高层建筑给水系统的节能设计

【摘 要】近些年来,高层建筑在能源的消耗上一直处于高耗状态,如何在给水系统进行有效的节水、节能设计是值得关注的话题,本文从超压出流和给水方式两个方面先分析高耗能现象,接着浅析解决的有效方法.

【关 键 词】高层建筑；给水系统；超压出流；给水方式

一、高层建筑给水系统高耗能现状分析

1.超压出流现象

（1）超压出流现象的必然性分析

高层建筑内部用户的各种卫生器具给水额定流量是结合各自不同用途和使用要求,在给水配件单位时间的出水量上有着不同的要求,超压出流现象指的是在实际生活中,给水配件前的压力总是要超过最低工作压力,导致在单位时间内,给水配件实际的出水量超出额定的流量现象,其中超压出流量为两者之间的差值.

从工程实践经验来看,高层建筑的内部给水系统压力一定要借助于设备,这样才能有效地保证需要的水量被输送到处于整个高层建筑内部最不利点位置的用水设备,而且在实际的要求中还应保证能够提供足够的工作水头,在实际给水中为了满足最不利点水头的要求,势必导致超压出流现象的发生.

（2）超压出流现象对节能的影响

①对给水系统中水量的正常分配造成严重的破坏.

②因为超压出流的水不可以产生任何的效益,也就是超压出流带来无效水量,造成水的浪费；同时我们也应该可以看到通常是借助于水泵来对高区实施供水的,这样一来,在实际中为了提升这些无效水量势必导致用电量的增加,直接浪费了电能.

③水压过大容易导致水龙头在启闭的过程中,由于水击及管道振动的作用导致给水阀门和水龙头等等附件出现较快的磨损,缩短器具的正常使用寿命,造成浪费,同时还可能在上述作用中导致网管连接处出现松动而漏水,进一步加剧水的浪费.

2.加压贮水系统不合理的选择造成了浪费

（1）环顾当下的高层建筑的加压贮水系统,大多选择的方式为各号楼单独地设置消防加压系统,这样的选择是不合理的,势必造成工程建设投资的增加,同时机械设备的投入及运转费用也相对较高.

（2）多座贮水池的大消防贮水和定期地换水造成水、电资源的浪费相当严重.

（3）从工程实际经验来看,设计阶段对节能的效果有着较大的影响,有些时候,设计人员只是单一地对照设计规范进行设计,缺乏对设备及管道一次性投资及其后期在运转和经营过程中的资源消耗量的思考,所以通常情况下导致在进行给水分区和给水方式的实际设计和处理存在着较大的不合理因素,加上选择水泵机组上思考型的却是都容易造成一定程度的浪费.统计资料和实践经验表明,选择水泵机组时出现的设计问题造成的资源浪费量最大.

二、高层建筑给水系统的节能措施分析

（l）理论研究和实践表明,流量与扬程之间是非线性的关系,不过扬程会随着流量的增大而降低,在结合水泵的性能曲线来看,流量——扬程曲线趋于平缓的时候说明扬程对流量的变化率相对而言较小.在实际的消防灭火的过程,消防的用水量通常是由小到大,而且存在着较大的变化幅度,从设计的实际经验来看,如果选用的消防水泵流量——扬程曲线比较平缓,那么也就将带来水泵的扬程变化相对比较小,管网的实际压力比较接近设计压力,能够有效地达到防超压之目的.

（2）实践表明,采用多台水泵工作的方式有利于防止超压,如果流量小,单泵或者是运行小泵,如果遇到的是大流量,则开启大泵或是将多泵进行并联式运行.

（3）选用恒压变流量切线泵进行供水,确保水泵在存在流量变化的时仍然能够保持恒定的供水压力.

（4）在对消防给水管网进行竖向分区设计时,不要依据最低位置室内的消火栓静水压力1.0MPa实施分区,而是在实际操作中适当地留有一定的余地,从工程实际经验来看,最好是去大概0.80MPa值实施竖向分区,同时采取与之相应的减压措施.

（5）在实践中如果应用消防水泵从给水管网直接地吸水,必须对水泵的工作情况进行校核,以给水管网的最高水压为重要标准,严格控制防止超压.

（6）水泵对口抽给水方式的给水管网,或上下区共用水泵接合器时采用优质水密性能好的止回阀.

（7）水泵出口处设置缓闭止回阀等装置．可以有效防止停泵水锤.

在高层建筑给水系统设计中,确定经济合理、技术先进和供水安全可靠的给水方式,是高层建筑给水系统规划设计的核心.高层建筑给水系统的供水形式可概括为：高位水箱给水方式、气压罐给水方式、变频泵无水箱给水方式和减压分区给水方式4种基本类型,一共8种形式.在已建的工程中,8种供水方式均有采用,但某一建筑究竟采用何种供水方式迄今没有一个确定的标准,因为每一种供水方式都有各自的特点和适用条件.对某一具体建筑要选择相对较优的供水方式,就必须协调这些因素.选择给水方式是高层建筑给水系统设计的关键,它直接关系到给水系统的使用和工程造价.给水方式选择应以经济合理,技术先进,供水安全可靠为原则.

（1）如果高层建筑的建筑高度小于等于100m,通常的做法是：低层部分借助于市政水压直接实施供水,对于中区和高区则通常是各自借助于一组调速渠实施供水,即就是选择垂直分区并联供水系统.在具体的设计上,分区内再借助于减匝阀对局部实施调压,在工程中选择该方式,避免了设置高位水箱,有效减少了二次污染,同时水压相对而言也比较稳定.

（2）如果高层建筑的建筑高度大于l00m,那么就不太适合选用并联供水方式了,因为并联供水方式,输水管道的承压太大,容易出现安全隐患.对于这个情况,工程上通常选择串连供水方式,中间传输水箱就可有可无,因为可以借助于调速阀进行供水,不再需要中间调解水量的功能,中间传输水箱的作用就仅仅是防止水压回转,而通常又可以借助于管道倒流防止器来实现该功能,减少中间转输水箱,能够有效地减少投资及维护成本,同时也避免了一个水质污染的环节.

三、结束语

大量理论研究和统计资料表明,在高层建筑给水系统的设计上不能仅仅为了满足功能上的使用要求,应将节水、节能的因素充分考虑进去,当然节水、节能设计上需要考虑的因素还有很多,本文限于版面仅仅从防止超压和合理选择供水方式两个方面进行了分析,在设计中其实还有很多需要优化计算的地方,实践表明,在实际设计中只有细致地对各种方案若干年的能耗进行比较,在技术和规范上不断完善,才能有效地降低能耗.