既有建筑物防止超壓出流的技術措施研究

孫玉瑾

（運城市建筑設計研究院設計二所 山西 運城 044000）

0 引言

建筑給水系統的節水、節能工作是看似簡單，實際上其意義是非常大的。由于建筑設計年代不同，用水狀況的變化，以及在設計選取水泵時安全系數選的過大等，都有可能造成低區底層用水戶的超壓出流現象。建筑給水系統的節水節能仍然有很大的節水空間。尤其在高層建筑越來越多的今天，高層建筑給水系統的節水節能就占有重要的地位。充分考慮投資成本，減壓效果，節水效果，以及投資回報期等多方面因素，在既有和新建建筑中合理設置減壓設備。給水系統設計中，應將何種壓力下需設減壓裝置納入規范，在設計上避免超壓現象的出現。為設計規范提出了一些修改意見。

1 超壓出流問題概述

1.1 超壓出流的內涵

超壓出流是指衛生器具的給水配件（如水龍頭，淋浴器等）在較高水壓條件下，流出大于其額定流量的水量，超出額定流量的那部分流量未產生正常的使用效益，是浪費的水量。由于這種水量浪費不易被人們察覺和認識，因此可稱之為“隱形”水量浪費。依照我國現行建筑給水排水設計規范的規定，高層建筑給水系統設計中，最低衛生器具給水配件處的靜水壓力0.30MPa-0.35MPa。顯然，在同樣的開啟度下，同一給水分區中，上層的給水龍頭因壓力較小出流量較少，而下層壓力大出流量多。額定流量是衛生器具給水配件出口在單位時間內流出的規定水量。流出水頭是保證給水配件流出額定流量，在給水配件前所需的靜水壓。超壓出流是給水配件前的靜水壓大于流出水頭，其出水量大于額定流量的現象。該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。因它在使用過程中流失，不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費，因而至今未引起足夠的重視。然而這種“隱形”水量浪費在各類建筑中不同程度的存在，其浪費的水量也是十分可觀的。

1.2 超壓出流的危害

超壓出流對用水工況的影響及造成的水量浪費尚未引起人們足夠的重視，目前在建筑給水排水設計規范中，僅對防止消防給水超壓問題提出了明確的要求，而對防止建筑給水超壓出流問題還無具體規定，防止建筑給水超壓措施的研究還不夠深入。

從理論計算公式計算也能得出超壓出流的危害性。根據能量守恒定律：

式中：v 為流速，m/s；h 為揚程 (即壓力)，MPa；s為管道的橫斷面積，m2；q 為流量，L/s。

從上述計算公式可得出：揚程越大，流量就越大。因此，在設計中合理限定配水點的水壓是解決這個的關鍵所在。超壓出流除了造成水量的大量浪費以外，還會帶來如下的危害：

（1）龍頭開啟時，水成射流噴濺，影響使用。

（2）水龍頭開關時還易產生噪音和水擊，由于壓力波動，管道振動，容易引起管道松動漏水，甚至損壞，造成水的浪費。

（3）閥門等五金配件容易磨損，縮短使用期限，同時增加了維修工作量。水龍頭處水壓過高，水龍頭的墊襯磨損較快，使用壽命縮短，造成大量漏水。

（4）如果不采取措施控制水龍頭流量在額定范圍以內，就會使管道水力計算與實際情況不相符合。下層水壓高，出水量大，水流阻力比計算值高，導致上層水壓偏低，其結果是下層供水有余而上層供水有可能中斷。

由于超壓出流造成的“隱形”水量浪費并未引起人們的足夠重視，因此在我國現行的規范只是對給水配件與入戶支管作一次規定，但這只是從防止給水配件承壓過高損壞的角度考慮的，并未從防止超壓出流的節水角度考慮，因此壓力要求過于寬松，對限制超壓出流基本沒有作用，所以應根據建筑給水系統超壓出流的實際情況，對給水系統的壓力做出合理限定。

2 目前解決超壓出流的方法比較

2.1 遵循規范，合理分區

規范第2.3.4條規定高層建筑生活給水系統的豎向分區，應根據使用要求、材料設備性能、維修管理、建筑物層數等條件，結合利用室外給水管網的水壓合理確定。分區最低衛生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫院宜為300-350kPa；辦公樓宜為350-450kPa。對于一個具體工程來說，最佳給水分區壓力值可以通過優化設計確定，必須考慮建筑物的層數、層高，水泵的性能，室外管網的壓力。

2.2 供水方式建議采用水箱供水方式

在市政管網不能滿足用戶供水的情況下，盡量采用水箱供水方式.無論是水箱獨立供水，還是各種聯合水箱供水方式，比如：水泵-水箱供水方式、水池-水泵供水方式等，它不但供水可靠，而且水壓穩定，因而各配水點的壓力波動很小，有利于節水。

2.3 設置減壓裝置

規范第2.3.4條規定“建筑物內的生活給水系統，當衛生器具給水配件處的靜水壓超過本規范第2.3.4條規定時，宜采取減壓限流措施”。除浴盆的流出水頭為5-10m外，其他各用水配件的流出水頭不超過5m，因此進戶壓力10m、最不利點壓力為5m即可滿足各住戶要求，超過10m即形成超壓出流。所以可在進戶管處，水表前裝設調壓孔板或節流塞實施減壓，減少超壓出流量。而規范要求“分區最低衛生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫院宜為300-350kPa；辦公樓宜為350-450kPa”，大部分都超壓，到底應該多少開始減壓，應綜合考慮各種因素。

3 主要的減壓措施

3.1 設置減壓閥

減壓閥有彈簧減壓閥和比例式減壓閥兩種，盡管構造不同，但其作用原理一致，即通過壓力的變化或增強局部水頭損失來達到減壓的目的，既減動壓又減靜壓。對于高層住宅，根據實際需要，在給水立管的適當位置設減壓閥，可優化高層給水分區，但各區支管壓力分布仍不均勻。支管減壓，可使供水壓力分配更加均衡，避免部分供水點超壓，但壓力控制范圍小。采用支管減壓不但技術上先進合理，而且經濟上可節省投資。因此，如果能將立管和支管減壓結合起來，用于高層住宅給水分區減壓和入戶管減壓，則易使給水系統壓力分配均勻、經濟合理。

3.2 減壓孔板

孔板是一種構造簡單的節流裝置，經過長期的理論和實驗研究，該裝置現已在消防供水領域標準化。在高層建筑給水工程中，減壓孔板可用于消除給水龍頭和消火栓前的剩余水頭，以保證給水系統均衡供水，達到節水、節能的目的。孔板裝置應安裝在需要節流和減壓的管道上游，可安裝在水平管道上，也可安裝在垂直或傾斜的管道上。特點是：只減動壓，不減靜壓，節省投資，方便管理，系統也比較簡單，減壓的同時限制流量，下游的壓力隨上游壓力和流量而變，不穩定。據調查，由于市政供水水質的原因，有時減壓孔板易堵。

3.3 節流塞

節流塞的作用與減壓孔板相同，可用于消除水龍頭前的剩余水頭。同樣不能減靜壓，適于在小管徑及其配件中安裝使用，尤其適用于在住宅內部的管道或配件中安裝使用，具有經濟可靠、管理方便、安裝簡單的優點。

4 結束語

總之，在倡導循環經濟的今天，建筑給水系統設計中不能只考慮滿足使用要求，還應當把節水節能充分考慮進去。要充分進行方案比較和分析，建議進行優化計算，對各種方案若干年的能耗進行比較。在技術和規范上不斷完善，從而降低能耗。

［1］劉振印.建筑給排水節能節水技術探討[J].給水排水，2007，33(1)：61-71.

［2］王艷斌.建筑給排水節水措施探討[J].河北北方學院院報，2007，23(1)：71-74.