關于高校宿舍既有供水系統(tǒng)補水補溫的探究

顏濤，楊立戈，許相國，陳小濟，朱立

（中建五局土木工程有限公司，湖南 長沙 410000）

1 高校宿舍既有供水系統(tǒng)補水補溫的探究背景

高校宿舍區(qū)是中、大學生高度密集的生活區(qū)域，我國高校宿舍數(shù)量龐大，建造年代各有不同，隨著用水器具給水當量、使用人數(shù)、供水資源要求等方面日益增加，已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)造成供水供溫不合理，供求矛盾激化，實際運行情況與設計情況有較大偏差的問題，對水頭末端宿舍、中間層、頂層宿舍的供水可靠性造成了很大的影響。冷熱水的供應系統(tǒng)是保證宿舍區(qū)生活用水的基礎，究其原因：（1）高校教務安排學生的用水需求時間段較為集中，同一時段使用頻率很高，既有給水系統(tǒng)同時給水比例較大；（2）水龍頭、閥門啟閉時易發(fā)生水錘、水聲、管道附件損壞、滲漏等問題，隨著使用頻率、用水人數(shù)與器具當量的日漸增加，系統(tǒng)負荷隨之加大；（3）由于配水口前方壓力過大，導致水流速度加快，出水量增大，增大水頭損失。本次探究重點用以解決高校宿舍區(qū)既有生活給水系統(tǒng)水量供應局促、水溫保證難度大、供求矛盾激化、實際運行情況與設計情況偏差大、一次性更新?lián)Q舊難度大等問題，在既有生活給水系統(tǒng)的基礎上，通過局部加設補償改造系統(tǒng)，可以有效逐步補償水量水溫，提高既有系統(tǒng)供應能力，延續(xù)既有系統(tǒng)使用壽命。

2 高校既有生活給水系統(tǒng)現(xiàn)存問題分析

近年來，隨著高校擴招、學校宿舍建設的推進，學生宿舍數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大。宿舍用水從以前的宿舍自備井、學校公共供水，逐漸發(fā)展為市政供水連接高校供水系統(tǒng)的方式。隨著學生人數(shù)的增加、學校宿舍用水量的增加，生活給水系統(tǒng)問題也日漸突出。目前，高校的生活給水系統(tǒng)存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）高校生活給水系統(tǒng)中二次供水設備老舊，宿舍給水量、水溫保障不能滿足高校學生用水需求；（2）高校生活給水系統(tǒng)管理不到位，存在管理漏洞和安全隱患。（3）高校生活給水系統(tǒng)設備設施陳舊，衛(wèi)生防護措施不完善。（4）高校生活給水系統(tǒng)中供水管網(wǎng)漏損嚴重，節(jié)能降耗工作開展困難。（5）高校生活給水系統(tǒng)中存在著水質(zhì)污染問題，導致供水水質(zhì)下降，影響學生身體健康。（6）高校學生宿舍用水浪費嚴重，造成能源的浪費及環(huán)境的污染等。

上述各類高校既有生活給水系統(tǒng)現(xiàn)存問題中，多數(shù)為既有生活給水系統(tǒng)管理問題，此類問題通過簡單管理人員數(shù)量及加強相關管理措施，能得到很好的解決。而部分技術性問題，則需從給水系統(tǒng)根本上進行技術改造，才能得到一定的改善，相對解決給水系統(tǒng)管理問題，其技術性問題的解決更為麻煩，高校整個既有生活給水系統(tǒng)的技術改造必定需要投入一定的時間、經(jīng)濟成本。本次探究將以具體項目工程為例，針對高校宿舍既有生活給水系統(tǒng)主要的給水量不足、水溫不定問題進行設計改造，完成既有給水系統(tǒng)對應的功能補償。

2.1 既有給水系統(tǒng)給水量保障分析

對于高校宿舍的給水系統(tǒng)，給水量保障是給水系統(tǒng)最重要的功能之一，是學生用水的最根本需求。一般來說，高校宿舍既有給水系統(tǒng)給水量的保障需要考慮以下因素。

（1）宿舍人數(shù)。給水量需要根據(jù)宿舍的人數(shù)來確定，因為每個人平均每天需要一定的用水量。可以根據(jù)宿舍的總?cè)藬?shù)和平均每人用水量來計算出每天需要供應的總水量。（2）用水方式。不同的用水方式對給水量的需求也不同。例如，淋浴、洗衣服、沖廁所等用水方式對水量的需求都有所不同，需要根據(jù)不同的用水方式來確定不同的供水量。（3）給水系統(tǒng)的供水能力。高校宿舍的給水系統(tǒng)需要有足夠的供水能力來滿足每天的用水需求。需要考慮供水管道的直徑、水泵的功率、水箱的容量等因素來確定給水系統(tǒng)的供水能力。（4）水源供應。高校宿舍的給水系統(tǒng)的水源供應也是保障水量的一個重要因素。如果水源供應不足，就會影響宿舍的正常用水，需要考慮增加水源或者調(diào)整用水計劃來解決問題。（5）管道漏損和損壞。給水系統(tǒng)的管道漏損和損壞也會影響水量的保障。需要定期檢查管道的狀況，及時修復漏損和損壞，確保給水系統(tǒng)的正常運行。

因此，針對高校宿舍既有給水系統(tǒng)，需要進行充分的分析和規(guī)劃，確保給水量的充足和穩(wěn)定。同時，需要進行定期的維護和檢查，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，保障給水系統(tǒng)的正常運行。

2.2 既有給水系統(tǒng)給水溫度保障分析

對于高校宿舍既有給水系統(tǒng)，給水溫度保障直接關系到在校中、大學生的生活質(zhì)量。以下是一些可能影響給水溫度的因素，以及如何進行保障分析：

（1）管道絕熱狀況。如果管道絕熱不良，會導致管道內(nèi)部的水溫度下降，從而影響供水溫度。保障分析需要檢查管道絕熱狀態(tài)，并對需要修復或更換的管道進行維護。（2）熱交換器性能。熱交換器的性能是影響供水溫度的重要因素。如果熱交換器出現(xiàn)故障或磨損，會導致供水溫度下降。保障分析需要檢查熱交換器的狀態(tài)，并對需要修復或更換的熱交換器進行維護。（3）供水系統(tǒng)流量。供水系統(tǒng)流量的變化會影響供水溫度。如果供水系統(tǒng)流量不足，供水溫度可能下降。保障分析需要檢查供水系統(tǒng)的流量，并確保其達到正常水平。（4）熱源系統(tǒng)。熱源系統(tǒng)的性能和狀況也會影響供水溫度。如果熱源系統(tǒng)出現(xiàn)故障或磨損，會影響供水溫度。保障分析需要檢查熱源系統(tǒng)的狀態(tài)，并對需要修復或更換的部件進行維護。（5）溫控設備。溫控設備的性能也會影響供水溫度。如果溫控設備出現(xiàn)故障或磨損，會影響供水溫度。保障分析需要檢查溫控設備的狀態(tài)，并對需要修復或更換的設備進行維護。

在保障分析中，需要考慮這些因素，并確定是否需要進行維修或更換。如果需要，則要制定維修和更換計劃，并確保定期檢查供水系統(tǒng)的狀態(tài)，以保證其正常運行并保障供水溫度。

3 水量、水溫補償改造說明

3.1 改造概述

根據(jù)上述高校既有生活給水系統(tǒng)、給水量、水溫保障分析，結合本工程案例實際改造需要，本套高校宿舍區(qū)供水供熱系統(tǒng)的水量與水溫補償系統(tǒng)，在高校宿舍既有生活給水管道系統(tǒng)基礎上，通過各棟宿舍室外總平面和屋頂平面主給水管道環(huán)形連通改造，保證各棟宿舍樓及其各個宿舍內(nèi)給水壓強滿足供水需要；地下增設集水池，從根本上解決給水量不足問題；宿舍樓頂增設儲水箱，使改造后系統(tǒng)實現(xiàn)多級儲水效果，保證宿舍用水高峰期給水量；增設水溫度補償系統(tǒng)，完成高校宿舍生活給水溫度保障等措施，保證各棟宿舍內(nèi)各單間寢室用水量、水溫要求，為高校提供學生生活用水質(zhì)量保證。

3.2 水量補償改造措施

（1）高校宿舍傳統(tǒng)給水系統(tǒng)主要為發(fā)散式，由地下集水池配合水泵機通過各棟宿舍主給水管完成生活用水輸送，但由于各棟宿舍距地下集水池距離不一，各棟宿舍給水壓強也不一樣，距水池較近的樓棟水壓強度大，甚至有富余，距水池較遠的樓棟給水壓強小，給水可靠性得不到保證。現(xiàn)采用各樓棟主給水管環(huán)形連通改造，即保證各棟宿舍給水壓強相同，水資源利用更合理。各宿舍樓棟屋頂再主給水管環(huán)形連通改造，使同棟宿舍樓各間寢室給水壓強相同。如圖1。

圖1 各宿舍樓棟主給水管系統(tǒng)連通示意圖

（2）考慮到市政水壓通常滿足不了高校宿舍用水需求的普遍情況，針對各高校用水實際情況，增設地下集水池，宿舍樓頂再增設儲水箱，使得改造后的給水系統(tǒng)達到多級儲水的效果，保證各棟宿舍給水量需要。

3.3 水溫補償設計

高校既有給水系統(tǒng)的供熱系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行，其制熱性能必定存在一定程度的折損，且改造后給水量增加，高校用水高峰期對水溫的要求將無法得到保障，所以水溫補償改造尤為重要。在既有太陽能保溫箱外側(cè)，增設同材質(zhì)保溫箱，并與原保溫箱連通，在新增設保溫箱外側(cè)另設熱泵熱水低溫機組對保溫箱內(nèi)熱水進行溫度補償。結合舉例工程實際需要，低溫機組暫選LWH-150CN（可調(diào)），設計熱水量4.74m3/h，最高日熱水量35.52m3/d，按照熱泵每天工作12h，每單元熱泵組制熱功率為115.6kW，設計采用2 臺空氣源熱泵，單臺制熱功率57.8kW。當保溫箱內(nèi)水溫低于40℃（可調(diào)）時，空氣源熱泵開啟將保溫儲水箱底部較冷的水進行加熱后再由水箱頂部輸入，當箱內(nèi)水溫大于50℃（可調(diào)）時，空氣源熱泵停止。如圖2。

圖2 樓棟給水溫度補償系統(tǒng)詳圖

3.4 移動終端全時監(jiān)控設計

為確保生活給水系統(tǒng)的準確運行，在系統(tǒng)水量、水溫自動監(jiān)控的基礎上，增設移動終端全時監(jiān)控程序。具體為手機APP 表現(xiàn)形式，通過水箱內(nèi)感應器，將其水量、水溫等情況實時反映在手機APP 上，可隨時查看生活給水系統(tǒng)運行情況，且系統(tǒng)的自動監(jiān)測裝置故障時，可通過手機APP 手動操作保證系統(tǒng)的正常運行，方便和減少監(jiān)控系統(tǒng)場地、設備等投入。如圖3。

圖3 移動終端全時監(jiān)控設計示意圖

4 水量與水溫補償系統(tǒng)具體改造方式

（1）增設集水池。根據(jù)高校屬地市政給水條件及高校實際所需給水補償量，計算需增設地下集水池容積，在既有生活給水系統(tǒng)原集水池旁完成新集水池增設，節(jié)約新增集水池所需人力及物資成本，連通新舊集水池，完成給水系統(tǒng)給水量根本性增加。（2）給水主管環(huán)管布置。根據(jù)既有生活給水系統(tǒng)給水主管原發(fā)散式分布情況，結合各宿舍樓棟之間相對位置，在各棟原主給水管接頭處增設新主管，使各棟宿舍新增主管應形成環(huán)狀，其具體布置形式依據(jù)現(xiàn)場實際需要而定。完成各棟間給水主管環(huán)狀連通，保證各棟宿舍給水壓強不受輸水距離影響。在各棟宿舍屋頂既有給水主管基礎上，連接屋面環(huán)狀給水主管，樓棟各方向宿舍用水均由對應方向給水主管輸送，保證各間寢室給水量一致。（3）樓棟儲水箱設置。在各棟宿舍樓頂屋面主給水管位置，根據(jù)整棟樓實際給水需要增設儲水箱，使其生活給水系統(tǒng)實現(xiàn)多級儲水效果，為宿舍用水給水量提供雙重保證。（4）水溫補償系統(tǒng)裝配。在既有生活給水系統(tǒng)太陽能保溫箱外側(cè)，新增同材質(zhì)保護箱，新增保溫箱連接水溫補償加熱器（暫選熱泵熱水低溫機組）與原保溫水箱相互連通，完成水箱內(nèi)傳感器設置，設定好水溫補償加熱器自動運行參數(shù)。（5）在各棟宿舍保溫水箱內(nèi)置傳感器，完成移動終端全時監(jiān)控手機app 的程序的計算機語言編寫。

5 高校宿舍生活給水系統(tǒng)的發(fā)展愿景

在科學技術不斷發(fā)展進步時代潮流的推動下，高校宿舍生活給水系統(tǒng)應當緊跟步伐向以下愿景及時邁進。

（1）提高供水系統(tǒng)的智能化水平。隨著科技的不斷進步，高校宿舍生活給水系統(tǒng)應該逐步實現(xiàn)智能化，例如，采用傳感器、監(jiān)測設備等技術實現(xiàn)對水量、水質(zhì)等方面的監(jiān)控和管理，從而提高供水系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。（2）推廣水資源的節(jié)約使用。高校宿舍生活給水系統(tǒng)應該鼓勵和推廣水資源的節(jié)約使用，例如，開展水資源的教育宣傳、設置限流器、推廣節(jié)水設備等措施，從而減少浪費、節(jié)約水資源。（3）推廣水質(zhì)安全和衛(wèi)生意識。高校宿舍生活給水系統(tǒng)應該注重水質(zhì)安全和衛(wèi)生問題，例如，加強水質(zhì)檢測和管理、開展衛(wèi)生宣傳教育等措施，從而提高宿舍生活水質(zhì)的保障和衛(wèi)生水平。（4）實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。高校宿舍生活給水系統(tǒng)應該實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，例如，采用環(huán)保材料、推廣新型節(jié)水設備等措施，從而實現(xiàn)對環(huán)境的保護和可持續(xù)利用。（5）建立完善的服務體系。高校宿舍生活給水系統(tǒng)應該建立完善的服務體系，例如，開展用戶滿意度調(diào)查、建立在線服務平臺等措施，從而提高用戶的滿意度和便利性。

綜上所述，高校宿舍生活給水系統(tǒng)的發(fā)展愿景應該是智能化、節(jié)約、安全、可持續(xù)和服務化的。同時，需要積極采取各種措施，推進高校宿舍生活給水系統(tǒng)的發(fā)展，為宿舍帶來更加便利、安全和舒適的生活環(huán)境。

6 結語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各高校宿舍生活給水系統(tǒng)的更新?lián)Q代必定是不可避免的，本次高校宿舍既有生活給水系統(tǒng)改造成本低、工藝簡單，在節(jié)約大量人力、物力資源的前提下，為在校中、大學宿舍生活用水質(zhì)量提供了保證，延長既有給水系統(tǒng)使用壽命，使得既有給水系統(tǒng)設備資源得到更充分的利用，雖不能抵抗時代變遷的潮流，但仍有極高的推廣使用價值。在科學技術發(fā)展的潮流下，功能更全、服務更完善的生活給水系統(tǒng)注定會登上新時代的舞臺，本次改造探究希望能拋磚引玉，為給排水系統(tǒng)的發(fā)展進步奉出薄力。