与传统地埋式水表箱相比, 壁挂式水表箱凭借式样美观大方、安装管理简单、抄读水表便捷等优势, 近十余年来得到了广泛认可和应用, 尤其是在冬季气温相对较高的黄河以南的中部、东南等地区。但随着全球“厄尔尼诺”现象和“拉尼娜”现象的逐渐加剧, 上述地区也频繁受到极端天气侵袭, 特别是冬季低温冻害易对水表等供水设施造成大面积损害, 在给供水企业造成较大损失的同时, 也直接影响到城镇供水安全和社会秩序稳定。如在2008年特大雪灾期间, 中部、东南部分省市诸多供水企业都因此经受了“切肤之痛”。孝感市自来水公司 (以下简称孝感水司) 自此开始结合本地实际, 对普通壁挂式水表箱进行设计改进, 并在应用过程中不断优化细节, 完成定型后委托定制量产。目前改进型的壁挂式保温水表箱现投入应用已逾4年, 其完好率和使用寿命显著优于普通型, 并于2016年、2017年冬季经历了连续多轮“断崖式”极寒天气考验, 表现出优异的防冻保温效果。

　　 孝感水司于2005年前后全面启动了城区住宅水表出户改造工程, 鉴于原使用的地埋式水表箱普遍存在易滞积污水、冬季易凝冻、箱盖易破损丢失以及表箱易被占压抄表不便等问题, 开始推广应用壁挂式水表箱。首批采购应用的为普通型成品水表箱, 材质为喷漆镀锌板, 单开门式, 主要应用于多层住宅小区。应用初期因安装、抄表较方便, 且式样美观、规格统一而广为接受, 但经过1~2年的使用后陆续暴露出一些明显不足, 主要表现在3个方面:

　　 (1) 耐候性不强。孝感地处中部地区, 属亚热带季风性气候, 四季分明, 尤其是冬季气温不稳定, 易生冻害。由于该型水表箱设计无隔热保温层, 在当地气温降至-3℃左右时, 室外水表箱内的水表极易凝冻, 造成用户无水可用甚至水表破裂。而在夏季气温较高时, 因当地雨水较多, 水表箱面板在室外环境中易发生锈蚀, 导致漆片脱落, 影响美观, 严重时固定螺栓处的背板会被蚀穿, 直接破坏了箱体结构的稳定性。

　　 (2) 使用寿命短于预期。由于单开式面板开合范围和面积较大, 一旦面板变形或锁具失灵, 面板就难以正常复位, 很容易被过往行人、车辆碰撞损坏。加上其材质易锈蚀老化, 因此该种水表箱在当地应用两年左右, 其完好率即不足一半, 远未达预期。

　　 (3) 增加了管理成本。受上述缺陷影响, 每年入冬时水司需投入大量人力物力, 利用海绵等保温材料对室外水表箱内的水表和闸阀进行包裹防冻。同时还需批量更换锈蚀受损箱体, 综合测算其管理成本远高于地埋式水表箱。

　　 2008年初, 孝感与其他中部、东南地区城市一样遭受了特大雪灾, 当地气温降至-7℃, 城区供水设施大面积受冻, 受损水表几乎占到水表总数的1/4, 其中以室外水表箱内的水表居多。在灾后恢复重建阶段, 孝感水司决定淘汰普通型水表箱, 开始逐步试用保温水表箱。由于当时湖北市场上保温水表箱种类很少, 缺少实际应用的成熟经验, 孝感水司采取了相对谨慎的态度, 对不同形式的产品进行了小规模探索性应用试验。在积累一定经验教训后, 结合本地气候特点与实际需要, 尝试自行设计和改进, 并最终完成优化定型。这一探索过程历时近4年, 大体上经历了以下3个阶段:

　　 (1) 采购成品试用阶段。为确定保温水表箱选型, 孝感水司组织对多家外省水司进行了实地考察, 经过比选和征询同行建议, 选择了与河南洛阳等地水司相同型号的水表箱, 其材质为喷漆铁板, 内衬隔热保温材料, 单开门式, 立式进出水布局。但试用一年多后, 即发现材质存在“水土不服”的问题:孝感常年降雨量远高于河南地区, 夏秋季湿热时间长, 铁板材质很快锈蚀, 其耐用性甚至不及普通型水表箱。本阶段试用结果基本失败。

　　 (2) 委托加工阶段。结合第一阶段试用情况, 孝感水司针对玻璃钢、复合树脂等材质进行了广泛的行业调查, 经比选分析认为复合材料同样不适合本地气候条件, 最终确定改用201不锈钢材质, 沿用立式进出水布局。因当时市面上少见不锈钢材质的成品水表箱, 遂委托本地加工企业进行定制, 其规格形式参照试用的保温水表箱加工。经过试用, 不锈钢板制作的保温水表箱的耐候性、使用寿命和管理便利性均达到预期效果。

　　 (3) 优化定型阶段。考虑到按全箱体结构制作用材较多, 采购成本较高, 另外单开门开合范围过大, 合页铰链也存在使用上的一些瑕疵, 其后孝感水司会同加工企业进行了反复优化改进。将面板改为双开门式, 还结合调整改进安装方式, 对多表箱省去表箱底板、背板以减少制作成本 (进出水管均从底板布局, 管线卡直接布置于墙面) , 并对保温层、合页铰链进行了细节上的优化, 完成了定型。改进型水表箱自2012年起量产应用, 使用效果良好, 特别是在2016年1月下旬至2月初的“霸王级”寒潮期间, 孝感城区极端低温持续多日, 最低气温一度跌至-8℃, 但其间受冻水表不到200只, 改进型保温水表箱内的水表几乎“零受损”, 顺利通过了极端天气的严峻考验。

　　 (1) 构造形式上的调整。针对安装4只水表以上的多表箱, 改进定型的表箱不再维持完整的8个平面箱体结构, 而改为省去了表箱底板和背板的六平面式结构。这主要基于以下考虑: (1) 仅此一项即可减少板材40%以上, 降低采购成本; (2) 解决了在一些不平整墙面安装时表箱背板与墙表不易贴合, 影响整体布局和美观的问题, 降低了安装难度; (3) 可充分利用墙体自身的隔热保温功能替代背板作用。

　　 (2) 安装方式的配套变化。上述形式上的改变, 导致箱体不再是一个完整的封闭式结构, 因此必然带来整体结构稳定性的变化以及安装方法与技术要求的改变, 以保证其安装就位后的封闭性。具体方法下文另述。为保证结构稳定性, 在背板与顶板框架上增加了斜角支撑, 详见图1。

　　 (3) 部分细节的完善优化。比较典型的细节优化是面板合页铰链:普通的合页铰链只提供开合功能, 面板启开后需人工复位, 一旦忘记锁定或复位不及时可能会造成面板因外力碰撞变形受损;优化后的合页采用反弹式铰链, 面板启开后能自动复位, 另一侧面板内部增加固定插销, 防止复位时错位;且合页弹簧为不锈钢材质, 增强了耐用性 (见图2) 。另外, 箱体内衬保温材料全部覆以铝膜外层, 进一步提高了保温性能;在单表箱顶板上增开了观察孔, 尺寸为95mm×72mm, 也提高了抄表的便利性。

　　 孝感水司改进定型的壁挂式保温水表箱, 包括单表和多表箱, 其中多表箱常用的有四表、五表、六表、七表等多个型号, 其规格设计总体上是围绕箱体内水表、闸阀的布局以及保证安装维修作业空间两个要素来考虑的。实物规格尺寸详见表1。

　　 改进后的水表箱内部进出水管均采取立式布局, 管线集中安排在水表箱底部进出。为了保证安装后水表箱整体结构的完整性和封闭性, 孝感水司制定了一套与该结构水表箱相配套的安装技术要求。

　　 水表箱的安装位置应考虑住宅结构和用户进水点现状, 选择便于抄见、拆装维修且不易受损和污染处。一般来说, 宜选择在建筑物室外安装 (智能水表建议尽量选择在住宅楼道内的合适位置安装) , 如单元楼道旁。同时需尽量避开车辆进出通道、垃圾站 (箱) 、化粪池、灶台 (油烟机) 下部等部位, 减少意外碰撞损伤及避开可能的污染源。

　　 针对改进型水表箱结构上的变化, 安装时必须把握好以下要点:

　　 (1) 宜在拟安装位置先行完成底部进水分水器和出水管的立式布设, 再安装水表箱和水表闸阀, 最后砌筑底座。改进型水表箱取消了背板、底板, 先行布设的管线不影响水表箱的安装就位, 这样相对便于管线施工及箱体定位微调。

　　 (2) 拟安装位置的墙体表面如凹凸不平, 宜先用水泥砂浆适度找平, 以便保持箱体立面垂直, 尽量减少箱体与墙面的空隙。

　　 (3) 水表箱置于底座后应保持顶部水平 (偏差可在底座上以水泥砂浆找平) , 背部框架以膨胀螺栓固定, 固定后不应有松脱现象。

　　 (4) 水表箱底座应高出地面15~20cm, 采用砖砌粉刷, 其粉刷后的外砌筑面应与水表箱保持竖向平齐。

　　 (5) 水表箱内管道应用管卡及排卡固定, 做到整齐美观;位于箱内顶端的水表应保证其水表盖与表箱顶板的距离≤15cm, 为抄表和后期维护管理预留必要的作业空间。

　　 (6) 水表箱内的水表须与用户所在楼层对应, 顺序安装, 保证不错位。

　　 (7) 安装完成后, 水表箱与墙体之间的缝隙须用泡沫胶从外部进行填充, 保证箱体与墙体贴合紧密, 确保水表箱保持较好的封闭状态。

　　 (1) 水表箱安装完毕后, 须将箱内水表编号及对应的楼层栋号、用户名核对确认后, 用油性记号笔标注于表箱面板后 (单孔箱标注于表箱上方观察孔盖背面) , 便于后期抄表核对。

　　 (2) 可以小区、院落为单位, 依栋号或单元为次序为表箱编制编号, 用油性记号笔或喷漆喷涂于表箱外表面, 方便报修时定位。

　　 (3) 水表箱面板采用通用型三角圆柱锁, 支持互开, 故可以委托小区物业代管锁钥, 协助日常管理, 以解决用户家庭内部用水设施维修时需临时启闭进水闸阀的需求, 方便用户。

　　 (4) 抄表人员日常抄表时, 应对水表箱进行检视, 发现外观受损、锁具失灵、箱体松脱等问题或隐患要及时报修。

　　 (5) 每年入冬前, 应组织专班对所有室外水表箱进行例行检查。容易出现的问题主要是泡沫胶老化缺损, 此时须及时补胶, 以保证箱体封闭性。

　　 综合来看, 上述改进型壁挂式保温水表箱适用于黄河以南区域具备以下气候环境特征的城镇: (1) 四季较分明, 湿润多雨, 年均降水量在700 mm以上; (2) 冬季 (当年12月至次年2月) 平均气温在0~5℃; (3) 近年极端低温达-10℃。

　　 从孝感水司的实际应用效果来看, 结合自身需求对水表箱的形式、材质、保温性能等进行明确定位, 辅以配套完善安装技术方式的实践, 是可资借鉴和参考的: (1) 自行设计, 委托加工, 可实现按需定制, 较经济实用。供水企业可根据实际需要自行设计不同规格和形式, 委托本地企业加工定制, 既便于产品的优化定型和质量监管, 也可减少市场中间环节, 有利于控制采购成本。 (2) 安装方式与水表箱形式相配套, 保证了耐候性。本水司改进的水表箱虽然基于成本控制需求去除了箱体背板、底板, 但在安装方式上提出了相应的技术要求, 就位后其结构强度、密封性能均达到全箱体结构同等水平, 完全能满足水表安全保护与保温等性能要求。 (3) 不锈钢材质适用范围广, 使用寿命长。水表箱整体采用不锈钢材质, 基本不受一般污染物的腐蚀, 安装后外表美观, 后期管理方便。尽管采购成本要高于其他材质, 但其使用寿命具有显著优势, 性价比和综合成本是中小供水企业可以接受的。

　　 相关建议如下:

　　 (1) 高度重视水表箱保温防冻工作。结合近十年气候变化情况来看, 以往历年冬季气温相对较稳定的中部、东南、西南等地区, 近年均受到不同程度低温冻害等极端天气的影响, 室外供用水设施的保温防冻工作确需引起重视。建议供水企业根据当地气候特点、变化趋势和极端天气出现频率, 分析确定对保温性能有需求的供水设施范围以及防冻方式, 审慎定位对水表箱保温性能的需求, 并提前筹划部署应对, 避免类似2008年特大雪灾导致供水设施大面积受损的情形再现。

　　 (2) 箱体和保温材料宜结合本地气候条件比选。不同材质的箱体或保温材料在适用范围、管理成本等方面各有其局限性, 建议根据本地长年气候特征和近年气候变化特点作出适当选择, 不宜盲目照搬其他城市的经验模式, 避免走弯路。

　　 (3) 选型时应综合考虑管理成本控制。国内供水企业普遍政策性亏损, 供水设施的建设和改造势必进一步增加企业经营负担, 因此在水表箱的形式选择上, 成本控制应作为一个重要因素予以考虑, 必须切合企业现状与需求实际, 如年均降水量较少的城市, 可以选择成本更低的铁板等材质。