淺談生活供水水箱容積的參數設計

蒲寶明

（甘肅省工業與民用建筑設計院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 建筑內生活用水由生活低位貯水池及水泵聯合供水的情況

建筑物內生活用水采用生活低位貯水池+水泵聯合供水時，其供水示意圖如圖1 所示：

圖1 生活低位貯水池+水泵聯合供水示意圖

根據 《建筑給水排水設計標準》GB 50015-2019（以下簡稱《建水標》）中第3.8.3 條“生活用水低位貯水池的有效容積應按進水量與用水量變化曲線經計算確定；當資料不足時，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%確定”。即在一般工程設計的前期階段，由于無法有效得到將來住戶的實際用水量變化曲線，一般情況下水箱容積均按照最高日用水量的20%～25%確定，即此時低位水箱的有效容積為：

生活加壓泵的流量：Qd=qs

式中：Qd—建筑最高日用水量；

qs—用戶設計秒流量用水。

2 由城鎮管網夜間直接進水的高位水箱容積確定

部分地區由于市政水壓夜間低峰期能夠滿足建筑物內居民生活用水水壓，但在白天高峰期水壓不足，無法直接供用戶用水時，該建筑物供水由屋頂高位水箱直接供給，其供水示意圖如圖2 所示：

圖2 屋頂高位直接供水示意圖

根據《建筑給水排水設計標準》3.8.4.1 條規定“由城鎮給水管網夜間直接進水的高位水箱的生活用水調節容積，宜按用水人數和最高日用水定額確定”，即此時的高位儲水箱容積是按照高位水箱供水樓層的用水人數和最高日用水量定額確定[1-3]。則此時：

式中：m—用水人數（人）；

qL—最高用水日的用水定額，按照《建筑給水排水設計標準》表3.2.1、3.2.2 取用（L/人·d）。

3 由低位儲水池+水泵+高位水箱聯合供水的情況

目前，大部分新建建筑物都為高層建筑，有時高層建筑的供水系統豎向需分為好幾個區，假設某一建筑物的給水分區為低、中、高三個區，其中低區供水直接由市政管網直接供給，中區供水由低位儲水池+變頻加壓供水泵聯合供水，高區供水采用低位儲水池+變頻加壓泵+高位水箱聯合供水，其供水如圖3 所示：

圖3 高區供水采用低位儲水池+變頻加壓泵+高位水箱聯合供水

在這種情況下，各區供水時的供水流量及相應儲水箱、儲水池的有效容積確定需要設計人員進行詳細地分析確定。此時低區為市政管網直接供水、中區為低位儲水箱+變頻供水泵直接供水、高區為低位儲水池+變頻加壓泵+高位水箱聯合供。經過分析，低位儲水池儲存水量應為中區所用水量+高區用水量，但是高區用水不是通過變頻供水泵直接供給，而是通過先用加壓泵供至高區高位生活水箱，再由高區高位生活水箱重力供至高區各戶。這種情況，根據《建筑給水排水設計標準》第3.8.3 條“生活用水低位貯水池的有效容積應按進水量與用水量變化曲線經計算確定；當資料不足時，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%確定”及第3.8.4.1 條“由水泵聯動提升進水的水箱的生活用水調節容積，不宜小于最大時用水量的50%”規定，則此時低位儲水池的水容積應為中區、高區高日用水量的20%～25%，高區生活高位儲水箱容積為高區用水調節容積，不小于高區最大時用水量的50%。根據《建筑給水排水設計標準》第3.9.2 條“建筑物內采用高位水箱調節的生活給水系統時，水泵的供水能力不應小于最大時用水量”則[4，5]：

V1=（20%～25%）×Qd（中區+高區）,V2≥0.5h×Qh高區中區生活加壓泵的流量：Q1=qs中區；高區生活加壓泵的流量Q2≥Qh高區。式中：

Qd（中區+高區）—建筑中區、高區用戶最高日用水量m3/d；

Qh高區—高區最大時用水量 m3/h；

qs中區—中區用戶設計秒流量用水 m3/h；

4 由低位儲水池+水泵+中間水箱+高位水箱聯合供水的情況

在一些超高層建筑的給排水設計過程中，往往會出現中間水箱轉輸供水，即中間水箱既能給它服務的區域做重力供水又能起到對高層區域供水的中間轉輸功能，這種輸水情況的設計如圖4 所示：

圖4 低位儲水池+水泵+中間水箱+高位水箱聯合供水

現在設計的超高層建筑的供水形式一般采用豎向串聯供水，但是豎向串聯供水時，就會在轉換層設置中間水箱，而中間水箱的作用是既可以為高于它的樓層起到中間轉輸作用又可以對低于它的樓層做直接供水，那么在此種情況下高二區生活高位水箱容積及生活低位儲水池的容積計算方法同上述中計算辦法，但是高一區的中間儲水箱的容積計算式需要考慮如下兩種情況：

情況1：當供水泵流量Q2＜Q3時，此時高一區的中間水箱即是高一區的供水水箱，同時也作為高二區的調節水箱，也就是說，此種情況下的中間儲水箱容積既要考慮高一區正常的供水水量，也要保證高二區供水泵Q3運行時不會造成高一區供水量不足的情況發生，此時的中間水箱的容積根據《建筑給水排水設計標準》第3.9.2 條“建筑物內采用高位水箱調節的生活給水系統時[6，7]，水泵的供水能力不應小于最大時用水量”的要求，則此種情況下中間水箱容積為：

式中：

Qh（高一區+高二區）—高一區和高二區最大時用水量之和（m3/h）。

此種情況下各區域供水泵的流量要求也需要設計人員在設計過程中準確計算選型，通過準確的水泵流量計算以確保各區的正常供水。根據《建筑給水排水設計標準》3.9.2 條“建筑物內采用高位水箱調節的生活給水系統時，水泵的供水能力不應小于最大時用水量”，則此時供水泵Q2的供水流量為：

式中：

Qh高一區、Qh高二區—分別為高一區、高二區最大時用水量（m3/h）。

高二區由于是水泵Q3直接從中間水箱吸水直供，因此供水流量為高二區設計秒流量，即

式中：

qs高二區—高二區的設計秒流量（m3/h）。

情況2：當供水泵流量Q2≥Q3時，供高二區的次級水泵不會造成中間儲水箱儲水容積不足而影響高一區供水的情況，則在這種情況下根據《建筑給水排水設計標準》3.8.5.2 條“生活用水調節容積應按水箱供水部分和轉輸部分水量之和確定；供水水量的調節容積，不宜小于供水服務區域樓層最大時用水量的50%；轉輸水量的調節容積，應按提升水泵3～5min 的流量確定；當中間水箱無供水部分生活調節容積時，轉輸水量的調節容積宜按提升水泵5～10min 的流量確定”。則根據此條的規定中間轉輸水箱容積應為：

式中：

Qh高一區—建筑中高一區用戶最大時用水量m3/d；

Q3—高二區供水泵設計流量m3/h。

此種情況下，初級供水泵Q2的設計流量便需要大于次級泵Q2的設計流量且需要同時滿足高一區的供水量，在這種情況下便會造成初級供水泵在平時的運行過程中造成很大的能耗，平時的運行費用也會大幅度增加。

情況2 與情況1 相比，僅僅是減小了一定的中間水箱容積，減小了一定的初投資，但是對項目后期的運行能耗及運行費用造成了相對較大的浪費。因此，筆者認為，情況2 的設計計算方法不可取，在實際的項目設計中應該按照情況1 的計算辦法執行。

5 總結

生活水箱是保障建筑內用戶正常用水至關重要的要素，水箱容積的大小直接和居民的生活息息相關，合理確定水箱容積的大小是設計過程中必須考慮的。以上內容是筆者根據現行國家規范、相關供水運行資料總結得出，不足之處望各位同行批評指正。