基于用水规律的住宅二次供水系统优化与节能分析

基于用水规律的住宅二次供水系统优化与节能分析

邵敬睿

山东能建建设管理有限公司 山东省济南市 250004

摘要：经济发展带动了城市建筑业的兴起。 城市高层住宅区大多使用二次供水系统，但是二次供水系统中存在某些水污染问题。 本文将简要分析二次供水系统的概念以及研究现状。 同时，对二次供水系统进行了节能分析，最终确定了优化改造方案，将二次供水系统转变为一种环保，经济和经济的供水方式，服务于城市建筑区。

关键词：优化与节能；用水规律；二次供水系统；

引言：合理的建筑给水系统既要满足用户对水质，水量和水压的要求，又要满足节水节能的要求。目前，高层建筑的二次供水系统一般采用变频调速供水。因此，变频调速给水系统的能耗应引起设计者和管理者的足够重视。由于我国缺乏关于各种建筑用水量变化规律的数据，设计建筑变频调速供水系统时，设计人员通常根据系统的"最大设计流量"来选择水泵。当使用经验公式来计算"最大设计流量"时，考虑到供水的安全性，计算结果通常大于系统实际运行期间的最大瞬时流量。此外，就同一供水系统而言，其耗水量在不同季节和不同天数上有所不同，变化范围也不同。因此，在设计供水系统时，有必要考虑最不利的用水需求，以及在低用水高峰期长期使用水泵是否可以节省能源的问题[2]。

一、二次供水系统概念

二级供水是指自来水经过存储，加压或深加工和消毒后的供水单元。将水箱倒入房屋屋顶，然后通过输水管道将其供应给居民。屋顶储水箱是用于调节水量并最大程度满足居民生活用水的设施。然而经调查研究发现，水箱中的水储存时间较长，很容易寄生一些有害细菌。同时，水中的微量元素倾向于留在水箱壁上并导致水箱壁腐蚀。长期以来，该过程中的水污染问题将更加严重，因此，水箱内的二次污染问题应由有关部门进行专业处理。

二、二次供水系统的研究现状

1.应用的研究不足。国内关于城市用水量变化规律的研究很多，但关于建筑物内部用水量变化规律以及该规律在水泵选择，配置和运行中的应用的研究还很少。高层住宅区的供水管道相对复杂，管道较长，水头损失较大{2]。

2.资金问题突出。近年来，由于水污染问题，每年都发生中毒事件，中国许多城市已开始提出改革措施，以改善二次水供应并取消屋顶储水箱的措施。由于资金问题它无法正常工作，诸井地区仍然有许多过时的管网，其中,水泥压力力管,铸铁管和其他管材质量较差,除了使水变质之外,还导致耐压性较差。与较大水压的供水网络对接后,管道的"运行,上升,滴漏"现象也更加严重。除此之外，维修和保养的不足,会出现诸如供水的二次污染,水箱溢出和水龙头滴水等问题。

3.管理不善，甚至出现有些单位有违法经营行为，造成的水污染城市居民区二次供水系统的管理存在问题。一些供水设备清楚地表明需要定期清洁，但是在实际操作中，很少有人关注供水系统的内部条件。除此之外，很多地方将市政供水管线与二次供水系统连接起来，造成供水系统管理混乱，不仅造成了水污染，而且给国家和企业的经济造成了一定的损失。因此，在转型过程中应充分考虑外部因素和转型难度，提供一个满足每个因素的转换计划，而不是简单地从概念上对其进行量化。

4.居民区建设较早。一些屋顶储水箱和房屋结构的老化程度不同，增加了供水设施的改造难度，而且建筑物供水立管主要在居民住宅中，甚至存在诸如分支管需要穿过客厅，难以翻新的现象。而某些则安装在走廊中，导致组件都暴露在外面，没有绝缘措施，且表安装比较陈旧，老化和腐蚀程度明显，且极有可能发生管道爆裂，造成水资源，能源的浪费和企业成本的增加，严重影响了居民的饮水安全[3]。

5.二次供水系统中使用的水箱材料会造成水污染。城市居民建筑的水箱大多由钢筋混凝土或钢板制成，水通过这些含有硅酸盐和碳酸盐成分的管道，会对自身PH值产生一定的影响，一旦接触的时间过长时，水体的PH值将增加甚至超过正常水质的pH值，从而导致水质污染。

6.部分给水管网上的消防栓布置不完善，并且系统具有隐藏的安全隐患。有些用户尚未安装水表，这给管理带来了更多问题。为了解决上述供水问题，不可能仅依靠水厂容量的重建和扩大以及供水管的改造来实现网络，在改善管网条件。

三、二次供水系统的改造方法和节能分析

1二次供水系统的改造原则是与法律，法规相关的。为了确保二次供水系统中的水质不被污染，供水系统需要修改。改造的主要原则如下：第一和第二供水系统在施工过程中必须独立，并且严格限制与消防设备混合使用。其次，二次供水系统设施不需要有可靠，稳定的消毒措施和防止回流污染水箱的措施。第三，二次供水系统最好使用变频调速给水设备。可以更好地保证水质安全。第四，水箱的选择最好使用不锈钢水箱。最后，在二次供水系统的改造中应尽可能使用原始设备，降低项目成本。采用新的施工技术和新技术，以确保水质和安全。在装修过程中，也尽量避免过水现象，以确保居民的正常生活[1]。

2二次供水系统设施的改造

二次供水系统改造的设备主要包括管道，屋顶储水箱和消毒设施。首先是管道改造计划：过去，我国的输水管道主要使用金属管道，容易引起腐蚀，影响水质和安全。经过研究， UPVC管的出现，它具有良好的耐腐蚀性，在合格的生产条件下，对水质的污染较小。其次，屋顶水箱的改造：老式水箱改造。可以加强水箱的管理，改变泳池水泵房的供水方式。传统的水箱大多使用钢筋混凝土材料，水泥会造成水的pH值变化。给水质带来严重的污染，因此使用食品级不锈钢板，效果更加理想。尽管使用不锈钢家用水箱会增加部分成本。但是饮用水质量却得到提高，并且促进商品房的销售。消毒设施的改造：在工程中，考虑到经济性，在水量大和水量小的情况下，使用二氧化氯进行消毒。最后转换为水箱的供水方式：水箱的转换主要是用不锈钢水箱代替水箱，并安装消毒装置。

3二次供水系统的节能分析

通过对许多城市二次供水系统的分析研究，对每4分钟要测量的每个单元的供水系统的瞬时流量进行加权平均，计算并优化泵组的能耗，通过对测试结果的分析，发现提高城市供水系统的整体效率是一项系统工程，需要进行总体规划以及系统思考。高频恒压供水系统整体上不是节能的，供水方案是在高层建筑中没有负压供水设备和高位水箱的供水方案，但是可以大大提高供水系统的整体效率。除此之外，有关政府部门应组织协调区域发展建设和供水管网建设，节省项目投资并避免道路的重复开挖，进而对居民的交通，生产和日常生活产生积极影响。

因此，需要选择高层住宅小区来监测水的规律，并根据最大瞬时流量和瞬时流量的频率分布规律科学地选择水泵。根据流量的每小时变化规律，将泵组的运行计划与不同时期的流量相匹配，以达到最大程度的节能效果[2]。

结束语

以上所述，节能减排是应用变频供水系统的根本目的。作为一项民生项目，住宅小区的二次供水设施改造项目仍然有许多点需要改进，因此，设计人员应根据用水量的时间变化来优化泵的运行，在泵有效运行的前提下[4]，泵的运行应与不同的流量范围相匹配。对于用水量波动小的人，系统可以考虑一种简单的抽水方式，对于用水量波动较大的系统，需要根据不同的流量配备不同的泵组，才能进一步改善管道破裂和管道破裂的情况，日常维护工作量也才会减少，每年的管道网络维护成本也将会大大降低。

参考文献

[1]葛学伟 ，刘志强 ，刘洪海 ，等．天津地区住宅建筑用水规律的研究给水排水 ，2012，38(9)：157～160

[2]舒青松．给水管网与二次供水系统的水质研究及运行维护和改造[J].给水排水，2010，36(1)：98—101.

[3]张卫金，张春玲．浅谈二次供水改造设计[u].科学观察，2008，(6)：84-85．

[4]张百川．城市二次供水改造对节水节能、安全供水的效果分析[J]．工程建设与 设计，2011，f7)：110—111．