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建筑给水安全保障技术
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内容提示：当市政供水压力不足，需要建筑给水加压，提升供水压力才能满足使用要求。现代建筑几乎无例外地采用离心泵加压。众所周知，当水泵的额定转速一定，水泵加压所能达到的压力由水泵的外特性曲线(当n一定时的HfcQ特性曲线)所制约。也就是说，给水加压系统的最高压力受离心泵的外特性曲线限制，加压系统不会超过水泵所能达到的最高压力。
摘要：当市政供水压力不足，需要建筑给水加压，提升供水压力才能满足使用要求。现代建筑几乎无例外地采用离心泵加压。众所周知，当水泵的额定转速一定，水泵加压所能达到的压力由水泵的外特性曲线(当n一定时的H：fcQ特性曲线)所制约。也就是说，给水加压系统的最高压力受离心泵的外特性曲线限制，加压系统不会超过水泵所能达到的最高压力。
关键词：建筑给水 安全保障
当市政供水压力不足，需要建筑给水加压，提升供水压力才能满足使用要求。现代建筑几乎无例外地采用离心泵加压。众所周知，当水泵的额定转速一定，水泵加压所能达到的压力由水泵的外特性曲线(当n一定时的H：fcQ特性曲线)所制约。也就是说，给水加压系统的最高压力受离心泵的外特性曲线限制，加压系统不会超过水泵所能达到的最高压力。
在使用过程当中，当水泵突然开、停、止回阀突然开、闭，电磁阀快速开、关等等，在管网系统中可能出现水锤冲而。在发生水锤时，在管网系统中可能形成很高的压力，引起管网爆裂。应当指出，发生水锤与多种因素有关，很难在设计阶段确定。在系统调试时如果发生水锤，则应采取针对性的措施进行解决。
由此可见，对于给水加压系统而言，在通常情况下，系统不会出现超压，在不发生水锺的情况下，其最高压力不会超过水泵的最高压压力。设离心泵的额定压力为P2；按水泵样本，在零流量下的最高压力通常为Pmax≤1.3P2。为确保安全给水管网和设备必须能承受Pmax而不致于损坏；在设计上无必要设置安全阀等防超压措施。
应当指出，用设置安全阀来防水锤超压是不可靠的。水锤通常是通过调试来发现并合理解决；在设计阶段通常不予考虑。我们认为，管网系统为不能承受离心泵在零流量下的最高压力Pmax是不安全的。
综上所述，我们认为对于给水系统无必要设置安全阀，管网和设备应能承受离心泵在零流量出现的最高压力(对于有驼蜂H=f(Q)外特性的离心泵，其最高压力可能在某一小流量下出现)。（参考《建筑中文网》）
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，中国的给水形势日益严峻。在此基础上，中国政府提出了以水质问题为中心的《中国2000年水工业可持续发展战略》。它的一个内涵是，随着水质问题的突出，传统的给水排水工艺技术与工程技术已经不能完全满足新的要求。虽然“七五”、“八五”期间，通过国家科技攻关等科研计划的实施，对水工业科学技术开展了广泛的研究，但由于纵深发展不够，集成化水平低，使得我国水工业科学技术总体水平仍然较低。在对水污染进行新的理解的基础上，本文从净水工艺的有限性出发，提出突破大系统式水质观，建立新型水质观，靠人工智能等先进科技手段实现一种从整体?亡把握的新水质保障思想，从而达到给水服务水平的根本提高。
1.从两种水厂管理自动化意见谈起
经过多年努力，我国水厂自动化控制水平现在已有了很大发展，如在大型水厂已较为普遍地采用了自动加矾、自动加氯、水泵自动变速、全厂的生产运行监测和滤池自动冲洗等工艺。但水厂自动化程度的提高，也给设计、施工、使用带来一系列问题，褒贬不一。
对于水厂的自动化，目前还存在不同意见。一种是极力主张，如刘灿生教授等人认为，随着水环境污染加剧和人们对于水质日益提高的要求，水净化处理操作控制单靠手工难以达到，考虑到净水工作的可靠性，考虑到降低电耗、药耗、减少人员等问题，自控将成为水厂必不可少的系统。
国外专家持不同意见，如美国德克萨斯州奥斯汀的给水研究专家Susan K.Booth等人认为饮用水处理正变得越来越复杂，必须有人作用于其中。理由是水处理工作需要随时调整，哪怕艺术级的(state-of-the-art equipment)给水装备，使其具有类似于人的训练，也不足以优化整个水厂的运行。他们认为，正是操作者知道什么时候处理过程可能要出问题，需要人来评价周围环境，作出各种运行决策，采取正确行动。在此思想指导下，他们发展的是辅助性技术工具，如PAS(process assistance system)。这种工具系统所要达到的是，通过给出水厂运行信息，提供解决问题的一些线索，帮助人们了解水厂运行状况，提高人们的决策技能，使操作者能更加独立、有效地工作。
刘灿生等人则认为，自动化控制水平的提高必然促进水处理工艺及构筑物的发展，从而使人工不能控制的复杂高效的工艺得以产生，甚至会完全改变现有的净化工艺流程。由此，水厂运行可以向智能化方向发展。应该讲，这就没有完全局限在现有水厂水处理的技术框架内，而是看出了智能化努力的本身，将可能改变水处理，甚至整个技术构架。
当然，上述仅是国内外两种代表性观点。Susan等人感觉到在现有水处理技术框架内人的作用无法取代，自动化天地极为有限。这也是有道理的，因为“从上至下”的现有水处理技术构架本身就是基于人而不是机器起主要作用而构筑的，在这种技术框架内，根本没有办法实现高度自动化的水厂运行管理。Susan等人观点之所以得出，毕竟从某种意义上反映出了现有水处理技术构架或水处理思想本身的局限；刘灿生等人从具体技术工艺的智能化问题需要入手，提出了整个水厂的智能化的发展方向，并且。认为智能化工作可能对净水工艺的整个流程都能予以改变。
上述两种意见或观点都是在净水思想框架内认识自动化，没有从水处理所面临的根本问题或水质技术根本发展的要求来考虑可能容涵或需要发展整个自动化或智能化工作。从对水厂自动化存在不同观点这一现实情况来看，至少说明已有自动化工作和目前的自动化努力还没有与水工业发展的根本问题紧密联系起来，以致使自动化工作方向成为了一个问题。
我们的观点是，水厂自动化或智能化发展，与水处理技术根本性发展紧密联系在一起，或者可以说为后者所内在需求。没考虑到水处理技术的根本发展，就搞不清给水自动化或智能化发展的真正必要及整体发展朝向。总言之，只有在对现行水处理技术思想是否应该予以根本突破的研究过程中，才能看出水厂或整个给水系统智能化的根本发展思路或前景。而若想搞清这一点，首先就应该从现有水处理技术到底存在哪些根本局限入手。
2.现行水处理技术的局限
从本质上讲，现有净水技术并不是针对或能够解决水污染问题，这可以从病毒污染、有机污染、新型污染和重金属污染等方面来加以阐述。
首先，现有水处理技术无法解决病毒污染问题。众所周知，病毒对人体健康的危害是明显、严重的，然而在目前“要直接测定水中病原菌(如伤寒、霍乱、痢疾等肠道传染病，一般均通过饮用水进行传播)并以之作为水质分析的例行项目，还不能做到。”也就是说，对于病毒，目前尚无完善的技术可供例行检测。所谓消毒，主要是去除细菌，现行水处理工艺对病毒的消除还无能为力。如在西班牙阿尔卑斯河62陆军营地就曾发生过因供水受病毒污染，造成500名士兵突然爆发传染性肝炎的事例。《科学美国人(中文版)》1997年第4期上的一篇文章也指出：“目前人类尚对大多数生物病毒一筹莫展。”
其次，现有水处理技术无法解决有机污染问题。对此，李圭白院士提出：“以现行城市的自来水厂常规水处理技术处理的水，水中仍含有许多有毒、有害物质，特别是微量有机污染物可检出数百种，其中有许多是具有‘三致’作用的重点污染物。有相当多的城市自来水厂出水的致突变试验(Ames试验)显示阳性，表明饮用这种水是不安全的……，由于饮用水中出现的污染物种类数量众多、多数浓度极低，无论检测和去除都十分困难，所以饮用水除污染是一个涉及多学科的高科技项目。”
第三，现有水处理技术无法解决似激素作用的污染问题。近年来科学家们讨论内分泌紊乱(导致癌症、不育症、甲状腺机能障碍、先天缺陷、行为障碍、神经系统压抑和生殖器官畸形等)的原因，认为人造化学物质可能正在严重破坏人和野生动物的激素。过去曾认为低水平污染是安全的，现在认识到低水平污染也危害健康。近年来在自然界发现了不少畸型动物，在人类社会中出现了逐渐增加的癌症病例，专家们认为这是由于近似于生物激素的化学物质引起的，是一种新型环境污染。美国图兰大学的约翰·麦克拉克伦教授等人在1996年6月发表的一篇论文中指出，用作杀虫剂的多种化学物质，每个个体物质虽然浓度极低，只有几百亿分之一，单个来看没有不良影响，但如果混合在一起就会产生相当于个体160至1600倍的激素作用。王占生教授指出，如果这个结论属实，那么它将彻底推翻化学物质的安全标准。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200603/1458.htm
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