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居住小区给水系统减压阀

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居民小区给水系统减压阀
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SH

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居住小区给水系统减压阀组成

居住小区给水工程是指城镇中居住小区、居住组团、街坊和庭院范围人的建筑外部给水工程，不包括城镇工业区或中小工矿的厂区给水工程。

高层建筑给水系统的几种方式
十层的民用建筑至少在30米，即使以24米的公用建筑计算，市政管网的压力肯定需要二次加压才能满足要求，不存在直接供水的可能。但是，根据建筑的高度、管道的承压能力、用水器具的压力要求，又可以分为以下几种方式。
（1）分区减压系统这种系统目前可以说是受欢迎的，因为减压阀的价格已经降到3000元/件左右，相比而言，管材和安装工程量以及系统得维护难度等均大幅度下降，其经济效率大大。系统的组成方式为：、生活水池、水泵、主管道、直接入户管、减压阀、阀后入户管等。目前的高层或小高层采用这种方式的很多。系统原理：一般由建筑地下室的泵房进行性集中加压，高压水沿主干管送至建筑上部用户，并满足要求；但是对于建筑下部的用户水压过高，则需要进行集中减压（减压阀组），再送至用户。缺点就是减压区的水头损失大，水泵功耗较大。
1 高层建筑给水方式的选择　　选择给水方式是高层建筑给水系统设计的关键，它直接关系到给水系统的使用和工程造价。对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求，大多数采用分区给水方式，即低区部分直接由城市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水。　　　　高区部分可以采用的分区给水方式有：高位水箱给水方式；变频调速水泵给水方式或气压罐给水方式。目前大多数高层建筑采用高位水箱给水方式。　　高位水箱给水方式可根据《规范》要求采用高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式和高位水箱串联给水方式，或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压，而减压阀占地面积小，不影响水质，无噪声，国内减压阀产品质量逐渐，性能，故采用减压阀减压方式的日渐增多。　　2 给水减压阀的应用　　随着我国建筑给排水科技的发展，近十余年来各种类型和国内自行研制的给水减压阀已在高层建筑乃至层建筑给水系统中得到广泛应用。实践表明：应用减压阀的给水减压保障系统与传统的中间水箱减压系统相比，有占用空间小、技术特性稳定、压力比调节灵活、使用寿命长、维护管理便捷等优点。但如何保障高层建筑减压阀给水系统的正常工作，使高层建筑用户获得良好的供用水环境，并楼宇内消灭火设施(消火栓、喷洒)遇警显效的作用，离不开对减压阀给水系统科学有序的维护管理。下面结合实际工作经验，对高层建筑给水系统中减压阀的使用及维护管理谈一些体会。　　　　2．1 1用1备的减压阀组应定期轮换工作。大部分高层建筑生活给水减压保障系统，是以给水竖向分区设置的，一般设在每一给水分区总管上。考虑到众多用户的用水**性，设计时减压阀应两套并列安装(1用1备)。减压通路两侧都辅以闸阀或蝶阀，可启闭任一减压通道，为使并列的两套减压阀通道能正常工作，常规一个月轮流交换，搁置时间过长减压通道水结垢，减压元件阀芯会卡住失效。
高层建筑生活给水系统给水方式的选择
摘要：通过高层建筑生活给水系统各种给水方式的比较，认为根据具体情况采用高位水箱减压给水方式或几种给水方式的结合在是比较合理的给水方式。
选择给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用和工程造价。对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求，大多数采用分区给水方式，即低区部分直按由城市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水。就目前我国城市给水状况而言，水压一般可满足建筑五～六层的生活用水要求，高区部分的供水应根据具体情况确定。《建筑给水排水设计规范》（GBJ15－88）（以下简称《规范》）第2.3.4条规定：“高层建筑生活给水系统的竖向分区，应根据使用要求、材料设备性能、维修管理、建筑物层数等条件，结合利用室外给水管网的水压合理确定。分区卫生器具配水点处的静水压，住宅、旅馆、宜为300～350KPa；办公楼宜为350～450KPa。”因此，根据《规范》规定的分区给水静水压，兼顾消给水系统的给水方式，高层建筑生活给水系统高区部分应进行合理的竖向分区。　　高区部分可以采用的分区给水方式有：高位水箱给水方式；变频调速水泵给水方式或气压罐给水方式。《高层民用建筑设计火规范》（GB50045－95）第7.4.7条规定：“采用高压给水系统时，可不设高位消水箱。当采用临时高压给水系统时，应设高位消水箱……。”我国目前消给水系统中临时高压制居多，一般高层建筑都设有高位消水箱。在高位水箱容积增加不多的情况下，生活贮水与消贮水同时贮存于一个水箱中，这既经济又便于管理。高位水箱具有稳压作用，使冷热水系统水压保持平衡，方便洗浴。变频调速水泵不能满足消贮水量，存在小流量和流量供水，同时变频控制股价格较高，在高层建筑中采用较少。气压罐给水方式的主要缺点是气压罐调节容积小，同样存在不能满足消贮水的问题，一般作为消给水系统中的经常性增压设备，对于高层建筑生活给水一般用于少数楼层水压不足时的增压。由于以上诸多原因，目前大多数高层建筑采用高位水箱给水方式，尽管高位水箱存在增加建筑荷载和生活用水受到二次污染的问题。　　高位水箱给水方式可根据《规范》要求采用高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱串联给水方式，或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用的建筑面积，并且增加了生活用水二次污染的困难，有噪音。减压阀造价虽然较高，但占地面积大大减小，不影响水质而且无噪声，国内减压阀产品质量，性能，故采用减压阀减压方式的日渐增多。　　高位水箱给水方式在实际中可以按以下情况考虑。　　1、建筑高度50m左右的高层建筑，高区部分可采用贮水池——水泵——屋顶水箱——减压阀给水方式。如果低区部分对供水*要求较高，可以直接从屋顶水箱引下一根立管至低区管网，该立管上设电动阀门和减压阀，平时电动阀门关闭，在城市给水管网停止供水时打开电动阀门向低区供水。如图1所示。此方式供水**，充分利用了城市管网的水压，节省能源。这种方式普遍采用。　　2、建筑高度50～80m左右的高层建筑，高区部分可采用贮水池——水屋顶水箱——减压阀给水方式（见图2）或高位水箱并联给水方式（见图3）。并联给水方式各分区为*的给水系统，供水**，水泵集中布置，便了管理维护，运行动力费较省。但须设水泵——水箱两套设备，增加了水泵和水箱占用的建筑面积，造价，这在大城市尤为显著。减压阀给水方式系统简单，设备费用少，占地面积小，管理维护方便。但是其供水性比并联给水较差，运行动力费用较高。目前我国各地供电情况逐步，电费比较适中，采用高位水箱分区减压给水方式具有较大性。这种情况病区部分有两个分区。此种方式应用较多。如由重庆建筑大学设计的重庆医科大学附属医院大楼，总建筑面积 37756m2，地下有两层，地上有二十三层，建筑高度 89.1m。生活给水系统采用分区给水方式，四层及四层以下由城市管网直接供水，五层及五层以上由贮水池——水泵——屋顶水箱——减压阀减压给水，高区部分有两个分区。　　3、建筑高度在80～110m左右的高层建筑，高区部分推荐采用高位水箱分区减压给水方式，即贮水池——水泵——屋顶水箱——减压阀给水方式，如图4所示。也可以采用高位水箱并联给水方式。这种情况高区部分有三个分区。
常用的高层建筑给水方式
（一）高位水箱供水方式
可分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式。
1、高位水箱并列供水方式
在各分区设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。
优点：1）各区是*系统，供水**；
2）水泵集中，管理维护方便；
3）运行动力费用经济。
缺点：1）水泵数量多，高压管线长，设备费用增加；2）分区水箱占用建筑面积，影响经济效益。
2、高位水箱串联供水方式
水泵分散设置在各区的楼层中，低区的水箱兼作上一区的水池。
优点：1）无高压水泵和高压管线；
2）运行动力费用经济。
缺点：1）水泵分散设置，占用较大面积，管理维护不便；2）震、隔音要求高；3）供水性差。
3、减压水箱供水方式
整个高层建筑的用水量由底层水泵至屋顶总水箱，然后再送至各分区减压水箱。
优点：1）水泵数量少，设备费用低，维护管理简单；2）泵房面积小，减压水箱容积小。
缺点：1）水泵运行动力费用高；2）屋顶水箱容积大，对建筑结构不利；3）供水性差。
4、减压阀供水方式
以减压阀代替减压水箱。
优点：减压阀不占面积；
缺点：水泵运行动力费用高。 _
（二）气压水箱供水方式
1、气压水箱并列供水方式
2、气压水箱减压阀供水方式
优点：不需高位水箱，不占建筑面积。
缺点：运行动力费用高；贮水量小，水泵启闭频繁。
（三）无水箱供水方式
根据给水系统中用水量情况自动改变水泵的转速，调整出流量并使水泵具有较高工作效率。
1、变速水泵并列供水方式
2、变速水泵减压阀供水方式 ^
优点：不需高位水箱，不占建筑面积
缺点：1）设备费用较大；
2）管理水平要求高（设备维杂）。
建筑很高，分区数较多时，可根据实际情况混合采用各种供水方式。
十层的民用建筑至少在30米，即使以24米的公用建筑计算，市政管网的压力肯定需要二次加压才能满足要求，不存在直接供水的可能。但是，根据建筑的高度、管道的承压能力、用水器具的压力要求，又可以分为以下几种方式。
（1）分区减压系统这种系统目前可以说是受欢迎的，因为减压阀的价格已经降到3000元/件左右，相比而言，管材和安装工程量以及系统得维护难度等均大幅度下降，其经济效率大大。系统的组成方式为：、生活水池、水泵、主管道、直接入户管、减压阀、阀后入户管等。目前的高层或小高层采用这种方式的很多。系统原理：一般由建筑地下室的泵房进行性集中加压，高压水沿主干管送至建筑上部用户，并满足要求；但是对于建筑下部的用户水压过高，则需要进行集中减压（减压阀组），再送至用户。缺点就是减压区的水头损失大，水泵功耗较大。
（2）水泵并联加压系统该系统同样对建筑的供水系统进行分区，但是不同的是，每个分区各设置一台水泵供水（一台备用）。其缺点很多，如设备费用剧增，占地面积大，主干管多，系统复杂。但是优点也十分：供水性高，水泵功耗利用率高，不会发生能量浪费。
（3）水泵串联加压系统目前随着高层建筑技术的快速发展，过100米的建筑已经不足为奇，甚至高到三四百米。这样就出现了几个问题：一水泵压力不够，或即使压力满足，流量相差很大；二即使流量压力都满足，管道不能承受如此高的压力，发生爆管。所以须采用这种接力棒式的方式。系统结构：各分区分别设置水泵或调速泵与吸水箱或吸水池，然后按由下到上的顺序启动。优点：供水，能耗少。缺点是：设备分散，水泵等设备多，需要设备层等。

三、常用的高层建筑给水方式
（一）高位水箱供水方式
可分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式。
1、高位水箱并列供水方式
在各分区设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。
优点：1）各区是*系统，供水**；
2）水泵集中，管理维护方便；
3）运行动力费用经济。
缺点：1）水泵数量多，高压管线长，设备费用增加；2）分区水箱占用建筑面积，影响经济效益。
2、高位水箱串联供水方式
水泵分散设置在各区的楼层中，低区的水箱兼作上一区的水池。
优点：1）无高压水泵和高压管线；
2）运行动力费用经济。
缺点：1）水泵分散设置，占用较大面积，管理维护不便；2）震、隔音要求高；3）供水性差。
3、减压水箱供水方式
整个高层建筑的用水量由底层水泵至屋顶总水箱，然后再送至各分区减压水箱。
优点：1）水泵数量少，设备费用低，维护管理简单；2）泵房面积小，减压水箱容积小。
缺点：1）水泵运行动力费用高；2）屋顶水箱容积大，对建筑结构不利；3）供水性差。
4、减压阀供水方式
以减压阀代替减压水箱。
优点：减压阀不占面积；
缺点：水泵运行动力费用高。 _
（二）气压水箱供水方式
1、气压水箱并列供水方式
2、气压水箱减压阀供水方式
优点：不需高位水箱，不占建筑面积。
缺点：运行动力费用高；贮水量小，水泵启闭频繁。
（三）无水箱供水方式
根据给水系统中用水量情况自动改变水泵的转速，调整出流量并使水泵具有较高工作效率。
1、变速水泵并列供水方式
2、变速水泵减压阀供水方式 ^
优点：不需高位水箱，不占建筑面积
缺点：1）设备费用较大；
2）管理水平要求高（设备维杂）。
建筑很高，分区数较多时，可根据实际情况混合采用各种供水方式。
管径的确定
建筑内部给水管道水力计算的目的是求定各计算管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水压损失，决定建筑内部给水系统所需的水压。在求得管网中各设计管段的设计流量后，根据水力学中流量公式可知，选定了设计流速，便可求得管径D。
1、生活或生产给水管道内的水流速度，不宜大于2.0m/s，干管流速一般采用1.2~2.0m/s。当有噪音要求，且管径小于或等于250㎜时，生活给水管道内的水流速度可采用0.8~1.2m/s。连接卫生器具的支管为0.36~1.2m/s；干管、立管及横管1.0~1.8m/s。
2、消火栓灭火系统的水流速度不宜大于2.5m/s。
3、自动喷水灭火系统的水流速度不宜大于5.0m/s。
4、不允许断水的给水管网，如从几条引入管供水时，应假定其中有一条被关闭修理，其余引入管应按供给用水量进行计算；对于允许断水的给水管网，引入管应按同时使用计算。
5、引入管的管径，不宜小于20㎜。
管内液体流速过大，以免产生噪音。
二、管道压力损失计算
1、管道沿程压力损失计算
2、管道局部压力损失
局部水压损失一般不按公式进行详细计算，而是按沿程水压损失的百分数确定：生活给水管道取25-30%；生活给水管道、生活-消给水管道、生产-生产-消给水管道取20%；消火栓系统消给水管道取10%；生产-消给水管道取15%。
三、水力计算的方法和步骤
下行上给式
不利配水点一般为距引入管起端远高，要求的流出压力大的配水点。
设有水箱和水泵的给水系统，应计算水箱的容积；计算从水箱出口至不利配水点间的压力损失值，以确定水箱的安装高度；计算从引入管起端至水箱间所需压力来校核水泵压力。

减压阀主要控制主阀的固定出口压力，主阀出口压力不因压力变化而改变，并不因主阀出口流量的变化而改变其出口压力。适用于工业给水、消供水及生活用水管网系统。
减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％。
减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。近年来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀，其构造原理如图14．2－2所示。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；是在减压的同时不影响水流量。
减压阀通常有DN50～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为＜1MPa和0．1～0．5MPa，调压范围误差为±5％～10％。
应该看到，水流通过减压阀虽有很大的水头损失，但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、了系统布局与工况，因此总体上讲仍是的。
减压阀阀共有三种类型:
作用式减压阀。简单的减压阀，直接作用式减压阀，带有平膜片或波纹管。因为它是结构，因此无需在下游安装外部传感线。它是三种减压阀中体积小、使用经济的一种，专为中低流量设计。直接作用式减压阀的*度通常为下游设定点的+/-10%。

二、管道压力损失计算

1、管道沿程压力损失计算

2、管道局部压力损失

局部水压损失一般不按公式进行详细计算，而是按沿程水压损失的百分数确定：生活给水管道取25-30%；生活给水管道、生活-消*给水管道、生产-生产-消*给水管道取20%；消火栓系统消*给水管道取10%；生产-消*给水管道取15%。

三、居住小区给水系统减压阀水力计算的方法和步骤

下行上给式

*不利配水点一般为距引入管起端*远*高，要求的流出压力*大的配水点。

设有水箱和水泵的给水系统，应计算水箱的容积；计算从水箱出口至*不利配水点间的压力损失值，以确定水箱的安装高度；计算从引入管起端至水箱*间所需压力来校核水泵压力。

二、居住小区给水系统的组成

1、小区给水管网

接户管：布置在建筑物周围，直接与建筑物引入管相接的给水管道。

给水支管：布置在居住组团内道路下与接户管相接的给水管道。

给水干管：布置在小区道路或城市道路下与小区支管相接的管道。

2、贮水、调节、增压设备

贮水池、水箱、水泵、气压罐、水塔等。

3、室外消火栓

布置在小区道路两侧用来灭火的的消*设备。

4、给水附件

*给水系统正常工作所设置的各种阀门等。

5、自备水源系统

对于严重缺水地区或离城镇给水管网较远的地区，可设有自备水源系统，一般由取水构筑物（以地下式为多）、水泵、净水构筑物、输水管网等。

减压阀的基本性能

(1) 调压范围：它是指减压阀输出压力P2的可调范围，在此范围内要求*规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。

(2) 压力特性：它是指流量g为定值时，因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压阀的特性越好。输出压力*须低于输入压力—定值才基本上不随输入压力变化而变化。

(3) 流量特性：它是指输入压力—定时，输出压力随输出流量g的变化而变化的持性。当流量g发生变化时，输出压力的变化越小越好。一般输出压力越低，它随输出流量的变化波动就越小。

减压阀主要控制主阀的固定出口压力，主阀出口压力不因*压力变化而改变，并不因主阀出口流量的变化而改变其出口压力。适用于工业给水、消*供水及生活用水管网系统。

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以*给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有*系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％。

减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。近年来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀，其构造原理如图14．2－2所示。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；*是在减压的同时不影响水流量。

减压阀通常有DN50～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为＜1MPa和0．1～0．5MPa，调压范围误差为±5％～10％。

应该看到，水流通过减压阀虽有很大的水头损失，但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、*了系统布局与工况，因此总体上讲仍是*的。

减压阀阀共有三种类型:

作用式减压阀。*简单的减压阀，直接作用式减压阀，带有平膜片或波纹管。因为它是*结构，因此无需在下游安装外部传感线。它是三种减压阀中体积*小、使用*经济的一种，专为中低流量设计。直接作用式减压阀的*度通常为下游设定点的+/-10%。

居住小区给水系统减压阀压力参数

公称压力（MPa）	1.6	2.5	4.0	6.4		10.0		16.0
壳化试验压力（MPa）	2.4	3.75	6.0	9.6		15.0		24
密封试验压力（MPa）	1.6	2.5	4.0	6.4		10.0		16.0
高压力（MPa）	1.6	2.5	4.0	6.4		10.0		16.0
出口压力范围（MPa）	1.0-1.0	0.1-1.6	0.1-2.5	0.5-3.5		0.5-35		0.5-45
压力特性偏差（MPa）△P2P	GB12246-1989
流量特性偏差（MPa）△P2G	GB12246-1989
*小压差（MPa）	0.15	0.15	0.2	0.4	0.8		1.0
渗漏量	GB12245-1989

居住小区给水系统减压阀流量系数（Cv）

DN	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	500
Cv	1	2.5	4	6.5	9	16	25	36	64	100	140	250	400	570	780	1020	1500

居住小区给水系统减压阀主要*件材料

*件名称	*件材料
阀体阀盖底盖	WCB
阀座阀盘	2Cr13
缸套	2Cr13/铜合金
活塞	合金铸铁
导阀座导阀杆	2Cr13
主阀弹簧	1Cr18Ni9Ti
导阀主弹簧	50CrVA
调节弹簧	60Si12Mn

居住小区给水系统减压阀外形尺寸（PN1.6-4.0）单位：mm

公称通径 DN	外形尺寸
	L		H	Hl
	1.6/2.5MPa	4.0MPa	H	Hl
15	160	180	295	90
20	160	180	330	98
25	180	200	330	110
32	200	220	330	110
40	220	240	345	125
50	250	270	345	125
65	280	300	350	130
80	310	330	385	160
100	350	380	385	170
125	400	450	400	200
150	450	500	415	210
200	500	550	475	240
250	650		525	290
300	800		580	335
350	850		620	375
400	900		660	405
450	900		730	455
500	950		750	465

居住小区给水系统减压阀外形尺寸（PN6.4-16.0）单位：mm

公称通径 DN	外形尺寸
	L		H	Hl
	6.4MPa	10.0/16.0MPa	H	Hl
15	180	180	305	105
20	180	200	340	105
25	200	220	340	120
32	220	230	340	120
40	240	240	355	135
50	270	300	355	135
65	300	340	360	140
80	330	360	395	17
100	380		400	185
125	450		415	215
150	500		430	225
200	550		495	260
250	650		545	310
300	800		600	355
350	850		640	395
400	900		690	435
500	950		780	495