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1、立管的布置形式對高層建筑給水能耗的影響 湖南山河智能機械股份有限公司 姜校林摘要：在高層建筑室內供水系統中，通常有單、雙立管兩種布置形式。與雙立管相比，單立管的布置形式能耗少，造價低，且隨著樓層的增加效果越明顯。關鍵詞：單立管、雙立管、管道特性、能耗1、前言高層建筑室內供水系統常采用水泵高位水箱供水方式，水箱的進水管與出水管既可分開（俗稱雙立管，見圖1a），也可合用為一根管（俗稱單立管，見圖1b）。本文僅就兩種布置形式對水泵能耗的影響進行分析。2、分析單、雙立管的工作過程均可分為水泵開機階段和水泵停機階段。即當水箱水位下降到下限時，水泵開機；當水箱水位上升到上限時，水泵停機。由于停泵時水泵不消2、耗能量，因此我們僅對開泵階段時兩種供水形式對能耗的影響進行比較。2.1，雙立管布置形式 a, 雙立管 b， 單立管 圖1 高位水箱進出水管的布置形式設水泵出水口的垂直高度為H0（參見圖1a），由管道輸入特性式：H1= H0+CQ2= H0+Q2+1Q2+2Q2 . (1)式中：H1：水泵出水口的揚程C：整個管道的阻力系數：第一層樓到第n層樓間的管道阻力系數1：水泵出水口至第一層樓間的管道阻力系數2：第n層樓至水箱入水口處的管道阻力系數Q：水泵流量因此水泵的軸功率N1為N1=（H0+Q2+1Q2+2Q2） (2)式中：為水泵效率2.2，單立管布置形式對于同一個高層建筑供水而言（參見圖1b），不難3、理解，各參數值1、2、Q、（符號意義同上）與前一種的布置形式相同。由于從第一層到第n層整個管道的阻力系數為，因而每兩個相鄰樓層間所對應的管道阻力系數為，于是水泵出口處的揚程H2為：H2=H0+CQ2=H0+（Q12+Q22+Qn-12）+1Q2+2Qn2 .(3) 式中：Q1為第一層樓至第二層樓之間立管的流量Q2為第二層樓至第三層樓之間立管的流量 .Qn為第n層樓至高位水箱入口處立管的流量于是水泵的軸功N2為：N2= H0+（Q12+Q22+Qn-12）+1Q2+2Qn2 (4)將式（2）與式（4）相減得：N1-N2=H0+Q2+1Q2+2Q2- H0+（Q12+Q22+Qn-12）+1Q2+4、2Qn2 =Q2+2Q2-（Q12+Q22+Qn-12）+2Qn2 =（n-1）Q2+2Q2-（Q12+Q22+Qn-12）+2Qn2 =( Q2-Q12)+ ( Q2-Q22)+( Q2-Qn-12)+ 2( Q2-Qn2) (5)由圖1b所示水流的流向可知：QQ1Q2Qn-1Qn 。（當樓層內不用水時取“=”，否則取“”。例如，當第一層不用水時，Q=Q1，否則，Q1Q2，等等依次類推）。因此式（5）等號右邊的各項均大于等于零，于是N1-N20。也就是說，第一種管道布置形式的能耗高于第二種。2.3、推論（1）若水泵開機時樓層內均無用水，此時Q=Q1=Q2=Qn，則式(5)右邊各項均為零,于是5、N1=N2，表明此時單立管布置形式的能耗與雙立管的能耗相同。該推論也可以直接從圖1a圖1b的供水圖示中看出來，此時單立管的上水情況與雙立管的完全相同。（2）若樓房層數（n）增加，則式（5）左邊的項數增加，于是功率N1與N2的差增加。這表明，隨著樓房的高度增加，單立管布置的能耗越比雙立管布置的小。3、結束語就水泵能耗而言，單立管的布置形式要比雙立管的布置形式節能，且單立管的造價比雙立管的造價減少近二分之一，故在一般情況下，應優先采用單立管的布置形式。參考文獻： 1、室內給水排水工程 太原工業大學等 中國建筑工業出版社 1989年12月 2、陳耀宗、姜文源 建筑給水排水設計手冊 中國建筑工業出版社 1992年 姜校林：男，1964年8月出生，工學碩士，高級工程師，從事產品研發工作，發表論文22篇，獲省、部級科學進步二等獎一項，發明實用新型專利10項。單位：湖南山河智能機械股份有限公司通訊地址：湖南省長沙市星沙開發區山水人家三期 5-2-301信箱 郵編：410100電話：13170308598