结合二次供水调查浅析高层建筑二次供水的几种方式

朱香来

（上海韵水工程设计有限公司，上海 201707）

1 概述

二次供水是通过储存、加压设备将市政供水管网里的水供给用户的一种方式。二次供水设施主要为水泵房、水泵、管道及相关阀门配件、贮水池、高位水箱、压力水容器、控制系统、消毒设备等。

高层建筑的建筑高度都大于27m，仅靠供水管网的压力是远远不能满足高层建筑的用水压力，二次供水是解决高层供水的唯一方法。如果说高层建筑整体供水采用同一根管道，势必会出现低层水压过大，导致管道、配件以及用水器具的损坏，同时直接影响住户的用水安全。为保证供水的可靠性，采取竖向分区系统是高层建筑供水的不二选择。不同供水方式常采用减压方式亦不同。

2 常见的高层建筑二次供水方式

2.1 贮水池—水泵—高位水箱联合供水

此种供水方式是在小区市政进水后设置贮水池，通过水泵输送到高位水箱，然后供给用户。在供水系统中贮水池及高位水箱主要是起贮水、调节用水量和稳定水压的作用。减压方法的不同的分区形式也对应不同。根据供水系统的分区减压形式，“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”主要又可分为减压阀供水、并联供水、减压水箱供水、串联供水等。

（1）减压阀供水方式。为保证供水可靠性，这种供水方式通常是在高位水箱设置两路及以上出水管，或是在高位水箱出水管上开三通并联几路出水管。一路供给上层住户，无须减压阀；其他的根据楼层高度，每路出水管通过计算在最优楼层设置减压阀。常用的减压阀有两种，依照减压的原理分为可调式和比例式。根据查阅资料两种减压阀一起使用，比例式减压阀加装在可调式减压阀之前，可起分级减压、维持稳定供水的作用。实际调查发现，现在阀门生产质量较高，实际应用中常仅选用可调式减压阀。

（2）并联供水方式。这种供水方式是在泵房内对水泵进行分区，同时在建筑内部相应楼层设置分区水箱。不同分区的水泵供给对应的水箱，然后供给相应分区的住户。

（3）减压水箱供水方式。这种供水方式是在建筑内部相应楼层设置分区水箱，住户用水通过泵房加压全部输送到高位水箱，高位水箱和分区水箱同时供给相应分区的住户和下一级的分区水箱。

（4）串联供水方式。这种供水方式是在建筑内部相应楼层设置分区水箱和水泵。低区的水箱供给相应分区的用户，同时充当高区供水的贮水池。

通过调查总结，“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”的几种分区减压方式中所使用大多数是减压阀供水方式，仅一些2000年前后的老旧小区使用并联供水方式，在调查中并未发现有小区采用减压水箱供水方式及串联供水方式。虽然调查的数量或许不够多，但仍可看出后三种分区减压供水方式在实际中运用较少。其实也很好理解，后三种分区减压供水方式均需设置中层水箱，不仅浪费建筑空间而且不方便管理。此外，并联供水和串联供水所需设置的水泵台数较多，而从供水可靠性方面来分析，减压水箱供水和串联供水均存在不同分区相互影响的情况。

“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”是二次供水发展进程的初级阶段，在调查中发现，在上海浦东地区这种供水方式在应用较为广泛。此种供水方式被广泛使用的原因是在于水箱具有调节作用，可提高供水的可靠性。同时水泵的出水量稳定，可保持高效运行。其缺点是市政进水进入到贮水池时水压全部泄掉，存在能量浪费的情况，长久以往所浪费的资源量较大。根据要求，贮水池和高位水箱都需要每半年清洗一次，调查发现有些小区甚至是每个季度洗一次，造成的维护管理支出较多，同时清洗时可能需要断水，给居民用水造成影响。即使贮水池和水箱每半年清洗一次，仍可能存在水质受到二次污染的情况。不仅如此，为保证顶层住户的供水压力，高位水箱往往设置位置较高，增加了高层建筑结构的复杂性，给维修养护时造成不便，同时大多数情况下需要安装避雷设施。

2.2 贮水池—变频调速泵供水

此种供水方式是在小区市政进水后设置贮水池，通过水泵直接供给用户，无须设置高位水箱。为稳定水压，维持用水低峰时的微量供水，保障主泵的高效运行，此种供水方式系统常并联小型气压水罐。根据供水系统的分区减压形式，可分为减压阀供水和并联供水。

（1）减压阀供水方式。这种供水方式是泵房出水管直接供给上层住户，同时在立管合适位置上开三通，并通过计算设置减压阀，将供水系统分区。

（2）并联供水方式。与上文中“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”的并联供水相似，此种供水方式是在泵房内对水泵进行分区，不同分区水泵出水管直接供给相应分区的住户。

通过调查总结，在实际中这两种分区减压方式，通常被青睐的是减压阀供水方式。虽然并联供水可避免减压阀供水可能产生的供水可靠性问题，但考虑到减压阀供水可节省管道布置长度，且水泵数量较少，可减少泵房用地。所以减压阀供水方式受到广泛应用。

“贮水池—变频调速泵供水”是以“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”为基础演变发展而来。在调查中发现，这两种供水方式在上海浦东新区高层小区实际使用中的比例接近。相比“贮水池—水泵—高位水箱联合供水”，“贮水池—变频调速泵供水”的供水方式节省了高层建筑上层面积，同时通过变频调速器的控制下，在用户用水量在一定范围内变化时，水泵均能高效运行，节省了电耗。但同时仍有不能充分利用市政管网的压力和水质容易被污染的缺点。

2.3 贮水池—水泵—气压罐供水

此种供水方式是在小区市政进水后设置贮水池，通过水泵和气压罐供给用户。在供水系统中气压罐不仅可以增压，而且也兼有高位水箱的功能。根据供水系统的分区减压形式，将“贮水池—水泵—气压罐供水”分为减压阀供水和并联供水。其原理与前文相似，此处不再赘述。

调查中发现，高层小区鲜有采用“贮水池—水泵—气压罐供水”的供水方式，少部分多层小区存在使用此种供水方式的情况。究其原因，弊端太多，列举如下：气压罐调节容积过小、水泵启闭频繁、耗电量大、效率低、水压变化幅度大影响供水系统的可靠性。

2.4 叠压设备供水

叠压设备供水方式是利用变频泵直接从市政供水管网抽水，然后供给用户。叠压供水设备主要由供水主泵、稳压罐、防负压装置、防倒流污染装置、压力传感器、变频控制柜等组成。叠压设备供水分区减压方式常采用并联供水，即在泵房内针对不同分区设置分区水泵。

叠压设备供水方式是变频恒压供水方式的发展与延伸。不过，在采用这种供水系统时，应该先得到当地供水部门的批准。通过在上海浦东及江苏昆山两地的调查，发现在上海浦东新区，少部分高层小区在水泵房及其他二次供水设施未被供水部门接管前，自行改造使用叠压设备供水，在供水部门接管之后通常恢复其原始的传统二次供水方式，而在江苏昆山低区，调查范围内所有的高层小区均采用叠压设备供水，而且这些已被当地供水部门接管。因此，地区不同，对叠压设备供水方式控制审批也不同。这是因为叠压设备供水优点突出的同时，其缺点也让很多地区供水部门不会轻易采用。

叠压设备供水方式的优点是不会浪费市政供水管网的压力、水质不会受到二次污染、节约土地、综合造价低、经济效益好。虽然其优点看似完美解决了传统二次供水方式的缺点，但是叠压设备供水的使用也有其约束条件。其缺点是与市政管网相互影响，当市政供水管网停水时，无法像上文所述的几种传统供水方式一样保障建筑内居民的短期用水需求，市政管网水压的骤变会给叠压设备造成不良影响，而水泵直接从市政管网抽水，瞬时用水量大时势必也对市政管网带来一定影响，也存在倒流污染的隐患。

3 结束语

笔者仅对一些常见的高层二次供水方式进行总结分析，实际中也存在一些高层建筑采用混合供水方式。高层二次供水关乎民生，无论是设计还是对旧有的二次供水设施改造，都应该在供水部门的统一指导下，在考虑区域供水安全基础上，因地制宜地选取最节能、节材、节地、节水的供水方式，此外，对叠压设备供水方式，应该投入更多的理论研究和实践优化，使之能在更大的范围内造福于民。