关于高校宿舍既有供水系统补水补温的探究

颜涛，杨立戈，许相国，陈小济，朱立

（中建五局土木工程有限公司，湖南 长沙 410000）

1 高校宿舍既有供水系统补水补温的探究背景

高校宿舍区是中、大学生高度密集的生活区域，我国高校宿舍数量庞大，建造年代各有不同，随着用水器具给水当量、使用人数、供水资源要求等方面日益增加，已经陆续出现造成供水供温不合理，供求矛盾激化，实际运行情况与设计情况有较大偏差的问题，对水头末端宿舍、中间层、顶层宿舍的供水可靠性造成了很大的影响。冷热水的供应系统是保证宿舍区生活用水的基础，究其原因：（1）高校教务安排学生的用水需求时间段较为集中，同一时段使用频率很高，既有给水系统同时给水比例较大；（2）水龙头、阀门启闭时易发生水锤、水声、管道附件损坏、渗漏等问题，随着使用频率、用水人数与器具当量的日渐增加，系统负荷随之加大；（3）由于配水口前方压力过大，导致水流速度加快，出水量增大，增大水头损失。本次探究重点用以解决高校宿舍区既有生活给水系统水量供应局促、水温保证难度大、供求矛盾激化、实际运行情况与设计情况偏差大、一次性更新换旧难度大等问题，在既有生活给水系统的基础上，通过局部加设补偿改造系统，可以有效逐步补偿水量水温，提高既有系统供应能力，延续既有系统使用寿命。

2 高校既有生活给水系统现存问题分析

近年来，随着高校扩招、学校宿舍建设的推进，学生宿舍数量越来越多，规模越来越大。宿舍用水从以前的宿舍自备井、学校公共供水，逐渐发展为市政供水连接高校供水系统的方式。随着学生人数的增加、学校宿舍用水量的增加，生活给水系统问题也日渐突出。目前，高校的生活给水系统存在诸多问题，主要表现在以下几个方面。

（1）高校生活给水系统中二次供水设备老旧，宿舍给水量、水温保障不能满足高校学生用水需求；（2）高校生活给水系统管理不到位，存在管理漏洞和安全隐患。（3）高校生活给水系统设备设施陈旧，卫生防护措施不完善。（4）高校生活给水系统中供水管网漏损严重，节能降耗工作开展困难。（5）高校生活给水系统中存在着水质污染问题，导致供水水质下降，影响学生身体健康。（6）高校学生宿舍用水浪费严重，造成能源的浪费及环境的污染等。

上述各类高校既有生活给水系统现存问题中，多数为既有生活给水系统管理问题，此类问题通过简单管理人员数量及加强相关管理措施，能得到很好的解决。而部分技术性问题，则需从给水系统根本上进行技术改造，才能得到一定的改善，相对解决给水系统管理问题，其技术性问题的解决更为麻烦，高校整个既有生活给水系统的技术改造必定需要投入一定的时间、经济成本。本次探究将以具体项目工程为例，针对高校宿舍既有生活给水系统主要的给水量不足、水温不定问题进行设计改造，完成既有给水系统对应的功能补偿。

2.1 既有给水系统给水量保障分析

对于高校宿舍的给水系统，给水量保障是给水系统最重要的功能之一，是学生用水的最根本需求。一般来说，高校宿舍既有给水系统给水量的保障需要考虑以下因素。

（1）宿舍人数。给水量需要根据宿舍的人数来确定，因为每个人平均每天需要一定的用水量。可以根据宿舍的总人数和平均每人用水量来计算出每天需要供应的总水量。（2）用水方式。不同的用水方式对给水量的需求也不同。例如，淋浴、洗衣服、冲厕所等用水方式对水量的需求都有所不同，需要根据不同的用水方式来确定不同的供水量。（3）给水系统的供水能力。高校宿舍的给水系统需要有足够的供水能力来满足每天的用水需求。需要考虑供水管道的直径、水泵的功率、水箱的容量等因素来确定给水系统的供水能力。（4）水源供应。高校宿舍的给水系统的水源供应也是保障水量的一个重要因素。如果水源供应不足，就会影响宿舍的正常用水，需要考虑增加水源或者调整用水计划来解决问题。（5）管道漏损和损坏。给水系统的管道漏损和损坏也会影响水量的保障。需要定期检查管道的状况，及时修复漏损和损坏，确保给水系统的正常运行。

因此，针对高校宿舍既有给水系统，需要进行充分的分析和规划，确保给水量的充足和稳定。同时，需要进行定期的维护和检查，及时发现和解决问题，保障给水系统的正常运行。

2.2 既有给水系统给水温度保障分析

对于高校宿舍既有给水系统，给水温度保障直接关系到在校中、大学生的生活质量。以下是一些可能影响给水温度的因素，以及如何进行保障分析：

（1）管道绝热状况。如果管道绝热不良，会导致管道内部的水温度下降，从而影响供水温度。保障分析需要检查管道绝热状态，并对需要修复或更换的管道进行维护。（2）热交换器性能。热交换器的性能是影响供水温度的重要因素。如果热交换器出现故障或磨损，会导致供水温度下降。保障分析需要检查热交换器的状态，并对需要修复或更换的热交换器进行维护。（3）供水系统流量。供水系统流量的变化会影响供水温度。如果供水系统流量不足，供水温度可能下降。保障分析需要检查供水系统的流量，并确保其达到正常水平。（4）热源系统。热源系统的性能和状况也会影响供水温度。如果热源系统出现故障或磨损，会影响供水温度。保障分析需要检查热源系统的状态，并对需要修复或更换的部件进行维护。（5）温控设备。温控设备的性能也会影响供水温度。如果温控设备出现故障或磨损，会影响供水温度。保障分析需要检查温控设备的状态，并对需要修复或更换的设备进行维护。

在保障分析中，需要考虑这些因素，并确定是否需要进行维修或更换。如果需要，则要制定维修和更换计划，并确保定期检查供水系统的状态，以保证其正常运行并保障供水温度。

3 水量、水温补偿改造说明

3.1 改造概述

根据上述高校既有生活给水系统、给水量、水温保障分析，结合本工程案例实际改造需要，本套高校宿舍区供水供热系统的水量与水温补偿系统，在高校宿舍既有生活给水管道系统基础上，通过各栋宿舍室外总平面和屋顶平面主给水管道环形连通改造，保证各栋宿舍楼及其各个宿舍内给水压强满足供水需要；地下增设集水池，从根本上解决给水量不足问题；宿舍楼顶增设储水箱，使改造后系统实现多级储水效果，保证宿舍用水高峰期给水量；增设水温度补偿系统，完成高校宿舍生活给水温度保障等措施，保证各栋宿舍内各单间寝室用水量、水温要求，为高校提供学生生活用水质量保证。

3.2 水量补偿改造措施

（1）高校宿舍传统给水系统主要为发散式，由地下集水池配合水泵机通过各栋宿舍主给水管完成生活用水输送，但由于各栋宿舍距地下集水池距离不一，各栋宿舍给水压强也不一样，距水池较近的楼栋水压强度大，甚至有富余，距水池较远的楼栋给水压强小，给水可靠性得不到保证。现采用各楼栋主给水管环形连通改造，即保证各栋宿舍给水压强相同，水资源利用更合理。各宿舍楼栋屋顶再主给水管环形连通改造，使同栋宿舍楼各间寝室给水压强相同。如图1。

图1 各宿舍楼栋主给水管系统连通示意图

（2）考虑到市政水压通常满足不了高校宿舍用水需求的普遍情况，针对各高校用水实际情况，增设地下集水池，宿舍楼顶再增设储水箱，使得改造后的给水系统达到多级储水的效果，保证各栋宿舍给水量需要。

3.3 水温补偿设计

高校既有给水系统的供热系统经过长时间运行，其制热性能必定存在一定程度的折损，且改造后给水量增加，高校用水高峰期对水温的要求将无法得到保障，所以水温补偿改造尤为重要。在既有太阳能保温箱外侧，增设同材质保温箱，并与原保温箱连通，在新增设保温箱外侧另设热泵热水低温机组对保温箱内热水进行温度补偿。结合举例工程实际需要，低温机组暂选LWH-150CN（可调），设计热水量4.74m3/h，最高日热水量35.52m3/d，按照热泵每天工作12h，每单元热泵组制热功率为115.6kW，设计采用2 台空气源热泵，单台制热功率57.8kW。当保温箱内水温低于40℃（可调）时，空气源热泵开启将保温储水箱底部较冷的水进行加热后再由水箱顶部输入，当箱内水温大于50℃（可调）时，空气源热泵停止。如图2。

图2 楼栋给水温度补偿系统详图

3.4 移动终端全时监控设计

为确保生活给水系统的准确运行，在系统水量、水温自动监控的基础上，增设移动终端全时监控程序。具体为手机APP 表现形式，通过水箱内感应器，将其水量、水温等情况实时反映在手机APP 上，可随时查看生活给水系统运行情况，且系统的自动监测装置故障时，可通过手机APP 手动操作保证系统的正常运行，方便和减少监控系统场地、设备等投入。如图3。

图3 移动终端全时监控设计示意图

4 水量与水温补偿系统具体改造方式

（1）增设集水池。根据高校属地市政给水条件及高校实际所需给水补偿量，计算需增设地下集水池容积，在既有生活给水系统原集水池旁完成新集水池增设，节约新增集水池所需人力及物资成本，连通新旧集水池，完成给水系统给水量根本性增加。（2）给水主管环管布置。根据既有生活给水系统给水主管原发散式分布情况，结合各宿舍楼栋之间相对位置，在各栋原主给水管接头处增设新主管，使各栋宿舍新增主管应形成环状，其具体布置形式依据现场实际需要而定。完成各栋间给水主管环状连通，保证各栋宿舍给水压强不受输水距离影响。在各栋宿舍屋顶既有给水主管基础上，连接屋面环状给水主管，楼栋各方向宿舍用水均由对应方向给水主管输送，保证各间寝室给水量一致。（3）楼栋储水箱设置。在各栋宿舍楼顶屋面主给水管位置，根据整栋楼实际给水需要增设储水箱，使其生活给水系统实现多级储水效果，为宿舍用水给水量提供双重保证。（4）水温补偿系统装配。在既有生活给水系统太阳能保温箱外侧，新增同材质保护箱，新增保温箱连接水温补偿加热器（暂选热泵热水低温机组）与原保温水箱相互连通，完成水箱内传感器设置，设定好水温补偿加热器自动运行参数。（5）在各栋宿舍保温水箱内置传感器，完成移动终端全时监控手机app 的程序的计算机语言编写。

5 高校宿舍生活给水系统的发展愿景

在科学技术不断发展进步时代潮流的推动下，高校宿舍生活给水系统应当紧跟步伐向以下愿景及时迈进。

（1）提高供水系统的智能化水平。随着科技的不断进步，高校宿舍生活给水系统应该逐步实现智能化，例如，采用传感器、监测设备等技术实现对水量、水质等方面的监控和管理，从而提高供水系统的效率和稳定性。（2）推广水资源的节约使用。高校宿舍生活给水系统应该鼓励和推广水资源的节约使用，例如，开展水资源的教育宣传、设置限流器、推广节水设备等措施，从而减少浪费、节约水资源。（3）推广水质安全和卫生意识。高校宿舍生活给水系统应该注重水质安全和卫生问题，例如，加强水质检测和管理、开展卫生宣传教育等措施，从而提高宿舍生活水质的保障和卫生水平。（4）实现可持续发展。高校宿舍生活给水系统应该实现可持续发展，例如，采用环保材料、推广新型节水设备等措施，从而实现对环境的保护和可持续利用。（5）建立完善的服务体系。高校宿舍生活给水系统应该建立完善的服务体系，例如，开展用户满意度调查、建立在线服务平台等措施，从而提高用户的满意度和便利性。

综上所述，高校宿舍生活给水系统的发展愿景应该是智能化、节约、安全、可持续和服务化的。同时，需要积极采取各种措施，推进高校宿舍生活给水系统的发展，为宿舍带来更加便利、安全和舒适的生活环境。

6 结语

随着社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，各高校宿舍生活给水系统的更新换代必定是不可避免的，本次高校宿舍既有生活给水系统改造成本低、工艺简单，在节约大量人力、物力资源的前提下，为在校中、大学宿舍生活用水质量提供了保证，延长既有给水系统使用寿命，使得既有给水系统设备资源得到更充分的利用，虽不能抵抗时代变迁的潮流，但仍有极高的推广使用价值。在科学技术发展的潮流下，功能更全、服务更完善的生活给水系统注定会登上新时代的舞台，本次改造探究希望能抛砖引玉，为给排水系统的发展进步奉出薄力。