一、高層住宅建筑給水的特點(diǎn)
高層住宅小區(qū)的建筑數(shù)量多、高度大,給水壓力和用水量需求較大,而市政給水管網(wǎng)的壓力通常較低,滿足不了小區(qū)給水壓力的要求,需在小區(qū)內(nèi)設(shè)置加壓泵站對(duì)市政給水進(jìn)行二次加壓;同時(shí),高層住宅小區(qū)供水管路復(fù)雜、管線長(zhǎng),能耗大。因此,合理選擇給水方式是保證高層住宅小區(qū)水壓及水量需求、節(jié)約能耗和降低投資的關(guān)鍵。
高層住宅小區(qū)生活給水的特點(diǎn):(1)用水量不均勻,時(shí)變化系數(shù)大。根據(jù)生活習(xí)慣,用水量較大的時(shí)段是早上8:00—9:00、中午12:00、下午16:00—17:00和晚上18:00—21:00的4個(gè)時(shí)段。(2)高層住宅小區(qū)給水服務(wù)范圍較寬,管路相對(duì)復(fù)雜,管線長(zhǎng),水頭損失較大,因此節(jié)能空間較大,合理的給水方式可以獲得較好的節(jié)能效果。(3)高層住宅小區(qū)用戶多、供水壓力和用水量需求大。一般需設(shè)置集中加壓泵站給水,給水系統(tǒng)較為復(fù)雜,給水方式多樣化,各種給水方式能耗和投資情況差別較大,需進(jìn)行分析比較。
二、高層住宅建筑給水模式
。ㄒ唬┰O(shè)貯水池、水泵的給水方式
貯水池、水泵的給水方式是室外管網(wǎng)供水至貯水池,由水泵將貯水池中水抽升至室內(nèi)管網(wǎng)各用水點(diǎn)。適用于外網(wǎng)的水量滿足室內(nèi)的要求,而水壓大部分時(shí)間不足的建筑。當(dāng)室內(nèi)一天用水量均勻時(shí),可以選擇恒速水泵;當(dāng)用水量不均勻時(shí),宜采用變頻調(diào)速泵,使水泵在高效工況下運(yùn)行。這種供水方式安全可靠,不設(shè)高位水箱,不增加建筑結(jié)構(gòu)荷載。但是外網(wǎng)的水壓沒有充分被利用。
。ǘ┰O(shè)水泵、水箱的給水方式
水泵、水箱的給水方式是水泵自貯水池抽水加壓,利用高位水箱調(diào)節(jié)流量,在外網(wǎng)水壓高時(shí)也可以直接供水。適用于外網(wǎng)水壓經(jīng)常或間斷不足,允許設(shè)置高位水箱的建筑。設(shè)置的水箱貯備一定水量,停水停電時(shí)可以延時(shí)供水,供水可靠,可以充分利用外網(wǎng)水壓,節(jié)省能量。安裝、維護(hù)較麻煩,投資較大;有水泵振動(dòng)和噪聲干擾;需設(shè)高位水箱,增加結(jié)構(gòu)荷載。
。ㄈ┧亍⑺煤退浣o水方式
這種給水方式是住宅下部分由市政管網(wǎng)直接供水,所供層數(shù)由各城市給水管網(wǎng)的壓力確定,上部分是市政給水進(jìn)入到生活水池后,由水泵提升到屋頂水箱,再由屋頂水箱供給生活用水,水泵的啟閉由屋頂水箱的水位控制。該給水方式往往與消防給水聯(lián)合使用,屋頂水箱除作為生活給水用外,同時(shí)又作為10 min的消 防用水用。采用這種供水方式的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了城市給水管網(wǎng)的壓力,生活與消防共用一套管網(wǎng)系統(tǒng),減少了管道的投資。缺點(diǎn)是上部分住宅生活用水經(jīng)過了水池的二次污染、水箱的三次污染,供水水質(zhì)較差,由于建有生活水池和屋頂水箱,加大了土建投資,屋頂水箱的設(shè)置給建筑立面的處理帶來了一定的困難。
三、高層住宅建筑給水模式的優(yōu)化配置
上述幾種給水模式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),而當(dāng)前高層建筑使用較多的是變頻給水。變頻給水采用計(jì)算機(jī)控制配合變頻調(diào)速,恒壓供水,電機(jī)軟啟動(dòng)提供了平滑、無級(jí)的電機(jī)加速,系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)管理方便,且設(shè)備占地少,又是國(guó)家節(jié)能推廣項(xiàng)目,并可大大縮減貯水容量或省去高位水箱,節(jié)省基建投資并滿足人們?nèi)找嫣岣叩纳钏|(zhì)要求,整套給水設(shè)備不僅安裝使用方便,而且便于更換機(jī)型、設(shè)備以擴(kuò)展給水規(guī)模。隨著技術(shù)的發(fā)展,在變頻恒壓供水設(shè)備基礎(chǔ)上又發(fā)展一種無負(fù)壓供水設(shè)備給水模式;诟邔幼≌ㄖo水優(yōu)化配置的考量,無負(fù)壓供水設(shè)備給水模式值得推廣。
無負(fù)壓供水系統(tǒng)將真空抑制技術(shù)、流體控制技術(shù)和智能變頻技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化融合,無負(fù)壓供水設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、節(jié)能、衛(wèi)生、安全可靠運(yùn)行,不產(chǎn)生負(fù)壓,不用建水池、水箱。與傳統(tǒng)的二次加壓系統(tǒng)相比,無負(fù)壓供水設(shè)備具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
。1)節(jié)能
無負(fù)壓供水設(shè)備供水方式,二次加壓供水設(shè)備直接同市政管網(wǎng)相連,利用水泵的疊加原理,充分利用了城市管網(wǎng)的壓力,只對(duì)自來水的進(jìn)水壓力和所需壓力的差進(jìn)行補(bǔ)壓。當(dāng)自來水壓力滿足要求時(shí),設(shè)備就停止工作,全部由自來水直供,與以上兩種方式相比,節(jié)電可達(dá)50%以上。
。2)節(jié)地
無負(fù)壓供水設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小,空間利用率高,占地面積少。某普通給水設(shè)計(jì)方案設(shè)備泵房占地面積約為60m2,采用無負(fù)壓給水設(shè)備兩套占地僅約為15m2(無需專用控制室,控制柜設(shè)于泵房?jī)?nèi)),總體可節(jié)省地下泵房占地面積約為45m2。節(jié)省的占地面積至少可空出3個(gè)車位,每個(gè)車位按8萬元計(jì),則一年可創(chuàng)收約24.00萬元的經(jīng)濟(jì)效益。
。3)節(jié)資
無負(fù)壓供水設(shè)備供水,不需建生活水池,基礎(chǔ)投資小。普通的給水設(shè)備是采用修水池,設(shè)置水箱的給水方式二次加壓給水。自來水全部放入水池或水箱中,再二次加壓給水。無負(fù)壓給水設(shè)備采用真空抑制技術(shù),使給水設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接,不產(chǎn)生負(fù)壓,不用建水池,設(shè)水箱。某香滿園投資情況比較:普通給水設(shè)備按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)兩套設(shè)備需設(shè)置地下容積約為60m3不銹鋼水箱,按1100元m3,則水箱需投資約為6.6萬元。
城市高層住宅生活用水是高層住宅給水中不可缺少的組成部分,采取何種給水方式,需根據(jù)建筑特點(diǎn)、場(chǎng)地條件、城市水壓、消防要求等綜合考慮。本人建議將生活給水與消防給水分開考慮,推薦使用無負(fù)壓供水設(shè)備給水方式。
四、高層住宅建筑給水模式的優(yōu)化配置應(yīng)用
某工程為住宅小區(qū),建筑共30層,屬于一類高層建筑。該住宅大樓原供水系統(tǒng)分為3個(gè)系統(tǒng):1-4層為低區(qū),5-17樓為中區(qū),18-30為高區(qū)。由市政自來水給水網(wǎng)管提供水源,供水管網(wǎng)輸出端壓力約為0.2mpa,其中中、高區(qū)在一次供水的基礎(chǔ)上采用生活給水變頻泵組和生活水池聯(lián)合加壓供給進(jìn)行二次供水,室內(nèi)生活調(diào)節(jié)水池需120m3。從供水的實(shí)際情況來看,原來的二次供水方式并不能很好的滿足中、高區(qū)的供水需求,即中、高區(qū)供水未得到良好的保障。結(jié)合現(xiàn)代化供水的節(jié)能、環(huán)保、少占地、經(jīng)濟(jì)等綜合要求,經(jīng)專家組考察論證決定對(duì)此系統(tǒng)采取無負(fù)壓供水設(shè)備供水改造,通過增加一套無負(fù)壓供水設(shè)備直接連接到市政供水網(wǎng)管進(jìn)行加壓對(duì)中、高區(qū)進(jìn)行二次供水。
若此項(xiàng)目低區(qū)采用普通變頻供水模式,系統(tǒng)流量為155m3/h,揚(yáng)程為71米,采用三用一備供水模式,單臺(tái)泵功率為18.5kw,變頻節(jié)能效率按65%計(jì):每年用電金額=3×18.5kw×24小時(shí)×30天×12月×0.5元/度×65%=155844元。而采用箱式無負(fù)壓供水設(shè)備之后可利用管網(wǎng)2-3 公斤左右的壓力,流量為 155m3/h,水泵選型揚(yáng)程為66米(保守計(jì)算),采用三用一備供水模式,單臺(tái)泵功率為15kw。
、儆脩粲盟叻鍟r(shí),三臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間約為8小時(shí):用電金額=3×15kw×8小時(shí)×30天×12月×0.5元/度=64800元
、谟脩粲盟头鍟r(shí),水泵由兩臺(tái)或單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間約12小時(shí),夜間水泵處休眠狀態(tài):
用電金額=1×15kw×12小時(shí)×30天×12月×0.5元/度=32400元
每年用電總金額=64800元+32400元= 97200元.155844元-97200元=58644元
在該工程中,在低區(qū)若使用箱式無負(fù)壓設(shè)備供水,比傳統(tǒng)普通變頻設(shè)備供水1年可以節(jié)約電費(fèi)58644元,具有良好的節(jié)能效果。
參考文獻(xiàn):
[1]石華.高層住宅建筑消防給水設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè),2013年11期.
[2]丁云左洪波陳玉麗.高層住宅建筑給水設(shè)置問題探究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014年3期.