无负压给水设备在建筑给排水中的应用 7页

无负压给水设备在建筑给排水中的应用中国葛洲坝集团房地产开发有限公司北京摘要：无负压给水设备作为一种新型的供水设备，有比传统供水设备很大的优势，比如节能、环保、避免二次污染，但也有一些自身的缺陷。设计时要根据无负压设备自身的特点、扬长避短合理利用，木文从无负压设备的原理、特点、适用范围、设计和计算、选泵等方面进行了讨论，以求得同行的探讨和指正，同时无负压给水设备虽然已经推广多年，但无负压给水设备设计需要从规范上进一步标准化。关键词：无负压给水设备、设计流量、设计秒流量、杨程正文：随着社会经济的迅猛发展，人们生活质量不断提高，对生活用水的水质要求也日趋提高，由此可见，合理利用水资源，减少水源污染，是一项持久且艰巨的任务。目前，给排水设备从环保、节能方面考虑，在技术改进上有了更大的突破，无负压给水设备是建设部推荐的节能型供水系统，在工程中大量的使用，但在无负压给水系统设计中存在很多争议，下面就无负压给水设备原理、适用范围及如何设计进行讨论。一、无负压给水设备工作原理无负压给水设备是利用变频调速给水技术、真空抑制与稳流补偿技术和全密闭自动平衡结构设计，实现与市政供水管道直接串接加压而不产生负压，不影响其他用户用水的给水装置。设备投入使用，市政自来水管网的水进入稳流罐，罐内空气从稳流罐上部真空抑制器排出，待水充满罐后，真空抑制器自动关闭。水泵运行有如下几种情况：1.当市政自来水管网压力满足用水压力及水量要求时，水由该设备旁通管向用水管网直接供水，水泵不必工作；2.当市政自来水管网压力不能满足用水压力及水量要求时，系统压力信\n号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节水泵转速恒压供水，若运转水泵达到工频转速时，则自动切换到另一台水泵变频运行，始终保持恒压供水；1.水泵供水吋，若市政自来水管网的供水量大于水泵流量,系统保持正常供水；用水高峰时，若市政自来水管网水量小于水泵流量时，稳流调节器内的水作为补充水源仍能正常供水。随着罐内水量的减少，空气由真空抑制器进入稳流罐，罐内真空遭到破坏，确保了市政自来水管网不产生负压，用水高峰过后，系统又恢复到正常供水状态。当市政自来水管网停水，稳流罐内液位不断下降到一定程度时，液位传感器将信号反馈给变频控制枳，水泵自动停机，保护整个机组设备。夜间小流量供水且管网压力不能满足要求时，小型隔膜式气压罐可以为管网供水，避免大泵频繁起动，进一步节能。二、无负压给水设备特点2.1优点1.直接与市政给水管网通过供水管道串接，可利用市政给水管网的自然压力，运行节能。2.系统100%全密闭设计，不与外界空气连通，避免水质二次污染。3.无需设置水池、水箱及消毒设施，可节省占地和投资。4.无“跑、冒、滴、漏、渗”和水池、水箱定期清洗所损耗的水资源,避免水浪费。5.便于扩建、改建和搬迁。6.自动化控制程度高，保护功能齐全，无需值守，全自动运行，而且维护简单。2.2缺点1.调节容积小，对进水量要求比较高，无贮备水量，当出现长吋间停水吋，将会出现断水现象，供水可靠性不高。\n1.对电源要求较高，必须可靠，保护功能要求齐全。2.系统控制复杂、设备成本较高。三、无负压给水设备的适用范围3.1适合采用无负压给水设备的情况可适用于直接由市政给水管网通过供水管抽水的生活、生产用水的二次加压供水系统，主要包括：1.市政给水管网的供水量足够，水压不能满足要求的场合。2.市政给水管网可利用水压较高的场合。3.不适宜设置贮水设备、防止对水质产生污染的场合。注：以上场合使用无负压给水设备时，需要取得主管部门批准和自来水公司的同意（《城市供水条例》规定；禁止在城市公共管道上直接装泵抽水）。3.2不适合采用无负压给水设备的情况无负压供水设备缺少蓄水池，市政供水一有故障，整个设备瘫痪，用户没水用，供水可靠性不高。不适宜采用无负压给水设备的情况主要包括：1.对用水要求高的建筑物。2.消防用水。3.可能对市政供水管网造成不良影响的相关行业。四、无负压给水设备的设计与计算4.1设计流量无负压给水设备应满足给水系统的设计流量要求。当给水系统中无调节水量设施吋，无负压给水系统的设计流量应按给水系统的设计秒流量确定；当给水系统中有调节水量设施吋，艽设计流量则按最大小吋流量确定或按最大小吋流量乘以K系数取定。《建筑给排水设计规范》中计算流量所使用的是概率法，不冋建筑类型其出水概率不同，计算的数学模型也是不同的，在分清住宅类型后通过公式套用，依据下文即可计算出设计流量。流量计算分为：住宅、公建、集中三大类型，具\n体计算方式如下：4.1.1住宅类型即：居住小区的室外给水管道的设计流量计算。居住小区流量计算分为两种计算方式：类型A:按设计秒流量计算；类型B:按设计小时流量计算。(1)类型A:设计水量按建筑物的生活用水设计秒流量确定。计算步骤：Ng计算一U0计算一Ng总计算一查表Ng计算Ng—每户设置的卫生器具给水当量数。100×q0×m×KhU0=(%)0.2×Ng×T×3600U0—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(％);m—每户用水人数；qO——每人最高用水日的用水额；Kh一一小时变化细数；T一用水小吋数；Ng总=(每户给水当量)×户数=Ng×户数査表：依据以上步骤所得Ng总值，査阅《规范》：附录D,得出流量。计算所得单位为：秒流量，乘以3.6即转化为：小吋流量。(2)类型B:设计水量按建筑物的生活用水设计小吋流量确定。qO×m×Khq=T×1000q—计算管网的给水设计流量；(计算所得单位为m3/h)\n(1)两种类型计算方式的适用范围说明原设计水量按住宅用水人数3000人来划分，即当：m≤3000人吋，设计流量按秒流量计算，当m≥3000人吋，由于用水人数的增多，通过概率法计算，设计秒流量与设计小时流量非常接近，小吋供水流量的取值即可表现具名用水流量需求的真实情况，所以住宅设计流量按小时流量计算。除此之外，新《建筑给排水设计规范》中规定了较为合理的划分范围，此划分范围与住宅最高日用水量定额、用水小吋变化系数、每户卫生器具当量有关。4.1.2公建类型宿舍（I、II类）、旅馆、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、图书馆、书店、客运站、航站楼、会展中心、中小学教学楼公共厕所等建筑的生活给水设计流量。计算公式：qg=0.2aNg0.5qg一一计算管段的给水设计秒流量；计算所得单位为：秒流量，乘以3.6即转化为：小时流量。a—根据建筑物用途而定的系数，按《建筑给排水设计规范》表：3.6.5取值。4.1.3集中类型宿舍（III、IV类）、工业企、Ik的生活间、公共浴室、职工食堂或营、Ik餐馆的厨房、体育场馆、剧院、普通理化实验室等建筑的生活给水管道的设计流量。qg=∑qOnObqO一一同类型的一个卫生器具给水额定流量。nO一一冋类型卫生器具数。b—卫生器具的同吋给水百分数，按《建筑给排水设计规范》表3.6.6-1-表3.6.6-3采用4.2设计扬程\n无负压给水设备的设计扬程应满足最不利配水点所需水压。当系统较为复杂，最不利点配水点不易区别吋，要选择若干个较不利的配水点进行设计，经比较后确定最不利配水点，以保证所有配水点的水压要求。1、无负压给水设备的设计扬程H≥Hl+H2+H3+H4-H0设计扬程(mH20)Hl一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的标高差；H2—一引入管在设备连接点至最不利配水点处的沿程水头损失；H3一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的局部水头损失；H4最不利配水点所需的流出水头；H0一一最小进水压力，即引入管在设备连接点的市政供水管网可利用水压。五、无负压给水设备选型正确地选用水泵几组，对节省投资、降低运行管理费用、节省能源、保证供水的安全可靠性具有重要的作用，水泵选择应遵守下列原则：1、所选用水泵应满足最高日各个吋刻流量和杨程的要求，保证供水的安全可靠性。2、依据所选水泵构造的泵房尺\T、布置及造价最小。3、水泵长期在高效率下工作，运行及管理费用低。4、在水泵供水能力应考虑近、远期结合，留有发展余地。六、前景与展望无负压给水设备是供水技术上的一次改革，虽然在技术和规范上还有需要进一步完善，但是无负压设备具冇无毒、无害、清洁卫生，属于环保型的产品，并且有效地改善了供水局面，解决了二次供水污染问题和浪费水源等弊端，有着广阔的空间得以推广应用。参考文献：[1]GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》(2009版)北京：中国计划出版\n社，2010年。[1]GB50242—2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》北京：中国建筑工业出版社，2002年。[2]GB50016-2014《建筑设计防火规范》北京：中国计划出版社2014年。