小议目前高层建筑的给水方式
一、高层建筑的给水方式
高层建筑给水系统的竖向分区方案确定后,必须进一步考虑采用何种供水方式满足高层建筑各区的要求。按供水设备类型的不同,高层建筑的给水方式可分为高位水箱、气压罐和变频调速水泵3种给水方式。
㈠高位水箱给水方式
高位水箱给水方式的供水设备包括水泵和水箱。该方式又可分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀给水方式。高位水箱的作用是贮存调节本区的用水量和稳定水压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。
高位水箱给水方式具有以下主要优点:一是水箱内可贮备一定水量,供水比较安全可靠;二是水压稳定;三是水泵启动次数较少,效率较高;四是设备费及运营费较低。高位水箱给水方式的主要缺点:一是水箱的设置占用了一些建筑面积,从而减少了一部分使用面积;二是增加了高层建筑结构的复杂性,基建投资相对上升;三是水质较易受到污染;四是水箱进水时,产生噪声和振动;五是如采用钢板水箱,则钢材的耗用量较大。
㈡气压罐给水方式
气压罐给水方式的设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为一钢制密闭容器,供水时利用容器内空气的可压缩性,使气压罐在系统中既可贮存和调节水量,又可将罐内贮存的水压送到一定几何高度,实现无塔供水。
气压罐给水方式的主要优点:一是取消了高位水箱,对于那些不适合设置高位水箱和水塔的高层建筑,特别是地震区的高层建筑具有重要意义;二是罐内水质不易被污染;三是基建投资较省;四是便于集中管理,较易实现自动控制。气压罐给水方式的主要缺点:一是供水压力不稳,管网中水压周期性地呈现忽高忽低的变化;二是由于气压罐的调节容积较小,水泵启动次数频繁,且水泵多处于变压状态下工作,因而水泵的工作效率较低,从而增加了设备的运行费用,缩短了水泵的使用寿命;三是由于气压罐的有效容积较小,其贮存和调节水量的作用远不如高位水箱,因而其供水可靠性较差。
㈢变频调速水泵给水方式
变频调速水泵又称变频调速给水设备。是以改变频率和电压控制交流电动机转速使水泵转速和流量可调节的给水设备,是将单片机技术、变频技术和水泵机组相结合的给水设备。变频调速给水设备的主要功能为保证供水时所需的压力和水量。除此之外,该水泵一般还具有以下功能:一是水泵软启动方式运行;二是对机组设有欠压、过压、过流、过载短路,过热、失速防止,烧损防止,保险丝熔断,水池低水位报警停机等保护功能;三是工作泵与备用泵具有周期定时运转,自动巡检和手动巡检等功能;四是可与控制中心联网控制,实现双路电源自动切换功能。
变频调速给水设备的主要优点:一是节能,可按需求设定压力,根据用水量的变化来调节电机的转速,使设备变量变压或恒压供水,达到节能的目的;二是水泵机组实现软启动方式,多台水泵机组实现循序启动运行,可延长设备使用寿命和保证运行的可靠性;三是调速全自动运行,使用方便;四是结构紧凑,占地省,安装方便,便于集中管理等。变频调速给水设备的缺点:一是变频器价格贵,整机费用比其他给水设备昂贵;二是变频器对工作环境条件(包括温度、湿度、灰尘等)要求高;三是变频器在工作时出现干扰,影响变频器的正常运行。
二、高层建筑给水的注意事项
㈠生活、消防水池（箱）应分建
生活、消防水池合建的缺点主要是，合建贮水池（箱）因容积大，对生活用水来说水质更新周期长，不利于保证应用水的质量。高层建筑地下合建贮水池，按规定需贮存室内、外消防用水，生活用水占总贮水量不足20%，更新周期远远超过24h，水中余氯不足，造成细菌和藻类繁殖。为保证水质必须二次加氯，使运行费用增加，并带来管理上的麻烦。合建贮水池（箱）使消防泵定期试水运行带来困难。消防部门规定，电动消防水泵每月要试水运行（5～10）min作检查。
㈡高位共用水箱消防出水管上止回阀型号选择及设置
高位水箱出水管上的止回阀是依靠水箱静压开启的，一般静压只有几十千帕，故选定的止回阀一定要有开启压力小、关闭快的特点。梭形止回阀、微阻缓闭止回阀、消声止回阀都不能满足要求，最适宜的止回阀是旋启式止回阀。采用旋启式止回阀，应安装在水箱底高度不小于15kPa处，且必须安装在水平管段上。
㈢供水压力不住的解决措施
要解决供水压力不足问题，可以从增加供水压力或减少管道阻力损失两方面考虑。顶层供水压力明显不足，加大供水管管径，减少管道阻力损失对供水系统影响很有限，不能解决问题。所有只能采用增加供水压力。
㈣系统排污的注意事项
高层建筑消防给水系统的消火栓管网是由屋顶水箱-消防总管-股管（消火栓、喷洒头-底环总管-消防水泵-进水泵接口）等组成封闭式环网。平时管网内水体处在静止状态（除管理部门检测放水外），屋顶水箱底部沉积的污垢杂质顺引进入消防管，并沉积在环管U型部位，管网不畅使众多大楼在消防系统检测试验时非得断续启动，有时排完管内污泥浊水要花几十分钟。
即使消防水泵能勉强启动，但设置在管网上的减压元件也因长期处在死水环境中，也无法正常发挥作用。其周期一般3个月为宜，只有对高层建筑消防管网的科学管理，才能使消防功能的发挥得到切实的保证。
三、结语
在当前，建筑业飞速发展，高层建筑数量大幅增加。这就对给水系统的发展提出了新的要求，特别是给水方式系统。根据以上观点，高层建筑供水系统旨在追求能够将水送到用户用水处，其次才是追求供水的稳定性。在高层建筑中采用分区减压供水系统，在超高层采用水泵串联供水对节约水资源非常有利。
