某住宅小区管道直饮水系统设计

D0l:10.16767/ki.10-1213/tu.2021.05.031
建筑规划与设计某住宅小区管道直饮水系统设计
陈建勋胡雨前
浙江省省直建筑设计院
摘要：本文介绍了杭州某高档住宅小区内直饮水系统的
设计过程，包含了工程概况、设计参数及流程的选择、管材及阀
门的选择，管路的设计等内容，总结了设计中遇到的问题，并对小区内设置管道直饮水系统的管理及运营提出思考。

关键词:管道直饮水;不锈钢管材;住宅小区；水处理流程
1我国管道直饮水系统发展现状
随着我国经济技术与基础建设的不断腾飞发展，人民群众 对于美好生活的需求也日益提高，尤其是在用水的要求方面，原 有的对生活冲洗的简单要求正逐步向更高水质、更稳水压、更稳 流量的高品质用水需求发展。

管道直饮水本质就是分质供水，管道直饮水系统作为一种 独立提升用水品质的系统，已广泛应用于大型体育场馆项目及 高档公建项目，在我国发达地区，例如深圳、广州、上海等地区已 有使用。

根据项目的不同使用要求，管道直饮水供水系统又可 分为分散式及管网式两种，例如大型公建,做法多为分散设置，在需要的点位设置直饮水机对市政水进行处理以满足直饮水水 质要求;住宅多为住户自主购买厨下式直饮水设备或购置大桶 饮用水,满足厨房用水及日常饮用水需求。

尽管如此，家用直饮水设备存在以下突出问题:首先，设备 厂家参差不齐，很多无涉水证产品流人市场，导致水质安全事故 的发生;其次，家用直饮水设备产水率低，市面设备产水率多为 2:1甚至更低，造成水资源的浪费;最后，家用直饮水设备维护成 本高，滤芯每年需更换一次,反渗透膜每三年需更换一次，每年 成本近千元。

如今，随着我国二次供水技术的不断发展，特别是大智慧水 务系统的应用，间接带动了管道直饮水技术的发展，在水质远程 监测、压力监测及系统控制方面提升了效率及自动化程度，后期 的运行及维护费用也达到一种可以接受的程度。

本工程对住宅 集中式管道直饮水系统进行了探索，希望作为高档住宅的配置 亮点，慢慢成为一种住宅常规配置内容。

2工程概述
本项目为高级别人才配套住宅工程，以满足日常舒适便捷 的住宅体验为设计初衷，基地位于杭州市西湖区。

总用地面积 17380m2，项目地上部分建筑为住宅与相关配套公建，共计5幢以 17层（建筑高度59.15m)和23层（建筑高度77.65m)单元式和点 式住宅组成，总建筑面积20500m2,户内为精装修工程，厨房预留 直饮水龙头一个，供住户直饮或餐厨使用，管道直饮水设备机房 设置于地下室二层。

本工程施工图设计于2018年6月完成，于2020年5月完成 管道试压及调试，7月完成竣工验收，即将交付住户。

3设计要求
本工程设计满足《建筑与小区管道直饮水系统技术规程》(CJJ/T 110—2017)及《建筑给水排水设计规范》（GB 50015— 2003K2009年版)等相关国家规范和标准的要求。

本工程设计用水总人数按240户（840人)设计;最高日用水 定额(qd)因所在地区及品质要求依据“规程”3.0.2条小注提高至 517人•D;经计算最高日用水量为:4.2mVd;每户预留一个直饮水 专用水嘴，额定流量为0.06L,直饮水专用水嘴最低工作压力大 于0.03MPa。

制水设备产水量按1.O t/h设计，产水率> 75%,定时 启动，每天管网全循环次数不小于2次。

供水栗兼做循环泵，每 天运行时间>6h。

本工程原水为市政自来水，用水点水质符合 现行行业标准《饮用净水水质标准》（CJ94一2005)及《生活饮用 水卫生标准》(GB5749—2006)中的相关规定。

4处理工艺流程设计
4.1预处理及主工艺
直饮水多采用膜处理技术，例如微滤MF、超滤U F、纳滤NF 和反渗透R.0系统。

因本工程原水为杭州市市政自来水，硬度 及盐度含量较低,根据原水水质及处理后水质，经过经济技术比 较后，预处理工艺选用多介质过滤+活性炭过滤，主工艺选用纳 滤，在保证产水率的同时，也保留了水中对人体有益的微量兀素。

表1水处理工艺适用表
原水水质处理工艺特点
微污染水，硬度和含
盐量适中
活性炭+超滤
无脱盐工艺，保留绝大
部分离子
微污染原水，硬度和
含盐量偏高
活性炭+纳滤或活性
炭+超滤
出水水质优良，保留有
益元素，利于人体健康
原水有机物污染严重
臭氧+纳滤或臭氧氧
化+活性炭+反渗透
去除所有离子成分
4.2消毒工艺
消毒工艺分为回流水消毒及膜后水处理两种。

为了保证管道 内水质不变质，膜后水消毒采用了臭氧消毒的方式，产品水中臭氧 残留量浓度不小于〇.〇lmg/L，并设置臭氧尾气排放装置;回流水消 毒则采用了过流紫外线消毒方式，有效计量不小于40mJ/cm2。

4.3工艺流程
工艺流程原理:市政自来水补入原水箱内，原水经原水增压 泵增压后依次通过多介质过滤器及活性炭过滤器，去除原水中 杂质完成预处理;后经三级保安过滤器去除前置破碎的活性炭 后经高压泵加压提升至纳滤主机，出水补人纯水箱;膜处理后水 贮存于纯水箱内，为保证系统内水质长期稳定，定时通过臭氧消 毒系统对纯水箱内水质进行调整处理。

成品水经变频供水泵经 直饮水管网接至用户，回流水经过流紫外线在线消毒后回流至 纯水箱内。

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绿色环保建材
5管道系统设计
本工程因各单体高度不一致，为满足回水压力平衡,管线采 用主管循环，回水管单独回水的方式，变频供水泵后主管设置总 电子流量计一只，每座单体立管底部设置检修阀及止回阀，1#3# 号楼立管设置于管道井内，2#4#5#号楼因水表设置于管井内会 导致支管长度大于6m,故立管设置于楼梯间内。

水表箱暗敷于 楼梯间靠近厨房的墙体，设计原则以最短距离接人户内厨房。

每户设置1C卡式远传水表，避免设置于户内，导致人为损坏的 发生。

图2直饮水管线平面图
图3直饮水系统管理图
为满足分区最低水嘴处的净水压力不大于〇.35MPa,每8层 为一个分区，分别于顶层及每8层底部设置减压阀组，阀后压力 0.12MPa〇
各单体回水管在机房内汇合至DN100的总管后进人在线紫 外线消毒装置,最后回流至纯水箱内。

回流支管随水流方向依 次设置流量调节阀、电磁阀、电磁流量计。

设置流量调节阀的必要性：因变频供水泵兼做了循环泵，在 整体系统循环过程中为了满足各回水支管流量及压力的平衡，62可通过流量调节阀进行更直观的控制。

6管件及阀门的
管道直饮水系统常用管材有不锈钢管、钢或铝塑复合管、塑 料管等。

不锈钢管具有寿命长、耐腐蚀、耐酸碱、安全可靠的特 点。

虽一次投资相对较高，但根据吴文静(2007)的相关研究结 论，不锈钢管的有效寿命可达50年以上，而塑料管及复合管有效 寿命一般在10~15年，从长期维护及使用来看，全寿命成本较其 他管材而言优势较为突;l i,为了满足高品质要求,凡与水接触的 部件均采用了与管材相同材质，包括水罐、阀门、水泵、水处理设 备、水表等。

具体型号选择时参考《建筑给水排水薄壁不锈钢管连接技 术规程》(CECS277:2010),比较具体型号时，《规程》推荐奥氏体 不锈钢可选用S30408 (SUS304)、mO403 (SUs304L)、S31608 (SUS316)和 S3丨603(sUS316L),304及 304L型不锈钢可满足一 般冷、热水供水系统,但当用于直饮水系统,欧美发达国家较少 采用，故不做为优先选择,考虑到316L成本较高,故本工程采用 奥氏体不锈钢316型(〇6Crl7Nil2M〇2),连接采用卡压式连接及 氩弧焊连接方式。

7水质监测及管理模式
为了体现建筑智慧、节水、节能的宗旨，更加注重以信息技 术作为支撑，体现精细化的管理模式，更好地为管理人员及用户 提供便利，管道直饮水系统的管理模式借鉴了二次供水的相关 管理模式及理念。

设备机房内制水设备设置就地手动和远传控 制系统，并具备电子化控制流程全自动制水及全自动反冲洗流 程,机房无人值守，实时运行情况远传至值班室内显示。

值班室 内显示的远传信号还包括：各水泵运行情况、水处理设备产水 量、水箱实时液位，方便值班人员实时观察系统运行情况，并及 时处理突发情况。

机房内配备检测项目及水质在线监测系统：在回水管道末端在线监测回水浑浊度、pH值、臭氧残留量、余氯 等参数。

因城市小区直饮水系统还未普及，可预留未来接人市政二 次供水系统的接口，保留由水务公司统一管理的可能性。

8投资及成本分析
本工程建设成本主要体现在水处理设备、配水管网工程、末 端计量及用水设备工程、人工费四个方面。

水处理机房所含泵 组、水箱、水处理主机等含运费及调试费用，总计造价20万元；316薄壁不锈钢管及管道配件支架等，总计造价35万元;末端计 量及供水设备,所含远传水表及龙头配件等，按照400元每户，总 计造价9.6万元;人工费总计15万。

上述费用总计79.6万元，平摊至每户，初装造价为3316.67元，由此可见，管道直饮水系统相较于家用直饮水机，首次初装费用相差不大，后续由物业实行管理，运行费用分摊 至每户，住户获得优质直饮水的同时省去了维护管理的麻烦。

9遇到设计问题及解决方式
设计中遇到的问题主要体现在以下两点。

(1)循环管路的设计上，直饮水管路普遍管径较小,长距离 的输送及管线弯头导致沿程阻力损失很大，楼栋数多回水压力 不平衡。

解决方式如下:通过回水末端调节流量阀来合理分配 流量，控制各管路水头损失在可控制范围内，保证各回水支管压 力接近，避免出现管路死水及压力不足的情况。

(下转第177页)
居河长在巡河治水中的关键作用。

加强河道监管，其次要严格执法。

一是对开发地块的水系 调整项目，不但要注重“事前调控”，更要加强“事中监督”及“事 后管理”。

根据项目实施的时间节点，定期开展联合检查，对不 按照“先开后填”要求施工的、所还的水面积和填堵的河道面积 不符合批复要求的，及时制止并督促整改,对违法现象依法予以 査处。

二是针对沿河违建，建立拆违T.作联席机制，由镇河长办 牵头,五违办、城管、河道养护等相关部门单位参与，解决拆违困 难、拆违不彻底等难题。

三是对偷排泥浆、偷排污水、偷倒渣土 等违法行为，要以“零容忍”态度严格查处。

加强河道监管，还要强化社会舆论监督。

要充分发挥新闻 媒体舆论导向和舆论监督作用，通过报纸、电视、微信微博公众
号、网络等多方资源，搭建舆论监督举报受理平台，引导群众既 当河道治理的参与者，又当河道治理的监督者。

深度曝光群众 反映强烈的“脏、乱、差”河道，并跟踪报道河道治理情况和治理 成果，形成全社会共同关注河道管理工作的良好氛围。

4.4统筹协调，加快河道蓝线落地
河道蓝线是城市规划的控制要素之一，是水务部门依法行 政、指导河道建设和管理的重要依据，也是工程建设用地定界依 据之一。

建议将河道蓝线尽早纳人上海市城市总体规划，合理 规划用地红线和河道蓝线，加强与城市总体规划、片区发展规划 等其他规划的有机衔接,做到与城市总体规划、片区发展规划的
水利水电建设
衔接统一，实现河道蓝线的规划落地。

4.5返墣归真，建设生态河道
随着社会的进步，经济的发展,人们对生存环境的要求越来 越趋向于“回归自然”，“人水和谐发展”。

在上海着力打造生态 宜居城市的背景下，河道建设逐步向恢复生态、回复自然的方向 转变。

川沙新镇也在积极探索实践，目前连民村的3条河道正在 委托上海海洋大学做生态技术修复试点，通过种植苦草、菹草等 沉水水生植物，修复受污染河水，恢复水体自净能力。

另外，在 河道工程建设项目中，建议设计单位在满足河道安全性的前提 下，尽可能不布置护岸结构，或者采用多孔和透水护岸材料和结 构，在岸线设计方面，尽量不做截弯取直，恢复河道的蜿蜒性。

同时，在日常养护过程中，要求养护单位适当的保留一些岸边的 杂草及水生植物，这样不仅有利于边坡稳定，对水质也有一定的 改善。

5结语与展望
综上所述,川沙新镇中小河道的养护管理工作还任重道远。

在生态文明建设的大背景下，河道养护必须树立尊重自然、顺应 自然、保护自然的生态文明理念。

通过自然岸线恢复及河道生 态系统的构建，逐步开展河道水生态修复工作，提高河道环境的 生物多样性,恢复河道生态。

发挥河道在“渗、滞、蓄、净、用、排”方面的作用，提高河道对雨水的调蓄、滞纳和净化作用，助力海 绵城市的建设。

(上接第36页)
大或占地紧张的项目优势更突出（高寒地区上建施工周期短，每 年只有7个月左右的时间可以施工，土建的施工难度大)。

4.3运行能耗低
低氧运行节省大量的供风量，同时高效的曝气系统可将充 氧效率提高到35%以上，如此可将鼓风机的能耗大大降低；同时，由于是一体式结构，中间节省了传统工艺的机泵设备，也为 运行节省了能耗,与传统A0工艺对比节约30%左右的能耗。

4.4高寒地区相似案例应用效果良好
当前EBIS工艺在东北高寒地区成功应用案例较多,除了多 个新建项目之外，在原有污水厂提标改造的项目中利用将原C A S S工艺进行改造的项目也较多，将C A S S改造为EBIS工艺后，在未新增占地的情况下，处理能力大幅提高而且出水水质优于 原C A S S池运行效果,得到了业主方的普遍认可。

(上接第62页）
(2)如何在不影响用户用水的同时保证整个管网的水压及 水质，管道水全循环自动运行逻辑解决方法如下。

工况1:管路非循环时段，回水管上的电磁阀自动关闭，用水 高峰期由变频供水泵运行满足用水点压力，用水低谷时，由稳压 罐维持系统内压力，当管网压力不足时，供水泵启动。

工况2:管路定时循环时段，回水管上的电磁阀开启，管路开 始循环，水泵一次运行时间由管路内总容积的2倍除水泵流量确 定，保证全管网水循环一遍再停泵进人稳压状态。

回顾整个设计过程，管道直饮水系统相较于传统给水系统 设计最大的区别在于采用多种措施保证水质安全。

随着相应管 材及水质在线检测技术的发展，保证水质的同时尽可能降低系 统整体造价及运行费用成为未来管道直饮水系统的研究重点，参考文献：
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[4]殷永泉,邓兴彦，刘瑞辉等.石油化工废水处理技术研究
进展[J].环境污染与防治，2006(5):356~360.
作者简介：
王昭峰（1982_)性别：男，民族：汉族，籍贯：河北省沧州市，
学历:本科，职称：中级工程师。

更好地让管道直饮水系统走进寻常百姓家，让百姓更方便、更放
心地喝水是作为水专业设计从业者最终的职业追求。

参考文献：
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