“自來水”被人們稱之為“城市的生命線”。當(dāng)建筑技術(shù)的發(fā)展讓人們的住所平地而起，超高層大樓鱗次櫛比聳立在現(xiàn)代城市里的時候，如何將水送到同樣的高度并不是一件輕而易舉的事情。“自來水”來之不易，也絕非自來。新中國成立六十年來，我國的建筑供水事業(yè)走過了一條從沿承舊路、不斷摸索再到自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。中國人在解決水與高度這一命題的過程中，發(fā)揮了自己的智慧與創(chuàng)造，開辟了安全供水的新時代。

轱轆搖轉(zhuǎn)，井繩結(jié)纏。自掘土挖坑打出第一眼水井開始，解決“水與高度”的問題，便成為人類生活中最重要的內(nèi)容之一。

也許你并沒有太注意，水塔供水方式的產(chǎn)生，就如同互聯(lián)網(wǎng)改變了我們的生活方式一樣，從“轆轤井”汲水到“自來水”的跨越已經(jīng)成為人類生活進(jìn)步的重要標(biāo)志。時至今日，我國不少欠發(fā)達(dá)地區(qū)還沒有解決自來水的問題，還在致力于推動健康衛(wèi)生的“自來水工程”。

水塔供水——要蓋樓必建塔的歲月

在北京東直門立交橋的東北角，一個名叫清水苑的居民區(qū)里，聳立著兩座典型的建筑。一座是體態(tài)雍容的綠頂圓亭，這就是北京第一個自來水廠——“京師自來水公司”的舊址標(biāo)志；另一座是由原“京師自來水公司”蒸汽車間改造的“北京自來水博物館”，在這里記錄著北京供水事業(yè)的全部歷史。

歷史上，北京城區(qū)居民都自打土井，用“轆轤”取用淺層地下水。據(jù)史料記載，1908年,京師自來水公司開工興建，并最終于1910年3月正式落成供水。直到1949年，北京城區(qū)還僅有這一座水廠。

京師自來水公司的成立，可謂中國自來水事業(yè)發(fā)展史上最具濃墨重彩的一筆。自來水不僅方便了千家萬戶的飲水，更重要的是改善了人們的飲水衛(wèi)生狀況，大江南北許多因水源污染而引發(fā)的傳染病得以遏制。

北京第一座水塔是與京師自來水公司同時建立的，1910年由德國設(shè)計師設(shè)計建造，直到1957年才被拆除。在東直門水塔之后很長一段時期里，“水塔”成為中國當(dāng)時“大城市”的標(biāo)志。

“我的中學(xué)曾是日軍占領(lǐng)時期日本紡織廠的一座三層宿舍樓，旁邊就是一座紅磚水塔。”每當(dāng)回憶起年少求學(xué)的時光，青島市科技局都興恩處長的腦海里，總是會浮現(xiàn)出那座斑駁漬舊的水塔。

與都興恩的記憶相仿，在許多老人的眼中，水塔就是一個時代的象征。隨便翻看幾十年前的老照片，無處不是排排磚樓必配一水塔的圖景，張張記錄著那段要蓋樓必蓋塔的歲月。

所謂水塔供水就是先用水泵把經(jīng)過消毒的干凈水抽到水塔頂部箱體內(nèi)，再依據(jù)水塔自身高度產(chǎn)生的落差，自然形成水的壓力，經(jīng)過城市供水管線流到千家萬戶。

這種方式的自來水在地面建筑多為平房和低層樓房的時期無疑是完全可以滿足的。解放初期我國大多數(shù)城市大都是采取水塔供水的方式。但是隨著城市樓房的不斷升高，供水壓力的不足暴露無疑。面對越來越多的高層樓房拔地而起，如何將自來水輸送到高層樓房的頂層成為高層建筑供水技術(shù)的新命題。

1958年，以人民大會堂、北京飯店、民族飯店、華僑大廈等“十大建筑”的陸續(xù)竣工為標(biāo)志，中國高層建筑的“樓頂水箱供水”技術(shù)開啟了新的時代。

密封罐供水——見證中國創(chuàng)造

陳忠潮是中國建筑設(shè)計院的第一代老專家，北京飯店的供水設(shè)計任務(wù)落在了他的身上。當(dāng)時的北京飯店是名副其實(shí)的京城“超高層”建筑。很顯然，東直門水塔不能滿足頂層的供水需要。如果在旁邊再建一座水塔，那么既要增加建筑成本預(yù)算，又要延誤工期，整體上來看還不美觀。經(jīng)過無數(shù)次的計算，參照前蘇聯(lián)的經(jīng)驗，陳忠潮采取樓頂建大水箱、樓下設(shè)加壓水泵的方式，將水先抽到樓頂水箱，成功解決了北京飯店的供水需求。隨后，這一技術(shù)相繼在“十大建筑”上使用推廣，直到今天，還有不少的城市舊樓房仍在使用這一供水方式。

然而，如同“水塔供水”的技術(shù)局限性一樣，樓頂“水箱供水”方式的不足很快暴露無遺。

“頭重腳輕”的建筑供水不僅給防震施工、節(jié)約成本等提出了難題，而且在用水過程中也出現(xiàn)了問題。由于頂層水壓不足，底層水壓太強(qiáng)，造成頂層房間“涓涓細(xì)流”而底層房間“噴涌而出”。

隨著文革的到來，我國供水事業(yè)從此陷入了十多年的停滯。

直到廣州東方賓館的建設(shè)完工，采用“減壓閥”減壓技術(shù)，實(shí)施分層減壓供水，以其為代表才徹底解決這一難題。

“水箱供水”的另一個問題——水質(zhì)衛(wèi)生也一直困擾著人們。由于水箱長期暴露在光天化日之下，風(fēng)沙降雨，垃圾鳥尸無所不有。甚至夏天有人竟然把它當(dāng)成澡堂子在里面洗澡。因此，高樓供水呼喚著新的技術(shù)出現(xiàn)。

上世紀(jì)八十年代初期，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國高層建筑供水事業(yè)又一次迎來了科技的春天，密封罐供水技術(shù)開始普及。

所謂密封罐供水，就是將原來建在樓頂?shù)拇笏涿芊獬梢粋€大水罐放在樓房的底下，并在其旁邊建一個大蓄水池。然后先從城市自來水管網(wǎng)干線中抽水把蓄水池裝滿，再用水泵注入到密封罐里，同時往密封罐里加氣壓。根據(jù)不同的樓房高度設(shè)置不同的壓力，實(shí)現(xiàn)對樓房的自來水供應(yīng)。

據(jù)建筑給排水標(biāo)準(zhǔn)委員會專家組組長姜文源回憶，在第一個五年計劃時期，北京洗印廠就開始自行設(shè)計密封罐氣壓供水。但由于當(dāng)時僅僅是自產(chǎn)自用，尚未形成商品化生產(chǎn)。直到1982年，北京建筑設(shè)計院的肖正輝在北京勁松小區(qū)推廣密封罐氣壓供水時，采取與廠家合作、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)供貨的方式，才真正開始了普及化、商品化的進(jìn)程。

當(dāng)時由于氣壓罐里沒有隔膜，水與空氣相接觸，氣和水混合加壓，所以水龍頭里流出的是夾雜著氣體的乳白色“牛奶水”。這種密封罐雖然一定程度上解決了二次供水的污染問題，但要不斷地向罐內(nèi)補(bǔ)充氣體以保持壓力穩(wěn)定，所以非常不節(jié)能。

1983年，北京建筑設(shè)計院的李義與北京平谷縣克頭隔膜壓力供水罐廠合作開發(fā)的“帽型隔膜式氣壓供水技術(shù)”解決了“牛奶水”難題。“用一塊隔膜從中部將罐內(nèi)空間一分為二，使水與空氣隔離。通過調(diào)節(jié)水與空氣的體積變化調(diào)節(jié)壓力?！庇捎诟裟ど舷逻\(yùn)動時的形狀很像寬檐帽，姜文源形象地用《上海灘》里“許文強(qiáng)的禮帽”來形容這種革新。

帽型隔膜技術(shù)的出現(xiàn)，創(chuàng)造性地將水與空氣分開，保證了罐內(nèi)氣壓的穩(wěn)定與節(jié)能。這一革新成為最初的真正意義的密封罐供水設(shè)備。但是，由于隔膜不停運(yùn)動而導(dǎo)致的易磨損狀況，又成為新的難題。

1985年，由姜文源設(shè)計的囊型隔膜密封罐徹底解決了這個易損難題。河北保定太行集團(tuán)憑借非凡市場洞察力，毅然放棄已經(jīng)相對成熟的帽型隔膜產(chǎn)品，與姜文源合作牢牢把握住囊型技術(shù)，一躍成為八十年代后期供水設(shè)備行業(yè)的龍頭老大。在此期間，氣壓給水工業(yè)協(xié)會的成立，也標(biāo)志著最早的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合初現(xiàn)成效。

雖然密封罐供水日漸普及，但是它的最大缺陷是壓力不穩(wěn)。年長一些的人們一定都有著這樣的生活記憶：每當(dāng)日近中午和黃昏，大多數(shù)人家開始下廚張羅的時候，水龍頭里的水就開始了時粗時細(xì)、時有時無的“表演”。這就是當(dāng)時居民用水的真實(shí)寫照。

真正解決“不穩(wěn)問題”的是變頻技術(shù)的普及，這被業(yè)內(nèi)稱之為中國供水事業(yè)劃時代的進(jìn)步。

據(jù)中國建筑設(shè)計研究院老專家楊世興回憶，1978年，霍英東先生興建的廣州白天鵝賓館在全國第一家應(yīng)用變頻供水技術(shù)。由廣州市設(shè)計院專家李應(yīng)成主持的“廣州市白天鵝現(xiàn)代化大型旅游賓館綜合設(shè)計”獲1986年廣東省科技進(jìn)步二等獎，其中的給排水設(shè)計獲國家科委“國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎”。

從此，各地紛紛引進(jìn)和采用變頻供水技術(shù)，人們撕下了水壓不穩(wěn)的舊歷，中國高層建筑供水進(jìn)入了一個全新的階段。

然而，變頻供水技術(shù)雖然解決了密封罐自身供水不穩(wěn)的問題，卻沒有甩掉二次供水污染的“桎梏”,因為注入密封罐的水是從旁邊的水池中抽取的，這就存在著在抽水之前的水池中二次水污染的嫌疑。

由此，一項由中國創(chuàng)造的安全供水新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

無負(fù)壓供水——開啟安全供水新時代

不管是水箱供水還是密封罐供水，都需要另建一個貯水池，因而都存在著二次污染的問題。2007年3月，廣州花都區(qū)某住宅樓樓頂蓄水池中，發(fā)現(xiàn)一具已死亡4個月的女童尸體?？膳碌氖钦麠澊髽抢?00多人一直使用著這種被污染的“生活用水”；今年7月，河南周口市城市信用社家屬院的部分居民在接水做飯時，發(fā)現(xiàn)自來水里竟有黑渣和小蟲子，經(jīng)查是水表表池和樓頂露天蓄水池受到二次污染所致；同樣是今夏，由于連續(xù)降雨，蘇州某小區(qū)樓下供水池被污染，居民家里的自來水散發(fā)出一股“被垃圾泡過了一樣”的味道……

那么，為什么不把水泵與市政自來水管網(wǎng)直接相連而非要多此一舉再建一個水池呢？

實(shí)際上，當(dāng)水泵與市政管網(wǎng)直接連接時，就會產(chǎn)生負(fù)壓而影響周邊用戶的正常用水。因此，1994年以國務(wù)院令發(fā)布的《城市供水條例》嚴(yán)格禁止將生活用水泵直接連接在市政管網(wǎng)上。這就是另建蓄水池的原因，也是我國開創(chuàng)無負(fù)壓供水技術(shù)的起源。

時間定格在1995年的秋天，青島遠(yuǎn)洋公司宿舍樓所用的供水不銹鋼罐，正在進(jìn)行例行清洗。“噗！”工人隨口吐到罐底的一口痰，引來了旁邊一位中年人的注意與疑問：“怎么能往這里吐痰呢，這裝的可是生活用水！”“嗨，誰會管這閑事！”工人滿臉不屑地答道?？粗@口痰和滿罐底的煙灰、舊飯盒，這位結(jié)實(shí)的山東漢子一聲不響地走了。

回想當(dāng)年的所見所感，山東三利集團(tuán)董事長張明亮依舊難掩激動。三年后，由他主持研發(fā)的“變頻調(diào)速無吸程(無負(fù)壓)增壓給水設(shè)備”通過了山東省科委的成果鑒定。被一口痰所激勵的張明亮，正在用無負(fù)壓供水技術(shù)的不斷探索，去兌現(xiàn)健康安全飲水的心愿。

作為一種高效節(jié)能的給水方式，無需人工手動調(diào)節(jié)，無負(fù)壓供水泵由變頻控制系統(tǒng)電腦控制，可以直接連接在市政自來水管網(wǎng)上；在保證市政管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓的同時還可充分利用市政管網(wǎng)原有壓力節(jié)約能源。

同時，由于整個過程都是在全密閉狀態(tài)下運(yùn)行，不需要再建蓄水池，從而避免了水質(zhì)的二次污染。今天，以昆侖飯店等高層建筑為代表，無負(fù)壓供水技術(shù)已經(jīng)逐漸成為超高層建筑的供水方式。

反觀新中國成立六十年的供水技術(shù)史，伴隨著技術(shù)的發(fā)展，高層建筑供水設(shè)計的理念也發(fā)生了很大的變化。從保證有水到節(jié)能、環(huán)保，再到安全、節(jié)約、健康、舒適。今天的供水技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從人力到自動、從低層到高層、從原始到專業(yè)的三大跨越，在給人們提供更加舒適便捷生活的同時，開辟了安全、健康供水的新時代。

親歷者說

姜文源 我國著名給排水行業(yè)專家

我國供水行業(yè)六十年來，在供水范圍經(jīng)歷了一個從小到大，從城市至農(nóng)村，從室外集中供應(yīng)至室內(nèi)分散供應(yīng)，從底層供水至層層供水，從只供冷水至供冷熱水、直飲水，從簡易到復(fù)雜、到全方位、優(yōu)質(zhì)供水。供水技術(shù)經(jīng)歷了水箱供水、氣壓供水、變頻供水、減壓閥減壓供水和無負(fù)壓供水(或稱管網(wǎng)疊壓供水)等發(fā)展階段，這是一個既與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)，又與人們生活緊密聯(lián)系在一起的領(lǐng)域，是一個不可缺少也無可替代的行業(yè)。

當(dāng)前，供水行業(yè)面臨著一個大幅度提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，全面改造供水工藝和供水管網(wǎng)的關(guān)鍵時機(jī)，同時也面臨著水資源貧乏、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變化的現(xiàn)狀。如何進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)能、節(jié)水技術(shù)，防止壟斷弊病，向人們和各行業(yè)供應(yīng)更好、更多、更優(yōu)的水是我們的企求和目標(biāo)。

趙鋰 中國建筑設(shè)計研究院機(jī)電設(shè)計研究院院長

進(jìn)入21世紀(jì)，我國建筑給排水設(shè)計行業(yè)在不斷發(fā)展的過程中終于日臻成熟，總體水平基本達(dá)到了國際的先進(jìn)水平。我們通過新中國成立60年來不同階段對蘇聯(lián)、日本、歐美的學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)改造，兼收并蓄，逐步形成了自己的設(shè)計體系和設(shè)計思想。建筑給排水設(shè)計的發(fā)展也從為滿足人民需求被動進(jìn)步演變成了科學(xué)發(fā)展地主動適應(yīng)和引導(dǎo)人民的用水需求和習(xí)慣。節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的思想成為建筑給排水設(shè)計的核心理念，無負(fù)壓供水技術(shù)就是響應(yīng)國家節(jié)能戰(zhàn)略的產(chǎn)物。同時，建筑給排水在生活供水方面的理念經(jīng)歷了“衛(wèi)生”“安全”階段，開始進(jìn)入了“健康”的階段。我們認(rèn)為僅僅是沒有細(xì)菌、沒有有害物質(zhì)的生活用水是不夠的，過度純凈的水對人體健康也沒有好處，供水的更高要求是各種元素有益無害，濃度適當(dāng)，舒適健康。

張明亮 青島三利集團(tuán)董事長

我國60%的城鎮(zhèn)居民采用二次供水，常常被用水難所困擾。隨著居民小區(qū)的不斷擴(kuò)建和改造，樓房層數(shù)的不斷加高，原有的自來水管網(wǎng)的壓力出現(xiàn)不足，大部分地區(qū)普遍存在著用水高峰期高層上不去水，居民經(jīng)常出現(xiàn)用水困難，這一現(xiàn)象在大中城市表現(xiàn)尤為突出。以往的解決辦法是采取傳統(tǒng)二次加壓供水方式修水池，蓋泵房。采取這種供水方式會帶來四大弊端，即：投資大、水源污染嚴(yán)重、能源嚴(yán)重浪費(fèi)和水資源浪費(fèi)的問題。

要解決城鎮(zhèn)二次供水污染問題，必須對二次供水設(shè)備進(jìn)行一次技術(shù)革命，而首要的是解決人們的傳統(tǒng)思想觀念。