高層建筑設(shè)計(jì)中二次供水污染防治問題探討
于長(zhǎng)亮¹ 王輝²
摘要：近年來，隨著城市人口的急劇增長(zhǎng)，城市建筑用地日趨緊張，目前各大中城市承建的居民建筑多以高層為主，這就給建筑給排水設(shè)計(jì)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。但與原水供水相比，二次供水的水質(zhì)更容易被污染，二次供水的安全性和可靠性更難以保障。二次供水設(shè)施是否按規(guī)定建設(shè)、設(shè)計(jì)及建設(shè)的優(yōu)劣直接關(guān)系到二次供水水質(zhì)、水壓和供水安全，直接影響到人民群眾正常的生產(chǎn)生活與健康。本文針對(duì)供水設(shè)計(jì)時(shí)從管材選取、高位水箱設(shè)計(jì)及給水方式設(shè)計(jì)三個(gè)方面對(duì)二次供水污染預(yù)防問題進(jìn)行分析并提出了相應(yīng)的措施。
關(guān)鍵詞：高層住宅 二次供水 管材選取 高位水箱 給水方式
近年來，隨著城市人口的急劇增長(zhǎng)，城市建筑用地日趨緊張，目前各大中城市承建的居民建筑多以高層為主，這就給建筑給排水設(shè)計(jì)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。眾所周知，十層的民用建筑高度至少在30米以上，即使以24米的公用建筑計(jì)算，市政供水管網(wǎng)也不存在直接供水的可能，必須進(jìn)行二次加壓才能滿足要求。因此可以說，二次供水是目前高層建筑供水的惟一選擇方式。但與原水供水相比，二次供水的水質(zhì)更容易被污染，二次供水的安全性和可靠性更難以保障。二次供水設(shè)施是否按規(guī)定建設(shè)、設(shè)計(jì)及建設(shè)的優(yōu)劣直接關(guān)系到二次供水水質(zhì)、水壓和供水安全，直接影響到人民群眾正常的生產(chǎn)生活與健康。
《標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定：凡是公建高度超過12米，住宅樓超過6層的，必須設(shè)計(jì)和建設(shè)二次供水設(shè)施，并與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)交付使用；二次供水設(shè)施必須有穩(wěn)定可靠的消毒措施和防倒流污染的措施；對(duì)于二次供水設(shè)施的材質(zhì)，應(yīng)優(yōu)先選用無滲漏的不銹鋼水箱和新型環(huán)�？咕�管材。因此在對(duì)高層住宅建筑進(jìn)行供水設(shè)計(jì)時(shí)，一定要從管材選取、高位水箱設(shè)計(jì)以及給水方式等方面給予足夠的重視最大限度地預(yù)防水質(zhì)的二次污染問題。
一， 設(shè)計(jì)時(shí)給水管材的選取對(duì)水質(zhì)的影響
當(dāng)前，我國(guó)城市干管主要采用的是鋼筋混凝土管或水泥砂漿襯里的鑄鐵管及鋼管等管材。從城市干管水質(zhì)來看，除余氯稍有降低，渾濁度、溶解性固體略有升高外，其他指標(biāo)與出廠水相比無明顯差異。大量的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，隨著自來水在用戶管滯留時(shí)間的增長(zhǎng)，水質(zhì)逐漸降低， 滯留時(shí)間超過24h，水質(zhì)嚴(yán)重惡化，且有異味。但經(jīng)過適當(dāng)排放后，水質(zhì)很快又恢復(fù)正常。
眾所周知我國(guó)的建筑給水包括生活給水、生產(chǎn)給水和消防給水，當(dāng)管徑為DN100及以下時(shí)，建筑給水管材多采用的是鍍鋅鋼管，這些管道幾乎沒有采用涂襯等措施，而我國(guó)城市自來水出廠水水質(zhì)有腐蝕傾向，致使鍍鋅鋼管腐蝕嚴(yán)重，從而污染水質(zhì)、污染衛(wèi)生器具，也使管道降低使用壽命。為此，我國(guó)建設(shè)部等四部委于1999年12月13日聯(lián)合頒布了“建住房（1999）295號(hào)文”《關(guān)于住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》，明確限期逐步禁止使用鍍鋅鋼管，鍍鋅鋼管在生活給水領(lǐng)域不再被選用，于是建筑給水管材形成熱點(diǎn)。
首先取代鍍鋅鋼管的是塑料管，塑料管的主要優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕，質(zhì)輕，易切割等。塑料管系列的管材品種繁多，主要有：聚氯類；聚乙烯類；聚丙烯類；聚丁烯類；硬管類。但由于管材市場(chǎng)的不規(guī)范，我國(guó)的塑料管管材價(jià)格出現(xiàn)過比管材原料還便宜的反常的倒掛現(xiàn)象，不腐蝕的塑料管不等于不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成污染。塑料管的污染有：添加劑含鉛；塑料管透光性造成管內(nèi)水生物繁衍而造成污染；其他填充料造成的污染。所以進(jìn)一步規(guī)范管材市場(chǎng)，提高塑料管的質(zhì)量才能取得人們的信任，也為塑料管的進(jìn)一步推廣奠定基礎(chǔ)。
其次是復(fù)合管，兩種不同材質(zhì)的管道復(fù)合在一起就是復(fù)合管。正由于復(fù)合管是兩種或兩種以上材料復(fù)合而成，而不同材料的線膨脹系數(shù)會(huì)有所不同，由此而帶來的問題就是復(fù)合管的離層，這和材料性質(zhì)、復(fù)合工藝、復(fù)合設(shè)備等因素有關(guān)，在環(huán)境溫度變化幅度較大的地區(qū)，在輸送熱水介質(zhì)的管道，復(fù)合管的離層問題是個(gè)難題。復(fù)合管的另一個(gè)問題是工地施工，截取、切割管道時(shí)也存在端口防腐問題,而且復(fù)合管多為小口徑管，由于技術(shù)原因往大口徑管發(fā)展受到限制。
現(xiàn)在大家目光又投向了金屬管，銅管曾受到青睞,多用于高標(biāo)準(zhǔn)建筑中，但高昂價(jià)格成為其推廣的瓶頸。不銹鋼管正逐步成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，不銹鋼管的主要優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性能好，主要缺點(diǎn)是價(jià)格稍貴。但經(jīng)過多年的努力，已解決了一系列的技術(shù)問題：⑴不銹鋼管的薄壁化；⑵在卡壓式連接的基礎(chǔ)上，發(fā)展出環(huán)壓式，雙卡式，內(nèi)插卡壓式等多種形式的連接方式；⑶在不影響水質(zhì)的前提下，進(jìn)一步降低不銹鋼管價(jià)格�？梢灶A(yù)見不銹鋼管的價(jià)格可與復(fù)合管持平，也可以預(yù)見不銹鋼管在生活給水、消防給水領(lǐng)域、包括冷熱水管和飲用凈水的廣泛應(yīng)用，從而真正解決管材對(duì)水質(zhì)的污染問題。
二、 高位水箱設(shè)計(jì)對(duì)水質(zhì)的影響
由于市政供水的一次供水壓力不可能滿足所有居住建筑和公共建筑的水壓要求，在建筑給水中設(shè)置高位水箱或進(jìn)行二次供水是必然的措施。這種設(shè)計(jì)是將市政管網(wǎng)的供水引至屋頂水箱，然后靠水箱與用水器具的高差，產(chǎn)生重力供水，從而克服了水壓水量的不穩(wěn)定性。但這種設(shè)計(jì)有其致命的缺點(diǎn)：
1、水箱容積對(duì)水質(zhì)影響。自來水廠曾對(duì)自來水在鋼板、玻璃鋼、鋼筋混凝土水箱中不同時(shí)間的水質(zhì)變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，自來水在水箱中貯存24h后，余氯為零。特別是夏季水溫較高，水中余氯含量迅速減小，12h后即為零�；�于上面的論述，對(duì)于高位水箱的容積除保證用量問題外，還要保證貯存水質(zhì)，其容積宜小不宜大，其前提是貯存時(shí)間不應(yīng)超過12h。如果水箱容積超過12h貯水時(shí)間，則應(yīng)采取分區(qū)供水的辦法，采用較小的容積的水箱。當(dāng)分區(qū)供水有困難時(shí)，則應(yīng)采取補(bǔ)充氯或其他消毒辦法，以保證水箱水質(zhì)。
2、凡是未清洗消毒的水箱其水質(zhì)常規(guī)四項(xiàng)（余氯、渾濁度、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群）指標(biāo)都合格的合格率低于10%，有的水箱由于表面涂料質(zhì)量較差，導(dǎo)致水箱中酚類超標(biāo)。所以應(yīng)對(duì)水箱定期清洗消毒。
3、為保證水箱的水質(zhì)，對(duì)于水箱的材質(zhì)，鋼質(zhì)水箱的涂層、水箱蓋的密封，溢水、放空管的防污染等問題都應(yīng)予以重視。
由于水箱供水存在二次污染嚴(yán)重、體積較大的缺點(diǎn)，因此實(shí)踐中不是萬不得已，一般不提倡使用這種方式。

三、供水方式設(shè)計(jì)對(duì)水質(zhì)的影響
從根本上要解決水箱對(duì)水質(zhì)的二次污染問題，關(guān)鍵還是要從給水方式的設(shè)計(jì)上尋找出路。二次供水的給水方式目前主要有以下四種：
⑴市政供水管網(wǎng)→水池→水泵→水箱→用戶，水箱供水方式；
⑵市政供水管網(wǎng)→水池→水泵→氣壓水罐→用戶，氣壓供水方式；
⑶市政供水管網(wǎng)→水池→變頻水泵→用戶，變頻供水方式；
⑷市政供水管網(wǎng)→水泵→用戶，管網(wǎng)疊壓供水方式。
可以看出，在前三種供水方式中都保留了水池，盡管有的取消了水箱，減少了污染的途徑，但水池的二次污染仍然存在。隨著人們對(duì)水質(zhì)的日益重視，對(duì)二次污染的高度關(guān)注，管網(wǎng)疊壓供水方式正是在這種情況下出現(xiàn)并逐步占領(lǐng)市場(chǎng)。管網(wǎng)疊壓供水方式又稱無負(fù)壓供水方式，或稱水泵直接吸水供水方式，將水泵從市政給水管網(wǎng)直接吸水，經(jīng)加壓后供水至用戶，整個(gè)環(huán)節(jié)不設(shè)水池，從而從根本上解決了水池的二次污染問題。管網(wǎng)疊壓供水方式的優(yōu)點(diǎn)除了無二次污染外，還有充分利用市政給水管網(wǎng)的水壓節(jié)能、節(jié)電的優(yōu)點(diǎn)。
早在1964年及1988我國(guó)建筑給水排水的設(shè)計(jì)規(guī)范曾就水泵直接從市政管網(wǎng)吸水作出過具體規(guī)定，但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件不成熟在實(shí)際工程中應(yīng)用并不多。但隨著新產(chǎn)品，新技術(shù)推廣這些情況發(fā)生了變化：一是倒流防止器等防回流污染裝置的問世；二是一些城市市政給水管網(wǎng)供水能力和供水條件的極大改善；三是管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備的定型化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和商品化；四是國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的借鑒，尤其是日本的管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)的借鑒，為管網(wǎng)疊壓供水方式的推廣提供了有力的技術(shù)支持。管網(wǎng)疊壓供水方式的推廣應(yīng)用將從根本上解決水箱二次污染的問題，從而滿足人們對(duì)生活水質(zhì)的要求。
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