1、高层建筑给水系统1.1概述1.1．1分类1）生活给水系统（1）生活冷水系统（2）生活热水系统（3）饮用水系统（4）中水系统2)生产给水系统（1）软化水系统（2）循环冷却水系统（3）游泳池及观赏水池给水系统3）消防给水系统1.1.2高层给水系统的组成引入管、水表节点、升压和贮水设备、管网及给水附件4部分与底层民用建筑相比，高层给水管网和附件具有如下特点（1）系统必须进行竖向分区（2）管网布置一般呈环状（3）给水附件的形式、类别、数量多，标准高。
（4）竖直干管通常敷设在专用的管道竖井内，水平干管布置在专用管道层或技术层（夹）内。
（5）施工安装及维护工作量较大，技术水平要求高，需与建筑内其他工种配合。
1.1.3给水系统的竖向分区高层建筑给水方式可高位水箱、气压罐和无水箱三种方式。
1）高位水箱给水方式（1）高位水箱并联给水方式（2）高位水箱串联给水方式（3）减压水箱给水方式（4）减压阀给水方式（a）（b）（c）（d）图1.1高层建筑高位水箱给水方式（a）并联（b）串联（c）减压水箱（d）减压阀2)气压给水设备给水方式其中供水设备包括离心泵和气压罐3）无水箱给水方式近年来，人们对水质的要求越来越高，国内外高层建筑采用无水箱的调速水泵供水方式成为工程应用主流。
特点：保证水质；省去高位水箱，能保证压力；利用变频调速使水泵处于较高效率的运行。
缺点是变频价格贵，维修复杂，一旦停电则断水。
1.2.2各种给水方式比较为了直观地分析比较给水方式水泵耗能情况，假设如下：某一建筑采用同样分区和不同的给水方式，各区的供水负荷分别占建筑供水负荷的的比例为：低区（35米）占50%、中区（30米）占25%、高区（30米）占25%；各区的水头损失设定为该区高度的10%；各区的水泵效率相同，则表1.2中水泵扬水功率计算方法如下：1)高位水箱给水方式高位水箱并联给水：（0.25Q×95+0.25Q×65+0.35Q×35）×1.1=63.25 Q 水泵轴功率为： 63,25Q∕102η高位水箱串联给水：（0.25Q×30+0.5Q×30+Q×35）×1.1=63.25 Q水泵轴功率为： 63,25Q∕102η减压水箱或减压阀给水： Q×95×1.1=104.5Q水泵轴功率为： 104.5Q∕102η2)气压给水设备给水方式由于气压水罐配套水泵的扬程以罐内平均压力工况确定，而管道系统相对简单，故假定气压给水设备给水方式的压力为扬水高度的1.4倍，而管道的水头损失比水箱供水方式高5%，则：气压给水设备并联给水：（0.25Q×95+0.25Q×65+0.35Q×35）×1.4×1.05=84.525Q水泵轴功率：84.525Q∕102η气压给水设备减压阀给水：Q×95×1.4×1.05=139.65Q水泵轴功率：139.65Q∕102η3)无水箱给水方式设计压力下，调速水泵根据系统用水量的变化来调节转速，随着水泵转速n 的降低，水泵效率也随之下降。
此外，系统的管道布置方式与气压给水设备给水方式相同，故假定水泵运行的平均效率为高位水箱给水方式的85%而管道的水头损失比高位水箱给水方式高5%，则：无水箱并联给水：（0.25Q×95+0.25Q×65+0.35Q×35）×1.05∕0.85=71.03Q 水泵轴功率： 71.03Q∕102η无水箱减压阀给水： Q×95×1.05∕0.85=117.35Q水泵轴功率： 117.35Q∕102η上述各式中Q为流量，L/S计，η为水泵效率。
将水泵能耗、运营动力费、占地面积、对水质污染的可能性以及管理方便程度共6方面，对高层常用的上述3大类给水方式进行比较，结果列于表1.2中。
表1.2 高层建筑各种给水方式比较注：A 、B 、C、 D为优劣顺序。
从表中可知，各种给水方式各有优劣，工程中需结合建筑的实际情况进行综合比较，在建筑甚高、竖向分区比较多时，往往还要采用多种给水方式相结合的混合给水。
1.3 水质污染原因及防水质污染的措施1.3.1水质污染原因高层建筑与底层建筑一样，生活给水系统的水质应符合现行的国家标准《生活饮用水卫生标准》的要求，生活杂用水系统的水质应符合现行的行业标准《生活杂用水水质标准》的要求。
如果给水系统设计、施工、维护、管理不当，就可能出现水质污染。
导致建筑给水系统水质污染的常见原因有：（1）位置或连接不当埋地式（2）设计缺陷（3）材料选用不当（4）施工问题（5）管理不善1.3.2水质污染原因防水质污染措施应符合“同质水从宽，异质水从严”的原则，特别是城镇给水管道与自备水源的供水管道直接连接，由生活饮用水管道供给回流污染高危场所和设备用水时，必须严格采取防止水质污染措施。
主要包括4方面：（1）空气隔断①卫生器具和用水设备等不得小于出口直径的2.5倍②饮用水池（箱）补水管不得小于补水管直径，且不得小于25mm，最大不超过150mm;③对消防、中水、雨水回用水的水池（箱）补水，不得小于补水管径的 2.5倍，最大不超过150mm。
（2）管道隔断通过在管道上设置处置措施避免饮用水污染，分为2类：从饮用水管道端接出，供水下游可能产生反压回流的情形设置倒流防止器；从饮用水管道接出，供水管道下游端自由出流、有可能产生虹吸回流的场所设置真空防破坏器。
（3）避免滞留变质（4）安装躲避1.4 给水管网的布置和敷设1.4.1 给水管材的选用目前，国内外普遍使用的给水管材有金属、非金属和复合管材3大类。
1）金属管材金属管材具有机械加工性能优良，水力条件好，使用寿命长的优点，建筑给水中常用的金属管有薄壁不锈钢管、热镀锌钢管与铜管3种。
薄壁不锈钢管采用卡压、环压、法兰或焊接等连接，因可能发生电化学腐蚀，故一般不宜和其他材料相接，可通过增加管材厚度来增加管道的耐压能力；热浸锌钢管采用螺纹、卡箍或焊接，不宜用于热水系统；铜管性能稳定，使用寿命长，大管径采用法兰或焊接，小管径常用的是薄壁紫铜管，承插钎焊连接，在宾馆、酒店、高档住宅中使用较多。
2）非金属管材非金属管材是指各式塑料管，具有节钢、节能、耐腐蚀，外观光滑、美观、比重小，施工运输方便等优点，同时具有线胀系数大，易变形、承压能力有限，抗紫外线能力差等缺点。
3）复合管材复合管材是金属和非金属相结合的管道。
4）管材的选择5）给水附件6）管网布置（1）有较高的供水可靠性（2）管线力求简短和顺直(3)给水干管应尽可能与其他性质相似的管道集中设置，以利于施工和维修。
（4）管线应尽量避免穿越沉降缝、伸缩缝、抗震缝、建筑物（或设备）基础及其他有可能使管道遭受损坏的地方。
（5）管线应尽量避开有可能使水管受到污染的管道、设备和构筑物。
如确有困难，则应根据有关规定采取必要的防污染措施。
（6）与高层建筑总体布局和功能分区协调一致，并综合考虑其他工种的管线布置情况。
（7）充分利用室外给水管网的水压。
（8）全面考虑建筑装修及隔音、防振等问题。
根据上述原则，高层建筑给水管网的布置应注意以下几个方面（1）给水引入管一般不应少于2条。
（2）引入管应分别自室外环网的不同侧接出，如只能自室外环网的同侧接出时，应采取设置贮水池或其他保证安全措施，引入管与室外管网连接处应设置水表井及倒流防止器。
（3）引入管的位置应尽可能靠近高层建筑物内用水量最大处，以减少管网中直径较大管段的长度及管网水头损失。
（4）引入管与建筑物的生活污水管或其他有可能污染给水管水质的管道保持一定距离（给水管与污水管的净距不宜小于1米）。
（5）引入管应朝室外管网保持一定的坡度（一般不小于0.003），并应在引入管上设泄水装置。
（6）内供水管网按供水要求进行竖向分区。
（7）当高层建筑物对供水要求较高时，各分区给水管网应在竖直方向各自连接成环网。
（8）各分区垂直供水管或干管应设置在管道竖井内，在符合建筑总体布置前提下，竖井的位置宜靠近卫生间或其他用水设备较集中处，以缩短管线长度。
（9）各分区水平供水管宜布置在管道层（或技术层）内。
（10）为便于检修，各分区给水管网应按下列原则装设阀门：①水平干管任一段检修时，其他管道仍可照常供水；②垂直干管应每隔数层装设一个阀门；③由垂直干管接至各层的横管上，均应装设检修阀；（11）为减小各分区给水管网的水压，均衡各层配水水嘴的流量，高层建筑各区下部给水管网的支管上应安装减压装置。
1.4.2 给水管道的敷设室内给水管网的敷设，分为明设和暗设2种。
1.5给水管网水力计算计算包括内容：确定用水量定额；确定设计秒流量计算公式，求出各计算管段的设计秒流量；计算各管段的管径、水头损失、确定给水所需的压力。
1.5.1用水量定额住宅、集体宿舍、旅馆和公共建筑等略。
工业企业建筑、管理人员的生活用水定额可取30-50L/（人、班）；车间工人用水定额应根据车间的性质确定，一般宜采用30-50L/（人、班），用水时间为8小时，小时变化系数为1.5-2.5。
工业企业建筑淋浴用水定额，应根据《工业企业设计卫生标准》中的车间卫生特征分级确定，一般可取40-60L/（人、次），延续时间1小时。
在估算用水量时，上述规范中的一些参数有时不能完全满足需要。
为便于设计，下列国内外有关办公、商售、餐饮、宾馆等建筑计算用水量参数的确定的方法可供参考。
1）办公（包括银行）办公人数的确定方法：（1）按总面积估算a AαN = N —办公楼内员工人数 A —办公楼总面积a α—每位员工占地面积，一般取12～14m 2/人。
（2）按有效面积估算a aαA N =N —办公楼内员工人数 a A —办公楼有效面积aα—每位员工占地面积，一般取5～7m 2/人。
出租办公室的有效面积为总面积的0.6；一般办公室有效面积为总面积的0.55～0.57；金融银行办公室有效面积为总面积的0.5～0.55 .若已有图纸，可按实际办公室的有效面积计。
2）商场（商售）略 3）健康娱乐中心 略 4）餐饮业 略 5）宾馆 略6）住宅、别墅、公寓、商住楼 略1.5.2 设计流量的计算1）最高日流量dmq1000Q =nd Q —最高日用水量m 3/dm —用水单位人数，人、床、辆等dq —最高日用水定额L/人·d ，L/床·d ，L/辆·d 。
1）最大小时用水量bdhQQTK=nT—高层建筑的用水时间，h 。
hK—小时变化系数1.5.3 给水管网水力计算 （略）1.5.4 管网的水力计算步骤 （略）1.6 贮水及增压、减压措施1.6.1 贮水 1)贮水池贮水池应满足水泵运行期间来不及补充的水量，同时保证停泵期间补充的来水大于运行期间来不及补充的水量，同时保证事故供水，即： xs V +V Pjt jT Px V —贮水池有效容积，m3;—水泵出水量, m 3; —外部管网的供水量, m 3; —水泵运行时间, h;s V —事故贮备水量，m 3; tT —水泵停运行的时间, h;设计中如因资料不足，无法按以上方法计算时，贮水池的调节水量应按不小于建筑最高日用水量的20～25%.2)吸水池吸水池的有效容积取决于：水泵的数量，吸水管口径及出水量。