第二节 建筑内部给水方式
7.选择给水方式的原则有哪些？
给水方式是指其给水系统的给水方案，选择的原则包括：
①充分利用外网水压直接供水，当不能满足时，上面数层采用加压供水。
②当两种及两种以上用水的水质接近时，应尽量采用共用给水系统。
③生产给水系统应优先设置循环给水系统或重复利用给水系统，并应利用其余压。
④系统中管道、配件和附件所承受的水压，均不得大于产品标准规定的允许工作压力。
8.给水方式的基本类型有哪些？
（1）直接给水方式
只设有给水管道系统，不设加压及贮水设备，室内给水管道与室外供水管网直接相连，利用室外管网压力直接向室内给水系统供水。适用于室外管网水量和水压充足，能够全天保证室内用户用水要求的地区。
（2）设水箱的给水方式
设有管道系统和屋顶水箱（亦称高位水箱），且室内给水系统与室外给水管网直接相连。平时贮存一定的用水量，当供高峰用水时，室外管网压力不足，则由水箱向室内系统补充供水。为了防止水箱中的水回流到室外管网，在引入管上要设置止回阀。适用于室外管网水压周期性不足及室内用水要求水压稳定，并且允许设置水箱的建筑物。
设置水箱的给水方式在非用水高峰期，由于Hg≥Hx，引入管上的止回阀开启，由室外给水管道向建筑给水管道系统供水，当供水量大于用水量时，多余的供水进入水箱，水箱贮水，水箱水面达到最高水位，通过浮球阀控制水箱停止进水；在用水高峰期，由于Hg<Hx，引入管上的止回阀关闭，建筑内部给水管道系统由水箱供水。
（3）设水泵的给水方式
设有管道系统及加压水泵。当室外管网水压经常不足时，利用水泵进行加压后向室内给水系统供水。当室外管网压力允许水泵直接吸水时，应绕水泵设旁通管，并在水泵出口和旁通管上装设止回阀，以防止停泵时，室内给水系统中的水产生回流。当造成室外管网压力幅度波动时，则必须设置断流水池（兼作贮水池使用），从而增加了供水的安全性。
当用水量较均匀时，采用恒速水泵供水；否则，宜采用自动变频调速水泵供水，以提高水泵的运行效率。
（4）设水池、水泵和水箱的给水方式
适用于室外给水管网水压经常不足，而且不允许水泵直接从室外管网吸水和室内用水不均匀的情形。在高位水箱上采用水位继电器控制水泵启动，易于实现管理自动化。
设水池、水泵和水箱的给水方式在开始工作时，先由水泵从水池吸水并向建筑内部给水管道系统供水，如果供水量大于用水量，则水箱贮水，当水箱水面达到最高水位时，由水位开关控制水泵停止运行，此时由水箱向建筑内部给水管道系统供水，随着供水时间的延长，当水箱水面降至最低水位时，由水位开关控制水泵启动运行。
（5）设气压给水装置的给水方式
气压给水装置是利用密闭压力水罐内空气的可压缩性贮存、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。由气压水罐调节贮存水量及控制水泵运行。这种给水方式给水压力波动较大，管理及运行费用较高，且调节能力小，适用于室外管网水压经常不足，不宜设置高位水箱的建筑（隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术较高的建筑）。
（6）分区给水方式
利用室外给水管道的供水压力，可将水供到高层建筑下部若干楼层时，为了充分利用室外管网水压，可将建筑物供水系统划分上、下两区。下区由外网直接供水，上区由升压、贮水设备供水。
这种给水方式可减少下部楼层设有洗衣房、浴室、餐厅等用水量大的高层建筑的供水电耗，从而降低其建筑内部给水系统的运行费用。
9.设储水池、水泵的给水方式的优缺点和适用范围是什么？
当室外给水管网的水量能满足室内要求，而水压大部分时间不足时，宜采用设储水池、水泵的给水方式。
即室外管网供水至储水池，由水泵将储水池中的水抽升至室内管网各用水点。水泵的选择取决于室内用水的均匀程度，如图1-2所示。
图 1-2 设置储水池、水泵的给水方式
这种供水方式的优点是供水安全可靠、不设高位水箱、不增加建筑结构负荷。其缺点是室外管网的供水水压未得到充分利用。
10.直接给水方式的优缺点和适用范围是什么？
当市政给水管网的水质、水量、水压在一天内任何时间均能满足建筑内部给水管网要求时，宜采用直接给水方式，如图1-3所示。即室内给水管网与室外给水管网直接相连，室内给水系统是在室外给水管网的压力下工作。
图 1-3 直接给水方式示意图
这种供水方式的优点是可以充分利用室外管网水压，系统简单，安装维护可靠，不设室内动力设备减少能源浪费，当外网的水压、水量能够保证时，供水安全可靠。其缺点为室内各用水点的压力受室外水压波动的影响较大；水量、水压受室外给水管网的影响较大，当市政管网发生断水事故时，建筑物内部会立即停水。
当外网压力超过允许值时，应设置减压装置。
11.仅设水箱的给水方式的优缺点和适用范围是什么？
当室外给水管网的水压一天内大部分时间能满足室内给水的要求，仅在用水高峰时，由于需水量的增加，而使市政管网压力降低，不能保证建筑上层的用水时，可仅设高位水箱使室外管道直接进入建筑物内部。水箱设在建筑物的顶层之上。
这种给水系统有两种不同的布置方式。一种是室外给水管网供水到室内管网和水箱，如图1-4（a）所示；另一种是室外给水管网的水全部送至水箱，然后由水箱向室内供水，如图1-4（b）所示。
图 1-4 仅设水箱的给水方式
这种供水系统供水比较可靠，系统较简单，投资较省。安装和维护较简单，可充分利用外网水压，节省能源和水泵设备，减轻市政管网高峰负荷。其缺点是需设高位水箱，增加结构荷载，若水箱容量不足，图1-4（a）所示供水方式可能造成上、下层同时停水。同时这种供水方式存在水箱水质易污染的弊端。
12.建筑内部给水系统中设置水箱的原则是什么？
建筑内部给水系统中设置水箱的原则有：
①当室外供水压力周期性不足，需要设置水箱来满足室内供水要求；
②如果室外供水压力经常性不足，需设置水泵加压，为了减少水泵启动次数可以设置水箱；
③根据使用要求可以设置水箱，以保持恒压供水。
13.水箱有哪些配管与附件？
水箱主要的配管与附件（图1-5）如下。
图 1-5 水箱配管、附件示意图
（1）进水管
进水管一般从水箱壁接入，当水箱直接从管网进水时，进水管上应装设不少于两个浮球阀或液压水位控制阀，浮球阀管径应与金属管管径相同，应在浮球阀前装设阀门，以便检修。进水管至水箱上缘应有150～200mm距离，以便安装浮球阀。
（2）出水管
出水管可从箱壁或箱底接出。出水管内底应高于水箱内底不小于50mm，以装设阀门。出水管与进水管可以分别和水箱连接，合用时出水管上设有止回阀；当消防时，水箱中出现消防低水位情况应能保证止回阀启动。
（3）溢流管
溢流管用以控制水箱的最高水位，管口应高于设计最高水位50mm，管径应比进水管大1～2号，但在水箱底以下可与进水管径相同。溢流管上不得装设阀门，其出口处应设网罩，并采取断流排水或间接排水方式。不得与污水管道直接相连。
（4）水位信号管
一般应在水箱侧壁上安装玻璃液位计，用以就地指示水位。应该安装在水箱壁溢流管口以下10mm处，管径15～20mm，信号管另一端通到经常有值班人员的房间的污水池上。如有声、光信号，此管可不设。
（5）排水管
为放空水箱和排除冲洗水箱的污水而设置排水管。管口由水箱底部接出连接在溢流管上，管径40～50mm，在排水管上需要安装阀门。
（6）通气管
为了防止水质污染，供生活饮用水的水箱应设置密封箱盖，箱盖上应设检修人孔和通气管。通气管可深至室内或室外，但不得深到有有害气体的地方。管口应该设置防止灰尘、昆虫和蚊蝇进入的滤网，一般将管口朝下。
（7）泄水管
有的水箱设置泄水管，用以排泄箱壁上的凝结水，泄水管应连接在溢流管上，不得设置阀门。
14.串联水泵、水箱的高位水箱分区给水方式的优缺点是什么？
串联给水方式是水泵分散设置在各区的楼层之中，下一区的高位水箱兼作上一区的储水池，如图1-6所示。
图 1-6 串联水泵、水箱给水方式
这种方式的优点是：无高压水泵和高压管道；动力运行费用经济。
其缺点是：水泵分散设置，连同水箱所占楼房的平面、空间较大；水泵设在楼层，防振、隔音要求高，且管理维护不方便；若下部发生故障，将影响上部的供水。
15.室内给水系统中水箱的有效容积如何确定？
水箱的有效容积主要根据它在给水系统中的作用来确定。若仅作为水量调节之用，其有效容积即为调节容积。水箱的调节容积理论上应根据室外给水管网或水泵向水箱供水和水箱向建筑内给水系统输水的曲线，经分析后确定，但因以上曲线不易获得，实际工程中可按水箱进水的不同情况按以下经验公式计算确定。
①由室外给水管网直接供水的水箱，其有效容积：
V=QLTL
式中，V为水箱的有效容积，m3；QL为水箱供水的最大连续平均小时用水量，m3/h；TL为水箱供水的最大连续时间，h。
②由人工操作水泵进水时，水箱的有效容积采用下面的公式：
式中，V为水箱的有效容积，m3；Qd为最高日用量，m3/d；nb为水泵每天启动次数；Tb为水泵启动一次的最短运行时间，h，由设计确定；Qp为水泵运行时间Tb内的建筑平均用水量，m3/h。
③水泵自动启动供水到水箱时，有效容积的计算公式为：
式中，V为水箱的有效容积，m3；C为安全系数，可在1.5～2.0内采用；qb为水泵出水量，m3/h；Kb为水泵1h内最大启动次数，一般选用4～8次/h。
用以上公式计算所得水箱调节容积较小，必须在确保水泵自动启动装置安全可靠的条件下采用。
也可用经验数据估算水箱的容积及生活用水的水箱容积：如水泵为自动控制时，不得小于日用水量的5%；如水泵为人工控制时，不得小于10%。仅在夜间进水的水箱，应按用水人数和用水定额确定。生产事故备用水量可按工艺要求确定。消防储备水量用以扑救初期火灾，一般都以10min的室内消防设计流量计。当室内消防用水量≤25L/s时，其水箱消防储水量可按12m3计，当室内消防用水量>25L/s时，其水箱消防储水量应不小于18m3。
16.并联水泵、水箱的高位水箱分区给水方式的特点是什么？
并联水泵、水箱给水方式是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，如图1-7所示。
图 1-7 并联水泵、水箱给水方式
1—水箱；2—水泵；3—水池
这种方式的优点是：各区自成一体，互不影响；水泵集中，管理维护方便；动力运行费用较低。
缺点是：水泵数量多，耗用管材较多，设备费用偏高；分区水箱占用楼房空间多；有高压水泵和高压管道。
17.高位水箱减压给水方式可以分为哪几类？各自的优缺点是什么？
减压给水方式分为减压水箱给水方式和减压阀给水方式。这两种方式的共同点是建筑物的用水由设置在底层的水泵一次提升至屋顶总水箱，再由此水箱依次向下区减压供水。不同的是前者通过各区水箱减压，而后者是由减压阀代替减压水箱。
（1）减压水箱给水方式（图1-8）
图 1-8 减压水箱给水方式
1—水箱；2—水泵；3—水池
减压水箱给水方式的优点是：水泵数量少，水泵房面积小，设备费用低，管理维护简单；各分区减压水箱容积小。其缺点是：水泵动力运行费用高；屋顶水箱容积大；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。
这种给水方式适用于允许分区设置水箱，电力供应充足，电价较低的各类高层建筑。采用这种给水方式供水，中间水箱进水管上最好安装减压阀，以防止浮球阀损坏并起到减缓水锤的作用。另外，对于高度不是很高的高层建筑，为了避免中间减压水箱浮球阀因启闭频繁而容易损坏问题，可在减压水箱内设置一个小水箱，这样可以延长浮球阀的启闭间隔时间。
（2）减压阀给水方式（图1-9）
图1-9 减压阀给水方式
使用减压阀替代减压水箱进行减压供水。这种方式与减压水箱进水方式相比，其最大优点是节省了建筑的使用面积。其余各方面均与减压水箱给水方式相同。
减压阀给水方式是目前应用比较广泛的一种给水方式，采用这种给水方式的关键是要选用使用可靠、质量过关的减压阀。目前常用的减压阀有比例式和弹簧式两种。
18.水泵的给水方式主要可以分为哪几类，各类的适用范围与优缺点是什么？
根据水泵类型的不同可以分为恒速泵给水方式和变频调速泵给水方式，分别如图1-10（a）和（b）所示。
图 1-10 水泵给水方式
如果一天内室外给水压力大部分时间满足不了室内需要，且建筑内部用水量较大又较均匀时，可单设水泵增压。对于用水量较大，但是用水不均匀的建筑，如住宅等，仅设水泵的恒速运行方式很不经济，可考虑采用储水池或者多台泵的变速运行方式，使供水曲线和用水曲线相接近，达到节能的目的。
19.气压式给水方式的适用范围和优缺点有哪些？
气压式给水又称气压罐给水，当室外管网的水压满足不了室内需要时，气压式给水方式是最经济、供水最稳定的一种供水方式。如图1-11所示，气压式给水主要是由隔膜式气压罐、储水池、水泵、电接点压力表及其连接管道等组成。
图 1-11 气压式给水方式示意图
这种供水方式的优点是水质卫生条件好，给水压力可在一定范围内调节。缺点是气压水罐的调节储量较小，水泵启动频繁，水泵在变压下工作，工作效率低、能耗大、运行费用高，水压变化幅度较大，对建筑物给水配件的使用带来不利影响。
20.分区供水给水方式的适用范围与优缺点是什么？
在层数较多的建筑物中，室外给水管网水压往往只能供到建筑物下面几层，而不能供到建筑物上层，此时，为了充分有效地利用室外管网的水压，常将建筑物给水系统分成上下两个供水区，如图1-12所示。
图 1-12 分区供水给水方式示意图
1—生活用水泵；2—消防水泵；3—储水池；4—水箱；5—拔节给水的水压线
下区直接在城市管网压力下工作，上区则由水泵水箱联合供水。两区间可由一根或两根立管连通，在分区处装设闸阀，必要时可使整个管网全由水箱供水或由室外管网直接向水箱充水。
这种供水方式的优点是既可充分利用城市配水管网压力，又可减少储水池和水箱的容量，供水安全且经济。缺点是高区设置储水池、水泵、水箱一次性投资大，安装、维护较复杂。
如果建筑内部设有消防时，消防水泵则要按上、下两区用水考虑。