某高層住宅二次供水系統(tǒng)豎向分區(qū)的優(yōu)化

周瓊

（南京市給排水工程設(shè)計院有限公司）

1 引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層住宅數(shù)量也在不斷增多，高層住宅的給水系統(tǒng)靜水壓力大，為保證管道及配件免受損壞，必須對給水系統(tǒng)進行合理的豎向分區(qū)。建筑給水系統(tǒng)設(shè)計的好壞直接影響著用戶的生活品質(zhì)。高層建筑中生活給水系統(tǒng)的節(jié)能問題引起了大家的重視，它直接關(guān)系到生活給水系統(tǒng)的使用、節(jié)能和工程造價。筆者以某住宅小區(qū)為例，從建設(shè)成本、維護費用等方面同一住宅小區(qū)不同分區(qū)情況進行對比、分析，為優(yōu)化分區(qū)提供依據(jù)。

2 項目概況

某高層住宅小區(qū)，共9 棟住宅，每棟2 個單元，2 棟、3 棟、6 棟為30 層，每單元4 戶；1 棟、4 棟、5 棟為32 層，每單元4 戶；7 棟、8 棟、9 棟為32 層，每單元3 戶。根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖姓芫W(wǎng)壓力，住宅樓1 層～6 層為市政直供水，7 層～32 層為二次增壓供水，泵房設(shè)于負(fù)一層 地庫。

3 二次供水方式的選擇

二次增壓供水方式有多種，目前常用的有水池+變頻水泵的增壓方式[1]。變頻水泵滿足不同時間不同水量的需求，既可以保證需水量大時有足夠的水量，需水量低時低頻運行，最終實現(xiàn)節(jié)約能源的作用。同時，此種給水方式水泵布置集中，便于維護管理；設(shè)低位水池，供水可靠等優(yōu)點。在各類高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。

4 分區(qū)數(shù)量確定

分區(qū)供水中的分區(qū)數(shù)量確定從理論上需根據(jù)整個建筑的層高等因素計算?！睹裼媒ㄖ?jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 50555-2010》第4.1.3 條，《建筑給水排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019 年版）中的3.4.3對分區(qū)水壓作了相關(guān)規(guī)定，各分區(qū)的靜水壓力不宜大于0.45MPa。根據(jù)規(guī)范，本文某小區(qū)可分為3 個或4 個增壓 分區(qū)。

4.1 增壓部分26 層分3 個區(qū)（方案1）

7 層～15 層共計9 層為增壓1 區(qū)（594戶），7 層～9 層裝分戶減壓閥；

16 層～24 層共計9 層為增壓2 區(qū)（594 戶），16 層～18 層裝分戶減壓閥；

25 層～32 層共計8 層為增壓3 區(qū)（480 戶），25 層、26 層裝分戶減壓閥。根據(jù)每戶用水情況計算用水量和揚程。每個區(qū)采用3 臺水泵，兩用一備。每個增壓區(qū)水泵參數(shù)如下：

增壓低區(qū)1# ～3# 水泵參數(shù)：Q=33m3/h，H=70m，N=11kW，二用一備；

增壓中區(qū)4# ～6# 水泵參數(shù)：Q=33m3/h，H=95m，N=15kW，二用一備；

增壓高區(qū)7# ～9# 水泵參數(shù)：Q=27m3/h，H=118m，N=15kW，二用一備。

建設(shè)成本分為泵房部分和管線部分，泵房部分包括泵房內(nèi)部水箱、設(shè)備、管線、電氣自控等，主材設(shè)備費用約為78.45萬元，人工費約為11.77 萬元，工程直接費約為90.22 萬元。管線部分包括出泵房至每戶戶表的管線、閥門等，工程直接費用約為190.04 萬元?？傎M用約為280.26 萬元。

4.2 增壓部分26 層分4 個區(qū)（方案2）

7層～13層共計7層為增壓1區(qū) (462戶)，第7 層裝分戶加壓閥；14 層～20層共計7 層為增壓2 區(qū)（462 戶），14 層裝分戶加壓閥；21 層～26 層共計6 層為增 壓3 區(qū)（396 戶）；27-32 層 共 計6 層為增壓4 區(qū)（348 戶）。每個區(qū)采用3 臺水泵，兩用一備。每個增壓區(qū)水泵參數(shù) 如下：

增 壓1 區(qū)1# ～3# 水 泵 參 數(shù)：Q=26m3/h，H=64m，N=7.5kW，二用一備；

增 壓2 區(qū)4# ～6# 水 泵 參 數(shù)：Q=26m3/h，H=83m，N=11kW，二用一備；

增 壓3 區(qū)7# ～9# 水 泵 參 數(shù)：Q=23m3/h，H=101m，N=11kW，二用一備；

增 壓4 區(qū)10# ～12# 水 泵 參 數(shù)：Q=22m3/h，H=118m，N=15kW，二用一備。

泵房部分包括泵房內(nèi)部水箱、設(shè)備、管線、電氣自控等，主材設(shè)備費用約為88.48 萬元，人工費約為13.27 萬元，工程直接費約為101.75 萬元。管線部分包括出泵房至每戶戶表的管線、閥門等，工程直接費用約為198.30 萬元?？傎M用約為300.05 萬元。

對兩種分區(qū)方案方式從以下四個方面進行比較。

1）建設(shè)成本

注：此造價不含直供水材料和外管土方工程

方案1 建設(shè)費中直接費為280.26 萬元，方案2 為300.05 萬元，方案1 節(jié)省約19.79 萬元。

2）維護成本

假設(shè)年維護費按照設(shè)備造價的2% 算， 第 一 年 方 案1 維 護 費 約 為78.45×2%=1.569 萬元，方案2 維護費約88.48×2%=1.7696 萬元，方案1 節(jié)省維護費 約2006 元。維護費每年按10%遞增，折舊按十年計算，方案1 比方案2 節(jié)省維護費約3.2 萬元。

3）運行成本

運行成本主要體現(xiàn)在水泵的電耗。方案1 有三個分區(qū)，每個分區(qū)3 臺水泵。假設(shè)每天工況為：滿負(fù)荷2 臺泵1h，1臺泵3h，低載20h（50%計）。每天電耗為618kW·h，假設(shè)電費每度0.5 元，每天電費為309 元，每年約112785 元。

方案2 同樣的計算方法，每天電費為334 元，每年約12.2 萬元。則一年時間，方案1 比方案2 節(jié)省電費約9125 元。泵房運行十年，則節(jié)省約9.13 萬元。

豎向分區(qū)供水節(jié)能原理，對于給定的建筑物，在市政水壓確定的情況下，加壓供水區(qū)域豎向分區(qū)數(shù)量越多，運行過程中消耗的電能越少[2]。而本例方案1 比方案2 節(jié)能，看似與節(jié)能理論相悖，其實不然。豎向分區(qū)節(jié)能原理是理論計算，方案1 和方案2 中不同分區(qū)的流量不是簡單的倍數(shù)關(guān)系，而是戶數(shù)越小，同時出流概率越高，同時考慮到，在實際項目中，水泵的實際功率不是完全契合理論計算值。所以本文結(jié)論是合理且切實際的。

4）占地面積

注：泵房面積說明：每套泵組底座尺寸為3100mm×500mm，每套泵組間距為1000mm，僅比較水泵占地面積，其余假設(shè)方案1 同方案2。

方案1：3 套水泵占地面積大約是35.91m2，增壓區(qū)三根立管；方案2：4 套泵占地面積大約是46.98m2，增壓區(qū)四根立管。由以上數(shù)據(jù)，方案1 泵房和管線所占用地面積較小，更加節(jié)省空間。

綜合四個方面的比較，按十年運行期計，方案1 較方案2 共節(jié)省約32.12萬元。由此可以看出方案1 的3 個分區(qū)方式投資更加節(jié)省。

水泵和管線的費用所占總費用比例較大，這兩項的費用決定了總費用的高低。當(dāng)豎向分區(qū)越多，這兩項投資越大，總費用也越大。

5 結(jié)語

通過對某小區(qū)兩種不同分區(qū)進行比較，分區(qū)越少總費用越低，因為分區(qū)越少泵房面積以及系統(tǒng)立管數(shù)量越少，設(shè)備、管道越少，日常維護管理費用也會隨之降低。當(dāng)然，無限制的減少豎向分區(qū)數(shù)量也會帶來相應(yīng)問題，當(dāng)分區(qū)的豎向高差越大，分區(qū)的底部幾層需設(shè)置更多數(shù)量的支管減壓閥，來滿足底層用戶安全用水，甚至需要安裝立管減壓閥組，才能達到預(yù)期的減壓效果，在現(xiàn)實使用過程中，立管減壓閥組的調(diào)試運行還有待進一步的優(yōu)化?？傮w而言，適當(dāng)減少豎向分區(qū)數(shù)量的經(jīng)濟性更加明顯。且分戶減壓給水方式也是現(xiàn)行發(fā)展的一個趨勢[3]，能更精確的更靈活控制入戶壓力，用戶滿意度更高。所以，在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)適當(dāng)減少分區(qū)，更加節(jié)能、 經(jīng)濟。