高層住宅樓給水系統(tǒng)改造方法研究

林立LIN Li

（河北建材職業(yè)技術(shù)學院，秦皇島 066004）

0 引言

某既有高層住宅樓消防系統(tǒng)水平主干管施工中直接將其埋入下房層地面以下及地下室頂板以上的300mm厚覆土中，上述埋地消防主管因長期受埋地土壤腐蝕而滲漏現(xiàn)象嚴重。需要在地下室頂板下重新敷設(shè)消防給水主干管，并將新消防給水主干管與原有各消防給水立管合理連接[1]。該既有高層住宅樓的原生活供水系統(tǒng)由地下室內(nèi)生活水池和水泵供水系統(tǒng)供水，由于生活水池的水質(zhì)[2]得不到有效保障，改為無負壓水泵直接供水系統(tǒng)[3]，不再使用原有生活水池。

1 在地下室頂板下重新敷設(shè)消防給水主干管的施工做法

1.1 新消防給水主干管走向及在地下結(jié)構(gòu)上開孔定位的做法

消防系統(tǒng)的改造內(nèi)容包括：保留原有消火栓箱，廢除原室內(nèi)埋地水平干管。由于原有消防水池在上述住宅樓地下室最東側(cè)，新消防給水主干管道自東向西，沿地下室頂板底面以下300mm為管中心標高，布設(shè)在地下室東西向走廊通道內(nèi)形成雙向水平閉合環(huán)路。

新消防給水主干管穿地下室頂板底面以下的連梁及鋼筋混凝土剪力墻處的開孔位置需現(xiàn)場定位，必須確保開孔部位不會對相應(yīng)連梁及鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)安全造成不利影響。依據(jù)原設(shè)計結(jié)構(gòu)圖紙，邀請該既有建筑的原結(jié)構(gòu)設(shè)計負責人來現(xiàn)場進行了全部開孔位置的確認，并同意用水鉆開孔，孔徑不大于120mm，相鄰兩孔間水平凈距不小于150mm。具體做法見圖1。

1.2 新消防給水主干管與原消防給水立管連接處的施工做法

原有共計8處消防給水立管與新消防給水主干管的連接，需要在相應(yīng)部位地下室頂板開孔后，將各消防給水立管向南做乙字彎轉(zhuǎn)折并穿過地下室頂板開孔處再分別與地下室消防給水主干管連接。每處通過設(shè)置2套DN100的45度彎頭、4個溝槽鋼卡以及一套DN100法蘭盤來完成組合連接。具體做法見圖2。

上述消防給水立管穿地下室頂板處設(shè)鍍鋅鋼制套管，對鋼套管內(nèi)外縫隙均采用柔性防水材料嚴格做好防水處理，埋地鍍鋅管道做加強級環(huán)氧煤瀝青防腐。

圖2新消防給水主干管與原消防給水立管連接處做法

1.3 新消防給水主干管設(shè)置防爆波閥的做法

消防管道穿越地下室人防防護墻或頂板時，人防防護墻或頂板內(nèi)側(cè)的距離不超過200mm內(nèi)需要設(shè)置防爆波閥門。防爆波閥是一種用于消除管線中因多種原因造成的水錘沖擊波，保護管道及設(shè)備不受破壞的裝置。適用于工礦、企業(yè)、高層建筑、電站等各類給排水系統(tǒng)中。利用活塞上腔室中空氣的脹縮，使突發(fā)的沖擊波得到緩沖而緩解了力度，最大程度地避免因巨大的水錘沖力造成的設(shè)備損壞。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，選材精良，使用壽命長。各防爆波閥設(shè)置的位置具體見圖3。

防爆波閥需要滿足常6級防護，具體安裝做法見圖4，其他閥門、附件及管件的公稱壓力1.0MPa。

此外，根據(jù)消防需要，對地下室層原有6個破損嚴重或丟失配件的消防箱進行了更換或補齊設(shè)施。在室外消防水泵接合器井內(nèi)，拆除了老式水泵接合器出水口，安裝了新式消防水泵接合器。

2 在原地下水泵房內(nèi)增加無負壓供水設(shè)備的施工方法

2.1 生活給水系統(tǒng)無負壓成套供水設(shè)備的設(shè)計選型

該既有高層住宅樓分四個單元，東西兩單元均為15層，中間兩單元均為17層，共有122戶居民。現(xiàn)有生活給水系統(tǒng)中，1-5層為低區(qū)外網(wǎng)直供，6層以上為高區(qū)無負壓供水，無負壓供水設(shè)備的實際供水最大高度按49米計算，供水主管道公稱直徑為DN80。根據(jù)上述實際使用情況，無負壓成套供水設(shè)備需要滿足三臺水泵（兩用一備），水泵揚程60米，電機功率5.5kW，單臺水泵流量16立方米/小時，配備穩(wěn)流罐（有效容積不小于0.7立方米）及電控制柜，無負壓供水系統(tǒng)穩(wěn)流罐入口DN100進水無縫鋼管上安裝1個DN100mm鑄鋼除污器和1個DN100mm鑄鋼蝶閥，水泵工作根據(jù)用水量情況自動變頻控制[4]。

圖3消防給水主管道改造系統(tǒng)圖

為了克服水泵房內(nèi)鋼管使用中腐蝕嚴重的問題，無負壓成套供水設(shè)備穩(wěn)流罐至原有的DN80自來水進水管之間的原有DN80熱鍍鋅鋼管以及無負壓成套供水設(shè)備DN100mm壓水管末端至原有高低區(qū)出水管間的原有DN80熱鍍鋅鋼管均更換為DN100mm無縫鋼管；另外對水泵房內(nèi)無負壓供水系統(tǒng)管道（除與無負壓水泵連接的DN100不銹鋼壓水主管道外）采用了如下防腐防潮做法：除銹→刷防腐漆2遍→外包10mm厚橡塑管保溫層→外包空調(diào)管專用白色保護膠帶。

無負壓供水設(shè)備電氣線路的安裝主要包括：選用5根Φ25mmJDG穿線管沿墻地敷設(shè)連接無負壓電控柜至變頻水泵及穩(wěn)流罐，連接無負壓電控柜至變頻水泵間的電纜采用3根5×6mm2水線，連接配電箱至無負壓電控柜間主電線采用4×10mm2+1×4mm2塑銅線（使用原有穿線管護套），連接無負壓供水系統(tǒng)電控柜至變頻水泵及穩(wěn)流罐電接點壓力表間采用2根3×0.75mm2傳輸信號電線。無負壓供水設(shè)備安裝做法見圖5。

2.2 無負壓供水設(shè)備的運行調(diào)試

該既有高層住宅樓6層以上高區(qū)生活給水改用無負壓供水設(shè)備直接供水，對無負壓設(shè)備的運行調(diào)試是關(guān)鍵[5]。通過現(xiàn)場觀測，進入無負壓供水設(shè)備穩(wěn)流罐的外網(wǎng)直供水壓為0.3MPa[6]（見圖6中a與穩(wěn)流罐連接的壓力表讀數(shù)），無負壓供水設(shè)備的實際供水最大高度為49米，綜合考慮供水管道系統(tǒng)沿程阻力損失和局部阻力損失以及最不利配水點的富裕水頭，無負壓供水設(shè)備的供水水壓設(shè)定值為0.66MPa（見圖6中b與水泵壓水管連接的壓力表讀數(shù)以及c電控制柜面板電子顯示數(shù)據(jù)）。

通過及時跟蹤該建筑最高處的最不利配水點用戶以及最低處6層用戶的實際體驗效果，該供水水壓設(shè)定值使得生活給水系統(tǒng)改造后最不利配水點的水壓與其改造前的水壓基本保持一致，最低處6層用戶的實際體驗效果與其改造前的水壓也基本保持一致，這樣既滿足了住宅樓內(nèi)各用戶對生活用水水壓的需要，又避免了因改造前后水壓不一致而導致原有生活供水管道出現(xiàn)超壓滲漏等問題，達到了較合理的供水狀態(tài)。

圖4新消防給水主干管與原消防給水立管連接處設(shè)置防爆波閥的做法

圖5無負壓供水設(shè)備安裝做法

圖6無負壓供水設(shè)備運行調(diào)試數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

在既有高層住宅樓消防給水系統(tǒng)改造過程中，消防給水主管敷設(shè)在地下室頂板下并形成水平閉合環(huán)路是較好的處理方式。管道在穿墻、梁或頂板敷設(shè)時，具體位置必須要由該建筑原結(jié)構(gòu)設(shè)計負責人依據(jù)原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙進行現(xiàn)場確認，在新消防給水主管與原消防給水立管連接處做好防水處理。消防主道穿越地下室人防防護墻或頂板時，人防防護墻或頂板內(nèi)側(cè)的距離不超過200mm內(nèi)需要設(shè)置防爆波閥門。

既有高層住宅樓的高區(qū)生活給水系統(tǒng)由地下室內(nèi)生活水池和水泵供水系統(tǒng)供水改為無負壓供水設(shè)備直接供水，根據(jù)實際使用情況確定無負壓供水設(shè)備的選型和供水水壓設(shè)定值，使生活給水系統(tǒng)最不利配水點處水壓在改造前后基本保持不變，有利于高區(qū)生活給水系統(tǒng)持續(xù)正常運行[7]。

實踐證明，采用上述改造方法能夠滿足用戶的使用功能需要，消除了原有由地下室內(nèi)生活水池和水泵供水系統(tǒng)供水造成的衛(wèi)生隱患和原有消防給水主干管埋地做法造成的滲漏隱患。另外無負壓供水設(shè)備直接供水與地下室內(nèi)生活水池和水泵供水系統(tǒng)供水對比，前者具有明顯節(jié)能效果[8]。針對目前仍然采用貯水池、水泵、高位水箱供水的既有高層建筑進行高區(qū)無負壓生活供水系統(tǒng)改造以及與該工程類似的消防給水主管道改造等改造工程，具有很好的借鑒作用。