城市高层建筑二次加压供水方式

宋焜 ,谢陈斌

摘要：当前，我国城市供水系统不断完善，供水需求也更加复杂，仅靠公共供水系统很难满足不同用水单位的用水需求。部分高档小区为了追求高品质的饮水体验会对公共供水系统进行二次利用，通过自行安装的供水系统对供水加压、储存，利用管道满足自身用水需求，这种供水系统在高层建筑中应用较多。二次供水必须确保水质达到安全标准，杜绝二次水污染。基于此，分析了加压供水在二次供水系统中的应用，以确保二次供水安全。

关键词：加压二次供水；分析

引言

随着高层建筑的增加，建筑供水质量受到了一定影响，楼层较高住户的日常用水体验较差。二次供水设备的应用改善了这一问题，但不少建筑在使用二次供水系统的过程中出现了设备老化、供水污染等问题。在此背景下，技术人员开发了加压供水系统，改进二次供水设备，以更高效地完成供水任务。

1.加压供水系统概述

1.1二次供水的发展

传统二次加压的技术方案主要是依托于水泵将水提升至高位水箱从而实现给水，这种二次加压给水方案可对水量进行灵活的调节，但对物理空间的占用面积较大，且容易形成对水质的污染。而在此基础上所发展起来的气压供水方式，尽管在空间占用上有所改善，但其弊端在于水压变化不稳定，整个给水过程缺乏稳定性。另一方面，对于二次加压给水设计而言，最为关键的一点就是水箱的二次污染，而这一现象在变频供水方式出现后得到了有效的改善。若基于同等水平条件下，对比传统二次加压、气压供水以及变频供水，后者对能源的消耗量较大，若切断电源将无法开展正常的供水作业。

1.2加压供水系统的工作原理

加压供水系统可以被视为加压式供水机组，该系统与供水管网相连接，利用市政管网系统的剩余压力，形成叠压式串联供水系统，使管网压力大于预设的保护压力。使用加压供水设备时，应注意避免产生负压，避免市政管网系统受到机组设备的影响，在不影响周围用户的条件下达到预期用水需求。

1.3加压供水系统的优劣势

加压供水在二次供水系统中的应用正在逐渐普及，优劣势明显，但总体而言，加压供水系统能满足高层建筑的供水需求，有着良好的应用前景。

1）优势首先，这类设备不需要过多的安装成本，占用空间小，可利用供水系统的压力。其次，该系统结构全密封，可杜绝污染物进入供水系统，建筑内部也不会出现水质污染。再次，该系统有一定的节能效果，可利用供水管网内的剩余压力，尤其在低峰用水期节能效果较好。最后，该装置能耗低，即使供水区内停电，该装置也不会停止运行。

2）劣势加压供水系统也存在一定的局限性，系统设备元件复杂，自动化运行要求高，实际使用的设备必须有较高的灵敏度和自动化水平，否则可能出现直抽现象。另外，对设备自身及安装技术要求较高，部分设备难以完全消除负压，持续补偿能力不足，易导致实际供水中稳定性差、用水高峰期管网承受负担重等。

2.高层建筑生活供水二次加压方式分析

2.1工频有楼顶水池

在我国，20世纪末所建设的诸多高层建筑中所采用的生活供水二次加压方式就是工频有楼顶水池供水方式，该方式最大的特点就是节能，但存在严重的二次污染问题。另外该方式能够在主管爆管时，以水池作为保障维持供水，但由于主管爆管现象发生率极低，因此这一作用及优势并不显著。

2.2变频恒压无楼顶水池

变频恒压无顶楼水池在一定程度上弥补了工频有楼顶水池加压方式中的二次污染问题和缺陷，但如果选用该加压方式，一旦设备选型出现错误，将引起参数偏高、单位能耗超出标准现象。而从另一方面来看，如果用户数量和供水量较大时，变频恒压无楼顶水池加压方式可以充分发挥自身变速调频的节能作用。

2.3叠压供水

叠压供水属于一种较为新颖化的二次加压给水方式，部分城市如果当地政府面临较大供水压力时，供水所覆盖范围内建筑及其周边区域直接供水过程中供水高度仍可达到十几层。与此同时，通常城市供水中供水管网多采用环状形式，不但可确保供水的稳定性，且出现停水的情况极少。其次，城市供水相关管理部门许可高层建筑生活给水采取直接从市政供水管网上吸水的二次加压设计方案。基于诸多因素和条件下，叠压供水可实现对市政供水余压的有效利用，是二次加压节能生活给水方式的最佳选择。但当处于用水高峰期时，由于在技术和设备等方面的欠缺，实际应用过程中易发生缺乏可调节水量以及周边用户呛水现象等等，无法有效保障末端楼层水压的安全与稳定，也无法发挥自身节能效果。综合来看，在使用叠压供水方式时，应尽量避免以下几种情况：主管压力过小、加压用户过多、主管管径过小以及进水总管管径较大等等。

2.4混合供水方式

针对有着特殊要求的高层建筑，在生活给水加压设计上往往可以采用混合供水方式。例如，在区域范围内，大多数高层建筑楼层高度相同，仅有1~2栋顶层标高较高，此时便可有效运用混合供水方式。该方式有效解决了单一供水方式中所引起的用水量不高时所产生的水运行效率低下，能源消耗巨大的诸多问题。

3.加压供水在二次供水系统中的应用

某建筑物原为“市政水—贮水池—二次加压—用户端”的二次供水方式，水从市政管道进入贮水池后，供水压力降为0，二次供水难以利用市政管道的供水压力，且因用水实时性，供水泵部分时段处于低效运行状态。为进一步提高供水质量，对该供水系统进行加压供水改造。

3.1加压供水系统

加压供水系统由机组水泵、稳压补偿罐、负压消除器、倒流控制罐、控制柜等装置组成。机组水泵采用“三用一备”方案，工作水泵和备用水泵可交替轮换运行，互为备用，每台水泵均匀磨损，可最大限度地延长使用寿命。设备具有自动启停功能，市政管网无水则自动停机，供水则自动开机，系统运行后第一台水泵达到额定频率后，若出水口压力不能达到设定值则启动第二台水泵，以此类推。用水需求降低时，水泵会在满足系统水压需要的前提下降速运行，以此决定运行水泵的数量。每台水泵均有独立的变频器控制，加压供水设备运行时，控制系统根据实际用水量进行智能联动控制，搭配水泵运行。供水压力≥0.45MPa时，通过压力传感器确保压力稳定值变化＜0.01MPa；供水流量≥450m3/h时，倒流防止器与电动比例调节阀保证阀门进口侧压始终高于设定值。系统压力和流量始终智能调节，减少管路压力损失。

3.2智能供水管理系统

智能供水管理系统可通过移动终端、固定终端实时监控和管理供水系统的运行状态，确保设备节能运行。智能供水管理系统具有在线监控设备状态、管理设备信息、采集状态数据、管理设备生命周期、监测水质、远程控制等功能。

4.加压供水在二次供水系统中应用的技术要点

首先，安装必要的供水设备，管理好泵房，用混凝土材料和减震器确保底座稳定。其次，连接供水设备的管道材料要质量达标，避免出现震动，还要有效安装过滤设备、压力表、阀门、防倒流设备。再次，保持泵房内部通风干燥，安装控制柜时注意观察滴水、漏水、溅水等问题，控制柜上方不可有管道直接通过。最后，为减轻泵房内的水流噪声，应在泵房内安装隔音门，防止水泵噪声传播；顶棚可使用防霉防水材料、吸音材料。

结语

运用加压供水技术后，居民饮用水的水质可得到充分提升，规避了传统供水系统的不足之处，可直接串联到公共管网系统内，占用空间较小，不需要修建水箱、安装水池，供水过程更加环保，达到了理想的效果。

参考文献

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