高層建筑生活給水系統及熱水供應系統的設計

【摘要】高層建筑具有層數多、高度大、用水要求高等特點，這些特點對高層建筑給水工程的設計提出了更高的要求。本文重點對高層建筑生活給水系統和熱水供應系統兩方面進行分析，總結其設計要點。

【關鍵詞】高層建筑；生活給水系統；熱水供應系統；設計

一、高層建筑給水工程的特點

高層建筑振動源多、用水要求高、用水量大等特點對建筑給水工程的設計、施工、材料及管理方面都提出了較高的要求。與低層建筑給水工程相比，高層建筑給水工程具有以下特點。

（1）豎向分區供水。由于高層建筑給水系統靜水壓力大，如果只采用一個區供水，不僅影響使用，而且管道及配件容易損壞。因此，供水必須進行合理的豎向分區，使靜水壓力降低，保證系統的安全運行。

（2）技術要求高。高層建筑的建筑標準高，給水設備使用人數多，水量大，一旦發生停水事故，影響范圍大。從而高層建筑給水工程須采用有效的技術措施，以確保安全可靠供水

（3）降噪處理。高層建筑動力設備多，管線長，易產生振動和噪聲。因此高層建筑的給水工程必須考慮設備和管道的防振動和降噪音的技術措施。

二、高層建筑生活給水系統設計

（一）給水方式的選擇

目前絕大多數高層建筑采用高位水箱給水方式。高位水箱給水方式根據《建筑給水排水設計規范》GB 50015-2003（2009年版）的要求可采用高位水箱串聯給水方式、高位水箱并聯給水方式或高位水箱減壓給水方式，或者根據具體情況采用幾種給水方式的結合。

高位水箱串聯給水方式的特點是各分區的水泵分散設置，各區從下一分區的水箱抽水，下一分區的水箱除供本分區外同時是上一分區的水源，適用于超高層建筑。優點是避免了設揚程高的水泵和水壓高的壓水管，并且縮短了壓水管的長短。缺點是由于設備分散，管理維護不便；設備樓層對防震、隔音要求高；上區供水受下區影響，安全性較差。串聯給水與減壓給水結合，由于設備（水泵、水箱）減少，節省造價，并有利于管理維護，也減小了震動和噪聲的影響，因而在超高層建筑中采用較多。

高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱和減壓閥減壓。減壓水箱占用一定的建筑面積，增加了防止生活用水二次污染的困難，并且有噪音影響。減壓閥造價雖然較高，但占地面積大大減小，不影響水質而且無噪聲。隨著國內減壓閥產品質量提高，性能可靠，故采用減壓閥減壓方式的供水方式日漸增多。

一般根據建筑高度確定給水方式，當建筑高度50m左右時，低區利用城市給水管網水壓直接供水，高區采用水泵——屋頂水箱聯合供水；當建筑高度50-80m時，高區采用高位水箱減壓閥給水方式；當建筑高度80-110m時，高區采用高位水箱分區減壓給水方式：當建筑高度超過110m時，高區采用高位水箱串聯給水與減壓給水相結合的方式。

（二）給水管材的選用

鍍鋅鋼管由于具有使用壽命短、用于輸送生活用水不能滿足水質衛生標準等缺點，現已基本被淘汰而不再使用，全國正大力推廣使用塑料給水管。塑料給水管具有使用壽命長、重量輕、耐壓強度好、省鋼節能等優點。目前在工程實際應用中有PVC-U管、鋁合金襯塑管、鋼塑復合管、PP-R管、PE管、CPVC管、PCX管等，以塑料管料為主，在少數高檔住宅中也會使用不銹鋼管和銅管，但是不銹鋼管和銅管價格問題使其應用范圍很小。管材的選擇應在造價和技術指標上尋找一個平衡點，技術指標上是從壓力、溫度、使用環境、安裝方法等方面進行考慮，造價上是從業主的要求和住宅的檔次上進行考慮。對于造價較低的經濟適用房和廉租房，可選用衛生級硬聚氯乙烯管（PVCU）作為給水管，中高檔商品房可用鋁塑復合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）或其他塑料給水管材作為給水管。無論采用何種管材作為給水管，最重要的是要滿足安全要求。

三、高層建筑熱水供應系統的設計

（一）熱水系統組成

第一循環系統（熱媒系統）：熱源，熱水機組。

第二循環系統（熱水供應系統）：熱水配水管網，回水管網。

附件：熱水供水泵，循環水泵，膨脹罐，安全閥，節流閥，管道伸縮器，閘閥，水嘴等。

（二）熱水供應方式的選擇

1、集中加熱分區供水系統

這種系統把高層建筑物內各分區熱水系統的加熱設備及循環水泵集中設置在地下室或其他附屬建筑內，加熱設備的冷水由各分區的高位水箱或變頻調速水泵或氣壓給水設備供給，加熱后的熱水分別送往各分區系統使用加熱的設備集中設置在地下室或底層，維護管理 方便，對隔音防振有利，熱媒管道較短，可以減小管路噪音。但高區加熱設備承受靜水壓力大，對高區加熱設備承壓要求高，另外高區配水立管和回水立管高度很大，承受靜水壓力也大，因而在高度上受限制，適宜在三個分區以下的高層建筑中采用，不適用于超高層建筑。

2、分散加熱分區供熱水系統

這種系統的加熱設備及循環水泵分別設置在各分區的上部或下部設備層，加熱設備的冷水同樣由各分區的高位水箱或變頻調速水泵或氣壓給水設備供給，加熱后的熱水沿本區管網系統送至各用水點。

（三）熱水系統分區及管材

高層建筑生活用水要進行豎向分區，生活用水一般按照用水點的靜水壓力不超過0.35MPa～0.45MPa進行豎向分區。工程實踐表明，當分區壓力過大時，底層水壓較大，用水器具容易損壞，且水流流速大，使用不便。設計采用用水點的靜水壓力不超過0.35MPa進行分區。

給水立管管材采用襯塑無縫鋼管，法蘭或溝槽連接，其余均采用PPR塑料管材及管件，熱熔連接。管徑DN50及以下者采用銅球閥，螺紋連接，DN50以上者采用銅閘閥，法蘭連接，閥門的工作壓力為1.0MPa

（四）系統附件的選用及設置

1、減壓閥

因為高層建筑不同分區各配水點使用的冷水和熱水系統的供水不能共用減壓閥，只能分別減壓后供給。為了各配水點處壓力平衡，應選用質量可靠的可調式減壓閥，將同一分區的冷水和熱水壓力調至平衡。

2、膨脹管

高層建筑的熱水系統都較大，為了安全起見，一般都采用帶膨脹管的開式系統。因熱水溫度較高，熱水從膨脹管溢出時，如果不采取適當措施，容易發生燙傷事故。但第一不可將膨脹管的水回流至冷水箱，以防污染飲用水水質。第二不可將膨脹管的敞口部位向下延伸，因為會形成虹吸，使熱水長流不止。應在膨脹管的上部（高于屋頂水箱的水位）開20mm小孔，以破壞虹吸，膨脹管的敞口部位可向下延伸，將溢流的熱水引至安全地點（如消防水箱或屋頂雨水系統）排放。

3、循環泵

一般的水泵耐壓能力是根據揚程確定的。高層建筑的熱水循環泵的揚程雖不高，但背壓卻相當大。因此，設計文件中應特別注明背壓要求，由制造商采取適當技術措施，以避免使用中泵體因背壓而破損。另外，由于高層建筑的安靜要求，采取選用低噪聲水泵，泵基礎安裝隔振器，泵的進出口管道安裝可曲繞橡膠接頭，管道支撐采用彈性支吊架等措施。

結束語

相對低層建筑而言，高層建筑對生活給水系統及熱水供應系統設計的安全性可靠性要求更高.設計者可通過設計和施工中遇到的問題，不斷總結和完善設計技術，達到設計安全、合理、經濟的目的。還應根據項目的具體情況，靈活設計，使用戶能享受到方便、快捷的熱水供應。

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