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【摘要】文中结合作者多年给排水施工技术管理实践，详细分析高层商住楼给水系统的几种给水方式。
【关键词】高层建筑；给水方式；比较分析
对于新建高层建筑而言，市政管网的压力肯定需要二次加压才能满足使用要求，不存在直接供水的可能，需在建筑内设置加压泵站对市政给水进行二次加压。加压后管道系统静水压力势必很大，为使管网内水压小于管道及配件所能承受的工作压力，高层建筑的给水管网必须竖向划分几个区域，使下层管道系统的静水压力减小。降低压力除了避免管网超过其工作压力外，而且还能避免水击形成噪声与振动，同时还不会因水压过大，水流喷溅而使用不便。国内管道配件和卫生器具零件的工作压力目前一般为0.3-0.4MPa，水压高容易破坏管道管件，而且高层商住楼供水管路复杂、管路长、能耗大，因此合理选择合适的给水方式是保证高层住宅水压及水量需求，节约能耗和降低投资的关键。
一、高层建筑给水方式
1.高位水箱给水方式
其供水设备包括离心水泵和水箱，主要特点是在建筑物中适当位置设高值水箱，储存、调节建筑物的用水量和稳定水压，水箱内的水由设在底层或地下室的水泵输送。可分为并联、串联、减压水箱和减压阀4种给水方式。
（1）高位水箱并联给水方式。各分区独立设高位水箱和水泵，水泵集中设置在建筑物底层或地下室，分别向各分区供水。
优点：各区给水系统独立，互不影响，供水安全可靠；水泵集中管理，维护方便；运行动力费用经济。
缺点：水泵台数多，高位水泵扬程较大，压水管线较长，设备费用增加；分区高位水箱占建筑楼层若干面积，给建筑平面布置带来困难，减少了使用面积，影响经济效益。
（2）高位水箱串联给水方式。水泵分散设置在分各区的楼层中，下一分区的高位水箱兼作上一给水分区的水源。
优点：无高压水泵和高压管线；运行动力费用经济。
缺点：水泵分散设置，连同高值水箱占楼层面积较大；水泵设置在楼层，防振隔音要求高；水泵分散，管理维护不便；若下一分区发生事故，其上部数分区供水受影响，供水可靠性差。
（3）减压水箱给水方式。整栋建筑的用水量全部由设置在底层或地下层的水泵至屋顶水箱，然后再分送至各分区高位水箱，分区高位水箱只起减压作用。
优点：水泵数量最少，设置费用降低，管理维护简单；水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。
缺点：水泵运行动力费用高；屋顶水箱容积大，在地震时存在鞭稍效应，对建筑物安全不利；供水可靠性较差。
（4）减压阀给水方式。其工作原理与减压水箱给水方式相同，不同处在于以减压阀代替了减压水箱。与减压水箱给水方式相比，减压阀不占楼层房间面积，但低区减压阀减压比较大，一旦失灵，对阀后供水存在隐患。如图1所示，就高位水箱的4种给水方式而言，由于设置了水箱，增加了水质受污染的可能，因此水箱设置数量越多，水质受到污染的可能性就越大；其次，水箱总要占用空间，并有相当的重量，水箱容积越大，对建筑和结构的影响就越大；此外，水箱的进水噪音容易对周围房间环境造成影响。
2.气压给水设备给水方式
其供水设备包括离心水泵和气压水罐。其中气压水罐为一钢制密闭容器，使气压水罐在系统中既可储存和调节水量，供水时利用容器内空气的可压缩性，将罐内储存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。
3.无水箱给水方式
近年来，人们对水质的要求越来越高，国内外高层建筑采用无水箱的调速水泵供水方式成为工程应用的主流。无水箱给水方式的最大特点是：省去高位水箱，在保证系统压力恒定的情况下，根据用水量变化，利用变频设备来自动改变水泵的转速，且使水泵经常处于较高效率下工作。缺点是变频设备相对价格稍贵，维修复杂，一旦停电则断水。
二、各种给水方式的比较
1.高位水箱给水方式
高位水箱给水方式
（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率 63.25Q/102η （100%）
高位水箱串联给水
（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率63.25Q/102η （100%）
减压水箱或减压阀给水；Q×95×1.1=104.5Q
水泵轴功率104.5Q/102η
2.气压给水设备给水方式
由于气压水罐配套水泵的扬程以罐内平均压力工况确定，而管道系统相对简单，故假定气压给水设备给水方式的压力为杨水高度的1.4倍，而管道的水头损失比水箱供水方式高5%，则：
气压给水设备并联给水：（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率 84.25Q/102η （134%）
气压给水设备减压阀给水：Q×95×1.4×1.05=139.65Q
水泵轴功率：139.65Q/102η （221%）
3.无水箱给水方式
设计压力下，调速水泵根据系统用水量的变化来调节转速，随着水泵转速n的降低，水泵效率也随之下降。此外，系统的管道布置形式与气压给水设备给水方式相同，故假定水泵运行的平均效率为高位水箱给水方式的85%，而管道的水头损失比水箱供水方式高5%，则：
无水箱并联给水（0.25Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.05/0.85=71.03Q
水泵轴功率 71.03/102η （112%）
无水箱减压阀给水 Q×95×1.05/0.85=117.35Q
水泵轴功率 117.35Q/102η （186%）
上述各式中Q为流量，以L/s计，η为水泵效率。
三、结论
在高层商住综合楼给水系统要根据其用水特点和现有管网水压等，合理选择分蕖给水方式；考虑工程实际情况，需要通过比较，对各方案的运行费用、投资情况、维护管理是否方便等方面进行经济技术分析选择最佳设计方案。
参考文献
[1]刘小曲.高层商住楼给水方式分析比较与管道敷设技术探讨[J].广东建材，2009（06）.
[2]周建华，赵洪宾，胡文茜.城市供水管网事故时的水力分析[J].给水排水，2004（08）.
【关键词】高层建筑；给水方式；比较分析
对于新建高层建筑而言，市政管网的压力肯定需要二次加压才能满足使用要求，不存在直接供水的可能，需在建筑内设置加压泵站对市政给水进行二次加压。加压后管道系统静水压力势必很大，为使管网内水压小于管道及配件所能承受的工作压力，高层建筑的给水管网必须竖向划分几个区域，使下层管道系统的静水压力减小。降低压力除了避免管网超过其工作压力外，而且还能避免水击形成噪声与振动，同时还不会因水压过大，水流喷溅而使用不便。国内管道配件和卫生器具零件的工作压力目前一般为0.3-0.4MPa，水压高容易破坏管道管件，而且高层商住楼供水管路复杂、管路长、能耗大，因此合理选择合适的给水方式是保证高层住宅水压及水量需求，节约能耗和降低投资的关键。
一、高层建筑给水方式
1.高位水箱给水方式
其供水设备包括离心水泵和水箱，主要特点是在建筑物中适当位置设高值水箱，储存、调节建筑物的用水量和稳定水压，水箱内的水由设在底层或地下室的水泵输送。可分为并联、串联、减压水箱和减压阀4种给水方式。
（1）高位水箱并联给水方式。各分区独立设高位水箱和水泵，水泵集中设置在建筑物底层或地下室，分别向各分区供水。
优点：各区给水系统独立，互不影响，供水安全可靠；水泵集中管理，维护方便；运行动力费用经济。
缺点：水泵台数多，高位水泵扬程较大，压水管线较长，设备费用增加；分区高位水箱占建筑楼层若干面积，给建筑平面布置带来困难，减少了使用面积，影响经济效益。
（2）高位水箱串联给水方式。水泵分散设置在分各区的楼层中，下一分区的高位水箱兼作上一给水分区的水源。
优点：无高压水泵和高压管线；运行动力费用经济。
缺点：水泵分散设置，连同高值水箱占楼层面积较大；水泵设置在楼层，防振隔音要求高；水泵分散，管理维护不便；若下一分区发生事故，其上部数分区供水受影响，供水可靠性差。
（3）减压水箱给水方式。整栋建筑的用水量全部由设置在底层或地下层的水泵至屋顶水箱，然后再分送至各分区高位水箱，分区高位水箱只起减压作用。
优点：水泵数量最少，设置费用降低，管理维护简单；水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。
缺点：水泵运行动力费用高；屋顶水箱容积大，在地震时存在鞭稍效应，对建筑物安全不利；供水可靠性较差。
（4）减压阀给水方式。其工作原理与减压水箱给水方式相同，不同处在于以减压阀代替了减压水箱。与减压水箱给水方式相比，减压阀不占楼层房间面积，但低区减压阀减压比较大，一旦失灵，对阀后供水存在隐患。如图1所示，就高位水箱的4种给水方式而言，由于设置了水箱，增加了水质受污染的可能，因此水箱设置数量越多，水质受到污染的可能性就越大；其次，水箱总要占用空间，并有相当的重量，水箱容积越大，对建筑和结构的影响就越大；此外，水箱的进水噪音容易对周围房间环境造成影响。
2.气压给水设备给水方式
其供水设备包括离心水泵和气压水罐。其中气压水罐为一钢制密闭容器，使气压水罐在系统中既可储存和调节水量，供水时利用容器内空气的可压缩性，将罐内储存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。
3.无水箱给水方式
近年来，人们对水质的要求越来越高，国内外高层建筑采用无水箱的调速水泵供水方式成为工程应用的主流。无水箱给水方式的最大特点是：省去高位水箱，在保证系统压力恒定的情况下，根据用水量变化，利用变频设备来自动改变水泵的转速，且使水泵经常处于较高效率下工作。缺点是变频设备相对价格稍贵，维修复杂，一旦停电则断水。
二、各种给水方式的比较
1.高位水箱给水方式
高位水箱给水方式
（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率 63.25Q/102η （100%）
高位水箱串联给水
（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率63.25Q/102η （100%）
减压水箱或减压阀给水；Q×95×1.1=104.5Q
水泵轴功率104.5Q/102η
2.气压给水设备给水方式
由于气压水罐配套水泵的扬程以罐内平均压力工况确定，而管道系统相对简单，故假定气压给水设备给水方式的压力为杨水高度的1.4倍，而管道的水头损失比水箱供水方式高5%，则：
气压给水设备并联给水：（025Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.1=63.25Q
水泵轴功率 84.25Q/102η （134%）
气压给水设备减压阀给水：Q×95×1.4×1.05=139.65Q
水泵轴功率：139.65Q/102η （221%）
3.无水箱给水方式
设计压力下，调速水泵根据系统用水量的变化来调节转速，随着水泵转速n的降低，水泵效率也随之下降。此外，系统的管道布置形式与气压给水设备给水方式相同，故假定水泵运行的平均效率为高位水箱给水方式的85%，而管道的水头损失比水箱供水方式高5%，则：
无水箱并联给水（0.25Q×95+0.25Q×65+0.5Q×35）×1.05/0.85=71.03Q
水泵轴功率 71.03/102η （112%）
无水箱减压阀给水 Q×95×1.05/0.85=117.35Q
水泵轴功率 117.35Q/102η （186%）
上述各式中Q为流量，以L/s计，η为水泵效率。
三、结论
在高层商住综合楼给水系统要根据其用水特点和现有管网水压等，合理选择分蕖给水方式；考虑工程实际情况，需要通过比较，对各方案的运行费用、投资情况、维护管理是否方便等方面进行经济技术分析选择最佳设计方案。
参考文献
[1]刘小曲.高层商住楼给水方式分析比较与管道敷设技术探讨[J].广东建材，2009（06）.
[2]周建华，赵洪宾，胡文茜.城市供水管网事故时的水力分析[J].给水排水，2004（08）.