結(jié)合二次供水調(diào)查淺析高層建筑二次供水的幾種方式

朱香來

（上海韻水工程設(shè)計(jì)有限公司，上海 201707）

1 概述

二次供水是通過儲(chǔ)存、加壓設(shè)備將市政供水管網(wǎng)里的水供給用戶的一種方式。二次供水設(shè)施主要為水泵房、水泵、管道及相關(guān)閥門配件、貯水池、高位水箱、壓力水容器、控制系統(tǒng)、消毒設(shè)備等。

高層建筑的建筑高度都大于27m，僅靠供水管網(wǎng)的壓力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高層建筑的用水壓力，二次供水是解決高層供水的唯一方法。如果說高層建筑整體供水采用同一根管道，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)低層水壓過大，導(dǎo)致管道、配件以及用水器具的損壞，同時(shí)直接影響住戶的用水安全。為保證供水的可靠性，采取豎向分區(qū)系統(tǒng)是高層建筑供水的不二選擇。不同供水方式常采用減壓方式亦不同。

2 常見的高層建筑二次供水方式

2.1 貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水

此種供水方式是在小區(qū)市政進(jìn)水后設(shè)置貯水池，通過水泵輸送到高位水箱，然后供給用戶。在供水系統(tǒng)中貯水池及高位水箱主要是起貯水、調(diào)節(jié)用水量和穩(wěn)定水壓的作用。減壓方法的不同的分區(qū)形式也對(duì)應(yīng)不同。根據(jù)供水系統(tǒng)的分區(qū)減壓形式，“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”主要又可分為減壓閥供水、并聯(lián)供水、減壓水箱供水、串聯(lián)供水等。

（1）減壓閥供水方式。為保證供水可靠性，這種供水方式通常是在高位水箱設(shè)置兩路及以上出水管，或是在高位水箱出水管上開三通并聯(lián)幾路出水管。一路供給上層住戶，無須減壓閥；其他的根據(jù)樓層高度，每路出水管通過計(jì)算在最優(yōu)樓層設(shè)置減壓閥。常用的減壓閥有兩種，依照減壓的原理分為可調(diào)式和比例式。根據(jù)查閱資料兩種減壓閥一起使用，比例式減壓閥加裝在可調(diào)式減壓閥之前，可起分級(jí)減壓、維持穩(wěn)定供水的作用。實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在閥門生產(chǎn)質(zhì)量較高，實(shí)際應(yīng)用中常僅選用可調(diào)式減壓閥。

（2）并聯(lián)供水方式。這種供水方式是在泵房內(nèi)對(duì)水泵進(jìn)行分區(qū)，同時(shí)在建筑內(nèi)部相應(yīng)樓層設(shè)置分區(qū)水箱。不同分區(qū)的水泵供給對(duì)應(yīng)的水箱，然后供給相應(yīng)分區(qū)的住戶。

（3）減壓水箱供水方式。這種供水方式是在建筑內(nèi)部相應(yīng)樓層設(shè)置分區(qū)水箱，住戶用水通過泵房加壓全部輸送到高位水箱，高位水箱和分區(qū)水箱同時(shí)供給相應(yīng)分區(qū)的住戶和下一級(jí)的分區(qū)水箱。

（4）串聯(lián)供水方式。這種供水方式是在建筑內(nèi)部相應(yīng)樓層設(shè)置分區(qū)水箱和水泵。低區(qū)的水箱供給相應(yīng)分區(qū)的用戶，同時(shí)充當(dāng)高區(qū)供水的貯水池。

通過調(diào)查總結(jié)，“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”的幾種分區(qū)減壓方式中所使用大多數(shù)是減壓閥供水方式，僅一些2000年前后的老舊小區(qū)使用并聯(lián)供水方式，在調(diào)查中并未發(fā)現(xiàn)有小區(qū)采用減壓水箱供水方式及串聯(lián)供水方式。雖然調(diào)查的數(shù)量或許不夠多，但仍可看出后三種分區(qū)減壓供水方式在實(shí)際中運(yùn)用較少。其實(shí)也很好理解，后三種分區(qū)減壓供水方式均需設(shè)置中層水箱，不僅浪費(fèi)建筑空間而且不方便管理。此外，并聯(lián)供水和串聯(lián)供水所需設(shè)置的水泵臺(tái)數(shù)較多，而從供水可靠性方面來分析，減壓水箱供水和串聯(lián)供水均存在不同分區(qū)相互影響的情況。

“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”是二次供水發(fā)展進(jìn)程的初級(jí)階段，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在上海浦東地區(qū)這種供水方式在應(yīng)用較為廣泛。此種供水方式被廣泛使用的原因是在于水箱具有調(diào)節(jié)作用，可提高供水的可靠性。同時(shí)水泵的出水量穩(wěn)定，可保持高效運(yùn)行。其缺點(diǎn)是市政進(jìn)水進(jìn)入到貯水池時(shí)水壓全部泄掉，存在能量浪費(fèi)的情況，長久以往所浪費(fèi)的資源量較大。根據(jù)要求，貯水池和高位水箱都需要每半年清洗一次，調(diào)查發(fā)現(xiàn)有些小區(qū)甚至是每個(gè)季度洗一次，造成的維護(hù)管理支出較多，同時(shí)清洗時(shí)可能需要斷水，給居民用水造成影響。即使貯水池和水箱每半年清洗一次，仍可能存在水質(zhì)受到二次污染的情況。不僅如此，為保證頂層住戶的供水壓力，高位水箱往往設(shè)置位置較高，增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，給維修養(yǎng)護(hù)時(shí)造成不便，同時(shí)大多數(shù)情況下需要安裝避雷設(shè)施。

2.2 貯水池—變頻調(diào)速泵供水

此種供水方式是在小區(qū)市政進(jìn)水后設(shè)置貯水池，通過水泵直接供給用戶，無須設(shè)置高位水箱。為穩(wěn)定水壓，維持用水低峰時(shí)的微量供水，保障主泵的高效運(yùn)行，此種供水方式系統(tǒng)常并聯(lián)小型氣壓水罐。根據(jù)供水系統(tǒng)的分區(qū)減壓形式，可分為減壓閥供水和并聯(lián)供水。

（1）減壓閥供水方式。這種供水方式是泵房出水管直接供給上層住戶，同時(shí)在立管合適位置上開三通，并通過計(jì)算設(shè)置減壓閥，將供水系統(tǒng)分區(qū)。

（2）并聯(lián)供水方式。與上文中“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”的并聯(lián)供水相似，此種供水方式是在泵房內(nèi)對(duì)水泵進(jìn)行分區(qū)，不同分區(qū)水泵出水管直接供給相應(yīng)分區(qū)的住戶。

通過調(diào)查總結(jié)，在實(shí)際中這兩種分區(qū)減壓方式，通常被青睞的是減壓閥供水方式。雖然并聯(lián)供水可避免減壓閥供水可能產(chǎn)生的供水可靠性問題，但考慮到減壓閥供水可節(jié)省管道布置長度，且水泵數(shù)量較少，可減少泵房用地。所以減壓閥供水方式受到廣泛應(yīng)用。

“貯水池—變頻調(diào)速泵供水”是以“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”為基礎(chǔ)演變發(fā)展而來。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，這兩種供水方式在上海浦東新區(qū)高層小區(qū)實(shí)際使用中的比例接近。相比“貯水池—水泵—高位水箱聯(lián)合供水”，“貯水池—變頻調(diào)速泵供水”的供水方式節(jié)省了高層建筑上層面積，同時(shí)通過變頻調(diào)速器的控制下，在用戶用水量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，水泵均能高效運(yùn)行，節(jié)省了電耗。但同時(shí)仍有不能充分利用市政管網(wǎng)的壓力和水質(zhì)容易被污染的缺點(diǎn)。

2.3 貯水池—水泵—?dú)鈮汗薰┧?/h3>

此種供水方式是在小區(qū)市政進(jìn)水后設(shè)置貯水池，通過水泵和氣壓罐供給用戶。在供水系統(tǒng)中氣壓罐不僅可以增壓，而且也兼有高位水箱的功能。根據(jù)供水系統(tǒng)的分區(qū)減壓形式，將“貯水池—水泵—?dú)鈮汗薰┧狈譃闇p壓閥供水和并聯(lián)供水。其原理與前文相似，此處不再贅述。

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高層小區(qū)鮮有采用“貯水池—水泵—?dú)鈮汗薰┧钡墓┧绞?，少部分多層小區(qū)存在使用此種供水方式的情況。究其原因，弊端太多，列舉如下：氣壓罐調(diào)節(jié)容積過小、水泵啟閉頻繁、耗電量大、效率低、水壓變化幅度大影響供水系統(tǒng)的可靠性。

2.4 疊壓設(shè)備供水

疊壓設(shè)備供水方式是利用變頻泵直接從市政供水管網(wǎng)抽水，然后供給用戶。疊壓供水設(shè)備主要由供水主泵、穩(wěn)壓罐、防負(fù)壓裝置、防倒流污染裝置、壓力傳感器、變頻控制柜等組成。疊壓設(shè)備供水分區(qū)減壓方式常采用并聯(lián)供水，即在泵房內(nèi)針對(duì)不同分區(qū)設(shè)置分區(qū)水泵。

疊壓設(shè)備供水方式是變頻恒壓供水方式的發(fā)展與延伸。不過，在采用這種供水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該先得到當(dāng)?shù)毓┧块T的批準(zhǔn)。通過在上海浦東及江蘇昆山兩地的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在上海浦東新區(qū)，少部分高層小區(qū)在水泵房及其他二次供水設(shè)施未被供水部門接管前，自行改造使用疊壓設(shè)備供水，在供水部門接管之后通?；謴?fù)其原始的傳統(tǒng)二次供水方式，而在江蘇昆山低區(qū)，調(diào)查范圍內(nèi)所有的高層小區(qū)均采用疊壓設(shè)備供水，而且這些已被當(dāng)?shù)毓┧块T接管。因此，地區(qū)不同，對(duì)疊壓設(shè)備供水方式控制審批也不同。這是因?yàn)榀B壓設(shè)備供水優(yōu)點(diǎn)突出的同時(shí)，其缺點(diǎn)也讓很多地區(qū)供水部門不會(huì)輕易采用。

疊壓設(shè)備供水方式的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)浪費(fèi)市政供水管網(wǎng)的壓力、水質(zhì)不會(huì)受到二次污染、節(jié)約土地、綜合造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)效益好。雖然其優(yōu)點(diǎn)看似完美解決了傳統(tǒng)二次供水方式的缺點(diǎn)，但是疊壓設(shè)備供水的使用也有其約束條件。其缺點(diǎn)是與市政管網(wǎng)相互影響，當(dāng)市政供水管網(wǎng)停水時(shí)，無法像上文所述的幾種傳統(tǒng)供水方式一樣保障建筑內(nèi)居民的短期用水需求，市政管網(wǎng)水壓的驟變會(huì)給疊壓設(shè)備造成不良影響，而水泵直接從市政管網(wǎng)抽水，瞬時(shí)用水量大時(shí)勢(shì)必也對(duì)市政管網(wǎng)帶來一定影響，也存在倒流污染的隱患。

3 結(jié)束語

筆者僅對(duì)一些常見的高層二次供水方式進(jìn)行總結(jié)分析，實(shí)際中也存在一些高層建筑采用混合供水方式。高層二次供水關(guān)乎民生，無論是設(shè)計(jì)還是對(duì)舊有的二次供水設(shè)施改造，都應(yīng)該在供水部門的統(tǒng)一指導(dǎo)下，在考慮區(qū)域供水安全基礎(chǔ)上，因地制宜地選取最節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、節(jié)水的供水方式，此外，對(duì)疊壓設(shè)備供水方式，應(yīng)該投入更多的理論研究和實(shí)踐優(yōu)化，使之能在更大的范圍內(nèi)造福于民。