變頻器在智能建筑中無塔自動供水器的應(yīng)用分析
變頻器在智能建筑中無塔自動供水器的應(yīng)用分析
對于高層建筑，城市給水管網(wǎng)的水壓一般不能滿足高區(qū)部分生活用水的要求，絕大多數(shù)采用分區(qū)給水方式，即低區(qū)部分直按由城市給水管網(wǎng)供水，高區(qū)部分由水泵加壓供水。選擇給水方式是高層建筑無塔自動供水器設(shè)計的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到無塔自動供水器的使用和工程造價。
就目前我國城市給水狀況而言，水壓一般可滿足建筑五～六層的生活用水要求，高區(qū)部分的供水應(yīng)根據(jù)具體情況確定。《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ15－88）（以下簡稱《規(guī)范》）第2.3.4條規(guī)定：“高層建筑無塔自動供水器的豎向分區(qū)，應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件，結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓，住宅、旅館、醫(yī)院宜為300～350KPa；辦公樓宜為350～450KPa。”因此，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定的分區(qū)給水靜水壓，兼顧消防給水系統(tǒng)的給水方式，高層建筑無塔自動供水器高區(qū)部分應(yīng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)。
高區(qū)部分可以采用的分區(qū)給水方式有：高位水箱給水方式；變頻調(diào)速水泵給水方式或氣壓罐給水方式。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045－95）第7.4.7條規(guī)定：“采用高壓給水系統(tǒng)時，可不設(shè)高位消防水箱。當(dāng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)高位消防水箱……。”我國目前消防給水系統(tǒng)中臨時高壓制居多，一般高層建筑都設(shè)有高位消防水箱。在高位水箱有效容積增加不多的情況下，生活貯水與消防貯水同時貯存于一個水箱中，這既經(jīng)濟(jì)又便于管理。高位水箱具有穩(wěn)壓作用，使冷熱水系統(tǒng)水壓保持平衡，方便洗浴。變頻調(diào)速水泵不能滿足消防貯水量，存在小流量和零流量供水問題，同時變頻控制股價格較高，在高層建筑中采用較少。氣壓罐給水方式的主要缺點(diǎn)是氣壓罐調(diào)節(jié)容積小，同樣存在不能滿足消防貯水的問題，一般作為消防給水系統(tǒng)中的經(jīng)常性增壓設(shè)備，對于高層建筑生活給水一般用于少數(shù)樓層水壓不足時的增壓。由于以上諸多原因，目前絕大多數(shù)高層建筑采用高位水箱給水方式，盡管高位水箱存在增加建筑荷載和防止生活用水受到二次污染的問題。
高位水箱給水方式可根據(jù)《規(guī)范》要求采用高位水箱減壓給水方式、高位水箱并聯(lián)給水方式或高位水箱串聯(lián)給水方式，或者根據(jù)具體情況采用幾種給水方式的結(jié)合。其中高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱和減壓閥減壓。減壓水箱占用一定的建筑面積，并且增加了防止生活用水二次污染的困難，有噪音影響。減壓閥造價雖然較高，但占地面積大大減小，不影響水質(zhì)而且無噪聲，國內(nèi)減壓閥產(chǎn)品質(zhì)量提高，性能可靠，故采用減壓閥減壓方式的日漸增多。
高位水箱給水方式在實際應(yīng)用中可以按以下情況考慮
1、建筑高度50m左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用貯水池——水泵——屋頂水箱——減壓閥給水方式。如果低區(qū)部分對供水安全要求較高，可以直接從屋頂水箱引下一根立管至低區(qū)管網(wǎng)，該立管上設(shè)電動閥門和減壓閥，平時電動閥門關(guān)閉，在城市給水管網(wǎng)停止供水時打開電動閥門向低區(qū)供水。如圖1所示。此方式供水安全可靠，充分利用了城市管網(wǎng)的水壓，節(jié)省能源。這種方式普遍采用。
2、建筑高度50～80m左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用貯水池——水屋頂水箱——減壓閥給水方式或高位水箱并聯(lián)給水方式。并聯(lián)給水方式各分區(qū)為獨(dú)立的給水系統(tǒng)，供水安全可靠，水泵集中布置，便了管理維護(hù)，運(yùn)行動力費(fèi)川省。但走必須設(shè)水泵——水箱兩套設(shè)備，增加了水泵和水箱占用的建筑面積，造價增大，這在大城市尤為顯著。減壓閥給水方式系統(tǒng)簡單，設(shè)備費(fèi)用少，占地面積小，管理維護(hù)方便。但是其供水安全性比并聯(lián)給水較差，運(yùn)行動力費(fèi)用較高。目前我國各地供電情況逐步改善，電費(fèi)比較適中，采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式具有較大優(yōu)越性。這種情況病區(qū)部分有兩個分區(qū)。此種方式應(yīng)用較多。如由重慶建筑大學(xué)設(shè)計的重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院外科大樓，總建筑面積37756㎡，地下有兩層，地上有二十三層，建筑高度89.1m。無塔自動供水器采用分區(qū)給水方式，四層及四層以下由城市管網(wǎng)直接供水，五層及五層以上由貯水池——水泵——屋頂水箱——減壓閥減壓給水，高區(qū)部分有兩個分區(qū)。
3、建筑高度批80～110m左右的高層建筑，高區(qū)部分推薦采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式，即貯水池——水泵——屋頂水箱——減壓閥給水方式，如圖4所示。也可以采用高位水箱并聯(lián)給水方式。這種情況高區(qū)部分有三個分區(qū)。
4、建筑高度超過110m的高層建筑，最高分區(qū)水泵揚(yáng)程將會很大，壓水管線很長，為避免這種情況應(yīng)采用高位水箱串聯(lián)給水方式（不設(shè)中間水箱時采用中間接力水泵方式）。推薦采用高位水箱串聯(lián)給水與減壓給水相結(jié)合的方式。
高位水箱串聯(lián)給水方式的特點(diǎn)是各分區(qū)的水泵分散設(shè)置，各從下一分區(qū)的水箱抽水，下一分區(qū)的水箱除供本分區(qū)外同時是上一分區(qū)的水源，適用于超高層建筑。其優(yōu)點(diǎn)是避免了設(shè)揚(yáng)程高的水泵和水壓高的壓水管，壓水管也不會很長。其缺點(diǎn)是由于設(shè)備分散，管理維護(hù)不便；水泵設(shè)于樓層對防震、隔音要求高；上區(qū)供水受下區(qū)影響，安全性較差。串聯(lián)給水與減壓給水結(jié)合，由于設(shè)備（水泵、水箱）減少，節(jié)省造價，并有利于管理維護(hù)，也減小了震動和噪聲的影響，因而在超高層建筑中采用較多。以上四種情況也有例外。如重慶揚(yáng)子江假日飯店，建筑高度79.65m，地下一層，地上二十三層，地下一層至二層由水泵——屋頂水箱聯(lián)合供水，二十一至二十三層由氣壓給水設(shè)備增壓供水。其低區(qū)最低配水點(diǎn)所受靜水壓達(dá)0.8MPa左右，這是由于該分區(qū)給水系統(tǒng)材料和設(shè)備承壓能力好并采取了相應(yīng)防振隔音措施。
綜上所述，高層建筑無塔自動供水器給水方式的選擇應(yīng)考慮多種因素。當(dāng)建筑高度50m左右時，低區(qū)利用城市給水管網(wǎng)水壓直接供水，高區(qū)采用水泵——屋頂水箱聯(lián)合供水；當(dāng)建筑高度50-80m時，高區(qū)采用高位水箱減壓閥給水方式；當(dāng)建筑高度80-110m時，高區(qū)采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式：當(dāng)建筑高度超過110m時，高區(qū)采用高位水箱串聯(lián)給水與減壓給水相結(jié)合的方式。總之，應(yīng)根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況及工程的實際情況，確定經(jīng)濟(jì)合理的給水方式。
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