1、立管的布置形式对高层建筑给水能耗的影响 湖南山河智能机械股份有限公司 姜校林摘要：在高层建筑室内供水系统中，通常有单、双立管两种布置形式。与双立管相比，单立管的布置形式能耗少，造价低，且随着楼层的增加效果越明显。关键词：单立管、双立管、管道特性、能耗1、前言高层建筑室内供水系统常采用水泵高位水箱供水方式，水箱的进水管与出水管既可分开（俗称双立管，见图1a），也可合用为一根管（俗称单立管，见图1b）。本文仅就两种布置形式对水泵能耗的影响进行分析。2、分析单、双立管的工作过程均可分为水泵开机阶段和水泵停机阶段。即当水箱水位下降到下限时，水泵开机；当水箱水位上升到上限时，水泵停机。由于停泵时水泵不消
2、耗能量，因此我们仅对开泵阶段时两种供水形式对能耗的影响进行比较。2.1，双立管布置形式 a, 双立管 b， 单立管 图1 高位水箱进出水管的布置形式设水泵出水口的垂直高度为H0（参见图1a），由管道输入特性式：H1= H0+CQ2= H0+Q2+1Q2+2Q2 . (1)式中：H1：水泵出水口的扬程C：整个管道的阻力系数：第一层楼到第n层楼间的管道阻力系数1：水泵出水口至第一层楼间的管道阻力系数2：第n层楼至水箱入水口处的管道阻力系数Q：水泵流量因此水泵的轴功率N1为N1=（H0+Q2+1Q2+2Q2） (2)式中：为水泵效率2.2，单立管布置形式对于同一个高层建筑供水而言（参见图1b），不难
3、理解，各参数值1、2、Q、（符号意义同上）与前一种的布置形式相同。由于从第一层到第n层整个管道的阻力系数为，因而每两个相邻楼层间所对应的管道阻力系数为，于是水泵出口处的扬程H2为：H2=H0+CQ2=H0+（Q12+Q22+Qn-12）+1Q2+2Qn2 .(3) 式中：Q1为第一层楼至第二层楼之间立管的流量Q2为第二层楼至第三层楼之间立管的流量 .Qn为第n层楼至高位水箱入口处立管的流量于是水泵的轴功N2为：N2= H0+（Q12+Q22+Qn-12）+1Q2+2Qn2 (4)将式（2）与式（4）相减得：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)由图1b所示水流的流向可知：QQ1Q2Qn-1Qn 。（当楼层内不用水时取“=”，否则取“”。例如，当第一层不用水时，Q=Q1，否则，Q1Q2，等等依次类推）。因此式（5）等号右边的各项均大于等于零，于是N1-N20。也就是说，第一种管道布置形式的能耗高于第二种。2.3、推论（1）若水泵开机时楼层内均无用水，此时Q=Q1=Q2=Qn，则式(5)右边各项均为零,于是
5、N1=N2，表明此时单立管布置形式的能耗与双立管的能耗相同。该推论也可以直接从图1a图1b的供水图示中看出来，此时单立管的上水情况与双立管的完全相同。（2）若楼房层数（n）增加，则式（5）左边的项数增加，于是功率N1与N2的差增加。这表明，随着楼房的高度增加，单立管布置的能耗越比双立管布置的小。3、结束语就水泵能耗而言，单立管的布置形式要比双立管的布置形式节能，且单立管的造价比双立管的造价减少近二分之一，故在一般情况下，应优先采用单立管的布置形式。参考文献： 1、室内给水排水工程 太原工业大学等 中国建筑工业出版社 1989年12月 2、陈耀宗、姜文源 建筑给水排水设计手册 中国建筑工业出版社 1992年 姜校林：男，1964年8月出生，工学硕士，高级工程师，从事产品研发工作，发表论文22篇，获省、部级科学进步二等奖一项，发明实用新型专利10项。单位：湖南山河智能机械股份有限公司通讯地址：湖南省长沙市星沙开发区山水人家三期 5-2-301信箱 邮编：410100电话：13170308598
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