某度假村给水系统的设计探讨

王鹏举 冯素娜

（1、郑州市建筑设计院，河南 郑州 450006 2、河南省城乡建筑设计院有限公司，河南 郑州 450000）

1 工程概况

该度假村位于郑州市市郊，地形起伏较大，分采居住和疗养区两部分。水源为地下水，在水源地打管井两口，由潜水电泵送至高位水池，再由高位水池送至采居住和疗养区的各用水点。本次设计为给水设计，包括高位水池到采居住和疗养区的输水管线、采居住和疗养区的配水管线。

本工程的特点是地形高差较大，高位水池到采居住距离90m，地形高差8m，采居住到疗养区距离1200m，地形高差8m，整个给水干管长2000m，地形高差16m。给水设计主要涉及了三个问题：输水管线管径的确定；减压阀的选择；减压阀组的设置。

2 输水管线管径的确定

采居住和疗养区各用水点分布在一个狭窄的山沟里(长约2000m)，总高差16m，环状给水管网实现较困难，确定为枝状给水管网。生活给水管道与消防给水如果分开设置，可以根据各自所需的压力进行减压，但是浪费管材，工程造价高，所以生产、生活给水管道与消防合用。输水管线管径的确定既要满足生产、生活用水的水量、水压，又要满足消防时用水的水压、水量。设室外消火栓，室外消防系统为常高压给水系统，经计算：采居住最不利点消火栓处需要保持的压力为0.37MPa，疗养区最不利点消火栓处需要保持的压力为0.39MPa。故采居住和疗养区的给水压力不小于0.4MPa。由于地形起伏较大，管材宜选用焊接钢管。采居住的生产、生活最大时用水量为24.60m3/h，消防用水量为20L/s(72.00m3/h)；疗养区的生产、生活最大时用水量为22.20m3/h，消防用水量为15L/s(54.00m3/h)。输水管线从高位水池到采居住，再从采居住到疗养区，为长管重力流中的串联管路给水，两个管段的直径、流量不变，流量和水头损失关系仍按单管路计算。长管水力计算公式为：

H=AlQ2（1）

式中H－作用水头，米水柱；A-比阻，单位流量通过单位长度管道所需的水头(S2/L2)；l-管长(m)；Q-通过管段的流量(L/S)。

比阻A，工程上一般采用满宁公式:

A=10.3n2/d5.33（2）

式中n-粗糙系数，钢管为0.012；d-管道直径(m)。

经计算：输水管线从高位水池到采居住的管径为DN150；从采居住到疗养区的管径为DN125。经校核能够满足生产、生活及消防用水时水量、水压的要求。

3 减压阀的选择

输水管线管径确定以后，由于采居住和疗养区的水压均大于0.60MPa，就要考虑选择适合本工程的减压阀。常用减压阀按调节方式可为比例式减压阀和可调式减压阀 (分弹簧式减压阀、膜片式减压阀、先导式减压阀、气囊式减压阀等多种)，现对这两种阀门做一下比较详见表。

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由于生产、生活用水量小，消防用水量大，压要求又较高，平时管道压力损失较小，夜间静压高，用水设备、卫生器具和给水配件容易损坏，影响使用寿命，所以要求选用能够减静压的减压阀。本工程选用一种新型先导式减压稳压阀DY220X，能够满足本工程的要求，它的工作原理：当下游用水点用水时阀后压力稍有降低，主阀上的导阀瞬时将阀后下降的压力信号通过导阀内部压力的作用反馈给主阀的上腔，使上腔压力减小，此时主阀板的开度增大，阀后压力相应增大，当阀后压力回升到导阀调定的压力时，主阀板的开度保持稳定不变，此时阀后压力保持相对稳定。可以看出，该减压阀具有根据阀后压力的变化来自动调整主阀的开度，保持阀后压力稳定的功能，而且阀后压力还可以在一定的范围内调节，阀门前后带有压力表，只需调节先导阀上的调节螺栓，就能获得精确、稳定的出口压力。

4 减压阀组的设置

平时管道压力损失较小，以减静压为主，同时为了防止阀内产生汽蚀损坏减压阀和减少振动及噪声，在3处设置了减压阀，一处在采居住前，一处有疗养区前，另一处在采居住和疗养区高差的1/2处。每处的减压阀的阀后压力都设为0.40MPa，阀前最大压力为静压时0.8MPa，最大压差为0.40MPa。为了提高给水的保证率，减少因停水引起的经济损失，减压阀采用并联设置，一用一备；为了避免管道内的杂质进入减压阀引起减静压失灵，在减压阀前增加了过滤器；为了检修和拆换方便还增加了检修阀门和可曲挠橡胶柔性接头。减压阀组的设置详见图。本工程选用减压阀的最小启动压差为0.02MPa，经过校核计算消防时能够保证处于开启状态。

图1 减压阀组设置

5 结语

给水系统的可靠性和安全性对一个厂矿企业来说是非常重要的，因为工业给水有它的特殊性，在满足规范要求和使用的前提下应尽量为企业节约资金。本工程已全部竣工，并且通过了单项工程验收，目前给水系统运行正常。在这种大高差长管重力流输水管中给水系统的确定、减压阀的选择是关键，要同时保证生产、生活用水和消防用水的水量、水压，否则将直接影响给水的正常使用。

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