就較高，自動控制系統和施工較為繁瑣。

串聯分區給水系統，這種方式多用于高層建筑，從水泵型號選配、供水管道的受壓程度和節約能源等方面來看，該系統都優于前一種系統。其缺點是，如果下部主干管出現故障，就會直接影響上下兩區供水。

3.2.3 正確布置“系統”

高層建筑消火栓系統和自動噴水滅火系統應分開設置。由于兩種系統作用時間不同，壓力要求不同等原因，兩系統若共同水泵作消防供水，在小流量情況下工作時，產生的超壓值比較大，容易出現安全事故。

3.2.4 使用可調式減壓閥控制系統壓力

對采用減壓閥分區的給水方式，當有可能因減壓閥故障而造成超過額定壓力1.5倍時，采用可調式減壓閥串聯設置方式。可調式減壓閥可以起到穩定作用，只要給它設定一閥后壓力，那么不管壓力變化如何，都不影響閥后的工作壓力。因此可調式減壓閥后的管網就不會出現超壓現象，但安裝時，一定注意減壓閥的安裝方向，如安裝不當，會使管網由環狀變為枝狀管網，降低供水的可靠性。為避免閥后因動壓系數改變導致分區最高最遠點壓力不足的現象，減壓閥宜設置在制高點，以有利的下給方式供水。

3.2.5 采取相應泄壓和穩定設施

泄壓和穩定設施有安全泄壓閥、穩壓泵、氣壓罐等。可以解決檢查、試驗消防泵時產生的超壓，以及小流量供水或凈揚程驟升產生的超壓，還有停泵產生水錘造成的超壓和消防車給管網加壓時造成的超壓。這種方法現在使用比較多，只是一次性投資多一些。

結束語

在建筑給水設計中往往對水壓均衡的重要性認識不足，導致超壓現象的發生，實際工況點偏離設計工況點，造成水量浪費、使用不舒適等弊端，建筑給水設計中應對水壓均衡給予足夠的重視，積極采取合理的水壓均衡措施，并建議有關規范修訂時增加水壓均衡及超壓現象防治方面的要求。

[1]GB50268-97給水排水管道工程施工及驗收規范Isj.

[2]GB50332-2002給水排水工程管道結構設計規范Isj.