互动科普

随着经济的发展和新技术、新材料的不断应用，城市内的建筑越建越高，一些摩天大楼还成为城市的著名景观。随着建筑高度的上升，对于楼内供水压力的要求也随之提高。

目前我国城市供水管网的水压一般可满足5～6层建筑的生活用水要求。这样的水压不能满足高层用水的要求，因此需要借助升压装置进行二次供水。常见的升压供水方式有高位水箱升压供水、变频水泵调速供水、气压供水设备供水等。高位水箱升压供水是先用水泵向设置在高处的水箱供水，水箱里的水靠重力提供给下面楼层的用户。变频水泵调速供水是水泵从地下水池或市政管网吸水后直接供给高层用户，需要根据供水压力的变化通过变频器控制水泵电机的转速，从而不断改变水泵的流量来适应用户用水量的需求。气压供水设备供水则是用水泵从地下水池或市政管网吸水后供给气压罐，再利用气压罐内的压缩气体将水压升高后供高层用户使用。这3种方式各有优缺点，需要综合考虑多种因素，根据实际情况来选择。

使用升压装置会产生很大的水压。如果高位水箱的高度为100米，底层水管的压强可以达到1兆帕。下层管道中静水压强过大，就会造成管道及附件漏水、损坏、低层出流量大、产生噪声等现象。为了保证供水安全、可靠和节能，通常可采取分区供水的方式，也就是将建筑物沿竖直方向分为若干个区，每个区分别供水，通常要求各分区最低卫生器具配水点静压强不大于0.45兆帕。

高度不超过100米的建筑，通常采用分区并联供水或分区减压的供水方式。分区并联供水，就是用升压设备分别给不同分区升压供水。根据前面所说的升压方式的不同，分区并联供水也有3种基本形式：1.水泵水箱联合供水（图中1）：各分区设置水泵和独立的水箱，水泵集中布置，各区水泵将水送到本区水箱，再由水箱向本区供水；2.变频水泵供水（图中2，气压给水方式与此类似）：各分区分别设置变频水泵从水池抽水向本区供水；3.分区减压供水（图中3）：在顶层设置水箱，由水泵统一加压把水送到高位水箱，各分区利用减压阀或设置中间水箱减压，使入户水压符合要求。

对于超过100米的超高层建筑，要把水送到最高分区，水泵扬程将会很大，压水管线很长，对水泵和管线的要求非常高。为避免这种情况，可以采用高位水箱串联供水的方式（不设中间水箱时采用中间接力水泵方式）供水（见图中4），分区设置水箱和水泵，水泵是分散设置在各区的，依次从下一分区水箱抽水送至本区的水箱，某一分区的水箱除了给本分区供水外同时是上一分区的水源，就好像灌溉用的梯级泵站一样。

总的来说，高层建筑供水的基本原理就是利用各种方法升压把水送到高处，然后通过技术处理把水压控制在规定范围内供用户使用。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）