高層建筑給水系統優化設計研究

季穎

【摘要】隨著社會的不斷發展和進步，為了滿足環境友好型社會、資源節約型社會構建的需求，優化設計高層建筑的給水系統非常重要，而且高層建筑和普通建筑相比更加符合現代社會需求。因此本文主要研究高層建筑給水系統存在的不足，從而提出優化設計高層建筑給水系統的方法，希望可以為高層建筑給水系統的優化設計提供參考。

【關鍵詞】優化設計；給水系統；高層建筑

前言：

高層建筑是指高于28米的鋼筋混凝土結構、10層或者是10層以上的建筑結構。加壓系統是高層給水系統所要使用的系統，隨著整個建筑逐漸加大暖通、給水、排水等能源消耗量，以及廣泛傳播的節能意識，使得人們開始尋求優化設計建筑的方法，從而達到節約能源消耗的目的，節約建筑的成本。因此急需采取科學的方法優化設計高層建筑的給水系統。

1、高層建筑給水系統存在的不足

1.1存在超壓出流問題

給水配件的最低工程壓力小于其承受的實際壓力，而且在單位時間內額定流量低于給水配件的出水量，這就是超壓出流現象。超壓出流量是指超出的流量與額定流量之間的相差值。同時高層建筑在給水傳輸的過程中需要借助加壓系統來實現，其中向建筑物的最不利點的用水設備傳輸水資源是最為關鍵的環節，為了最不利點水頭的要求可以被滿足，超壓出流現象是必然會存在的，雖然這種現象的發生不會對水系統的正常工作進行破壞，但是出現過大的水壓時，在啟閉水管時就很容易振動管道、產生水擊管道等問題，從而造成配件加快磨損，使其使用壽命得到威脅，于是發生嚴重的水量浪費問題[1]。

1.2水資源浪費現象嚴重

高層建筑給水系統的中的給水設備、管道設施等在長期的使用記憶出現破壞、生銹、老化等問題，一旦發生這種問題就會造成浪費水量的現象發生；而且漏水問題也常常出現在給水管道閥門連接處和接縫處，這些地方一旦出現問題很難被人發現，極易產生浪費水資源問題；不合理的選擇給水附件也會出現浪費水資源問題；另外不合理的水泵機組、給水方式、給水分區等都會導致浪費水資源問題的發生。因此需要優化設計高層建筑給水系統，保護水資源，防止浪費問題的發生[2]。

2、高層建筑給水系統優化設計的方法

2.1分區管理給水系統

進行分區的原因是高層建筑用水點的額定水壓的實際需求是普通室外管網供水壓力無法滿足的，為了保證供水就需要借助其他的增壓設備。在供水系統中進行分區有助于避免水資源浪費現象的發生；同時也可以避免由于負壓抽吸產生的回流污染問題的發生；避免破壞給水系統管網、震動管網、管網內出現噪音等情況的發生。另外在分區時還需要注意一些問題，如對壓力值應合理選擇，合理劃分給水系統等。

管道的水頭損失、供水的高度直接決定了剩余水頭，所以可以了解到當出現降低水泵供水高度時，同時也會降低剩余水頭。而分區管理高層建筑給水系統有助于系統剩余水壓的減少，從而實現對給水系統的優化設計的目的。目前在高層建筑給水系統分區給水的方式有減壓分區給水、串聯分區給水、并聯分區給水三種方式[3]。

2.2轉變給水方式

首先從給水方式上來看目前高層建筑的給水方式主要有五種形式，即室外高低壓給水管網直接供水、無負壓給水、減壓給水、并聯給水、串聯給水。優化設計給水方式主要是對給水安全可靠性、經濟投入等進行全面的考慮，在選擇給水方式的時候要結合高層建筑的實際情況。如在優化設計某高層建筑的給水方式時，首先需要做的就是構建優化設計模型，列舉出優化給水方式的目標、優化設計可能會涉及到的因素，在此基礎上結合給水系統后期能耗和運行、給水安全性、給水設備的資金投入、高層建筑的占用面積等實際情況，建立科學合理的模型。在模型的第一層可以設計為給水方式的選擇、第二層為需要考慮的相關因素、第三層為可供選擇的給水方式。其中需要對第二層考慮因素進行計算，從而判斷出其對第一層給水方式的選擇的權重。分析權重之后做出的決策更加具有可行性。如選擇從運行能耗方面來看，選擇變頻泵并聯給水方式給水效果要較好一些；從供水的可靠性方面來看，選擇高位水箱并聯給水方式的給水效果要較好些。

其次在優化給水方式時還需要合理的選擇水泵，工程的投資與給水系統中使用的水泵具有直接的關系，在給水系統中主要的能耗的就是水泵，而水泵能耗的合理性直接受其揚程和流量的影響，同時也與其是否具有合理的組合方式、運行狀態是否高效等相關聯，所以在對其優化設計時可以考慮從這兩個方面進行。傳統的水泵有兩種，即變頻調速水泵、恒速水泵。隨著變頻技術的不斷發展，在水泵運行效率的提高方面變頻調速水泵發揮了極大的作用，但是高層建筑的用水量以動態的形式呈現，于是導致水壓變化時變頻水泵的水量也隨之發生變化，極易引發浪費電能的問題發生。因此在選擇給水方式時要考慮水泵的合理選擇問題。如可以選擇無負壓給水，可以保證在給水的過程中不會受到壓力的過多影響，從為建筑的良好供水提供保障[4]。

總結：

綜上所述，通過本文的研究，從中可以了解到目前高層建筑給水系統存在許多不足，直接影響了高層給水的質量和效率，急需采取相應有效的措施，優化設計高層建筑的給水系統，從而為高層建筑的給水、居民用水提供安全保障。

參考文獻：

[1]余傳林.高層建筑消防給水系統優化設計研究[J].常州工學院學報，2012，02：59-62.

[2]董艷.高層建筑給水系統的節能及優化設計研究[J].中華民居（下旬刊），2014，06：75-76.

[3]余海靜，李天鳴.超高層建筑給水系統的供水方式及設計參數選擇探討[J].中國給水排水，2014，08：53-57.

[4]許曉帆，劉建軍.淺談高層建筑給水系統分區設計[J].低溫建筑技術，2013，01：22-24.