淺談生活供水水箱容積的參數(shù)設(shè)計(jì)

蒲寶明

（甘肅省工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 建筑內(nèi)生活用水由生活低位貯水池及水泵聯(lián)合供水的情況

建筑物內(nèi)生活用水采用生活低位貯水池+水泵聯(lián)合供水時(shí)，其供水示意圖如圖1 所示：

圖1 生活低位貯水池+水泵聯(lián)合供水示意圖

根據(jù) 《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50015-2019（以下簡稱《建水標(biāo)》）中第3.8.3 條“生活用水低位貯水池的有效容積應(yīng)按進(jìn)水量與用水量變化曲線經(jīng)計(jì)算確定；當(dāng)資料不足時(shí)，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%確定”。即在一般工程設(shè)計(jì)的前期階段，由于無法有效得到將來住戶的實(shí)際用水量變化曲線，一般情況下水箱容積均按照最高日用水量的20%～25%確定，即此時(shí)低位水箱的有效容積為：

生活加壓泵的流量：Qd=qs

式中：Qd—建筑最高日用水量；

qs—用戶設(shè)計(jì)秒流量用水。

2 由城鎮(zhèn)管網(wǎng)夜間直接進(jìn)水的高位水箱容積確定

部分地區(qū)由于市政水壓夜間低峰期能夠滿足建筑物內(nèi)居民生活用水水壓，但在白天高峰期水壓不足，無法直接供用戶用水時(shí)，該建筑物供水由屋頂高位水箱直接供給，其供水示意圖如圖2 所示：

圖2 屋頂高位直接供水示意圖

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》3.8.4.1 條規(guī)定“由城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)夜間直接進(jìn)水的高位水箱的生活用水調(diào)節(jié)容積，宜按用水人數(shù)和最高日用水定額確定”，即此時(shí)的高位儲(chǔ)水箱容積是按照高位水箱供水樓層的用水人數(shù)和最高日用水量定額確定[1-3]。則此時(shí)：

式中：m—用水人數(shù)（人）；

qL—最高用水日的用水定額，按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.1、3.2.2 取用（L/人·d）。

3 由低位儲(chǔ)水池+水泵+高位水箱聯(lián)合供水的情況

目前，大部分新建建筑物都為高層建筑，有時(shí)高層建筑的供水系統(tǒng)豎向需分為好幾個(gè)區(qū)，假設(shè)某一建筑物的給水分區(qū)為低、中、高三個(gè)區(qū)，其中低區(qū)供水直接由市政管網(wǎng)直接供給，中區(qū)供水由低位儲(chǔ)水池+變頻加壓供水泵聯(lián)合供水，高區(qū)供水采用低位儲(chǔ)水池+變頻加壓泵+高位水箱聯(lián)合供水，其供水如圖3 所示：

圖3 高區(qū)供水采用低位儲(chǔ)水池+變頻加壓泵+高位水箱聯(lián)合供水

在這種情況下，各區(qū)供水時(shí)的供水流量及相應(yīng)儲(chǔ)水箱、儲(chǔ)水池的有效容積確定需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)地分析確定。此時(shí)低區(qū)為市政管網(wǎng)直接供水、中區(qū)為低位儲(chǔ)水箱+變頻供水泵直接供水、高區(qū)為低位儲(chǔ)水池+變頻加壓泵+高位水箱聯(lián)合供。經(jīng)過分析，低位儲(chǔ)水池儲(chǔ)存水量應(yīng)為中區(qū)所用水量+高區(qū)用水量，但是高區(qū)用水不是通過變頻供水泵直接供給，而是通過先用加壓泵供至高區(qū)高位生活水箱，再由高區(qū)高位生活水箱重力供至高區(qū)各戶。這種情況，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第3.8.3 條“生活用水低位貯水池的有效容積應(yīng)按進(jìn)水量與用水量變化曲線經(jīng)計(jì)算確定；當(dāng)資料不足時(shí)，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%確定”及第3.8.4.1 條“由水泵聯(lián)動(dòng)提升進(jìn)水的水箱的生活用水調(diào)節(jié)容積，不宜小于最大時(shí)用水量的50%”規(guī)定，則此時(shí)低位儲(chǔ)水池的水容積應(yīng)為中區(qū)、高區(qū)高日用水量的20%～25%，高區(qū)生活高位儲(chǔ)水箱容積為高區(qū)用水調(diào)節(jié)容積，不小于高區(qū)最大時(shí)用水量的50%。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第3.9.2 條“建筑物內(nèi)采用高位水箱調(diào)節(jié)的生活給水系統(tǒng)時(shí)，水泵的供水能力不應(yīng)小于最大時(shí)用水量”則[4，5]：

V1=（20%～25%）×Qd（中區(qū)+高區(qū)）,V2≥0.5h×Qh高區(qū)中區(qū)生活加壓泵的流量：Q1=qs中區(qū)；高區(qū)生活加壓泵的流量Q2≥Qh高區(qū)。式中：

Qd（中區(qū)+高區(qū)）—建筑中區(qū)、高區(qū)用戶最高日用水量m3/d；

Qh高區(qū)—高區(qū)最大時(shí)用水量 m3/h；

qs中區(qū)—中區(qū)用戶設(shè)計(jì)秒流量用水 m3/h；

4 由低位儲(chǔ)水池+水泵+中間水箱+高位水箱聯(lián)合供水的情況

在一些超高層建筑的給排水設(shè)計(jì)過程中，往往會(huì)出現(xiàn)中間水箱轉(zhuǎn)輸供水，即中間水箱既能給它服務(wù)的區(qū)域做重力供水又能起到對(duì)高層區(qū)域供水的中間轉(zhuǎn)輸功能，這種輸水情況的設(shè)計(jì)如圖4 所示：

圖4 低位儲(chǔ)水池+水泵+中間水箱+高位水箱聯(lián)合供水

現(xiàn)在設(shè)計(jì)的超高層建筑的供水形式一般采用豎向串聯(lián)供水，但是豎向串聯(lián)供水時(shí)，就會(huì)在轉(zhuǎn)換層設(shè)置中間水箱，而中間水箱的作用是既可以為高于它的樓層起到中間轉(zhuǎn)輸作用又可以對(duì)低于它的樓層做直接供水，那么在此種情況下高二區(qū)生活高位水箱容積及生活低位儲(chǔ)水池的容積計(jì)算方法同上述中計(jì)算辦法，但是高一區(qū)的中間儲(chǔ)水箱的容積計(jì)算式需要考慮如下兩種情況：

情況1：當(dāng)供水泵流量Q2＜Q3時(shí)，此時(shí)高一區(qū)的中間水箱即是高一區(qū)的供水水箱，同時(shí)也作為高二區(qū)的調(diào)節(jié)水箱，也就是說，此種情況下的中間儲(chǔ)水箱容積既要考慮高一區(qū)正常的供水水量，也要保證高二區(qū)供水泵Q3運(yùn)行時(shí)不會(huì)造成高一區(qū)供水量不足的情況發(fā)生，此時(shí)的中間水箱的容積根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第3.9.2 條“建筑物內(nèi)采用高位水箱調(diào)節(jié)的生活給水系統(tǒng)時(shí)[6，7]，水泵的供水能力不應(yīng)小于最大時(shí)用水量”的要求，則此種情況下中間水箱容積為：

式中：

Qh（高一區(qū)+高二區(qū)）—高一區(qū)和高二區(qū)最大時(shí)用水量之和（m3/h）。

此種情況下各區(qū)域供水泵的流量要求也需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中準(zhǔn)確計(jì)算選型，通過準(zhǔn)確的水泵流量計(jì)算以確保各區(qū)的正常供水。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》3.9.2 條“建筑物內(nèi)采用高位水箱調(diào)節(jié)的生活給水系統(tǒng)時(shí)，水泵的供水能力不應(yīng)小于最大時(shí)用水量”，則此時(shí)供水泵Q2的供水流量為：

式中：

Qh高一區(qū)、Qh高二區(qū)—分別為高一區(qū)、高二區(qū)最大時(shí)用水量（m3/h）。

高二區(qū)由于是水泵Q3直接從中間水箱吸水直供，因此供水流量為高二區(qū)設(shè)計(jì)秒流量，即

式中：

qs高二區(qū)—高二區(qū)的設(shè)計(jì)秒流量（m3/h）。

情況2：當(dāng)供水泵流量Q2≥Q3時(shí)，供高二區(qū)的次級(jí)水泵不會(huì)造成中間儲(chǔ)水箱儲(chǔ)水容積不足而影響高一區(qū)供水的情況，則在這種情況下根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》3.8.5.2 條“生活用水調(diào)節(jié)容積應(yīng)按水箱供水部分和轉(zhuǎn)輸部分水量之和確定；供水水量的調(diào)節(jié)容積，不宜小于供水服務(wù)區(qū)域樓層最大時(shí)用水量的50%；轉(zhuǎn)輸水量的調(diào)節(jié)容積，應(yīng)按提升水泵3～5min 的流量確定；當(dāng)中間水箱無供水部分生活調(diào)節(jié)容積時(shí)，轉(zhuǎn)輸水量的調(diào)節(jié)容積宜按提升水泵5～10min 的流量確定”。則根據(jù)此條的規(guī)定中間轉(zhuǎn)輸水箱容積應(yīng)為：

式中：

Qh高一區(qū)—建筑中高一區(qū)用戶最大時(shí)用水量m3/d；

Q3—高二區(qū)供水泵設(shè)計(jì)流量m3/h。

此種情況下，初級(jí)供水泵Q2的設(shè)計(jì)流量便需要大于次級(jí)泵Q2的設(shè)計(jì)流量且需要同時(shí)滿足高一區(qū)的供水量，在這種情況下便會(huì)造成初級(jí)供水泵在平時(shí)的運(yùn)行過程中造成很大的能耗，平時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)大幅度增加。

情況2 與情況1 相比，僅僅是減小了一定的中間水箱容積，減小了一定的初投資，但是對(duì)項(xiàng)目后期的運(yùn)行能耗及運(yùn)行費(fèi)用造成了相對(duì)較大的浪費(fèi)。因此，筆者認(rèn)為，情況2 的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不可取，在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)該按照情況1 的計(jì)算辦法執(zhí)行。

5 總結(jié)

生活水箱是保障建筑內(nèi)用戶正常用水至關(guān)重要的要素，水箱容積的大小直接和居民的生活息息相關(guān)，合理確定水箱容積的大小是設(shè)計(jì)過程中必須考慮的。以上內(nèi)容是筆者根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范、相關(guān)供水運(yùn)行資料總結(jié)得出，不足之處望各位同行批評(píng)指正。