談大坡度高層住宅小區(qū)建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)

薛躍華

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

談大坡度高層住宅小區(qū)建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)

薛躍華

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

以太原市楊家峪城中村改造項目為例，結合住宅小區(qū)建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的規(guī)范要求，從泵組并聯(lián)分區(qū)的劃分、減壓閥分區(qū)、水泵分區(qū)等方面，闡述了豎向分區(qū)的方式，以達到有效節(jié)能的目標。

給水系統(tǒng)，豎向分區(qū)，減壓閥，供水壓力

0 引言

隨著城市發(fā)展，高層建筑的高度也越來越高，配套的城市自來水給水管網(wǎng)的水壓通常無法滿足建筑物內(nèi)層數(shù)較高樓層用水點的水壓要求。因此，必須設加壓設備，以滿足較高樓層的水量和水壓要求。另外，建筑物高度較高，給水系統(tǒng)要進行豎向分區(qū)，以達到滿足規(guī)范及住戶使用舒適度的要求。在高層建筑給水設計中，系統(tǒng)的豎向分區(qū)和給水方式的選擇是否合理關系到整個給水系統(tǒng)的供水可靠性和穩(wěn)定性，包括前期工程投資、后期運營費用和維護管理以及使用效果是高層建筑給水設計的核心內(nèi)容。

在地形高差不大的情況下，建筑各單體一般是以某一層作為豎向分區(qū)的分界線。而在小區(qū)建筑各樓座地形高差大的情況下，室內(nèi)±0.000相差較大(見表1)，如果按照傳統(tǒng)的某一層高進行豎向分區(qū)，將會出現(xiàn)地勢低的樓層水壓高，地勢高的樓層水壓低的不合理現(xiàn)象。

1 項目背景

1)楊家峪城中村改造6號地塊安置項目，整體地形情況為典型山地地形，地形復雜，高差較大，地勢走向東高西低，南高北低，現(xiàn)狀高程約為915 m～931 m。小區(qū)共有6棟住宅，最高32層，層高3 m，各樓座室內(nèi)±0.000絕對標高見表1。

表1 各樓座室內(nèi)±0.000絕對標高

2)楊家峪城中村改造6號地塊安置項目由于地勢的原因，市政供水接管位置標高為915.5，供水壓力只有0.1 MPa，且供水不穩(wěn)定，管徑200。

2 豎向分區(qū)的規(guī)范依據(jù)

依據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)，第3.3.5.1條規(guī)定，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點的靜水壓不宜大于0.45 MPa;第3.3.4條，衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于 0.6 MPa，其中規(guī)范中對于“靜水壓力不宜大于0.45 MPa”的規(guī)定，對于不超過100 m的高層民用建筑生活給水系統(tǒng)更多采用的是變頻調(diào)速泵組的供水方式，因此生活給水管網(wǎng)各分區(qū)“最低衛(wèi)生器具配水點處所承受的壓力不得大于0.6 MPa”，應該包括靜水壓力和滿足最不利用水點的最低工作壓力(可稱為“系統(tǒng)持壓”)兩種。

3 豎向分區(qū)的方式

確定給水方式的是高層建筑給排水系統(tǒng)設計的核心。目前，依據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)，對于不超過100 m的高層建筑的給水豎向分區(qū)的方式主要為垂直分區(qū)并聯(lián)供水和分區(qū)減壓供水，而二次加壓設備也主要以變頻調(diào)速供水設備和疊壓供水設備為主。但在實際使用中，必須要根據(jù)實際情況分析作出相應的設計取決，依據(jù)市政供水壓力以及疊壓供水設備對出流量和壓力及其穩(wěn)定性的要求，楊家峪城中村改造6號地塊安置項目最后確定采用變頻調(diào)速供水設備垂直分區(qū)并聯(lián)供水。且生活水箱—泵房應靠近市政接管位置設計，經(jīng)多方商榷，最終在靠近接管位置處即2號商業(yè)樓地下設置設備用房，設計地面標高910.8。

3.1 泵組并聯(lián)分區(qū)的劃分

考慮市政供水壓力偏低和供水不穩(wěn)定以及商業(yè)和住戶用水要求高的因素，小區(qū)只是地下3層和地下4層車庫采用市政供水，其他住宅商業(yè)等均采用加壓供水。

如表1所示，各樓座室內(nèi)±0.000相差較大，若以某一層進行劃分，將會出現(xiàn)地勢低的樓層水壓高，地勢高的樓層水壓低的不合理現(xiàn)象，綜合考慮采用絕對高程進行豎向分區(qū)劃分，以最高最不利一樓座即2號樓進行豎向分區(qū)。

GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)3.3.5.1條規(guī)定，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點的靜水壓不宜大于0.45 MPa;GB 50555—2010民用建筑節(jié)水設計標準第4.1.3條要求，各豎向分區(qū)應保證各用水點處的供水壓力不大于0.20 MPa，根據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)對住宅水表進行水力計算，最高層入戶管水表前供水壓力為0.15 MPa，所以最不利住戶水表前“系統(tǒng)持壓”在0.20～0.15之間較為合適，以每層3 m的層高計算，則最多8層～10層為一個分區(qū)。

小區(qū)先以2號樓最上部往下進行劃分，則23層～32層為加壓3區(qū)(928.1+66～928.1+96)，12層～22層為加壓 2區(qū)(928.1+ 36～928.1+66)，1層～12層為加壓1區(qū)(928.1～928.1+36)，共計三個加壓區(qū)。由圖1分區(qū)線可知，6號樓高1區(qū)分區(qū)接近15層且樓層最多，顯然不滿足“建水規(guī)”中對于“靜水壓力不宜大于0.45 MPa”的規(guī)定。針對此問題，若再增設一套加壓設備，則相應管道系統(tǒng)數(shù)量也增加，造成前期基建投資增加，另外就是本身最下面一個分區(qū)戶數(shù)也不是太多。綜合考慮，加壓1區(qū)采用減壓閥組進行豎向分區(qū)。

圖1 樓座高程及豎向分區(qū)劃分

3.2 減壓閥分區(qū)

1)分區(qū)層數(shù)確定。在高層建筑生活給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)中，為了減少設備用房的面積、降低加壓設備投資以及簡化系統(tǒng)，設計人員往往采用減壓閥進行系統(tǒng)的豎向分區(qū)。

根據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)第6號樓1層)所需水壓換算成的絕對標高值作為豎向分區(qū)的分界線，而后遵循各規(guī)范、規(guī)程進行從最高處往下進行豎向分區(qū)劃分，3.3.4條，衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于0.6 MPa，二次供水工程技術規(guī)程第5.3.4條，高層建筑采用減壓閥供水方式，閥后配水件處的最大壓力應在減壓閥失效情況下進行校核。

以最高層入戶管水表前供水壓力為0.15 MPa～0.2 MPa，若以每層3 m考慮，滿足“衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于0.6 MPa”，則每個分區(qū)最多允許13層～15層為宜。所以從加壓一區(qū)劃分層數(shù)最多的6號樓看，15層幾何高程45 m，附加15 m的系統(tǒng)持壓，即設置減壓閥組是可能的，最終依據(jù)盡量減少支管減壓閥設置的原則，在2號樓的4層(928.1+9)處設置減壓閥組。

2)支管減壓。從目前衛(wèi)生潔具、燃氣熱水器等產(chǎn)品多樣化和對最低工作壓力的要求，以及戶型對衛(wèi)生間使用的舒適度更高要求，最不利層水表前供水壓力為 0.15 MPa～0.2 MPa，而GB 50555—2010民用建筑節(jié)水設計標準第4.1.3條要求，各豎向分區(qū)應保證各用水點處的供水壓力不大于0.20 MPa，若大于0.20 MPa則需設支管減壓閥，若按10層為一個分區(qū)，則最少有7層需要設置支管減壓閥。

3)減壓閥分區(qū)的優(yōu)缺點。減壓閥由于安裝簡便，占用空間少，操作靈活，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)閥后壓力以滿足使用上的要求，由最初的機械減壓，只減動壓，不減靜壓，發(fā)展到目前的利用壓力平衡原理減壓，既減動壓，又減靜壓。目前廣泛應用于給水工程。

相比較泵組分區(qū)而言，減壓閥分區(qū)可減少加壓供水設備和管道數(shù)量，節(jié)約前期投資，但由于每區(qū)下部衛(wèi)生器具和閥門組件承受水壓過高，管道系統(tǒng)壁厚增加，增加供水設備和管道漏水或損壞的可能性，也就失去了進行給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的意義。

3.3 “加壓”與“減壓”

高層建筑給水系統(tǒng)實行加壓分區(qū)供水的另一個重要意義是節(jié)能，若給水系統(tǒng)未進行豎向分區(qū)而是全部采用減壓閥組分區(qū)，則建筑物所需全部用水量都需經(jīng)加壓供水設備提升到滿足最不利樓層使用，而后依據(jù)GB 50555—2010民用建筑節(jié)水設計標準第4.1.3條的要求和GB 50015—2003建筑給水排水設計規(guī)范(2009年版)第3.3.4條分別設置支管減壓閥后立管減壓閥組等，從而因“減壓”造成另一部分能量的浪費。

反之，如實行“泵組”豎向分區(qū)供水，分區(qū)壓力值定的過小，分區(qū)數(shù)就會增多，雖然對節(jié)約能源有利，但相應的加壓供水設備和系統(tǒng)管道數(shù)量也隨之增多，造成基建投資增加，并使給水系統(tǒng)的維修工作復雜化。

對于分區(qū)是采用水泵分區(qū)還是減壓閥分區(qū)要根據(jù)建筑高度、功能、水量、運行費用以及設備投資、管網(wǎng)投資綜合考慮。

水泵能耗為:W=QH/η。

當水泵分區(qū)時:W1=w低+w高=Q低H低/η+Q高H高/η。

當不用水泵分區(qū)時:W2=Y(Q低+Q高)H高/η。

當水泵工作效率相同時，兩者耗能相差:W2－W1=YQ低(H高－H低)/η，這部分能量實際上是低區(qū)水量加壓至高區(qū)再通過減壓閥時消耗的。因此在水泵的工作效率相同的情況下，水泵分區(qū)時更節(jié)能，同時在我們進行設計中應盡量避免需減壓閥串聯(lián)使用的分區(qū)形式，力求給水系統(tǒng)的合理、節(jié)能。

4 結語

對于建筑群大高差地形，要以整個小區(qū)樓座組團繪制高程圖，以最不利點(即2號樓32層)至最低用水點(不包括地下室即合理進行泵組和減壓閥組的設計，以達到有效節(jié)能的目的。

［1］GB 50015—2003，建筑給水排水設計規(guī)范［S］.

［2］GB 50555—2010，民用建筑節(jié)水設計標準［S］.

［3］CJJ 140—2010，二次供水工程技術規(guī)程［S］.

Abstract:Taking Taiyuan Yangjiayu village-in-city reconstruction project as an example，combining with the vertical partition specification requirements of building water supply system of residential district，from the pump group parallel partition division，partition valve partition，pump partition and other aspects，elaborated the vertical division ways，to achieve the goal of effective energy saving.

Key words:water supply system，vertical partition，pressure reducing valve，water supply pressure

On construction technical points of road drainage pipelines in municipal projects

Xu Yufeng
(Taiyuan Municipal Engineering Corporate，Taiyuan 030002，China)

The paper introduces the construction features of the municipal drainage pipelines，and illustrates the construction points for the drainage pipelines of the municipal projects from the excavation of pipe ditches，pipeline installation，and groove refilling according to the problems inthe drainage construction of the municipal projects，so as to ensure the operation of the urban drainage system.

drainage pipeline，underground pipeline，pipe ditch，groove

Discussion on the vertical partition of building water supply system in high gradient high-rise residential district

Xue Yuehua
(Shanxi Architectural Design and Research Institute，Taiyuan 030013，China)

TU991

:A

1009-6825(2016)36-0150-03

2016-10-19

薛躍華(1984-)，女，工程師