無負壓供水的應用

摘要：隨著社會的發展，人們生活水平的不斷提高，高層建筑越來越多，用水的安全、衛生越來越受到人們的關注。傳統的加壓供水方式，會造成二次污染，給人們的身體健康造成影響。在當前國家推動節能降耗和污染減排工作的大背景的前提下，無負壓變頻二次供水技術無疑是很好的一種節能技術。

關鍵詞：無負壓；二次供水；供水技術；

隨著城市建設的不斷加快，高層建筑日益增多，二次供水設施成為自來水供水管網建設中不可缺少的一部分。然而，傳統二次加壓供水方式，水池、水箱造成二次污染已直接影響了供水水質安全，產生了嚴重水質污染事故，這一問題已引起政府主管部門和供水企業密切關注。由于傳統的氣壓供水設備和變頻調速供水設備都不能有效地避免水泵抽水時市政管網產生負壓的問題，因此市政供水部門一般不允許其加壓水泵從管網直接抽水，需要設置貯水池，而貯水池往往導致管網剩余水量得不得利用，長期浪費資源，在當前國家推動節能降耗和污染減排工作的大背景的前提下，無負壓變頻二次供水技術無疑是很好的一種節能技術，直接從市政管網中取水增壓，通過對傳統變頻恒壓供水技術和無負壓供水技術的對比，來論述無負壓供水技術的的經濟性和節能性等方面。

1.二次供水技術

1.1 傳統二次供水技術

變頻恒壓供水技術是由水泵機組和變頻控制系統、穩壓裝置（壓力罐）及配套的管路閥門等組成的自動供水設備。將供水設備系統設備串接在供水管網壓力不足的地方，設備通過壓力傳感器檢測出口壓力，將檢測值和設定值進行比較，運算出需要增加的壓力值，確定水泵投入臺數和變頻器輸出頻率（反應到電機及水泵為轉速）以符合用水曲線實現恒壓供水。

1.2 無負壓供水技術

無負壓供水技術是以市政管網為水源的直接增壓供水，所以又叫管網疊壓供水設備，其出口壓力等于市政管網壓力加上泵組揚程。

2.二次供水技術對比（見表1）

3.無負壓供水的應用實例

3.1 項目概況

本項目是一住宅小區，位于東莞中堂，供水樓宇12幢，項目豎向分區情況為：1-4層，低區；市政直供：5-11層，加壓中區，居民戶數280戶，一廚一衛用水戶型174戶，一廚二衛用水戶型106戶，最不利用水點標高36m（按3m/層計算）；12-24層，加壓高區，居民戶數234戶，一廚一衛用水戶型88戶，一廚二衛用水戶型138，一廚三衛8戶；最不利用水點標高75m。根據讀圖得知，市政給該項目兩路不同水源的DN200 給水管，市政到此地最不利點水壓0.20MPa。

3.2 系統參數計算

3.2.1 設計給水流量

根據《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）第3.6.4 條款的規定確定住宅樓生活給水設計流量。通過公式計算，計算公式如下： U0= %.

U0—生活給水管道的最大用水時衛生器具給水當量戶均出流概率（%）；q0—最高用水日的用水定額，按建筑給水排水設計規范取用， m—每戶用水人數； Kh—小時變化系數，按設計規范取用；Ng—每戶設置的衛生器具給水當量數；T—用水時數（h）；0.2—一個衛生器具給水當量的額定流量（L/S）；給水當量計算：當每戶一衛一廚時，每戶的衛生器具及當量為：洗滌盆1套（N=0.75）；坐便器1具（N=0.5）；洗臉盆1個（N=0.75）；淋浴器1具（N=0. 75）；洗衣機水嘴1個（N=1.0）小計：戶當量Ng=3.75；

用水定額：120L/（1.d）；戶均人數：3.5 人；用水時數：24h；時變化系數Kh=2.5；最大用水時衛生器具給水當量平均出流概率為：0.0243 取U0=1.6%。

當每戶兩衛一廚時，每戶的衛生器具及當量為：洗滌1套（N=0.75）；坐便2具（N=0.5*2=1.0）；洗臉盆2個（N=0.75*2=1.5）；淋浴器1 具（N=0.75）；浴盆1 具（N=1.0）；洗衣機水嘴1個（N=1.0），小計：戶當量Ng=6.0 。

用水定額：120L/（1.d）；戶均人數：4人用水時數：24h；時變化系數Kh=2.5最大用水時衛生器具給水當量平均出流概率為：0.0174取U0=1.2%。

計算管段衛生器具給水總當量：中區Ng=1290 高區Ng=1206；經查《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）表D-1得：管段衛生器具最大用水秒流量為：中區Q≈9.86L/S=33m3/h；高區Q≈9.38L/S=31m3/h。

3.2.2水泵揚程計算

按照《建筑給水排水排水設計規范》的規定，水泵直接供水時所需揚程進行計算，（以滿足最不利用水點要求時水泵所需揚程為計算依據）：Hb≥1.1（Hy+Hc+Σh）-Ho；其中：Hb—水泵滿足最不利點所需水壓；Hy—最不利配水點與引入管的標高差（從室外地坪算起）； Hc—最不利配水點所需流出水頭；Ho—市政最小水壓；Σh—泵房與最遠建筑物間管線的水力損失，含沿程水頭損失hf和局部水頭損失hd。

建筑面積較小的項目可以忽略不計。給水管網在最不利點流量分配情況下，克服水泵出口至最不利點用水間的水頭損失而考慮的系數。

通過上述計算：用水高峰時水泵滿足最不利點所需的水壓：中區H≥46m；高區H≥89m；通過以上計算可得：中區系統參數：Q=33m3/h，H=46m；高區系統參數：Q=31m3/h，H=89m。

4.結論

隨著人民生活水平的提高，大家對飲用水的質量提出了更高的要求，為確保人們能飲用對身體健康有益的自來水，保證供水設備高質量、高效率，減少設備故障率，原先供水方式已不能滿足要求，采用無負壓供水技術，制定科學可靠的二次供水方案，可滿足供水安全性，提高飲用水的質量。

參考文獻

[1]管網疊壓供水技術規程（CECS221-2007）.

[2]建筑給水排水設計規范.GB50015-2003.

[3]高層建筑給水排水設計手冊（第二版）.湖南科學技術出版社出版.

[4]泵站設計規范.GB/T50256-97.