无负压供水在建筑给排水中存在问题和应用

无负压供水在建筑给排水中存在问题和应用

宫连猛

身份证号码：21138219851210XXXX河北石家庄050000

摘要：高层建筑在城市建设中的普及，一般市政供水网的水压已无法满足高层住户的用水需要，同时传统的水池/水箱转储再加压方式也可能造成水源的二次污染。因此，积极普及无负压供水技术，对于新时期的城市建设具有重大意义，同时也可满足节能、降低成本、实现可持续发展的目的。

关键词：无负压供水；建筑给排水；问题；应用；可行性及意义

引言

随着现代城市化进程的加快，土地资源日益紧缺，城市建设将会谋求向高处空间拓展，高层建筑将会是未来城市建设的主流。这也对给排水设计提出了更高的要求，如何保证供水安全可靠、运行节能环保是作为设计人员必须认真思考的问题。城市市政供水管网的压力一般不超过0．3MPa，不能满足高层建筑用户的用水压力，另外，由于人们对居住品质的要求越来越高，传统高位水箱二次污染，占用屋顶空间等缺点也已不能被接受，前些年，一般设计人员通常会采用地下水箱加变频泵组的分区供水方式，可是由于为开式系统，二次污染仍然难以避免，同时也浪费了市政管网的供水压力，从构建节能型社会的角度，应有更好的供水方式替代这种供水方式。

1无负压供水技术的概况与优越性

无负压供水技术又称管网叠压技术，通过将设备直接串联至市政给水网，在原有的管道、阀门设备基础上加装水泵、稳流补偿器、真空抑制器、压力调节罐、控制柜和控制仪表。在进水、储水时，采用压力调节罐和安装在其上的稳流补偿器减小或消除对管网造成的负压，有效利用自来水网的原有压力从而进行节能，并可对水流量起到稳定和调节的作用。目前常用的无负压供水设备一般分为补气式与胶囊式两类。该技术采用的设备统一为密封结构，可有效防止微生物侵入供水系统，从而防止了供水的二次污染，也克服了建造水池、水箱时会增加占地面积、建设成本、维护费用与二次污染源的问题，同时也可有效防止泄露。通过与原有自来水网进行串联，可有效降低供水能耗，若采用变频技术加以辅助，可节省高达50%或以上的能源。此外，由于设备采用全自动控制方式运行，可有效提高管理效率，降低管理成本。

2无负压供水技术在建筑给排水中的应用

在建筑给排水系统建设过程中应用无负压供水技术时，应根据建设工序的准备阶段，具体建设过程等进行重点规划与合理、科学建设，并在投入建设前、建设过程中及建成后针对可能出现的问题进行防范与维护，具体将在下文详述。

2.1建设前期的准备工作

在建设无负压供水设备之前，应首先对当地市政自来水网的具体情况、新建供水设备的覆盖范围以及水泵等预建设设备的具体性能特征等加以合理分析和规划。为保证对需求住户数量和具体情况充分了解，需要预先做好调查，精确计算出该地原供水设备可负担的建筑层数与住户数量、位于被覆盖建筑中层的层数和住户数量，以及位于被覆盖建筑高层的层数和住户数量。同时，还应调查并在必要时计算需求建筑的分布情况，并据此对新建供水设备可覆盖的面积进行估计，根据计算的结果，因地制宜地选用合适的设备与建设技术，在保证正常、安全使用的同时，尽可能降低成本。在选择设备的过程中，建设人员应严格执行建设成本的规划和控制，以求建设成本、能源等的合理、有效利用，避免浪费；同时也应做好对设备质量的检验和筛查工作，为有效提升国内设备的整体设计与技术水平，可适当借鉴国外经验对国内设备设计、生产、质检等环节进行提升；对于政府来说，应积极做好相关行业通用规则与市场准入制度的制定，以及知识产权的有效维护措施，促进相关产业的健康、有序发展，从而保证技术推广工作的顺利进行。

2.2 建设流程中的注意事项

在无负压供水系统建设过程中，建设方应根据国家制定的《建筑给排水设计规范》进行工程设计选型流程，并进行运行分析、规划以及节能分析流程，从而有目的、有计划地开展建设工作。一般来说，供水系统覆盖区域的具体情况会根据自来水进水量、楼层高度、住户实际用水量和用水设备等因素的变化而发生变化，从而影响工程选型的计算公式与计算方法，需要设计方与建设方根据实际情况加以分别计算整理。运行分析过程除包括对新建供水设备运行状况的分析以外，也包括缘由供水系统的运行状况分析和设备的清理维护流程分析。通过运行分析流程可准确全面地把握新旧供水系统运行过程中每个环节的运行状况，从而对方案进行有效的调整与优化。节能分析流程则在充分调查原有供水网情况的前提下，对新旧供水系统的能耗进行对比，从而估算无负压供水技术的节能比；一般情况下，无负压供水相比传统供水技术可节能30%左右，个别情况可高达50%。

2.3设计节能分析

选用ZWX无负压（无吸程）管网增压稳流供水设备可充分利用自来水管网原有的压力，在此基础上差多少，补多少。该工程自来水市政管网用水高峰期时的供水压力为0．28MPa，充分利用自来水压力后，综合节能大约在20％－30％左右。

2.4无负压供水设备原理

无负压供水设备利用水泵与自来水管网的串接，自来水进水储水装置为压力调节罐，在罐体安装稳流补偿器用以消减管网内的负压，实现对管网有压力的有效利用，完成整个供水过程。当自来水管网压力满足要求时，设备通过阀门直接供水，当自来水管网压力不足时，供水系统利用压力传感器发出启泵信号，水泵进入运行状态。在供水中，若自来水管网的水量能够满足水泵流量，供水系统将保持供水状态；进入用水高峰期时，若自来水管网水量不能满足水泵需要时，可以用调节罐内的水来补偿，保持正常供水。在这种状况下，空气通过真空抑制器进入罐体，消除管网负压。当自来水不足或停水，罐体水位下降，流量传感器作出反应，发出停止工作信号，避免了水泵机组毁坏。当罐体内水位较高时，通过倒流防止器控制自来水倒流。

3运用该技术时应注意的问题

目前无负压供水技术在我国仍处于起步和试用阶段，在应用技术的全程均应加以注意的问题主要包括水泵及相关设备的选择、能源消耗与所需成本的规划、设备的卫生状况及使用寿命等。由于城市供水管网的具体情况始终在随城市居民的具体生活状态变化而发生变化，选择合适的设备显得至关重要。目前的无负压供水设备在水压较高的情况下较容易出现低效或过载两种极端情况，对使用成本、设备寿命、能源消耗和使用效率均会造成影响。为避免此种情况的发生，应在工程建设前积极做好相关规划，尽可能减少浪费与不必要的能耗。

同时，设备的卫生状况和使用寿命等因素也应包括在建设规划与建成维护内。由于设备在运行过程中存在水源不流动的问题，久而久之水质便会发生变化，从而影响供水质量；此外，消除负压具体是通过补气设备将外部空气注入系统来达成的，在空气进入系统的同时，也难以避免水源的二次污染。在将空气注入系统时，气泡析出并爆裂的过程会造成水泵汽蚀，这是除系统整体运行疲劳导致使用寿命缩减以外，会导致供水设备、特别是水泵老化的重要原因。

4无负压供水设备应用的可行性与意义

无负压供水设备技术先进，应用和维护比较便利。由于该设备为全密封结构，可以避免杂物进入系统，抑制了微生物的滋生，防止了水质的二次污染，满足了国家对生活用水的技术规范，同时全封闭结构防止了泄露现象的发生。无水池、水箱，节约了成本和中间费用。与自来水管网串接，可以对原有压力进行补差，一般处于较低频率运行，能耗小。采用变频技术，可以实现节能50％以上。设备实现智能控制运行，能够做出自动停机、开机反应，全封闭的设计，降低了污染的可能性，满足了环保要求。

5结束语

高层建筑给排水的设计与技术采用，与人民的生活质量和生命安全息息相关，这需要该方面的从业人员积极重视，并及时在建设过程中引进诸如无负压供水技术等的新技术新设备，从而在为居民的用水安全提供保障的同时，实现低耗、节能，促进经济与社会的可持续发展。

参考文献：

[1]石瑜.无负压供水设备应用及发展分析[J].智能城市，2017，3（9）：123.

[2]张赛燕.建筑给排水设计中节能减排设计分析[J].工程技术研究，2017，（4）：225+237.