Với tư cách là người quản lý tòa nhà hoặc chủ sở hữu tài sản, điều quan trọng là phải tìm hiểu cách thức hoạt động của hệ thống phân phối nước cao tầng. Các tòa nhà cao tầng có hệ thống cấp nước phức tạp hơn so với các hộ gia đình một tầng/hai tầng. Những hệ thống ống nước này cần cung cấp áp suất, thể tích và nhiệt độ nước phù hợp theo yêu cầu. Cấp nước cho các tòa nhà cao tầng thường cung cấp cho hai hệ thống chính là hệ thống phân phối nước và hệ thống cấp nước sinh hoạt.
Nước sinh hoạt cung cấp nước uống cho tất cả các cửa xả. Dựa trên những nguyên tắc cơ bản này và các yêu cầu vận hành, các cấu trúc và thành phần hệ thống khác nhau có thể được sử dụng trong các cấu hình khác nhau. Để hiểu điều này trông như thế nào trong tòa nhà của bạn, các sơ đồ và mô tả sau đây cho thấy một số thành phần cơ bản có thể tìm thấy trong hệ thống ống nước cao tầng (Harris 1998):
Hệ thống ống nước cao tầng sử dụng các ống đứng để phân phối nước theo chiều dọc trên một khoảng cách lớn. Phải có đủ áp lực dư thừa để vượt qua lực cản trên khoảng cách xa và cuối cùng là đủ áp lực nước tới tất cả các cửa xả. Hơn nữa, các điều kiện dòng tải cao điểm có thể vượt quá khả năng cung cấp từ nguồn điện lưới. Điều này thường được giảm thiểu bằng cách sử dụng kết hợp các thành phần của Hệ thống tăng áp
Xem thêm: Bơm công nghiệp nhập khẩu Châu Âu
Bể ngầm:
Bể ngầm cung cấp nguồn nước dự phòng trong trường hợp nguồn điện không đáp ứng đủ nhu cầu hoặc nguồn cung cấp không ổn định. Tuy nhiên, ô nhiễm là một vấn đề tiềm ẩn khi bể chứa được kết nối trực tiếp với nguồn cấp nước chính.
Máy bơm tăng áp:
Máy bơm tăng áp đảm bảo áp lực nước và nguồn cung cấp đáng tin cậy và nhất quán trong toàn bộ tòa nhà.
Các ống đứng và nhánh là phương pháp phân phối nước chính trong tòa nhà:
Các ống đứng và nhánh là phương pháp phân phối nước chính trong tòa nhà. Chúng bao gồm nhiều phương pháp và vật liệu xây dựng khác nhau và tạo thành một mạng lưới phân phối nước tức thời đến tất cả các điểm sử dụng trong tòa nhà.
Van giảm áp:
Van giảm áp (PRV) nhằm mục đích cân bằng áp suất trên tất cả các tầng. Tuy nhiên, nếu PRV bị hỏng, nó có thể cung cấp áp lực nước cao cho đường ống định mức áp suất thấp, có khả năng gây ra lũ lụt. Van giảm áp, Van điều chỉnh áp suất và Van giảm áp đều hoạt động theo nguyên tắc cơ bản giống nhau.
Hệ thống cấp nước nguồn trực tiếp cho nhà cao tầng:
Nguồn cung cấp nước chính từ đường nước máy cung cấp trực tiếp nước cho tất cả các điểm thoát nước trong tòa nhà. Nước chảy qua máy nước nóng đa điểm hoặc mạch nước phun để cung cấp nước nóng cho các cửa xả cần thiết. Là loại cơ bản nhất, hệ thống này được áp dụng khi có đủ áp lực suốt ngày đêm ở tầng trên cùng thông qua nguồn điện chính của thành phố. Với áp lực hạn chế có sẵn ở hầu hết các nguồn điện chính của thành phố, nước từ nguồn cung cấp trực tiếp thường không thể cung cấp được trên hai hoặc ba tầng. Điều này có nghĩa là mỗi cửa xả nước được cung cấp trực tiếp từ nguồn điện chính của thành phố thông qua một đường ống chính duy nhất. Ngược lại, Nguồn cung cấp gián tiếp hoặc Bơm trực tiếp có thể bao gồm một bể chứa nước trên cao được cung cấp bởi nguồn điện chính của thành phố. Nước này sau đó có thể được phân phối trong tòa nhà với áp suất cần thiết sau đó.
Hệ thống cấp nước bơm trực tiếp:
Với hệ thống bơm trực tiếp, nước được bơm trực tiếp vào hệ thống phân phối mà không cần sự trợ giúp của bất kỳ bể chứa nào trên cao, ngoại trừ mục đích xả nước. Nước có thể được bơm từ bể trọng lực trên mặt đất hoặc tầng hầm lên bể trọng lực trên mái thông qua một bộ máy bơm tăng áp, tạo ra hệ thống cấp liệu. Máy bơm tăng áp có thể có nhiều giai đoạn và tốc độ lấy nước trực tiếp từ nguồn cung cấp chính. Các hệ thống bơm trực tiếp hiện có là hệ thống tăng áp đơn, hệ thống vùng áp suất hoặc hệ thống nối tiếp. Hệ thống được hiển thị ở trên trong Sơ đồ ống dẫn nước của tòa nhà nhiều tầng là một ví dụ về Hệ thống phân phối nước bơm trực tiếp.
Hệ thống cấp nước từ bể chứa trên cao:
Đây là hệ thống phân phối phổ biến nhất được áp dụng bởi nhiều loại tòa nhà khác nhau. Bể chứa trên cao đã được sử dụng trong hơn một thế kỷ kể từ khi máy bơm và hệ thống điều áp đáng tin cậy không có sẵn vào thời điểm đó. Việc thiết lập bể chứa trên cao cho phép trọng lực thực hiện công việc đưa nước xuống và đảm bảo đủ áp suất.Hệ thống này bao gồm việc bơm nước tới một hoặc nhiều bể chứa trên cao được đặt ở vị trí cao nhất của vùng thủy lực. Vùng thủy lực hoặc vùng áp suất đề cập đến số tầng có thể được phục vụ bởi cùng một dòng nước có áp suất. Khi độ cao so với mặt đất tăng lên, cần có áp suất lớn hơn để đạt được cùng tốc độ dòng chảy ở độ cao cao hơn. Do đó, vùng áp suất/thủy lực được sử dụng để đảm bảo rằng mỗi lối thoát trong tòa nhà được cung cấp đủ áp suất . Nước được thu thập trong bể chứa trên cao ở áp suất khí quyển được phân phối đến các cửa thoát nước của tòa nhà bằng một bộ đường ống thường nằm trên sân thượng. Nước được phân phối bằng dòng trọng lực trong hệ thống cấp nước xuống các thiết bị cố định khác nhau. Cấu trúc đơn giản về cơ bản bao gồm một bể chứa, đường ống vào và ra, công tắc phao và máy bơm. Khi mực nước trong bể giảm xuống dưới một mức nhất định, công tắc phao sẽ kích hoạt máy bơm, đổ đầy nước vào bể. Tuy nhiên, nhược điểm của bể chứa trên cao là chi phí vốn cao hơn trong quá trình thiết lập, yêu cầu về kết cấu lớn hơn và thiếu khả năng kiểm soát áp suất. Ngoài ra còn có các vấn đề vệ sinh tiềm ẩn với bể chứa trên cao.
Hệ thống xử lý nước thủy lực:
Hệ thống thủy khí nén là một biến thể của hệ thống bơm trực tiếp, với việc bổ sung thêm bơm áp lực và bình áp lực. Với hệ thống thủy khí nén, nguồn cấp nước chính cho tòa nhà được dẫn đến bình chịu áp lực để lưu trữ. Bình áp lực được kết nối với máy nén khí và hệ thống phân phối cung cấp cho tất cả các cửa xả của tòa nhà. Lưu lượng nước vào bình chịu áp ngày càng tăng làm tăng áp suất không khí trong bình, do đó làm tăng áp suất trong hệ thống phân phối nước (Harris, 1998). Chỉ khi áp suất trong bể không đủ để cung cấp lượng nước sử dụng tức thời thì máy bơm tăng áp mới hoạt động để đáp ứng nhu cầu nước. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng khi nhu cầu nước thấp. Máy nén khí là cần thiết để cấp không khí vào bình để duy trì tỷ lệ không khí-nước cần thiết trong khi áp suất trong bình thay đổi. Hệ thống này hoạt động tự động nhưng yêu cầu nguồn điện đáng tin cậy để tránh gián đoạn nguồn cung cấp.
Hệ thống cấp nước kết hợp cho tòa nhà cao tầng:
Nhiều tòa nhà cao tầng sử dụng kết hợp các hệ thống mà chúng tôi đã xem xét. Việc sắp xếp và tích hợp các hệ thống này phải được thiết kế để đáp ứng nhu cầu xây dựng cụ thể.Ví dụ: một tòa nhà 100 tầng có thể sử dụng hệ thống cấp điện nâng cấp chẳng hạn như nguồn điện lưới trực tiếp cho Khu 1 bao gồm tầng ngầm, tầng trệt và tầng một. Sau đó, nó có thể sử dụng hệ thống dòng chảy cấp theo trọng lực cho Vùng 2 – 10. Vùng 2 – 10 có thể bao gồm 80 tầng. Các khu vực 10 – 12 sau đó sẽ bao gồm các tầng trên cùng có thể được cấp nước bằng hệ thống bơm không thùng chứa do chênh lệch độ cao nhỏ giữa bể chứa trên cao và các tầng trên cùng không đủ cho dòng chảy trọng lực.Đây chỉ là một ví dụ về cách kết hợp các hệ thống, nhưng một số cấu hình khác có thể được sử dụng với các vùng áp suất được xác định khác nhau. Những yếu tố này đều cần được xem xét khi hiểu và thiết kế hệ thống ống nước cho các tòa nhà cao tầng.
