淺談無負壓供水系統(tǒng)在淺山區(qū)住宅小區(qū)工程設(shè)計中的應(yīng)用

劉月明

（北京博大經(jīng)開建設(shè)有限公司，北京100176）

在能源匱乏的今天，隨著社會的發(fā)展無負壓供水系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)充分利用了市政管網(wǎng)原有的壓力，進行疊加增壓供水，所以也可稱為疊壓供水.該系統(tǒng)在運行過程中不但能節(jié)約資源而且能節(jié)省大量的運行費用［2－3］.本文結(jié)合實際工程提出無負壓供水設(shè)備聯(lián)合低位水箱的供水系統(tǒng)，取得了較好的效果［4］.

1 工程概況

1.1 住宅小區(qū)簡介

該工程位于河北北部一淺山區(qū)城市，工程占地面積20多萬平方米，共分兩期建設(shè)，其中一期為多層住宅樓，二期為公建及部分高層住宅.工程的水源來自市政供水管網(wǎng)，由小區(qū)西南部城市主干道上一根給水支管引入.該地區(qū)山體坡度局部較大，地質(zhì)條件較復(fù)雜.該住宅小區(qū)的建設(shè)在設(shè)計時考慮了借助于地勢將工程的南北兩區(qū)分為兩期來建，另外由于小區(qū)所處的地理位置地勢較高，全時段市政供水壓力不能滿足小區(qū)用戶用水的安全要求，所以在設(shè)計中考慮采用加壓設(shè)備對小區(qū)整體加壓供水，以保證供水的安全.小區(qū)一期、二期工程被市政道路分為南北兩個區(qū)域，如圖1所示.為了保證供水安全與方便管理，在南北兩期分別設(shè)置單獨的供水系統(tǒng).

圖1 住宅小區(qū)平面圖

1.2 用水量分析［1，5］

該工程總計戶數(shù)為3116戶，依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》——GB50015－2003（2009版）第3.6.4條款.根據(jù)住宅配置的生活水當量、使用人數(shù)、用水定額、使用時數(shù)及小時變化系數(shù)，可按下式計算最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率：

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

QL——最高用水日的用水定額，取200L／（人·日）；

m——每戶用水人數(shù)，取3.2人；

Kb——小時變化系數(shù)，取2.3；

Ng——每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當量數(shù)，（單衛(wèi)一廚4，雙衛(wèi)一廚6.45）；

T——用水時數(shù)（h），取24h；

0.2——一個衛(wèi)生器具給水當量的額定流量（L／s）.

根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)，可按下式計算該管段的衛(wèi)生器具給水當量的同時出流概率：

式中：U——計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率（%）；

αc——對應(yīng)于不同U0的系數(shù)，

Ng——計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)，

根據(jù)計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率，可按下式計算該管段的設(shè)計秒流量：

式中：qg——計算管網(wǎng)的設(shè)計秒流量（L／s）.

計算結(jié)果：Q＝44L／s＝158.40m3／h，考慮到本工程管線較長且地勢坡度較大，以及管網(wǎng)漏失現(xiàn)象，增加10%水量，即設(shè)計用水量為175m3／h.

2 無負壓系統(tǒng)工程應(yīng)用設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)過對市政供水管網(wǎng)在本小區(qū)入口處水壓監(jiān)測，給水壓力只有在用水高峰時段即7時至8時以及18時至19時供水壓力低于0.2MPa，其他時段市政管網(wǎng)供水壓力均在0.25MPa與0.3MPa之間.全時段不能滿足小區(qū)供水要求.在用水高峰時間需啟用低位水箱供水，水箱的容積需分別滿足用水高峰時期用水量，即滿足7時至8時，18時至19時的水量，根據(jù)對市政供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測的數(shù)據(jù)，可確定取低位水箱有效容積為175m3.

依據(jù)該地區(qū)供水部門要求以及該小區(qū)市政供水管網(wǎng)特點，設(shè)計采用無負壓聯(lián)合低位水箱的供水系統(tǒng).原理圖如下所示.

2.2 系統(tǒng)運行控制

在市政供水水管道及加壓設(shè)備出水管道上安裝壓力表，時刻監(jiān)測各運行管道的壓力狀況，并將數(shù)據(jù)傳遞個智能控制柜，控制柜根據(jù)收到的信號，在對自來水管網(wǎng)不產(chǎn)生負壓的情況下，控制該系統(tǒng)進行自動化工作.

當市政供水管道供水壓力大于0.2MPa時，即P2示數(shù)大于0.2MPa，且流量滿足要求，智能控制柜發(fā)出指令，關(guān)閉電動閥門B，開啟電動閥門A，啟動無負壓設(shè)備直接從市政供水管道抽取.

當市政供水管道供水壓力小于0.2MPa時，即P2示數(shù)小于0.2MPa，且水量不足時，關(guān)閉電動閥門A，開啟電動閥門B，無負壓設(shè)備自動切換到從水箱取水供給用戶使用.

在智能控制柜的自動控制下，該供水系統(tǒng)充分利用市政管網(wǎng)原有的壓力，疊加增壓，最大程度地節(jié)約用電量來達到用戶供水要求；當市政管網(wǎng)壓力和流量都不能滿足用戶要求時，智能控制柜通過無負壓裝置自動關(guān)閉市政供水管網(wǎng)，水泵自動切換到從水箱取水，即保證了設(shè)備運行時不對市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓，又能滿足用戶用水要求.

圖2 供水系統(tǒng)原理圖

3 結(jié) 論

本文提出的低位水箱聯(lián)合無負壓供水設(shè)備的供水系統(tǒng)，解決了無負壓供水設(shè)備單獨長時在用水量超過管網(wǎng)供水量狀態(tài)下運行時，由于調(diào)節(jié)設(shè)備容積有限無法保證用戶正常用水的問題.通過在實際工程中的應(yīng)用，根據(jù)用戶的反饋結(jié)果說明該系統(tǒng)在淺山區(qū)住宅小區(qū)給水系統(tǒng)中的應(yīng)用是可行的，不但保證了用水的安全可靠而且也達到了節(jié)能的效果.符合目前建設(shè)節(jié)水型城市，節(jié)約水資源的方針政策.

［1］GB50015－2003（2009年版）建筑給水排水設(shè)計規(guī)范

［2］肖丹，劉彥華，何方，等.無負壓供水系統(tǒng)在佛山供水管網(wǎng)中的應(yīng)用［J］.中國給水排水，2010，26（15）：45～47

［3］金丹.淺談無負壓供水設(shè)備在小區(qū)給水管網(wǎng)中的應(yīng)用.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2011，21（8）：227～228

［4］蔣嵐嵐，等.無錫市某住宅小區(qū)雨水利用系統(tǒng)設(shè)計［J］.給水排水，2011，37（12）：77～79

［5］王增長.建筑給水排水工程［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010