二次供水改造設計探討

尤曉慧

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518028）

二次供水主要是個人或小區等采取儲存、加壓方式對城市供水經處理后，以管道形式供應給住戶的用水形式。在國家城市化發展大背景下，房地產行業迅速興起，相關高樓層的二次供水也進一步推廣應用。伴隨“綠色經濟”的發展，人們環保意識新一步提高，人們對水資源的質量提出新要求，需強化二次供水改造，以此確保用戶用水符合國標相關文件要求，為市政供水探索良好的解決方案。

1 建筑二次供水的現狀

1.1 建筑及結構對水質造成污染

（1）水管網敷設不合理，導致水質受到二次污染。部分建筑給水管、污水管處于同溝槽，位置過近，一旦排水管泄漏，設備定時供水前提下，水泵關停，管道將形成虹吸現象，源頭處排水泄露污水易進入給水管，導致給水管滋生細菌。

（2）部分二次供水水池出水管設置不合理，易導致水質惡化。部分出水管過高，出水管以下水為死水，水中沉積物較多，長久使用會導致沉積物及死水進入管道，進入給水系統，污染水質。

（3）二次供水設備內，水池施工得未規范落實，一些水池進出水管位于同側，水流在池中構成短路，必然導致部分水形成死水，水質受到不同程度污染。

1.2 缺乏管理導致水質污染加劇

多數二次供水設備由建筑方、房屋管理部門負責，其二次供水系統缺乏維護資金，導致水箱、水泵長時間未維護，鐵銹、螺絲松動現象嚴重，會導致外界細菌進入管道內部。一些二次供水泵房未設專人看管，也未落鎖，一旦進水閥門異常，無法及時通知維護，會導致泵房水泄漏，大量污水進入系統，導致水質污染。還有部分泵房將水池通氣孔封閉，導致池內水通氣異常，水質出現惡化。還有部分通氣孔未設置防蟲網，就導致飛蟲進入池內，對池水造成二次污染。且大多數二次供水設備未設置對應的消毒裝置，一旦受到污染，水質將持續下降。

2 二次供水改造設計分析

以某市二次供水改造設計方案為例進行分析，該方案需考慮居民正常用水的持續性，在不影響居民用水的前提下實施改造，結合現場情況，考慮鉆孔穿墻、地基承載力、設備安裝控件、水質控制、投資等多方面要求，對水壓、水質等問題提前調研分析，最終確保設計的可行性。

2.1 方式設計及系統分區分析

二次供水改造不單單是取消“水箱”，新建小區供水以管網疊壓、水池配合變頻加壓、水池配合工頻加壓、高位水箱供水幾種方式。系統為設備、減壓兩種分區模式。案例市區小區供水系統如表1所示。

表1 各接收小區系統設置實情

有表1可見，部分改造小區其受自身系統設置影響，改造空間有限，合理選擇供水方式及系統分區直接影響改造效果。改造應遵循：

（1）市政管網壓力我內定、水量富余，可取消水箱，采取管網疊壓供水。

（2）＞25層的建筑優先采取水池配合變頻加壓、水池配合工頻加壓、高位水箱供水。

（3）推薦落實設備分區，若無法實現，可采取立管減壓分區。

2.2 用水定額及進戶水壓

采取套用經驗值方式得到用水定額。案例地區住宅日用水定額以200L/（人·天）設計。進戶水壓需符合地方規范，考慮用戶用水習慣。

（1）改造中，由于減壓閥的使用，部分設備無法在小區中正常使用，可能導致部分用戶水壓不足。使用的減壓閥為活塞式減壓閥，工作裝置的減壓閥，以伯努利能量守恒公式支持，考慮到流量連續方程，設進出閥門兩端流速（v1=v2），得到：（其中，P1、P2為進出口壓力，hf為局部水頭損失）

減壓閥后的用水設備增加，hf也隨之增加，相應的P2就減少。系統分區設計，應先立管減壓分區，之后支管減壓，并對高樓層區域以比例式減壓閥調節進戶壓力，保障用戶用水穩定。

（2）部分小區改造犧牲泵閥能耗，確保水壓升高。但是，這樣一來，就導致進戶壓力超出臨界值，改造后續及時調低水壓。前后壓力變化過大，易引起用戶不滿。故在不利點水壓取值時，需分析泵閥供水壓力、供水當下的進戶壓力，盡量減少壓力變化程度。部分小區未設直供區，改造后增設直供區，可該案水質、降低能耗。設置直供區也要設置加壓區，預留好相關備用設備，將隱患充分控制在允許范圍內。

2.3 水箱控制優化

傳統水箱配合變頻加壓供水，其需要實際大容量水箱，且不能有效分隔開，導致水長時間靜置，水質變差。且高層住宅水箱清洗難度大，清洗一次造成大量水源浪費。同時，高位水箱和水泵聯動位置都為易損位置，出現異常后會對水箱內部水質造成污染，甚至導致其他公共設施損壞。對其進行優化改造，可采取以下幾方面措施：

（1）控制水箱容積在80m3以上，并設2個獨立水箱，兩水箱并聯，確保用水供應的持續性性。

（2）對于低水位水池，要安裝電動蝶閥，和液位控制裝置聯動控制。高位的水箱則采取液位控制器和浮球閥雙方控制。

（3）泵房進水管安裝＞DN50的排污管，連接到污水井。水箱優化措施如圖1所示。

圖1 水箱優化控制顯示

2.4 消防供水系統的設計

設置的消防用水系統需和正常生活用戶系統分隔開來。但是，在供水改造過程中，完全實現二者分離難度較大，故采取以下方式進行改造。

一方面，對于生活及消防系統相互混合的小區改造，可以將原來的泵房作為消防泵房使用，而將原來的計量總表設置為對應的消防總表，對于生活加壓泵房，則在其他區域充分建設。

另一方面，一些建筑樓層較高的小區，其供水方式多為樓頂水箱供水，屋頂消防水箱以生活泵房加壓支持。此類小區的二次供水改造設計，可以在消防水箱進水管前設置現代化的導流阻礙器，設置計量表，小區管理人員對水管進行改造，由專人負責，改造后在確認表上簽字。

小區管理部門實施改造，應注意好以下幾個關鍵點：

首先，設置消防計量表，要及時觀察計量表上的讀數，通過讀數，了解消防系統是否發生泄漏，避免居民產生的水費糾紛。

其次，應選擇安裝阻力型的導流阻礙器，安裝在屋頂便于排水位置，避免泄水閥發生泄漏后，污水、消防用水進入用戶生活用水系統。

最后，計算水泵揚程，要考慮到導流阻礙器安裝之后產生的正常化水頭損失，一般其損失可以達到3～5m范圍，要考慮到該范圍，確保消防水箱正常進水，保障居民生活的絕對安全。

2.5 “移表出戶”設計

整體的二次供水改造設計堅持一戶一表不動搖，但是，可以設計“移表出戶”，便于供水管理，以減少檢修、維護給用戶造成的不便。但“移表出戶”是改造設計的重點也是難點，稍有不慎就會造成“移表出戶”成為社會“熱點”，也制約著二次供水改造工作有序開展。“移表出戶”需將建設工作轉移到室內，可能涉及鉆孔、管道敷設、改路等，需要和用戶協調好，一些用戶可能不認可改造工作，導致“移表出戶”無法按步驟落實。為保障二次供水有效落實，設計了以下方案：保持兩系統并行的運行模式，在室內明管安裝，尊重用戶意愿，用戶自行選擇某種設計內容。采用此方式，在案例地區多個小區試點分析，發現其改造率達到100%，執行效果理想。主要措施有：（1）聯系小區住戶，了解用戶對二次供水改造的看法，邀請用戶參與管道改造商討。（2）針對不同用戶室內裝潢情況，設置個性化改造方案。（3）先做樣板工程，具體實施方案予以公示，注重宣傳改造設計，有計劃開展改造施工。

3 結語

二次供水改造是適應新時期城市化發展的必要措施，其核心在于小區改造政策及資金的落實。本文所述編制的改造方案滿足現有技術規范要求，且考慮到各個小區的狀況，供水及后期管理都考慮到用戶需要。在案例地區采取該改造設計后，其改造工作平穩完成，改造后用戶用水質量大大改善，一些老小區竣工材料不全的問題，通過走訪、查閱資料、詢問等方式得到解決。今后的二次供水改造工作需進一步優化技術參數及設計內容，發揮改造最大價值，真正為人民謀求更幸福的生活。