目前市場上純(chun)凈(jing)水(shui)的供(gong)給主(zhu)要以瓶裝和罐裝為(wei)主(zhu)，雖然其具有便捷、運輸方便等優(you)點(dian)，但(dan)從造價成本方面來考(kao)慮，管(guan)(guan)網(wang)供(gong)水(shui)不失為(wei)一(yi)種更經濟(ji)、方便的供(gong)水(shui)方式。由于(yu)目前國內還沒有關于(yu)純(chun)凈(jing)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)設(she)計的標(biao)準、規范(fan)，現綜合(he)筆者(zhe)對多個純(chun)凈(jing)水(shui)工程(cheng)的設(she)計經驗和體(ti)會，針對純(chun)凈(jing)水(shui)管(guan)(guan)路設(she)計總結了幾點(dian)看法，敬請同行(xing)提(ti)出寶(bao)貴意見和建議(yi)，共同交流。
1 管(guan)網(wang)布置(zhi)
為避(bi)免形成管路(lu)二(er)次污染及“死(si)水(shui)”現象(xiang)，整個供水(shui)管網應布(bu)置成同程式循(xun)環管路(lu)，圖(tu)1是筆者常采用的(de)幾種(zhong)布(bu)置方(fang)式。圖(tu)1(a)適用于高度(du)<50 m、立(li)管數(shu)較(jiao)少的(de)建筑物。
(b)適用于高度(du)>50 m、立管數較多的高層(ceng)建(jian)筑。
(c)適用于(yu)單幢小高(gao)(gao)層或高(gao)(gao)層建筑(zhu)。前者的循(xun)(xun)環(huan)泵既(ji)可放(fang)在屋(wu)頂(ding)，也可放(fang)在地(di)面(mian)設備間(jian);后者的循(xun)(xun)環(huan)泵應放(fang)在地(di)面(mian)，而(er)且(qie)管路(lu)中(zhong)要(yao)考(kao)慮減壓問題。
(d)適用于多幢多層(ceng)或小(xiao)區建(jian)筑。
(e)適用于高(gao)、多層的群體(ti)建筑。
無論采(cai)用哪種管(guan)網形(xing)式，都(dou)必須進行管(guan)網平差，否(fou)則仍然有可能存(cun)在(zai)回(hui)水不暢、“死水”的(de)問題。
2 水(shui)力計算(suan)依據
就優質(zhi)(zhi)水(shui)而(er)言(yan)，目前(qian)人(ren)們只是用來(lai)直(zhi)飲(yin)而(er)基(ji)本未(wei)作他用，所(suo)以(yi)其用水(shui)量(liang)與建筑物(wu)的(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)基(ji)本無關。而(er)建筑生活給(gei)水(shui)管道設(she)(she)計秒流(liu)量(liang)公(gong)式(shi)：qg=0.2 αNg+kNg中的(de)(de)(de)α、k值主(zhu)要(yao)決(jue)定于(yu)建筑物(wu)的(de)(de)(de)用途，所(suo)以(yi)應用此公(gong)式(shi)來(lai)計算優質(zhi)(zhi)水(shui)的(de)(de)(de)設(she)(she)計秒流(liu)量(liang)既不(bu)合(he)理也不(bu)準確。
2.1 流量
筆者(zhe)認為，根據1981年出(chu)版的《室內給水排水工程》教材中的公(gong)式：
qg=0.347(Qp) 0.5 (1)
式中 qg——計算管段的(de)給水設計秒流量，L/s
Qp——平(ping)均日(ri)用(yong)水量，m3/d
對于僅供飲(yin)用的優質水(shui)，影響其用水(shui)量(liang)的主要因素(su)是用水(shui)量(liang)標準和(he)使用人數，即(ji)有(you)：
Qp=n·qd/1000 (2)
式(shi)中 qd——用水量標準，L/(人·d)
n——用水人(ren)數
把式(shi)(2)代入式(shi)(1)有：
qg=0.347(n·qd/1000) 0.5 (3)
式(shi)(3)即為(wei)優質水(shui)(shui)的(de)設計秒流量(liang)公式(shi)，而(er)用(yong)水(shui)(shui)量(liang)標(biao)準又受(shou)季節和地(di)域的(de)影響，如北方(fang)地(di)區用(yong)水(shui)(shui)量(liang)標(biao)準為(wei)5 L/(人·d)左(zuo)右，南方(fang)地(di)區在(zai)8 L/(人·d)左(zuo)右。另在(zai)《建規(gui)》中可查(cha)出一個飲水(shui)(shui)器噴嘴(zui)的(de)額定(ding)流量(liang)為(wei)0.05 L/s，代入式(shi)(3)有：
對于南方地區：0.05=0.347·(n·0.008) 0.5
n≈2.6人(ren)
對于北方地(di)區：0.05=0.347·(n·0.005) 0.5
n≈4.15人
由此可(ke)知，對于(yu)南方地區不論(lun)是(shi)(shi)住宅還是(shi)(shi)辦(ban)公樓(lou)，當(dang)超(chao)過3人(ren)(ren)時，都應(ying)增(zeng)設飲水器噴(pen)嘴，一般按每(mei)增(zeng)加(jia)3人(ren)(ren)再增(zeng)加(jia)一個噴(pen)嘴計;而北方地區則在超(chao)過5人(ren)(ren)時就應(ying)增(zeng)加(jia)一個噴(pen)嘴。
2.2 流速(su)
根據筆者經驗，純凈水管路(lu)設計(ji)中的立管流速一般控制(zhi)在(zai)0.3～0.6 m/s，橫干管控制(zhi)在(zai)0.6～1.0 m/s之間為宜。
2.3 管徑
為保證(zheng)水(shui)質，最大供水(shui)管(guan)(guan)(guan)的管(guan)(guan)(guan)徑≯DN50，其(qi)余管(guan)(guan)(guan)徑按計算(suan)確定。
2.4 i值的確(que)定
幾種常用管(guan)材的單(dan)位長度沿(yan)程水頭(tou)損失計算(suan)公式如(ru)下：
①塑料管：i=0.000915Q 1.774 /d 4.774 j
②不銹鋼管：與(yu)鋁塑管同，根據(ju)Darcy Weisbbah公式可推出
③鋁塑復合管：i=0.024 6(Q 1.75 γ 0.25 )/d 4.75 j
式中 Q——計(ji)算流量，m 3 /s
γ——運(yun)動粘滯度(du)，m 2 /s(一般10 ℃時(shi)取1.297×10 -6 m 2 /s，其值隨溫度(du)變(bian)化)
dj——管道計算(suan)內(nei)徑(jing)，m
i——管道單位長度(du)水(shui)頭損失，Pa/m
各種管材的(de)局部水頭(tou)損失按沿程(cheng)損失的(de)20%～30%計。
3 供水方(fang)式
總的來說，管道純(chun)凈(jing)水的主(zhu)要(yao)供(gong)水設備(bei)有循環泵、變頻泵、電(dian)磁閥等，供(gong)水方式也不(bu)外(wai)乎以上設備(bei)的幾種組合。
循(xun)環(huan)泵(beng)可根(gen)據建筑(zhu)物的(de)規模及具體情況而設(she)置，這種方式要求(qiu)循(xun)環(huan)泵(beng)定時循(xun)環(huan)且(qie)(qie)應避開用水(shui)(shui)高峰(feng)以延長水(shui)(shui)泵(beng)的(de)使用壽命。泵(beng)啟停次數不(bu)宜過繁，最好不(bu)要超過6次/h，循(xun)環(huan)流量按(an)給(gei)水(shui)(shui)流量的(de)80%計。此供水(shui)(shui)方式的(de)優(you)點是(shi)既可保證水(shui)(shui)量、水(shui)(shui)壓的(de)要求(qiu)，又可節能。缺點是(shi)：制水(shui)(shui)設(she)備只能放在屋頂(ding)，對建筑(zhu)的(de)要求(qiu)很高而且(qie)(qie)給(gei)安裝維修、管理帶來不(bu)便(bian)。
②變頻供水
a.變頻(pin)泵(beng)+循環(huan)泵(beng)+電磁閥聯(lian)合供水
如圖1中的(a)、(b)、(d)、(e)所示，白(bai)天(tian)電磁閥關閉，變(bian)(bian)頻(pin)泵(beng)(beng)根(gen)據用(yong)戶用(yong)水情況(kuang)自動變(bian)(bian)頻(pin)供(gong)(gong)水。夜間變(bian)(bian)頻(pin)泵(beng)(beng)停止工(gong)作，電磁閥打開，循(xun)環泵(beng)(beng)工(gong)作。循(xun)環水量(liang)可(ke)(ke)按給水量(liang)的100%計，循(xun)環時(shi)間一般為2 h，這樣既可(ke)(ke)保證(zheng)白(bai)天(tian)水量(liang)的供(gong)(gong)應又可(ke)(ke)節(jie)約電能，缺(que)點是使用(yong)了變(bian)(bian)頻(pin)設(she)備造價較(jiao)高。
b.變頻(pin)泵供水
如圖1中的(de)(de)(de)(de)(a)、(b)、(d)、(e)，把其中的(de)(de)(de)(de)電磁(ci)閥去掉(diao)，這樣供(gong)水(shui)系統中有兩臺變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)(一用(yong)(yong)(yong)一備)，互為(wei)(wei)備用(yong)(yong)(yong)。控制(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)總用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)40%為(wei)(wei)循(xun)環(huan)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(A)，當無用(yong)(yong)(yong)戶用(yong)(yong)(yong)水(shui)時，變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)的(de)(de)(de)(de)循(xun)環(huan)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)A;當用(yong)(yong)(yong)戶用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)A時，隨著電機轉(zhuan)速的(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)隨用(yong)(yong)(yong)戶水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化進行(xing)變(bian)(bian)(bian)頻供(gong)水(shui)，此(ci)時回(hui)水(shui)管中循(xun)環(huan)回(hui)水(shui)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)零。如果把變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)設定得很小(xiao)的(de)(de)(de)(de)話，管路中循(xun)環(huan)流速就很小(xiao)，效率低，節能(neng)(neng)不顯著;而若把變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)設定得>總用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)40%，流速就會(hui)很大，水(shui)質不能(neng)(neng)保證，因此(ci)把變(bian)(bian)(bian)頻泵(beng)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)流量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)在總用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)40%為(wei)(wei)宜(yi)。與(yu)方法a相(xiang)比(bi)，在用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)
c.變頻泵+循環泵供水
如圖(tu)1中的(de)(a)、(b)、(d)、(e)，把其中的(de)電(dian)磁閥去掉，制(zhi)水量定為用水量的(de)1.5倍，不論(lun)有無用戶用水，循環(huan)回水流量都按制(zhi)水量的(de)1/3倍循環(huan)，變頻泵(beng)則(ze)根據(ju)用戶用水量的(de)變化進(jin)行(xing)變頻供水。與(yu)方法b相比，循環(huan)管路保持(chi)常循環(huan)狀(zhuang)態(tai)，但制(zhi)水設(she)備增加，投資增大(da)，占地(di)較大(da)，耗(hao)電(dian)多。
4 供水管(guan)材
幾種(zhong)常用的純凈水管(guan)材如下(xia)：
①不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管。優(you)點：抗(kang)高壓(ya)能力強、抗(kang)腐蝕、抗(kang)銹(xiu)能力強;缺點：造價(jia)高。
②硬聚氯乙烯管(UPVC)。優(you)點：抗銹、內壁光滑(hua)、水(shui)力(li)條(tiao)件好(hao)、易于粘合(he)、價廉;缺點：粘接(jie)接(jie)口易老化、承高壓能力(li)較差。
③交聯聚乙烯管(PEX)。優點：耐溫性好、耐壓，耐穩定性和持久性好;缺點：只能用金屬連接件、價高(gao)。
④鋁(lv)塑(su)復合管(PE—Al—PE，PEX—Al—PEX)。優點(dian)(dian)：保留了聚乙烯(xi)管和鋁(lv)管的(de)優點(dian)(dian)，又(you)避免了各自缺點(dian)(dian)，易(yi)彎(wan)曲、耐高(gao)壓、線性膨脹系數(shu)小;缺點(dian)(dian)：整體(ti)壁厚不均，影響管件連接質量(liang)，采用專用銅接頭，價格較(jiao)貴(gui)。
⑤聚丙(bing)烯(xi)管。優點：耐溫(wen)(wen)、耐寒、耐高壓，價廉;缺點：易龜裂(lie)，同(tong)等壓力溫(wen)(wen)度小，管壁最厚。
綜上(shang)可看出，各(ge)種管材各(ge)有(you)優缺(que)點，用戶應(ying)從(cong)實(shi)際出發合(he)理選(xuan)(xuan)用，但必須(xu)保證所選(xuan)(xuan)管材不會給純(chun)(chun)凈水帶來管道的(de)二次污(wu)染。從(cong)筆者做過的(de)多個管道純(chun)(chun)凈水的(de)管路設計來看，大部分(fen)運行良(liang)好，沒有(you)出現明顯的(de)給、回水不暢(chang)，“死水”等問(wen)題。