防止高层建筑给水系统的超压

2011-12-31胡明顺

中国新技术新产品 2011年9期

胡明顺崔全

（阜新市自来水总公司，辽宁阜新 123000）

1 高层建筑给水系统的超压现象及原因

高层建筑给水系统超压是给水配件前的静水压力大于流出水头，其流量大于额定流量的现象，两流量的差值为超压流量，这部分流量未产生正常的使用效益，且其流失又不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费。此外，超压会带来如下危害：（1）由于水压过大，龙头开启时水成射流喷溅，影响人们使用；（2）超压破坏了给水流量的正常分配。（3）易产生噪音、水击及管道振动，使可能引起管道连接处松动、漏水甚至损坏，加剧了水的浪费。

2 实施给水系统竖向分区的重要意义

通过上述对超压现象的分析，由于建筑物高度较高，如果给水系统不进行竖向分区，底层卫生器具必将承受较大的静水压力，从而带来一系列问题。实践证明，对高层建筑实行分区供水，是解决上述问题的有效方法。高层建筑给水系统实行分区供水的另一个重要意义是节约能源，如给水系统未进行竖向分区，则建筑物所需全部用水量都需经水泵提升到屋顶高位水箱，这样，对于高层建筑下部各层卫生器具来说，由于供水压力太大，反而要进行减压，从而造成一部分能量的浪费。反之，如实行分区供水，就不必将全部用水量提升到屋顶高位水箱，而只需通过各区的专用水泵将各区的用水量提升到相应的高位水箱内，从而避免了因减压而造成的能量浪费。

3 基于竖向分区技术的给水系统超压现象防止

根据《建筑给水排水设计规范》的要求，高层建筑给水系统应竖向分区，各分区最低配水点处的静水压力不易大于0.45MPa，特殊情况下不易大于0.55MPa；而根据《高层建筑防火设计规范》的规定消火栓栓口处的出水压力应不超过50m水柱。凡不符合上述两点规范的高层建筑均须采用分区供水或采用减压措施。下面就高层建筑中生活给水及消防工程减压方式的采用作阐述。

3.1 生活给水工程

对于高层建筑，城市给水管网一般不能满足高区部分生活用水水压的要求，绝大多数采用分区供水方式，即底区由市政直供水，高区由水泵加压供水。

在高层建筑中，高区部分可采用的分区给水方式有:高位水箱给水方式；变频调速水泵给水方式。由于高层建筑往往用水量较大，采用变频调速水泵给水方式存在小流量和零流量给水问题，而且变频调速控制价格较高，故在高层建筑中较少采用。目前，对于高层建筑生活给水绝大多数采用高位水箱给水方式，尽管高位水箱存在生活用水的二次污染的问题。

高位水箱给水方式可分为:高位水箱减压给水方式，高位水箱并联给水方式或高位水箱串联给水方式或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱或减压阀减压。由于减压水箱占用一定的建筑面积，并且增加了生活用水二次污染的可能。而减压阀占地面积小，安装简便，操作灵活，可根据不同的需要任意调整阀后压力，不影响水质。随着减压阀的质量的不断改进，性能变得可靠，故在高层给水工程采用减压阀减压的方式得到更广泛的应用。

3.2 消防给水工程

3.2.1 正确设置消防水泵

选用流量、扬程曲线平缓的水泵，其中值得推荐的是：建筑消防特种泵（原名切线泵）。流量一扬程曲线特别平缓，呈恒压状态，当系统在零流量或小流量下运行时，系统产生的超压可以保持在允许范围之内；而当火场需要超出设计流量时，供水扬程不至于大幅度下降，仍能保证一定的充实水柱进行灭火。

采用多台水泵，小流量时小水泵运行或单泵运行，大流量时大泵并联运行，保证火灾现场所需要的流量而不产生采用现象。

采用恒压变流量变频调速水泵供水，使水泵供水压力在流量变化时保持恒定。

3.2.2 合理的竖向分区

管网竖向分区时，适当留有余地的降低分区给水压力值（小于0.8MPa）；或按0.8MPa值进行竖向分区，并采取相应有效的减压措施。

独立分区给水系统（即并联式分区给水系统）。根据系统压力对消火栓给水进行分区，分上下两个或上下三个给水分区，由不同的水泵机组根据需要提供不同的压力。每个供水分区的几何高差一般不超过50m。这样就可以避免为满足上部最不利点出水压力而造成底部几层超压的现象。这种系统的缺点是造就较高，自动控制系统和施工较为繁琐。

串联分区给水系统，这种方式多用于高层建筑，从水泵型号选配、供水管道的受压程度和节约能源等方面来看，该系统都优于前一种系统。其缺点是，如果下部主干管出现故障，就会直接影响上下两区供水。

3.2.3 正确布置“系统”

高层建筑消火栓系统和自动喷水灭火系统应分开设置。由于两种系统作用时间不同，压力要求不同等原因，两系统若共同水泵作消防供水，在小流量情况下工作时，产生的超压值比较大，容易出现安全事故。

3.2.4 使用可调式减压阀控制系统压力

对采用减压阀分区的给水方式，当有可能因减压阀故障而造成超过额定压力1.5倍时，采用可调式减压阀串联设置方式。可调式减压阀可以起到稳定作用，只要给它设定一阀后压力，那么不管压力变化如何，都不影响阀后的工作压力。因此可调式减压阀后的管网就不会出现超压现象，但安装时，一定注意减压阀的安装方向，如安装不当，会使管网由环状变为枝状管网，降低供水的可靠性。为避免阀后因动压系数改变导致分区最高最远点压力不足的现象，减压阀宜设置在制高点，以有利的下给方式供水。

3.2.5 采取相应泄压和稳定设施

泄压和稳定设施有安全泄压阀、稳压泵、气压罐等。可以解决检查、试验消防泵时产生的超压，以及小流量供水或净扬程骤升产生的超压，还有停泵产生水锤造成的超压和消防车给管网加压时造成的超压。这种方法现在使用比较多，只是一次性投资多一些。