高層建筑供水方式及節能分析

【摘 要】現代市場經濟的發展，高層建筑越來越多，高層建筑的供水問題成為建筑施工的重要問題，供水方式的優化，不僅能有效解決城市供水問題，還能節約水資源，降低資源浪費。本文對高層建筑的供水方式進行分析，對各種供水方式的優缺點和能源消耗進行探討，選擇最佳的供水方式，實現節能的目標。

【關鍵詞】高層建筑；供水方式；節能

一、高層建筑供水方式分析

高層建筑指的是10層及10層以上的住宅，其他建筑的高度超過24米時，也可稱之為高層建筑。自上個世紀九十年代以來，房地產經濟獲得了較快發展，城市發展不再局限于平面擴展，而向更廣闊的空間發展，逐漸形成立體化城市，高層建筑在城市發展中起著重要作用。高層建筑的供水問題逐漸顯現出來。在高層建筑的供水系統中，為了能夠充分利用室外的管網水壓，防止下層管道靜水壓力增大，給水系統須呈豎向分區。其供水方式主要有并聯式、串聯式、無水箱式、減壓式。

（一）分區并聯式的供水方式

該種方式是在每一分區設置一套相對獨立的高水位箱和水泵，向各區供水。水泵的設置一般集中在高層建筑的底層水泵房內或地下室。其優點在于：供水系統自成一體，獨自運行，互不干擾；水泵設置比較集中，維修和管理比較方便，且運行的動力費用比較低。其缺點在于：并聯式的供水方式水泵型號比較多，管材的耗用較多，供水設備的費用偏高。同時，分區水箱的設置，占用了不少的建筑使用面積。從總體上說，并聯式的供水方式是比較節能的一種方式。

（二）分區串聯式的供水方式

該種方式是在各區設置水泵和水箱，各區的水泵都設置在技術層內，從下區水箱抽水以供上區用水。其優點在于：管道和設備都比較簡單，各分區的水泵揚程可以按照本區的實際需要進行設計，水泵的效率較高。但是，由于水泵安裝在技術層，對防漏水、防噪聲和防震等的施工要求較高。再者，串聯式的供水方式，水泵設置呈現出分散性的特點，對設備層的占用面積較大，在供水設備的管理和維修方面都不方便。同時，供水的可靠性不高，如果下區的供水發生故障，其上區的供水都要受到很大影響。串聯式的供水方式由于只需將用水提升至所需的平面高度，管道和設備都比較簡單，沒有高壓管線和高壓水泵，供水系統的運行動力費用較少，水泵的效率高，節能效果較好。

（三）分區無水箱式的供水方式

該種方式指在各分區設置一個單獨的變速水泵來供水，沒有設置水箱，將水泵集中安置在高層建筑的底層水泵房內，分別向各區的管網供水。其優點在于：由于省去了水箱，節省了建筑物使用面積。同時，設備布置相對比較集中，便于維修和管理，且能源的消耗較少。其缺點在于：由于無水箱式的供水方式水泵數量和型號較多，設備的投資較大，維修工程也比較復雜。同時，由于沒有水箱的調節作用，用水總量不好控制。因此應對用水高峰和用水低谷期進行分析，采用變頻水泵進行供水。

（四）分區減壓式的供水方式

該種方式是由設置在地下室或底層的水泵將整個高層建筑的用水總量提升到屋頂水箱，再分別向各分區的減壓水箱輸送，經減壓水箱減壓后供下區使用。其優點在于：水泵的數量較少，供水設備的布置相對比較集中，設備和管道的維護管理比較簡單。再者，由于各分區的減壓水箱只是用以釋放供水系統中的靜水壓力，其容積較小。其缺點在于：由于屋頂水箱的容積較大，結構抗震的能力不強。在建筑物的高度較大、供水分區較多時，下區的減壓水箱的浮球閥所承受的壓力過大，容易造成減壓水箱關閉不嚴的問題。再者，在上區供水管道發生故障時，會影響高層建筑下區的供水。同時，由于需要采用耐高壓、高揚程的管材，該種供水方式的耗能較大。

（五）減壓閥減壓的供水方式

該種方式是由設置在地下室或底層的水泵將整個高層建筑的用水總量提升到屋頂水箱，再經各分區的減壓閥減壓后將水供下區使用。其優點在于：水泵的數量較少，供水設備布置相對比較集中，設備的維修和管理簡單。同時，在各分區以減壓閥代替減壓水箱，不占用建筑的使用面積，減少投資，安裝方便。其缺點在于：由于屋頂水箱的容積較大，結構抗震的能力不強。再者，在上區供水管道發生故障時，會影響高層建筑下區的供水。同時，由于需要采用耐高壓、高揚程的管材，該種方式也是一種耗能較大的供水方式。

二、基于節能視角的高層建筑供水方式選擇

（一）充分利用市政給水系統網絡

在高層建筑的供水系統中，應充分利用市政給水系統網絡，直接對高層建筑的低層供水，減少供水系統的能源消耗，對于安全供水和節能都有很大好處。同時，由于高層建筑中用水量大的部門如浴室、餐廳和洗衣房等都集中在下層區，利用市政給水系統，可以大大減少高層建筑的能耗。在無水箱供水方式中，應利用室外的管網對高層建筑的下層進行供水，上層則以水泵供水。

充分利用市政給水系統網絡，是一種非常節能的供水方式。在高層建筑的給水系統設計中，一般將消防給水泵和生活給水泵分別設置，主要是因為兩者所需要的水壓不同，如果消防用水量與生活用水量接近或者生活給水泵的選型能夠同時滿足兩者的水量要求時，則可以充分利用室外的管網壓力，經過系統加壓實現高層建筑的供水。

（二）合理配置給水系統的垂直分區

對高層建筑的給水系統進行垂直分區的目的在于：保證給水設備的正常使用，避免因為壓力過高，對配水器材造成損耗，減少能量的浪費，或者在配水器材的供水超過額定流量時，造成水資源的浪費。在分區壓力過高的情況下，不僅會造成給水器材的出水過猛，在關閉這些器材時，容易產生水擊，使管網產生振動、噪聲或者管件破裂，導致衛生潔具的給水零件損壞，增加了維修量，且在開啟水栓時，水以射流噴射狀飛濺，造成水量的浪費，因此，在高層建筑的供水系統設計時，一定要合理配置給水系統的垂直分區。

三、結束語：

高層建筑的給水工程，與人們的生產生活密切相關。在給水系統的設計中，不僅要方便人們的生產生活，還應注重給水系統的節能。目前，高層建筑的供水方式主要有并聯式、串聯式、無水箱式、減壓式等方式，在供水方式的選擇上，應充分利用市政給水系統網絡及合理配置給水系統的垂直分區，減少水資源浪費和能源損耗，最大限度實現高層建筑給水系統的節能管理。

參考文獻：

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