無負壓供水設備在高層建筑中的應用

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摘要：傳統(tǒng)的一次供水已經(jīng)不能很好的滿足現(xiàn)代城市的用水需求。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及各種技術(shù)的不斷更新，在原有的供水基礎上增添了無負壓供水設備進行二次供水。由于無負壓供水設備供水節(jié)能、節(jié)地、無污染得優(yōu)良特性，得以被現(xiàn)代高層建筑廣泛的應用。本文結(jié)合實際工程，分析無負壓供水設備在高層建筑中的應用。 

關鍵詞：無負壓；供水；高層建筑  abstract：a traditional water supply can not be good to meet the water demand of modern city. with the continuous development of the economy and technology unceasing renewal, in the original water supply based on the addition of a non-negative pressure water supply equipment for two water. because there is no negative pressure water supply equipment in water supply and energy saving, without pollution, have excellent characteristics, is widely applied in modern high-rise building. combined with practical engineering, analysis of non negative pressure water supply equipment in high rise building.  key words：without negative pressure; water supply; tall building  中圖分類號：[tu208.3]文獻標識碼：a 文章編號：  隨著城市化進程的不斷擴張，高層建筑與日俱增，供水成了城市生活的一大焦點。原有的市政網(wǎng)管一次供水對于多層住宅可能具有比較好的效果，但在高層和小高層建筑面前卻顯得力不從心。早期通過氣壓、變頻等方法對高層建筑進行二次加壓供水來改變城市供水現(xiàn)狀，這種傳統(tǒng)的二次供水方法由于水池、水箱諸多中間構(gòu)件的形成，不利于節(jié)能且對水資源容易造成二次污染。技術(shù)的日新月異，無負壓供水設備隨之誕生。在其發(fā)展至今的十多年時間，無負壓供水這種新型的二次供水方式因為其良好的節(jié)地、節(jié)能、無污染性能，被現(xiàn)代高層建筑供水體系廣泛的應用。  1 無負壓設備供水簡介  1.1無負壓供水設備的組成  無負壓供水設備主要由穩(wěn)流補償器、真空抑制器、水泵、壓力傳感器、負壓表、過濾器、倒流防止器、排污閥、小流量保壓管、旁通管、閥門等組成， 如圖 1 所示。  圖1 無負壓供水設備組成  1—穩(wěn)流補償器； 2—真空抑制器； 3—壓力傳感器； 4—負壓表； 5—過濾器； 6—倒流防止器 (可選)；7—排污閥； 8—小流量保壓管 ； 9—旁通管 ； 10—水泵 ； 11—止回閥 ； 12—閥門 ； 13—壓力控制器 ；14—壓力傳感器； 15—控制柜； a—接自來水管網(wǎng)或其他有壓管網(wǎng)； b—接用戶供水管網(wǎng)  1.2無負壓設備控制工作原理  圖2 無負壓供水設備控制原理  如圖2所示，無負壓供水設備主要通過微機和變頻器實現(xiàn)供水控制。首先根據(jù)供水及用水的實際情況設置恰當?shù)膲毫χ?，在設備運轉(zhuǎn)的過程中，微機對市政網(wǎng)管的壓力實施實時監(jiān)測，當網(wǎng)管壓力不滿足設定壓力值時，變頻器自動啟動，通過提高水泵的轉(zhuǎn)速提高網(wǎng)管壓力，再通過恒定轉(zhuǎn)速來保證恒壓供水。如果啟動一臺水泵仍不能滿足供水時，則控制啟動多臺水泵運行；而當網(wǎng)管壓力高于設定壓力時，通過信號變頻控制使水泵處于休眠狀態(tài)；當水泵機組的供水與自來水管網(wǎng)的進水保持平衡時，負壓消除器使穩(wěn)壓補償器與外界隔離，水泵機組可利用自來水的壓力進行恒壓供水。反之，系統(tǒng)則通過微機反饋控制消除負壓，保證不對供水網(wǎng)管產(chǎn)生負面影響。  無負壓供水設備在運行過程中，充分利用自來水原有壓力來保證壓力恒定供水。無負壓供水設備取消了傳統(tǒng)二次供水中的水池、水箱等，可以直接串聯(lián)在原供水網(wǎng)管或其他有壓網(wǎng)管上，微機對市政網(wǎng)管壓力實施實時監(jiān)測，真空抑制器與穩(wěn)流補償器可以抑制負壓的產(chǎn)生，既充分利用了市政管網(wǎng)的壓力，又不產(chǎn)生負壓，從而對其他供水不產(chǎn)生影響。  1.3無負壓設備供水的特點  無負壓供水設備和傳統(tǒng)的二次供水相比較，能直接和原有的供水網(wǎng)管或其他有壓網(wǎng)管相串聯(lián)，減少了中間比如水箱、水池等構(gòu)件。具體地講，具有以下幾方面的優(yōu)勢：  1）對附近的供水不產(chǎn)生影響。由于無負壓設備可直接串聯(lián)在原有自來水供水網(wǎng)管或其他有壓網(wǎng)管上，設備的感喟于控制裝置不會導致負壓產(chǎn)生，因此對附近的用水不會造成影響。  2）無負壓設備供水，在設備上減少了許多中間環(huán)節(jié)，如水箱、水池。從經(jīng)濟的角度節(jié)約了投資成本；從施工的角度簡化了流程，更便于安裝；從干凈衛(wèi)生的角度少去了中間的環(huán)節(jié)，減少了水資源的二次污染；從節(jié)水的角度，從根源上避免了水在途中的滲漏，從而在一定程度上減少了水資源的浪費。  3）無負壓設備供水串接在原有供水網(wǎng)管上，可以利用原有的壓力，在不用水或者小流量時能“停泵保壓”，具有良好的節(jié)能效果。  2 無負壓供水設備在高層建筑中的應用  眾所周知，無負壓供水設備得以廣泛的應用源于其各種優(yōu)良的特性，但不可否認，無負壓供水并非十全十美。在實際的工程中，并非所有情況都宜安裝無負壓設備：1）無負壓設備調(diào)節(jié)容積相對較小，從而對市政供水網(wǎng)管由比較高的要求，基于這種情況，對于水力條件差、流量和水壓不能得以保證的地區(qū)如城郊，不建議使用無負壓供水設備；2）無負壓供水設備的正常運轉(zhuǎn)需有良好穩(wěn)定可靠的電源作保障。所以對于電源條件較差的地區(qū)，不建議使用無負壓供水設備；3）某些對市政網(wǎng)管造成不良影響的行業(yè)，如有毒物質(zhì)、化工等，不適宜用無負壓供水設備。所以在工程中，必須綜合各方面的因素，結(jié)合實際充分考慮，是否適合實施無負壓設備供水。  2.1工程概況  r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)在一次供水的基礎上采用生活給水變頻泵組和生活水池聯(lián)合加壓供給進行二次供水，室內(nèi)生活調(diào)節(jié)水池需120m3。從供水的實際情況來看，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)濟等綜合要求，經(jīng)專家組考察論證決定對此系統(tǒng)采取無負壓供水設備供水改造，通過增加一套無負壓供水設備直接連接到市政供水網(wǎng)管進行加壓對中、高區(qū)進行二次供水。  2.2無負壓供水設備在實際工程中的節(jié)水節(jié)能體現(xiàn)  由于無負壓設備供水省去了傳統(tǒng)二次供水的許多中間設備，如水箱、水池等，毫無疑問地避免了水資源滲漏現(xiàn)象，同時也免去了中間構(gòu)件的定期清洗，大量的節(jié)約了水資源。  另外，無負壓設備可以很好的利用自來水原來的壓力，然后進行差額配補，具有良好的節(jié)能效果。下面以r工程為例，進行節(jié)能計算。  若此項目低區(qū)采用普通變頻供水模式，系統(tǒng)流量為155m3/h，揚程為 71 米 ，采用三用一備供水模式 ，單臺泵功率為18．5kw，變頻節(jié)能效率按 65%計：  每年用電金額=3×18．5kw×24 小 時×30 天×12 月×0．5 元/度×65 %=155844元。  而采用箱式無負壓供水設備之后可利用管網(wǎng)2-3 公斤左右的壓力，流量為 155m3/h，水泵選型揚程為 66米(保守計算)，采用三用一備供水模式，單臺泵功率為 15kw。  ①用戶用水高峰時， 三臺水泵同時運轉(zhuǎn)， 運轉(zhuǎn)時間約為 8小時：  用電金額=3×15kw×8小時×30天×12月×0．5元/度=64800 元  ②用戶用水低峰時，水泵由兩臺或單臺運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)時間約12 小時，夜間水泵處休眠狀態(tài)：  用電金額=1×15kw×12 小時×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)若使用箱式無負壓設備供水，比傳統(tǒng)普通變頻設備供水1年可以節(jié)約電費58644元，具有良好的節(jié)能效果。  3 結(jié)語  我國供水系統(tǒng)經(jīng)歷了一次普通供水到通過變頻、氣壓或者高位水箱的傳統(tǒng)二次供水，在這一演變發(fā)展過程中，部分地解決了我國城市供水的緊張現(xiàn)狀，但傳統(tǒng)二次供水節(jié)能效果差，且容易造成水資源的再次污染，繼而無負壓供水設備新型二次供水方式應運而生，因其良好的節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保的特性，得到了廣闊的應用前景。  參考文獻：  [1]gb50015-2003，建筑給水排水設計規(guī)范[s]．2008，08．  [2]馬戊環(huán)．無負壓給水設備及管網(wǎng)準用的技術(shù)條件[j]．給水排水，2005(7) ．  [3]劉艷榮．淺談建筑排水設計中應注意的問題[j]．山西建筑，2007，33(22)：200-201．  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。