高层建筑二次供水技术改进

引言

随着城市化进程的加速，高层建筑如雨后春笋般不断涌现。二次供水作为保障高层建筑正常用水的关键环节，其重要性日益凸显。二次供水是指城市公共供水管网接口到用户水表之间所涉及的设施，包括蓄水池、水箱、加压泵等，用于将市政供水压力不足的水进行储存、加压后，再供给高层用户。然而，当前高层建筑二次供水技术存在诸多问题，如设备老化、水质污染、管理不善等，严重影响居民的用水体验和生活质量。因此，对高层建筑二次供水技术进行改进具有重要的现实意义。

1 高层建筑二次供水技术现状

1.1 传统供水方式及问题

传统的高层建筑二次供水方式主要有水箱式供水。水箱式供水采用高位水箱储水，通过自然落差实现水的输送，适用于水压要求不高的场所。但这种供水方式存在诸多弊端。一方面，水箱长期暴露在空气中，容易受到灰尘、杂物等污染，且水箱内部容易滋生细菌、藻类等微生物，导致水质二次污染。另一方面，水箱需要定期清洗消毒，若管理不善，未及时清洗或清洗不彻底，会进一步加剧水质污染问题。此外，水箱式供水还需要设置较大的水箱，占用建筑空间，增加建筑成本。

1.2 现有供水技术应用情况

目前，变频恒压供水、无负压供水等新型供水技术在高层建筑中得到了一定的应用。变频恒压供水通过变频器控制水泵的转速，实现恒压供水，节能效果显著。它能根据用水量的实时变化，自动调节水泵的运行状态，避免了传统供水方式中水泵频繁启停造成的能源浪费。无负压供水设备则直接利用市政管网的压力，通过增压装置实现二次供水，适用于水压较稳定的区域。这种供水方式无需设置水箱，减少了水质二次污染的风险，同时也节省了建筑空间和投资成本。然而，这些新型供水技术在应用过程中也存在一些问题，如无负压供水设备在市政管网水压波动较大时，可靠性较差，且在一些地区被限制使用。

2 高层建筑二次供水技术存在的问题

2.1 设备老化与维护不足

高层供水系统中的蓄水池、水箱、加压泵等设施，由于长期运行且缺乏有效维护，容易出现锈蚀、破损等问题。例如，一些老旧小区的蓄水池和水箱材质较差，如水泥池等，容易滋生微生物和藻类，且密封性差，难以保证水质安全。加压泵等设备的密封性若不达标，也可能造成水质污染。同时，部分小区对二次供水设施的管理不到位，未定期清洗消毒、未加盖加锁等，导致雨水、杂物、甚至小动物等进入水池或水箱，进一步加剧水质污染。

2.2 水质二次污染风险

二次污染的成因主要包括设备老化与维护不足、管理不善、材质问题以及加压过程中的污染等。水质二次污染的水中可能含有大量微生物、细菌、病毒以及铁锈、泥沙等杂质。这些污染物随着水流进入居民家中，不仅影响饮用水的口感和安全性，还可能对人体健康造成危害，如引发肠道传染病等疾病。例如，某小区居民反映家中自来水有异味，经检测发现是由于二次供水水箱长期未清洗，导致水质受到严重污染。

2.3 管理不善与效率低下

部分小区对二次供水设施的管理存在诸多问题。一方面，缺乏专业的管理人员和完善的管水制度。直接从事供、管水工作的卫生管理人员未持有效体检合格证明和未经卫生知识培训，难以保证供水安全。另一方面，设施档案资料管理混乱，不利于对设施的运行状况进行跟踪和评估。此外，在用水高峰期，由于水箱调节能力不足或管理不善，导致低楼层用户水压不足、无水可用的情况时有发生。如花都区内某住宅小区三期，在用水高峰期间，高楼层用水量激增且小区水箱调节能力不足，导致市政管道压力下降，低楼层直供水用户出现水压损失严重的问题。

2.4 能耗较高与节能问题

传统的高层建筑二次供水方式能耗较高。例如，水箱式供水需要水泵将水抽到高位水箱，然后再通过自然落差供水，在这个过程中，水泵需要长时间运行，消耗大量的电能。而且，由于水箱的调节能力有限，在用水低谷期，水泵仍在运行，造成能源的浪费。此外，一些老旧的供水设备效率低下，也增加了能耗。

3 高层建筑二次供水技术改进措施

3.1 变频恒压供水技术改进

变频恒压供水技术通过改变水泵驱动电机的频率，调整电机的转速，实现节能效果。在负荷随生产工况变化或设计参数富余量较大的水泵中，变频技术尤为有效。选用变频技术的二次供水泵站，可以根据实际用水需求调整功率，减少能源浪费。例如，在某高层建筑中，采用变频恒压供水系统后，水泵的能耗降低了 30% 左右。同时，选择高效率节能型电机替代原有低效电机，如永磁电机、YE5 系列高效节能电动机等，可提高电机的运行效率，减少电能消耗。此外，优化泵体结构和设计，通过改进叶轮、壳体等部件的设计，综合利用虹吸原理、切割叶轮、三元流技术等先进技术，降低流体阻力，提高泵的效率。

3.2 无负压供水技术应用优化

无负压供水设备直接利用市政管网的压力，通过增压装置实现二次供水。为了优化其应用，可以采取以下措施。首先，在市政管网水压较稳定的区域推广使用无负压供水设备，以提高供水的可靠性和节能效果。其次，针对无负压供水设备在市政管网水压波动较大时可靠性差的问题，可以增加缓冲装置，如设置小型水箱或气压罐等，以稳定供水压力。此外，加强对无负压供水设备的维护和管理，定期检查设备的运行状态，确保设备正常运行。

3.3 智能供水系统构建

利用物联网技术构建智能化的供水管理系统，实现对供水数据的实时采集和分析。通过在供水设施中安装传感器，实时监测水位、压力、水质等参数，并将数据传输到监控中心。监控中心可以根据数据分析结果，自动调节设备运行参数，实现精准供水。例如，当监测到用水量增加时，系统可以自动增加水泵的运行频率，提高供水压力；当监测到水质异常时，系统可以及时发出警报，并采取相应的措施。同时，智能供水系统还可以实现远程监控和管理，管理人员可以通过手机或电脑随时随地查看供水设施的运行状况，提高管理效率。

3.4 水质保障技术提升

加强设施维护与管理是保障水质的关键。物业和相关部门应定期对二次供水设施进行清洗、消毒和维护，确保设施处于良好运行状态。例如，至少每半年对设施进行一次全面清洗、消毒，并对水质进行检验。提升设施材质与密封性，新建高层住宅应优先选用不锈钢等耐腐蚀、密封性好的材质建设蓄水池和水箱。优化加压工艺，在加压过程中，应科学投加余氯药剂，确保水质安全。此外，推广使用净水器，对于担心水质安全的居民，可以考虑在家中安装净水器，深度净化水质，去除水中的有害物质和杂质，提高饮用水的安全性和口感。同时，加强公众宣传与教育，通过媒体、社区等多种渠道加强水质安全知识的宣传和教育，提高居民对水质安全的重视程度和自我保护能力。

结语

高层建筑二次供水技术的改进对于保障居民用水安全、提高供水效率具有重要意义。通过对变频恒压供水、无负压供水、智能供水系统等技术的改进，以及加强水质保障和管理优化，可以有效解决当前高层建筑二次供水存在的设备老化、水质污染、管理不善、能耗较高等问题。

参考文献

[1] 邱海林（2009）. 济宁市城区二次供水管理模式的应用探讨 [A]. 中国水协设备材料委第二届二次供水设备选型与应用技术交流研讨会论文集[C].