高層建筑二次加壓供水設(shè)計探討

左兵

（朝陽市自來水有限責任公司，遼寧 朝陽 122000）

隨著城市化進程的不斷深入，城市地區(qū)高層建筑建設(shè)規(guī)模逐漸擴大，在有效節(jié)約城市用地面積的同時，建筑二次供水設(shè)施在建設(shè)和運維管理中存在的問題也日益突出，這不僅嚴重影響了人們?nèi)粘Ｉ?，還不能充分滿足現(xiàn)代化節(jié)能降耗目標。為了解決這一問題，二次加壓供水設(shè)計應運而生，并成為高層建筑供水的唯一選擇。因此，本文結(jié)合高層建筑二次加壓供水設(shè)計進行分析，為滿足群眾用水需求提供保障。

1 選擇供水方式

高層建筑二次供水主要是指供水單位將生活飲用水儲存在貯水池或者水箱中。而后利用水泵或借助高層建筑自身形成的壓差，將水資源送往高層建筑供水系統(tǒng)。近年來，隨著城市化進程不斷深入，城市地區(qū)高層建筑也如雨后春筍般拔地而起，在一定程度上增加了二次加壓供水系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模。而結(jié)合實際情況來看，水質(zhì)污染問題越來越嚴重，具體體現(xiàn)在高層建筑水池中的水資源渾濁，通過測量可以看出，水資源中含有大量的細菌和大腸菌，并且亞硝酸鹽、鐵、錳等含量明顯增加。同時，余氯先將顯著。這也充分水命，供水單位在儲存二次供水或者二次輸送水資源過程中，導致水資源受到污染，從而造成水質(zhì)下降，不能充分滿足群眾用水需求。

2 二次供水污染引發(fā)的風險問題

高層建筑二次加壓供水的作用主要是為群眾提供生活用水，如果水質(zhì)不達標，將會影響人們的健康安全，甚至會滋生傳染病病原。而導致水資源污染的主要原因是輸送管道在長期投入使用過程中產(chǎn)生污垢或腐蝕，或者儲存生活用水的水箱和貯水池維護管理不到位，另外，在施工或者搶修過程中，如果技術(shù)人員沒有嚴格按照規(guī)范操作，也會產(chǎn)生一定污染源。這些問題均會導致二次供水受到污染。而引發(fā)供水管道和供水設(shè)施產(chǎn)生污染的主要原因有很多，包括管材、管件管理不當、供水管道沉降不均、管網(wǎng)運行方式產(chǎn)生變化、施工質(zhì)量不到位等方面。另外，我國在早期城市供水管網(wǎng)建設(shè)過程中，受科技制約，使用的材料和采取的工藝措施相對滯后，加上投入使用年限較久，后期維護管理不當，導致部分管道腐蝕嚴重，從而引發(fā)爆管、暗漏、明漏等事故[2]?，F(xiàn)如今，我國城市應用水因管網(wǎng)應暴漏事故引發(fā)的水資源流失量已經(jīng)達到上百億噸，無法滿足新時期背景下的節(jié)能降耗需求。

3 高層建筑二次加壓供水設(shè)計

二次加壓供水，是指供水單位將儲存的生活用水進行加壓處理或消毒處理，而后通過管道輸送給高層建筑供水系統(tǒng)。現(xiàn)階段，二次加壓供水已經(jīng)成為高層建筑中采取的唯一供水方式。二次加壓供水主要由儲水設(shè)備、水處理設(shè)備、供水管線組成，其中儲水為貯水池或水箱，分為高中低三種；水處理設(shè)備則包括消毒設(shè)備、凈化設(shè)備、過濾設(shè)備等；供水管線為閥門、龍頭以及供水管線和輸水管線。現(xiàn)階段，我國城市地區(qū)常見的供水方式有以下幾種：第一，水池、水箱和定速水泵供水方式，這種方式使用時間較久，是廣州、上海等城市高層建筑較為常用的供水方式之一。第二，水池、變頻水泵供水該方式，這種方式是建立在第一種供水方式基礎(chǔ)上演變而來的，這種方式主要應用恒壓變流量方式為高層建筑提供水資源，結(jié)合這種供水方式的應用效果來看，具有穩(wěn)定性較強特點，現(xiàn)在在北京、上海等城市應用范圍較為廣泛。第三，無負壓變頻增加設(shè)施。這種供水方式是在科學技術(shù)推動下產(chǎn)生的增壓供水方式，當水資源進入穩(wěn)流補償器時，變頻水泵會通過增加將水資源送往高層建筑供水系統(tǒng)，這種方式節(jié)能型較好、維護便捷，沒有二次污染，現(xiàn)在已經(jīng)在部分城市中廣泛應用。第四，射流變頻增壓設(shè)施。這種供水方式的工作原理是水資源進入調(diào)節(jié)水箱和變頻調(diào)速泵后，通過水泵持續(xù)加壓，將水資源送往高層建筑供水系統(tǒng)。這種供水方式的優(yōu)勢在于節(jié)能降耗，同時可以發(fā)揮調(diào)蓄作用。然而，由于這種方式調(diào)節(jié)量較小，因此不適合用于大城市高層建筑供水。

在二次加壓供水過程中，造成水池水質(zhì)產(chǎn)生污染的主要原因有以下幾點：第一，水池設(shè)計缺乏科學性。例如，水池底平面低于出水口、水池中的水無法循環(huán)，成為死水，長此以往，導致雜質(zhì)沉淀，從而產(chǎn)生微生物。第二，水質(zhì)面積較大，需水量過多，嚴重超出高層建筑用戶用水需求，導致水資源滯留在水池時間較久，其中的余氯隨之減少，從而滋生微生物，尤其天氣炎熱季節(jié)，容易引發(fā)傳染疾病。另外，水體與水池長時間接觸，會產(chǎn)生物理化反映，從而污染水體。第三，水池清理不及時，內(nèi)部形成大量結(jié)垢和沉積物，導致水質(zhì)受到污染。

管網(wǎng)也是影響水質(zhì)污染的根本原因之一，具體從以下幾點分析：第一，管道長時間投入使用，內(nèi)壁形成大量結(jié)垢和沉積物，導致水資源在運輸過程中產(chǎn)生污染。第二，在管道施工過程中，使用的涂料不滿足設(shè)計需求，導致涂料中的有害物進入水體，從而導致水質(zhì)惡化。第三，基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計安裝缺乏科學性。具體體現(xiàn)在上下管道設(shè)計不合理等方面。例如：在污水管道下設(shè)置上水管，并且兩個管道并行或者交叉，導致水資源受到污染。另外，供水單位管理不到位，沒有嚴格按照相關(guān)制度定期對水池進行消毒。

4 高層建筑二次加壓給水管道設(shè)計

現(xiàn)階段，球墨鑄鐵管和PP-R管，是高層建筑二次加壓給水管道設(shè)計中較為常用的兩種材料，其中球墨鑄鐵管材料具有抗震效果好、耐腐蝕性能高、強度大等多種優(yōu)勢。而PP-R管具有材質(zhì)較強、腐蝕性較強、施工便利等優(yōu)勢。所以，在二次加壓給水管道設(shè)計過程中，管徑≥DN100，可以選擇球墨鑄鐵管。相反則選擇PP-R管。在管道井內(nèi)立管設(shè)計過程中，需要優(yōu)先使用鋼塑復合鋼管，這種材質(zhì)既包含PP-R管的優(yōu)勢，有具備金屬管的有點，同時，剛性較強，適合高層建筑二次加壓給水管道井敷設(shè)。除此之外，為了保證管道運行的安全性赫爾可靠性，需要在加壓立管頂部安裝自動排氣閥。

5 高層建筑二次加壓給水管網(wǎng)設(shè)計

在管網(wǎng)設(shè)計過程中，首先應保證高層建筑周圍具備兩路或者更多進水，同時形成水資源循環(huán)。如此不僅能夠滿足室外消防用水需求，還能夠為高層建筑供水系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。與此同時，有利于減少死水問題，從而保證水質(zhì)清潔。由于二次加壓給水主管無法充分滿足環(huán)狀網(wǎng)設(shè)計需求，為了提高水質(zhì)，在主管設(shè)計過程中，需要在所有枝狀主管尾部安裝排水栓。如此可以保證在高層建水用水較少的情況下，水池中的水資源不會形成死水。另外，在高層建筑前后給水管敷設(shè)過程中，設(shè)計人員需要結(jié)合建筑內(nèi)部管線實際情況進行分析。

6 高層建筑二次加壓供水計量水表設(shè)計

現(xiàn)在，高層建筑大多采用無源式抄表系統(tǒng)遠程抄表。該抄表系統(tǒng)不需要電源設(shè)備，而是通過抄表機提供電源，從而準確對高層建筑中的水表進行讀取。在計量水表設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要充分考慮后續(xù)管理維護工作，保證安裝位置維護管理便捷。另外，所有水表應全部安裝到專用水井中，并且水井應具備檢修門，檢修門要大于500mm，水表應處于檢修門正中央。如果高層建筑中用戶較多，可以安裝水表組。其安裝順序要與住宅布置相符，溝通時水表之間的中心距需要大于300mm。除此之外，管道井中的其他管道設(shè)計不能影響水表維護管理和讀取。

7 高層建筑二次加壓供水儲水設(shè)備和增壓裝置設(shè)計

在高層建筑二次加壓供水設(shè)施建設(shè)過程中，需要選擇資質(zhì)較好的建設(shè)單位，并做好施工審核工作。同時，供水企業(yè)應做好采購和安裝工作。保證與水體直接接觸的水池設(shè)施不會對水資源造成污染。盡可能選擇不銹鋼等材料，從而保證建設(shè)質(zhì)量滿足供水設(shè)施建設(shè)需求。

8 結(jié)語

綜上所述，由于高層建筑樓層較多，如果僅適用一套管網(wǎng)供水，無法充分滿足群眾用水需求，為了提高供水質(zhì)量，同時減少水資源消耗，需要采用二次加壓供水系統(tǒng)，本文結(jié)合二次供水污染引發(fā)的風險問題進行分析，并提出幾點設(shè)計方法，希望能夠在保證高層建筑供水質(zhì)量的同時降低水資源浪費，為提高管網(wǎng)運行效率奠定基礎(chǔ)。