从下述比较结果看,采用双层水柜水塔有较大的经济效益,但它也受小区规模及市政给水管
网水压的直接影响。经初步研究后认为,市政给水管网的常年水头在14米以上的居住组团、
居住小区(人口在3000-12000人之间),双层水柜水塔供水系统有较大的实用价值。如小区规
模再大,调节水池与水塔的容量也要随之增大,这将使双层水塔建筑结构处理困难,而且造
一、就现有小区给水方式特点,提出改造设想
在小区给水方式中,屋顶水箱的给水方式和水池—水泵—水塔的给水方式被广泛采用,对于这两种给水方式的优缺点已有许多学者作过系统比较。概括如下:
屋顶水箱供水的主要优点是节能,它能充分利用市政管网中的余压,这是许多学者及自来水分司肯定屋顶水箱的原因之一。但它存有管理复杂,水质易受污染,影响市容景观等缺点,因而又遭到了环保卫生部门的反对。水塔供水,虽能较好地避开屋顶水箱的缺陷,但市政干管的来水放入池后再重新增压,能量浪费大。
对于小区给水方式的确定,虽然目前还无据可依,但我市结合自己的情况,已有了比较明确的意见。
1.对于城市给水管网的水压完全可以满足的地区,采用直接供水的方式。
2.对于城市给水管网的水压可以周期性满足的地区,一般采用屋顶水箱的供水方式。
3.对于水压基本不足的地区(管网末稍),采用水池—水泵—水塔的给水方式。
以上三种给水方式的确定,我市各相关部门还能基本接受,但在夜间水压一般情况下可以到达屋顶水箱的地区,往往争论较大。若采用屋顶水箱供水,供水的可靠性在夏季高峰用水时令人担忧;而采用水塔供水,则原市政给水管网中如此高的余压,长年累月白白地浪费掉,实在令人痛惜。而这二种给水方式在社会、环境、经济效益上差别很大,又难以综合比较,所以在此时很难确定倒底是哪一种给水方式更为适合,意见不统一,又无原则可循,常常使工程无所适从。
我们无锡市在确定小区给水方式时就常常遇到这种问题,怎么才能较为合理地解决好这类问题?笔者有如下设想,供大家探讨。
设计如图2双层水柜水塔,下层水柜接纳来自市政给水管网中具有一定能量的自来水,再经水泵提升到上层水柜,供给用户。这样既利用了市政给水管网的余压,又避开了采用屋顶水箱的不可靠等缺陷,此外还比一般水塔供水节约了水池用地。
二、以典型小区为例,对采用单层与双层水柜水塔供水方案作经济比较
(一)方案设计
1.设计对象为无锡市五爱小区。
2.五爱小区以七层住宅为主,居住人口6500人,用地9.1公倾,地势平坦。
3.用水标准按220升/人计(包括公建、绿化、道路洒水、管网漏水、未预见因素等)。
4.供应本小区市政给水管网的常年可保证资用水头为18米,夜间水压保证30米。
则:小区的日用水量为:
Qd=mq=6500×220×10-³ = 1430 m³/d;
Qh=Qd×Kn/24=1430×2.3/24=137m³/h;
调节水池的调节容量为:
Vt=(10-15%)Qd=11%·Qd=160m³;
水塔的调节容量为:
Vi=(5-8%)Qd=7%Qd=100m³;
消防贮水量为:
Vc=10l/s×2×3600×10-³=72m³。
方案A:单层水塔供水,如图1。
水塔最高水位与调节水池最低水位之差为:h1=36.2m;
假定水泵管路的水头损失为:h2=3m;
水塔进水管的出水水头为:h3=1m;
则:水泵所需的扬程为:H=h1+h2+h3=40.2m。
选用IS150-125-400A型水泵2台(一台备用),其扬程为40.2m,流量为133m³/h,功率为37k
W,每台水泵带电机的售价为0.6974万元。
方案B:采用双层水柜水塔供水,如图2。
该小区室内外消防用水量均为10l/s,而城市给水管网的水量水压条件较好,能同时满足最
大生活用水量及消防用水量,所以该小区的调节水池内可不考虑水孕育贮水量,消防用水主
要靠市政给水干管直接接入。
从市政干管到下层水柜的水头损失为:
Σh=L×i×1.3=50×13.7‰×1.3=0.82m;
调节水池的进水球阀的出水水头为1m,地形高度无变化,则下层水柜出水口标高为:
h2=18-0.82-1-1.9=14.3m;
水泵扬程为:
H=h1-h2+Σh+h出=34.2-14.3+3+1=23.9m。
选用IS-150-125-315A型水泵2台(一台备用),扬程24m,流量176m³/h,功率22kW。每
台水泵带电机的售价为0.4888万元。
(二)经济比较
1.方法介绍
工程费用的形式有两类:基建投资P、年经常性费用E。对于工程经济比较必须综合考察P值
和E值,方法主要有动态与静态法。
(1)静态法:不考虑资金的时间价值,追加投资回收期标准回收期 标准
回收期T标,则方案A优于方案B。
(2)动态法:考虑资金的时间价值,即认为资金随时间的推移可以增值。把使用寿命内的经
常性费用,通过贴现计算成现值并与投资值相加得方案现值Ip=P+E(P/A,i,t),方案
现值最低者为优。
2.经济指标计算
P=P1+P2+P3(万元)
P1——调节水池、水塔的造价;
P2——水泵电机价格;
P3——泵房、管道等其它造价。
E=E1+E2(万元/年)
E1——水泵的动力费用;
E1=365WTK
W——水泵功率(kW)
T——每日水泵运行小时数(h)
K——电费单价0.3元/(kW·h)(无锡)
E2——大修费、折旧费、经常维修费、人员工资福利等。
不计方案B、B在P3、E2上的差别。
假定:PA3=PB3=P0(万元)
EA2=EB2=E0(万元/年)
则方案A:
PA1=9.7(万元);PA2=2×0.6974=1.4(万元);PA3=P0(万元);
PA=PA1+PA2+PA3=11.1+P0(万元)。
EA1=365WATAK=365×37×0.3×10-4=4.36(万元/年);
EA2=E0(万元/年);
EA=EA1+EA2=4.36+E0(万元/年)。
方案B:
PB1=11.3(万元);PB2=2×0.4888=0.98(万元);PB3=P0(万元)。
PB=PB1+PB2+PB3=12.28+P0(万元)
EB1=365WATAK=365×22×〓〓〓〓0.3=1.96(万元/年);
EB2=E0(万元/年);
EB=EB1+EB2=1.96+E0(万元/年)。
3.经济比较
(1)静态法:采用追加投资回收期评价方案优劣。
T追=〖SX(〗PA-PB〖〗EB-EA〖SX)〗=〖SX(〗(12.28+P0)-(11.1
+P0)〖〗(4.36+E0)-(1.96+E0)〖SX)〗=〖SX(〗1.18〖〗2.4〖SX)〗=0.5(
年)
给水工程的标准回收期为6.7年,则方案B优于方案A,也就是说方案B比方案A超出的投资费
用在半年内就可以由所节约的年经常性费用中得到偿还,而系统运行半年以后,方案A将比
方案B每年多支出2.4万元的费用。
(2)动态法:采用现值Ip比较法评价方案优劣。
假定:该给水系统服务年限25年,社会贴现率为10%。
则:Ip=P+E(P/A,10%,25)=P+9.08E;
IpA=PA+9.08EA=(11.1+P0)+(4.36+E0)×9.08=P0+9.08E0+50.7(
万元);
IpB=PB+9.08EB=(12.8+P0)+(E0+1.96)×9.08=P0+9.08E0+30.6(
万元);
IpA-IpB=20.1(万元)。
也就是说,如果该水系统使用25年,方案B可比方案A节约20.1万元工程费用。