高层建筑供水方式及节能优化探讨

高层建筑供水方式及节能优化探讨

杨晓超

西安沣东城建开发有限公司陕西西安710086

摘要：高层建筑的给水工程，与人们的生产生活密切相关。在给水系统的设计中，不仅要方便人们的生产生活，还应注重给水系统的节能。目前，高层建筑的供水方式主要有并联式、串联式、无水箱式、减压式等方式，在供水方式的选择上，应充分利用市政给水系统网络及合理配置给水系统的垂直分区，减少水资源浪费和能源损耗，最大限度实现高层建筑给水系统的节能管理。

关键词：高层建筑；供水方式；节能优化

当前伴随着逐渐加快的城市化进程，以及国民经济的快速发展，作为城市来说，因为人口的逐渐密集，所以出现了大量的高层建筑物，不同建筑高度在用水量方面的差异比较大，因此实际操作过程中，往往选取多种恰当的方式联合供水。这时候需要考虑到多方面的因素，如建筑物的具体用途、类型等等。另外，市政管网压力状况等因素也需要被纳入其中予以考虑。因此对类型不一致的高层建筑物在用水方面的特点进行分析，让多种供应方式的优势得以充分发挥，实现节能、安全的目的，意义十分重大。

1高层建筑供水的方式

1.1分区并联式的供水方式

该种方式是在每一分区设置一套相对独立的高水位箱和水泵，向各区供水。水泵的设置一般集中在高层建筑的底层水泵房内或地下室。其优点在于：供水系统自成一体，独自运行，互不干扰；水泵设置比较集中，维修和管理比较方便，且运行的动力费用比较低。其缺点在于：并联式的供水方式水泵型号比较多，管材的耗用较多，供水设备的费用偏高。同时，分区水箱的设置，占用了不少的建筑使用面积。从总体上说，并联式的供水方式是比较节能的一种方式。

1.2分区串联式的供水方式

该种方式是在各区设置水泵和水箱，各区的水泵都设置在技术层内，从下区水箱抽水以供上区用水。其优点在于：管道和设备都比较简单，各分区的水泵扬程可以按照本区的实际需要进行设计，水泵的效率较高。但是，由于水泵安装在技术层，对防漏水、防噪声和防震等的施工要求较高。再者，串联式的供水方式，水泵设置呈现出分散性的特点，对设备层的占用面积较大，在供水设备的管理和维修方面都不方便。同时，供水的可靠性不高，如果下区的供水发生故障，其上区的供水都要受到很大影响。串联式的供水方式由于只需将用水提升至所需的平面高度，管道和设备都比较简单，没有高压管线和高压水泵，供水系统的运行动力费用较少，水泵的效率高，节能效果较好。

1.3工频水泵和高位水箱结合供水方式

其特点是水泵在向高位水箱供水的流量及扬程都是基本恒定，通常不会由于用水管网的流量波动而出现改变，且水泵的运行工况由于能够固定在其特性曲线的一个高效点位，这时候水泵效率最高，最为节能，但是要设置水箱，就势必会产生以后的水箱清理和二次污染等问题，影响用水质量。此外，由于屋顶的水箱体积和重量较大，在安装设置时，往往需要一个独立的水箱间，因为要考虑水箱的承重量，还需增加土建的投资额。

1.4变频调速水泵供水方式

采用水泵变频调速的供水方式除了需要设置一个地下水池，还需要购置一套变频调速的机器设备，但是不再需要在屋顶上设置水箱。整个变频调速设备是由一个水泵机组与变频的控制柜构成。在通常情况下，水泵机组当中，仅仅只有一台水泵变频运行，其他水泵则处于工频的状态或者停机的状态。为了保持在供水系统中拥有恒定的压力，处在变频的状态下水泵则需要依据水流量的大小，来进行调节电机运转的速度。同工频水泵加高位水箱的供水方式相比，水泵变频调速的供水方式免去了屋顶水箱，节约了建筑使用面积，并在预防与减少出现二次污染方面更加具有优势。不过变频调速水泵的供水方式虽然方便简单，并在目前的高层建筑供水当中普遍使用，但是它的节能效果在实践当中，也有局限性。所以高度在50m以下的建筑物，采用变频调速的水泵供水才会有节约能耗的可能性。而对于变频系统来讲，更为适合建筑高度相对比较低，或者在建筑物的低区供水中使用。

2基于节能模式的供水方式选择

2.1充分利用市政自来水的水压节能

充分利用室外市政管网水压直接对高层建筑下面几层供水，对于节能和安全供水都是有利的，它可以节省很大一部分提升上楼的能耗，因为高层建筑中用水量大的部门，如洗衣房、浴室、餐厅等都设在下面基层。在无水箱给水方式中，可利用室外管网进行下部分区的供水，上部采用水泵供水方式。

充分利用市政管网压力，也是一种节能的给水方案。高层建筑给水设计中常常分别设置生活给水泵和消防给水泵，其主要原因是：两者要求水压不同，如果生活用水与消防用水量接近或生活给水泵选型能满足两者水量要求，就能充分利用室外管网压力而采用一套加压系统。

2.2合理确定给水系统垂直分区

高层建筑给水系统垂直分区的目的是：保证给水设备卫生器具的正常使用，避免压力过高，出现不必要的能量浪费（多余的水压消耗在配水器材的局部损失上，造成能量浪费），或者使配水器材供水大大超过额定流量而造成水量浪费。分区压力过高，不仅使给水器材出水过猛，当启闭这些器材时易产生水击，使管网产生噪声、振动甚至管件破裂，致使卫生洁具给水零件容易破坏，增加维修量，而且开启水栓时水呈射流喷射飞溅，水量浪费，所以在设计垂直分区压力值时一定要适宜。

2.3充分利用盥洗废水等优质杂排水

现有中水设施大多建于宾馆、高校，水源基本为浴室洗浴水。对于一些规模不大的单位来说，洗浴废水量比较小，且排放时间过于集中，中水设施得不到稳定充足的水源。经调查和试验分析，我们认为盥洗废水具有水量大、使用时间较均匀、水质和处理效果相对较好等优点，应作为中水水源，加以充分利用。

2.4推广技术、管理、经济综合优化的新处理工艺

建筑中水处理技术不但要求处理效果稳定可靠、运行管理简单方便，还应在经济上具有一定优势。在一些大城市，用地非常紧张，节省占地面积就意味着节省工程投资。因此应综合各种因素，推广技术、管理、投资、处理成本及占地等方面综合优化的新的中水处理工艺，如一体式膜生物反应器处理技术。

2.5合理选择供水方式

确定分区原则以后要选择供水方式。选择供水方式的原则是供水安全可靠、技术先进、经济合理。供水方式不同利用的能量也不一样，还应综合考虑其他因素。为了实现节水节能，应该设置和使用水表。选择和安装水表要严格遵循规范要求，提高水表的准确度，限制水表使用年限，水表前加过滤器，推广使用远传水表和IC卡水表。推广使用节水器具是实现建筑节水的另一种重要手段和途径。选择节水器具不仅要考虑节水器具，还要考虑使用对象和价格因素。目前，我国国内普遍采用的节水龙头是陶瓷阀芯水龙头，与普通水龙头相比这种水龙头价格更便宜。国外使用较广泛的是充气水龙头，据报道此水龙头可以节水25％左右，我国可以推广这种节水龙头。

结束语：

关于高层建筑供水方式的选择，不但需要紧密结合建筑物的实际用水特点来确定比较经济合理的建筑供水方式，而且在变频水泵的选择上，更应当根据建筑物的实际用水规律，来选择搭配合理的水泵组，以求达到真正节约能源的目的。同时，需要进行反复的认真比较和科学地分析来进行方案合理的优化，从而选择最好的供水方案，以提高建筑物供水的质量和效率。

参考文献：

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[2]高层建筑给水系统的节能与优化[J].王任，朱志峰.工程技术，2014，17（4）

[3]变频供水节能中几个问题的探讨[J].德刚，李传锋，沈安文.自动化博览，2014，25（3）

[4]建筑给排水节能节水技术探讨[J].刘振印.给水排水，2014，33（1）