关键词：高层建筑；生活给水系统；热水供应系统；设计
一、高层建筑给水工程的特点
高层建筑振动源多、用水要求高、用水量大等特点对建筑给水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。与低层建筑给水工程相比，高层建筑给水工程具有以下特点。
（1）竖向分区供水。由于高层建筑给水系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易损坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。
（2）技术要求高。高层建筑的建筑标准高，给水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水事故，影响范围大。从而高层建筑给水工程须采用有效的技术措施，以确保安全可靠供水
（3）降噪处理。高层建筑动力设备多，管线长，易产生振动和噪声。因此高层建筑的给水工程必须考虑设备和管道的防振动和降噪音的技术措施。
二、高层建筑生活给水系统设计
（一）给水方式的选择
目前绝大多数高层建筑采用高位水箱给水方式。高位水箱给水方式根据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）的要求可采用高位水箱串联给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱减压给水方式，或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。
高位水箱串联给水方式的特点是各分区的水泵分散设置，各区从下一分区的水箱抽水，下一分区的水箱除供本分区外同时是上一分区的水源，适用于超高层建筑。优点是避免了设扬程高的水泵和水压高的压水管，并且缩短了压水管的长短。缺点是由于设备分散，管理维护不便；设备楼层对防震、隔音要求高；上区供水受下区影响，安全性较差。串联给水与减压给水结合，由于设备（水泵、水箱）减少，节省造价，并有利于管理维护，也减小了震动和噪声的影响，因而在超高层建筑中采用较多。
高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用一定的建筑面积，增加了防止生活用水二次污染的困难，并且有噪音影响。减压阀造价虽然较高，但占地面积大大减小，不影响水质而且无噪声。随着国内减压阀产品质量提高，性能可靠，故采用减压阀减压方式的供水方式日渐增多。
一般根据建筑高度确定给水方式，当建筑高度50m左右时，低区利用城市给水管网水压直接供水，高区采用水泵――屋顶水箱联合供水；当建筑高度50-80m时，高区采用高位水箱减压阀给水方式；当建筑高度80-110m时，高区采用高位水箱分区减压给水方式：当建筑高度超过110m时，高区采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。
（二）给水管材的选用
镀锌钢管由于具有使用寿命短、用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点，现已基本被淘汰而不再使用，全国正大力推广使用塑料给水管。塑料给水管具有使用寿命长、重量轻、耐压强度好、省钢节能等优点。目前在工程实际应用中有PVC-U管、铝合金衬塑管、钢塑复合管、PP-R管、PE管、CPVC管、PCX管等，以塑料管料为主，在少数高档住宅中也会使用不锈钢管和铜管，但是不锈钢管和铜管价格问题使其应用范围很小。管材的选择应在造价和技术指标上寻找一个平衡点，技术指标上是从压力、温度、使用环境、安装方法等方面进行考虑，造价上是从业主的要求和住宅的档次上进行考虑。对于造价较低的经济适用房和廉租房，可选用卫生级硬聚氯乙烯管（PVCU）作为给水管，中高档商品房可用铝塑复合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）或其他塑料给水管材作为给水管。无论采用何种管材作为给水管，最重要的是要满足安全要求。
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三、高层建筑热水供应系统的设计
（一）热水系统组成
第一循环系统（热媒系统）：热源，热水机组。
第二循环系统（热水供应系统）：热水配水管网，回水管网。
附件：热水供水泵，循环水泵，膨胀罐，安全阀，节流阀，管道伸缩器，闸阀，水嘴等。
（二）热水供应方式的选择
1、集中加热分区供水系统
这种系统把高层建筑物内各分区热水系统的加热设备及循环水泵集中设置在地下室或其他附属建筑内，加热设备的冷水由各分区的高位水箱或变频调速水泵或气压给水设备供给，加热后的热水分别送往各分区系统使用加热的设备集中设置在地下室或底层，维护管理 方便，对隔音防振有利，热媒管道较短，可以减小管路噪音。但高区加热设备承受静水压力大，对高区加热设备承压要求高，另外高区配水立管和回水立管高度很大，承受静水压力也大，因而在高度上受限制，适宜在三个分区以下的高层建筑中采用，不适用于超高层建筑。
2、分散加热分区供热水系统
这种系统的加热设备及循环水泵分别设置在各分区的上部或下部设备层，加热设备的冷水同样由各分区的高位水箱或变频调速水泵或气压给水设备供给，加热后的热水沿本区管网系统送至各用水点。
（三）热水系统分区及管材
高层建筑生活用水要进行竖向分区，生活用水一般按照用水点的静水压力不超过0.35MPa～0.45MPa进行竖向分区。工程实践表明，当分区压力过大时，底层水压较大，用水器具容易损坏，且水流流速大，使用不便。设计采用用水点的静水压力不超过0.35MPa进行分区。
给水立管管材采用衬塑无缝钢管，法兰或沟槽连接，其余均采用PPR塑料管材及管件，热熔连接。管径DN50及以下者采用铜球阀，螺纹连接，DN50以上者采用铜闸阀，法兰连接，阀门的工作压力为1.0MPa
（四）系统附件的选用及设置
1、减压阀
因为高层建筑不同分区各配水点使用的冷水和热水系统的供水不能共用减压阀，只能分别减压后供给。为了各配水点处压力平衡，应选用质量可靠的可调式减压阀，将同一分区的冷水和热水压力调至平衡。
2、膨胀管
高层建筑的热水系统都较大，为了安全起见，一般都采用带膨胀管的开式系统。因热水温度较高，热水从膨胀管溢出时，如果不采取适当措施，容易发生烫伤事故。但第一不可将膨胀管的水回流至冷水箱，以防污染饮用水水质。第二不可将膨胀管的敞口部位向下延伸，因为会形成虹吸，使热水长流不止。应在膨胀管的上部（高于屋顶水箱的水位）开20mm小孔，以破坏虹吸，膨胀管的敞口部位可向下延伸，将溢流的热水引至安全地点（如消防水箱或屋顶雨水系统）排放。
3、循环泵
一般的水泵耐压能力是根据扬程确定的。高层建筑的热水循环泵的扬程虽不高，但背压却相当大。因此，设计文件中应特别注明背压要求，由制造商采取适当技术措施，以避免使用中泵体因背压而破损。另外，由于高层建筑的安静要求，采取选用低噪声水泵，泵基础安装隔振器，泵的进出口管道安装可曲绕橡胶接头，管道支撑采用弹性支吊架等措施。
结束语
相对低层建筑而言，高层建筑对生活给水系统及热水供应系统设计的安全性可靠性要求更高.设计者可通过设计和施工中遇到的问题，不断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的。还应根据项目的具体情况，灵活设计，使用户能享受到方便、快捷的热水供应。
参考文献
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[2]王琳，季文晗.高层建筑热水供应系统概述，2014.09
[3]黄文胜，改进高层建筑集中热水供应系统的设计，2012.03
[4]王文杰.浅谈高层建筑热水系统的设计，2014.05
论文作者:曹厚林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/15
标签：高层建筑论文; 水箱论文; 热水论文; 系统论文; 分区论文; 水泵论文; 高位论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;