上海郊区居民住宅二次供水设施改造设计

2018-06-06赵杨

科技创新与应用 2018年15期

赵杨

摘要：文章以作者参与的上海郊区居民住宅二次供水设施改造工程为例，剖析其二次供水设施存在的问题，并结合实际设计经验，分析阐述二次供水设施改造方案，以期为其他地区的二次供水改造工程提供经验参考。

关键词：二次供水设施；改造方案；设计

中图分类号：TU991.21 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0076-03

Abstract： Taking the reconstruction project of secondary water supply facilities of residential houses in Shanghai suburb as an example， this paper analyzes the problems existing in the secondary water supply facilities， and， combining with the practical design experience， analyzes and expounds the reconstruction scheme of secondary water supply facilities， in order to provide experience reference for the secondary water supply reconstruction project in other areas.

Keywords： secondary water supply facility； renovation scheme； design

引言

二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式，是城市供水系统（原水供应、制水生产、清水输送、二次供水）四大环节的最后一环。居民二次供水设施主要是指居民住宅小区内的储水设备（水箱、水池）、加压设备（水泵）、楼宇管道及阀门、水表及其他一些附属设施等，是居民用水的最直接环节，其供水安全性和可靠性受到人民群眾的广泛关切，是反映整个城市供水水平的要素之一。

2007年起，上海市启动了对中心城区供水企业供水服务范围内的二次供水设施改造，目前己完成改造近6000万平方米，取得良好实效，居民对继续开展二次供水设施改造的呼声强烈。2017年，上海市水务局等五部门公布实施意见，在中心城区及2016年郊区试点推进二次供水设施改造工作的基础上，全面启动郊区二次供水设施改造，计划2018年基本完成郊区居民住宅二次供水设施改造任务，逐步实现供水企业管水到表，通过改造和加强管理，使居民住宅水质与出厂水水质基本保持同一水平。

1 郊区居民住宅二次供水设施现状及存在的问题

笔者参与的郊区某镇居民住宅二次供水改造工程共涉及13个小区，总建筑面积约为69228平方米，总户数809户。经现场踏勘及调查，这些小区的二次供水设施主要存在以下问题：（1）小区大部分建于2000年以前，二次供水设施由不同的开发主体建设，物业公司仅负责设施运行和维护管理，二次供水设施缺乏统一的建设和管理标准。（2）小区二次供水设施没有专业人员来负责维修和保养，二次供水水质得不到保障。（3）小区主体为多层住宅，经调查最初供水方式为1-3层居民市政直供，4-6层居民由屋顶水箱供水，但目前大部分住宅停用了屋顶水箱，4-6层居民也改由市政管网直供，随地区发展及用水量增长影响，5-6层用户夏季水压低甚至供不上水的情况日益明显，严重影响居民生活质量，用户投诉频繁。（4）楼宇内供水管道选材参差不齐，PVC管、镀锌管居多，管材差且年久老化，易对自来水水质造成二次污染。（5）部分小区供水立管、水表位于户内，管理维护不便且管材差、使用年限长，存在安全隐患。（6）储水设备（主要为屋顶水箱）无内衬或内衬不合格，人孔盖、浮球阀等附属设施老化或缺损。（7）楼宇内明敷的立管、水表等供水设施保温层缺失、破损严重，遇极端严寒天气易冰冻，无法保障供水安全。

通过本次工程改造，旨在解决居民最关切的现实问题，达到提高小区供水水质、水压，改善居民用水条件和生活质量的目的，因此根据每个小区的具体问题和情况制定合理改造方案，切实有效地解决小区二次供水设施存在的问题尤为重要。

2 设计原则

笔者结合此次改造项目经验，将改造设计原则总结如下：

（1）二次供水设施的改造不能影响城市的供水管网正常供水。

（2）合理控制工程总投资，工程所采用的供水系统、材料、施工方法，应满足现行标准、规范及上海市二次供水改造的相关政策和文件的要求。

（3）原则上不改变居民住宅原有供水方式，如存在用水安全问题，优化供水方式必须征得供水企业同意。

（4）对供水水压不足的小区，进行供水系统改造。对成片小区且小区内有合适场地和供电条件的情况下，优先考虑增设一体化增压泵站，改造后满足入户水表前的静水压不小于0.10MPa。对于无条件设置增压泵站的小区，考虑恢复原有二次供水方式。

（5）在保障居民用水安全的情况下，更换二次供水设施中的涉水材质，减少硬件设施对水质的影响。

（6）为减少对居民家中设施的影响，将供水立管、水表设置在公共楼道内，安装位置应方便今后检修维护。

（7）改造后满足改善供水水质，提高居民用水体验的目标。

（8）改造后方便供水企业，实现管水到表的目标。

（9）从工程整体角度，提高工程经济效益和社会效益。

3 主要技术标准

根据现行《建筑给水排水设计规范》《住宅设计标准》及《民用建筑节水设计标准》并结合小区现状用水量资料等综合分析考虑后，本工程居民最高日生活用水定额定为180L/P·d），每户人数3.5人。小区管网漏失水量和未预见水量之和按最高日用水量的10%～15%计。管段设计流量根据服务人数、用水定额及卫生器具设置标准等因素按规范选用设计秒流量或最大时用水量，管道流速取经济流速，管段水头损失采用海澄-威廉公式。

小区新增泵站的水箱有效容积取最高日用水量的20%，并采用两种方式比较确定。一是根据本次设计标准计算出最高日用水量，得到理论水箱容积；二是按照自来水公司提供的高峰月份（6、7月份）居民生活用水量计算出最高日用水量，得到经验水箱容积。两者进行比较后，结合该小区的实际情况选用，如小区场地较宽裕，选用大值，场地紧张，可在大值和小值之间取值，从计算结果统计来看，理论水箱容积普遍大于经验水箱容积。

4 改造方案

4.1 供水系统改造方案的比选

二次供水改造涉及方方面面，首要的就是确定是否改变现有小区供水方式。根据本工程实际情况，可供选择的小区供水系统方案有如下三种：一是设置小区变频增压泵站；二是维持现状市政给水直供方案；三是恢复屋顶水箱供水方案。此外，考虑到区域集中增压泵站落地选址及日后运行费用分摊等大量协调问题，实施落地难度大，因此本工程排除了区域集中增压改造方案。下面就三种供水方式的优缺点进行比较说明。

（1）设置小区变频增压泵站（单个小区设置）

采用地面上设置不锈钢水箱联合变频泵，对小区所有住户直接供水。目前，上海市新建住宅小区大多采用此种供水方式。该方案适用于多层、高层住宅区。优点是：a.水压可完全满足居民使用要求，用水舒适性得到显著改善。b.取消了屋顶水箱，减少了二次供水污染的环节，保证了供水水质。c.泵站水箱储存了部分用水量，在市政供水管网发生故障时，小区居民短时间小水量用水可以得到保障。缺点是：需要增加泵站用地，水泵用电的要求；会增加物业管理工作量，增加部分运行费用；泵站的建造、水泵的运行都可能对居民生活产生影响。此外，由于供水方式改变，会造成部分小区需要更改现状室外给水管网，需要增加部分室外给水管和室外消火栓管的敷设。

（2）市政管网直供

这是本工程调研下来大部分多层住宅小区的现状供水方式。该方式适用小区为低层、多层住宅区。优点是节能，无任何运行费用，最大降低了二次供水污染的可能性，保证了供水水质。缺点是供水保障性最差；高峰使用时，会有水压不足情况；个别市政管网末端地区，平时顶层居民使用时也会有水压不足状况。

（3）恢复屋顶水箱供水

根据调研发现，大多数多层住宅小区最初的设计均采用的是1～3层市政管网直接供水，4层及以上由屋顶水箱供水。屋顶水箱利用夜间市政压力充水，白天供4层及以上居民用水。但是，由于屋顶水箱架设高度有限，顶层居民水压达不到使用要求，屋顶水箱二次污染严重，水箱清洗工作量巨大等实际原因，基本上这种方式已被各小区物业和居民所摒弃，都改为了市政管网直接供水。该方式适用于多层住宅小区。优点是节能，对于4层及以上的居民而言，有一定时间的用水保障。缺点是二次污染最严重；有水箱清洗费用；頂层居民日常使用水压不足。

经综合比较，本工程对于成规模的多层住宅小区而言，首选方案为在小区合适地点选择泵站位置，设置箱式变频增压泵站，提高居民用水的舒适性和安全性。对于确实能够保证小区用水水压（小区楼层较低）和不影响其他用水点的情况下，次选方案为市政管网直接供水。对于本次改造涉及的部分零星小区，优先考虑邻近小区增压泵站就近增压供水，次选方案为恢复屋顶水箱供水方式。

新增小区箱式泵站时，结合泵站设置，需适当重新布置室外给水引入管和泵后加压给水管。为减少扰民，减少路面开挖修复，节约工程造价，如小区现状室外给水管网状况良好，本工程泵后加压管原则上尽量利用各个小区现有的室外给水管网，并适当优化其布局和管径。新增小区室外低压消防管，将小区现状室外消火栓改接至消防管，并对消防用水单独计量，消防管管径根据建筑物室外消火栓设计流量确定，并且满足最不利点消火栓供水压力从地面算起不低于0.1MPa。

4.2 管材的选择

正确选用给水管管材是决定工程投资、供水安全性以及长期运行维护费用，减少漏损率的关键。现阶段，二次供水改造中用到的管材主要有薄壁不锈钢管、PE（聚乙烯管）、PPR（聚丙烯管）管、钢塑复合管，这几种管材各有优缺点。

（1）不锈钢管：耐腐蚀，材质卫生、安全、可靠，抗冲击性较高，使用寿命较长，选用时应选择耐水中氯离子的型号，连接方式有双卡压式、沟槽式、卡凸式等。但施工难度高，价格较高，不宜埋地使用。

（2）PE管：即聚乙烯管，重量轻、韧性好，可以抵抗管道基础的不均匀沉降，抗冲击性能良好，耐低温性能较好，无毒，连接方式有热熔连接、电熔连接等，施工简便，价格较便宜。缺点是力学性能差，刚性差，平直性也差，因而明设管道管卡及吊架设置密度高；阻燃性差，热膨胀系数大，必须考虑伸缩补偿。普遍用做小口径室外埋地管。

（3）PPR管：即聚丙烯管，俗称为三型聚丙烯，由PP和PE无规共聚合成。卫生无毒，质量轻，耐腐蚀，内壁光滑不易结垢，连接方式有热熔连接、电熔连接等，价格适中，施工方便。PPR管的线性膨胀系数较大，在进行架空敷设时，需要管道支架来支撑。

（4）钢塑复合管：是指经PVC-C、PVC-U、PE-X、PE、PE-RT、PP-R等塑料管作为内衬材料和黏连剂，然后借助热涨和冷拔缩径工艺将内衬材料和碳钢管整合为衬塑复合管材，即钢塑复合管。这种管材兼具钢管和塑料管的优点，耐碱、耐酸、耐盐性能良好；对冲击、扭弯、压力具有良好的承受力；低温脆性好膨胀系数小；内壁光滑，流体阻力小；消防性能好，绝缘性能好。

通过综合比较，结合管道施工方法及本工程范围内的实际情况，本工程水泵房内的管道采用薄壁不锈钢管（304），管道表面需进行酸洗钝化，连接方式为沟槽式连接；楼宇内给水管采用自重轻、施工方便的PPR管，热熔连接；埋地管道采用韧性、抗冲击性好的PE给水管，热熔连接。管道的耐压等级均不小于1.0MPa。

4.3 管道保温

针对特殊严寒天气，对室外及楼道内明敷的给水管进行保温，避免管道冰冻断水，同时采取防紫外线措施，延长管道使用寿命。依据《上海市居民住宅二次供水设施改造工程技术标准防冻保温细则》（沪水务【2016】687号）的规定，本工程选用了橡塑保温材料，保温层厚度室外管为32mm，楼道内管为16mm，外设硬质复合材料防护套管。保温材料及复合材料防护套管的防火性能应不低于现行《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624）中规定的B1级，其氧指数应不低于30%，室内使用时应不低于32%。水表箱中均需填充膨胀剂等保温材料，防止低温下，水表损坏。

4.4 水泵选型

（1）水泵选用食品级不锈钢材质。

（2）水泵选型时，应满足其长期在高效区运行的要求。

（3）水泵应选择高可靠、高品质、高性能、高节能的产品。

5 结束语

二次供水是城市供水中不可或缺的组成部分，而其带来的水压、水质等问题值得引起人们的重视，因此我们需要对这些问题进行思路整合，并从多方面进行改造，切实改善居民生活给水条件，使老百姓满意。

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