李艷陽
摘 要:我國是世界上水資源短缺的國家之一,隨著經濟發展和城市化進程的加快,當前相當一部分城市水資源短缺,并且城市缺水的范圍還在不斷擴大,缺水程度日趨嚴重。因此,城市中建筑的供水系統顯然尤為重要,建筑的節水方式也需要有所改善和提高。同時,隨著社會的進步,生活水平的提高,人們對生存的環境的要求越來越高,尤其是在水的使用方面,不僅要求水壓、水質、水量能滿足用戶要求,叉要經濟合理,因此合理地選擇給水方式是建筑給水設計的關鍵。
關鍵詞:供水系統;節水方式;給水設計
建筑的給水方式即指建筑內部給水系統的供水方案。合理的供水方案,應綜合工程涉及的各項因素如技術因素。包括:供水可靠性、水質、對城市給水系統的影響,節水節能效果,操作管理,自動化程度等:經濟因素包括:基建投資,年經常費用,現值等;社會和環境因素包括:對建筑立面和城市觀瞻的影響,對結構和基礎的影響。占地面積,對環境的影響,建設難度和建設周期,抗寒防凍性能,分期建設的靈活性,對使用的影響等。采用綜合評判法確定。在實際工程設計中的供水方式可分為:
1 無水箱給水形式
(1)外網直接供水方式:與外部管網直接相連,利用外網水壓直接供水。一般適用于單層和多層建筑,高層建筑中的下幾層。此種供水方式系統簡單,水質較好,故設計中應優先選用。
(2)水泵升壓直接供水方式:1)不分區供水方式:由水泵直接從外網抽水或通過調節池、吸水井抽水升壓供水,一般適用水多層建筑。2)分區并聯供水。分區供水,各區設水泵直接從外網抽水或通過調節池或吸水井抽水升壓供水,一般適用于高度不足100m 的高層建筑。此供水方式高區泵揚程高,輸水管的管材及接口要求比較高,事故只涉及一個區,不會造成全樓停水。3)分區串聯供水。分區供水,用泵贏接從外網抽水或通過調節池、吸水井抽水。各區自成系統,每一區的各級提升泵需應匹配,使用時應先啟動下一級泵。才啟動上一級泵,一般適用于高度超過100m 的高層建筑,不會造成全樓停水。
(3)水泵升壓,減壓閩分區供水:用水泵直接從外網抽水或通過調節池、吸水井抽水升壓供水,而下區采用減壓閥減壓供水。此種供水方式有較強的維護管理能力,一般適用于高度不超過10m 的高層建筑。當水泵出事故時,則造成全樓停水,能量浪費。
(4)冰泵及氣壓罐聯合供水。由泵直接從外網抽水或通過調節池、吸水井抽水。
2 設水箱給水形式
(1)單設水箱給水。該形式與外部管網直接相連,一般利用夜間外網壓力高時水箱進水,供白天用水。當采用此種供水形式時,水箱容積必須確定合適。但當外網水壓高時,水箱內貯水時間過長,水質較差。
(2)水箱水泵聯合供水形式:1)不分區供水:由泵直接從外網抽水或通過調節水池(或吸水井)抽水升壓供水,一般用于多層建筑。2)并聯單管供水:分區設置高位水箱,用泵加壓單管輸出水至各區水箱,由水箱供水。3)并聯多管供水:分區設置高位水箱,各區有水泵與輸水管輸水至水箱,通過水箱供水。該形式適用于不允許全樓一起停水,一般用于不高于100m的高層建筑。4)串聯供水:分區設置高位水箱,各區下部設立,滿足本區需要的提升泵及與上區提升泵相匹配的傳輸泵并聯鎖。一般用于大于10m的高層建筑。5)水箱減壓供水:分區設置高位水箱,全部用水由泵升壓送至最高的水箱,再分區送到下區水箱。6)分區、減壓閥減壓供水:水泵統一加壓,僅在頂層設置水箱,利用減壓閥供水,此形式適用于中間層不允許設水箱,當地電費較便宜,水壓要求不太高。一般用于高度不太高,分區較少的高層建筑。
目前,我國城市建筑多為多層住宅與高層建筑,隨著市政建設的發展,多層住宅建筑愈來愈多,建筑高度和用水量標準的加大,給原來已十分緊張的供水管網又增加了新的沉重負擔;為了解決住戶的用水,部分新建建筑紛紛增加二次加壓裝置(管道泵、氣壓罐等),盡管耗資、耗電,但因停電或其他原因的影響,住戶的供水仍不能完全得到保證 對于新建多層住宅,解決供水問題已是一個非常重要的問題。解決水問題的基本出路在于宏觀上的供水能力的提高,如擴建、新建水廠,改造市政管網,增大供水量,提高供水壓力,以滿足多層住宅建筑的用水需求。然而供水方式的選擇也是尤其重要和不可忽視的。多層建筑通常使用的供水方式分直接供水與間接供水方式;集中供水與間接供水方式。
(1)直接供水方式:任何給水系統在條件允許的情況下,盡可能采用直接的供水方式,住宅建筑采用直接供水方式具有系統簡單、投資省、水質不受外界污染等優點;在管網水量、水壓滿足住宅給水要求時,就盡量采用此供水方式。
(2)間接供水方式:由于市政供水基礎設施落后于住宅建設的發展,不能滿足住宅區直接供水水量、水壓要求,在這種情況下采用間接供水方式。設計一個住宅區,如是間接供水方式時,又需要確定小區是采用集中供水,還是采用分散供水。有些地方的做法是:當多層建筑住宅區用戶在400戶以下時,宜采用屋頂水箱分散的供水方式;當多層建筑住宅區用戶在400戶以上時,宜采用水池、加壓水泵的集中供水方式。
(3)分散式供水方式中:屋頂水箱法具有儲水量大、供水可靠性好的優點,但是它的缺點是頂層住宅的水壓不足,影響設施的使用,而且管理不當時容易造成二次污染,影響建筑物的美觀等。集中供水方式中:水池、水泵(變頻調速)的供水方式,從滿足用戶水量、水壓、水質角度出發,一定規模的住宅區采用這種方式,供水能夠得到基本的保證。
據調查,各種熱水供應系統,大多存在著嚴重的水量浪費現象,主要表現在開啟熱水配水裝置后,往往要放掉不少冷水后才能正常使用。這部分流失的冷水,未產生使用效益,可稱為無效冷水,也即浪費的水量。無效冷水的產生原因是多方面的,因此應從建筑熱水系統的各個環節抓起,減少無效冷水的排放。我們也可以充分利用室外市政管網水壓直接對高層建筑下面幾層供水。對于節能和安全供水都是有利的。它可以節省很大一部分提升上樓的能耗,因為高層建筑中用水量大的部門,如洗衣房、浴室、餐廳等都是布置在裙樓的下面幾層。充分利用市政管網壓力,用無負壓供水裝置直接連接到市政給水管網抽水加壓,也是一種節能的給水方案。無負壓供水裝置能有效利用市政給水管網壓力達到節能的目的而對市政給水管網或有壓管網不產生負壓,能穩定和調節流量。高層建筑給水系統垂直分區的目的,是保證給水設備衛生器具的正常使用,避免壓力過高,但把多余的水壓通過設置減壓閥(減壓控板)等人為的消耗在配水器材的局部損失上,造成了不必要的能量浪費。或者是配水器材供水大大超過額定流量而造成水量浪費。
建筑的供水系統很大程度上幫助了建筑的節水,不過任何一種給水方式均需管理,提高管理水平就能充分發揮設備的效益。同時改變人民的用水觀念,也會對建筑的節水有很大的幫助。