崔景立：二次供水低位生活水箱进水管振动及其原因分析

01建筑二次供水低位生活水箱进水管振动原因

1.1 储水设计用水时间不同，储水量与平均小时用水量的倍数关系差别较大。

对建筑二次供水系统来说，低位生活水箱、转输生活水箱、高位生活水箱等，其有效容积的大小，《建筑给水排水设计标准》GB 50015-2019（以下简称“建水标”）均做了相对明确的规定。如果每座高层建筑都不设低位生活水箱，二次供水泵直接从市政供水管网抽水，也是不现实的。因此，“建水标”规定生活用水低位贮水池的有效容积宜按建筑物最高日用水量的20％～25％确定。简单换算一下：

如果用水时间取24h，低位贮水池的有效容积为平均小时用水量的4.8倍~6倍；

如果用水时间取12h，低位贮水池的有效容积为平均小时用水量的2.4倍~3.0倍；

如果用水时间取10h，低位贮水池的有效容积为平均小时用水量的2.0倍~2.5倍；

如果用水时间取8h，低位贮水池的有效容积为平均小时用水量的1.6倍~2.0倍。

换句说话，低位生活水箱按照建筑物最高日用水量的20％～25％储水，设计的用水时间不同，储水量与平均小时用水量的倍数关系差别较大。

1.2 市政供水引入管向低位生活水箱补水时，较多设置液压水位控制阀控制进水，也有设置浮球阀控制进水，或设置浮球液位开关联动进水管上的电动阀控制进水等。

设生活水箱的进水管流量为Q进，出水管流量为Q出，两个流量之间的关系，不论是现行有关设计规范（标准），还是一些专业的工具书，鲜有表述。

以浮球阀为例，从浮球阀的工作原理入手略加分析，还是有章可循的。假设Q进＞Q出，对于工频运行的二次供水泵，当二次供水泵从水箱抽水时，由于水箱进水管流量大于出水管流量，浮球稍有下降，很快就又浮起，势必会造成浮球阀不断重复启闭。浮球阀的不断重复启闭，则会带来给水引入管内的压力不断变化。引入管内压力变化不大时，对水箱进水管路的影响不太明显；引入管内压力变化较大时，可能会造成较为剧烈的管道振动，同时也会影响到水箱进水管路上机械水表和阀门等的使用寿命。为了避免浮球阀的不断重复启闭，水箱进水管的流量，还是应该比出水管的流量稍小一些（Q进＜Q出）。

注：影响管道水击（水锤）的因素较多。

1.3 进水管管径确定，关系到二次供水系统的可靠运行。

通常情况下，市政给水引入管既承担压力保证范围内低层用户的供水，又承担低位生活水箱的进水。低位生活水箱进水的时候，可能会影响到邻近市政直供用户的供水压力；邻近市政直供用户有大流量用水时，也会影响到低位生活水箱的进水进水压力。那么，低位生活水箱进水管的流量该如何设计呢？

建筑设计院在设计低位生活水箱进水管的时候，有的设计人员采用管道经济流速，根据设计流量确定水箱进水管管径；

有的设计人员采用《全国民用建筑工程设计技术措施—给水排水》给出的流速范围（水箱的进出水管应按其服务范围、对象、进出水方式等经计算确定管径，其管道流速按不同的工况确定，在资料不全时一般可按0.6m/s~0.9m/s选用）。

根据设计流量确定水箱进水管管径。无论是采用经济流速，还是采用0.6m/s~0.9m/s的流速，计算得出的管径，往往大于实际所需管径，进而造成低位生活水箱的进水流量大于设计的进水流量。

1.4 低位生活水箱进水管的流量该如何计算呢？

决定水箱进水管流量的主要因素，不外乎市政供水压力、进水管管径、进水管的敷设情况，以及进水管上的各个阀门附件等。另外，市政给水引入管既承担低层用户的供水，又承担低位生活水箱的进水。上述因素叠加起来，造成水箱给水引入管的计算非常困难，或者说在现阶段，仍然是个不太容易解决的问题。

一直以来，建筑给水排水有关设计规范（标准）对此仍是空白。

02解决方法探讨

针对上述问题，一些供水企业会根据本公司积累的经验。

2.1 结合不同用户的实际情况，为用户配置相应的低位水箱进水管，其管径通常会比建筑设计院设计的管径要小。

2.2 对于既有用户，也有通过调节（关小）水箱进水管上的阀门，降低给水引入管的流量，从而避免出现浮球阀不断重复启闭的情况。这种做法，对于工频运行的二次供水泵来说，是有效的。

2.3 对于变频运行的二次供水泵（组），即使按照Q进＜Q出（Q出为二次供水系统的设计秒流量）设计低位生活水箱进水管，由于变频运行的二次供水泵（组）多为恒压变流量，当变频供水泵（组）在低于设计流量运行时，必然也会出现Q进＞Q出的情况，是否也会出现浮球阀重复启闭呢？答案是一定的，只是持续时间的长短而已。

2.4 鉴于变频二次供水泵（组）供水流量实时变化，Q进与Q出的关系不固定，为了避免出现因水箱进水量大于出水量而引起的浮球阀重复启闭，进而造成管道振动等，在选择低位生活水箱进水控制方式时，有以下两种措施可供选择和探讨：

（1）在低位生活水箱进水管上设置电动阀门，通过浮球液位开关控制电动阀门的启闭。另外，在关阀水位上方一定高度，增设报警水位，以备电动阀门故障时，提醒有关人员及时处理。

（2）在低位生活水箱进水管上同时设置电动阀门和浮球阀。电动阀门通过液位开关控制，浮球阀作为安全备用措施，其关闭水位比液位开关的联动关阀水位稍高一些即可。

2.5 阀门频繁的启闭，未必一定会造成管道剧烈振动：水箱进水管的剧烈振动，十有八九与浮球阀的频繁启闭有关。水箱进水管的计算，从目前来看，仅靠建水恐怕解决不了。

建议能够由供水部门、建水人员，以及高校等，做一些由针对性的研究或者探讨。