市政管網(wǎng)中心標(biāo)高為-1.5m，管徑DN500，正常供水壓力不低于0.30MPa，最高時為0.38MPa。住宅最高日用水量Qd=1365m3/d，建筑供水系統(tǒng)引入管管徑為DN200，接入點距泵房180m。對于高層建筑供水系統(tǒng)需豎向分區(qū)，否則會使下層壓力過大，容易出現(xiàn)諸多不利，如易產(chǎn)生水錘，水龍頭出水時發(fā)生噴濺，水泵管件易漏水及水泵使用壽命短等。供水系統(tǒng)堅向分區(qū)應(yīng)根據(jù)管道材料、維護管理條件、建筑層數(shù)和室外供水管網(wǎng)壓力等確定，本工程各樓均為26層，分為3個區(qū)：1~5層為低區(qū)，由市政管網(wǎng)直接供水；6~15為中區(qū)，16~26為高區(qū)，中高區(qū)均由二次加壓設(shè)備加壓供水。中區(qū)為11層，共600戶，高區(qū)為11層，共660戶，故需加壓供水的戶數(shù)為1260戶。
本工程建筑面積大，樓層高度高，服務(wù)用戶眾多，故供水方式的選擇必須全面分析，廣一水泵廠選擇經(jīng)濟合理、安全可靠的供水系統(tǒng)。該建筑純?yōu)樽≌瑯菍樱ㄖ玫鼐o張，若采用高位水箱供水，就必須占用較大的建筑面積，況且高位水箱容易引起水質(zhì)的二次污染，并對建筑結(jié)構(gòu)造成較大的負擔(dān)，同時，該建筑樓數(shù)較多，因此不宜選擇此方式。氣壓供水方式存在水泵啟動頻繁，動力消耗大，調(diào)節(jié)能力小，維護管理費用高等問題，在目前實際工程中使用較少，故也不宜采用此方式。目前，變頻調(diào)速供水方式使用的最為廣泛，并且和以上兩種供水方式比較，具有一定的優(yōu)勢，故在初設(shè)時，設(shè)計者采用此供水方式。在后期的論證分析后發(fā)現(xiàn)，變頻調(diào)速供水方式并非本工程最佳的供水方式，原因在于：第一，需設(shè)置340m3的貯水池，占用了很大的建筑面積；第二，水質(zhì)易被二次污染；第三，不能利用市政余壓，而且加壓泵型號大，能量浪費嚴重；第四，水池須定期清洗，需要一定的水量，造成水資源浪費。在綜合考慮市政管網(wǎng)供水壓力高且穩(wěn)定，以及節(jié)能、節(jié)水、節(jié)省建筑空間等方面的因素后，最終采用無負壓供水公式。
1、系統(tǒng)流量計算
建筑內(nèi)部生活用水量在一天中每時每刻都是變化的，故為保證用戶用水量，生活給水管道的設(shè)計和廣一管道泵流量應(yīng)為建筑內(nèi)衛(wèi)生器具按配水最不利情況組合出流時的最大瞬時流量，又稱設(shè)計秒流量，它是計算建筑內(nèi)給水管道段管徑的依據(jù)。目前，我國還沒適合高層建筑給水管道設(shè)計秒流量的計算公式，一般直接使用《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015一2003(2009年版））（以下簡稱新規(guī)范）中通用建筑的設(shè)計秒流量公式。
本工程中，各戶型每戶配置均為一廚兩衛(wèi)，室內(nèi)設(shè)有洗滌盆、淋浴器、浴盆、洗衣機水嘴各一個，坐便器、洗臉盆各兩個，并設(shè)燃氣熱水器，衛(wèi)生器具給水額定流量、當(dāng)量、連接管公稱管徑和最低工作壓力按新規(guī)范確定。生活用水定額取用q=250L/(cap*d)，小時變化系數(shù)Kh=2.5，每戶人數(shù)m=3.5，Ng=6.0，用水時間為24h，進戶管采用PP-R管，給水立管采用襯塑鋼管。各區(qū)生活給水設(shè)計流量均按新規(guī)范中的公式計算，各區(qū)水力計算簡圖見圖1。
表1：低區(qū)管網(wǎng)水力計算表
管段編 號 | 當(dāng)量 總數(shù) Ng | 同時出流概率U(%) | 設(shè)計秒流量qg (L/s) | 管徑 DN (mm) | 流速 V (m/s) | 水頭損失 i (kPa/m) | 管段長度L(m) | 沿程水損 hy (kPa) |
0-1 | 0.75 | 100 | 0.15 | 15 | 0.75 | 0.564 | 1.5 | 0.846 |
1-2 | 1.75 | 78.50 | 0.27 | 20 | 0.78 | 0.412 | 2.0 | 0.824 |
2-3 | 2.25 | 69.09 | 0.31 | 20 | 0.80 | 0.425 | 14.0 | 5.950 |
3-4 | 4.25 | 49.73 | 0.42 | 25 | 0.65 | 0.192 | 5.0 | 0.960 |
4-5 | 6 | 41.58 | 0.50 | 25 | 0.76 | 0.279 | 15.0 | 4.185 |
5-7 | 6 | 41.58 | 0.50 | 25 | 0.76 | 0.279 | 0.2 | 0.056 |
5-8 | 12 | 29.07 | 0.70 | 32 | 0.69 | 0.181 | 0.2 | 0.036 |
7-8 | 18 | 23.60 | 0.85 | 32 | 0.84 | 0.256 | 0.2 | 0.051 |
8-9 | 24 | 20.37 | 0.98 | 40 | 0.60 | 0.101 | 0.2 | 0.020 |
9-10 | 24 | 20.37 | 0.98 | 40 | 0.60 | 0.101 | 3.0 | 0.303 |
10-11 | 48 | 14.31 | 1.37 | 40 | 0.80 | 0.202 | 3.0 | 0.606 |
11-12 | 72 | 11.65 | 1.68 | 50 | 0.67 | 0.096 | 3.0 | 0.288 |
12-13 | 96 | 10.07 | 1.93 | 50 | 0.75 | 0.012 | 3.0 | 0.035 |
低區(qū)供水管網(wǎng)校核如下：
Hl=15+1—(—2)=18mH2O=180kPa(其中1為配水龍頭距室內(nèi)地面的安裝高度）。
H2=1.3XEhy=1.3X22.53=29.3kPa
H3=50kPa(即最不利點水龍頭的最低工作壓力）。
H=Hl+H2+H3=180+29.3+50=260.3kPa
由此可見，低區(qū)所需的壓力沒有超過市政管網(wǎng)最低供水壓力300kPa，滿足-1~5層的供水要求。
圖1：無負壓供水系統(tǒng)水力計算簡圖
2、系統(tǒng)揚程計算
無負壓供水系統(tǒng)將市政供水管網(wǎng)、加壓設(shè)備和用戶端整合為一個系統(tǒng)，所以廣一管道泵系統(tǒng)揚程的確定必須考慮市政管網(wǎng)的壓力的影響。
3、設(shè)備選型
根據(jù)設(shè)計秒流量和市政管網(wǎng)供水壓力，高區(qū)選用一套無負壓供水設(shè)備，型號為WWG90-65-2，配置水泵2臺，一用一備，型號CR45-3(Q=45m3/h，H=65m，N=llkW)；中區(qū)選用一套無負壓供水設(shè)備，型號為WWG82-32-2，配置水泵2臺，一用一備，型號CR45-2-2(Q=41m3/h，H=32m，N=5.5kW)，以下設(shè)備均相同：控制柜DKG160，直通式過濾器ZLQ150-1.0，真空抑制器ZBQF-200，穩(wěn)流補償器CYQ80X150，高區(qū)加壓設(shè)備設(shè)定工作壓力為0.90MPa，中區(qū)加壓設(shè)備設(shè)定工作壓力為0.60MPa。
