內容提要:　本文對100米以下的高層建筑給水增壓系統常用的兩種方式——并聯分區供水和統一減壓分區供水的能耗進行分析，在此基礎上推出兩種不同供水方式初期投資和后期收益之間的關系，并最終得出結論。

　　關鍵詞: 并聯供水系統, 統一減壓供水系統, 區域聯合供水, 減壓閥

　　Abstract: In this paper, the 100 m below the high building water supply pressurization system of commonly used in two ways-parallel partition water supply and unified partition the energy consumption of the water supply pressure is analyzed, and based on this launch two different water supply way the initial investment and the relationship between the late earnings, and eventually concluded.

　　Key Words: parallel systems of water supply, unification of the reduced pressure water supply system, regional united water supply, pressure relief valves

　　中圖分類號： TU208 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、前言

　　隨著城市用地日益緊張，高層住宅在城市居住建筑中所占的比例日益增高。目前青島市市區內新開樓盤中幾乎都有高層住宅的身影，很多樓盤甚至全部采用高層住宅。高層住宅的建筑高度也隨著設計和建設水平的提高而不斷增長，30層以上的高層住宅已非常普遍。在這種情況下，二次供水的安全可靠及節能已成為給水設計中設計人員需重點考慮的因素。本文對高層住宅加壓供水施行不同的加壓方案能量損耗進行分析，拋磚引玉，對于不妥之處望廣大同指正。

　　2 、兩種供水方式能耗分析

　　高層建筑給水離不開增壓泵，其作用是將電能轉換為水流的動能和壓能。水流在行進過程中遇到各種阻力能量不斷降低，這些阻力包括：

　　1)水泵內部水頭損失;

　　2)管道沿程阻力損失;

　　3)各種管件，閥門、水表產生的局部水頭損失;

　　4)減壓閥減壓水頭損失。

　　另外在同一給水分區，除最高層外底部幾層因為末端器具水頭超過器具本身所需水頭而造成的壓力損失也可以看做是一種能量的浪費，這種損失同上述所列的1)、2)、3)條一樣，可以看做是無法避免的水頭損失。而上述第4條減壓閥減壓水頭損失可以通過水泵的并聯分區加以消除，其代價為增設一套低區水泵和一套低區給水管路系統。

　　下面以常見的26層高層住宅為例進行全減壓供水和變頻泵并聯分區供水的經濟性性進行比較。

　　為某26層高層住宅三種不同供水方式，層高按2.8m考慮：假如市政壓力可保證1-5層給水正常使用水壓，豎向分為4個給水壓力區，分別為1-5層、6-12層、13-19層、20-16層。其中圖(a)設一臺增壓泵，除市政壓力區外全部采用減壓閥減壓方式的分區供水系統，圖(b)和圖(c)除市政壓力外分別采用兩臺不同揚程的水泵并聯分區的供水系統。由于增壓區域分為三個區，無法將用戶按數量平攤給兩臺增壓泵，因此圖(b)和圖(c)的區別在于高壓區和低壓區水泵所承擔的層數不同，圖(b)中低區水泵負責6-12層供水;高區水泵負責13層以上樓層供水。圖(c)

　　中低區水泵負責6-19層供水;高區水泵負責20層以上樓層供水。就單獨建筑從理論上分析，圖(b)和圖(c)節能效果相同。但如何采用區域供水，具體采用何種方式應根據其他建筑高度而靈活采用。若其他建筑多為12層左右，則采用圖(b)形式合理;若其他建筑多為19層左右，則采用圖(c)形式合理。

　　(b)、(c)同(a)相比區別在于少設了一套減壓閥，多設了一套管路和低壓水泵。從短期經濟性分析，雖然采用圖(a)形式初期投資小，但從長期運行來分析，兩處減壓閥消耗的能量轉化為后期水泵運行的電費，使后期成本增加。而且12層處設置的減壓閥往往不能滿足《建筑給排水設計規范》3.4.9規定的減壓閥前閥后壓力差小于0.4MPa(可調式)或減壓比例小于3：1(比例式)的要求，往往需要串聯減壓閥，不僅提高了成本，也增加了前期安裝和后期維護管理的困難。而采用圖(b)、(c)的形式增設了一套低壓給水泵和低區給水管線，初期投資較圖(a)高一些，但減少了一組減壓閥，從而將圖(a)中低區減壓閥浪費的能量節省下來，后期電費較圖(a)低。

　　可見消耗的能量與減壓閥減壓的壓力差和通過的水量成正比。圖(a)中12層處減壓閥前后壓差最小值可按其與頂層垂直高度差記，按40m考慮。將V=1代入可得1噸水消耗能量，

　　WP1-WP2=1000×1×40×9.8=392000J=392kJ=0.109kWh

　　注：1kWh=1000W×3600s/1000=3600kJ

　　假設本樓每層住戶數按兩個單元共8戶，則由本減壓閥供水的6-12層住戶總數為8×7=56戶，每戶按3.5人考慮，居民生活用水定額(平均日)按130L/(人·d)考慮則每年經過此減壓閥的水量為

　　56×3.5×0.13×365=9300噸。

　　理論電耗：

　　9300×0.109=1014kWh。

　　3 、綜合成本分析

　　水泵并聯分區后增加一套增壓泵和一套管路，工程造價有所提高。但由于分區的同時也分流了用戶，每套管路的設計秒流量較統一供水有所降低，故選用變頻泵的流量及管徑可有所減少。而且每個單元低區可以省掉一套減壓閥，因此增加的費用約為：

　　增壓泵約8萬元。增壓設施為模塊化設備，水泵可視為一組模塊，單純水泵數量增加，其他模塊如氣壓罐、控制柜的成本在一定程度內變化幅度不大，僅僅增加了水泵這一模塊的成本。而且由于采用了并聯分區，高壓區和低壓區的設計秒流量都較原先合用泵時有所降低，因此水泵額定流量減少，可選擇規格更小的水泵機組。因此并聯分區后增壓設備價格并不是原來價格×2，而是在一定程度上有所增加。(本文中根據廠家提供的參考價格將并聯分區水泵增加的成本定為8萬元)

　　增設管道帶來的成本增加每棟樓約1萬元。由于減少了一組減壓閥組，且由于并聯分區分流了設計秒流量，主干管管徑經計算一般可比統一減壓合用管道時降低一級管徑，因此管道增加后的成本并非原先成本×2，而應綜合分析確定。(本文管材按常用的涂塑鋼管結合工程量定額進行分析，每棟樓由于并聯分區所增加的管材成本約1萬元)

　　水泵壽命按20年計，管道按50年計，則年折舊費用為80000/20+10000/50=4200元。

　　4 、綜合經濟比較

　　采用變頻泵并聯分區供水，每年省電費，按商用電1元/kWh計，為1014元。而設備折舊費用每年為4320元。每年節余為：

　　1014-4320= -3306元

　　從上面的結果看來，單棟建筑如采用變頻泵并聯分區供水從經濟上分析不如統一減壓供水。但居住小區往往由多棟單體樓組成，由設在泵房的增壓設施集中供水，如單體數量為12棟，則每年電費節省總數為：

　　1170×12=12165元

　　每棟樓要增加管道，水泵壽命仍按20年計，管道按50年計，則年折舊費用為80000/20+12×16000/50=7840元。每年節余為：

　　12165-7840=4325元

　　經上述對比不難發現，在多棟建筑采用統一的增壓設施進行區域集中供水的情況下，變頻泵并聯分區供水比統一減壓供水擁有較高的長期經濟效益。不僅如此，并聯分區供水方式由于減少了減壓閥的使用量，可減少噪聲，以及減壓閥的維護維修費用，具有一定的環境效益。

　　5 、總結

　　工程設計中采用變頻泵分區供水方式還是統一減壓供水方式，應當根據工程的實際情況，近遠期相結合，進行經濟技術對比，具體工程具體分析：

　　對于多棟建筑的區域聯合供水系統，或用水量特別大的大型公共建筑，采用并聯分區供水擁有較高的長期經濟效益。特別是當層高不一致，只有少數幾棟建筑的高度明顯高于其他建筑時，對這幾棟高的單體采用獨立的高區供水，而在較低的建筑上只需低區泵供水即可滿足壓力要求，既不需要另外增設一套管路，又可以省掉一套減壓閥，相比統一減壓供水有著近期和遠期雙重經濟效益。

　　對于單棟用水量較小的高層建筑，當使用變頻增壓水泵供水時，若采用變頻泵并聯分區供水，由于初期投資大，節能的經濟效益不明顯，甚至不抵由此所增加設備和管道的折舊費，因此仍建議采用統一減壓供水。

　　參考資料

　　1.《建筑給水排水設計規范》 GB50015-2003

　　2.《室外給水設計規范》 GB50013-2006