淺談如何選擇現代高層住宅小區供水方式

馮 琳 李善榮

（1.大連億達德基裝飾工程有限公司 116011 ； 2.大連美易銘嘉裝飾設計工程有限公司 116000）

淺談如何選擇現代高層住宅小區供水方式

馮 琳1李善榮2

（1.大連億達德基裝飾工程有限公司 116011 ； 2.大連美易銘嘉裝飾設計工程有限公司 116000）

文章闡述了高層住宅小區給水系統的選擇原則及對高層住宅小區生活用水的常用供水方式進行比較，選出最合理的方案。

高層住宅小區 供水方式 選擇原則 比較分析

一、前言

隨著我國小區建設規模日趨加大和高層建筑的普及,氣壓罐供水、變頻調速水泵供水、工頻水泵＋高位水箱供水等技術的發展與應用,拓寬了小區給水系統的選擇范圍。文章闡述了高層住宅小區給水系統的選擇原則及對高層住宅小區生活用水的常用供水方式進行比較，選出最合理的方案。

二、高層住宅小區給水系統的選擇原則

（1）高層住宅小區建筑應盡量利用市政給水管網的水壓直接供水,在外部管網水壓不能滿足小區的用水要求時,則多層建筑物、高層建筑物樓層較低部分,應盡量利用外部管網水壓,上部則設置加壓和流量調節裝置供水。

（2）高層住宅小區室外消防給水應盡量與小區外部直接供水的給水管網合并為一個系統。

（3）進行系統分區時,應根據設備材料性能、使用要求，維護管理及建筑物層數和城鎮供水管網水壓合理確定, 住宅衛生器具給水配件靜水壓力為 300kPa～350 kPa。

（4）消火栓消防給水系統最低消火栓處,最大靜水壓力不應大于 800kPa。高層建筑消火栓給水系統的豎向分區,按最低消火栓處最大靜水壓力不大于 600kPa進行控制，超過600kPa，消火栓支管裝減壓孔板。

三、供水方式的比較與選擇

高層建筑小區生活用水的常用供水方式一般可分為氣壓罐供水、變頻調速水泵供水、工頻水泵＋高位水箱供水等三種供水方式。

（1）氣壓水罐供水方式(Ⅰ)就是利用氣壓水罐內氣體的可壓縮性以達到供水目的。主要缺點是氣壓水罐調節容積小，一般作為消防給水及小流量用戶系統中的經常性增壓設備，對于用水量較大的高層建筑生活給水一般使用較少。

（2）工頻水泵＋高位水箱供水方式(Ⅱ)的特點是水泵向高位水箱供水的流量和揚程是基本恒定的，不會因用水管網的流量波動而改變，水泵的運行工況是可以固定在其特性曲線的一個高效點上，此時水泵是最節能的，但設置水箱，勢必會帶來以后水箱清理、二次污染等繁瑣問題。

（3）變頻調速水泵供水方式(Ⅲ)與工頻水泵＋高位水箱供水方式相比，在節約建筑面積、防止和減少二次污染、簡化系統方面更有優勢。恒壓變頻供水系統中，供水泵的流量是不斷變化的，揚程是基本恒定的，這樣只能通過調整水泵的轉速（頻率）來達到節能效果。

變頻調速水泵供水方式由于方便簡單，目前在高層建筑中普遍使用，但其節能效果在實踐中也是有限的。水泵的管道特性曲線公式如下：

H＝Hst＋Σh （1）

式中H——水泵總揚程；Hst——水泵靜揚程，為與供水幾何高差ΔZ加出流水頭ho之和；Σh——管道阻力。

對于一棟建筑來講，Hst是不變的，供水系統節能主要取決于Σh 在總揚程H中所占比例，對于一般民用建筑的供水來說，Σh為5～10m，隨建筑高不同的變化不大，這樣Hst在H中的比例會隨著建筑高度的增加越來越大，而通過變頻來達到節能的可能性會越來越小。若供水高度32m以下分區，Σh/H約在30%；供水高度32～50m的分區，Σh/H 約在20%；供水高度50～100m的分區，Σh/H約在10%。因此對于變頻系統來說，更適合建筑高度相對較低，或者是建筑物的低區供水。再者變頻水泵變頻器的自身耗電為其額定輸出功率的3%左右，采用變頻調速是以變量恒壓為前提，來發揮最大限度節能的；但隨著用水量的波動，當流量波動在20%以上，水泵出現在非高效區運行而增加能耗。通過以上綜合分析，高度50m以下建筑采用變頻調速水泵供水才有節能的可能性。對于不同類型高層建筑，供水方式可選擇如下：

1）高層住宅類建筑水表前都是水務公司管理，如果大量采用方式Ⅱ供水，勢必會大量增加水務公司的管理成本，這是他們不愿意的，所以對于高層住宅，大多只能選擇10以下采用市政管網直接供水，其余為方式Ⅲ的供水方式。

2）對于高層辦公、酒店等非住宅類建筑而言，水箱的管理是由物業公司完成的，對于一棟樓來說增加一個水箱，不會對其物業工作量產生太大的影響，筆者建議采用如下方式：10m以下采用市政管網直接供水；10～32m可采用變頻調速水泵供水；32～50m優先采用采用工頻水泵＋高位水箱減壓供水方式；50～100m采用工頻水泵＋高位水箱供水方式。

3）變頻調速水泵選型

住宅類建筑其最大的特點是用水量大，用水不均勻，時變化系數在2.3以上；用水時間長，一般為24h；且比較集中，一般發生在一日三餐或某些特定的時間段，尤其在早上，是用水的最高峰，用水量最大且比較集中，約占全天用水量的15%～20%，而用水時間幾乎集中在 30min內。對于住宅類建筑，如果簡單選用變頻水泵一用一備是十分不合理的，因為根據住宅的用水特點，水泵基本不在高效段運行，浪費嚴重。按以下典型例子分析：每戶考慮一廚一衛生間衛生器具給水當量Ng＝4.45（洗菜盆龍頭1個，洗衣機龍頭1個，洗臉盆混合龍頭1個，座便器1個，浴缸1個），用水定額采用300L/（人·d），每戶3.5人。住宅用水量計算結果見表1。

表1 不用戶數的住宅用水量及不均勻系數

由表1可以看出：

1）隨著用戶數量的增大，K值降低，由5趨近于2。

2）理論上K值越大，水泵的數量越多越節能，但流量太小的水泵其效率會越小，如流量小于25m3/h的水泵其高效區效率都在60%以下。

3）對于100～500戶及以內的供水區域，其供水特點k值較大，總流量小，選泵組時盡量選用3臺及以內，氣壓水罐的容積適當放大。

4）對于500戶以上的供水區域，其供水特點k值較小，總流量大，單泵流量可控制在平均時流量的70%左右，水泵要至少選用3～4臺，并配備小泵以供小流量之需。

5）對于100戶以下的供水區域，其供水特點為k值很大，總流量很小，在供水高度不高時，也可以根據具體情況采用氣壓水罐給水方式。

四、結語

總之，對于高層建筑，應根據現行《建筑給水排水設計規范》規定并結合建筑物的用水特點、當地的實際及工程的實際情況，確定經濟合理的供水方式，且變頻水泵的選擇也應根據建筑物的用水規律選擇搭配合理的泵組以達到真正節能的目的。

[1]趙元,牟旭鳳.住宅小區二次加壓供水系統的探討[J].山西建筑,2006, 32(22):193-194.

[2]中國建筑標準設計研究院．全國民用建筑工程設計技術措施節能篇給水排水．北京：中國計劃出版社，2007

[3]丁家民，趙樹立，李彬．高位水箱給水方式的節能分析[J]．遼寧工學院學報，1999,19(2)：33-35．

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