高层建筑二次加压供水设计探讨

2020-01-19左兵

中国设备工程 2020年22期

左兵

（朝阳市自来水有限责任公司，辽宁朝阳 122000）

随着城市化进程的不断深入，城市地区高层建筑建设规模逐渐扩大，在有效节约城市用地面积的同时，建筑二次供水设施在建设和运维管理中存在的问题也日益突出，这不仅严重影响了人们日常生活，还不能充分满足现代化节能降耗目标。为了解决这一问题，二次加压供水设计应运而生，并成为高层建筑供水的唯一选择。因此，本文结合高层建筑二次加压供水设计进行分析，为满足群众用水需求提供保障。

1 选择供水方式

高层建筑二次供水主要是指供水单位将生活饮用水储存在贮水池或者水箱中。而后利用水泵或借助高层建筑自身形成的压差，将水资源送往高层建筑供水系统。近年来，随着城市化进程不断深入，城市地区高层建筑也如雨后春笋般拔地而起，在一定程度上增加了二次加压供水系统建设规模。而结合实际情况来看，水质污染问题越来越严重，具体体现在高层建筑水池中的水资源浑浊，通过测量可以看出，水资源中含有大量的细菌和大肠菌，并且亚硝酸盐、铁、锰等含量明显增加。同时，余氯先将显著。这也充分水命，供水单位在储存二次供水或者二次输送水资源过程中，导致水资源受到污染，从而造成水质下降，不能充分满足群众用水需求。

2 二次供水污染引发的风险问题

高层建筑二次加压供水的作用主要是为群众提供生活用水，如果水质不达标，将会影响人们的健康安全，甚至会滋生传染病病原。而导致水资源污染的主要原因是输送管道在长期投入使用过程中产生污垢或腐蚀，或者储存生活用水的水箱和贮水池维护管理不到位，另外，在施工或者抢修过程中，如果技术人员没有严格按照规范操作，也会产生一定污染源。这些问题均会导致二次供水受到污染。而引发供水管道和供水设施产生污染的主要原因有很多，包括管材、管件管理不当、供水管道沉降不均、管网运行方式产生变化、施工质量不到位等方面。另外，我国在早期城市供水管网建设过程中，受科技制约，使用的材料和采取的工艺措施相对滞后，加上投入使用年限较久，后期维护管理不当，导致部分管道腐蚀严重，从而引发爆管、暗漏、明漏等事故[2]。现如今，我国城市应用水因管网应暴漏事故引发的水资源流失量已经达到上百亿吨，无法满足新时期背景下的节能降耗需求。

3 高层建筑二次加压供水设计

二次加压供水，是指供水单位将储存的生活用水进行加压处理或消毒处理，而后通过管道输送给高层建筑供水系统。现阶段，二次加压供水已经成为高层建筑中采取的唯一供水方式。二次加压供水主要由储水设备、水处理设备、供水管线组成，其中储水为贮水池或水箱，分为高中低三种；水处理设备则包括消毒设备、净化设备、过滤设备等；供水管线为阀门、龙头以及供水管线和输水管线。现阶段，我国城市地区常见的供水方式有以下几种：第一，水池、水箱和定速水泵供水方式，这种方式使用时间较久，是广州、上海等城市高层建筑较为常用的供水方式之一。第二，水池、变频水泵供水该方式，这种方式是建立在第一种供水方式基础上演变而来的，这种方式主要应用恒压变流量方式为高层建筑提供水资源，结合这种供水方式的应用效果来看，具有稳定性较强特点，现在在北京、上海等城市应用范围较为广泛。第三，无负压变频增加设施。这种供水方式是在科学技术推动下产生的增压供水方式，当水资源进入稳流补偿器时，变频水泵会通过增加将水资源送往高层建筑供水系统，这种方式节能型较好、维护便捷，没有二次污染，现在已经在部分城市中广泛应用。第四，射流变频增压设施。这种供水方式的工作原理是水资源进入调节水箱和变频调速泵后，通过水泵持续加压，将水资源送往高层建筑供水系统。这种供水方式的优势在于节能降耗，同时可以发挥调蓄作用。然而，由于这种方式调节量较小，因此不适合用于大城市高层建筑供水。

在二次加压供水过程中，造成水池水质产生污染的主要原因有以下几点：第一，水池设计缺乏科学性。例如，水池底平面低于出水口、水池中的水无法循环，成为死水，长此以往，导致杂质沉淀，从而产生微生物。第二，水质面积较大，需水量过多，严重超出高层建筑用户用水需求，导致水资源滞留在水池时间较久，其中的余氯随之减少，从而滋生微生物，尤其天气炎热季节，容易引发传染疾病。另外，水体与水池长时间接触，会产生物理化反映，从而污染水体。第三，水池清理不及时，内部形成大量结垢和沉积物，导致水质受到污染。

管网也是影响水质污染的根本原因之一，具体从以下几点分析：第一，管道长时间投入使用，内壁形成大量结垢和沉积物，导致水资源在运输过程中产生污染。第二，在管道施工过程中，使用的涂料不满足设计需求，导致涂料中的有害物进入水体，从而导致水质恶化。第三，基础设施设计安装缺乏科学性。具体体现在上下管道设计不合理等方面。例如：在污水管道下设置上水管，并且两个管道并行或者交叉，导致水资源受到污染。另外，供水单位管理不到位，没有严格按照相关制度定期对水池进行消毒。

4 高层建筑二次加压给水管道设计

现阶段，球墨铸铁管和PP-R管，是高层建筑二次加压给水管道设计中较为常用的两种材料，其中球墨铸铁管材料具有抗震效果好、耐腐蚀性能高、强度大等多种优势。而PP-R管具有材质较强、腐蚀性较强、施工便利等优势。所以，在二次加压给水管道设计过程中，管径≥DN100，可以选择球墨铸铁管。相反则选择PP-R管。在管道井内立管设计过程中，需要优先使用钢塑复合钢管，这种材质既包含PP-R管的优势，有具备金属管的有点，同时，刚性较强，适合高层建筑二次加压给水管道井敷设。除此之外，为了保证管道运行的安全性赫尔可靠性，需要在加压立管顶部安装自动排气阀。

5 高层建筑二次加压给水管网设计

在管网设计过程中，首先应保证高层建筑周围具备两路或者更多进水，同时形成水资源循环。如此不仅能够满足室外消防用水需求，还能够为高层建筑供水系统稳定运行提供保障。与此同时，有利于减少死水问题，从而保证水质清洁。由于二次加压给水主管无法充分满足环状网设计需求，为了提高水质，在主管设计过程中，需要在所有枝状主管尾部安装排水栓。如此可以保证在高层建水用水较少的情况下，水池中的水资源不会形成死水。另外，在高层建筑前后给水管敷设过程中，设计人员需要结合建筑内部管线实际情况进行分析。

6 高层建筑二次加压供水计量水表设计

现在，高层建筑大多采用无源式抄表系统远程抄表。该抄表系统不需要电源设备，而是通过抄表机提供电源，从而准确对高层建筑中的水表进行读取。在计量水表设计过程中，设计人员需要充分考虑后续管理维护工作，保证安装位置维护管理便捷。另外，所有水表应全部安装到专用水井中，并且水井应具备检修门，检修门要大于500mm，水表应处于检修门正中央。如果高层建筑中用户较多，可以安装水表组。其安装顺序要与住宅布置相符，沟通时水表之间的中心距需要大于300mm。除此之外，管道井中的其他管道设计不能影响水表维护管理和读取。