農村屋頂水箱供水原理圖
本文以水箱供水的多層住宅小區為例，為4~6層水箱供水的立管及水表外移改造前后的管道水頭損失進行計算分析，從而可以為二次供水設施改造實施提供理論及優化依據。
二次供水改造背景
居民住宅二次供水設施是指住宅小區內的供水水箱、水池、管道、閥門、水泵、計量器具及其附屬設施。這些居民住宅供水設施的建筑材質標準較低或年久老化，易造成對自來水水質的二次污染，加上部分區域供水體制分割，導致管理責任不清晰、服務不及時等現象時有發生。
本次改造將主要供水管道（立管）及水表外移至公共樓道內；由于原老舊小區原有供水立管及水表均位于用戶廚房內，本次改造立管及水表外移后是否會對居民的用水水壓產生影響，其影響范圍多大？下面對某六層多層住宅兩種改造方案為例對改造前后的水壓進行理論計算分析。
工程概況
某一小區為6層多層住宅，房型為一梯兩戶供水方式為1~3層市政直供，4~6層屋頂水箱供水，供水立管位于戶內或外墻，水表位于廚房內，管材為鍍鋅鋼管（以下為了便于與塑料管管徑匹配，其管徑均按塑料管的表示方式按外徑表示）。本次二次供水設施改造將不改變原有的供水方式，將用戶戶內的立管及水表均外移至公共樓梯道內。由于外移后主要是對水箱供水用戶存在影響，故下面對水箱供水的4~6層供水的三種工況進行計算，O1外移改造前，立管及水表均位于廚房內，立管從6層De63的管道依次變徑到4層的De25的管道；O2外移改造后，4~6層立管及水表外移至公共樓道半平臺，供水立管管徑為De63不變；供水管材為PPR給水管。
下圖為4~6層右側戶的給水系統原理圖，其中立管JL-1每層供水一戶，立管JL-2五層半供水兩戶，4層半一戶，該住宅屬于普通住宅Ⅱ型，每戶一廚一衛，每戶的衛生器具及當量為：洗滌盆1只（N=1.0）；坐便器1具（N=0.75）；洗臉盆1只（N=0.75）；淋浴器1具（N=0.75）；洗衣機水嘴1個（N=1.0）。
流量參數
計算：根據建筑給水排水設計規范（GB50015-2003）表3.1.9得，Ⅱ類普通住宅最高生活用水定額�。�230L/人·天；用水時間24小時；時變化系數3.5人。
根據住宅配置的衛生器具給水當量、使用人數、用水定額、使用時數及變化系數，可按式（3.6.4-1）計算出最大用水時衛生器具給水當量平均出流概率（%）；
根據計算管段上的衛生器具給水當量總數，可按式（3.6.4-2）計算得出該管的衛生器具給水當量同時出流概率；
根據計算管段上的衛生器具給水當量同時出流概率可按式（3.6.4-3）計算該管段的設計流量。
設計秒流量計算結果如下表：
設計秒流量計算結果如下表：
局部阻力部件折算補償
1.生活給水管道的配水管的局部水頭損失，宜按管道的連接方式，采用管配件當量長度法計算。由建筑給水排水設計規范（GB20015-2003）附錄D表D得：5層及6層管道閥門等配件及其摩阻損失的折算補償長度如下表：
2.居民住宅入戶管上的水表，水頭損失宜取0.01MPa，即1mH2O；現市場上使用較為廣泛的燃氣熱水器如：萬家樂、林內的最低啟動水壓為0.02MPa，其余的如：美的、海爾最低啟動水壓為0.03MPa；因此只有當用戶的進水水壓大于燃氣熱水器的最低啟動氣壓時，燃氣熱水器才能正常使用，當用戶進水水壓無法滿足要求時，需增設增壓泵來提高水壓。
通過折算老舊小區住宅用戶二次供水設施改造前后兩種不同工況的局部阻力部件的當量長度，并接戶用戶給水系統的管道長度，計算出兩種工況下的總水頭損失，可對比分析二次供水改造立管及水表外前后供水壓力的變化和影響。
總沿程阻力損失計算
建筑冷水給水塑料管道的沿程水頭損失可利用《建筑給水排水塑料管道工程技術規范》（CJJ/T98-2014）公式（4.7.1）
給水管道設計流速不宜大于1.80m/s。
管道系統的局部水頭損失，宜根據關鍵的鏈接狀況，按管網的沿程水頭損失的百分比取值，并應符合下列規定：
1.當管配件內徑與管道內徑相一致、管材與管件承采用插式連接，采用三通分水時，宜取沿程水頭損失的15%~20%。
2.當采用內徑略小于管道內徑的內插式管配件，采用三通分水時，宜取沿程水頭損失的70%~80%，采用分水器分水時，宜取沿程水頭損失的35%~40%。
水頭損失計算分析
從上可以看出改造前后相較改造前6層水頭損失增加了0.1m，五層用戶反而減少了0.06m左右。如果僅開淋浴器的情況下改造前后相較改造前6層水頭損失增加了0.01m，5層用戶減少了0.16m。從而可知改造后對6層影響很小，對5層以下比較有利。
結論
二次供水設施改造工程，水表及立管外移后，增加了管線長度及管配件的數量，造成沿程水頭損失增大，對5、6層有一定影響，且5層以下水力情況會更好。
二次供水設施改造水表及立管外移時應盡量減少給水管路的長度及管配件的數量，這樣可以有效減少沿程水頭損失，避免用戶水壓偏低
該類型小區改造前后，都無法滿足燃氣熱水器的啟動要求，故改造前后需設增壓水泵。
二次供水改造到位后，部分用戶的水壓會有微弱影響，水質會得到明顯改善，杜絕了二次污染，確保了水質達標；二是社區居民還可以享受更多的便利，如家中無人用水器具漏水，專業人士無需入戶即可關閉水源。
水表和立管外移后，一方面可以大大提高供水企業抄表員的水表抄見率；另一方面，方便今后的維修養護。并且方便立管的維修更換，減少對居民的影響。三是日常抄表、收費、服務及維修保養由小區轉移到供水單位統一負責，實現居民水價收費一致。四是減少自來水輸送中的損耗。五是供水管理將會得到明顯規范。
