高层建筑给水

第二章高层建筑给水━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━２·１给水系统一给水系统分类高层建筑的给水系统，按其用途大致可分为三类：生活给水系统；辅助给水系统；消防给水系统。1.生活给水系统生活给水，一般指卫生间盥洗，冲洗卫生器具，沐浴，洗衣，厨房洗涤，烹调用水和浇洒道路、广场，清扫，冲洗汽车及绿化等用水。生活用水的水质，应符合国家规定的饮用水水质标准。生活用水按水温，水质的不同又分为：(1)冷水系统一般将直接用城市自来水或其他自备水源作为生活用水的给水系统时，叫作冷水系统。(2)饮水系统当人们有喝生水的习惯,需要提高饮用水水质标准时,在旅馆的卫生间，厨房或高级公寓，高级住宅的厨房，常需设置单独的“饮用水”管道系统。其用水经过深度处理和再消毒后供应，以确保饮水卫生。经深度处理的饮用水成本较高，因此,为了降低成本和节约用水，可采用分质供水的办法，而独立设“饮用水”系统。饮用水系统又分为开水和冷饮水系统等。(3)热水系统在生活给水系统的用水户中，如卫生间，洗衣房和厨房等要求供应一定温度的热水，需要单独设置管道系统，即热水系统。详见热水供应一章。2.辅助给水系统高层建筑的用水设备很多，有些设备的用水因本身的特点，要求独立的给水系统，并区别于生活给水系统和消防给水系统。主要有以下几种：(1)循环冷却水系统高层建筑空调制冷设备的冷却水用量很大，为节约用水，一般应采用冷却塔降低水温后循环使用。(2)软化水系统洗衣房，锅炉房和热水系统用水，要求水的硬度较低。当冷水水质不能满足要求时，需设置软化水处理系统。有时，某些生活用水、饮用水和设备用水也需要进行软化处理。(3)游泳池循环水处理系统游泳池的池水，由于游泳者的污染，池水的蒸发，散热等，需要对池水进行过滤，消毒等处理，同时补充散失的热量，一般需设置单独的循环水处理系统。(4)水景给水系统除用水量很少，并且又有天然水源可以利用而采用直流水方式外，一般建筑水景用水均采用循环供水方式。水景给水的循环系统与游泳池循环水系统相似。(5)复用水系统有些使用后的冷水，冷却水，水质变化不大，将其收集不经处理而再次做其他用水使用，为此而设置的给水系统，称为复用水系统。它区别于中水系统的是不经任何水质处理，一般只需收集和输送。(6)中水系统是以建筑物的排水作为原水，经过水质处理后，再回用于建筑物作杂用水的给水系统。3消防给水系统高层建筑给水工程的特点之一就是对消防给水系统有较严格的要求。必须设置有足够自救能力的，独立的消防给水系统。包括：室内、外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统等。(1)室内外消火栓给水系统高层建筑室内、外消火栓给水系统，是高层建筑最基本的灭火设备。室内除设置普通消火栓外，一般都同时设置小口径消火栓，也叫自救式消火栓或水喉。(2)自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是控制和扑灭初期火灾的有效设施。又可分为湿式系统，干式系统，预作用系统，雨淋系统和水幕系统等。二给水系统竖向分区1影响分区的因素高层建筑给水系统的供水压力很高，在竖向上的静压差很大，会造成许多不良影响。(1)静水压力过大将造成一些给水设备，器材和配件的损坏或漏水。一般水暖卫生器材的最大工作压力为6000kpa。(2)静压差太大，使各配水点之间的出水不均匀，水压过高将使卫生器具的配水龙头出水过急，甚至呈喷射状态，使用水者感到不舒适。(3)室内消火栓处的静压过大，容易造成漏水，设备损坏，也会使操作人员控制困难。压力过高使消火栓的实际出水量大于5Ｌ／ｓ，水箱的储备水量将很快被用完。(4)在生活给水系统中，配水点压力过大也会使配水点的实际流量大大超过设计流量，水箱和水泵都将不在设计工况下运行。(5)在使用卫生器具时，因压力过高将会产生噪声和管道振动。因此，静水压头是决定竖向分区的首要因素。其次，竖向分区的划分还要结合建筑物的功能分区。建筑物功能的不同分区，其用水情况不同，立管数量也常常不同。在系统竖向分区时应予以充分考虑。2分区最大静水压头的控制(1)生活给水系统根据上述因素综合考虑，设计一般控制在30～40ｍ。按建筑类型，一般可按下列数值采用：旅馆、饭店、住宅、医院及功能类似的其他建筑物：30～35ｍ或10～12层为一区。办公楼及其他功能类似的其他建筑物：30～40ｍ或12～14层为一区。其他建筑：35～45ｍ为一区。２）消防给水系统在《高规》中规定：消火栓栓口的静水压力不应大于0.8MPａ，如大于0.8MPａ时，应采取分区给水系统。自动喷水灭火系统管网内的工作压力不应大于1.2MPａ，喷头的静水压力不应大于1.0MPａ，如超过此值时，应采取分区给水系统。设计中常因共用水箱，共用消防水泵等情况，而采用将消火栓给水和自动喷水灭火两个系统作同样的分区。表2.1─1为部分国内外高层建筑给水系统的竖向分区情况，供设计参考。一些高层建筑给水系统竖向分区情况表2.1─1（见打印搞插页表格）三给水方式１基本给水方式给水系统分区确定之后，如何经济，合理的选择给水方式是十分重要的问题。给水方式有许多种，但基本上划可分为重力给水（有高位水箱供水）和压力给水（无高位水箱供水）两大类。由于高层建筑有分区需要，出现了各种分区给水方式，而且各分区也可能有不同的给水方式。以下就几种基本分区给水方式加以介绍和比较。(1)联水箱供水分区设置水箱和水泵，各分区的水泵均为恒压提升泵，水泵集中设在地下室。如图2.1─1。这种供水方式的特点是：各区独立供水，有一定的储水能力，各区之间互不影响。任何一区供水发生故障，不会影响到其他分区的供水，因此供水安全可靠。水箱供水的压力稳定。水泵集中设置，运行管理方便。但各区分设水泵和分设备用泵因此水泵的台数多，泵房面积较大，供水管道长。水箱多占用建筑面积也多，并且增加建筑荷载。这是水箱供水最基本的给水方式，被广泛用于允许设置高位水箱的各类高层建筑。这种给水方式设计计算比较简单，但分区数目较多时，泵房规模将十分庞大，分区数越多，这种弊病就越为明显。一般在设置高位水箱的分区数超过三个时，将不推荐这种给水方式。(2)串联水箱供水分区设置水箱和水泵，水泵分散设置，并依次从下一区水箱吸水送至本区的水箱。如图2.1─2。这种给水方式的水泵设在下一区的设备层或设备间内，水泵扬程按本区需要计算，而水泵的流量应包括本区的用水量和转输以上各区的用水量。各区水箱的容积也要包括以上各区转输时所需的容积。这种给水方式的特点是：各区供水泵的扬程低，水泵供水管线短，管材少。各区水箱供水压力稳定，供水也较可靠，但不如并联水箱供水方式。上区供水受到下区的限制，水泵设置分散运行管理不方便，且需作好隔音，隔震工作。这种给水方式可用于各种允许设置水箱的高层建筑，但工程上实用很少。适用于超高层建筑，水泵一次供水扬程过高的情况。或与其他供水方式结合使用，当高区或分区内有局部功能区用水量较少，位置又较高时，为降低整个分区的供水压力，只在这局部采用从下一区水箱吸水供本区使用。这种局部与下区水箱串联的供水方式，应用很普遍。如消防给水系统在高区设增压装置，高层建筑顶部设置餐厅或有其他用水很少的功能用房时。图２·１─１图２·１─２(3)分区减压供水将全部水量一次提升到高区水箱，然后依次通过各区减压水箱或减压阀，向下区供水。如图2.1─3，图2.1─4。这种给水方式，设备和管道简单，水泵集中，台数少，管理方便，供水安全可靠。中间水箱只起减压作用容积很小，投资省。但低区用水也要提升到最高处，能量浪费，动力费用高。全部水量集中在最高处，增加了结构荷载，对抗震不利。当地下室不太宽敞时，这是一种最实用的方案。在建筑面积比较珍贵，电力供应相对比较充足的地方，这种给水方式被广泛采用。图２·１─３图２·１─４(4)并联水箱单管供水这种给水方式（图2.1─5）是由并联水箱供水和分区减压供水方式结合演变而来的。全部水量用一组水泵和管道提升分送各区的水箱。它的特点是具有并联水箱供水的优点，且不必将全部水量荷载加到最高层，而分散在各区；管道和设备简单。缺点是水泵向不同高度的水箱供水，不能象其他给水方式的水泵那样稳定工作，低区水箱进水压力过大，需要在进水前减压，且能量也有浪费。这种给水方式适用于分区不太多或分区水箱之间的高差不太大的情况；或当建筑物缺少足够的面积来布置水泵房和管道井，而强调减少供水立管和水泵数量时，这种给水方式正好弥补了并联水箱给水方式的缺点。(5)变频调速水泵供水这是无水箱的供水方式，可以为并联供水（图2.1─6）或分区减压供水（图2.2─7）。图２·１─５图２·１─６图２·１─７因为这种给水方式的系统不设置高位水箱，所以更节省建筑面积。设备紧凑，水泵集中控制，自动化程度高，管理十分方便。供水环节少，因此更安全可靠。水泵经常在高效率区工作，能量消耗少。是一种安全，节能的供水方式。使用在消防给水系统中，可避免初期消防时的超压现象。无水箱供水系统，可减少水箱供水的二次消毒设施。变频调速水泵供水可适用于各类高层建筑。特别是大型的公共建筑，住宅小区等。(6)前置气压给水设备供水气压给水设备安放在地下室，当水泵停止工作时，由气压设备向楼层供水。如图2.1─8。气压给水设备供水也属于无水箱供水方式。因此，无设置水箱的缺点，自动控制，管理方便。但供水压力波动较大，设备效率低，能源消耗大。气压给水设备供水适用于用水量小或建筑高度不太大，可以不分区供水或分区少的建筑，或作局部加压给水系统使用。(7)对置气压给水设备供水水泵设在地下室，气压罐设在高位（图2.1─9），是近年来气压给水学术研讨中新提出的给水方式。与前置气压给水相比，提高了气压罐的容积利用率，可接近开式高位水箱的容积利用率。并能满足高区消防给水所需要的水量和压力。图２·１─８图２·１─９这种给水方式的适用条件，同并联水箱供水方式，特别是高区水箱设置高度受到限制的时侯。以上是七种基本的给水方式，在实际工程中，常常是两种，三种或更多种给水方式的混合给水方式。目的在于取各种给水方式的优点，如并联水箱给水在高区加气压给水设备的联合给水方式，以解决消火栓给水系统中高区水箱供水压力不足的问题；并联水箱给水在高区局部加串联供水等。总的来说，凡是水箱供水系统，都有一定的储水功能，同时又有水箱水质易受到二次污染的问题；而无水箱给水系统正好与之相反。２管网的布置方式各种给水系统，按照水平干管的敷设位置和配水立管内水流方向，可以布置成上行下给式，下行上给式，中分式和环状式四种管网方式。如图２·１─１０。图２·１─１０管网布置方式（ａ）上行下给式（ｂ）下行上给式（ｃ）中分式（ｄ）环状式１─供水干管２─水平配水干管３─配水立管四给水系统工程实例图２·１─１１闽江宾馆给水、热水、消防系统图２·１─１２西安宾馆给水系统图２·１─１３华亭宾馆给水系统图２·１─１４白天鹅宾馆给水、热水、消防系统图２·１─１５黄海饭店给水、消防系统图２·１─１６亚洲大酒家给水、热水系统图２·１─１７昆仑饭店给水、热水、系统图２·１─１８昆仑饭店消防给水系统图２·１─１９华亭宾馆消防给水系统图２·１─２０西安宾馆消防给水系统图２·１─２１上海宾馆消防给水系统图２·１─２２亚洲大酒家消防给水系统图２·１─２３上海宾馆热水系统图２·１─２４华亭宾馆热水系统图２·１─２５西安宾馆热水系统２·２给水系统的管道布置与敷设一管道布置和敷设的一般原则１给水管道的布置应保证建筑物的使用要求，方便和安全。不得妨碍交通和操作，不得构成对建筑物和设备可能造成损坏的危险。２满足系统的最佳水力条件，保证给水质量。减少阻力损失，节省能源。缩短管道长度，节省材料。３保证管道安全不受损坏。４避免管道受到腐蚀和污染。５管道敷设应力求美观和维护检修的方便。充分利用地下室的空间，技术夹层，吊顶空间，管道竖井等位置。二管道布置１对重要的建筑物，如医院，实验室和锅炉房等以及大型工程，应设两条引入管。每条引入管的管径应满足建筑物的用水量要求，每条引入管上应装设止回阀和水表。２建筑内环状管网的引入管应符合下列要求：１）引入管不少于两条。２）从室外环状管网的不同侧引入。如必须从同一侧引入时，两根引入管的间距不得小于１０