刍议高层建筑给水系统的节能及优化设

摘 要：，水是人类日常生活中不可缺少的资源，而建筑用水能耗量较大。所以我们应该清醒地认识到建筑节能节水中的重要作用。本文结合自身多年工作经验就给水设计与节能、节水提出来行之有效的办法，供大家参考。

关键词：高层建筑；节水；给水系统；节能；

中图分类号： TU208 文献标识码： A

在高层建筑设计中全面落实节水节能措施，对整个建筑长久降低能耗意义较大，设计给水系统应在给水方式、系统设置、设备选型、水资源收集循环利用等方面综合考虑，才能保证供水系统安全、经济、节水、节能且便于维护管理。

一、给水方案的选择

1.1直接给水方式

优点是由室外给水管网直接给水，是最简单、最经济的给水方式，系统简单，可以充分利用市政管网的压力，节约能源。缺点是系统内部无贮备水量，室外管网停水时室内立即断水。适用条件是室外管网的水压水量能经常满足用水要求且建筑内部给水无特殊要求。高层建筑中地下室、底层及市政压力能满足的楼层一般采用此供水方式。

1.2设水泵、水箱联合给水方式

优点是水泵能及时向水箱给水，可缩小水箱的容积，又因水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高郊区运行。缺点是系统复杂，管理麻烦；投资较大，水箱给水易造成二次污染，有可能影响水质，对健康更加重视的当代人，存在这种影响的给水方式不宜提倡。适用条件是当室外给水管网压力低于或经常不满足建筑给水管网所需水压。由于高位水箱设置高度往往难以满足顶部楼层重力供水需求，仍需在顶部设置增压设施，近年来在高层建筑设计中较少采用。

1.3气压给水方式

优点是系统封闭，水质不易受污染，有贮水能力；不需设高位水箱，可设置在建筑的任何位置。缺点是水压波动较大，水泵平均效率较低、耗能多、给水安全性较差，占空间。适用条件是当室外给水管网压力经常低于或不满足建筑内给水管网所需水压，室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱。随着变频供水技术的发展，这种系统已较少单独采用，逐渐被变频调速恒压供水系统取代。

1.4变频调速泵给水方式

优点是各区给水自成系统，互不影响，给水较安全可靠；各区升压设备集中设置，便于维修管理。无需水箱，节省了占地面积。缺点是上区给水泵扬程较大，总压水线长，设备费用较高，维修复杂。适用条件是用于高层建筑给水。建筑高度不超过100m的高层建筑宜集中设置在地下设备间，建筑高度超过100m的建筑宜结合避难层分区设置。

二、给水系统

2.1高层建筑给水系统合理分区各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施。入户管（或水平横管）的水压确定：各用水点处供水动压大于0.2MPa的均需设，冲洗阀前压力宜为0.15MPa。

2.2减压阀的选型：

给水竖向分区可采用比例式减压阀（宜垂直安装），或可调式减压阀（宜水平安装）。人户管或配水支管减压时，宜采用可调式减压阀。比例式减压阀的减压比宜小于3：1；可调式减压阀的阀前后压差不应大于0.4MPa，要求安静的场所不应大于0.3MPa。用于支管减压的减压阀，宜选用阀前阀后压差要求小的可调式减压阀。

2.3减压阀的设置

给水分区用减压阀应两组并联设置，不设旁通管；减压阀前应设控制阀、过滤器、压力表，阀后应设压力表、控制阀。人户管上的分户支管减压阀宜设在控制阀门之后、水表之前，阀后宜设压力表。

三、节能的给水方式

在有条件设置高位水箱且允许采用管网叠压给水的地方，可采用常速泵组+高位水箱管网叠压给水的给水方式，这样最节能节水。这种给水方式的优点如下：可利用市政给水压力；水泵Q=Qh（最大日最大时流量），只为变频调速泵组流量qs（设计秒流量）的1~1/3；水泵均在高效段运行；高位水箱给水安全、稳定、节水。比较可知，从节能节水比较，四种常用给水方式中高位水箱给水和管网叠压给水占有优势。

无法设置高位水箱而允许采用管网叠压供水的地区，可采用变频泵组叠压供水设备，以充分利用市政水压。

在工程设计中，在考虑节能节水的同时，还需兼顾市政条件、电源可靠性、维护管理等其他因素。因此要结合建筑物提供的条件、用水特点等综合考虑选用合理的给水方式。

四、给水设备

4.1常速泵的选择

水泵的Q-H特性曲线，应是随流量的增大扬程逐渐下降的曲线。应根据管网水力计算进行选泵，水泵应在其高郊区内运行。

4.2变频调速水泵（组）的选型和搭配

应选择Q-H特性曲线无驼峰、比转数 ns 适中（约为 100~200）、效率高、配备电动机功率相对小的水泵；应根据主泵高效区的流量范围与设计流量的变化范围之间的比例关系确定水泵组的数量，水泵组宜设2~4台主泵，并应设一台给水能力不小于最大―台主泵的备用泵；恒压给水时宜采用同一型号主泵；多台泵组可采用单台变频，其余工频的方式运行；也可采用两台或多台变频的方式运行；在设计流量变化范围内，各台主泵宜均工作在高郊区；额定转速时，水泵的工作点宜位于高效段右侧的末端；例题：宜配置适用于小流量工况的水泵，其流量可为1/3～1/2单台主泵的流量，扬程应满足配合气压水罐工作的要求。

4.3节水器具、仪表

采用节水器材、器具，既节水又节能。给水水嘴应采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流率的节水水嘴。大、小便器应采用节水型产品，坐便器水箱容积不大于6L。公共浴室及设公共淋浴器的场所，宜采用系统设可靠恒温混合阀等阀件或装置的单管给水；多于3个淋浴器的配水管道，宜布置成环形。公共卫生间宜采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、大便器等能消除长流水的水嘴和器具。水池、水箱溢流水位均设报警装置，防止进水管阀门故障时，水池、水箱长时间溢流排水。绿化用水采用微喷滴灌方式浇洒，并设置单独用水计量装置。

4.4太阳能采用太阳能作为热源供应生活热水是一项节能新技术，对太阳能热水系统工程应从经济性能和技术因素两方面进行综合评价，并简单计算下列经济性能指标。与常规热源热水系统相比，太阳能热水系统增加了集热系统的投资。增投资回收年限是指通过节省的常规能源费用全部回收增投资的年限。

五、建筑节水雨水的回收利用：

（1）雨水的收集过去雨水都是由雨水管道直接排放到市政管网，浪费了大量水资源，可以回收利用这部分水资源。把原来的雨水管进行改装，直接接进“绿色管网”的循环系统中去，将收集到的雨水接入地下雨水收集BIC罐中，为防止固体颗粒进入“绿色循环”，可在雨水管关口加一个雨水旋流器。

所谓“绿色管网”就是在建设高层建筑居民的给排水管网中可加入一个废水、雨水收集利用的管网系统。在普通住宅高层建筑的地下建立一个小型贮水构筑物，用来摆放两种存水用的塑料水箱。一种用来储存废水，另一种用来储存雨水。两种水分开装，以免水质的交叉污染。根据地降雨量和废水利用情况推算出水箱的体积。两种水箱可用同一个水泵，同一出水管。水泵上需两个阀门，分别与废水、雨水两种吸水管相接“绿色管网”先进行雨水的利用，再进行废水的利用。因为雨水相对废水来说水质好，而且每家每户的废水认定标准不同，所以在雨水不足的情况下废水才在“绿色管网”中被利用。这样既可以节约水资源减轻居民水费压力，还可以减轻市政管网压力。

废水、雨水回收利用管网的收益家庭在利用完自家的废水后，可以免费利用此管网中的水来进行冲厕，所以新型的大便器水箱除了利用盥洗槽的水，还在水箱上装设两个管道。一个是与多余废水的排出管道相接，溢流出多余水。另一个与废水、雨水水箱的给水管道相接，自身废水不足时有底下水泵打压进水。

结束语:

我国是人口大国，也是能耗大国，节约用水势在必行。而科学用水是建筑节水的重要途径。提高全民节约用水意识；积极开展节水产品研发；工程设计中应积极采用和推行节水节能的新技术、新工艺，加大节水设备和器具的推广力度；推动公共建筑、生活高层建筑、住宅节水和中水回用设施建设，推进污水处理及再生利用。