管網疊壓供水係(xi)統在高(gao)樓層(ceng)小(xiao)區二次供水改造中的應(ying)用探(tan)討(tao)

　　在傳統高樓(lou)層小區二次加壓給水係統中，水泵(beng)從貯水池抽(chou)水增(zeng)壓，帶(dai)有(you)一定(ding)壓力(li)的(de)市(shi)政水進入(ru)貯(zhu)水池後(hou)被消能，水泵必(bi)須(xu)從零(ling)開始加壓，造(zao)成能量一定程度(du)上(shang)的浪(lang)費(fei)。特別是(shi)建成時(shi)間(jian)已久(jiu)的多層建築與小高層建(jian)築由(you)於供水係統普遍落後、供水設施(shi)老(lao)化等問(wen)題(ti)嚴重(zhong)，導(dao)致(zhi)水質遠不能達(da)到(dao)《生活(huo)飲用水衛生標(biao)準》，迫(po)切需(xu)要進(jin)行高樓層小區二次供水係統(tong)改造。因(yin)此(ci)，本(ben)文對(dui)疊(die)壓供水技(ji)術(shu)在(zai)二次(ci)供水改造中的應用進行了(le)探討。

　　管網(wang)疊壓供水係統是一種理想(xiang)的節能供水設備，它(ta)是一種(zhong)能直接(jie)與(yu)自來水管網連接，對自(zi)來(lai)水管網不會(hui)產(chan)生(sheng)任(ren)何(he)副作(zuo)用的高樓層小區二次給(gei)水設備，在市政管網壓力的基(ji)礎(chu)上直接疊壓供水，節(jie)約(yue)能源，並且(qie)還(hai)具(ju)有全封(feng)閉(bi)、無(wu)汙染(ran)、占(zhan)地量(liang)小、安裝(zhuang)快(kuai)捷、運(yun)行可(ke)靠、維護方(fang)便等(deng)諸(zhu)多(duo)優點(dian)。其擁(yong)有傳(chuan)統二次供水方式所(suo)無法比擬(ni)的優勢(shi)，必然(ran)成為將來高層建築供水方式的主(zhu)要發(fa)展方向(xiang)之(zhi)一。

1、管網疊壓供水係統的設計(ji)研(yan)究(jiu)

　　1.1搜(sou)集市政管網相(xiang)關(guan)數(shu)據

　　使(shi)用管網疊壓供水係統之前，需要(yao)向供水部(bu)門(men)獲取市政管網壓力的波(bo)動(dong)情(qing)況，允(yun)分(fen)考(kao)慮市政管網的水量和(he)水壓變(bian)化(hua)情況。

　　1.2確(que)定設備進水管徑

　　使用管網疊壓供水係統時，為了防(fang)止(zhi)對市政管網附近(jin)的用(yong)戶造成影(ying)響，設備的進水管管徑宜(yi)比(bi)供水管網小兩級(ji)或兩(liang)級以上，或不大於供水管網過流斷麵(mian)積(ji)的1/3。

　　1.3重新(xin)確定改(gai)造項目(mu)中的用水量情況(kuang)

　　1.3.1設計流(liu)量

　　疊壓供水方式與傳統一二次供水方式的設計用水量計算具有一定差別(bie)。按(an)《管網疊壓供水技術規程(cheng)》中規定:建築中使用疊壓供水設備時，給水設計流量應符合(he)下列(lie)要求(qiu):無高位(wei)水箱(xiang)時，設備的設計流量應按(an)設計秒流量確定。

　　1.3.2設備進水管流量Q進與總進水管流量Q總。

　　使用管網疊壓供水係統時，無論設備中是否帶有一定的儲(chu)水容積，需保證(zheng)設備進水量不小於設備設計流量，否則(ze)將(jiang)無法有效利用市政壓力，設備不能正(zheng)常發揮(hui)其(qi)節能的優(you)勢。

　　多層建築或(huo)高層建築(zhu)給水係統取消(xiao)高位水箱後，係統一般采用圖1的形式進行供水，即(ji)低(di)區供水采用市政水直供，低區以上的樓層需要進行二次增壓給水，設備不考慮市政管網直供用戶。設備的設計流量由進水管供給，因此可知(zhi):

　　Q進=Q設

　　另外，總(zong)進水管還要承(cheng)擔(dan)低區用戶的市政直供水量，其中市政直供水量按低區用戶的設計秒流量烏(wu)氏(shi)確定，因此可知：

　　Q總=Q設+Q低

　　1.4高樓層小區二次供水的設計揚程

　　無論選用何種二次加(jia)壓供水方式，係統的設計壓力均(jun)應滿(man)足(zu)係統最(zui)不利(li)點處(chu)用戶(hu)水壓的要求。

　　與傳統二次加壓給水方式不同的是，管網疊壓供水設備能有效利用市政管網壓力，在此基礎上進行二次加壓。如(ru)圖2所示(shi)，在確定疊壓供水設備設計揚程之前(qian)需要得(de)出設備可利用的市政壓力，即水泵進口壓力。為無高位水箱的疊壓供水係統，凡的值可通(tong)過下(xia)式求得:

　　式中:——市政供水管網接管點的水壓，MPa;

　　h總損(sun)——從市政供水管網接管點到水泵進口(kou)的總水頭(tou)損失(shi)，m;

　　△H——以市政供水管網接管點與水泵進口的幾(ji)何高差(cha)，若市政供水管網接管點高於(yu)水泵進口取負值(zhi)，反(fan)之取正值，m。

　　水泵的出(chu)口壓力凡由設備供水範(fan)圍(wei)內的用戶所需水壓確定，對於采用恒壓控(kong)製(zhi)方式的疊壓供水係統，凡(fan)要求能滿足係統設計壓力，即滿足係統最不利點處用戶水壓的要求，因此凡可按下式求得:

　　式中:P末設備供水範圍內最不利點入戶管所需壓力，通常(chang)取0.1MPa;

　　h總損——水泵出口至(zhi)最不利點入戶管處之間的總水頭損失，m;

　　△H——水泵出水口與最不利點入戶管處的兒何高差，m。

　　水泵的二次加壓造成泵後和泵前壓力值的不同(tong)，因此變頻調(diao)速水泵揚程H可通過下式求得:

　　H= 1.5對原有的市政引入管管徑(jing)進行核(he)算

　　管網疊壓供水係統不設任何的調節構築物，因此其設備設計流量按係統設計秒流量來確定，而(er)改造前的供水係統由於具備一定的調節容積，設計流量則按最大時用水量來確定。對同一供水係統而言(yan)，最大時用水量一般(ban)比設計秒流量值小，因此原有的引入管對於直接與市政管網相連(lian)的管網疊壓供水係統而言可能出現管徑偏(pian)小的問題，容易(yi)導致引入管流速(su)過(guo)大，從(cong)而對市政管網造成幹(gan)擾(rao)。因此需用市政引入管的允許最大流速來衡量引入管管徑的合理性，係統流量達到設計秒流量時核算(suan)原有引(yin)入管的流速是否(fou)超過允許(xu)的最大流速，流速過大的話則應該(gai)更換市政引入管以增大其管徑。

2、高樓層小區二次供水係統改造實(shi)例

　　2.1改造項目概況

　　某(mou)小區四(si)棟12層的住宅(zhai)建築建於80年(nian)代(dai)末(mo)期，建築樓頂(ding)標高40m，每層4戶，建築麵積約2.8萬(wan)平方米(mi)，室(shi)內(nei)生活給水係統分為(wei)高、低兩區，采用恒速水泵水箱聯合供水方式，生活用水與消防用水合用貯水池(chi)，屋(wu)頂設有生活與消防用水合用水箱。其中，低區為1~5層，由市政直(zhi)接供水;高區為6~12層，由水泵水箱聯合供水。改造後經居民反映(ying)良(liang)好，生活用水水質(zhi)明(ming)顯(xian)改善，極(ji)少出現水壓不足的現(xian)象。

　　該住宅建築為二類(lei)普(pu)通住(zhu)宅，每戶為一衛(wei)一廚(chu)，室內配(pei)置(zhi)有洗(xi)滌(di)盆1個(ge)(N=1.00)、洗臉(lian)盆(pen)l個(ge)(N=0.75)、坐(zuo)便器(qi)1個(ge)(N=0.50)、淋(lin)浴(yu)器l個(ge)(N=0.75)、洗衣(yi)機水嘴l個(ge)(N=100)，用水定額(e)取(qu)250L/(人·d)，戶均人數按3.5人計算。

　　據(ju)有關供水部門提(ti)供的資(zi)料，市政供水幹管為DN300，小區所處位置市政壓力波動範圍為0.20~0.35MPa，供水量充足。

　　2.2原給水係統存(cun)在問題

　　(1)生活水泵為二十(shi)年前的液力耦(ou)合恒速泵，老化現象(xiang)嚴(yan)重，容(rong)易發現軸封滲(shen)水與鏽蝕(shi)現象，然而在現今(jin)已淘(tao)汰使用，配件(jian)難(nan)尋(xun)導致後期(qi)維修困(kun)難。

　　(2)生活與消防水池(箱)合用，二次汙(wu)染情況較(jiao)為嚴重，而且水池(箱)並(bing)沒(mei)有采(cai)用分格(ge)設計，清(qing)洗時給水係統停(ting)水，影響(xiang)居(ju)民的正常用水。

　　(3)生活給水管采用鍍(du)鋅(xin)鋼管腐(fu)蝕程度嚴重，排除外界(jie)環境的影響，水處理流程中混(hun)凝(ning)劑(ji)也(ye)是管道(dao)腐蝕的一個重要原因，因此使用時間過長的管道中的水質往(wang)往不符合國家(jia)標準(zhun)《生活飲(yin)用水輸配水設備及防護(hu)材(cai)料(liao)的安(an)全(quan)性(xing)評(ping)價(jia)標準》的規定。

　　2.3高樓層小區二次供水改造方案

　　(1)生活給水係統可改造為疊壓變頻供水，進行區域集中加壓以維持(chi)四棟12層住宅的正常供水。

　　(2)出於節能與衛生的考慮(lv)，改造方案(an)把原有的低位水池、屋頂水箱改造消防專(zhuan)用的水池和水箱。

　　(3)原有的臥(wo)式液力耦合恒(heng)速泵更換為高效(xiao)低噪(zao)的臥式多級調速泵，並更換給水管道。

　　2.4設計計算

　　根據《建築給水排水設計規(gui)範》規定:最大用水時衛生器具給水當量平(ping)均出流概(gai)率:

　　式中:U0——生活給水管道的最大用水時衛生器具給水當(dang)量平均出流概率，%;

　　q0——最高日生活用水定額，L/(人·d)，取250L/(人·d);

　　m——每(mei)戶用水人數，取3.5人;

　　Kh——小時變化係數，取2.8;

　　Ng——每戶設置的衛生器具給水當量數，計算得Ng=4;

　　T——用水時數，h，取24h。故(gu)平均出流概率U。

　　故平均出流概率(lv) 每棟樓的高區共有28戶，每戶衛生器給水量數為4，因此四棟住宅建築高區計算管段(duan)的衛生器具給水量數為4，因此四棟(dong)住宅建築高區計算管段的衛生器具給水當量總數 。根(gen)據U0、 取值。查(cha)《建築給水排(pai)水設計規範》附(fu)錄(lu)D，采用插(cha)值法得設計秒流量 2.4節能率

　　經水力計算，水泵出口所需水壓為580KPa(即係統設計壓力)，小區的市政管網壓力變化在0.20~0.35MPa，因此水泵揚程按330~480KPa選取。與原有供水方式比較，疊壓供水方式中水泵揚程無需按係統設計壓力來選(xuan)取，取市政管網壓力占係統設計壓力的百(bai)分比可用於在工(gong)程上粗(cu)略計算疊壓供水係統的節能率，因此對於本改造項(xiang)目，改造後約能節省(sheng)34.5%~60.3%的能量。

　　2.5設備選型

　　據自來水公司相關部門提供的資料，該居住小區所處區域(yu)市政供水量充(chong)足，室外(wai)給水管道允許流速為l.5m/S，可推算出市政管道的補(bu)水能力大於係統的設計秒流量，因此可選用體(ti)積較小的穩流罐。

　　最後選用長沙免费可以看污污网站品牌(pai)管網疊壓供水設備，型(xing)號為：CSSDPR25-50/4-5.5。設備包(bao)括(kuo)穩流罐 600，2台(tai)超靜(jing)音變頻調速管中泵 (一用一備)，設備控製櫃(gui)，單(dan)台水泵流量為24m3/h，揚(yang)程48m，超(chao)量取水停泵壓力設定為0.1MPa，起泵壓力設定為0.2MPa。