馮 琳 李善榮
(1.大連億達(dá)德基裝飾工程有限公司 116011 ; 2.大連美易銘嘉裝飾設(shè)計工程有限公司 116000)
淺談如何選擇現(xiàn)代高層住宅小區(qū)供水方式
馮 琳1李善榮2
(1.大連億達(dá)德基裝飾工程有限公司 116011 ; 2.大連美易銘嘉裝飾設(shè)計工程有限公司 116000)
文章闡述了高層住宅小區(qū)給水系統(tǒng)的選擇原則及對高層住宅小區(qū)生活用水的常用供水方式進(jìn)行比較,選出最合理的方案。
高層住宅小區(qū) 供水方式 選擇原則 比較分析
隨著我國小區(qū)建設(shè)規(guī)模日趨加大和高層建筑的普及,氣壓罐供水、變頻調(diào)速水泵供水、工頻水泵+高位水箱供水等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,拓寬了小區(qū)給水系統(tǒng)的選擇范圍。文章闡述了高層住宅小區(qū)給水系統(tǒng)的選擇原則及對高層住宅小區(qū)生活用水的常用供水方式進(jìn)行比較,選出最合理的方案。
(1)高層住宅小區(qū)建筑應(yīng)盡量利用市政給水管網(wǎng)的水壓直接供水,在外部管網(wǎng)水壓不能滿足小區(qū)的用水要求時,則多層建筑物、高層建筑物樓層較低部分,應(yīng)盡量利用外部管網(wǎng)水壓,上部則設(shè)置加壓和流量調(diào)節(jié)裝置供水。
(2)高層住宅小區(qū)室外消防給水應(yīng)盡量與小區(qū)外部直接供水的給水管網(wǎng)合并為一個系統(tǒng)。
(3)進(jìn)行系統(tǒng)分區(qū)時,應(yīng)根據(jù)設(shè)備材料性能、使用要求,維護(hù)管理及建筑物層數(shù)和城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)水壓合理確定, 住宅衛(wèi)生器具給水配件靜水壓力為 300kPa~350 kPa。
(4)消火栓消防給水系統(tǒng)最低消火栓處,最大靜水壓力不應(yīng)大于 800kPa。高層建筑消火栓給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),按最低消火栓處最大靜水壓力不大于 600kPa進(jìn)行控制,超過600kPa,消火栓支管裝減壓孔板。
高層建筑小區(qū)生活用水的常用供水方式一般可分為氣壓罐供水、變頻調(diào)速水泵供水、工頻水泵+高位水箱供水等三種供水方式。
(1)氣壓水罐供水方式(Ⅰ)就是利用氣壓水罐內(nèi)氣體的可壓縮性以達(dá)到供水目的。主要缺點(diǎn)是氣壓水罐調(diào)節(jié)容積小,一般作為消防給水及小流量用戶系統(tǒng)中的經(jīng)常性增壓設(shè)備,對于用水量較大的高層建筑生活給水一般使用較少。
(2)工頻水泵+高位水箱供水方式(Ⅱ)的特點(diǎn)是水泵向高位水箱供水的流量和揚(yáng)程是基本恒定的,不會因用水管網(wǎng)的流量波動而改變,水泵的運(yùn)行工況是可以固定在其特性曲線的一個高效點(diǎn)上,此時水泵是最節(jié)能的,但設(shè)置水箱,勢必會帶來以后水箱清理、二次污染等繁瑣問題。
(3)變頻調(diào)速水泵供水方式(Ⅲ)與工頻水泵+高位水箱供水方式相比,在節(jié)約建筑面積、防止和減少二次污染、簡化系統(tǒng)方面更有優(yōu)勢。恒壓變頻供水系統(tǒng)中,供水泵的流量是不斷變化的,揚(yáng)程是基本恒定的,這樣只能通過調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速(頻率)來達(dá)到節(jié)能效果。
變頻調(diào)速水泵供水方式由于方便簡單,目前在高層建筑中普遍使用,但其節(jié)能效果在實(shí)踐中也是有限的。水泵的管道特性曲線公式如下:
H=Hst+Σh (1)
式中H——水泵總揚(yáng)程;Hst——水泵靜揚(yáng)程,為與供水幾何高差ΔZ加出流水頭ho之和;Σh——管道阻力。
對于一棟建筑來講,Hst是不變的,供水系統(tǒng)節(jié)能主要取決于Σh 在總揚(yáng)程H中所占比例,對于一般民用建筑的供水來說,Σh為5~10m,隨建筑高不同的變化不大,這樣Hst在H中的比例會隨著建筑高度的增加越來越大,而通過變頻來達(dá)到節(jié)能的可能性會越來越小。若供水高度32m以下分區(qū),Σh/H約在30%;供水高度32~50m的分區(qū),Σh/H 約在20%;供水高度50~100m的分區(qū),Σh/H約在10%。因此對于變頻系統(tǒng)來說,更適合建筑高度相對較低,或者是建筑物的低區(qū)供水。再者變頻水泵變頻器的自身耗電為其額定輸出功率的3%左右,采用變頻調(diào)速是以變量恒壓為前提,來發(fā)揮最大限度節(jié)能的;但隨著用水量的波動,當(dāng)流量波動在20%以上,水泵出現(xiàn)在非高效區(qū)運(yùn)行而增加能耗。通過以上綜合分析,高度50m以下建筑采用變頻調(diào)速水泵供水才有節(jié)能的可能性。對于不同類型高層建筑,供水方式可選擇如下:
1)高層住宅類建筑水表前都是水務(wù)公司管理,如果大量采用方式Ⅱ供水,勢必會大量增加水務(wù)公司的管理成本,這是他們不愿意的,所以對于高層住宅,大多只能選擇10以下采用市政管網(wǎng)直接供水,其余為方式Ⅲ的供水方式。
2)對于高層辦公、酒店等非住宅類建筑而言,水箱的管理是由物業(yè)公司完成的,對于一棟樓來說增加一個水箱,不會對其物業(yè)工作量產(chǎn)生太大的影響,筆者建議采用如下方式:10m以下采用市政管網(wǎng)直接供水;10~32m可采用變頻調(diào)速水泵供水;32~50m優(yōu)先采用采用工頻水泵+高位水箱減壓供水方式;50~100m采用工頻水泵+高位水箱供水方式。
3)變頻調(diào)速水泵選型
住宅類建筑其最大的特點(diǎn)是用水量大,用水不均勻,時變化系數(shù)在2.3以上;用水時間長,一般為24h;且比較集中,一般發(fā)生在一日三餐或某些特定的時間段,尤其在早上,是用水的最高峰,用水量最大且比較集中,約占全天用水量的15%~20%,而用水時間幾乎集中在 30min內(nèi)。對于住宅類建筑,如果簡單選用變頻水泵一用一備是十分不合理的,因為根據(jù)住宅的用水特點(diǎn),水泵基本不在高效段運(yùn)行,浪費(fèi)嚴(yán)重。按以下典型例子分析:每戶考慮一廚一衛(wèi)生間衛(wèi)生器具給水當(dāng)量Ng=4.45(洗菜盆龍頭1個,洗衣機(jī)龍頭1個,洗臉盆混合龍頭1個,座便器1個,浴缸1個),用水定額采用300L/(人·d),每戶3.5人。住宅用水量計算結(jié)果見表1。
表1 不用戶數(shù)的住宅用水量及不均勻系數(shù)
由表1可以看出:
1)隨著用戶數(shù)量的增大,K值降低,由5趨近于2。
2)理論上K值越大,水泵的數(shù)量越多越節(jié)能,但流量太小的水泵其效率會越小,如流量小于25m3/h的水泵其高效區(qū)效率都在60%以下。
3)對于100~500戶及以內(nèi)的供水區(qū)域,其供水特點(diǎn)k值較大,總流量小,選泵組時盡量選用3臺及以內(nèi),氣壓水罐的容積適當(dāng)放大。
4)對于500戶以上的供水區(qū)域,其供水特點(diǎn)k值較小,總流量大,單泵流量可控制在平均時流量的70%左右,水泵要至少選用3~4臺,并配備小泵以供小流量之需。
5)對于100戶以下的供水區(qū)域,其供水特點(diǎn)為k值很大,總流量很小,在供水高度不高時,也可以根據(jù)具體情況采用氣壓水罐給水方式。
總之,對于高層建筑,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定并結(jié)合建筑物的用水特點(diǎn)、當(dāng)?shù)氐膶?shí)際及工程的實(shí)際情況,確定經(jīng)濟(jì)合理的供水方式,且變頻水泵的選擇也應(yīng)根據(jù)建筑物的用水規(guī)律選擇搭配合理的泵組以達(dá)到真正節(jié)能的目的。
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