住宅建筑无负压供水方案的设计_李成志.pdf

ANZHUANG2023年第3期42技 术 交 流 Technology Exchange李成志1 王天宇2（1.中国建筑第二工程局有限公司 北京 100071；2.中建安装集团有限公司华北分公司 北京 100048）摘 要：随着国家经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们普遍关注城镇二次供水领域的水质安全问题，如何科学规划建设二次供水设施成为城镇供水“最后一公里”水质安全的重要保障。本文结合北京市长辛店某住宅项目，拟定了“水箱+给水泵组”供水和无负压设备供水两个方案。通过设备优缺点、占地面积、运行能耗和运营维护等方面的综合分析比选，最终采用无负压设备供水方案，可为类似工程提供参考。关键词：无负压 节能 住宅 供水中图分类号：TU821 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）03-0042-03住宅建筑无负压供水方案的设计1 工程概况北京市长辛店镇某住宅小区用地面积75,920.50m2，总建筑面积265,442m2，包含限价房、商品房、商业服务楼和幼儿园。限价房包含1-9#楼，其中1#、2#、3#、7#、9#楼为16层住宅，4#、5#、6#、8#楼为9层住宅；商品房包含11-21#楼，其中11-13#楼为6层住宅，14-21#楼为4层住宅；10#、22#楼为商业服务楼；幼儿园为3层；车库为地下2层。本工程的供水水源为城市自来水，从本地块南北两侧市政给水管网各接出一根DN200供水管进入用地红线，市政给水管网供水水压为0.28MPa，生活给水管引入用地红线后敷设成环状管网供应整个项目低区用水。给水系统竖向分区共分为低区、高一区和高二区3个区，低区（三层及以下楼层）由市政管网直接供水，高一区（4-9F）和高二区（10-16F）分别由一组加压供水设备供水，给水泵房位于地下一层车库区域。2 供水方案设计目前，高层建筑传统的供水方案为“水箱+供水泵组”，该方案具有供水稳定、安全可靠和自动化程度比较高等特点。但存在水箱占用建筑面积大、使用过程中需定期清理消毒、运行维护费用高和对物业管理水平要求较高等问题。近年来一种新型的二次供水设备“无负压供水设备”应运而生，此设备填补了传统的二次加压供水方案的缺点。现对该小区分别设计两种二次加压供水方案。2.1 水箱+给水泵组方案自大市政给水管网引入2根DN200的给水管进入建设用地红线连接小市政，小市政给水管网（主管口径为DN200）呈环网布置，供给每个楼栋的三层及以下区域给水，环网上单引1根DN100的给水管道接入地下一层给水泵房。给水泵房内设置2座组合式304不锈钢生活水箱和2套给水泵组，其中：有效容积为83.6m3的生活水箱1座，有效容积为41.8m3的生活水箱1座；高一区给水泵组1套（主泵两用一备：Q=30m3/h，H=60m，N=7.5kW。辅泵：Q=10m3/h，H=60m，N=3.0kW），高二区给水泵组1套（主泵一用一备：Q=30m3/h，H=77m，N=7.5kW。辅泵：Q=10m3/h，H=77m，N=4.0kW）。其小市政给水路由见图1，给水系统见图2。2.2 无负压供水设备方案自大市政给水管网引入的2根DN200给水管进入建设用地红线，北侧的市政给水引入管连接小市政给水环网，供给每个楼栋的三层及以下区域给水，南侧的市政给水引入管直接进入地下给水泵房（见图3红色部分管线）。给水泵房内设置2套无负压供水设备，其中：高一区无负压供水设备1套（型号为WWG78-39-2-7.5kW），高二区无负压供水设备1套（型号为WWG44-56-2-5.5kW）。无负压供水系统见图4。3 方案对比分析3.1 “水箱+给水泵组”与无负压设备对比两种供水方案的比较情况见表1。3.2 占用建筑面积当采用“水箱+给水泵组”供水方案时，水箱、给43INSTALLATION2023.3Technology Exchange 技 术 交 流水泵组和水箱消毒器等所占用面积较大，占地面积约为174.52m2（长20.9m，宽8.35m）（见图5）；当采用无负压设备供水方案时，设备占用面积较小，大约为30.36m2（斜线填充区域，长13.20m，宽2.30m）。综上所述，如采用无负压设备供水方案，给水泵房使用面积可节约144.16m2。单个车库车位按照12.5m2考虑，车位按照售价20万/个计算。采用无负压供水方案时，水泵房可节省11个车位，可带来220万元的直接经济效益。图2 给水系统图图1 小市政给水路由图图3 调整后的小市政给水路由图图4 无负压供水系统图表1 两种供水方案的比较情况考虑因素水箱+给水泵组供水方式无负压设备供水方式水质水箱需定时进行清洗消毒，外置式臭氧自洁器需专业人士维护保养。此部分完全依靠物业管理水平的高低，水质安全无法保障1自来水经过设备加压后直接供给用户，稳流补偿器全部采用不锈钢材料，全密闭连接，没有二次污染，水质质量高2节水水箱需每年清洗消毒两次，浪费水资源全封闭结构，杜绝了跑、冒、滴、漏、渗、清洗等浪费水资源的现象节能市政自来水直接流入水箱，原有的水头没有被利用，需再从零开始重新加压供水，能量浪费严重、耗能大、运行费用高可充分利用自来水的原有压力，差多少补多少，节能效果极其显著，节能50%左右3。耗能小、运行费用较低现场施工施工工程量大。需设置条形混凝土水箱基础，水箱基础绑扎钢筋、混凝土浇筑及养护周期较长。水箱焊接拼装，施工周期长安装简单，施工周期短。不涉及水箱基础施工和水箱安装，设备成套出厂现场组装，与进出水管接即可投资费用一次性投资包括：水箱（2座）、外置式臭氧自洁器（2个）给水泵组2套、水箱基础2组，工程总投资较高；自来水原有的压力不能利用，设备始终从零压力开始加压供水，耗能大、费用高；因使用了水箱，需 要 定 期 进 行 清 洗 消毒，增加了日常开支一次性投资只需无负压设备2套，不用施工水箱和水箱基础，可降低工程总投资；使用该设备水质无污染，不需要安装消毒设备，进一步节省投资；设备可充分利用自来水压力，耗能小、节省日常开支，使用方便；因无水箱，节省了定期清洗消毒的费用供水保障设置了水箱，在市政供水停水的情况下，水箱可供小区临时用水1h2h在市政供水停水时（北京市市政水源保障充足，停水的几率极小），没有储备用水，小区将无水可用对低区直供区域的用水影响运行时，不会对低区用户用水造成影响运行时，有可能会造成市政管网负压，造成低区用户无水可用。针对此隐患，本项目在小市政管道设计时已充分考虑。低区市政供水水源来自北侧大市政管网，水泵房的供水水源来自南侧大市政管网。高峰用水时段，低区市政供水和高区无负压供水互不干扰ANZHUANG2023年第3期44技 术 交 流 Technology Exchange3.3 运行耗能两种供水方案运行电费对比分析见表2，给水泵组一年的运行电费为169,944元，无负压设备一年的运行电费为91,104元。相比于普通的给水泵组，无负压设备节能可达到46%，节能效果显著。3.4 运营维护两种供水方案运营维护对比分析见表3，相比于“水箱+给水泵组”供水方案，无负压供水方案每年可节省运营维护费28,707元，15年可累计节省430,605元。表2 两种供水方案运行电费对比分析供水方案项目水泵功率/kW耗电情况/kWh运行时间每天电费/元一天费用总计/元一年电费总计/元水箱+给水泵组供水高一区给水泵组配电：7.5，两用一备，辅泵3.0；高二区给水泵组配电：7.5，一用一备，辅泵4.0高一区给水泵组：低峰期15，高峰期18；高二区给水泵组：低峰期7.5，高峰期11.524h（高峰6h，低峰18h）（15+7.5）180.8+（18+11.5）60.8=465.60465.60169,944无负压供水高一区给水WWG78-39-27.5；高二区给水WWG44-56-2 5.5高一区给水：低峰期7.5，高峰期15；高二区给水：低峰期5.5，高峰期1118h（夜间用水极少时，无负压有小流量保压功能，高峰期6h，低峰期12h，6h小流量保压不启动）（7.5+5.5）120.8+（15+11）60.8=249.60249.6091,104表3 两种供水方案运营维护对比分析供水方案项目每年的运营维护费用/元（清洗消毒、水质检测、水资源浪费）设备运行费用（15年）/元对比节省费用原水箱变频设备生活水箱（83.6+41.8）m3100元/m32次（水箱清洗消毒）+3000元2次（检测费）+（83.6+41.8）m35元/m3（水箱清洗用水）=31,707475,60528,707无负压设备仅需要检测一次300045,000430,6054 结语相比于传统的水箱+给水泵组的供水方式，无负压供水有效避免了自来水的二次供水污染问题，机房面积节约了144m2（大约11个车位），施工周期短，运行能耗降低46%，年运营维护费节约2.8万元。节能降耗效果明显，经济效益显著。针对低区用户水压不稳定的问题，本项目在设计时已充分考虑：由市政引入两根给水管，一根单独供给低区直供用水，另一根连接无负压设备，且两个市政引水点距离较远（相距300m），成功避免了无负压设备运行时可能会对低区用户用水造成的影响。参考文献：1王钢.综述无负压供水在建筑给排水中的应用J.南方农机，2018，49（7）：217.2张志强，贾晓盈.高层建筑无负压供水设备方案设计及优化J.安装，2021（12）：27-29.3高新玉.无负压供水在建筑给排水中的应用J.住宅与房地产，2018（15）：185.图5 给水泵房平面布置图