浅谈无负压供水系统在浅山区住宅小区工程设计中的应用

刘月明

（北京博大经开建设有限公司，北京100176）

在能源匮乏的今天，随着社会的发展无负压供水系统应运而生，该系统充分利用了市政管网原有的压力，进行叠加增压供水，所以也可称为叠压供水.该系统在运行过程中不但能节约资源而且能节省大量的运行费用［2－3］.本文结合实际工程提出无负压供水设备联合低位水箱的供水系统，取得了较好的效果［4］.

1 工程概况

1.1 住宅小区简介

该工程位于河北北部一浅山区城市，工程占地面积20多万平方米，共分两期建设，其中一期为多层住宅楼，二期为公建及部分高层住宅.工程的水源来自市政供水管网，由小区西南部城市主干道上一根给水支管引入.该地区山体坡度局部较大，地质条件较复杂.该住宅小区的建设在设计时考虑了借助于地势将工程的南北两区分为两期来建，另外由于小区所处的地理位置地势较高，全时段市政供水压力不能满足小区用户用水的安全要求，所以在设计中考虑采用加压设备对小区整体加压供水，以保证供水的安全.小区一期、二期工程被市政道路分为南北两个区域，如图1所示.为了保证供水安全与方便管理，在南北两期分别设置单独的供水系统.

图1 住宅小区平面图

1.2 用水量分析［1，5］

该工程总计户数为3116户，依据《建筑给水排水设计规范》——GB50015－2003（2009版）第3.6.4条款.根据住宅配置的生活水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，可按下式计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：

式中：U0——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；

QL——最高用水日的用水定额，取200L／（人·日）；

m——每户用水人数，取3.2人；

Kb——小时变化系数，取2.3；

Ng——每户设置的卫生器具给水当量数，（单卫一厨4，双卫一厨6.45）；

T——用水时数（h），取24h；

0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量（L／s）.

根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，可按下式计算该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：

式中：U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；

αc——对应于不同U0的系数，

Ng——计算管段上的卫生器具给水当量总数，

根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，可按下式计算该管段的设计秒流量：

式中：qg——计算管网的设计秒流量（L／s）.

计算结果：Q＝44L／s＝158.40m3／h，考虑到本工程管线较长且地势坡度较大，以及管网漏失现象，增加10%水量，即设计用水量为175m3／h.

2 无负压系统工程应用设计

2.1 系统设计

经过对市政供水管网在本小区入口处水压监测，给水压力只有在用水高峰时段即7时至8时以及18时至19时供水压力低于0.2MPa，其他时段市政管网供水压力均在0.25MPa与0.3MPa之间.全时段不能满足小区供水要求.在用水高峰时间需启用低位水箱供水，水箱的容积需分别满足用水高峰时期用水量，即满足7时至8时，18时至19时的水量，根据对市政供水管网压力监测的数据，可确定取低位水箱有效容积为175m3.

依据该地区供水部门要求以及该小区市政供水管网特点，设计采用无负压联合低位水箱的供水系统.原理图如下所示.

2.2 系统运行控制

在市政供水水管道及加压设备出水管道上安装压力表，时刻监测各运行管道的压力状况，并将数据传递个智能控制柜，控制柜根据收到的信号，在对自来水管网不产生负压的情况下，控制该系统进行自动化工作.

当市政供水管道供水压力大于0.2MPa时，即P2示数大于0.2MPa，且流量满足要求，智能控制柜发出指令，关闭电动阀门B，开启电动阀门A，启动无负压设备直接从市政供水管道抽取.

当市政供水管道供水压力小于0.2MPa时，即P2示数小于0.2MPa，且水量不足时，关闭电动阀门A，开启电动阀门B，无负压设备自动切换到从水箱取水供给用户使用.

在智能控制柜的自动控制下，该供水系统充分利用市政管网原有的压力，叠加增压，最大程度地节约用电量来达到用户供水要求；当市政管网压力和流量都不能满足用户要求时，智能控制柜通过无负压装置自动关闭市政供水管网，水泵自动切换到从水箱取水，即保证了设备运行时不对市政管网产生负压，又能满足用户用水要求.

图2 供水系统原理图

3 结 论

本文提出的低位水箱联合无负压供水设备的供水系统，解决了无负压供水设备单独长时在用水量超过管网供水量状态下运行时，由于调节设备容积有限无法保证用户正常用水的问题.通过在实际工程中的应用，根据用户的反馈结果说明该系统在浅山区住宅小区给水系统中的应用是可行的，不但保证了用水的安全可靠而且也达到了节能的效果.符合目前建设节水型城市，节约水资源的方针政策.

［1］GB50015－2003（2009年版）建筑给水排水设计规范

［2］肖丹，刘彦华，何方，等.无负压供水系统在佛山供水管网中的应用［J］.中国给水排水，2010，26（15）：45～47

［3］金丹.浅谈无负压供水设备在小区给水管网中的应用.科技情报开发与经济，2011，21（8）：227～228

［4］蒋岚岚，等.无锡市某住宅小区雨水利用系统设计［J］.给水排水，2011，37（12）：77～79

［5］王增长.建筑给水排水工程［M］.北京：中国建筑工业出版社，2010