艾怡霏

（北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司，北京100097）

1 引言

在以往的高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計中，節(jié)能設(shè)計十分有限，即使是一些比較專業(yè)的節(jié)能措施，也僅僅是強(qiáng)調(diào)對于節(jié)水器具的使用，節(jié)能節(jié)水效果并不理想。新時期，伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展得到了先進(jìn)技術(shù)的支撐，可以通過利用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的方式，對高層建筑給水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能和優(yōu)化設(shè)計，以更好地適應(yīng)時代發(fā)展提出的新要求。

2 高層建筑給水系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

當(dāng)前，高層建筑中的給水系統(tǒng)在運(yùn)行中基本能夠滿足用戶的用水需求，但也存在很多問題，引發(fā)了水資源和能源的浪費(fèi)現(xiàn)象，必須得到足夠的重視。

2.1 超壓出流

超壓出流，簡單來講，就是在對給水系統(tǒng)中的配件進(jìn)行選擇時，沒有充分考慮實(shí)際情況，導(dǎo)致配件本身在工作前的恒壓超過了工作運(yùn)用的最低壓力，導(dǎo)致單位時間內(nèi)水流量超出限定流量。超壓出流問題在給水系統(tǒng)中無法完全避免，并不會影響高層建筑的用水需求，不過這種情況會影響水量的正常分配，也可能會引發(fā)管道松動，造成漏水問題【1】。另外，高層建筑給水系統(tǒng)中一般都設(shè)置有水泵，超壓出流會導(dǎo)致水泵運(yùn)行壓力的增大，也會帶來較大的電能損失。

2.2 設(shè)備損壞

給水系統(tǒng)中的各類配件在使用過程中會受到各種因素的影響，一旦出現(xiàn)損壞，會導(dǎo)致水量的浪費(fèi)，這一點(diǎn)在地下管道中表現(xiàn)得尤其明顯，而且地下管道的滲漏容易被忽視，從而使得水資源浪費(fèi)的增加。

2.3 結(jié)構(gòu)不當(dāng)

如果高層建筑中給水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，則會導(dǎo)致水資源給水分區(qū)的不合理分布，無論是積水結(jié)構(gòu)不合理還是水泵選擇不恰當(dāng)，都會引發(fā)水資源浪費(fèi)的問題。這個問題主要是會給水資源和電能同時帶來雙重浪費(fèi)，必須得到設(shè)計人員的高度重視。

3 高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計

伴隨著城市化進(jìn)程的加快，人們的生活水平不斷提高，對于建筑給水系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和節(jié)能性提出了更高的要求，需要做好高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計。這可從以下4方面著手。

3.1 明確優(yōu)化方向

先對超壓出流問題進(jìn)行解決，考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的同時，降低成本投入；重視節(jié)能節(jié)水設(shè)備的選擇和應(yīng)用，在合理選擇零部件的同時，也應(yīng)該做好新型零部件的開發(fā)工作，提升其技術(shù)含量，以先進(jìn)技術(shù)和新型材料為支撐，保障高層建筑給水系統(tǒng)的穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行；在充分考慮高層建筑給水條件以及環(huán)境影響的情況下，對建筑給水方式進(jìn)行合理選擇，滿足建筑用水需求的同時，實(shí)現(xiàn)能源與資源的節(jié)約；可以借助計算機(jī)軟件，針對給水管網(wǎng)整體進(jìn)行優(yōu)化，確保高層建筑給水系統(tǒng)能夠與市政水利管網(wǎng)中的其他設(shè)備配合使用，達(dá)到良好的節(jié)能節(jié)水效果【2】。

3.2 系統(tǒng)整體優(yōu)化

做好合理分區(qū)。在高層建筑給水系統(tǒng)中，應(yīng)該做好合理分區(qū)，確保衛(wèi)生器具給水配件最大工作壓力不超過0.60MPa，各個分區(qū)中的靜水壓力不會超過0.45MPa，即使是存在特殊情況，如設(shè)置有集中熱水系統(tǒng)，最大靜水壓力也不能超過0.55MPa。生活給水系統(tǒng)的用水點(diǎn)供水壓力不宜大于0.20MPa，同時，滿足衛(wèi)生器具工作壓力的需求。住宅入戶管供水壓力不應(yīng)大于0.35MPa，如果入戶管的水壓超過了0.35MPa，則需要設(shè)置好相應(yīng)的減壓閥或者調(diào)壓設(shè)施，以降低管道壓力，避免在使用過程中出現(xiàn)管道爆裂的問題。減壓閥設(shè)定最佳壓力為0.20MPa，如果不設(shè)置減壓閥層，則壓力的設(shè)定需要控制在0.20～0.35MPa。

做好減壓閥設(shè)置。從保證減壓效果的角度，應(yīng)該在減壓閥前設(shè)置相應(yīng)的控制閥和過濾網(wǎng)，必要時還應(yīng)該增加壓力表，在減壓閥后同樣應(yīng)該安裝壓力表和控制閥，減壓閥的位置應(yīng)該合理選擇，為后續(xù)的數(shù)值讀取和維修提供便利。給水分區(qū)使用的減壓閥可以采用2組并聯(lián)設(shè)置的方式，不設(shè)置其他旁通管。在對減壓閥進(jìn)行選擇時，應(yīng)該考慮實(shí)際情況，如果是豎向分區(qū)，應(yīng)該優(yōu)先選擇比例式減壓閥或者可調(diào)式減壓閥。如果是對入戶管或者配水支管進(jìn)行減壓，可以使用可調(diào)式減壓閥，確保減壓閥減壓前后的壓差不會超過0.4MPa，一些對于環(huán)境安靜度要求較高的場所，更是應(yīng)該將這個差值控制在0.3MPa以內(nèi)。如果使用比例式減壓閥，則在對減壓閥比例進(jìn)行設(shè)定時，應(yīng)該盡量小于3∶1。

3.3 給水方式優(yōu)化

現(xiàn)階段，在高層建筑給水系統(tǒng)中，比較常用的給水方式有4種。

3.3.1 直接給水

可以從市政給水管網(wǎng)直接向高層建筑供水，是最為簡單同時也最具經(jīng)濟(jì)性的給水方式，結(jié)構(gòu)簡單，可以借助市政管網(wǎng)的壓力實(shí)現(xiàn)高層供水，節(jié)能效果顯著。不過，因?yàn)榻ㄖo水系統(tǒng)內(nèi)部沒有儲備水量，一旦市政管網(wǎng)停水，室內(nèi)也會立即斷水，因此，這種方式適用于建筑內(nèi)部無特殊用水需求的情況【3】。

3.3.2 水泵水箱聯(lián)合給水

水泵可以隨時向水箱供水，水箱不需要選擇過大的容積，而且在水箱的調(diào)節(jié)作用下，水泵可以保證穩(wěn)定的出水量，維持高效運(yùn)行。這種給水方式相對復(fù)雜，管理難度大，而且水箱在增加投資的同時，也會帶來水質(zhì)的二次污染問題，適用于市政管網(wǎng)壓力無法滿足建筑給水管網(wǎng)需求的情況。

3.3.3 氣壓給水

封閉性的系統(tǒng)保證了水質(zhì)的清潔，而且具備一定的儲水能力，可以在建筑任意位置設(shè)置水箱，更加靈活。當(dāng)然，氣壓給水會帶來水壓的劇烈波動，而且水泵平均效率偏低，能耗大，甚至還存在一定的安全問題，適用于市政管網(wǎng)無法滿足建筑供水壓力，室內(nèi)用水不均勻且無法設(shè)置高位水箱的情況。

3.3.4 變頻調(diào)速泵給水

建筑不同區(qū)域給水相互獨(dú)立，安全性強(qiáng)，而且集中設(shè)置的升壓設(shè)備能夠?yàn)楣芾砗瓦\(yùn)行維護(hù)提供便利，因?yàn)椴恍枰褂盟?，大大降低了給水系統(tǒng)的占地面積。

缺陷在于給水泵揚(yáng)程大、設(shè)備的設(shè)置和維護(hù)成本較高，適用于幾乎所有高層建筑。從技術(shù)人員的角度，應(yīng)該綜合考慮高層建筑的實(shí)際情況，做好合理選擇，在保證給水穩(wěn)定性的同時，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.4 給水設(shè)備優(yōu)化

以變頻調(diào)速水泵的優(yōu)化為例，在對水泵型號和參數(shù)進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)該結(jié)合高層建筑的給水需求，配備效率較高，電機(jī)功率較小的水泵，而在水泵搭配環(huán)節(jié)，需要對照相應(yīng)的流量范圍以及流量變化范圍的比例關(guān)系，對水泵組的數(shù)量進(jìn)行確定，一般需要設(shè)置2～4臺主泵以及至少1臺供水能力不小于最大主泵的備用泵。當(dāng)多臺泵組同時運(yùn)行時，可以選擇其他1臺變頻運(yùn)行，其他所有泵組工頻運(yùn)行，也可以采用2臺乃至多臺泵組變頻運(yùn)行的方式【4】。

4 結(jié)語

在高層建筑中給水系統(tǒng)的設(shè)置關(guān)系著建筑用戶的用水需求，需要得到足夠的重視。針對當(dāng)前高層建筑給水系統(tǒng)中存在的缺陷和問題，相關(guān)人員需要做好給水系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計，降低管網(wǎng)運(yùn)行中的漏水率和能耗，為建筑節(jié)水降耗提供可靠支撐，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。