随着国务院《物业管理条例》的出台, 高层住宅二次供水管理问题引起了社会各界的广泛关注。2015年2月, 国家四部委联合下发了《关于加强和改进城镇居民二次供水设施建设与管理确保水质安全的通知》 (城建[2015]31号) , 对理顺二次供水管理体制、开展二次供水设施改造提出了明确要求。宁波自来水有限公司 (以下简称“公司”) 早在2011年就已经启动了中心城区高层住宅二次供水设施集中改造, 并于2014年基本完成。面对老旧小区普遍存在的改造空间受限, 且不能影响正常供水等诸多难题, 如何量身定做, 合理编制改造工程设计方案, 成为了二次供水设施改造成败的关键。本文通过某小区二次供水设施改造实践, 详细阐述了其二次供水设施改造方案编制的过程和后期运行情况, 提出了高层住宅二次供水设施改造方案设计相关的原则和建议。

　　 公司在2011年启动了中心城区高层住宅二次供水设施集中改造, 按照“政府主导、企业实施、新老全面接收”的方式理顺二次供水管理体制。通过努力, 于2014年顺利完成了海曙区、原江东区、江北区、镇海区、北仑区、高新区等6个区的改造任务, 总投资近2.7亿元, 改造的泵房数为358个, 涉及2 331幢, 共12万多户, 2017年正式启动鄞州区二次供水设施改造工作。

　　 该小区建造于1998年, 共2幢高层建筑, 为A幢和B幢, 地上为25层, 均为住宅, 地下室有2层, 每幢楼1个单元, 为1梯6户, 总的住宅户数约为283户, 其中A幢142户, B幢141户。

　　 小区水源来自市政管网DN500管, 引入1根DN200管, 采用总表计量。住宅现状供水模式为:地下水池+加压泵+屋顶水箱分区减压供水, 地下水池和屋顶水箱均为混凝土水箱且都为生活消防合用。采用上行下给式供用户生活用水 (见图1) , 其中高区为16~25层, 不减压;中区为9~15层, 采用2∶1比例式减压阀立管减压;低区为1~8层, 采用3∶1比例式减压阀立管减压。

　　 每幢楼顶设有屋顶水箱1座, 水箱容积90m³, 为消防和生活合用。小区地下2层有消防和生活合用混凝土水池1座。加压水泵共2台 (1用1备) , 扬程为103.5m, 流量为36m³/h, 功率为18.5kW。生活泵与消防泵合用泵房。

　　 供水立管设置于楼道外天井内, 由于漏损严重, 物业公司前期已将立管及地下室管道进行了改造, 管材为钢塑管, 但泵房内管道与外管仍为镀锌管及给水铸铁管。

　　 每户水表设置于单元电梯通道北侧水表箱内, 计量水表无钢印号, 无远传功能。

　　 根据物业公司提供的数据, 2010年度本小区最大用水月为7月, 用水量为3 850m³, 该月水泵运行所使用的电量为2 940kW·h;该小区周边最低市政压力为0.25MPa。最高日用水定额为200L/ (人·d) , 每户按3.5人计, 该小区最高日用水量为283户×3.5×0.2=198.1 (m³/d) , 取日变化系数为1.5, 则根据最大月用水量推算出最高日用水量为3 850×1.5/31= (186m³/d) 。

　　 (1) 泵房内生活水泵使用年数较久, 设备陈旧锈蚀, 运行状况不佳。

　　 (2) 地下水池和屋顶水箱均为混凝土材质, 且为生活和消防混用, 容积较大, 循环周期较长, 存在二次污染现象, 影响住户用水水质。

　　 (3) 部分管材为镀锌管与铸铁管, 该两种管材因防腐性能差, 供水水质和供水安全得不到保证。

　　 (4) 住户计量水表无钢印号, 无远传功能, 不易于识别管理。

　　 (5) 虽然该小区部分供水管道已经进行过改造, 但仍存在一些锈蚀老化设备和管道严重影响水质, 居民反映强烈, 急需进行再次改造。

　　 (1) 小区内无有效空间布置新的泵房, 造成新泵房的选址存在困难。

　　 (2) 由于房子楼层较高、周边市政管网水量利用饱和等原因, 该小区采用无负压或水箱+变频泵供水不尽合理。要保留屋顶水箱且对屋顶水箱进行一分为二改造, 改造期间无法长时间停水, 造成改造屋顶水箱存在困难。

　　 (3) 改造期间消防泵房和水箱不得停用。

　　 (1) 对原泵房设备控制柜进行改造, 把原来工频控制柜改成变频控制柜。原工频泵的流量为18m³/h, 1用1备;经计算, 临时供水时系统设计秒流量为10.4L/s, 因此在改造期间内将原2台工频泵同时启用可保证用户用水, 同时要求施工单位做好相关监控工作。

　　 (2) 在两幢楼屋顶把进水管和出水管进行沟通, 采用变频控制进行临时供水。

　　 (3) 在保留屋顶消防水箱有效容积和功能的前提下, 对屋顶水箱进行改造, 完成屋顶不锈钢消防水箱和生活水箱的拼装和焊接 (见图2) 。

　　 (4) 在屋顶水箱改造期间, 先通过设计复核留出足够的消防水量并保留消防水箱功能, 然后在上方焊接槽钢基础, 最后完成消防和生活水箱拼装焊接工作。这样的设计和施工方案既确保了施工期间的住宅消防安全, 又顺利完成了屋顶混凝土水箱的改造, 同时实现了消防水箱和生活水箱的分离。

　　 因该小区周边最低市政压力为0.25MPa, 因此1~5层采用市政管网直接供水, 5层最不利用户水表处压力为0.12MPa;其余采用市政管网+工频水泵+屋顶水箱供水, 供水方式为上行下给式, 其中高区:16~25层, 不减压;中区9~15层, 采用2∶1比例式减压阀立管减压;低区6~8层采用3∶1比例式减压阀立管减压 (见图3) 。

　　 由于原泵房空间狭小且现场无法找到有效空间布置地下水池, 因此取消地下水池, 另寻地下1层位置新建泵房, 采用市政管网+工频水泵+屋顶水箱的供水方式, 并在每幢楼屋顶新建不锈钢生活水箱1个。原地下水池和泵房在二次供水改造完成后, 作为消防水池和消防泵房保留使用。

　　 管网改造主要包括新建泵房进水管、地下室管道、1~5层直供管, 其中高区的进出水立管均利用原先已改造好的立管。

　　 用户水表的改造主要包括对用户表箱内的水表及前后阀门进行更换。

　　 改造后加压用户为240户, 最大时用水量为17.6m³/h, 因此需在每幢楼屋顶设置有效容积为9m³的不锈钢水箱1个;考虑运行节能, 并结合原屋顶水箱布置形式在每幢楼屋顶设置有效容积为45m³ (5h最大时用水量) 的不锈钢水箱1个;加压泵技术参数为:流量Q=18 m³/h, 扬程H=68 m, 功率N=5.5kW, 1用1备。

　　 (1) 改造过程中采用临时供水, 为屋顶水箱消防和生活分开改造创造条件, 也保证了改造过程中的消防用水需求。

　　 (2) 在地下水池无法设置和泵房空间限制的情况下, 采用市政管网+工频水泵+屋顶水箱的供水方式进行改造, 最大程度地利用了市政管网余压, 达到了安全供水和节能的目的。

　　 (3) 在满足规范和安全供水的前提下, 最大程度地利用原供水系统可以利用的供水设施, 1~5层采用市政管网直接供水最大程度地利用了市政管网余压。这既达到了节能目的, 又节约了改造工程投资。

　　 该小区于2012年改造完成并投入运行, 近几年实现了安全供水、节能环保、水质改善目标, 主要表现在以下几个方面:

　　 (1) 对原来陈旧的设备和管网进行改造, 保证了后期供水安全, 近几年运行平稳。

　　 (2) 在地下水池由于空间限制无法设置而取消的前提下, 保留屋顶水箱并对屋顶水箱进行改造, 既保证了安全供水, 又最大程度地实现了节能。根据相关统计数据, 改造前单位水量能耗为0.76kW·h/m³, 改造后单位水量能耗为0.44kW·h/m³, 改造后能耗较改造前大幅下降。

　　 (3) 屋顶消防水箱和生活水箱完全分离, 大大改善了居民龙头水水质。

　　 高层住宅二次供水设施改造工程是一项巨大而复杂的工程, 而方案设计是其中关键的一个环节。在改造方案编制时, 首要考虑的是如何在保障用户正常用水的前提下进行改造。既要考虑供水安全可靠性, 符合国家及地方相关规范的要求, 又要考虑小区空间限制、供水企业后期管理要求及用户的切身利益, 同时应努力克服老小区竣工资料不全不准等因素, 只有统筹分析各种影响因素, 不断优化方案和技术细节, 才能为改造施工顺利实施打下基础。另外, 改造方案编制还需考虑用户长期以来形成的用水习惯, 对于水压、水质等敏感问题应提前做好现状情况和用户需求分析。

　　 为此, 二次供水设施改造方案编制时需遵循以下原则:

　　 (1) 生活给水系统与消防给水系统必须分开设置, 即生活水箱 (池) 与消防水箱 (池) 分开设置、加压设施分开设置。

　　 (2) 为保证供水安全和节能, 尽量利用原有的生活水箱 (池) , 尽可能采用设备分区, 条件不具备时, 宜采用立管减压分区。

　　 (3) 贸易结算水表必须移到室外, 不能留在室内, 放置于公共空间, 便于后期维护管理。

　　 (4) 在符合供水企业管理标准的前提下, 充分利用原有设施, 以免重复建设。

　　 (5) 尽量选择自动化程度高、噪音小、环保节能、运行安全、寿命长的加压设备。

　　 (6) 尽量选择对居民正常生活影响最小的方案, 考虑用户长期以来形成的用水习惯, 在满足规范的情况下, 尽可能不调整原来的分区。

　　 (7) 为便于供水企业实现泵房集中化管理, 二次供水泵房在设备远程监控的前提下, 对泵房安装必要门禁和视频监控等设施。