高层建筑供水方式比较
——101846 陈楠
高层建筑由于层数多（超过十层），高度大（超过24m），下层水龙头中水头十分大，易产生喷溅，倒吸等不利现象，且管材要求高，设备昂贵，运转维修费都较高。因此，高层建筑给水应竖向分区，以达到合适的静水压力。同时为确保给水安全可靠，应当设置两条引入管，室内竖向或水平向管网应连成环状。高层建筑给水系统可以分为有无水箱两种，各具特点。
管线布置：
当设置水箱时，按管线布置的不同等又可分为并联供水，串联供水，减压水箱，减压阀供水四种。
并联供水方式是在各分区内独立设置水箱和水泵，其中水泵集中设置在建筑底层或地下室。如图1所示，引水管将水引入水池后，再由各个水泵通过独立的管道输送到各分区水箱中，然后供各配水点使用。
串联供水方式是将水泵分散设置在各区的设备层中，自下区水箱抽水到上区水箱，然后供配水点使用，如图2所示。
减压水箱供水方式是将整个建筑的用水全部由设置在地下底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各分区水箱，分区水箱起减压作用，然后供配水点使用。
减压阀供水方式工作原理与减压水箱供水方式相同，只是以减压阀代替减压水箱，管线布置基本一样。
无水箱供水方式是采用变速水泵供水，省去了高位水箱。根据管线布置也可以分为并联式，减压阀式。并联式是通过各个独立的变速水泵将水池中的水通过独立的管线直接送到各分区，供
使用。而如果是通过一根主管给各分区供水，此时下区水压较大，应当设置减压阀使水压在器具的工作压力内，这就是减压阀式。
综合比较，可以发现无论有无水箱，串联式重叠部分少，所以所需管线较少，管道较简单，减压式其次，并联式最为复杂。而无水箱式因为无需连接到水箱，更为简答直接，管线少。
安全性
高位水箱中有一定的储水量且依靠重力就能实现供水，即使外界断电断水也能维持一段时间；而变频水泵供水则依靠电力工作，没有储水量，所以一旦外界断电或断水，就会造成建筑的停水。
而并联式因为各自独立工作，各分区间基本不会相互影响，而串联式当主管或底层的水泵出现故障时，整座建筑都会受到影响，减压水箱供水方式与串联的安全性相近。但当使用减压阀时，其性能比减压水箱低，受外界影响较大，容易出故障。
再考虑到消防，一般情况下，可以将各水箱的安全可靠性排序如下：并联供水方式>串联供水方式>减压水箱供水方式>减压阀供水方式>无水箱并联供水方式>污水箱减压阀供水方式.
不过水箱中水易受污染，水没有无水箱式新鲜。因此无水箱供水方式更为健康安全。 从结构安全的角度来看，我原本以为水箱会对结构安全产生很大的不利影响。后来请教混凝土课的肖老师，了解到高位水箱对建筑的静力影响并不会很大，主要是动力影响。比如地震时，水箱中强烈的液体振荡会导致储罐的失稳和泄漏。但是，另一方面，若将经过特定设计的水箱设于高柔结构之上，在水箱自身安全无虞的前提下，液体振荡产生的动液压力和耗能作用则可减小结构主体的振动反应，提高结构的安全性和实用性。所以，近年来，将水箱设计为调谐液体阻尼器（TSD）对结构实施被动控制，从而达到很好的抗风，抗震的效果。
经济上 初期花费：
建筑结构花费：有水箱时，结构要求必然增加，所花费用较无水箱高，但根据咨询老师的结果，花费不会增加的十分多，跟整个工程比更是很小。
购置供水设备的花费：
4
Q5410Ld可求得最大小时用水量为QK245m3 hhT24
由于能力有限，我只搜到德国的red dragon RD3 speedy的变速水泵，功率为75w，扬程
45m，供水量800-8000L/h,价格为$6300,限于条件，只能靠这些条件粗略的分析。
为满足最大小时用水量，无水箱并联式每个分区需要2台，共三各分区需要6台，低区可以选用扬程略小的水泵，大约需要花费24万元，根据这种变速水泵估出的价格会比实际小。
无水箱减压阀是也需要6个才能满足要求，也大约需要花费24万元。不过随着水泵供水量的不同，实际结果会有所差异。比如最大供水量为7000L/h时，并联式每区最大小时用水量为15m，需要3台才能满足，总共需要9台，而减压阀式只要7台。因此整体上无水箱减压阀式所需变速水泵略少。再加上其他相配套的自动化设备，无水箱式的设备投入较为庞大。
而减压阀大约3000元一台，所以使用减压阀时，设备花费还会有所增加。而管线等其他设备因为所占份额较小所以不予考虑。
3
而如果是有水箱式，虽然结构上要求高点，但初期设备费会大大减少，总的看来初期投入还是较少的。
运营费用
能源消耗
我们以图1-图6为例，通过具体计算比较经济性。假设此高层是用于普通的三类住宅，取用水定额为300L/(人*d),小时变化系数为2.0.每层有20户人，每户3口，每3层高3m，则每区有十层，忽略配水点工作所需的压力，忽略能量损失（水箱1为高区水箱，水箱2为中区水箱，水箱3为低区水箱）。
再综合考虑到减压的供水方式能量利用率最低，变速水泵利用率最高。无水箱式能源消耗最小，减压式消耗最大，且差距比表中反应的更大。
维修费用
并联式系统简单，且设备集中布置，维修十分便利，花费小。串联式设备分散，维修不方便，但维修费用不会很高，减压水箱中浮球阀承压过大，可靠性差，维修更为频繁，变速水泵技术复杂，多为进口，维修复杂，维修费用高。
未来收益
主要通过楼层剩余面积衡量未来收益，面积越大，收益越大。若只考虑水箱所占用体积，忽略管线，水泵等。假设高区水箱均位于屋顶，不占用居住楼层的面积，则只有水箱2,3占用楼层，用每天供水的供水量代表水箱体积，则各种排水方式所占用的体积如下表（注：减压水箱主要用来减压，所以储水量可以比每天供水量小，体积比表中体积更小）:
表中水箱的体积间接反应了楼层被占用的面积。很显然，无水箱式最为节约面积，未来收益最大，由于减压阀也占用少量空间，所以减压阀供水方式其次，有水箱的串联方式最占用空间，未来收益较小。
综上可见，无水箱式虽然设备昂贵，当在使用过程中效率高，消耗小，而且节约面积，会带来更大收益。而有水箱式虽然各种形式的初期投入都不大，但除减压阀式外都占用楼层，经济效益差，所以减压阀式是目前我国实际工程中较多采用的一种方式。此外，若不是由于《高层建筑防火规范的限制》，在目前高房价，高收益的国情下无水箱式供水也会是个很好的选择。
总结：
实际选用供水方式时应当结合实际情况，从安全，经济等方面权衡考虑，也可结合起来使用。有老师曾经讲过，设计没有对错，没有不能，只要能给自己找足理由就行。我如果选择无水箱式（假设不考虑《防火规范》限制），就让甲方打出“先进的全自动化供水系统，全国领先”的广告，而如果选择有水箱式的则可以打出“先进的TSD抗震技术“或者”永不断水”等宣传，相信都能“说服”甲方。
参考文献
《高层建筑给水能耗构成及分区节能原理分析》 林林，桂欢燕
《高层建筑给水系统的设计要求及其相关问题研究》 李明华 丁士稠 《某小高层给水排水工程设计探讨》 刘晓莉 《多层与高层建筑给水系统分析》 陶华良 《浅析多层与高层建筑给水系统》 孙会
《利用水箱减振的结构控制研究》 张敏政 丁世文 郭讯 《建筑设备》 陈妙芳
高层建筑供水方式比较
——101846 陈楠
高层建筑由于层数多（超过十层），高度大（超过24m），下层水龙头中水头十分大，易产生喷溅，倒吸等不利现象，且管材要求高，设备昂贵，运转维修费都较高。因此，高层建筑给水应竖向分区，以达到合适的静水压力。同时为确保给水安全可靠，应当设置两条引入管，室内竖向或水平向管网应连成环状。高层建筑给水系统可以分为有无水箱两种，各具特点。
管线布置：
当设置水箱时，按管线布置的不同等又可分为并联供水，串联供水，减压水箱，减压阀供水四种。
并联供水方式是在各分区内独立设置水箱和水泵，其中水泵集中设置在建筑底层或地下室。如图1所示，引水管将水引入水池后，再由各个水泵通过独立的管道输送到各分区水箱中，然后供各配水点使用。
串联供水方式是将水泵分散设置在各区的设备层中，自下区水箱抽水到上区水箱，然后供配水点使用，如图2所示。
减压水箱供水方式是将整个建筑的用水全部由设置在地下底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各分区水箱，分区水箱起减压作用，然后供配水点使用。
减压阀供水方式工作原理与减压水箱供水方式相同，只是以减压阀代替减压水箱，管线布置基本一样。
无水箱供水方式是采用变速水泵供水，省去了高位水箱。根据管线布置也可以分为并联式，减压阀式。并联式是通过各个独立的变速水泵将水池中的水通过独立的管线直接送到各分区，供
使用。而如果是通过一根主管给各分区供水，此时下区水压较大，应当设置减压阀使水压在器具的工作压力内，这就是减压阀式。
综合比较，可以发现无论有无水箱，串联式重叠部分少，所以所需管线较少，管道较简单，减压式其次，并联式最为复杂。而无水箱式因为无需连接到水箱，更为简答直接，管线少。
安全性
高位水箱中有一定的储水量且依靠重力就能实现供水，即使外界断电断水也能维持一段时间；而变频水泵供水则依靠电力工作，没有储水量，所以一旦外界断电或断水，就会造成建筑的停水。
而并联式因为各自独立工作，各分区间基本不会相互影响，而串联式当主管或底层的水泵出现故障时，整座建筑都会受到影响，减压水箱供水方式与串联的安全性相近。但当使用减压阀时，其性能比减压水箱低，受外界影响较大，容易出故障。
再考虑到消防，一般情况下，可以将各水箱的安全可靠性排序如下：并联供水方式>串联供水方式>减压水箱供水方式>减压阀供水方式>无水箱并联供水方式>污水箱减压阀供水方式.
不过水箱中水易受污染，水没有无水箱式新鲜。因此无水箱供水方式更为健康安全。 从结构安全的角度来看，我原本以为水箱会对结构安全产生很大的不利影响。后来请教混凝土课的肖老师，了解到高位水箱对建筑的静力影响并不会很大，主要是动力影响。比如地震时，水箱中强烈的液体振荡会导致储罐的失稳和泄漏。但是，另一方面，若将经过特定设计的水箱设于高柔结构之上，在水箱自身安全无虞的前提下，液体振荡产生的动液压力和耗能作用则可减小结构主体的振动反应，提高结构的安全性和实用性。所以，近年来，将水箱设计为调谐液体阻尼器（TSD）对结构实施被动控制，从而达到很好的抗风，抗震的效果。
经济上 初期花费：
建筑结构花费：有水箱时，结构要求必然增加，所花费用较无水箱高，但根据咨询老师的结果，花费不会增加的十分多，跟整个工程比更是很小。
购置供水设备的花费：
4
Q5410Ld可求得最大小时用水量为QK245m3 hhT24
由于能力有限，我只搜到德国的red dragon RD3 speedy的变速水泵，功率为75w，扬程
45m，供水量800-8000L/h,价格为$6300,限于条件，只能靠这些条件粗略的分析。
为满足最大小时用水量，无水箱并联式每个分区需要2台，共三各分区需要6台，低区可以选用扬程略小的水泵，大约需要花费24万元，根据这种变速水泵估出的价格会比实际小。
无水箱减压阀是也需要6个才能满足要求，也大约需要花费24万元。不过随着水泵供水量的不同，实际结果会有所差异。比如最大供水量为7000L/h时，并联式每区最大小时用水量为15m，需要3台才能满足，总共需要9台，而减压阀式只要7台。因此整体上无水箱减压阀式所需变速水泵略少。再加上其他相配套的自动化设备，无水箱式的设备投入较为庞大。
而减压阀大约3000元一台，所以使用减压阀时，设备花费还会有所增加。而管线等其他设备因为所占份额较小所以不予考虑。
3
而如果是有水箱式，虽然结构上要求高点，但初期设备费会大大减少，总的看来初期投入还是较少的。
运营费用
能源消耗
我们以图1-图6为例，通过具体计算比较经济性。假设此高层是用于普通的三类住宅，取用水定额为300L/(人*d),小时变化系数为2.0.每层有20户人，每户3口，每3层高3m，则每区有十层，忽略配水点工作所需的压力，忽略能量损失（水箱1为高区水箱，水箱2为中区水箱，水箱3为低区水箱）。
再综合考虑到减压的供水方式能量利用率最低，变速水泵利用率最高。无水箱式能源消耗最小，减压式消耗最大，且差距比表中反应的更大。
维修费用
并联式系统简单，且设备集中布置，维修十分便利，花费小。串联式设备分散，维修不方便，但维修费用不会很高，减压水箱中浮球阀承压过大，可靠性差，维修更为频繁，变速水泵技术复杂，多为进口，维修复杂，维修费用高。
未来收益
主要通过楼层剩余面积衡量未来收益，面积越大，收益越大。若只考虑水箱所占用体积，忽略管线，水泵等。假设高区水箱均位于屋顶，不占用居住楼层的面积，则只有水箱2,3占用楼层，用每天供水的供水量代表水箱体积，则各种排水方式所占用的体积如下表（注：减压水箱主要用来减压，所以储水量可以比每天供水量小，体积比表中体积更小）:
表中水箱的体积间接反应了楼层被占用的面积。很显然，无水箱式最为节约面积，未来收益最大，由于减压阀也占用少量空间，所以减压阀供水方式其次，有水箱的串联方式最占用空间，未来收益较小。
综上可见，无水箱式虽然设备昂贵，当在使用过程中效率高，消耗小，而且节约面积，会带来更大收益。而有水箱式虽然各种形式的初期投入都不大，但除减压阀式外都占用楼层，经济效益差，所以减压阀式是目前我国实际工程中较多采用的一种方式。此外，若不是由于《高层建筑防火规范的限制》，在目前高房价，高收益的国情下无水箱式供水也会是个很好的选择。
总结：
实际选用供水方式时应当结合实际情况，从安全，经济等方面权衡考虑，也可结合起来使用。有老师曾经讲过，设计没有对错，没有不能，只要能给自己找足理由就行。我如果选择无水箱式（假设不考虑《防火规范》限制），就让甲方打出“先进的全自动化供水系统，全国领先”的广告，而如果选择有水箱式的则可以打出“先进的TSD抗震技术“或者”永不断水”等宣传，相信都能“说服”甲方。
参考文献
《高层建筑给水能耗构成及分区节能原理分析》 林林，桂欢燕
《高层建筑给水系统的设计要求及其相关问题研究》 李明华 丁士稠 《某小高层给水排水工程设计探讨》 刘晓莉 《多层与高层建筑给水系统分析》 陶华良 《浅析多层与高层建筑给水系统》 孙会
《利用水箱减振的结构控制研究》 张敏政 丁世文 郭讯 《建筑设备》 陈妙芳