建筑给水系统压力和供水方式

（一）建筑给水系统所需水压的确定

1.计算表达式

在建筑给水系统设计开始，首先要得到建筑物所在地区的最低供水压力，并将其与建筑给水系统所需压力（图1-9）进行比较，才好确定建筑物的供水方式。建筑给水系统所需压力必须保证将需要的水量输送到建筑物内最高、最远配水点（最不利配水点），并保证有一定的流出压力（流出压力是在保证给水额定流量的前提下，为克服给水配件内摩阻冲击及流速变化等阻力，在控制出流的启闭阀前所需的静水压，而不是出水口处的水头值。

图1-9　建筑给水系统所需压力

以淋浴器为例，不是指莲蓬头处，而是指阀门前的水头值），可按下式计算。

H=H1　+H2　+ H3　+H4

式中H—给水系统所需的供水压力，kPa；

H1—引入管起点至管网最不利点位置高度所要求的静水压力，kPa；

H2—计算管路的沿程与局部压力损失之和，kPa；

H3—水表的压力损失，kPa；

H4—管网最不利点所需的流出压力，kPa。

注：我国现行《建筑给水排水设计规》（GB50015—2003）（2009年版）对各卫生器具流出水头的规定改为对各卫生器具最低工作压力的规定，详见表1-3。

表1-3　卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称直径和最低工作压力

在有条件时，还应考虑一定的富余压力（一般为10～30kPa）。

为了在初步设计阶段能估算出室内给水管网所需的压力，对于居住建筑生活给水管网可按建筑物层数估算从地面算起的最小保证压力，一般一层为100kPa，二层为120kPa，三层及三层以上每增加一层，增加40kPa。

2.计算结果比较

计算出的建筑给水系统所需压力H 与室外给水管网压力（也称资用压力）H0进行比较。

（1）当H0略大于H 时，说明设计方案可行。

（2）当H0略小于H 时，可适当放大部分管段的管径，减小管道系统的压力损失，以达到室外管网给水压力满足室内给水系统所需压力。

（3）当H0大于H 许多时，可将管网中部分管段的管径调小一些，以节约能源和投资。

（4）当H 大于H0许多时，应在给水系统中设置增压装置。

（二）室内给水方式

1.非高层建筑室内给水方式

非高层建筑常用的室内给水方式有如下几种。

（1）直接给水方式

这种给水方式适用于室外管网水量和水压充足，能够全天保证室内用水要求的地区。室内给水管道系统直接与室外供水管网相连，利用室外管网压力直接向室内给水系统供水，如图1-10所示。

图1-10　直接给水方式

这种给水方式的优点是给水系统简单，投资少，安装维修方便，可充分利用室外管网水压，节约能源；缺点是系统内部无储备水量，室外管网一旦停水，室内系统立即断水。

（2）设水箱的给水方式

这种给水方式适用于室外管网水压周期性不足（一般是一天内大部分时间能满足要求，只在用水高峰时刻，由于用水量增加，室外管网水压降低而不能保证建筑的上层用水），并且允许设置水箱的建筑物。当室外管网压力大于室内管网所需压力时，则由室外管网直接向室内管网供水，并向水箱充水，以储备一定水量。当室外管网压力不足，不能满足室内管网所需压力时，则由水箱向室内系统补充供水。设水箱的给水方式如图1-11所示。

图1-11　设水箱的给水方式(www.xing528.com)

这种给水方式的优点是系统比较简单，投资较省；充分利用室外管网的压力供水，节省电能；同时，系统具有一定的储备水量，供水的安全可靠性较好。其缺点是系统设置了高位水箱，增加了建筑物的结构荷载，并给建筑设计的立面处理带来一定难度；同时，若管理不当，水箱的水质易受到污染。

（3）设水泵的给水方式

这种给水方式适用于室外管网水压经常性不足的生产车间、住宅楼或者居住小区集中加压供水系统。当室外管网压力不能满足室内管网所需压力时，利用水泵进行加压后向室内给水系统供水，当建筑物内用水量较均匀时，可采用恒速水泵供水；当建筑物内用水不均匀时，宜采用自动变频调速水泵供水，以提高水泵的运行效率，达到节能的目的。设水泵的给水方式如图1-12所示。

图1-12　设水泵的给水方式

这种给水方式避免了以上设水箱的缺点，但由于市政给水管理部门大多明确规定不允许生活用水水泵直接从室外管网吸水，而必须设置断流水池。断流水池可以兼作储水池使用，从而增加了供水的安全性。

（4）设水池、水泵和水箱的给水方式

这种给水方式适用于当室外给水管网水压经常性或周期性不足，又不允许水泵直接从室外管网吸水，并且室内用水不均匀，利用水泵从储水池吸水，经加压后送到高位水箱或直接送给系统用户使用的建筑物。当水泵供水量大于系统用水量时，多余的水充入水箱储存；当水泵供水量小于系统用水量时，则由水箱出水，向系统补充供水，以满足室内用水要求。设水池水泵和水箱的给水方式如图1-13所示。

图1-13　设水池、水泵和水箱的给水方式

这种给水方式由水泵和水箱联合工作，水泵及时向水箱充水，可以减小水箱容积。同时在水箱的调节下，水泵的工作稳定，能经常处在高效率下工作，节省电能。停水、停电时可延时供水，供水可靠，供水压力较稳定。其缺点是系统投资较大，且水泵工作时会带来一定的噪声干扰。

（5）设气压给水装置的给水方式

这种给水方式适用于室外管网水压经常不足，不宜设置高位水箱或水塔的建筑物（如隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术要求较高的建筑等），但对于压力要求稳定的用户不适宜。

气压给水装置是利用密闭储罐内空气的压缩或膨胀使水压上升或下降的特点来储存、调节和压送水量的给水装置，其作用相当于高位水箱和水塔，但其位置可根据需要较灵活地设在高处或低处。水泵从储水池吸水，经加压后送至给水系统和气压水罐内；停泵时，再由气压水罐向室内给水系统供水，由气压水罐调节储存水量及控制水泵运行。这种给水方式的优点是设备可设在建筑物的任何高度上，安装方便，具有较大的灵活性，水质不易受污染，投资省，建设周期短，便于实现自动化等。其缺点是给水压力波动较大，管理及运行费用较高，且调节能力低。

2.高层建筑室内给水方式

高层建筑如果采用同一给水系统，势必使低层管道中静水压力过大。需要采用耐高压管材配件及器件，使得工程造价增加；开启阀门或水龙头时，管网中易产生水锤；低层水龙头开启后，由于配水龙头处压力过高，使出流量增加，造成水流喷溅，影响使用，并可能使顶层龙头产生负压抽吸现象，形成回流污染。

在高层建筑中，为了充分利用室外管网水压，同时为了防止下层管道中静水压力过大，其给水系统必须进行竖向分区。分区的标准是使各区最低卫生器具配水点的静水压力小于其工作压力。《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）（2009年版）规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa；居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。住宅、旅馆、饭店、公寓等建筑一般为300～350kPa，办公楼一般为350～450kPa，也就相当于每10～12层为一个供水区。其分区形式主要有串联式、并联式、减压式和无水箱式。建筑高度不超过100m 的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式；建筑高度超过100m 的建筑，宜采用垂直串联供水方式。

（1）分区串联给水方式

该方式如图1-14所示，各区设置水箱和水泵，各区水泵均设在技术层内，自下区水箱抽水供上区用水。

这种给水方式的优点是设备与管道较简单，各分区水泵扬程可按本区需要设计，水泵效率高。其缺点是水泵设于技术层，对防振动、防噪声和防漏水等施工技术要求高，水泵分散设置，占用设备层面积大，管理维修不便，供水可靠性不高，若下区发生事故，其上部各区供水都会受到影响。

图1-14　分区串联给水方式

（2）分区并联给水方式

该方式如图1-15所示，每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱，向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。

图1-15　分区并联给水方式

这种给水方式的优点是：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。其缺点是：水泵型号较多，管材耗用较多，设备费用偏高；分区水箱占用建筑使用面积。

（3）减压水箱减压给水方式

该方式是由设置在底层（或地下室）的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再分送至各分区减压水箱减压后供下区使用。这种给水方式的优点是：水泵数量少，设备布置集中，管理维护简单，各分区减压水箱只起释放静水压力的作用，因此容积较小。其缺点是：屋顶水箱容积大，不利于结构抗震；建筑物高度大、分区较多时，下区减压水箱中浮球阀承压过大，易造成关闭不严的现象；上部某些管道部位发生故障时，将影响下部的供水。

（4）减压阀减压给水方式

该方式是由设置在底层（或地下室）的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再经各分区减压阀减压后供各区用水。

这种给水方式的优点是：水泵数量少，设备布置集中，管理维护简单，各分区减压水箱被减压阀代替，不占用建筑使用面积，安装方便，投资省。其缺点是：屋顶水箱容积大，不利于结构抗震；上部某些管道部位发生故障时，将影响下部的供水。

（5）分区无水箱给水方式

该方式是各分区设置单独的变速水泵供水，未设置水箱，水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内，分别向各区管网供水。

这种给水方式省去了水箱，因而节省了建筑物的使用面积；设备集中布置，便于维护管理；能源消耗较少。其缺点是水泵型号及数量较多，投资较大，维修较复杂。