提要　在編製給水箱標準圖所進行的調（diào）研中發現,給水箱設計及工廠生產作的各種材質成品給水箱不能很好滿足使用要求（qiú）。就（jiù）此介紹了給水箱設計應遵循規範標準,材（cái）質的選擇及其設計參（cān）數,附件（jiàn）作用（yòng）和安裝要求（qiú）等。

關鍵詞　給（gěi）水箱　設計原則　配管　附件　絕熱　衛生

　　在給水工程（chéng）設計中,經常采用給水箱（xiāng）作為（wéi）給水係統的高峰調節儲水設備。它的特點是使體係運行經濟、可靠、操作簡單、管理方便。長期以（yǐ）來,給（gěi）水（shuǐ）箱以標準圖的形式供設計選（xuǎn）用,我院根（gēn）據建（jiàn）設部建設[1998 ]13 號文〈關於印發《一九九（jiǔ）八年（nián）國家建（jiàn）設標準設計編製工作計劃》的通知〉,對原國家建築標準設計《方形給水箱》、《裝配式（shì）給水（shuǐ）箱選用安裝圖》、《衝壓鋼板給水箱選用（yòng）安裝圖》進行修編。在編製和調研過程中發現,給水箱設計（jì）及工廠生產製作的各種材（cái）質的成品給水箱在工程實際中沒有很好（hǎo）滿足使用（yòng）要求（qiú）,沒有按有關規（guī）範、規定要求設計製作,對其（qí）基本設計原則有模糊之處。現就（jiù）編（biān）製給水箱標準圖過程中的（de）體會,以生活飲用（yòng）水箱為主,提出給水箱設（shè）計（jì）的（de）原則。

1 　應遵循的規範標準

給水箱設計應滿足《建築給水排水設計規範》( GBJ 15 - 88) 《, 二次供水設施衛生規範（fàn）》( GB17051- 97) 《, 生（shēng）活飲（yǐn）用水輸配水設備及防（fáng）護材料（liào）的安全

性評價標準》( GB/ T17219 - 98) 等國家和地方的有關規範、標準要求（qiú）。

2 　材（cái）質選擇

給（gěi）水箱材質可（kě）使用不（bú）鏽鋼板、搪瓷鋼（gāng）板、玻璃鋼(SMC) 、熱鍍鋅鋼板、鋼（gāng）板內襯（chèn）不鏽鋼板。各種材質均應在使用中不得對水質有汙（wū）染,並應經（jīng）衛生安全防疫的專門機（jī）構檢測合格。

3 　水箱有效容（róng）積和公稱容積

水箱有效容積一般采用調節水量（liàng）確定,其值應按高日水箱（xiāng）進水量和用水出水量的逐時流（liú）量變化（huà）曲線求得。當缺少資料時（shí）一（yī）般可按高日用水量的10 %左（zuǒ）右計算。當給水係統為水泵O水箱方式時,如水泵為自動控製,水箱的有效容積可取高日用水量的5 %; 如為人工控製, 則取高日用水量的12 %[1 ] 。當水箱負有消防的儲（chǔ）備水功能（néng）時,則有效容積還應包括按（àn）現行有關建築設計防火規範確定的

水量（liàng）。水箱公稱容積為箱體的總容積。為確保水箱有（yǒu）效容（róng）積和盡可能縮小水箱（xiāng）公（gōng）稱容積,在設計選用水箱時設計者必須根據水箱（xiāng）的液（yè）位控製（zhì）方（fāng）式、溢流管位置、出水管位置及低水位時管口淹沒情況、箱底排水坡度和泄水管位置等情況來計算確（què）定水箱（xiāng）公稱（chēng）容積。

4 　應設（shè）置（zhì）的配管和必要的附件

411 　進水管

進水管應設置（zhì）在水箱高水位以上,可做成淹沒式或非淹（yān）沒式管口。淹（yān）沒式管口（kǒu）的進水管應在高水位以上100 mm處的部位開! 10 的孔,以防當停止進水時產生虹吸倒流。淹沒式進水管口能減少（shǎo）進水噪音;非淹沒式管口進水噪音過大,需采取在管口設（shè）置錐形消能散（sàn）流擋（dǎng）板（bǎn）等減噪的技術措施。進（jìn）水（shuǐ）管管徑按流速018～112 m/ s 設計較佳（jiā）,其流量按水泵在（zài）連續運行（háng）時間（jiān）內（nèi）充滿水箱的有效（xiào）容積確定。自動控製時按水泵1 h 啟動（dòng）6～8 次確定;人工控製時按水泵短連續運行（háng）時間不得小於0125 h確定（dìng）。進水管（guǎn）大管徑不（bú）得大於200 mm,這是考慮過（guò）大管徑開孔會減弱（ruò）箱壁強度和增加水箱箱體尺寸,造（zào）成材（cái）料浪費。

412 　出水管

出水管管徑應按給水係統設計秒流量確定,一般與進水管管徑相（xiàng）同設置。出（chū）水管可設置在箱壁或箱底,但（dàn）其管口低點應高於箱底不小於50 mm,以防止箱底沉積物進入管道。

413 　溢（yì）流管

溢流管的設置容易（yì）被人們忽視,甚至有人以種種理由不（bú）設溢流管。溢（yì）流管的作用:一是泄（xiè）壓,保證水箱體不超壓破壞,保（bǎo）證安全;二是（shì）保（bǎo）證浮球閥等水位控製（zhì）器的動作空間。溢流管管徑一般按大於進水管1～2 號確定,可保證排泄水箱大入流量。溢流管可以從側壁或底部接出,但溢流管管口低部位應高於水箱高水位20 mm,距箱頂150～200 mm為（wéi）宜,這樣可在保證水（shuǐ）箱有效容積的基礎上,使水箱

的公稱容積經濟。溢流管是水箱敞口部位直接和大氣連通,為防止外部對水質的汙染,溢流管管口應設置18 目的耐腐蝕材料濾網,以（yǐ）防止昆蟲和鼠類小動物進入。溢流管不得與排水係統直接連接,以防排水係統的臭氣和汙物的汙染。

414 　泄（xiè）水管

泄（xiè）水管（guǎn）是為水箱清（qīng）洗或事故檢修時,水（shuǐ）箱泄空時使用。當有消防儲備水時,對水箱的放空檢修周期不宜超過48 h 。故泄水管管（guǎn）徑應以滿（mǎn）足（zú）在檢修時間內排空水箱有（yǒu）效容積來確定。筆（bǐ）者認為按4 h 排（pái）空即可。以孔口出流計（jì）算管徑,管徑一般不小於（yú）50mm。泄（xiè）水管安裝（zhuāng）在箱底低（dī）處,也可在箱體側壁上。泄水管口（kǒu）低點應和水箱內底低麵相平,便（biàn）於排空水箱中的水和沉積（jī）物。泄水管應裝（zhuāng）設閘板閥,不宜（yí）裝截止閥。泄（xiè）水管可與溢流管連接（jiē）,不能直接（jiē）與（yǔ）排水係統相連接,以防止（zhǐ）受汙染。

415 　透氣管

透（tòu）氣管使水箱和大氣連通,其作用一是使水箱內空間（jiān）有新鮮（xiān）空氣（qì）對流換氣;其（qí）二是當水箱進水時排氣,出水時進氣保持水箱內壓力平（píng）衡。透氣管設置兩根,伸出箱頂長度不同為好,這樣使水箱換氣流暢。但事（shì）實（shí）上水箱有開口的溢流管,也可起到對流換氣作（zuò）用,故透氣管在小容積水箱中也可隻設置一根。透氣管管徑本應按進、出水量換算成進排氣量確定,但由於溢流管（guǎn）是開口（kǒu）的（de）,故透氣管管徑（jìng）可按小於進水管（guǎn）1～2 號確定,也以（yǐ）不小於50 mm為宜。透氣管一般伸（shēn）向水箱（xiāng）間內（nèi）,管口應設置防（fáng）止昆蟲和鼠類小動物進入的18 目耐腐（fǔ）蝕材料濾網。為防止灰塵進入,一般應將管口朝下設置。因為溢流管口是開口的,所以將透氣管口設計（jì）成帶有活性炭等（děng）過濾（lǜ）填（tián）料裝置是不必要的。

416 　水位信號裝置

在（zài）水箱側壁安裝反映水箱內（nèi）水位的水位（wèi）指示裝置,以（yǐ）供就地觀察。一種是玻璃管液位計:一般測量（liàng）範圍1 200 mm ,當水箱高度超過此值時需兩個或三個重（chóng）疊設置,其重（chóng）疊部分不少於70 mm。另一種為磁耦合（hé）液（yè）位計:其測量（liàng）範圍可達8 000 mm ,其紅（hóng）白分界的液位顯示十分清楚（chǔ）。就地安裝的水（shuǐ）位計在有（yǒu）可能凍（dòng）結的水箱間內應采（cǎi）用保溫材料、蒸（zhēng）汽管伴（bàn）熱（rè）、發熱電纜等保溫防（fáng）凍（dòng）措施。當需要遠距離水位顯示（shì）

時,則安裝電極式或浮球式液位顯示控製儀,實現水位測量控製和在控製（zhì）室遠程顯示。

417 　進水管（guǎn）水位控製閥的安裝

當利用加（jiā）壓水泵供水,並在水箱內設置液位控製器控（kòng）製水泵開停時,水箱進水管可不設置液位控製閥門;當利用水泵加壓供水或利用（yòng）市政管網供水時,應設置液位控製閥門,以便水位到達規定高水（shuǐ）位時,關閉進水管口（kǒu）。液位控製閥分液壓控製閥和浮球控製（zhì）閥。選擇上述兩種閥型時主要考慮安裝後能控製高水位和箱頂淨距離在170～220 mm 內為宜,如果過大則使水箱有效容積減少或水箱公稱容積過大（dà）而造成水箱容積浪費,水箱平（píng）麵尺寸（cùn）越大越（yuè）應考慮這一點。

418 　人孔、內外人梯

人孔和內外人梯供日（rì）常維（wéi）修時使（shǐ）用。人孔小尺寸不得（dé）小於500 mm,並設置能夠鎖定的人孔蓋,以保（bǎo）證水箱衛生安全。根據人（rén）體動作尺寸,水箱高度大於和等於（yú）1 500 mm 時,應在人（rén）孔處設置內外人（rén）梯。外部人梯的第一踏步宜離地麵600 mm,箱頂扶手部分高不（bú）大於600 mm為宜,這樣既滿足使用要求,又不使水（shuǐ）箱間（jiān）淨高度（dù）過（guò）大,其材料應和水箱（xiāng）材料（liào）一致,以保證水箱整體美觀。

419 　水泵開停控製器安裝

水（shuǐ）箱和水泵聯動（dòng）的給水係統是供水常用的自動控製給水方式,其自動控製的簡單方法是滿水位停泵,低水位時開泵。控製器停泵水位應低於（yú）高水位100 mm, 而開泵（bèng）水位應高於（yú）低水位200mm,以避免因水位控製器誤差和開停泵（bèng）後進出（chū）水滯（zhì）後,造成超高水位滿溢,浪費水量;低於低水位時,容易導致供水管進入（rù）空氣,形成管道積氣和腐蝕。

4110 　水消毒

《二次供水設施衛生規（guī）範（fàn）》中規定“水箱的容積設（shè）計（jì）不得超過用戶48 h 的用水量”,否則應采取消毒措施。筆者認為水箱容積不能滿足24 h 更換一次時,應采取消毒措施。當消毒劑（jì）采用（yòng）消毒液時,為使（shǐ）藥液和水體很好混合,將藥液管伸入水體深度1/ 3處,管口為30°坡口,管徑采用! 12 耐腐蝕管即可（kě）。也可采用紫外線消毒裝（zhuāng）置,其裝置可直接安裝在水箱出水管上,在水流經過裝置時,殺死水中的細菌達到消（xiāo）毒目的。

4111 　水箱絕熱設計

水（shuǐ）箱絕熱設計分為:熱水箱保熱保溫、冷水箱防結露（lù）保溫和在冬季（jì）不采暖水（shuǐ）箱間防冰凍保溫三種。保熱保溫和防（fáng）冰凍保溫（wēn）屬保溫結構（gòu）,一般（bān）由絕熱層和保護層組成;防結露保溫（wēn）屬保冷結（jié）構,一般由防鏽層、絕熱層、防潮層和保護層組成。目前在工程設計（jì）中,對防冰凍（dòng）保溫（wēn）缺（quē）乏（fá）絕熱（rè）層厚度（dù）計算公式和計算參數,故筆者在這次國標圖編製過程中,翻閱查找有關技術文獻,按（àn）熱（rè）損失平衡（héng）原理（lǐ）[2 ]忽略水箱壁、保護層的導（dǎo）熱損失,導出水（shuǐ）箱防冰凍保溫層（céng）厚度δ計算公式,其推導過程如下（xià）:

單層平壁箱體單位麵積熱（rè）損失q 為:

q =t1 - t0δλ + R H(1)

　　單層平壁箱體總熱損（sǔn）失Q 為:

Q = q ×F = (t1 - t0δλ + R H) ×F (2)

　　儲（chǔ）水介質單位（wèi）質量放熱量q介（jiè）為:

q介=C ×( t1 - t4)T(3)

　　儲水介質總放熱（rè）量Q介為:

Q介= q介×G =C ×( t1 - t4)T×G (4)

　　單層（céng）平壁箱體（tǐ）熱損失量和儲水介（jiè）質放熱量平

衡,經整理得保溫層厚度δ計算公式（shì）為:δ = λ[T ×FC ×G(t1 - t0t1 - t4) - R H ] (5)

式中λ———保溫材料導熱係數,kJ / (h·m·℃) ;

T ———凍結（jié）時間,h ;

F ———水箱體表麵積,m2 ;

C ———水的比熱（rè）, C = 41187 kJ / (kg·℃) ;

G ———水箱內水的質量,kg ;

t1 ———水箱儲水水溫, ℃;

t0 ———結凍（dòng）室外極端低溫度, ℃;

t4 ———水結凍溫度, ℃;

R H ———從平（píng）壁保溫層至周圍空氣的（de）熱阻,可取0102 m2·h·℃/ kJ 。

如何確定凍（dòng）結時間T 缺少數據資料,有待於研究。筆者從兩個方麵考慮:一是水箱中的水處在流動狀態時（shí）,因連續不斷（duàn）補充熱量,則水不易冰凍;隻有當水處在停留狀（zhuàng）態時,才因熱損失產生冰凍（dòng）,這（zhè）就與水在水（shuǐ）箱中的停留時間有（yǒu）關。按水箱有效容（róng）積為日用水量的5 %～12 %計算得停留時間為418 ～2188 h 。按（àn）此值計算保溫層厚度非常小（xiǎo）,沒有工（gōng）程上的實際意義。另是采用結凍室外極端低溫度t0 出現周期的時間來控（kòng）製使水溫降低不冰凍的時間間隔作為凍結時間。據資（zī）料統計（jì）得知:某地區極端低溫度出現周期為5 d 左右,筆者記錄沈陽市（shì）2001 年冷月低於- 30 ℃極值連續為5 d ;筆者又收集到北（běi）京（jīng）某廠將容積1 m3,保溫層厚度（dù）50 mm的（de）水（shuǐ）箱置於室外（wài）冷月,周圍空氣溫（wēn）度約- 20 ℃左（zuǒ）右,7 d 後水箱水（shuǐ）麵結冰;又（yòu）根（gēn）據我國休假製度,冬季有7 d 的長假,使辦公樓等公共建築有7 d 停水的可能。由（yóu）此,筆者認為凍結時間T 對（duì）居（jū）住建築取72～120 h ;對辦公樓等公共建築取168 h 較為合適。水箱絕熱設計製作中應（yīng）注意:一是在很多地區,水箱防結露保溫和防冰（bīng）凍保溫是同時存在的,應以

兩者不利參數和保溫結構形式做為設計依據（jù）。二是防結露保溫的保冷結構的防潮層材（cái）料選擇和施工（gōng）製（zhì）作要保持良好的整體性,不能破壞（huài）防潮層出現透氣（qì）點而喪失防潮層效果,出現結露和鏽蝕（shí）。

4112 　水箱衛生要求及防腐蝕

水箱製作采用多種材料,但（dàn）用於生活飲用水水箱（xiāng）的箱體材質及其連接件、密封件,必須是對人體無害的,應符合（hé）《生活飲用水（shuǐ）輸配（pèi）水（shuǐ）設備及防護材料的安全性評價標準》要求。對防（fáng）腐（fǔ）蝕（shí）塗料應選用滿足上述標準要求的防（fáng）黴環氧塗料、瓷釉塗料等（děng）材料外,在塗（tú）刷施工中金屬表麵應嚴格除鏽、除垢,再（zài）打磨焊縫（féng）表麵。采用噴砂（shā）除鏽應達到Sa2 級,采用（yòng）人工除鏽應達到St3 級,這樣才能保證防腐塗料與金屬（shǔ）表麵牢固親（qīn）合和塗料層不（bú）產生（shēng）龜裂。

4113 　水箱安裝（zhuāng）及水箱衛生防護

絕大多數水箱安裝在水箱間內,水箱間（jiān）布置應滿足水（shuǐ）箱現場（chǎng）焊接、組裝、配管敷設、維護檢修操（cāo）作等尺寸。水箱（xiāng）與混凝土基礎或與支（zhī）座接觸處,應設置防（fáng）腐蝕絕（jué）緣填層,如橡膠板或塑料板等。

　　生活飲用水箱間屬水源重地,應加強保（bǎo）護,特別是衛生防護應（yīng）專門管理。水箱間的建築設計標準,應（yīng）有良（liáng）好（hǎo）的光線、通風（fēng）和清潔衛生（shēng）環境。水箱還應每隔015～1 年放空,清掃一次內部。設計者應認真對待水箱間水泵運行、止回閥動作、進水管進水（shuǐ）時的噪音汙染,並采取有效措施。 

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