给排水工程师对于无负压供水设备在某项目设计管理中的应用

无负压供水设备已广泛应用于各类型建设项目的供水系统，以下从房地产开发公司的设计管理角度浅析无负压供水设备的应用要点。

1 无负压供水设备简介

1.1 原理及构成

无负压供水设备可直接从市政给水管网吸水，具备防负压和稳流装置，使其不会对给水管网产生负压，并可在原有给水管网压力基础上实现压力叠加、压力稳定、节能节水的目的。

目前市场上无负压供水设备生产厂家众多，采用规范和专利各有不同，总体来说该类型设备由以下部件构成：防负压装置、稳流罐、压力传感装置、水泵机组、自动控制柜(箱)等。

1.2 优点

(1)卫生、无二次污染。无负压供水设备直接从给水管网吸水，可维持管网中的余氯，同时采用全密封方式运行，有效防止污染物进入给水系统。

(2)节约能源、节约水资源。无负压供水设备充分利用给水管网余压，可减少水泵设备的能源浪费。同时，避免了水池或水箱的渗水、漏水及清洗用水等问题，减少了水资源的浪费。

(3)节约用地、布置灵活。无需修建水池或水箱，整套供水设备占地面积小，有利于布置在地库边角或不规则处，有利于停车区域的完整或增加停车位。

2 无负压供水设备在某项目中的选型

2.1 项目概况及给水设计原则

北京某住宅小区，共有6栋高层住宅组成，最高楼栋为19层(层高2.8 m)，生活水泵房位于地库地下2层。项目水源为市政给水，市政给水水压为0.25 MPa。经与当地自来水公司沟通，可使用无负压供水设备。此为小区给水设计前提条件，应在方案设计阶段给予确认。

给水设计原则：相关设备及系统形式成熟稳定、运行安全可靠、设备及泵房占地面积少、卫生、节能环保等。其中，泵房位置建议放置在小区地库中间靠外墙位置，既满足建筑平面布局又减少进出泵房干管长度。

按照项目建筑高度、市政水源等条件，将给水管网竖向分为两个个分区：1～3层为低区，105户住户的生活给水由市政给水管网直接供应;4～19层为加压高区，550户住户的生活给水由生活水泵房的无负压供水设备加压供应。在高区住户中，290户为一厨一卫，260户为一厨两卫。

2.2 给水计算

给水计算依据：《建筑给水排水设计规范GB5015-2003(2009版)》及《全国民用建筑工程设计技术措施――给水排水(2009)》等。

(1)流量计算。

公式1：U0=q0×m1×Kh/0.2×Ng×T×3600，其中Kh取2.5，T取24 h。

公式2：U=1+αc×(Ng-1)×0.49/Ng1/2

公式3：qg=0.2×U×Ng

当每户一厨一卫时，有洗涤盆、洗脸盆、坐便器、淋浴器、洗衣机水嘴各1个，则q01=150L/(人・d)，m1=2.8人，Ng1=4，U01=1.52%。当每户一厨两卫时，有洗涤盆1个、洗脸盆和坐便器各2个、淋浴器和浴盆各1个、洗衣机水嘴1个，则q02=180L/(人●d)，m2=4人，Ng2=6.45，U01=1.61%。

根据公式，qg=0.2×U×Ng=14.2L/s=51.1m3/h。

(2)扬程计算。

公式4：Hmax=1.1×(0.01HD1+0.001HD2+H3-P0min)

Hmax为泵的设计扬程(MPa);HD1为最不利配水点与外网供水干管中心的标高差，按54.5 m取值;HD2为最不利配水点至外网供水干管中心的管道沿程、局部阻力损失值(kPa)，按130 kPa取值;H3为最不利配水点满足工作要求的最低工作压力，按0.05 MPa取值;P0min为外网供水干管允许的最低工作压力，按0.15 MPa取值;1.1为考虑磨损等原因造成水泵出力下降的水泵扬程安全系数。

根据公式，Hmax=0.63 MPa。

(3)设备选型。

通过以上计算可得高区流量为51.1 m3/h，扬程需63 m。结合当地自来水公司准入厂家要求，最终选用设备型号为125 ZWG3/CR20-7。该设备符合《CJ/T303-2008稳压补偿式无负压供水设备》等国家行业标准规定。其中，水泵的型号为CR20-7，Q=26 m3/h、H=65 m、N=7.5 kw，水泵两用一备。

(4)泵房面积。

通过无负压供水设备选型，成套设备水泥基础长2.4 m、宽1.7 m(各厂家尺寸会有不同)，理论上长4.5～5.5 m、宽3.5～4.5 m空间可满足供水设备、潜污泵坑、控制柜(箱)等安装要求，考虑到泵房实际建筑和结构形式、设备及管道检修等因素，单台无负压供水设备泵房做到20～25 m是比较合理的。

3 无负压供水设备招标技术要求

通过理论计算的无负压供水设备，仍需在招标中要明确各部分要求，以进行对比选择。

3.1 供货及服务范围

成套无负压供水设备及服务范围应包含进、出水口法兰之间的所有设备、管道、阀门、配件的材料供应、加工制作、安装、调试、验收、保修及售后服务等。应明确设备供应商与机电安装承包商之间的分界，避免双方施工和责任交叉。

设备供应商还应出具项目当地卫生局认可的无负压供水设备准入资质及设备安装后出口水质检验报告以及办理项目二次供水卫生许可证相关事宜的承诺，保证设备安装后能够通过卫生检查，具备通水条件。

3.2 主要部件要求

(1)水泵。

根据项目规模及档次选择合资或国产优质品牌的立式多级离心水泵，注意设置备用泵，一般按同型号的备用泵选取，

泵座、泵头采用铸钢部件，表面采用无铝水基环氧树脂黑色涂层浸涂，确保表面物理及化学性质长期稳定。叶轮、轴、腔体、外套筒等均应采用不锈钢材质，腔体及外套筒应密封保证不泄漏。电机为全封闭风扇冷却形式，内置热保护，能够在高温下连续运行。

(2)稳流罐。

也有称之为稳压补偿罐，均采用不锈钢材质，其设计压力不应低于直接串联的给水管网最大给水压力。罐体厚度应按相关规范进行计算且不得小于4 mm。罐体承压焊缝应采用氩弧焊和自动电弧焊并进行无损检测，确保罐体在长期承压状况下保持稳固。

(3)其他。

防负压装置应符合现行国家及行业规范要求。管材及阀门均应采用不锈钢。控制柜中电气元器件建议选用合资品牌，保证长期稳定运行。

4 结语

无负压供水设备具有安全卫生、节能节水、节约用地等突出优点，在当地供水管网条件允许的前提下，是值得大力推广的供水设备。同时，也必须注意到，无负压供水设备生产厂家较多、选用标准各有差异，务必在项目图纸设计阶段详细计算水泵等参数，确保水泵运行在高效工作区，达到节能的目的。另需在招标阶段明确规定无负压供水设备各组成部分的技术和尺寸参数，保证到场设备满足设计及安装要求。

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