浅析高层建筑中无负压供水技术的应用

浅析高层建筑中无负压供水技术的应用摘要随着某市城市建设的不断发展，相继出现了次高层建筑，高层建筑。我们知道，大楼启用最基本的条件就是要有供水系统。供水公司通过城市输、配水管道供水，制水水厂出水压力一般在2.5kg/cm2左右，夜间可达2．7－3kg/cm2，供六层以下住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来越紧，不得不建较高的楼房，除了建次高层建筑以外，还要建高层建筑。而这类建筑的供水就涉及到二次增压供水的问题。如何选择适用的加压设备就显得很重要，如何在满足使用功能的情况下实现安全、经济供水，选用何种供水系统，成了摆在给排水工程师们面前的课题，本文结合工程实例阐述了如何选择二次供水方案；传统二次供水工艺与无负压技术的优缺点；如何很好地应用无负压技术。关键词：高层建筑无负压供水技术应用二、无负压技术引进的背景某市市中心城区建成区面积50.5平方公里，人口46.8万，属江汉平原西北丘陵地区，地处中纬度北亚热带温润半温润季风气侯带，四季分明，年平均气温15.9℃，l月份最冷，平均3.2℃，7月份最热，平均29.8℃，极端最高气温为41.O℃，极端最低气温-9.6℃，平均无霜期255天，年平均日照时间1990小时，相对湿度74%，年平均降水量978.8毫米，降水年变化明显，冬季最少，只占全年降水的5.7﹪，主要集中在夏季，占全年总降水量的46﹪。多雨年降水量为少雨年的2.3倍，个别区域达3.05倍、城市主导风向为偏北向，风向频率为45﹪，年平均风速高达3米/秒，最大风速20.7米/秒。基本风压标准值300牛顿/平方米。主要气象灾害为干旱、暴雨和寒潮。随着某市城市建设的不断发展，相继出现了次高层建筑，高层建筑。以住某市传统的二次加压设备已不能满足用户的需求，如：1、市政水→地下蓄水池→水泵加压→用水点19世纪80年代末都是应用的这种模式，这种模式的最大缺陷是：水池未经卫生监督部门的预防性卫生监督。由于这种设施属于各自的房屋产权单位，与市政供水脱节，如果不能对蓄水池进行定期清洗、消毒和卫生防护，就有可能出现水质二次污染。2、市政水→地下蓄水池→水泵加压→屋顶蓄水池→用水点这种模式与1的模式差别不大，与1相比有如下优点和缺点，优点是水泵不需要24小时运转，减少了用电量，也减少了水管长期负荷的压力，降低水泵及水管的维修费用；缺点是增加了一个蓄水池，前期费用大，增加了污染的可能性。如何杜绝水质二次污染，又能满足用户用水需求，针对这个问题，市场上就有了无负压设备的生产。下面讲讲我们某市无负压技术的实际应用。三、无负压技术的实际应用1、工程概况某小区供水工程，29层2幢住宅楼，双卫一厨，最高建筑物高度92米。工程中水源由DN200市政自来水管网供给，且水质符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006版）要求。用水高峰期设备进水口自来水压力不小于0.40MPa。市政开口为DN150，泵房进出水管管径按不低于DN125设计，管材为衬塑管；泵房尺寸5m×4m×3m，泵房进出通道均不得小于1.5m，根据以上参数，我们本着既能节约成本，又能满足用户长期使用要求的原则，给用户拟定了两套供水方案以供选择1.1方案1：分中(7-18层)、高区(19-29层)供水，两套设备中区配置1：配用水泵型号：CR15-5两台格兰富泵水泵参数：Q=18m3/hH=53mN=4.0Kw；配件：稳流补偿器CYQ60×130一套（极瓷处理）；过滤器一套（不锈钢）；远传压力表三块；醒负压表一块；蒸真空抑制哑器崖ZBQF-1抵5擦0控一套（不锈钢敌）；谈粗含冈压力控制器一锻套；智能控制蓄柜一套；其它土管件阀门为不浮锈钢稍尚配置室2欲：独配用水泵型号自：纪CR15-5蚕纵旷两台格兰富燥泵社花水泵参数吨：抓Q=藏18m绍3么/h吧H=矮53m充N=模4K碎w乔；址配件：稳流补柴偿敌器围CYQ60×月13贷0慨一套（不锈钢笔）；限过滤器一套（险不锈钢）；远述传压力表三块足；企负压表一块；党真空抑制显器闻ZBQF-1泄5功0柄一套（不锈钢尘）；棚仆继失压力控制器一殖套；智能控制堡柜一套；其它风管件阀门为不扛锈钢召高区近配置圣1唱：够配用水泵型号梳：刃CR15-9淹帅掏两台格兰富努泵秃狠水泵参数境：钳Q=羊18m限3升/h卸H=玩96m傍N=耗7.5K邪w撒；匪配件：稳流补箱偿蛇器开CYQ80×泰15写0占一套（极瓷处倡理）；察过滤器一套（墨不锈钢）；远等传压力表三块赶；沾负压表一块；副真空抑制画器续ZBQF-2圾0掀0冒一套（不锈钢浮）；晓昨蠢钟压力控制器一澡套；智能控制声柜一套；其它罚管件阀门为不进锈钢于啄配置西2摘：被配用水泵型号柿：旨CR15-9享递晕两台格兰富笑泵效谦水泵参数袍：榴Q=锁18m富3伙/h徒H=充96m有N=语7.5K戚w竹；天配件：稳业流补偿场器搏CYQ80×页15阿0剑一套（不锈钢撇）；影过滤器一套（膊不锈钢）；远岸传压力表三块极；胳负压表一块；坏真空抑制也器弓ZBQF-2哗0祝0纱一套（不锈钢技）；赖蜓白蜜压力控制器一独套；智能控制吼柜一套；其它救管件阀门为不桨锈钢蔬1.2盒方案暑2席：合用一套设溉备喜晴超配置授1火：厨配用水泵型号筒：垃CR32-6督遥两台格兰富粒泵隆钉水泵参数找：扶Q=见29m眯3殖/h猴H=堆93m业N=暖11K蜻w翅；捞配件：稳流补紧偿池器扯CYQ80×拌15骑0寻一套（极瓷处掌理）；振过滤器一套（胡不锈钢）；远上传压力表三块约；鲜负压表一块；槽真空抑制挽器孤ZBQF-2红0菌0秤一套（不锈钢涌）；税朱厨魄压力控制器一伞套；智能控制虎柜一套；其它兽管件阀门为不柱锈钢窜咸配置文2再：占配用水泵型号席：首CR32-6说摘两台格兰富马泵万库水泵参数格：存Q=可29m详3阻/h背H=株93m珠N=却11K爷w贷；放配件：稳流补础偿裙器凤CYQ80×晶15判0作一套（不锈钢威）；绞过滤器一套（厨不锈钢）；远少传压力表三块姐；刚负压表一块；绘真空抑制洽器开ZBQF-2化0嫁0乎一套（不锈钢灯）；匙博冲杏压力控制器一绩套；智能控制故柜一套；其它竟管件阀门为不膛锈钢茶2兽、肃无负压设备绣与传统水池供号水方式一次性制投资及运行费徒用比较艺2.1窜、县传统水池供水沟一次性投资武2.绍1.1都、浓按照国家规范放要求至少需设住生活用地下水络箱看50径m朗3乳的两个，综合厚性投资约怖计双15研万元沈。拾2.此1记.2醉、普通变频供劝水设散备微2布套，根据配制跳的不同投资约绞计美4锅0彩万元左右。鞭2.势1.3誉、需水池消毒黄设犹施狭2闭套，约遗计俱5部万元。齿2.沙1.4都、因用水池供走水，建筑占地帆面积较大，近亩100m偷2哗,脖仅此一项按节姑约的空间按每辫平汇米祖200潜0咏元计算，就多贞投资约库计喊2赶0依万元。卷2.泼1.5混、因传统水池改供水无远程监太控系统，设备赤陈旧落后，操砍作管理复杂，熊因此物业管理登、维护费及人熔工费可多投资闻近岛3狡万元。沾该工程若采用丛普通的水池方宝案解决生活供梁水，一次性投喷资约计且：鹰8因3傅万元。卫2.2先、运行费用的万比较捎2.袍2.拉1己、县设备节能方面赌，庭按照设备机组惯运行时间煤1奸年，供水压力细为献0.93乏Mpa闪，直接与自来品水管串接，餐市政管网压力值为对0.引4呼Mpa群，旦充分利用现有成自来水管网压榜力，术比传统设备节灿能：遮0.愿4乖MPa/邻0.93汉MPa每×睛100%=就43询%俯11脉KW眨×础2亏台嘉×买365愈天码×庭24诵小凯时抢×43趟%今×析0.驾6量元脆/里度调=驴49721.贫8链元。怨2.店2俗.嫩2理、渴因无负压设备货具有变量变压笛专利技术，假淡设设备在用水怀高峰期和低峰疼期的管网压力沉损失为：塑P坑差笑=0.绒2魂Mpa持计算。贤用水高峰期为库20%计时间，低峰期搏为丧80%叛时间，则变压若值应按刺P酿差柱=0.巧16贡Mpa暮计算。节能比为：稼0.犁16氏MPa/丧0.93贿MPa爬×萍100%=跪17.2直%元11抗KW提×延2喉台饲×久365档天珍×序24擦小尘时梅×17.2葵%初×羞0.毛6群元万/朱度感=状19888.余7拒元。庆2.勺2.3顷、场无负压设备具军有保压功能挽。右无负压设备驴具有小流量保和压运行功能，问避免水泵的长危时间低速耗能言运行，此技术瞒节能可按是1婆台泵小流量低脊速运转变频停双机节能计算。伍机组节能为：铅11习KW萄×盏1伍台刮×仪365啄天针×从24垫小喂时摘×43浸%抬×无0.骡6泽元酱/讲度兼=成24860.仿9录元壁按照设备运紫行从1简0狗年计算，可节蒸约运行费用约形计屑94.搂5贸万元。腔2.舰2.4抛、迅运行维护方面物。赢无负压设备冬集计算机网络街技术、通讯技扣术、电子技术牺、微机压缩和拴解码技术于一逢体。可同时实田现远程与近程纤联合监控、预抗警、管理、操衫作、服务，减页少了人工值守剃费用，维护费早用几乎为零，馅比传统的设备乘每年至少节约填维护费凝用日4-罚5拆万太元碌/振年，按肠照亭1聪0馒年计算，至少炸可节枝约渔4睬0狠万舅--5引0垄万元；再2.养2.5故、质其它方面昌。蔽因无吸程设备债的应用可不用侍水池因此节约寨了大量的清洗功费魂,叠按照国家标准恢每年两产次铺,红约计每年需呈要白1.可5绳万元左右的清毛洗费。具2.筝2.6快、因无吸程设瞎备的应用可不升用水池因此可博节约消毒设施惊运行费用，约帆计每叠年很2灵万挤元左右。穿2.烈2.7欲、因无吸程设扁备不用水池因元此节约了大量房的水资源，避走免了水池的跑痰、冒、漏、渗封等、约计每年右可节约水慰费捉2历万元左右。内、值比传统的设备桥每年至少节约此维护费内用荣5.他5米万盏元厘/逐年，按菠照饥1越0傍年计算，至少夕可节平约咳5挥5妄万元；食综上所述：本糖工程无负压设板备设计使用最钉低寿命氏为眨2骡0熟年，现按弟照陆1潮0贩年计算比较誓，都粱与传统的水池礼相比，礼无负压歼设备可节约运峡行费酿用窗189.5-兼-199.蛛5摧万元梨。喂无负压给水设钉备工作原理逃及优越性兔1蹲、哄无负压（无吸矩程）管网增压询稳流给水设备湖主要由微机变窑频控制柜、水装泵机组、稳流露补偿器、真空似抑制器、压力棉传感器以及各侵种管件阀门等倦构成，并可根疫据工程情况预乐留加氯机、臭碗氧发生器等接乞口，如杆图炭1阀所示。该设备洪可串接到市政鲁自来水管网上阴直接增压，不耍产生负压，并与可稳定流量。辉此设备的核心挣部分是稳流补张偿器和真空抑俩制器及其控制始系统。稳流补灿偿器是连接在改自来水管网与刷水泵吸入口之惊间的特制密闭咏容器，以实现希增压稳流的功勿能，同时配合烟真空抑制器抑艰制真空形成。滥真空补偿器则桶是根据稳流补普偿器内的水量副及压力等一系季列信号，通过盐其控制系统自艘动调节控制，拐实现平衡稳流晚补偿器内的压脑力使之不产生敌负压，从而避难免了水泵与管绍网直接连接运魂行时对管网内倾其它用户供水沉压力产生影响惨。真空补偿器伶中的控制系统闻包括压力检测划机构控制系统骗、液位检测机凑构控制系统和革补偿机构控制流系统等三部分救。压力检测机洋构通过压力传具感器检测稳流残补偿器内的压谱力反馈给中央报处理器；液位脖检测机构通过虹液位传感器检教测稳流补偿器读内的流量及水枝位并将其反馈毕给中央处理器御；补偿机构则逝是利栏用穗“早活凉塞冲”惨原理，通回过地“循活浸塞遥”菜式的移动来调核节进水管的压鹰力和流量波动首，以保证设备茄正常运行时不乎对管网内其它杨用户产生压力愤影响。而中央烧控制器可对系免统内各部分压普力、流量信号怠进行分析计算必，并对稳流补箱偿器、真空抑锯制器及水泵发金出各种控制信维号。问无负压（无吸凉程）管网增压奸稳流给水设备宗的工作原理是负采用微机控制君变频调速多变盟量控制，通过朵稳流补偿预压它平衡系统、真镇空抑制系统、炸空气隔断系统伯、负压反馈系其统联合作用来孕实现无负压供男水。其控制流吗程如屋图迅2恼所示：精无负压（无吸择程）管网增压镰稳流给水设备驼是集计算机控级制技术、网络镰通讯技术、自将动化技术、远使程监控、监测秘、中心网络管既理等技术为一恳体，根据用水驾量的变化，自刑动调节，自动度适应，使系统嗽始终处于高效权节能的、无人裕值守的全自动肌运行状态。潜该设召备采用微机控拴制变频调速实传现恒压供水，兼系统通过微机葵检测管网压力指，用负压反馈街及供水管网压匹力变化来比适时、恰当地条调节变频器的泻频率，既既能实现保持腔设完定的供水压力骗，又能满足供抗水量变化的要宜求。莫首先根据实际逆情况设定用水共点工作压力，蹲检测出水管实球际压力并与设冠定压力进行比他较，如果实际何压力高于设定趋压力，则降低寄变频器频率，骑反之升高变频电器频率。劲另外，全密封熊结构及负压反凤馈抑制系统使誉本设备可以和忆自来水管网直档接串接，利用筹水泵工作的叠金加原理，设备堂可以充分利用袍自来水原有的刚压力，增加了收变频调速恒压劈给水设备的节尖能点。当自来忌水压力不足致扬使压力下降时寒，设备通过系欣统中的检测装午置采集水量及档压力信号，实炉时反馈，通过组微机控制，自锡动调节，抑制纠管网负压产生骂，保证了本设粥备不对城市管努网产生任何影城响。庸2坊、控无负压给水设厅备与传统设计珠变频加压给水包方式相比具有熄如下优越性如租下穗：蓄2.劈1汁、供水方式先熄进可靠万传统设计通常荐采用稀“忌地下生活水池亭＋水殿泵设”煎的普通变频加例压给水方式糊。其供水方式诞如下：章该供水方式由屯市政外网供水手至地下生活水典池，再利用水慧泵的修二次加压后直臣接向各用水点挠供水朱。采用变频调拥速供水方式虽裹然能够利用微华机的变频技术壮来调节水泵的与转速，从而达陕到节能的目的吊（据经验统计崖，与常规继电伐接触器控制相扶比（水泵恒速酿运行），可节篇电裙约救20公%低左右），但由束于蜻自来水全部被借放入水池中，处原有的自来水岛压力全部变为况零，市不能利用自来薄水原有压力，衬系统电耗大；扩安装维护麻烦演；打同时因需修建耻生活水池而带辈来的如一次性鸽投资高，占地盈面积大，易造根成二次污染、泽漏水等一系列葡弊病。笨无负压给水设阴备的供水方式湾，其加压设备站可直接串接在复自来水输送管辫网上，采用全挨密闭的预压平卡衡式稳流补偿代器、真空抑制逝及补偿系统，第利用微电脑控袜制，自动调节厚，使自来水管定道不产生负压增；同时可充分灿利用自来水管灶网压力，由泵蝶组进行补压式学供水，以满足吸用户供水压力跌的要求。当自案来水管网压力务满足要求时，池设备即可停止骑工作，而由自倚来水管网直接疯供水。采用无动负压给水方式怎时，系统不需纽设水箱等调节鞠构筑物；采适用傅100株%盯全密闭结构，嘴不与空气接触赠；并且可充分晌利自来水剩余舱压力。故无负叛压方案较传统事设计加压给水辉方式比较，具宫有占地面积小寨、一次性投资蝇省、运行费用黎低、便于安装写维护管理、水袜质卫生环保，勺杜绝了水资源塞的宏“弦跑、冒、滴、骨漏悔”扣等浪费现象踏。肌因为，毯无负压设备盯不仅不会影响式周围用户的用怨水，而且可充酸分利用自来水雷原有的压力，狼达到节能的目蚀的疼(般节电可赶达申50嘱%兴～挽90%舍以溜上锅)磁，另外可消除倒因加设水箱等龟储水构筑物而爆引起的一系列士弊病。辨2城.蹲2裙、杜绝二次污恒染肝根据有关专家尺研究，生活饮睬用水产生二次妨污染主要环节亮是在二次加压详系统中的水池努等调节储水装作置鞋。粱因为将纯净的肾自来水放入水动池中，各种杂老质、污染物极浇易进入水中，穿怪壳泻严重污染了水散源，影响了人岂们的身体健康寺。另外，水池馋的内衬材料选木择不当，也将萌直接污染水质表。而三利方案调所选用的司WWG讽无负压（无吸攀程）给水设备罪不需设水池，富且为全封闭系盗统，取消了二奸次污染的主要看环节，保证了团供水系统中的腹水质安全性。拦故选用无负压痛管网增压稳流蛾给水设备，系肤统采用全封闭号结构，水源没技有任何污染，盗供水安全可靠澡，是真正的卫残生、环保的绿蹄色产品。诚2遥.3旨、节省了一次吐性综合投资储无负压管网增久压稳流给水设刚备可直接串接萌到任何自来水催压力不足的管康网上进行加压敲供水，不需设滴水池，同时也受可省去因二次旦污染而投入的垂消毒设备。省笑掉了水箱等构斩筑物的购置费蠢及水质二次污屠染的消毒处理巨费用，少则几孝万，多则十几萄万。吊2架.4潮、运行费用低搬将饮用水源放凡入地下生活水盛池中，再用水花泵加压向各用相水点供水的原注设计加压给水逗方式存在着自刷来水原有供水市压力被白白浪染费。而梢无负压疯给水设备与自驰来水输水管网销直接串接，可过以充分利用自敬来水管网原有缺的压力；设备捆的电机泵在微领机控制的控制差下，根据自来锦水的压力来调虽节电机的转速俯，只对自来水鸦的进水压力和悦所需压力的差擦进行补压，不凑做无用功；同蛾时我公司采用阳专利技即术室---滚-体小流量停机保趟压功能：在用咸水量大时，用袜水全由加压设钩备直接供至用狂户，在小流量触或不用水时，睬由微机控制中违心检测信号，多控制系统自动灿停机并保压。丙故选用三利供箱水方案节能效讲果显著，与传课统的采用常规渔继电接触器控昌制的供水设备屈相比，节电可小达肚50茅%纪～招90%青以上。而采用预水箱加压的普汤通变频调侮速给水设备与轮采用常规继电序接触器控制的践给水设备（水党泵恒速运行）肿相比，只能节钱电润10唯%暖～昼20骨%羽。笔(谢节电分析详孔见猪“进WW量G社无负压（无吸浮程）给水方案乓与传统设计加英压给水方式的夕经济分析对比娘表喷”培)跃2猫.驻5撞、自动化程度命高由无负压管网增好压稳流给水设穗备完全模拟人闻脑智能技术对辉设备进行全自涝动控制，并具除有过压、过流滨、过载、水源谣无水、语音报穷警等多种保护壶功能；而且该信设备可根据用航户需要配备远氧程监控、监测提系统，在我公织司监控中心前可拆2怀4揉小时对设备的阶实时监测监控上，也可协助用弄户建立一套集粗中监控中心，粗监测水泵电流浪、电压、进出济水管的压力、唯水泵频率等，朗一旦出现异常坦，设备立即报团警，一些软故接障（如突然的证电磁干扰、电销压的波动等引茶起的故障），重可通过远程监浊控来消除；另授外在监控中心门还可远程控制蚂设备的启停等花。住2慎.6过、管理维护费识用低窑传统水池加压抓给水方案中，赖水池需定期清签洗（扫）和处休理，绵按国家城市供畏水条例明文规摆定，水池（箱讯）应每半年清暑洗一次，而且衣还要停谢水脖1包天乒。萄同时，在管理字上还存在着对荡供水安全的担狭忧，并需要相盒应增加必要的芽安全防护措施麦费用。选用竞无负压奸方案时无需水畏池等调节构筑臂物，减少了相耗应的清洗费用夹。冒另外，无负压催（无吸程）管购网增压稳流给包水设备，采用威全自动运行，鸟不备需专人扛值守，正和墓限百葡雾服队朋羞粱蜘需设专人值班口。泡2晴.板7台、节省了水资坚源逢采用无负压管赌网增压稳流给毯水设备时，系铃统采用全密闭喂结构，彻底防投治了有水池的南跑、冒、滴、承漏等浪费水资杯源的现象，同破时也节省了定渣期清洗而造成喉对水资源的浪案费。患2蕉.杜8博、占地面积少碰采用无负压（填无吸程）管网替增压稳流给水屈方案无需设水巴池等调节构筑季物，节省了相国应的占地面积确，该部分面积粘可作它用，如歉作车库或仓库谋等。纯2惑.9堆、设计、施工测及安装等方面据传统设计中需栗加设地下生活捆水池，相应地捏增加了供水系会统中握管路驶的劲复杂倦性和安装火维护券的罗不洒方叛便浪性，因为水池虑需战设有浮球阀悔，宋溢水、泄水管棚等复杂的管路押系统隙。而无负压方榴案中减少了水绍池等主要构筑仪物，简化了给穿水系统的撑设计扑和安装，并且脚大大缩短了安酒装工期轿。澡2远.信1腊0丝、综合结论温供水方式男能量消耗及运优行费用屋一次性投资谣二次污染的可迅能性煌供水可靠性放单设高位水箱饶不耗能、运行毅费用低割小森高吸较可靠朵水泵、气压罐维供水豪耗能大、运行送费用高丝大行低告可靠刘设地下水池，退工频水泵和高门位