水力论文:高层建筑二次增压供水方案探析

　　高层建筑二次增压供水方案探析
　　龙宝
　　南宁春晖房地产开发有限责任公司广西南宁530022
　　摘要：从高层建筑二次增压供水问题的提出开始，阐述了高层建筑二次增压供水的概念及其重要性。介绍了目前通常采用的几种高层建筑二次增压供水系统的形式及其工作原理，并分析各种系统的优缺点，从而得出探讨的结论。
　　关键词：高层建筑二次增压供水方案
　　随着经济的发展和城市地价的攀升，高层建筑在大中型城市的比例逐年增加。因此，高层建筑的给排水系统也得以快速发展。而高层建筑的供水就涉及到二次增压供水的问题，当前研究和探讨此类问题，是十分必要的。下面对高层建筑二次增压供水方案进行探讨。
　　在消防给排水设计中，高层建筑一般指十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）或建筑高度超过24m的公共建筑。自来水公司通过恒压变频供水系统为六、七层以下的住宅楼供水，住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来越紧，不得不建筑较高的楼房。而高层建筑的供水就涉及到二次增压供水的问题。笔者认为，当前研究和探讨此类问题，是十分必要的。本文对高层建筑二次增压供水方案进行探讨。
　　一、高层建筑二次增压供水的意义
　　1、为何要二次增压供水
　　随着城市化建设规模扩大发展，高层建筑用水户的出现是必然的，这些用水户是城市供水企业需要服务的新对象，是一个不可忽视的用水群体。但是现有城市各水厂（或管网增压站）给供水管网的压力已不能满足这一新的用水群体的需要。因此，为满足这些群体用水的需要，五花八门的二次增压供水的设施、设备、系统集成的制作厂商应运而生。主要有历史传统的和现代新型的二大类，这就提出了二次增压供水系统是用何种供水方案为好的问题。
　　2、何为二次增压供水
　　城市各水厂向城市供水管网送水称之为一次加压供水，其供水压力按设计一般能满足多层建筑（7层）用户用水。二次增压供水主要由两大部分组成：（1）有因长距离供水管网压力损失大而设立的管网供水增压站；（2）有因高层建筑用水户的需要而设立的用户供水增压站。一般说，管网供水增压站要比用户供水增压站的规模大得多。
　　3、高层建筑用水户二次增压供水的现状
　　从供水方式上讲大体有二大类。
　　（1）传统的地下水池或地面水池或高层的楼层水池（箱）加水泵增压供水的方式；
　　（2）现代的水泵直接抽取供水管网内的水增压供水的方式。
　　从二次增压供水管理上讲大体也有二大类
　　（1）房地产开发商或物业管理公司；
　　（2）自来水公司。从供水管理模式来讲主要有二种：①自来水公司供给小区物业公司，由物业公司转供给用水户；②自来水公司直接供给小区各个用水户，一般都采用远程抄表收费，减少抄收人员和工作强度。
　　二、常用的二次增压几种供水系统形式及其工作原理
　　一般高层建筑二次增压采用以下几种供水形式：
　　1、水池－水泵－高位水箱（气压罐）－管网系统－用水点
　　单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。这种供水系统根据水箱的高低水位控制水泵的停启，当水箱水位达到高水位时加压水泵停止运行，水箱水位降至设定的低水位时水泵投入运行，该控制系统可靠性比较差。
　　2、水池－水泵（恒压变频设备）－管网系统－用水点
　　对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱，最不利用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台，二开一备自动切换，付泵为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到付泵，以维持系统压力基本不变（气压罐一般不用于生活用水）。该系统采用了变频技术实现供水需求的平衡，根据管网的压力通过变频控制器控制供电频率改变水泵的转速，使管网的压力控制在一定的范围内。技术含量进一步提高，自控水平也较高，在工程造价及能耗方面也较省。
　　3、市政供水管网-无负压供水设备－管网系统-用水点
　　此方式为直接在市政管网上抽水，同样是一种变频恒压的供水系统。无负压供水设备是一体化给水增压设备，不用建水池，也不用水箱，直接从市政管网抽水又直接供给用水点。
　　无负压稳流给水设备由变频控制柜、稳流罐、水泵机组、仪表、阀门管路等组成。当设备投入使用，自来水管网的水进入稳流罐，罐内空气从真空消除器排出，待水充满后真空消除器自动关闭。当自来水管网压力和流量能够满足用水要求时，系统由旁通管向用水管网直接供水；当自来水管网不能满足用水要求时，系统压力信号由压力传感受器反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节水泵的转速实现恒压供水，若运转水泵达到工频转速时则启用另一台水泵变频运转。水泵供水时自来水管网供水流量大于水泵流量，系统形成接力供水；用水高峰时自来水管网供水量小于水泵流量时，稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入稳流罐，罐内真空遭到破坏，确保自来水管网不产生负压；用水高峰过后系统恢复到接力供水状态。当自来水管网停水，造成稳压罐内水位不断下降，液位探测器将信号反馈给变频控制器，水泵自动关机，以保护水泵机组。
　　三、三种二次增压供水模式的探析
　　第一种方式是较成熟的水池、水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最简单的电器元器件，如出现故障，普通的电工就能维修，而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱，不会造成一停电就停水，供水保障率高。但用在单幢次高层建筑同样也存在收交水电费难的问题。用在高层建筑，则可以由物业管理公司一并考虑解决。
　　第二种方式从理论上讲恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，这样，各台水泵寿命均等，而且，一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。从造价上看较省，只需考虑水泵房的变频供水设备费、地下贮水池费，不需要屋顶水箱，还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力（用热水器压力也没问题）。
　　但是，在实际使用中，却遇到了许多问题，给工作带来了麻烦，公司社会效益直接受到影响。本人曾承建的一个项目就采用了无屋顶水箱的集中变频供水方式，它的使用和日常管理所反映出的问题，就很有代表性。首先，由于是集中供水，进地下水池的总水表属自来水公司产权，他们只按此总水表所走的度数收取水费，表内管网的跑冒滴漏与他们无关。而一般管网跑冒滴漏总是难免的，即使没有，各单元的单元分表度数与地下水池的总水表也有误差，再到各分户水表度数相差更大，谁来承担这一差价，再加上水泵的电费（经测算约0.9度电／吨水）使得这里水价很高，住户无法承担，收交水电费成了很伤脑筋的事。从九四年至今，我开发公司一直在承着水泵电费和水费差价，这样无止尽地下去，不知到何时，这项费用是无法估算的，也无帐可出（因为这里没有实行物业管理）。而另一方面，通过四年多来的使用，我还发现，虽然该设备可以完全自动化，无需人天天管理，但它还有致命的弱点：水泵在自动切换时（卸载或加载时）水泵供水会出现短暂的低压，特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长。随着设备使用年限加长，设备房潮湿造成电脑元器件老化加快，水管路系统止回阀的失录。