对于高层建筑来说,室外给水管网的压力往往只能满足建筑下部若干层的供水要求,此时,可以采用分区给水方式。为了节约能源,有效地利用外网的水压,常将建筑物的低区设置成由室外给水管网直接供水,高区由增压储水设备供水,如图2.10所示。为保证供水的可靠性,可将低区与高区的1 根或几根立管相连接,在分区处设置阀门,以备低区进水管发生故障或外网压力不足时,打开阀门由高区向低区供水。
对于高层建筑需要加压供水的上部楼层,可采取设置高位水箱和无水箱两类分区给水方式。其中设置高位水箱分区给水方式有并联水泵、水箱给水方式,串联水泵、水箱给水方式,减压水箱给水方式和减压阀给水方式;无水箱分区给水方式有水泵并联分区给水方式,水泵串联分区给水方式和减压阀分区给水方式。
2.2.3.1 设置高位水箱分区给水方式
这种给水方式,在建筑上部设置高位水箱,向下供水,水箱除具有保证管网正常水压的作用外,还兼具储存、调节、减压作用。
图2.10 分区给水方式
1—浮球液位器;2—浮球阀;3—止回阀;4—室外给水管网水压线;5—配水嘴;6—浮球阀;7—生活泵;8—阀门;9—水表;10—储水池;11—泄水管
1.并联水泵、水箱给水方式
并联水泵、水箱给水方式是每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱,向各分区供水。其中水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层,如图2.11所示。其优点是各区自成一体,互不影响;水泵集中,管理维护方便;运行动力费用较低;缺点是水泵数量较多,管材消耗较多,设备费用偏高;分区水箱占用楼层空间多;有高压水泵和高压管道。
图2.11 并联水泵、水箱给水方式
1—水箱;2—水泵;3—水池
2.串联水泵、水箱给水方式
串联水泵、水箱给水方式是水泵分散设置在各区的楼层中,下一区的高位水箱兼作上一区的储水池,如图2.12所示。其优点是无高压水泵和高压管道,运行动力费用经济;缺点是水泵分散设置,连同水箱所占楼层的平面、空间较大;水泵设在楼层中,防振、隔音要求高;管理维护不便;若下部发生故障,将影响上部供水。
图2.12 串联水泵、水箱给水方式
1—水箱;2—水泵;3—水池;4—顶区水箱;5—高区水箱;6—中区水箱;7—低区水箱;8—顶区加压泵;9—水锤消除器;10—高区加压泵;11—中区加压泵;12—低区加压泵;13—储水池;14—孔板流量计;15—减压阀;16—减振台;17—软接头
3.减压水箱给水方式
减压水箱给水方式是由设置在底层(或地下室)的水泵将整栋建筑的用水量提升至屋顶水箱,然后再分送给各分区水箱,分区水箱起到减压的作用,如图2.13所示。优点是水泵数量少,水泵房面积小,设备费用低,管理维护简单;各分区减压水箱容积较小。缺点是水泵运行动力费用高;屋顶水箱容积大;建筑高度大、分区较多时,下区减压水箱中浮球阀承压过大,易造成管闭不严现象;上部某些管道部位发生故障时,将影响下部供水。
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图2.13 减压水箱给水方式
1—水箱;2—水泵;3—水池;4—屋顶储水箱;5—中区减压水箱;6—下区减压水箱
4.减压阀给水方式
减压阀给水方式的工作原理和减压水箱供水方式相同,其不同之处是用减压阀代替减压水箱,如图2.14所示。
2.2.3.2 无水箱分区给水方式
由于设置水箱的分区给水方式往往需要在建筑中设置多个水箱,占用过多建筑面积,设备布置分散,维护、管理较为不便,且水箱需要定期清洗,影响正常供水,现在很多建筑尤其是居住类建筑,往往倾向于使用无水箱的分区供水方式。
(1)并联水泵分区给水方式。各给水分区分别设置水泵或调速水泵,各分区水泵采用并联方式供水,如图2.15(a)所示。其优点是供水可靠、设备布置集中,便于维护、管理,省去水箱占用面积,能量消耗较少;缺点是水泵数量多、扬程各不相同。
(2)串联水泵分区给水方式。各分区均设置水泵或调速水泵,各分区水泵采用串联方式供水,如图2.15(b)所示。其优点是供水可靠,不占用水箱使用面积,能量消耗较少;缺点是水泵数量多,设备布置不集中,维护、管理不便。在使用时,水泵启动顺序为自下而上,各区水泵的能力应匹配。
(3)水泵供水减压阀减压分区给水方式。不设高位水箱的减压阀减压分区给水方式,如图2.15(c)所示。其优点是供水可靠,设备与管材少、投资省、设备布置集中、省去水箱占用面积;缺点是下区水压损失大,能量消耗多。
图2.14 减压阀给水方式
1—水箱;2—水泵;3—水池;4—减压阀;5—水位控制阀;6—控制水位虹吸破坏孔
图2.15 无水箱的分区给水方式
1—水泵;2—减压阀
我国现行《建筑给水排水设计规范》(GB50015—2003)(2009年版)规定:分区供水的目的不仅是为了防止损坏给水配件,而且可避免过高供水压力造成不必要的浪费。一般规定卫生器具给水配件承受的最大工作压力不得大于0.60MPa;高层建筑生活给水系统各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa。
对静水压力大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压措施。对于住宅及宾馆类高层建筑,由于卫生器具数量较多,布局分散,用水量较大,用户对供水安全及隔音防震的要求较高,其分区给水压力值一般不宜太高,如高层居住建筑,要求入户管给水压力不应大于0.35MPa。对办公楼等非居住建筑,卫生器具数量相对较少,布局较为集中,用水量较小,其分区压力值可允许稍高一些。
在分区中要避免过大的水压,同时还应保证分区给水系统中最不利配水点的出流要求,一般不宜小于0.1MPa。
此外,高层建筑竖向分区的最大水压并不是卫生器具正常使用的最佳水压,常用卫生器具正常使用的最佳水压宜为0.2~0.35MPa。为节省能源和投资,在进行给水分区时要考虑充分利用城镇管网水压,高层建筑的裙房以及附属建筑(洗衣房、厨房和锅炉房等)由城镇管网直接供水对建筑节能有重要意义。
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