管網疊壓供(gong)(gong)水系(xi)統(tong)在(zai)高樓層小(xiao)區(qu)二次供(gong)(gong)水改造中的應用探(tan)討

　　在傳統(tong)高樓層小(xiao)區(qu)二次加(jia)壓(ya)給(gei)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)中，水(shui)(shui)(shui)泵從貯水(shui)(shui)(shui)池(chi)抽水(shui)(shui)(shui)增(zeng)壓(ya)，帶(dai)有一定壓(ya)力的(de)市政水(shui)(shui)(shui)進(jin)入貯水(shui)(shui)(shui)池(chi)后被消能，水(shui)(shui)(shui)泵必須從零開始(shi)加(jia)壓(ya)，造成(cheng)(cheng)能量一定程度上的(de)浪費。特(te)別是建(jian)成(cheng)(cheng)時間已久(jiu)的(de)多層建(jian)筑與小(xiao)高層建(jian)筑由于供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)普遍落后、供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)設(she)施老化等問題嚴重，導致(zhi)水(shui)(shui)(shui)質遠不能達到《生活飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)衛生標準》，迫(po)切(qie)需要(yao)進(jin)行高樓層小(xiao)區(qu)二次供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)改造。因(yin)此(ci)，本文(wen)對疊壓(ya)供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)技(ji)術(shu)在二次供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)改造中的(de)應用(yong)(yong)進(jin)行了探(tan)討。

　　管網(wang)疊壓供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)是一種理想的節(jie)能供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)設備(bei)，它是一種能直接與(yu)自來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管網(wang)連接，對自來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管網(wang)不(bu)會產生任何副(fu)作用的高樓層小區二次(ci)給水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)設備(bei)，在市政(zheng)管網(wang)壓力的基礎上直接疊壓供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，節(jie)約能源，并且還(huan)具(ju)有(you)(you)全封閉、無污染、占地量小、安裝快(kuai)捷、運行可靠、維護方便等諸多優點(dian)。其擁有(you)(you)傳統(tong)二次(ci)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)方式所無法(fa)比擬的優勢，必然成為將來高層建(jian)筑供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)方式的主要(yao)發展方向之(zhi)一。

1、管網(wang)疊(die)壓供水系統的(de)設計(ji)研究

　　1.1搜集市政管網相關數(shu)據

　　使用管(guan)網(wang)(wang)疊壓供(gong)水(shui)系統之前(qian)，需要向供(gong)水(shui)部(bu)門獲取市政(zheng)管(guan)網(wang)(wang)壓力的(de)波(bo)動情(qing)況，允分(fen)考慮(lv)市政(zheng)管(guan)網(wang)(wang)的(de)水(shui)量和水(shui)壓變化(hua)情(qing)況。

　　1.2確定設(she)備進(jin)水管徑

　　使用(yong)管(guan)(guan)網(wang)疊壓供水(shui)系統時(shi)，為了防止(zhi)對市政管(guan)(guan)網(wang)附近的用(yong)戶造成影響，設備(bei)的進水(shui)管(guan)(guan)管(guan)(guan)徑宜比供水(shui)管(guan)(guan)網(wang)小兩(liang)級或(huo)兩(liang)級以上，或(huo)不大于供水(shui)管(guan)(guan)網(wang)過流斷面積(ji)的1/3。

　　1.3重新確定改造項目中(zhong)的用(yong)水量情況

　　1.3.1設計流量

　　疊(die)壓(ya)供水(shui)方式(shi)與傳(chuan)統(tong)一(yi)二(er)次供水(shui)方式(shi)的設計(ji)用(yong)水(shui)量(liang)計(ji)算具有一(yi)定差別。按《管網(wang)疊(die)壓(ya)供水(shui)技術規程》中規定:建筑中使用(yong)疊(die)壓(ya)供水(shui)設備時(shi)，給水(shui)設計(ji)流量(liang)應符合下(xia)列要求:無高位水(shui)箱時(shi)，設備的設計(ji)流量(liang)應按設計(ji)秒(miao)流量(liang)確定。

　　1.3.2設備進水管(guan)流量Q進與總(zong)進水管(guan)流量Q總(zong)。

　　使(shi)用管網疊壓(ya)供水系(xi)統(tong)時，無(wu)論設(she)(she)備(bei)中是否帶(dai)有一定(ding)的(de)儲水容積，需保證設(she)(she)備(bei)進(jin)水量(liang)(liang)不小于設(she)(she)備(bei)設(she)(she)計流量(liang)(liang)，否則將無(wu)法(fa)有效利用市政壓力，設(she)(she)備(bei)不能正常發揮其(qi)節能的(de)優(you)勢。

　　多層(ceng)建筑(zhu)或高層(ceng)建筑(zhu)給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)取消(xiao)高位水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)后，系(xi)統(tong)一般采(cai)用圖(tu)1的(de)形式進(jin)行(xing)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)，即(ji)低(di)區(qu)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)采(cai)用市(shi)政(zheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)直(zhi)供(gong)，低(di)區(qu)以上的(de)樓層(ceng)需要進(jin)行(xing)二次增壓給(gei)(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，設備(bei)不考(kao)慮市(shi)政(zheng)管網直(zhi)供(gong)用戶。設備(bei)的(de)設計流(liu)量由進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)管供(gong)給(gei)(gei)，因此(ci)可知:

　　Q進(jin)=Q設

　　另外，總(zong)進(jin)水管還要承擔(dan)低區(qu)用戶的市政直(zhi)(zhi)供(gong)水量，其(qi)中市政直(zhi)(zhi)供(gong)水量按(an)低區(qu)用戶的設計秒流量烏氏(shi)確定，因(yin)此(ci)可知：

　　Q總(zong)=Q設+Q低

　　1.4高樓層小區二(er)次供(gong)水的設(she)計揚程

　　無論選用(yong)何種(zhong)二(er)次加壓供(gong)水方式，系(xi)統(tong)的設(she)計壓力(li)均應滿足(zu)系(xi)統(tong)最不(bu)利點處用(yong)戶水壓的要求。

　　與傳統二次(ci)(ci)加壓(ya)給水(shui)方式不同的是(shi)，管網(wang)疊(die)壓(ya)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)能有效利(li)用市政管網(wang)壓(ya)力，在此(ci)基(ji)礎上進(jin)行二次(ci)(ci)加壓(ya)。如圖2所示，在確定疊(die)壓(ya)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)設(she)計揚程之前(qian)需要得出設(she)備(bei)可(ke)利(li)用的市政壓(ya)力，即水(shui)泵(beng)進(jin)口壓(ya)力。為無高位水(shui)箱(xiang)的疊(die)壓(ya)供(gong)水(shui)系統，凡的值可(ke)通過下式求(qiu)得:

　　式中:——市政(zheng)供水管網(wang)接管點的(de)水壓，MPa;

　　h總損(sun)——從市政供水(shui)管(guan)網接管(guan)點(dian)到(dao)水(shui)泵進口的總水(shui)頭損(sun)失，m;

　　△H——以(yi)市政供水(shui)管(guan)(guan)網接管(guan)(guan)點(dian)與水(shui)泵(beng)進口的幾(ji)何高差，若(ruo)市政供水(shui)管(guan)(guan)網接管(guan)(guan)點(dian)高于(yu)水(shui)泵(beng)進口取負值(zhi)，反之(zhi)取正值(zhi)，m。

　　水(shui)泵的(de)出口(kou)壓力凡(fan)由(you)設備供水(shui)范圍內的(de)用戶所需(xu)水(shui)壓確定，對于采用恒壓控制方式(shi)(shi)的(de)疊壓供水(shui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)，凡(fan)要求能滿足系(xi)統(tong)(tong)(tong)設計壓力，即滿足系(xi)統(tong)(tong)(tong)最(zui)不利點處用戶水(shui)壓的(de)要求，因此凡(fan)可(ke)按(an)下式(shi)(shi)求得:

　　式(shi)中:P末設備供水范圍內(nei)最不(bu)利點入戶(hu)管所需壓力，通常取0.1MPa;

　　h總(zong)損(sun)——水泵出口至最(zui)不利點(dian)入戶(hu)管(guan)處之間(jian)的(de)總(zong)水頭損(sun)失，m;

　　△H——水泵出水口(kou)與最不利點入戶管處的(de)兒何高差，m。

　　水泵(beng)的二次(ci)加壓造成泵(beng)后(hou)和(he)泵(beng)前(qian)壓力值的不同(tong)，因此變頻(pin)調速水泵(beng)揚程H可通過下(xia)式求(qiu)得:

　　H= 1.5對原有的市政(zheng)引入管管徑進(jin)行核算

　　管(guan)(guan)(guan)(guan)網(wang)疊(die)壓(ya)供(gong)水系統(tong)不(bu)設(she)(she)任何的(de)調節構筑物，因此其設(she)(she)備設(she)(she)計(ji)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)按系統(tong)設(she)(she)計(ji)秒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)來確定，而改造(zao)前的(de)供(gong)水系統(tong)由(you)于(yu)具備一(yi)定的(de)調節容積，設(she)(she)計(ji)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)則按最(zui)(zui)大(da)時(shi)用(yong)水量(liang)(liang)(liang)來確定。對(dui)同一(yi)供(gong)水系統(tong)而言，最(zui)(zui)大(da)時(shi)用(yong)水量(liang)(liang)(liang)一(yi)般比設(she)(she)計(ji)秒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)值小，因此原有(you)的(de)引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)對(dui)于(yu)直(zhi)接與(yu)市政(zheng)(zheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)網(wang)相連(lian)的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)網(wang)疊(die)壓(ya)供(gong)水系統(tong)而言可能出現管(guan)(guan)(guan)(guan)徑偏小的(de)問題(ti)，容易導致引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)流(liu)(liu)速(su)過(guo)大(da)，從而對(dui)市政(zheng)(zheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)網(wang)造(zao)成干擾。因此需用(yong)市政(zheng)(zheng)引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)允許最(zui)(zui)大(da)流(liu)(liu)速(su)來衡量(liang)(liang)(liang)引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)徑的(de)合理性(xing)，系統(tong)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)達到設(she)(she)計(ji)秒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)時(shi)核算原有(you)引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)流(liu)(liu)速(su)是否超過(guo)允許的(de)最(zui)(zui)大(da)流(liu)(liu)速(su)，流(liu)(liu)速(su)過(guo)大(da)的(de)話則應該更換市政(zheng)(zheng)引(yin)入(ru)管(guan)(guan)(guan)(guan)以(yi)增(zeng)大(da)其管(guan)(guan)(guan)(guan)徑。

2、高樓層小區(qu)二次供水系統改造(zao)實例

　　2.1改造項目概況

　　某小區(qu)四棟12層(ceng)的(de)住宅建(jian)筑建(jian)于(yu)80年代末(mo)期(qi)，建(jian)筑樓頂標高40m，每層(ceng)4戶，建(jian)筑面積約2.8萬(wan)平(ping)方米，室內生(sheng)活(huo)給(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統(tong)分為高、低(di)兩區(qu)，采用(yong)恒速(su)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵水(shui)(shui)(shui)(shui)箱聯合(he)(he)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)方式，生(sheng)活(huo)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)與消(xiao)防用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)(he)用(yong)貯水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)，屋(wu)頂設有生(sheng)活(huo)與消(xiao)防用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)合(he)(he)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱。其中，低(di)區(qu)為1~5層(ceng)，由市政直接供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui);高區(qu)為6~12層(ceng)，由水(shui)(shui)(shui)(shui)泵水(shui)(shui)(shui)(shui)箱聯合(he)(he)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)。改造后經(jing)居(ju)民反映良好(hao)，生(sheng)活(huo)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)明顯改善(shan)，極少出現水(shui)(shui)(shui)(shui)壓不(bu)足的(de)現象(xiang)。

　　該(gai)住宅建筑(zhu)為(wei)二(er)類普通住宅，每戶為(wei)一衛一廚(chu)，室內配置有洗(xi)(xi)滌(di)盆(pen)1個(ge)(N=1.00)、洗(xi)(xi)臉盆(pen)l個(ge)(N=0.75)、坐(zuo)便器1個(ge)(N=0.50)、淋浴器l個(ge)(N=0.75)、洗(xi)(xi)衣機水(shui)嘴l個(ge)(N=100)，用水(shui)定(ding)額取250L/(人(ren)·d)，戶均人(ren)數按3.5人(ren)計算(suan)。

　　據(ju)有關供(gong)水部門提(ti)供(gong)的(de)資料，市(shi)政供(gong)水干管為(wei)DN300，小區所處位置(zhi)市(shi)政壓力波動范圍(wei)為(wei)0.20~0.35MPa，供(gong)水量(liang)充足。

　　2.2原給水系(xi)統存在(zai)問題

　　(1)生活水泵為二十年前(qian)的液力耦合(he)恒速泵，老化現象(xiang)嚴重，容易(yi)發現軸(zhou)封滲水與銹蝕現象(xiang)，然而在現今已淘汰使用(yong)，配件難(nan)尋(xun)導致后期維修困難(nan)。

　　(2)生活與消防(fang)水(shui)(shui)池(chi)(箱(xiang))合用，二次污染情況較為(wei)嚴(yan)重，而且(qie)水(shui)(shui)池(chi)(箱(xiang))并沒(mei)有采(cai)用分格設計，清(qing)洗時給水(shui)(shui)系(xi)統停水(shui)(shui)，影響居民的正(zheng)常用水(shui)(shui)。

　　(3)生(sheng)活給水管(guan)采用鍍鋅鋼(gang)管(guan)腐(fu)蝕程度嚴重，排除外界(jie)環(huan)境(jing)的(de)(de)影響(xiang)，水處理流程中混凝(ning)劑也(ye)是(shi)管(guan)道腐(fu)蝕的(de)(de)一個重要(yao)原因，因此(ci)使用時間(jian)過長的(de)(de)管(guan)道中的(de)(de)水質往往不(bu)符合國家標(biao)準《生(sheng)活飲(yin)用水輸配水設備及防護材料(liao)的(de)(de)安全性評價標(biao)準》的(de)(de)規定。

　　2.3高樓層小區二次供水改造(zao)方(fang)案

　　(1)生活給水(shui)系統可(ke)改(gai)造為(wei)疊壓變(bian)頻(pin)供水，進行區域集中加壓以維持四棟12層住宅的正常供(gong)水。

　　(2)出(chu)于節(jie)能與衛生的(de)考慮，改造方案把原(yuan)有的(de)低位水(shui)池、屋(wu)頂水(shui)箱改造消防(fang)專用的(de)水(shui)池和水(shui)箱。

　　(3)原有的(de)臥(wo)式(shi)(shi)液(ye)力耦合恒速泵更換(huan)為高效低噪的(de)臥(wo)式(shi)(shi)多級調(diao)速泵，并更換(huan)給水管道。

　　2.4設計計算

　　根(gen)據(ju)《建筑給(gei)水(shui)排(pai)水(shui)設計規(gui)范》規(gui)定:最大用(yong)水(shui)時衛生器具給(gei)水(shui)當量(liang)平(ping)均出流(liu)概(gai)率:

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

　　q0——最(zui)高日(ri)生活用(yong)水定(ding)額，L/(人·d)，取250L/(人·d);

　　m——每(mei)戶用(yong)水人數，取3.5人;

　　Kh——小時變化(hua)系數(shu)，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(shu)，h，取24h。故平均(jun)出流(liu)概率U。

　　故平均出(chu)流(liu)概率 每棟樓(lou)的(de)(de)高(gao)區(qu)共有(you)28戶，每戶衛生(sheng)器(qi)給(gei)水(shui)量數(shu)為4，因此(ci)四(si)棟住宅建筑高(gao)區(qu)計(ji)(ji)算(suan)管段(duan)的(de)(de)衛生(sheng)器(qi)具給(gei)水(shui)量數(shu)為4，因此(ci)四(si)棟住宅建筑高(gao)區(qu)計(ji)(ji)算(suan)管段(duan)的(de)(de)衛生(sheng)器(qi)具給(gei)水(shui)當量總數(shu) 。根(gen)據U0、 取值。查《建筑給(gei)水(shui)排水(shui)設(she)計(ji)(ji)規范》附錄D，采(cai)用插值法得(de)設(she)計(ji)(ji)秒流(liu)量 2.4節能率

　　經水力(li)(li)計(ji)算(suan)，水泵出(chu)口所需水壓(ya)(ya)(ya)(ya)為580KPa(即系(xi)(xi)統設(she)計(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li))，小區(qu)的(de)(de)市(shi)政管(guan)網壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)變化在0.20~0.35MPa，因此水泵揚程按330~480KPa選取(qu)(qu)。與原有(you)供(gong)水方式(shi)比(bi)較，疊(die)壓(ya)(ya)(ya)(ya)供(gong)水方式(shi)中水泵揚程無(wu)需按系(xi)(xi)統設(she)計(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)來選取(qu)(qu)，取(qu)(qu)市(shi)政管(guan)網壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)占系(xi)(xi)統設(she)計(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)百(bai)分比(bi)可用于(yu)在工程上粗略計(ji)算(suan)疊(die)壓(ya)(ya)(ya)(ya)供(gong)水系(xi)(xi)統的(de)(de)節(jie)能(neng)(neng)率，因此對于(yu)本改(gai)造(zao)項目，改(gai)造(zao)后約能(neng)(neng)節(jie)省(sheng)34.5%~60.3%的(de)(de)能(neng)(neng)量。

　　2.5設備(bei)選型

　　據自來水公(gong)司相關部(bu)門提供的資料，該居(ju)住小(xiao)區所處區域(yu)市政供水量充(chong)足，室(shi)外(wai)給水管道允許流(liu)速為l.5m/S，可推(tui)算出市政管道的補水能(neng)力大(da)于系統的設計(ji)秒流(liu)量，因此可選(xuan)用(yong)體積較小(xiao)的穩流(liu)罐。

　　最后選用長沙中(zhong)贏品(pin)牌管網疊壓供(gong)水(shui)(shui)設備(bei)，型(xing)號為(wei)(wei)：CSSDPR25-50/4-5.5。設備(bei)包括(kuo)穩流罐 600，2臺超靜音變頻調速管中(zhong)泵(beng) (一用一備(bei))，設備(bei)控制柜，單臺水(shui)(shui)泵(beng)流量為(wei)(wei)24m3/h，揚程(cheng)48m，超量取水(shui)(shui)停泵(beng)壓力設定(ding)為(wei)(wei)0.1MPa，起泵(beng)壓力設定(ding)為(wei)(wei)0.2MPa。