浅谈生活供水水箱容积的参数设计

蒲宝明

（甘肃省工业与民用建筑设计院有限公司，甘肃 兰州 730000）

1 建筑内生活用水由生活低位贮水池及水泵联合供水的情况

建筑物内生活用水采用生活低位贮水池+水泵联合供水时，其供水示意图如图1 所示：

图1 生活低位贮水池+水泵联合供水示意图

根据 《建筑给水排水设计标准》GB 50015-2019（以下简称《建水标》）中第3.8.3 条“生活用水低位贮水池的有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定；当资料不足时，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%确定”。即在一般工程设计的前期阶段，由于无法有效得到将来住户的实际用水量变化曲线，一般情况下水箱容积均按照最高日用水量的20%～25%确定，即此时低位水箱的有效容积为：

生活加压泵的流量：Qd=qs

式中：Qd—建筑最高日用水量；

qs—用户设计秒流量用水。

2 由城镇管网夜间直接进水的高位水箱容积确定

部分地区由于市政水压夜间低峰期能够满足建筑物内居民生活用水水压，但在白天高峰期水压不足，无法直接供用户用水时，该建筑物供水由屋顶高位水箱直接供给，其供水示意图如图2 所示：

图2 屋顶高位直接供水示意图

根据《建筑给水排水设计标准》3.8.4.1 条规定“由城镇给水管网夜间直接进水的高位水箱的生活用水调节容积，宜按用水人数和最高日用水定额确定”，即此时的高位储水箱容积是按照高位水箱供水楼层的用水人数和最高日用水量定额确定[1-3]。则此时：

式中：m—用水人数（人）；

qL—最高用水日的用水定额，按照《建筑给水排水设计标准》表3.2.1、3.2.2 取用（L/人·d）。

3 由低位储水池+水泵+高位水箱联合供水的情况

目前，大部分新建建筑物都为高层建筑，有时高层建筑的供水系统竖向需分为好几个区，假设某一建筑物的给水分区为低、中、高三个区，其中低区供水直接由市政管网直接供给，中区供水由低位储水池+变频加压供水泵联合供水，高区供水采用低位储水池+变频加压泵+高位水箱联合供水，其供水如图3 所示：

图3 高区供水采用低位储水池+变频加压泵+高位水箱联合供水

在这种情况下，各区供水时的供水流量及相应储水箱、储水池的有效容积确定需要设计人员进行详细地分析确定。此时低区为市政管网直接供水、中区为低位储水箱+变频供水泵直接供水、高区为低位储水池+变频加压泵+高位水箱联合供。经过分析，低位储水池储存水量应为中区所用水量+高区用水量，但是高区用水不是通过变频供水泵直接供给，而是通过先用加压泵供至高区高位生活水箱，再由高区高位生活水箱重力供至高区各户。这种情况，根据《建筑给水排水设计标准》第3.8.3 条“生活用水低位贮水池的有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定；当资料不足时，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%确定”及第3.8.4.1 条“由水泵联动提升进水的水箱的生活用水调节容积，不宜小于最大时用水量的50%”规定，则此时低位储水池的水容积应为中区、高区高日用水量的20%～25%，高区生活高位储水箱容积为高区用水调节容积，不小于高区最大时用水量的50%。根据《建筑给水排水设计标准》第3.9.2 条“建筑物内采用高位水箱调节的生活给水系统时，水泵的供水能力不应小于最大时用水量”则[4，5]：

V1=（20%～25%）×Qd（中区+高区）,V2≥0.5h×Qh高区中区生活加压泵的流量：Q1=qs中区；高区生活加压泵的流量Q2≥Qh高区。式中：

Qd（中区+高区）—建筑中区、高区用户最高日用水量m3/d；

Qh高区—高区最大时用水量 m3/h；

qs中区—中区用户设计秒流量用水 m3/h；

4 由低位储水池+水泵+中间水箱+高位水箱联合供水的情况

在一些超高层建筑的给排水设计过程中，往往会出现中间水箱转输供水，即中间水箱既能给它服务的区域做重力供水又能起到对高层区域供水的中间转输功能，这种输水情况的设计如图4 所示：

图4 低位储水池+水泵+中间水箱+高位水箱联合供水

现在设计的超高层建筑的供水形式一般采用竖向串联供水，但是竖向串联供水时，就会在转换层设置中间水箱，而中间水箱的作用是既可以为高于它的楼层起到中间转输作用又可以对低于它的楼层做直接供水，那么在此种情况下高二区生活高位水箱容积及生活低位储水池的容积计算方法同上述中计算办法，但是高一区的中间储水箱的容积计算式需要考虑如下两种情况：

情况1：当供水泵流量Q2＜Q3时，此时高一区的中间水箱即是高一区的供水水箱，同时也作为高二区的调节水箱，也就是说，此种情况下的中间储水箱容积既要考虑高一区正常的供水水量，也要保证高二区供水泵Q3运行时不会造成高一区供水量不足的情况发生，此时的中间水箱的容积根据《建筑给水排水设计标准》第3.9.2 条“建筑物内采用高位水箱调节的生活给水系统时[6，7]，水泵的供水能力不应小于最大时用水量”的要求，则此种情况下中间水箱容积为：

式中：

Qh（高一区+高二区）—高一区和高二区最大时用水量之和（m3/h）。

此种情况下各区域供水泵的流量要求也需要设计人员在设计过程中准确计算选型，通过准确的水泵流量计算以确保各区的正常供水。根据《建筑给水排水设计标准》3.9.2 条“建筑物内采用高位水箱调节的生活给水系统时，水泵的供水能力不应小于最大时用水量”，则此时供水泵Q2的供水流量为：

式中：

Qh高一区、Qh高二区—分别为高一区、高二区最大时用水量（m3/h）。

高二区由于是水泵Q3直接从中间水箱吸水直供，因此供水流量为高二区设计秒流量，即

式中：

qs高二区—高二区的设计秒流量（m3/h）。

情况2：当供水泵流量Q2≥Q3时，供高二区的次级水泵不会造成中间储水箱储水容积不足而影响高一区供水的情况，则在这种情况下根据《建筑给水排水设计标准》3.8.5.2 条“生活用水调节容积应按水箱供水部分和转输部分水量之和确定；供水水量的调节容积，不宜小于供水服务区域楼层最大时用水量的50%；转输水量的调节容积，应按提升水泵3～5min 的流量确定；当中间水箱无供水部分生活调节容积时，转输水量的调节容积宜按提升水泵5～10min 的流量确定”。则根据此条的规定中间转输水箱容积应为：

式中：

Qh高一区—建筑中高一区用户最大时用水量m3/d；

Q3—高二区供水泵设计流量m3/h。

此种情况下，初级供水泵Q2的设计流量便需要大于次级泵Q2的设计流量且需要同时满足高一区的供水量，在这种情况下便会造成初级供水泵在平时的运行过程中造成很大的能耗，平时的运行费用也会大幅度增加。

情况2 与情况1 相比，仅仅是减小了一定的中间水箱容积，减小了一定的初投资，但是对项目后期的运行能耗及运行费用造成了相对较大的浪费。因此，笔者认为，情况2 的设计计算方法不可取，在实际的项目设计中应该按照情况1 的计算办法执行。

5 总结

生活水箱是保障建筑内用户正常用水至关重要的要素，水箱容积的大小直接和居民的生活息息相关，合理确定水箱容积的大小是设计过程中必须考虑的。以上内容是笔者根据现行国家规范、相关供水运行资料总结得出，不足之处望各位同行批评指正。