時間：2022-07-21 16:29:22
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無負壓供水設備，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】無負壓給水；市場準入制度；行業標準與規范
隨著城市的發展，城市生活供水二次加壓泵站已經是居民小區和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分，這是因為目前城市給水管網局部水壓不夠高，還不能將水直接送到高層用戶，這樣就必須先將市政自來水泄至水池或水箱，然后通過二次加壓泵站將水供給到用戶，以保證每一個用戶的用水要求。但由于管理不善、水池、水箱缺乏定期的清洗、二次消毒措施失效以及系統本身的缺陷，造成的水質二次污染已直接影響了供水水質安全，甚至產生了嚴重的水質污染事故。因此保障二次加壓泵站飲用水質量與安全是不僅是衛生、水務、自來水公司等政府部門的頭等大事，同是也是用戶管理單位與供水設備生產廠家的急需解決的事情。另外隨著國民經濟的高度發展與社會的進步，各地自來水公司供水能力的不斷加強，曾經的定時定量供水為已成為歷史，也為開發與研制新型環保節能供水設備提供了決定性的條件。
正是在以上相關的背景下，無負壓給水設備的研制成功并引入市場彌補了傳統供水方式的不足。中國第一臺無負壓供水設備于上個世紀九十年代中期研制成功并投放市場，但由于供水系統的法規要求和消費者的觀念滯后，無負壓產品一直沒能得到推廣使用。我國《城市供水條例》中曾規定：“禁止在城市管網公共供水管道上直接裝泵抽水。”這是因為抽水時可能產生的負壓會干擾水力工況，影響周圍用水，甚至造成管網破壞。所以在工程設計時首先建一個水池或水箱，再用增壓泵加壓到用戶供水管網。直到2003年“非典”期間，人們才對二次供水污染的嚴重性有了清醒的認識，特別是經過北京局部區域使用后，無負壓供水設備所具備的徹底解決二次供水污染、節約能耗等優點，終于引起人們廣泛的關注。2004年，北京市政府文件中將上述《城市供水條例》相關條款解禁，山東等省份緊隨其后相繼出臺試用細則。現該類產品在北京已有近千臺套產品在使用中，山東、福建、天津、廣州等地區應用也較多。加之這種設備在節能、節水、節地、節省建設資金等方面具有顯著優勢，成為了取代水池、水箱等傳統二次供水設施的首選設備，從而導致市場需求驟然升溫。
無負壓供水系統是在傳統變頻恒壓供水系統的基礎上發展起來的一種新型供水方式，它不是水泵、管件閥門、罐體和控制柜的簡單組合，而是集機械、電子、信息、自控技術為一體的高科技產品。隨著無負壓供水概念發展的深入，越來越多的科研單位及生產企業對無負壓技術進行了深入的研究，并取得了比較豐碩的成果。在國內無負壓技術根據市場上現有無負壓的給水設備工作原理進行分析，無負壓供水系統主要由變頻調速水泵機組、穩流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器等設備組成。根據其實現無負壓功能原理的不同，大體可以分為以下幾種形式：
（一）穩流補償器和真空抑制器控制模式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時，真空抑制器打開，空氣進入穩流補償器中，使原本封閉的補償器變為斷流水箱，抑制負壓產生，另在穩流補償器中設置液位控制，當低于低位時，水泵停止工作。
（二）自控限流模式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時，通過壓力傳感信號的反饋，采取限制變頻器，使水泵不超量取水，而當市政管網供水滿足要求時，系統恢復正常。
（三）壓力控制點方式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時，直起變流量恒壓供水泵，待供水滿足要求后，系統恢復正常。
盡管無負壓供水設備企業這幾年發展很快，但它在相關標準以及技術環節等方面還是存在以下不足：首先，它的應用具有一定的限制性。由于它缺少二次儲水裝置，市政供水一旦有故障，整個設備停止運行而處于停水狀態，因此對于那些不能間斷供水的特殊用戶，它并不適用。其次，由于它是一種新型的設備，技術環節還有待于進一步成熟，應用條件也有待于市政供水條件的變化而不斷完善。再次，也是更為關鍵一點，整個行業無國家統一標準可依、可行，各企業都按自己的企業標準進行生產，因此在實際應用過程中難免會出現一些問題。據不完全統計，現在無負壓設備生產企業已從三、四年前的十余家猛增到近千家。這些企業規模大小不等，技術與售后服務也千差萬別，最大的資產上億元，擁有先進的數字化生產線，小的只有十幾人手工作坊式生產，拋開技術因素不談，其質量的差距便可能天壤之別。僅是如何使產品不產生負壓一項，各企業使用的方法就不盡相同，造成產品質量參差不齊。另外該設備是在一定條件下才能應用的，對管網壓力，供水量等都有一定要求，但有部分企業忽視了這些要求，在一個位置定點取水，抽水過量，致使管網供水不足的停水現象。因此如果不加限制地允許無負壓設備接入管網，有可能使管網超過承受能力，也有可能使劣質產品乘機充斥市場，給用戶用水和管網安全帶來隱患。
正因為無負壓供水設備具有特殊性與重要性，它關系到廣大人民群眾的生命健康，所以現在無負壓供水設備行業的狀況令人擔憂。因此，必要的措施是：首先要參照國外的成功經驗并結合國內的實際應用情況，盡快制定國家標準與規范，來指導企業生產經營，并鼓勵企業自主創新，能研制出既符合國家標準又具有企業特色的技術含量高、質量過硬的產品，并增強企業的服務與參與意識；其次要保護知識產權，要認真審查企業的技術來源，以杜絕那些剽竊技術、侵害知識產權的不法行為；再次應該設立科學，合理的企業準入條件，由一家或幾家企業壟斷市場固然不利于技術提高和行業進步，但無原則的一窩蜂涌入同樣不是市場經濟的真正詮釋。因此參照國內外相關（下接第172頁）（上接第171頁）行業的規定，對企業資金規模、生產條件、技術力量、售后服務等制定硬性指標，限定企業的主要經營項目必須的是供水產品，這樣能保證生產企業的實力和所生產的產品與其所承擔的售后服務責任相匹配，也有利于行業有序、規范發展；最后應發展真正意義上的行業協會，由協會同各企業攜起手來，共同制定游戲規則，維護用戶、企業以及國家的利益，保證這個行業能得到持續發展。通過以上措施，相信對引導社會投資方向，對無負壓行業、消費者利益和知識產權保護乃至整個國民經濟的健康發展都將產生積極意義，使無負壓給水設備的使用更科學、更合理、更環保、更節能，真正造福于廣大人民群眾。
【參考文獻】
[1]姚宏，田盛．二次加壓泵站運行現狀及節能改造措施淺析[J]．節能技術，2002，（4）．
關鍵詞：無負壓；變頻設備；節能
在全民“低碳節能”的環保意識日益加深的大環境下，為適應社會節能環保的發展要求，同時也為合理節約建筑運營成本，成熟的建設方在項目立項之初就將節能思想貫徹始終，不僅考慮建設成本，更注重運營期的整體成本，功耗大、數量多的用電設備尤為注重選型，作為建筑基本功能要求的供水設備便是其中之一，自動給水設備的高效節能、無水源污染、低噪音、操作方便、運行可靠成為選型的主要標準。隨著市政管網規劃的日趨成熟完善，無負壓變頻供水設備的發展空間也進一步得以擴展。
1無負壓變頻供水的定義
隨著我國社會主義現代化建設事業的持續發展，給排水設備也在不斷提高，從過去老式的水泵加屋頂水箱到現在的變頻供水。近年來又一新型的供水設備出現―――無負壓變頻供水，它是在變頻供水設備上發展起來的，主要由無負壓調節罐、水泵、氣壓罐、智能控制系統等組成。在采用獨特的預壓平衡技術、負壓反饋技術、真空抑制技術及信號采集分析處理技術的基礎上，無負壓變頻供水以完全和空氣隔絕、外界管網不受影響為前提，利用原有自來水管網壓力進行高效節能供水的一種二次加壓方式。
2無負壓變頻供水節能設備原理及方式
2.1無負壓變頻供水節能設備原理
通過安裝在出水管網上的壓力傳感器，把出口壓力信號變成4-20mA的標準信號送入PID調節器，經運算與給定的壓力進行比較，得出一比較參數，送給變頻器，由變頻器控制電機的轉速，調節系統的供水量，使供水管網上的壓力保持在給定的壓力上，當用水量超過一臺泵的供水量時，通過PLC控制切換器進行加泵。根據用水量的大小由PLC控制工作泵的數量增減及變頻器對水泵的調速，實現恒壓供水。當供水負載變化時，輸入電機的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構成了以設定壓力為基準的閉環控制系統。此外，系統還設有多種保護功能，充分保證了水泵地及時維修和系統的正常供水。
2.2無負壓變頻供水節能設備供水方式
無負壓變頻供水是在變頻供水基礎上發展起來的新型供水方式，由于該方式封閉運行無污染、節省占地面積、可利用管網壓力疊壓供水達到節能的目的，深受房地產開發商的青睞，該方式因不產生負壓對市政管網不造成任何危害，也得到了建設部和主要大中城市供水部門的認可。因此我們可以把無負壓變頻供水列為供水設備發展的新階段。
3無負壓變頻供水節能設備性能特點
3.1價格合理
變頻調速供水系統價格適中，采用多臺泵進行循環工作，系統根據供水量要求啟動一臺或多臺主工作水泵，全部水泵的啟動均用變頻器進行軟啟動，系統電氣及機械沖擊很小；對于幾臺主泵的運行系統遵循先開先停、后開后停、循環變頻啟停、工作機會均等的原則進行選擇工作，能有效延長每臺水泵使用壽命.
3.2可靠性強
變頻調速供水系統價格適中，采用了微機智能與全自動應急檢測雙保險控制模式，各臺泵均配備了獨立的變頻器或軟啟動器，從而形成多通道控制，使變頻調速供水設備可靠性極強。
3.3高效節能
變頻調速供水系統價格適中，采用穩壓罐穩壓貯能與變頻調速技術相結合，自動調速雙重節能。
3.4人機界面觸摸面板操作，設定參數靈活方便
控制柜操作面板設有人機界面顯示（觸摸顯示屏），在人機界面上可通過觸摸式按鍵靈活設定工作壓力、頻率下限、加速時間、減速時間、換泵時間、壓力傳感器量程等各種工作參數，能夠顯示系統時間、系統壓力、設定壓力，各泵工作狀態等參數，并能在人機界面內查閱各種故障原因及處理方法。
3.5功能完善
變頻調速供水系統價格適中，采用現代電子技術，微機控制與檢測傳感技術相結合，使產品功能完善，性能優異。主控智能自動化，機電一體化，穩壓罐穩壓系統，使變頻調速供水設備設在全流量范圍內及變壓供水，具有水源自吸，過濾，曝氣功能。在非常狀態故障逢檢保護報警，語言顯示功能。
3.6變頻調速供水系統價格適中，控制元件選擇檔次高
變頻控制系統的核心部件變頻調速器、可編程控制器、人機界面、空氣開關、交流接觸器、熱繼電器均采用國際品牌產品，確保各元件之間具有最佳的配合，使得整個變頻調速供水設備系統的穩定性和可靠性進一步提高。可根據用戶的不同需要或不同的應用場合而選擇不同的品牌，如西門子、三菱、富士、ABB、施耐德、梅蘭日蘭等。控制系統豐富的管理及過程控制軟件，由本公司專業工程師精心編制，實現了真正的人機對話以及參數設置窗口化、提問化，使得用戶使用起來簡單明了，即使初用者也只需通過人機界面的中文幫助功能進行正確的操作，所有的故障都將由系統進行監測、監控，并能準確指導用戶進行排除。高品質的電氣元件保證了控制系統具有更高的可靠性，大大降低了設備的故障率，提高了使用壽命。
3.7 變頻調速供水系統價格適中，技術先進，自動化程度高，響應極快、精度極高，穩定性極好，可靠性極高，能確保系統在復雜的工況下，長期無故障運行，并具有強大的通訊功能和豐富的擴展功能。
3.8 變頻調速供水系統價格適中，高效節能。采用進口變頻器，按需要設定供水壓力，根據管網用水量來變頻調節水泵轉速，使水泵始終在高效率工況下運行，變頻調速供水設備同普通的無塔供水設備相比，節能效果達20%。
3.9 變頻調速供水系統價格適中，采用觸摸式按鈕操作。變頻調速供水設備手動部分均采用集成電路制成的觸摸式按鍵操作，不僅比采用傳統的按鈕、指示燈、轉換開關操作使用方便，而且美觀大方，使用壽命長。
4無負壓變頻供水節能設備優勢
4.1供水管網壓力穩定
設備由微機構成自動閉環控制，能在0.5秒內使變化的壓力恢復正常，壓力調節精度為設定值的±5%。
4.2供水功能全，保險系數高
設備局部出現故障時，能啟用應急功能繼續供水。該設備可與市政供水網自動并網運行，并具有雙恒壓功能，即能滿足生活生產用水的正常壓力和流量，有能在出現火情時自動轉換為高壓大流量供水，可一機多用。
4.3節能環保
直接與自來水管網串聯對接，而且能充分利用市政管網原有的壓力，可達到降低能耗的目的。據“供水設備推廣中心”專業調查資料顯示，節電一般可達50%～90%以上。循環利用水池水箱內的水，可避免水源污染。
總之，相信，在市政管理、設計、用戶及制造商的共同努力下，無負壓給水設備的使用將會更科學、合理、環保、節能，為廣大人民群眾造福。
參考文獻：
關鍵詞：無負壓(疊壓)供水設備；環保；節能
該工程屬于一類高層建筑，一層至頂層為住宅樓。住宅部分生活給水系統分為高、中、低區3個系統：低區為1～4層。中區為5～17層，高區為18層至頂層，生活給水水源由市政自來水給水管網供給，供水管網輸出端壓力約為0.2MPa，傳統的中、高區由設于室內泵房的生活給水變頻泵組和生活水池聯合加壓供給，室內生活調節水池需120m3，此供水系統已不能滿足當前城市供水現代化要求，綜合環保節能等技術要求，經專家論證決定采用無負壓(疊壓)供水設備來解決該工程的供水問題。
1 無負壓供水設備的優點
(1)設備投資省，占地面積小，無需修建蓄水池或水箱，也不需設置大型氣壓罐，一節省了投資，充分利用了自來水管網1次供水壓力，加壓泵選型可以減小，設備投資減少。二節約了系統占地面積，充分利用節約的土地提高地產利用率，符合國家節約土地資源的要求。
(2)衛生無污染，供水系統從自來水管網至用戶水龍頭為全密封結構，污染物不會進入系統；水體不與空氣直接接觸，過流部件采用食品級不銹鋼制作，不對水質產生污染。
(3)節能效果顯著，設備直接與自來水管網串接，在自來水廠一次供水管網壓力的基礎上疊加所需的壓力，差多少，補多少，能充分利用管網的余壓；用水低峰期，設備甚至不需運行，節能效果顯著，與傳統給水設備比，節能達30％～60％。
(4)安裝簡便，無負壓疊壓供水設備為成套供應用戶，現場只需聯接進出水管，施工周期短，安裝簡單。
(5)運行成本低，由于加壓泵的選型較小，而且可采用多泵關聯供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水壓力供水，設備不需啟泵或只啟動1臺泵足以滿足用水需要，用水高峰時才會啟動其他泵。因此，設備運行過程中能耗非常低，降低了運行成本。
(6)停電不會停止供水，由于設備有一條公共供水管路與用戶管網直接相通，在停電時加壓泵雖停止工作，但自來水廠一次供水壓力仍可維持供水。
(7)管理維護簡便，無負壓疊壓供水設備為微機全自動控制變頻調速運行，停電設備自動停機，來電自動開機，完善的故障檢測、診斷技術和報警提醒使得設備的管理維護異常簡便；由于不會產生污染，因此無需麻煩的清洗工作。
2 無負壓供水設備的工作原理
自來水管網的水通過進水管道部分進入穩流補償罐，穩流補償罐內空氣通過負壓消除器排出，直至罐內水滿，設備通電置于自動工作狀態。控制系統對設備進水總管壓力與用戶管網壓力實時檢測，并將壓力信號轉換為數字信號儲存于寄存器中，與預先從觸摸式人機界面設置的并儲存于寄存器的壓力設定值進行閉環運算，并將結果轉換為模擬量以控制變頻器的輸出頻率，控制水泵的運行轉速，在市政供水量大于用戶用水量時根據用戶管網壓力自動調節水泵轉速，保證用戶管網壓力恒定；在市政供水量小于用戶用水量時，及時調低水泵轉速，控制供給用戶的水量，確保給水設備不對市政管網產生。
3 無負壓供水設備的設計特點
(1)變頻供水系統關鍵的調節部件是變頻器，控制設備是可編程控制器和人機界面觸摸屏，采用雙變頻器交互切換的設計，在水泵切換時，能保證系統水壓不會波動。
(2)穩流罐選擇不銹鋼穩流罐，該罐為立式或臥式結構，嚴格按照國標GBl50《鋼制壓力容器》生產。穩流材質采用SUS304-2B食品級不銹鋼，具有較強的耐腐性，符合國家衛生飲用水設備標準；穩流罐耐壓0.6MPa，具有較好的氣密性；罐體進出口為法蘭連接方式，方便與系統其他設備的連接；穩流罐下方設置有排污口。側面安裝了不銹鋼液位計，罐中水位情況一目了然，整個罐體采用鏡面拋光技術，十分美觀。
(3)無負壓供水設備選用不銹鋼浮球式負壓消除裝置。加裝空氣過濾器，將空氣與水隔開，杜絕污染，過濾級別為F5；≥5μm微粒去除率為99％；≤1μm微粒去除率為70％。
(4)設計雙重防止產生負壓，一是裝在穩流罐上的負壓抑制器在管網供水量小于用戶用水量時自動開啟，通過導氣口將穩流器與大氣導通，以避免市政管網產生負壓；二是在穩流器與市政管網連接管道上裝有壓力傳感器，由微機實時進行檢測，當壓力值過低時微機向變頻器發出降低運行頻率指令，控制變頻器輸出頻率，調低水泵工作轉速，從而調低設備供水量，使設備供水量不大于市政管網供水量，這樣也保證了穩流器不會對市政管網形成負壓吸水的現象。
(5)沒備與管網連接處加裝倒流防止器(防污隔斷閥)，能夠將供水沒備內同流水帶來的污染與市政管網完全隔開，泵組設備為整機結構，由不銹鋼管或鋼骨架塑料復合管連接而成。
(6)系統中設置了膈膜氣壓罐。氣壓罐有緩沖和保壓的功能，配合節能型供水軟件，系統可以實現小流量“保壓停機”功能，可以大大節約運行費用。
(7)噪聲考慮。①選用低噪聲電機和沖壓水泵，采用改變變頻器載波頻率的方式來降低從供水設備上發出的噪音。②水泵基礎安放減振器，水泵進出口等相連端采用橡膠軟接。
4 無負壓供水設備自控功能
無負壓供水設備設置有兩種工作方式：手動、自動。
(1)手動方式是可靠而又最簡單的方式。
(2)自動工作方式是正常工作方式，有以下特點：①自動系統每套可控制2～5臺水泵進行互為備臺的工作，水泵的運行，遵循先開先停、先停先開、工作時間均衡的原則，各泵的工作強度相當，避免某臺水泵長期使用引起過度磨損或銹蝕，從而有效延長每臺水泵的使用壽命。②方便用戶使用，該系統采用可觸摸式人機界面。③實現水泵恒壓運行，壓力值輸出精度有效保證在0.01MPa內，通過計算機模擬管網特性曲線，調整水泵工作在高效區，整機效果更佳。④系統具備運行、停止及故障顯示功能等。
5 無負壓供水設備環保、節能分析
(1)節水方面，無負壓供水設備采用全密閉結構系統，徹底防止了蓄水池的溢、滲、滴、漏等浪費水資源的現象，同時也節省了定期清洗水箱時而造成對水資源的浪費。
(2)占地方面，傳統供水方式需設置蓄水池或高位水箱，在此蓄水池或高位水箱凈高均按2.5m計，則蓄水池占地面積約140m2，而采用無負壓供水方案可節省占地面積約140m2，這部分節省的面積作車庫或倉庫等。按3 000元/m2。計，則可節省約42萬元的占地費用。
(3)管理費用，傳統供水方案所設水箱應每半年清洗1次，還要停水1d，在管理上還存在對供水安全的擔憂，并需要增加必要的安全防護措施費用。水箱按50元/m2考慮清潔費和檢疫檢驗費，其地下水箱的清洗面積約400m2，每年的管理維護費用約50元/m2×400m2×2次=4萬元，年，按15年考慮，則需約60萬元的管理維護費用，而采用無負壓供水方案則可節省此筆管理費用。另外，無負壓供水設備采用全自動運行，不需要設專人看護管理，傳統的供水方式自動化程度低，需設專人值班，按2人，每人工資按1萬元，年考慮，采用無負壓供水方案每年可節省人工福利費約2萬元/年，可節省設備每年保養費約1萬元，年，按15年考慮，則人工福利費及設備保養費約45萬元。
(4)節能分析，無負壓供水設備可充分利用自來水管網壓力，采用變頻調速，水泵電機在微機的控制下，根據自來水的壓力調節電機的轉速，只對自來水的進水壓力和所需壓力進行補壓，當自來水的壓力滿足要求時設備就停止工作，節能效果非常明顯，分析如下：以該工程為例，自來水管網平時供水壓力為0.25MPa，高峰期供水壓力為0.15MPa，設計用水量為80m3/h，最大秒流量為40L/s，最高層需供水壓力100m，選用無負壓供水設備采用分區供水方式，低區流量5L/s，供水壓力50m；高區流量20L/s，供水壓力100m；考慮自來水供水壓力的不穩定性和克服阻力所損耗的壓力，高峰期利用自來水管網壓力0.12MPa，則低區供水壓力為38m，高區為88m，低峰期自來水管網壓力為0.25MPa，同上可利用的壓力為0.22MPa。根據用水規律，用水高峰約2H，中峰約5h，低峰約7h，小流保壓期約10h，則水泵每天電耗EP可通過下列公式計算，低區為例：
EP＝pTQmHA／102ηp 式中：p：水的密度，1.03kg/L
T：及泵運行時間，h；
Qm：單位時問流量，L/s；
H：揚程，m；
A：變頻節能系數；
ηp：水泵、電機和傳動裝置的總運行效率根據水泵樣本確定。
高峰期EPl=19.19kW.h，中峰期EP2=20.7kW.h，低峰期EP3=13.85kW.h，小流量保壓時間為10h，耗電基本為零，故低區EP=53.74 kW.h。
同上，高區EP=133.28kW.h，則水泵每年運行電耗為187.02kW.h/天*365天*0.8元/kW.h=5.46萬元/年。
傳統供水方案按選用2臺37 kW水泵，水泵工頻運行，水泵按每天10h運行，則每天電耗W=370kW.h/天，那么每年運行電耗E1=370kW.h/天×365天×0.8元/W.h=10.8萬元，年。
綜上與傳統供水相比，選用無負壓供水設備可節省年運行電耗5.34萬元，年，以運行15年考慮，則可節省運行費用約80萬元。
關鍵詞：住宅小區；無負壓系統；節能
深圳某花園（下稱A花園）紅線范圍內增加A1地鐵口后，占用了地下室設備房的面積，使水泵房的使用面積減少。根據水泵房的平面布置，若采用傳統的鋼筋混凝土水池，占地約60平米；如果選用不銹鋼水池，占地面積更大，將沒有足夠的位置擺放變頻設備。要滿足水泵房的面積需求，有兩種辦法：
第一：占用車位面積，大約占用3、4個車位的面積；
第二：采用無負壓供水系統，將會節省水池占地面積。
那么到底該采用方法一還是方法二呢？首先來了解一下什么是無負壓系統。
1 無負壓系統概念
無負壓系統是通過檢測設備進出水口的管網壓力，利用微機控制系統，將實際供水壓力與設定壓力比較，通過變頻器調節水泵轉速，使出水口壓力始終穩定在設定范圍內，實現恒壓給水，確保進水口不產生負壓，設備與市政自來水管網直接串接，充分利用管網原有的壓力。
2 工程實例
筆者曾參觀了位于深圳福田區的某小區B花園，該花園共有450戶，采用了無負壓給水系統，并且已經運行了將近一年。該小區所在的片區，市政供水壓力相對較低，低于2公斤，所以按照水務集團的要求設置了智能無負壓增壓水箱（詳見圖一）。無負壓增壓水箱以及增壓罐占地約10平米左右，面積較為節省，觀感也不錯。圖一所示為加壓泵，圖二所示為無負壓智能增壓水箱：
3 無負壓給水設備與傳統變頻泵+水池供水的優劣比較
傳統的水池+變頻泵供水無負壓系統供水
供水方式自來水全部放入水池中,再二次加壓供水；若市政供水中斷，可以通過水池儲存水，解決短時間供水與自來水管道直接串接加壓供水,可充分利用自來水原有的壓力，缺點是若市政供水中斷，整個小區將會斷水
供水質量純凈的自來水全部放入水池中,各種雜物極易進入水池,容易污染水源 純凈的自來水經過設備加壓后直接供給住戶,穩流補償器防腐處理,密封連接,水源沒有污染,水質質量好
節水情況跑、冒、滴、漏、滲比較普遍 全封閉結構，杜絕了跑、冒、滴、漏
節能情況自來水過來的水全部放入水池，原來的壓力全部變為零，再從零開始重新加壓供水，能量浪費，耗能大，設備運行費用高，使用不經濟與自來水管道直接串接，可充分利用自來水管道原有的壓力，自來水滿足要求時，設備就停止工作，節能效果顯著，耗能小，設備運行費用低，使用經濟
安裝情況工程量大，安裝麻煩，工期長、設備占地面積大成套設備出廠，到現場后，自來水進水管和出水管直接與設備對接即可，安裝簡單，施工周期短，占地面積小
投資情況設水池，設備占地面積大。耗能大，長期費用高。但工程投資小。節省的占地面積可用于車位。節省日常用電開支，使用經濟。但是一次性投資費用高。
3.1 A花園總層高接近100米，按100米考慮，分四個區進行供水。其采用無負壓供水系統與水池+變頻泵加壓供水選材對比：
（1）水池+變頻泵加壓供水
①1區：市政直供，無加壓設備。
②2區：主泵兩臺7.5KW，輔泵兩臺3KW，加氣壓罐和其他附件。
③3區：主泵兩臺11KW，輔泵兩臺5.5KW，加氣壓罐和其他附件。
④4區：主泵兩臺15KW，輔泵兩臺7.5KW，加氣壓罐和其他附件。
⑤混凝士水池180立方。
（2）無負壓供水
①1區：市政直供，無加壓設備。
②2區：設備型號80ZWG2/VLR16-70，泵兩臺5.5KW（一用一備）投資35萬。
③3區：設備型號80ZWG2/VLR16-80，泵兩臺7.5KW（一用一備）投資39萬。
④4區：設備型號80ZWG2/VLR16-120，泵兩臺11KW（一用一備）投資44萬。
⑤無負壓設備均為成套設備，含附件。負壓設備均采用不銹鋼材質，控制柜采用進口元器件變頻。
3.2 水池+變頻泵加壓供水和無負壓供水設備經濟性對比：
（1） 占地面積比較
以A花園為例，無負壓供水系統與傳統傳統混凝土水池+變頻泵加壓供水節省了60多平方，3個車位的面積。（該片區目前車位的價格在20萬以上）如果采用不銹鋼水池+變頻泵加壓供水，除多占用三個車位之外，建筑給定的設備房面積無法布置消防加壓泵，如圖3：
（2） 一次性投資比較
混凝土水池+變頻泵加壓供水，一次性投資大約40萬左右；如果采用不銹鋼水池，比混凝土水池造價大約增加15萬左右。而無負壓系統：一次性投資100萬左右，比混凝土水池+變頻泵加壓供水高出60萬，比不銹鋼+變頻泵加壓供水高出45萬左右。
（3）無負壓系統比傳統水池+變頻泵加壓供水節省的電費
25.5×6×365×5×0.68=189873元。
關鍵詞：無負壓變頻恒壓供水，基本原理，技術要求，應用
中圖分類號： TV674 文獻標識碼： A 文章編號：
1、無負壓變頻恒壓供水的定義及基本原理
隨著我國社會主義現代化建設事業的持續發展，給排水設備也在不斷提高，從過去老式的水泵加屋頂水箱到現在的變頻供水。近年來又一新型的供水設備出現———無負壓變頻恒壓供水，它是在變頻恒壓供水設備上發展起來的，主要由無負壓調節罐、水泵、氣壓罐、智能控制系統等組成。這種裝置的主要工作原理是，把小區供水系統的開式進水水池，變成容積較小的閉式進水箱，并在蓄水罐上安裝一個真空消除器V.E，消除高峰負荷時罐內的負壓，從而造成對市政自來水管網的直接抽吸作用，以滿足自來水管網安全運行的要求，如圖1所示。真空消除器其實就是一個壓力窗口器，保持罐內的壓力P0跟隨自來水管網供水壓力變化，即在0～市政自來水管網正常壓力之間變化。罐內壓力低于下限，真空消除器打開，使空氣進入罐內；罐內壓力高于上限，真空消除器打開，放掉罐內的一些空氣。即只有罐內壓力低于下限、高于上限時，真空閥才打開，以便進氣或排氣。如果罐內壓力在下限、上限之間時，真空閥是關閉的。由于市政自來水管網20mH2 O左右的壓頭P0在進入小區進水灌時沒有節流損失掉，因此小區供水系統的變頻水泵P1在小區供水時就可以減少20mH2 O左右的揚程，從而達到節能供水的目的。
2、無負壓變頻恒壓供水的特點
無負壓變頻恒壓供水系統是在傳統恒壓供水系統的基礎上發展起來的一種新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接從市政供水管網上吸水，通過先進的自動控制系統對泵前和泵后壓力進行調節。無負壓供水系統具有以下優點：
1) 清潔衛生。由于取消了泵前的水池或水箱，實現了全封閉供水，根本上杜絕了自來水在水池或水箱中滯留時與空氣接觸而產生的水質污染。
2) 節能高效，操作簡便。設備根據用水情況對水泵進行變頻調速運行，加上市政管網原有的壓力疊加，經測試可節能30％～45％，作為變頻(恒壓)變流量給水設備的更新換代產品，采用觸摸屏監控，設備的運行情況一目了然，操作簡便。
3) 投資少、占地少、安裝簡便。免去建設水池的投資，減少了水池的占地面積，整套設備工廠化制作，便于安裝。
但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整個設備癱瘓,將處于停水狀態。
3、無負壓變頻供水設備技術要求
無負壓變頻供水設備必須滿足下列技術要求：
1、無負壓供水設備必須滿足市政管網的約束條件
①、任何情況下均不允許超量取水現象。無負壓管網直供水設備應保證在城市供水管網限定的流量下運轉，任何時候都不會超限量取水，根本不會在負壓下強行抽水，維護供水管網的運行安全和相鄰用戶的用水穩定。
②、不產生管路負壓、積氣和回流現象。無負壓管網直供水設備應具有防止負壓、壓力振蕩、回流的有效功能。
2、必須安全、穩定的向用戶恒壓供水
①、無負壓管網直供水設備應采用水泵出水端壓力恒定控制或供水管路最不利點恒壓控制的方式。壓力值可以在現場試水時設定和調整，以達到用戶用水壓力滿意為準。 ②、恒壓控制穩態精度要求：設定壓力與實際壓力差不得超過±0.01MPa。 ③、控制系統動態性能要求：必須平滑、穩定的進行調節，不產生調節震蕩，并且響應速度合理。避免水流喘振、斷流和水擊現象出現。 ④、無負壓管網直供水設備應具備的控制功能要求：必須具有兩臺泵定時切換功能。故障報警停泵功能。進水壓力控制設定上限壓力，開泵時水泵能根據設定壓力值自動升降轉速調節出水壓力，達到下限壓力時停泵。必須設有手動開關泵按鈕，當自動功能出現故障時必須手動開關水泵，不至于影響用戶用水和市政管網運行的安全。
3、對無負壓管網直供水設備制作與安裝要求 ①、變頻控制柜內電器元件必須采用如下國外知名品牌產品：施耐德、ABB或西門子，水泵變頻器必須采用采用以下水泵專用變頻器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用變頻器，控制柜外殼應噴塑。控制柜面板上各種指示燈及儀器齊全，指示牌指示準確清晰，距離2米可辨清指示牌內容。變頻柜需要BA系統集成，并提供對江森、霍尼偉爾、西門子樓控系統開放的通信接口。無負壓變頻供水設備須具備但不限于以下BA功能：各泵運行狀態、各泵的故障狀態、給水管網壓力。 ②、設備進水壓力控制應用壓力傳感器控制或遠傳壓力表，不能使用電接點壓力表。出水壓力可選用壓力傳感或是遠傳壓力表，進水最好使用壓力傳感器。 ③、水泵必須采用以下國外知名品牌：格蘭富（CR系列）、ITT（SV系列）或威樂不銹鋼水泵，設備進水口所用水泵、水罐、管材、閥門、管件等所有涉水機械、器材應符合國家《生活飲用水衛生監督管理辦法》的規定，設備中的不銹鋼材料均采用SUS304食品級不銹鋼制作，不得使用工業用產品。水泵進出口必須采用不銹鋼波紋管連接。④.對無負壓變頻供水設備配置要求為：兩臺水泵，一用一備 ，即一臺水泵可以零流量連續調節為最大流量，滿足24小時全時段的用水高峰及低谷的變化需要，另一臺作為備用泵，工作泵與備用泵定時平滑切換一次，以避免泵用泵中死水時間長而影響水質。⑤、保證設備絕對與大氣隔絕,全封閉運行,徹底杜絕二次污染,保證在自來水管網的限定性條件下連接運轉,不會產生負壓管路沖擊等影響管網供水安全的隱患,具有相關的資質證明。4、對無負壓變頻供水設備穩流補償器的要求為：材質必須采用SUS304食品級不銹鋼制作,厚度不得小于4mm。
5、具有國家省級以上質量監督部門的檢驗合格報告。
6、具備無負壓設備的專利證書。
7、取得當地衛生部門頒發的生活飲用水供水設備及用品衛生許可證件。
8、自動化設計,全自動運行,無人職守.無水停機,來水自動開機,停電后復電在啟動變頻故障自動復位和再啟動,工作水泵發生故障時,備用水泵自動投入運行,并定時自動切換。
9、設備制造、安裝均應執行國家、行業或企業的技術標準。
4、無負壓變頻恒壓供水的應用
無負壓變頻恒壓供水本身是一種供水設備，一般可以應用如下：1) 適用于任何自來水壓力不足地區的加壓給水。2) 新建改建擴建的住宅小區、寫字樓、綜合樓生活用水。3) 自來水廠的給水中間加壓泵站。4) 工礦企業的生活、生產用水等。5) 各種循環水系統。然而，由于該設備的技術特點，應用上也存在局限性。當用戶最大用水量大于自來水管網最小進水量時，既有可能出現求大于供的情況時就不允許采用無負壓供水設備，還有可能對市政管網造成污染時不能應用該設備。具體體現在以下場所：1) 城市給水管網經常性停水的區域；2) 城市給水管網可資利用水頭過低的區域；3) 城市給水管網供水Q , H 波動過大的區域；4) 使用管網(無負壓) 給水設備后，對周邊現有(或規劃) 用戶用水會造成嚴重影響的區域；5) 供水保證率要求高,不允許停水的用戶；6) 凡可能對市政管網造成回流污染危害的相關行業,如醫院、化工等。
根據無負壓供水設備的特點,在應用該設備時應注意如下幾個問題：1) 在具體工程項目中，無負壓給水設備直接從市政供水管網上抽水，設置前必須征得地方自來水公司的同意；2) 作為設計單位應該核算無負壓給水設備引水管的管徑和抽取水量,以避免因引水管通過水量經常性小于用戶設計水量而帶來的設備故障的產生；3) 房地產開發公司等使用單位檢查產品制造商的產品應由銅、不銹鋼或者耐腐蝕的塑料及復合材質組成， 并取得地方衛生行政部門頒發的衛生許可證。
參考文獻：
［1］郭文濤，談城市水資源的可持續利用［J］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。
［2］李曉燕，淺析工業節水途徑［J］。山西建筑，2005，21（8）：121—122
［3］湖南無負壓變頻恒壓供水系統性能分析
關鍵詞：節能；環保；無負壓；設備；可行性
隨著現代城市化進程的加快，土地資源日益緊缺，城市建設將會謀求向高處空間拓展，高層建筑將會是未來城市建設的主流。這也對給排水設計提出了更高的要求，如何保證供水安全可靠、運行節能環保是作為設計人員必須認真思考的問題。
城市市政供水管網的壓力一般不超過0.3MPa，不能滿足高層建筑用戶的用水壓力，另外，由于人們對居住品質的要求越來越高，傳統高位水箱二次污染，占用屋頂空間等缺點也已不能被接受，前些年，一般設計人員通常會采用地下水箱加變頻泵組的分區供水方式，可是由于為開式系統，二次污染仍然難以避免，同時也浪費了市政管網的供水壓力，從構建節能型社會的角度，應有更好的供水方式替代這種供水方式。
近年來，無負壓供水設備逐漸被設計人員采用，筆者認為，這種系統應在給水設計中進行推廣采用。從社會需求看，社會經濟發展需要，人們企盼著既避免水質二次污染，又能更節能節電供水增壓新設備去代替傳統增壓設備。從市政角度看，目前不少城市已經具備直接從市政管網抽取二次增壓供水的基礎條件。因此，無負壓供水方式勢在必行。本文在此就這方面技術的應用以及設備原理作一簡單分析。
一、節能環保
1、全面利用市政給水管網的供水壓力
節能環保一直是被排水從業人員不斷追求的目標，市政給水管網通常都具有一定的供水壓力及自用水頭，在設計中，應準確掌握市政供水的水量、水壓，充分地加以利用。在多層建筑的設計中，應首先考慮市政給水管道直接供水，當市政給水管道不能滿足設計要求，再考慮設置生活水箱，利用分區變頻泵組供水滿足用戶使用要求，設置儲水水箱，就浪費掉了市政供水壓力，長期運行必然是增加能耗，而無負壓供水則很好的解決了這個問題，利用閉式系統的特點，充分利用市政供水壓力，從而實現節能運行。
2、更好的保證水質安全
另外，傳統水箱供水方式，由于考慮檢修、通氣等，極容易造成二次水質污染，《建筑給水排水設計規范》3.2.13條雖然對水箱的更新時間及消毒設置提出了嚴格的要求，但消毒設備的維修保養水平全仰仗物業管理水平的高低，用戶水質安全并沒有可靠保障。而無負壓供水由于與市政管網直接連接，閉式系統避免了水質的二次污染，水質安全更有保障。
二、無負壓供水設備的設計應用實例
筆者在設計孔雀城秋月園住宅工程時，就采用了無負壓供水系統。本工程共六棟高層，總建筑面積120000平方米，最高18層。從市政引入兩根DN200的市政給水管，市政供水壓力為0.28MPa，考慮本住宅為燃氣壁掛爐分戶供暖，為預留0.1MPa的壁掛爐使用壓力，本建筑做如下分區：1～4層建筑由市政直供；5～11層為中區，12層以上為高區。中區和高區采用ZWX無負壓（無吸程）管網增壓穩流給水設備，為滿足規范要求的入戶0.35MPa的要求，5-7層及12-14層給水入戶表前增設比例式減壓閥，減壓后入戶。
1、工程設計選型
計算設計流量根據用戶人數、用戶配置的用水器具及供水、用水時間額定額、自來水進水量等數據綜合確定。
該工程設備配置如下：
中區：設備型號：ZWX(1)24-80-0.46型
水泵參數：Q=80m3/hH=60mN=18.5kW
穩流補償系統、真空抑制系統、智能控制系統隨泵配套
高區：設備型號：ZWX(1)8-24-0.61型
水泵參數：Q=24m3/hH=75mN=7.5kW
穩流補償系統、真空抑制系統、智能控制系統隨泵配套
2、設計節能分析
選用ZWX無負壓（無吸程）管網增壓穩流供水設備可充分利用自來水管網原有的壓力，在此基礎上差多少，補多少。該工程自來水市政管網用水高峰期時的供水壓力為0.28MPa，充分利用自來水壓力后，綜合節能大約在20%-30%左右。
3、無負壓供水設備原理
無負壓供水設備利用水泵與自來水管網的串接，自來水進水儲水裝置為壓力調節罐，在罐體安裝穩流補償器用以消減管網內的負壓，實現對管網有壓力的有效利用，完成整個供水過程。當自來水管網壓力滿足要求時，設備通過閥門直接供水，當自來水管網壓力不足時，供水系統利用壓力傳感器發出啟泵信號，水泵進入運行狀態。在供水中，若自來水管網的水量能夠滿足水泵流量，供水系統將保持供水狀態；進入用水高峰期時，若自來水管網水量不能滿足水泵需要時，可以用調節罐內的水來補償，保持正常供水。在這種狀況下，空氣通過真空抑制器進入罐體，消除管網負壓。當自來水不足或停水，罐體水位下降，流量傳感器作出反應，發出停止工作信號，避免了水泵機組毀壞。當罐體內水位較高時，通過倒流防止器控制自來水倒流。同時，無負壓供水設備采用微機監控管網內的負壓，及時測出管網負壓，并發出負壓消除的信號，從而維持系統的智能和靈敏性。當系統需要清洗消毒時，利用專門的閥門排除污物
無負壓供水設備通過和自來水管網的串接，利用微機反饋系統監測管網負壓并及時消除，能夠有效利用自來水管網的原有壓力，增添了給水設備的節能減耗性。當自來水管網水壓不足時，利用相應的檢測裝置，接收穩流補償器發出的信號，適時控制系統動態，微機收到信號，對抑制負壓產生的特殊裝置發出動作指令，并保障設備影響到室外管網的運行。無負壓供水設備的工作原理如圖 2 所示。
三、無負壓供水設備應用的可行性與意義
1、無負壓供水設備技術比較先進、應用和維護比較便利。由于該設備為全密封結構，可以避免雜物進入系統，抑制了微生物的滋生，防止了水質的二次污染，滿足了國家對生活用水的技術規范，同時全封閉結構防止了泄露現象的發生。無水池、水箱，節約了成本和中間費用。與自來水管網串接，可以對原有壓力進行補差，一般處于較低頻率運行，能耗小。采用變頻技術，可以實現節能50%以上。設備實現智能控制運行，能夠做出自動停機、開機反應，全封閉的設計，降低了污染的可能性，滿足了環保要求。
2、無負壓供水設備應用對市政管網的意義
無負壓供水設備的穩壓平衡裝置罐體，在設備保持正常運行時，罐體保持全密閉狀態，對市政管網來說，它能夠有效削減市政管網壓力，對市政管網的高峰用水進行動態補償。并通過相應的智能配置，避免對市政管網的不利影響。該設備通過變頻器控制水泵的運行，使設備可及時供應用戶的用水需要，減輕了市政管網的壓力。水泵機組滿足了市政管網壓力變化的情況，利用水泵的高效運行保持供水的正常運行。因此，無負壓供水設備具有環保、節能、節水等的明顯優勢，具有取代傳統供水設備的趨勢。從目前來看，該產品已經在全國很多城市得以應用。隨著該設備的進一步發展及完善，其應用領域將會得到逐步拓展，應用前景比較看好。
結語：
關鍵詞 無負壓；無吸程；投資分析
中圖分類號TU99 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）71-0017-02
1 工程概況
該工程為住宅樓工程，共25層2棟，18層6棟，建筑物高度78m，供水分區：1層～3層由市政管網直接供給，4層～15層由中區無負壓供水設備加壓。設備服務戶數492戶。16層～25層由高區無負壓供水設備加壓。設備服務戶數187戶。工程中生活給水水源由市政自來水給水管網供給，且水質符合國家《生活飲用水衛生標準》要求。其生活引入管引入一條DN150的給水管，用水高峰期自來水壓力約為0.25MPa。
無負壓（無吸程）給水設備可充分利用市政給水管網的壓力，創造了巨大的經濟利益，顯著地降低了二次供水用戶的用水費用。
2 設計原則
該工程本著以節能、環保、降低運行費用、便于維護管理、技術先進合理、運行安全可靠等原則，方案中生活給水系統選用WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流給水設備（三利產品）直接與市政自來水串聯，我技術人員通過嚴格計算，采用該設備可以取消生活水池，徹底解決水質污染。
3方案設計依據
1）本工程的基本資料（甲方提供的供水資料）；
2）《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003；
3）《高層建筑給水排水設計手冊》（第二版，湖南科學技術出版社出版）；
4）《給水排水設計手冊》第2冊（核工業第二研究設計院院主編，中國建筑工業出版社出版）；
5）《三利產品設計手冊》。
4 方案選型
結合本工程生活用水特點，考慮到設備水泵的性能，對該工程中的給水設備經過嚴格的選型和考核，現選用WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流給水設備。
中區設備型號：WWG66-54-2
配用水泵型號：CR32-4二臺格蘭富水泵
水泵參數：Q=33m3 /h H=54m N=7.5kW
穩流補償系統CYQ 一套
真空抑制系統ZBQF 一套
智能控制系統一套（配套變頻器品牌：日本三肯，低壓電器：施耐德）
高區設備型號：WWG36-96-2
配用水泵型號：CR15-9二臺格蘭富水泵
水泵參數：Q=18m3/h H=96m N=7.5 kW
穩流補償系統CYQ 一套
真空抑制系統ZBQF 一套
智能控制系統一套（配套變頻器品牌：日本三肯，低壓電器：施耐德）
5 無負壓與傳統供水設備優缺點對比
6 運行費用及投資對比分析
6.1 運行費用分析
傳統設計供水方式：將自來水放入生活水箱，再用變頻設備加壓向各用水點供水，該供水方式存在著自來水原有供水壓力被白白浪費，而且水箱存在著嚴重的二次污染。傳統設計方案中所設置的水箱需要定期清洗（掃）和處理，按廣東省的城市供水條例規定，水箱應每季度清洗一次。同時，因為水箱不是全密封結構，在管理上還存在著對供水安全的擔憂，并需要相應增加必要的安全防護措施費用。
而WWG無負壓（無吸程）給水設備與自來水輸水管網直接串接，可以充分利用自來水管網原有壓力；采用三利獨有的優化智能變頻控制技術，設備的電機泵在微機控制下，根據自來水的壓力調節電機的轉速，只對自來水的進水壓力和所需壓力進行補壓，不做無用功，節能效果顯著，與傳統設計的采用常規繼電器接觸器控制的給水設備相比，節電可達20%～90％以上。其節能分析如下：
選用WWG型無負壓（無吸程）管網增壓穩流供水設備可充分 利用自來水管網的原有的壓力，在此基礎上差多少補多少。該工程自來水市政管網用水高峰期時的供水壓力為0.25MPa，進入地下室無負壓供水的壓力約有0.3MPa。在充分利用自來水供水壓力后，綜合節能大約在30%左右，對此工程而言，加壓部分最高日用水量按700m3計算，
節能分析如下：水泵電耗：W=γQH/η
式中：γ-水的容重，9.8kN/m3；Q-流量m3/s；
H-水被提升的高度m；η-水泵機組的效率
水泵機組的效率為 η=η泵 ×η傳×η電= 0.82×0.95×0.9≈0.70。
其中：η泵為水泵效率；η傳為傳動效率；η電為電機效率。
結論：采用無負壓供水方式與傳統供水方式相比，每天可節省水泵耗電為：W2=9.8kN/m3×700m3×30m/（3600×0.70）=81.6kW·h。
每度電電費按照0.8元計，每年可節省電費約：81.6 kW·h×0.8元/ kW·h×365≈2.4萬元。
6.2 水箱清洗費用
按有關規定，每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的資源浪費，清洗一次還需停水半天，給生活帶來不便。選用WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流設備可接節省清洗費用約E≈1.2萬元/年。
6.3 管理及維護費用
WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流設備，采用全自動運行，不需專人值守，在系統設定的供水壓力下，全智能運行，水泵自動切換，設備質量可靠，維護管理運行極為簡單方便。僅此一項選用WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流設備可節省維護費用1.20萬元/年+人工費用2.4萬元/年=3.6萬元；
綜上所述：采用WWG無負壓（無吸程）管網增壓穩流設備與傳統供水方式相比，年可節省運行管理費用約在7.2萬元左右。按照設備壽命25年計算，可節約運行管理費用180萬元。
原設計供水系統投資情況分析：
1）就本工程而言，按照原設計：
（1）1個不銹鋼水箱總容積共120m3；
（2）1套變頻供水設備；
（3）1套消毒設備（按照規范）；
（4）水箱配套設施。
2）原設計投資分析
（1）水箱價格按2 500元/m3估算按照國家標準生活水箱需SUS304不銹鋼，則水箱需投資2 500元/m3×120m3=30萬元；
（2）因為自來水水質二次污染而加設紫外線臭氧一體化消毒設備，需投資消毒設備一套，總費用約4萬元；
（3）原設計采用2套變頻給水設備嗎，按照高檔配置，設備投資大約在30萬元以上；
（4）可以省掉水箱浮球閥及配套閥門，包括管道及施工費用，總計約3.5萬元。同時省掉浮球閥杜絕了跑水現象。
參考文獻
[1]建筑給水排水設計規范GB50015-2003.
[2]高層建筑給水排水設計手冊[M].2版.湖南科學技術出版社出版.
關鍵詞：建筑給排水; 無負壓供水; 應用
中圖分類號：S276 文獻標識碼： A
引言：
無負壓供水系統是在傳統恒壓供水系統的基礎上發展起來的一種新型供水方式。也是國家重點推廣的高科技產品,無負壓給水設備是直接串聯到市政給水管網或原有管網上加壓,有效利用原有管網壓力達到節能的目的而對市政給水管網或有壓管網不產生負壓,能穩定和調節流量的給水設備,由水泵、穩流補償器、真空抑制器、控制柜、控制儀表、管道及閥門組成。就現在,無論是設計者、還是房地產開發商,在討論設置或改造增壓給水設備時,往往都會先想到是否可以采用管網疊壓式(無負壓)給水設備。
1.節水在建筑給水排水設計中的應用
1.1多高層建筑中應充分利用市政給水管網的供水壓力
在多高層建筑中（多高層建筑是指五層及五層以上建筑），城市管網水壓難以完全滿足其供水要求，在以往的工程設計中，將市政給水管直接引入地下貯水池，再由水泵提升到水箱后供水，這樣就白白浪費了市政給水管網的自由水頭，極不經濟，因此應根據市政管網提供的水壓（或在接口處接壓力表測出水壓），來確定市政管網的水壓能滿足一至幾層的供水要求，然后進行分區。另對低層的住宅樓，若夜間水能上到樓頂，而白天高峰期水不能到達頂部幾層時，則應優先選用僅設屋頂水箱的供水方式，這樣即能市政水在夜間貯在屋頂水箱，又能保證白天用水高峰時的流量和壓力。但對小高屋建筑來說，城市水壓僅能保證n層以下用水，那么可分區供水，n層以上由市政管網――直接入網疊壓式變頻給水設備――用水點（該地自來水公司許可的條件下）；或n層以上由市政管網――水池――水泵――水箱――用水點或n層以上由市政管網――水池――變頻給水設備――用水點這樣充分利用了市政管網的可用水頭，起到了節能的效果。
1.2應注意生活給水管道中超壓的問題
《建筑給排水設計規范》規定生活給水系統最低層的用水點壓力不宜超過400Kpa，但在實際上生活給水系統豎向分區后仍然存在著部分衛生器具配水點水壓偏大的問題。因為即使在分區后各區最低層配水點的靜水壓仍高達300Kpa左右，而在進行設計流量時，衛生器具的額定流量是在流出水頭為20-30Kpa的前提條件下所得的，那么不采取減壓節流的措施，衛生器具的實際出水量將會是額定流量的4-5倍。隨之帶來了水量浪費，水壓過高，漏水量增加的弊病，同時易產生水擊，噪聲和振動，致使管件損壞破裂。
1.3 消防水池的節水節能措施
對于同層建筑或成片小區來說，盡可能共用一個消防水池、一個消防水箱和一套加壓系統，即以區域集中消防加壓貯水系統取代各建筑物中的單個消防加壓貯水系統，可以節省工程建筑和設備投資，降低運轉費用，便于集中管理，同時可避免多座貯人水池的大量消防貯水及定期換水而造成水資源的浪費。由于消防貯水要求滿足在火災延續時間內室內外消防用水總量，這樣消防貯水池所貯的水量很大，又由于如無火災的話平時消防水禁止使用，那么水在貯水池中停留時間過長，余氯量早已耗盡，而情致水質的惡化，變成臟水臭水，因此消防水池也要定期放水，水的浪費。因此還可考慮消防水水池與生活雜用水水池合建或與游泳池。水景合建，使消防水池的水流動起來，這樣消防水池的水不至于變成死水，達到節水和一水多用目的。
1.4集中熱水供應系統必須減小或消除冷水量的浪費
大多數集中熱水供應系統存在嚴重的浪費現象，主要體現在開啟熱水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這種水流的浪費現象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設計中未考慮熱水循環系統多環路阻力的平衡，循環流量在靠近加熱設備的環路中出現短流，使遠離加熱設備的環路中水溫下降；熱水管網布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調至正常。
2.無負壓供水設備的優點
2.1設備投資省，占地面積小，無需修建蓄水池或水箱，也不需設置大型氣壓罐，一節省了投資，充分利用了自來水管網1次供水壓力，加壓泵選型可以減小，設備投資減少。二節約了系統占地面積，充分利用節約的土地提高地產利用率，符合國家節約土地資源的要求。
2.2衛生無污染，供水系統從自來水管網至用戶水龍頭為全密封結構，污染物不會進入系統；水體不與空氣直接接觸，過流部件采用食品級不銹鋼制作，不對水質產生污染。
2.3節能效果顯著，設備直接與自來水管網串接，在自來水廠一次供水管網壓力的基礎上疊加所需的壓力，差多少，補多少，能充分利用管網的余壓；用水低峰期，設備甚至不需運行，節能效果顯著，與傳統給水設備比，節能達30％～60％。
2.4安裝簡便，無負壓疊壓供水設備為成套供應用戶，現場只需聯接進出水管，施工周期短，安裝簡單。
2.5運行成本低，由于加壓泵的選型較小，而且可采用多泵關聯供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水壓力供水，設備不需啟泵或只啟動1臺泵足以滿足用水需要，用水高峰時才會啟動其他泵。因此，設備運行過程中能耗非常低，降低了運行成本。
2.6停電不會停止供水，由于設備有一條公共供水管路與用戶管網直接相通，在停電時加壓泵雖停止工作，但自來水廠一次供水壓力仍可維持供水。
2.7管理維護簡便，無負壓疊壓供水設備為微機全自動控制變頻調速運行，停電設備自動停機，來電自動開機，完善的故障檢測、診斷技術和報警提醒使得設備的管理維護異常簡便；由于不會產生污染，因此無需麻煩的清洗工作。
3.無負壓供水設備的工作原理
自來水管網的水通過進水管道部分進入穩流補償罐，穩流補償罐內空氣通過負壓消除器排出，直至罐內水滿，設備通電置于自動工作狀態。控制系統對設備進水總管壓力與用戶管網壓力實時檢測，并將壓力信號轉換為數字信號儲存于寄存器中，與預先從觸摸式人機界面設置的并儲存于寄存器的壓力設定值進行閉環運算，并將結果轉換為模擬量以控制變頻器的輸出頻率，控制水泵的運行轉速，在市政供水量大于用戶用水量時根據用戶管網壓力自動調節水泵轉速，保證用戶管網壓力恒定；在市政供水量小于用戶用水量時，及時調低水泵轉速，控制供給用戶的水量，確保給水設備不對市政管網產生。
4.無負壓供水設備的設計特點
4.1變頻供水系統關鍵的調節部件是變頻器，控制設備是可編程控制器和人機界面觸摸屏，采用雙變頻器交互切換的設計，在水泵切換時，能保證系統水壓不會波動。
4.2穩流罐選擇不銹鋼穩流罐，該罐為立式或臥式結構，嚴格按照國標GBl50《鋼制壓力容器》生產。穩流材質采用SUS304-2B食品級不銹鋼，具有較強的耐腐性，符合國家衛生飲用水設備標準；穩流罐耐壓0.6MPa，具有較好的氣密性；罐體進出口為法蘭連接方式，方便與系統其他設備的連接；穩流罐下方設置有排污口。側面安裝了不銹鋼液位計，罐中水位情況一目了然，整個罐體采用鏡面拋光技術，十分美觀。
5.結束語
通過這幾年對無負壓管網壓供水方式的探索及試用，我們已經充分證明了該種新技術具有節約能源、減少水質二次污染等優點，它是一種真正意義上的環保節能優質產品。在目前，我們要做的是盡快制定相關的無負壓供水相關規范程，以便這項技術早日合法地應用到更多的工程，對提高給水系統安全可靠性、節能等具有十分重要的意義。
參考文獻：
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[2]高層建筑給水排水設計手冊.第二版，湖南科技技術出版社出版
[3]李廣賀．水資源利用與保護［M］．北京：中國建筑工業出版社，2002：209-217.
Abstract: This paper expounds the work principle, working condition, and advantages and disadvantages of the box-type non-negative pressure of water supply devices. According to the water supply project of Xi 'an International Studies University teachers' apartment, it proposed the design scheme. And the equipment operation is good.
關鍵詞： 無負壓供水；方案；設計
Key words: no negative pressure water supply；program；design
中圖分類號：TU81 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）11-0078-03
1 無負壓供水設備介紹
隨著我國城鎮化水平的不斷提高，城市人口急劇增加，城市居民住宅的不斷擴建與改造，住宅樓層不斷加高，城市面積不斷擴大，原有城市一次供水管網的供水壓力日顯不足，大部分地區普遍存在著用水高峰期高層供水壓力過低，造成高層用戶用水困難。
目前，國內外通常的解決辦法是增設二次加壓設備，修建蓄水池和高位水箱，通過水泵二次加壓供水，但這種傳統二次加壓設備存在著一些缺點：①投資大（需要修建地面蓄水池、屋頂水箱），在使用過程中還要定期清洗水箱，日常維護費用也大。②水源污染嚴重（蓄水池及屋頂水箱的二次污染）。③能源浪費（市政管網的一次供水壓力無法利用，白白浪費）。后來出現了直接在自來水管網中疊加二次加壓設備的方式，但在我國《城市供水條例》中是不允許的，因為當時城市自來水管網的供水能力還不夠強。隨著改革開放的深入，國民經濟進一步提高，城市市政供水能力也大大增強，在一部分城市中心地區，城市管網斷水現象明顯減少，加上它衛生、節能、占地面積小等優點，自來水疊加壓力供水又逐步被人們接受了。由此無負壓供水設備應運而生。箱式無負壓供水系統設置一套增壓水泵，市政管網的水與水箱的水同時匯合至穩流罐中，當市政管網壓力充足時，從市政管網取水向用戶供水，當市政管網供水量不足，壓力降至趨向市政最低服務壓力時，此時流量控制器開始工作，將管網壓力始終維持在最低服務壓力上，同時最大化的滿足用戶的用水。此時，位于水箱出水口的智能增壓裝置開始工作，將水箱零壓力的水增壓到與市政管網相同的壓力，將水提升至穩流罐中，水泵從穩流罐中取水，向用戶管道供水，在水箱底部設置了枝狀球頭引水裝置，增強了水箱內部水的流動性，利用增壓水箱進行補償，延長了補償時間，提高了補償能力，大大提高了供水設備的安全、穩定性。 圖1為無負壓供水原理圖。
箱式無負壓供水系統工況說明：
①當設備處于供水常態時，用戶用水量較少、較為平均，市政管網工況良好，設備前端無負壓流量控制器打開，設備由市政管網直接取水經水泵加壓后供給用戶。
②當市政管網出現短時間壓力波動時，設備前端無負壓流量控制器部分關閉，取水所需差值由設備穩壓補償罐經雙向補償器（專利技術）進行補償。
③當市政管網壓力有所下降時，此時控制系統采集設備前端壓力變化，將無負壓流量控制器部分關閉，最大限度地利用市政來水的同時，保證市政端管網壓力始終高于市政最低壓力值。市政來水與用戶用水的差值由增壓裝置完成，增壓裝置是一個泵閥組合體，由水箱內取水，經加壓后進入混流罐和市政來水混合后進入主泵入水口一起供用戶使用，實現了差量補償。
④當時間處于早、中、晚用高峰時，市政管網工況較差，供水壓力趨近最低服務壓力值肘，設備前端無負壓流量控制器關閉，引水裝置（專利技術）打開，水泵由水箱內取水經加壓供給用戶。
2 工程概況
本項目為西安外國語大學教師公寓樓工程，為二類住宅。整個項目位于西安市文苑南路1號，西安外國語大學長安校區內，建筑面積約為10.55萬平方米。其中樓宇共7棟，12層六棟，18層一棟。供水水源為城市自來水，市政來水管管徑為DN150，市政供水壓力為0.3MPA，建筑物建筑高度12層為35.35米，18層為54米。根據現場建筑高度、水源條件、防二次污染、節能和供水安全原則，供水系統設計如下：
管網系統豎向分區的壓力控制參數：衛生器具處的靜水壓力不得大于0.60MPA。各分區最低衛生器具配水點的靜水壓力不宜大于0.45MPA，水壓大于0.35MPA的入戶管（或配水橫管）宜設減壓閥或調壓裝置。管網系統豎向分三個分區。其中1-6層為低區，由市政水壓直接供水；7-12層為中區，13-18層為高區，最不利配水點為54米。中區和高區共用一套箱式無負壓設備二次加壓供水，12層以下設減壓閥減壓供水，各供水區域服務范圍、供水量、設備設施如表1所示。
3 方案選型計算
3.1 設計給水流量：根據《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）第3.6.4條款的規定確定住宅樓生活給水設計流量。
計算公式如下：U=%
U――生活給水管道的最大用水時衛生器具給水當量戶均出流概率（%）；
q――最高用水日的用水定額；
m每戶用水人數；
K――小時變化系數；
N――每戶設置的衛生器具給水當量數；
T――用水時數（h）；
0.2――一個衛生器具給水當量的額定流量（L/S）；
給水當量計算：
該樓為二類普通住宅，當每戶為一廚一衛時，每戶的衛生器具及當量為：洗滌盆一套（N=1.0）；座便器一套（N=0.5）；洗臉盆一個（N=0.75）；淋浴器一套（N=0.75）；洗衣機水嘴一個（N=1.0）。小計戶當量Ng=4
用水定額：160L（1.d）；戶均人數：3.5人。
用水時數：24h；時變化系數Kh=2.5。
最大用水時衛生器具給水當量平均出流概率為：
U==0.0205，取U=2.0%
根據表1與《建筑給排水設計規范》中要求，為了計算快速、方便，在計算出U后，可根據計算管段的Ng值從規范附錄E中的計算表中直接查得給水設計秒流量qg。計算管段衛生器具給水總當量
Ng總=2095，設計秒流量qg=12.56l/s，項目小時用水Q總=45m3/h。
3.2 水泵揚程計算：
按照《建筑給水排水設計規范》的規定，水泵直接供水時所需揚程的計算以滿足最不利用水點要求時水泵所需揚程為計算依據；
Hb≥1.1（Hy+Hc+Σh）-H0
其中：Hb-水泵滿足最不利供水點所需水壓；Hy-最不利配水點與引入管的標高差（從室外地坪算起），54.0米；Hc-最不利配水點所需水頭，10m；H0-市政最小水壓，0.20MPa；Σh-泵房與最遠建筑物間管線的水力損失，含沿程水頭損失hf和局部水頭損失hd。
給水管道的沿程水頭損失可按下式計算：
I=105dq
式中：i――管道單位長度水頭損失（kpa/m）；dj――管道計算內徑（m）；qg――給水設計流量（m3/s）；Ch――海澄-威廉系數。各種塑料管、內襯（涂）塑管Ch=140；銅管、不銹鋼管Ch=130；內襯水泥、樹脂的鑄鐵管Ch=130；普通鋼管、鑄鐵管Ch=100。
根據給排水設計規范，對住宅不同戶型給水當量、流量計算、配水點管徑的選擇、管損數值、經濟流速等進行匯總和分析。結合北京威派格公司在多年給水施工中的經驗，得到給水流量計算圖譜，如圖2。
上圖表中橫坐標代表著用戶的總當量，A、B、C1、C2分別代表著一廚一衛、一廚兩衛、一廚三衛、一廚四衛等四種戶型。左縱坐標代表當量一定時，對應戶型的流量，右縱坐標代表著當量一定時，對應戶型的流量，右縱坐標代表著相應左縱坐標流量下所對應的經濟管徑，以及在此管徑與流量下的管損。
由上表所示，建筑物內管道在不同當量下對應的管徑應有所變化，但應以平均每10m管路不大于0.4-0.6m管損為宜。根據此項目管徑和流量關系可知，管損在上述范圍內。
在沿程管損已知的情況下，根據《建筑給排水設計規范》（GB50015-2003）中3.6.11生活給水管道的配水管的局部水頭損失，宜按照管道的連接方式，采用管（配）件當量長度法計算。當管道的管（配）件當量長度資料不足時，可按下列管件的連接情況，按管網得沿程水頭損失的百分數取值：
A、 管（配）件內徑與管道內徑一致，采用三通分水時，取25%-30%；采用分水器分水時，取15%-20%；
B、 管（配）件內徑略大于管道內徑，采用三通分水時，取50%-60%；采用分水器分水時，取30%-35%；
C、 管（配）件內徑略小于管道內徑，管配件的插口插入管口內連接，采用三通分水時，取70%-80%；采用分水器分水時，取35%-40%。
根據以上規范局部水頭損失按管網的沿程水頭損失的30%取值，經計算沿程管損與局部管損總和5m。
1.1-給水管網在最不利點流量分配情況下，克服水泵出口至最不利點用水間的水頭損失而考慮的系數。通過上述計算：
1.2-用水高峰時水泵滿足最不利配水點，水泵所需的水壓為：
Hb≥56m
通過上述計算可得：加壓區中區、高區合計流量Q=45.0m3/h，水泵揚程H=56.0m。
4 設備選型
4.1 水泵的選型 通過上述計算可得系統流量：Q=45.0m3/h，水泵揚程H=56.0m，水泵單泵流量：Q=22.5m3/h揚程H=56.0m（兩用一備）。水泵選擇美國濱特爾公司的非自吸式立式多級泵，型號為APV20-50。
4.2 水箱的選型及密閉措施 水箱容積的確定
V水箱=（QD-QMAX）×ΔT
式中：V水箱：水箱的有效容積；QD：設計流量（m3/h）；QMAX：供水管網在最低服務壓力時，所能供給的最大供水量（m3/h）；ΔT：用水高峰持續時間，一般為5min-30min。
將QD=45m3/h，QMAX按照管網臨時停水進行計算，則QMAX=0m3/h。同時按照用水用水高峰持續時間15min進行計算。
則V水箱=11.25m3。
為了保險起見，水箱的尺寸可選擇3×3×2，水箱總容積為18m3，有效容積為15m3。
水箱板厚根據容積值，經測算側板選用了2mm厚的SUS304不銹鋼，頂板采用1.5mm厚的SUS304不銹鋼，底板采用2.5mm厚的SUS304不銹鋼進行加工。鋼板沖壓成標準塊，現場組裝，采用氬弧焊接加工制作。
水箱基礎采用水泥基礎，基礎上焊接槽鋼底座，水箱安裝在槽鋼底座上。水箱基礎布置圖如圖3所示。
為避免二次污染，箱式無負壓水箱采取的主要密閉措施有：①用密閉溢流裝置代替了傳統水池的開式溢流孔。密閉溢流裝置為翻板式密封裝置和防蟲網的組合，依靠水的重力開啟翻板，其簡單的構造使其幾乎不會發生任何故障同時又能防止昆蟲、灰塵等進入水箱。②改普通的人孔為法蘭式密閉人孔，在不開啟的狀態下與空氣完全隔絕。③進氣孔改為空氣過濾裝置，濾材為疏水性聚四氟乙烯。這種裝置是很多純凈水生產線所采用的方式，可以在不影響進出氣速度的前提下實現良性過濾。④水箱內水質鮮活。設備設置定時循環功能，在用水高峰期17：00至21：00時強制循環水箱內的儲備水。結合進水電動閥的控制，最大程度的使用水箱內的儲備水，并在用水最低谷時向水箱蓄水，不影響用戶使用。水箱內的儲備水源最大程度的被利用，保證水質鮮活。⑤水箱出水部分設置水消毒處理裝置：紫外線消毒器。利用高輻射強度的C波段紫外光照射水流或氣體，水中或氣體中的各種細菌、病毒、藻類以及其它病原體受到一定劑量的照射后其細胞中的DNA結構受到破壞，從而在不使用任何化學物質的情況下殺滅水中或氣體中的細菌和病毒等，不產生二次污染，其殺菌的廣譜性、高效性、經濟性優于其他傳統的消毒方法。⑥系統具有獨特的反沖洗功能，系統運行一段時間后，可對水箱進行自我清潔。于用戶用水量較少、市政端管網工況良好時，用戶端用水完全由市政管網供給，此時將水箱來水端閥門關閉，水箱一增壓裝置形成局部小循環系統，在不影響用戶正常用水的情況下，對水箱進行；中洗。此種清潔方式操作簡單且成本較低。
5 結束語
通過采用箱式無負壓供水系統既節約了空間，同時又最大限度的保證了用戶用水，供水系統封閉，充分利用市政管網的壓力、疊加增壓，節能、環保、衛生，避免了二次污染，節約了人力物力的投入，通過一段時間的使用，運行狀態良好，產生了良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
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關鍵詞：供水技術；發展與研究
隨著我國城市化進程和經濟的發展，城市用水量不斷增加，相應的排水量也大大增加，而用于城市供排水的費用甚至也增大到國民經濟難以承受的程度，近年來我國大中小城市發展迅速，人民的生活質量不斷提高，生活用水的質量也在提高，隨之而來的出現的問題也就越來越多，所以本文就將對供水技術的發展與研究予以簡單的闡述。
1城市供水系統目前普遍存在的問題
隨著城市供水事業不斷發展，各種矛盾也相繼凸現，遇到了許多共性的難題：一是城市水源短缺，面臨嚴重的水源危機。僅以1996年為例，全國就有330個建制市出現不同程度缺水，其中嚴重缺水108個；在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個長期受缺水的困擾；二是地面水污染嚴重。據統計131條流經城市的河流中，屬I、II類水體的有13條；屬Ⅲ類水體的46條；屬Ⅳ、V類水體的為72條，占到 54.9%；三是生產工藝落后，供水水質偏低。現有城市水廠的工藝可達到《生活飲用水衛生標準》的規定，但與歐美發達國家相比，水質偏低，并不能滿足人們的要求；四是城市設施老化。供水設備長期超負荷運行，供水管道老化，管道銹蝕，供水保證率下降；五是國內各大城市都已注意到給水工程出現的各種問題，各自根據自身實際，正在實際制定和采取各種措施解決給水危機。六是水利部預測，到2030年，中國人口將達到16億，屆時人均水資源量僅有1750 m，在充分考慮節水情況下，預計用水總量為7000億～8000億m，要求供水能力比現在增長1300億～2300億m，全國實際可利用水資源量接近合理利用水量上限，水資源開發難度極大。
2 恒壓供水技術
恒壓供水的特點：一是供水量在短時間內變化大，這種變化在幾個小時內甚至是幾倍或十幾倍；二是對供水壓力的要求比較嚴格，供水的壓力隨供水的流量的變化而變化；三是供水的水流量受到水消耗量的控制，而水流量又是通過供水水泵的輸出提供的。
恒壓供水系統的組成：本系統由三臺水泵組成，包括執行機構、信號檢測、PLC控制系統、變頻器、人機界面等部分組成，其工作過程是：PLC首先檢測排水管壓力，將模擬量送到PLC控制器，與給定水壓值比較后，控制變頻器輸出頻率，調節水泵轉速。
恒壓供水系統的理論：供水系統的揚程特性是以供水系統管路中的閥門開度不變為前提的，表明水泵在某一轉速下揚程H與流量Q之間的關系曲線，在閥門開度和水泵轉速都不變的情況下，其流量的大小主要取決于用戶的用水情況，揚程H與用水流量Qu間的關系H=f（Qu），而管阻特性是以水泵的轉速不變為前提，管阻特性反映了水泵的能量用來克服系統的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規律，如果由于流量的改變，將改變了在某一揚程下，供水系統向用戶的供水能力，揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點，則稱為供水系統的工作點，在這一點，用戶的用水流量Qu和供水系統的供水流量Qc處于平衡狀態，此時供水系統既滿足了揚程特性，也符合了管阻特性，系統穩定運行，在供水系統中，其轉速控制是通過改變水泵電機的轉速來調節流量，是通過改變水的動能改變流量，因此，揚程特性將隨水泵轉速的改變而改變，但管阻特性不變，變頻調速供水方式屬于轉速控制，工作原理是根據用戶用水量的變化自動地調整水泵電機的轉速，使水管壓力始終保持恒定。
3 無負壓供水技術
隨著中國城市化的進程，越來越多的城市出現了高層、超高層建筑，城市生活供水二次加壓泵站已經是居民小區和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分，而目前國內二次加壓供水模式主要有以下幾種：比較老的建筑或生活小區一般采用地下水池加高位水箱的模式，比較新的建筑或生活小區一般采用氣壓給水或變頻恒壓給水模式，但以上幾種供水模式中存在出廠水經管網輸送到用戶尤其是高層樓的用戶水質二次污染嚴重，所以針對水質二次污染問題，現在越來越多新建建筑采用疊壓（無負壓）給水模式，此模式供水設備可直接與市政管網串聯，可充分利用管網余壓，節能效果顯著，同時徹底杜絕了水質的二次污染問題。
無負壓是通過對自來水進水的流量、壓力及用水的流量、壓力雙向多變量自動穩流平衡來實現的，而無負壓給水設備則是直接利用自來水管網壓力的一種疊壓式供水方式，衛生、節能、綜合投資小，安裝調試后，自來水管網的水首先是進入穩流補償器，并通過真空抑制器將罐內的空氣自動排除，當安裝在設備出口的壓力傳感器檢測到自來水管網壓力滿足供水要求時，系統是不經過加壓泵而直接供給的；而當自來水管網壓力不能滿足供水要求時，就檢測壓力差額，由加壓泵差多少、補多少；當自來水管網水量不足時，空氣就會由真空抑制器進入穩流補償器破壞罐內真空，即可自動抽取穩流補償器內的水供給，并且管網內不產生負壓，無負壓供水主要由無負壓流量控制器、雙向補償器、能量存儲器、穩壓補償罐、無負壓控制柜、泵組、過濾器、倒流防止器等組成：對于無負壓流量控制器，其時刻監測控制市政管網及補償罐中的壓力，當自來水壓力不足時，無負壓控制器就開始工作，以保證市政管網的水壓不受影響，這樣不僅保證了用戶用水的安全穩定，同時確保了市政管網壓力的穩定；對于雙向補償裝置，儲能與釋放調節裝置雙向補償可自動對自來水管網進行持續水量補償，還可以對用戶管網起到穩壓補償的作用，以確保該設備對自來水管網不產生負壓，在供水低峰期，雙向補償器就開始工作，將水泵出口端的高壓水引向高壓腔繼續補水，當液面逐漸上升，帶壓的氮氣被擠壓回能量儲存裝置內，這樣就完成了低峰期給罐內補水的過程，當高峰期供水或市政管網壓力下降時，能量存儲裝置就釋放能量，擠壓高壓腔水向恒壓腔補充，匯同恒壓腔的市政水一同給用戶補水，這樣就完成了高峰期向用戶補水的過程；對于能量儲存器，其內置預壓不溶于水的氮氣，當高峰期供水時，其釋放能量擠壓高壓腔水向恒壓腔管網補水，充分利用能量守恒定律的原理，實現高峰期給用戶補水，保證罐中的水能夠最大程度的補償到用戶管網中，抑制負壓產生，保證不對市政管網產生影響。
無負壓供水技術的運行原理：當管網進水量大于設備出水量時，調節罐滿水，水泵通過調節罐從管網里吸水，當管網進水量小于設備出水量時，調節罐內的壓力和液位開始下降，而當罐內壓力低于大氣壓時，進/排氣閥打開進氣，防止罐內產生負壓，當調節罐水位繼續下降到設定的低液位時，水泵停止運行。
4 變頻供水技術
變頻供水技術以其節能、安全、供水高品質等優點，在供水行業得到了廣泛應用，變頻供水系統實現水泵電動機無級調速，依據用水量的變化（實現上為供水管網的壓力變化）自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今先進、合理的節能型供水系統，其在實際應用中如何充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻器速供水系統，降低成本、保證產品質量等有著重要意義。
5 結語
綜上所述，本文對目前的幾種常見的供水技術予以了簡單的闡述，隨著城市居民用水量的增多，很多問題也隨之出現，所以我們還需要探索更多更新的供水技術。
參考文獻：
摘要：隨著我國能源危機以及水資源短缺問題的嚴重，我國加大了對智能綠色建筑的倡導力度，在建筑物給排水系統中充分體現節能的特點，成為給排水系統設計的特點。本文主要論述了智能住宅小區建筑給排水系統的節能優化設計措施，以期為智能住宅小區給排水設計人員提供可靠的參考意見。
關鍵詞：智能住宅小區 建筑給排水 節能優化 設計
隨著我國經濟水平的不斷提高以及城市化進程的不斷加快，對能源的消耗也越來越多，我國面臨的資源稀缺問題也日益嚴重，提高能源利用效率已經成為經濟可持續發展的迫切需求。建筑能耗在能耗中所占比例較大，我國《中華人民共和國節約能源法》已經明確要求建筑小區設計建設過程中，必須符合能源利用標準，滿足節能設計規范要求。因此，對于智能住宅小區建筑給排水系統設計，必須采取一定措施，降低能源消耗，提高能源利用率。目前節能給排水設計已經成為我國智能住宅小區建筑節能設計的重點內容。
1 充分利用市政管網壓力
城市內部對于建筑物供水的市政管網供水壓力一般在0.2-0.4MPa左右，如果對供水壓力加以合利用，采取分區供水的供水方式，可以有效降低二次供水加壓的能耗。通常情況下，市政管網內部的供水壓力可以滿足五層左右的建筑供水壓力，因此，如果住宅小區樓層少，高度低可以直接采用市政管網直接供水。如果住宅小區較高或者是高層住宅小區，則建議使用無負壓變頻供水設備進行二次加壓設備，這樣既可以有效降低二次加壓的能源消耗，也可以避免低樓層的供水壓力過高造成的水資源以及能源的浪費。
2 利用無負壓變頻供水設備
傳統的水池加壓泵以及高位水箱等二次加壓設備能耗相對較大，而且容易導致二次污染，難以滿足建筑節能設計的要求。隨著科學技術的不斷發展，無負壓變頻供水設備已經成為建筑給排水節能設計的優選供水設備。無負壓變頻供水設備再利用市政供水管網的原有壓力的基礎上，通過壓力調節罐作為供水水泵的進水儲水裝置，并利用真空消除器消除管網存在的負壓力，利用無負壓變頻供水設備可以實現在原市政供水管網上的二次增壓，既節省了修筑水池水箱的資金投入，又可以實現增壓供水，而且可以有效保證水質，節能效果明顯，相關數據統計，節能效果可達50%以上，具有較好的實用性，非常適宜于智能住宅小區的建筑給排水系統應用。
3 對清潔能源的的充分利用
在建筑給排水系統中，充利用清潔能源可以有效地減少傳統能耗，從而實現節能的目的。清潔能能源主要包括風能太陽能以及地熱能，現階段技術相對成熟，應用較為廣泛的主要是太陽能的利用。太陽能作為一種取之不盡用之不竭的清潔能源，目前對太陽能的利用形式主要集中在太陽能熱水器方面。太陽能熱水器主要是將太陽能轉化為熱能，提升水的溫度，太陽能熱水器主要由集熱器、儲水箱、給水箱以及給水泵等相關附件組成，集熱管是實現能源轉換的主要設備，根據集熱器的不同，可以分為平板型和真空管型兩種形式，平板型大多采用誰在集熱器內加熱后之際進入儲水箱的自然循環的方式，構造簡單成本低廉。真空管型集熱器主要是通過將真空管與非承壓水箱接通，以落水的方式取熱水。熱管型真空管由于管內無水，不僅抗凍耐壓，最溫差適應能力強，而且可以接承壓水箱進行系統的雙循環運行，更適用于不同規模的熱水系統。
4 給水系統不同功能的單獨設置
建筑給排水系統主要包括消防給水系統以及生活給水系統，在智能住宅小區給排水設計中，為了進一步的節約能耗，應將兩者單獨設置。因為，首先消防給水系統與生活給水系統對于供水壓力的要求不同，根據相關規范規定，消防給水系統按照靜水壓力一般情況下在0.8MPa左右，生活給水系統按照靜水壓力一般控制在0.3-0.4MPa左右。如果按照消防給水系統的水壓要求設置供水壓力，則會造成生活給水系統的供水管道超壓因而容易造成供水超量的問題，如果采用加壓法對其降壓節流處理，又會消耗大量的電能。相反，如果按照生活給水系統的壓力要求分區，就會造成水泵機組數目的增加。因此，為了達到節能的目的，應該將兩系統分開設置，單獨設置豎向分區的壓力，避免能源及水資源的大量浪費。
5 減少用水量降低供水能耗
5.1 進一步完善熱水供應循環系統。隨著居民生活水平的不斷提高，智能住宅小區熱水供應循環系統也得到了廣泛的應用，對于建筑給排水系統中熱水循環系統的質量也提出了更高的要求。然而目前，我國小區內部熱水循環供應系統水資源浪費嚴重，在熱水設備啟動后，首先要放掉部分冷水才能獲得具有使用溫度的熱水，造成了水資源的浪費。因此，對熱水供應循環系統加以改造，使用支管循環或者立管循環的熱水供應循環方式，可以有效減少冷水資源的浪費。
5.2 節水型衛生以及配水器具的推廣使用。新型的節水龍頭以及節水型衛生器具的推廣使用，對于減少水資源的浪費具有重要的作用。例如，我國住宅小區使用的馬桶沖水量普遍大于11升，如果使用沖水量小于6升的節水型馬桶，耗水量可以有效減少。由此可見，節水型的衛生以及配水器具節水效果明顯，對于智能住宅小區，建議全部配裝采用節水型器具。
5.3 對供水設施減壓節流。對于智能住宅小區，由于建筑智能化程度較高，因此一般情況下供水系統豎向分區的供水壓力會出現偏大的情況，如果不采取合理的減壓節流措施，就會出現用水設備的實際出水量高于其額定流量，因而造成水資源的浪費，同時也會造成由于壓力過大對供水系統的損壞，因此，應對供水壓力過大的供水系統采取設置減壓孔板以及減壓閥等措施，將供水壓力控制在合理的范圍內，避免造成水資源及能源的浪費。
6 結語
我國是一個能源及水資源匱乏的國家，充分合理利用各項資源是我國國民經濟可持續發展的必然要求。因此，在對智能住宅小區建筑給排水系統進行設計時，應該充分考慮到節能節水的需求。設計者在對建筑物給排水系統設計時，應積極利用各種新技術新材料以及新設備來實現給排水系統的節能環保要求，已達到緩解城市小區能耗過高，用水不足的問題，對于實現只能住宅小區的社會及環境效益也具有重要的意義。
參考文獻
[1] 孫海洲,王曉暉,周濤,等．建筑給排水設計中的若干問題探討[J].中國給水排水,2009(8)
關鍵詞：給排水設計 二次供水 節能 措施 管網 壓力
我國經濟的高速發展過程中，對環境也造成了巨大的壓力，各個城市不同程度地存在著環境污染的問題。而建筑在能源消耗中占據相當大的比例，所以建筑設計者應該要降低資源消耗、減少污染，與自然和諧統一。如何在設計過程中實現合理用能和達到節能設計規范要求也是衡量設計師優秀與否的重要方面。
1、給排水設計的節能措施
根據我國目前建筑供水、用水的特點給排水節能設計的要點主要集中在以下三個方面：一是利用清潔能源(如太陽能)作為建筑熱水供應設備；二是合理利用市政管網余壓，采用分區給水方式并采用節能效果突出的供水設備；三是節能、節水型的衛生器具，節水型的衛生器具能夠有效地減少水的消耗量，而且對降低供水能耗也有著重要的意義。
1.1 合理利用市政管網余壓
雖然每個城市市政給水管網壓力可能不同，但普遍在0.2-0.4MPa之間，五層以內的建筑的供水壓力一般是能夠滿足的。但隨著經濟的快速發展，土地資源越來越緊張，為了提高土地的利用率，城市出現了越來越多的小高層、高層，甚至超高層建筑，這些建筑的樓層遠遠多于五層，故必須采用二次加壓技術來實現建筑供水。此時，合理利用市政管網壓力，采用分區供水方式可以非常有效地減少二次加壓的能量消耗。這樣設計還避免了低樓層管網壓力過高帶來的生活不便和用水浪費。
1.2 采用無負壓變頻供水設備
水池、加壓泵、高位水箱等是常規二次供水方式的主要設備，但常規二次供水一直都沒能解決二次污染的問題，而且能源消耗相比其他方式也偏大，在新型建筑給排水設計中已經不是最佳方案，而采用環保性更好、能源消耗更少的無負壓變頻供水設備成為首選。原因主要以下幾個方面：一是可以有效地降低成本。采用無負壓變頻供水設備不需要常規二次供水方式中的水池和水箱，降低了建造成本；二是對環境的污染更小。常規二次供水方式是需要將水輸送到水池水箱，水在水池水箱存放過程中，可能會有大量的微生物生長，導致水的污染。無負壓變頻供水設備供水時，水不需要儲存，減少了污染；節能效果突出。
傳統二次供水方式首先加壓將水輸送到水池，然后再一次加壓進行供水，這樣造成了能源的浪費。而采用無負壓變頻供水設備進行二次供水，設備的水泵是跟市政管網是直接連接的，可以有效地利用原有市政管網壓力供水；節水效果突出。常規的二次供水方式的水池水箱都是混凝土結構，抗滲防漏性能一般，不可避免地存在著跑冒滴漏現象，雖然量不是很大，但日積月累，造成的浪費也是非常驚人的。而且為了防止水的污染，需要定期清理水池水箱，無負壓變頻供水設備供水方式基本上不會出現上述的這種情況。
1.3 充分利用清潔能源
采用清潔能源對減收傳統能源的消耗具有重要的意義，如地熱、風能以及目前應用最廣，技術最成熟的太陽能。下面詳細介紹太陽能在給排水節能中的應用。
我國大部分地區位于北緯40度以北，日照時間比較充足，太陽能資源比較豐富，為太陽能的廣泛應用提供了良好的基礎條件。而且隨著太陽能技術的逐漸成熟，其技術成本也得到了相應的下降。基于以上兩個原因，目前太陽能在我國的應用越來越多，應用范圍也越來越廣。但在給排水節能設計方面主要是利用太陽能制備生活熱水，減少了大量的傳統能源的消耗，從而減少了對環境的污染。目前太陽能熱水器按集熱器形式分為兩類：平板型和真空管型。這兩類都具有集熱效率高、保溫性能好、操作簡單維修方便等系列優點，且熱水系統可安裝在屋頂、墻壁及陽臺等位置，十分方便建筑設計。
1.4 采用節水型管材、衛生器具及配水器具
給排水節能設計需要全方位綜合考慮各種因素，在水的輸送過程中，也可以采取一定的措施進行節能節水，如采用優質管材、閥門。由于鍍鋅鋼管容易生銹，這樣必然會影響水質，而且經過一段時間閑置后，再次使用時會有銹水流出，如果流入到干凈的水中，可能導致整個容器里的水的水質不合格，造成水資源的浪費。
此外，接頭處也是銹蝕的“重災區”，隨著時間的推移，會不同程度地出現漏水滲水現象，但如果采用新型管材如鋁塑復合管、鋼塑復合管、PP-R管、PE管、Pvc-u管不銹鋼管、銅管等，就能夠很大程度上杜絕漏水滲水等浪費問題。
配水器具和衛生器具方面也大有可為。衛生器具及配水器具位于供水系統的最終端，是水的最終使用單元，它的節水性能對給排水系統整體節能效果起著舉足輕重的作用因此選用節水節能型衛生器具就顯得格外重要。據資料顯示，在普通住宅內采用6L左右的小容量水箱可以比9L容量水箱節水12％，辦公樓效果更佳，可節水近三分之一；對于廚房、淋浴、盥洗等用水器具的節水則主要從改善給水配件的性能來實現，如采用充氣水龍頭、腳踏開關淋浴器、節水延時自閉閥等，該類配件均能在不同程度上起到節水節能的功效，并且節能效果和建筑高度成正比，即建筑物越高其節能效果越明顯；公共衛生建筑內，傳統的定時沖洗對水的浪費極大，目前較為先進的光電數控控制或紅外線作用的器具效果非常突出，值得推廣。對水的節約就可以減少輸送水過程中的能源的消耗，從而達到節能的目的。
1.5 其他節能措施
建筑給排水設計在節能方面的應用的措施非常多，如采用自動控制計量、發展建筑中水系統、雨水回收利用、在熱水管道設計中應盡量采用塑料管材以代替原來的金屬管材等。
2、結 語
