降低二次供水对市政管网造成冲击的措施

汤凯涛　吴斌

摘 要：城市高层建筑发展迅速，高层二次加压供水被广泛使用，二次加压供水对市政给水管网冲击较大，市政供水压力剧烈波动，影响多层直供用户正常用水，甚至造成多层直供用户的水表空转，居民投诉量大，通过现场实验，采取适当措施可有效降低二次供水对市政给水管网的冲击。

关键词：二次加压供水；管网叠压供水；水表空转；信号蝶阀

随着城市房地产行业的快速发展，高层建筑快速崛起。因市政给水管网压力不足以直接供高层建筑使用，二次加压供水设备得以应用。近年来二次加压供水设备大量使用，在用水高峰期时段，密集使用二次供水设备的区域市政管网压力波动较大，多层用户三层以上不能正常用水，部分用户甚至出现水表空转情况，用户投诉数量剧增。

1 二次加压供水方式

目前自来水公司二次加压供水方式主要有两种，一种是不锈钢水箱+不锈钢多级离心水泵+变频控制设备联合供水；另一种为管网叠压供水方式（无负压供水设备），前者数量居多，后者数量偏少，两种加压供水方式均不同程度对市政给水管网的压力造成冲击，自来水公司针对这两种二次加压供水方式，长时间对有问题的小区进行观察实验，总结得出有效措施，可有效降低二次供水对市政管网造成的冲击，并将这些措施列入公司技术标准，以指导二次加压供水设备的设计选型、施工及验收。

2 降低冲击的有效措施

2.1 管网叠压供水设备

管网叠压供水设备厂家以节能、无污染、节省空间等优势大肆宣传，起初深得开发商的青睐，被广泛应用。管网叠压供水设备虽然节能、节省空间，但在实际运行中，管网叠压供水设备直接从市政给水管网抽水，对给水管网造成的冲击明显，对附近多层直供用户正常用水造成影响，同时管网压力波动也对市政管网的安全运行造成隐患。

经自来水公司调查，发现多层用户投诉量大的区域多为使用管网叠压供水设备的小区，高峰期使用管网叠压供水设备的小区内市政供水压力仅为0.15MPa（正常水压为0.30MPa），压力波动造成多层用户在用水高峰期不能正常用水，部分用户水表空转。

管网叠压供水设备直接从市政给水管网抽吸，无法采取有效措施降低对市政给水管网的冲击，只能更换加压设备，但更换设备费用高，出资方不明确，实施难度大，最终自来水公司对该种类型加压方式设置准入门槛，具体要求如下。

（1）使用管网叠压供水设备设计前应根据GB50013-2006《室外给水设计规范》规定并结合我市实际用水情况确定的时变化系数1.4～1.6核算周边用户需水量。当周边用户和申请使用管网叠压设备的用户需水量之和低于市政管道供水能力时，方可设计、使用。

（2）单套设备的供水量不应大于32m3/h，采用多套设备的总供水量不应大于40m3/h。

（3）使用管网叠压供水设备用户接入点的市政管网最低压力不得低于0.28MPa。当管网叠压供水设备前庭院管网压力低于0.25MPa时，设备必须自动停机。

以上技术标准执行之后，管网叠压供水设备新增数量锐减，我市建成区内基本没有符合使用要求的用户，高新区及经济技术开发区因配套给水管网设施完善，供水能力强，尚有部分企事业办公楼等小用水单位符合使用要求。

2.2 不锈钢水箱+不锈钢多级离心水泵+变频控制设备联合供水

该类型加压供水是目前使用最多的二次加压供水方式，这种方式采用水箱中转储水，再用水泵从水箱抽水，理论上对市政给水管网冲击较小，但事实上仍有部分多层居民投诉在用水高峰期时出现水压不足的情况，也有多层用户水表空转的投诉。

自来水公司对投诉相对集中的某大型综合商住中心进行调查，发现该商住中心共有二次加压设备近30套，该小区内市政供水压力用水高峰期最低仅为0.18MPa，排查泵房发现该小区内所有泵房水箱进水管均为DN100，水箱进水瞬时流量大，泄压严重。水箱满水后浮球阀动作，瞬间停止进水，水压波动大。

该商住中心的二次加压供水问题具备代表性，为解决该小区用户投诉，自来水公司在该小区进行试验，通过实验寻找解决水压波动的有效措施，具体实验方法如下。

（1）减小生活水箱进水管管径。将生活水箱进水管管径由DN100改为DN25-DN80，并在进水管上安装测压装置及流量计。通过实验数据发现，水箱进水管越小，市政管网压力波动越小，且进水量已经足以保证高层用户的正常用水，实验证明减小生活水箱进水管管径的措施是有效的。

（2）水箱内浮球阀更换为液压水位控制阀。普通浮球阀原理简单、造价低、可靠性不高，且只能瞬间启闭，大多水箱内均安装此种浮球阀。水箱内安装普通浮球阀后，水箱瞬间进停水会对市政管网压力造成波动。

液压水位控制阀原理复杂，通过小浮球的压力感应控制主阀的启闭，液压水位控制阀的启闭具有一定的滞后性。实验发现，液壓水位控制阀在启闭的过程中，进水管上压力的变化在几秒钟内缓慢完成。由此可见，液压水位控制阀可有效降低二次供水对市政管网压力波动的影响。

（3）水箱进水管上安装信号蝶阀。实验过程中发现液位控制阀随着水箱内液位动作，水箱内水位一下降，液位控制阀便会打开，水箱开始进水，满水后液位控制阀关闭，水箱停止进水，这样造成液压水位控制阀频繁动作，水箱频繁进停水会对市政管网压力造成波动。

水箱进水总管上加装信号蝶阀，信号蝶阀与水箱内液位计组合，当液位达到最高水位时，液位计发信号给信号蝶阀，信号蝶阀关闭；当液位达到设定值时（最高水位以下1m），液位计发信号给信号蝶阀，信号蝶阀开启，水箱开始进水。信号蝶阀与液位计组合成本低，且安全可靠。可通过控制水箱进水的水位，避免水箱频繁进水，可有效降低二次加压供水对市政管网压力波动的影响。

该大型商住中心的实验耗时三个月，通过以上三项改造，该小区内水压波动明显减小，水表空转情况消失，用水高峰期多层用户大多数可正常用水，用户投诉量明显减少，事实证明这些措施有效降低了二次供水对市政管网造成的冲击。

通过上述成功案例，这些措施增加到公司二次加压供水技术标准，以指导二次加压供水设备的设计选型、施工及验收。自来水公司二次加压供水设备选用技术标准如下：

（1）水箱进水管管径参照实验成果选择，水箱进水流量控制在加压用户最高日平均时用水量的1.5倍。（2）生活水箱内安装液压水位控制阀，不得使用普通浮球阀。（3）进水总管上安装信号蝶阀，水箱内安装液位计，通过液位计控制水箱进停水水位。

3 结束语

二次加压供水必定会对市政给水管网造成冲击，密集使用二次加压供水设备的区域对市政管网造成的冲击更为明显，根据本地实际情况，建议在市区内禁止使用管网叠压供水设备，推荐使用不锈钢水箱+不锈钢多级离心水泵+变频控制设备联合供水方式，并在水箱进水上采取规范有效的措施，可在一定程度上降低对市政给水管网造成的冲击，保障多层直供用户的正常用水，保证市政管网的运行安全。

参考文献

[1]GB50788-2012.城镇给水排水技术规范[S].

[2]金建华，王烽.水力学[M].长沙：湖南大学出版社，2004，1.

作者简介：汤凯涛（1983，6-），男，河南鲁山人，郑州市市政工程勘测设计研究院给水分院，给排水专业。

吴斌（1988，1-），男，河南汝州人，郑州市市政工程勘测设计研究院给水分院，给排水专业。