水泵在建筑給排水設(shè)計(jì)中的選用

水泵在建筑給排水設(shè)計(jì)中的選用摘要：水泵是給排水領(lǐng)域最重要的設(shè)備之一，隨著現(xiàn)代建筑水平的日益提高，合理的配置水泵是建筑節(jié)能降耗的重要目標(biāo)。本文主要介紹了建筑給排水工程中常用水泵的類型、高層建筑給水方式以及水泵的選擇；并且對(duì)高層建筑給水方式的選擇以及住宅建筑變頻調(diào)速水泵的選用提出了可行性建議，以期對(duì)水泵的優(yōu)化配置有所幫助。關(guān)鍵詞：水泵；建筑給排水；給水方式；變頻調(diào)速一、前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，建筑業(yè)得到了飛速的發(fā)展，對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)方面的要求也越來(lái)越高。建筑節(jié)能降耗、節(jié)約用水是世界性的大潮流。給水排水系統(tǒng)作為現(xiàn)代建筑的一個(gè)重要組成部分，從節(jié)能降耗角度來(lái)看，科學(xué)合理的選用水泵顯得尤為重要。二、水泵的類型及建筑給排水設(shè)計(jì)中常用水泵的性能水泵品種系列繁多，分類方式也各不相同。按其作用原理可分為葉片式水泵，屬于這一類的有離心泵、軸流泵、混流泵等；容積式水泵，屬于這一類的有活塞式往復(fù)泵、柱塞式往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵等；除葉片式水泵和容積式水泵外的特殊泵，如螺旋泵、射流泵、氣升泵等。在建筑給排水領(lǐng)域用的最多的水泵為葉片式水泵類的離心泵。水泵按結(jié)構(gòu)形式分為臥式、立式和斜式。臥式水泵及立式水泵為常用形式。在選擇臥式水泵時(shí)，要保證泵房有足夠的面積，同時(shí)泵房要均勻的進(jìn)行荷載當(dāng)臥式水泵的葉輪比進(jìn)水池水位高時(shí)，在必要時(shí)，增加相應(yīng)的充水設(shè)備；并便于臥式水泵的檢修。立式水泵的尺寸較小，高度較大，立式水泵在運(yùn)行的過(guò)程中，通常葉輪淹沒在水中，而且在啟動(dòng)水泵時(shí)較為方便，但是立式水泵需要較高的安裝要求，同時(shí)檢修難度也比較大。水泵按流量－揚(yáng)程特性曲線劃分，一般有三種基本類型：平坦型，陡降型和駝峰型。具有平坦型性能曲線的水泵適用于流量調(diào)節(jié)范圍較大時(shí)，要求揚(yáng)程不要有太大改變的系統(tǒng)；具有陡降型性能曲線的水泵，適用于揚(yáng)程調(diào)節(jié)范圍較大時(shí)，流量不要有太大改變的系統(tǒng)；具有駝峰型性能的水泵，在駝峰區(qū)的工作是不穩(wěn)定的，會(huì)出現(xiàn)流量跳動(dòng)的不穩(wěn)定工況。鑒于此，選用駝峰型性能的水泵時(shí)，應(yīng)該慎重考慮，使其工作點(diǎn)避開駝峰區(qū)。三、高層建筑給水方式及水泵的選擇1給水方式的比較與選擇高層建筑給水方式可以分為水泵一高位水箱給水方式、氣壓罐給水方式和變頻調(diào)速水泵給水方式。高層建筑首先進(jìn)行豎向分區(qū)后，然后選擇給水方式。給水方式選擇應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、供水安全可靠等為原則。（1）水泵一高位水箱供水方式的特點(diǎn)是高位水箱在給水系統(tǒng)中起到貯水調(diào)節(jié)水量和穩(wěn)定水壓的作用，水泵向高位水箱供水的流量和揚(yáng)程是基本恒定的，不會(huì)因用水管網(wǎng)的流量波動(dòng)而改變，水泵的運(yùn)行工況是可以固定在其特性曲線的一個(gè)高效點(diǎn)上，此時(shí)水泵是最節(jié)能的，但設(shè)置水箱，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)以后水箱清理、二次污染等繁瑣問題。（2）氣壓水罐供水方式就是利用氣壓水罐內(nèi)氣體的可壓縮性以達(dá)到供水目的。氣壓罐給水方式的優(yōu)點(diǎn)是不需設(shè)高位水箱，不占上部建筑面積。缺點(diǎn)是氣壓罐貯水量小，水泵啟動(dòng)頻繁，運(yùn)行費(fèi)用高以及動(dòng)力能耗大。（3）變頻調(diào)速水泵供水方式與工頻水泵一高位水箱供水方式相比，在節(jié)約建筑面積、防止和減少二次污染、簡(jiǎn)化系統(tǒng)方面更有優(yōu)勢(shì)。而傳統(tǒng)的工頻水泵在給水系統(tǒng)中工作時(shí)，水泵本身的性能曲線與整個(gè)系統(tǒng)的管路特性曲線的交點(diǎn)為泵在管路中的工況點(diǎn)。水泵的工況點(diǎn)是建立于水泵和管路系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上，當(dāng)兩者發(fā)生變化時(shí)，其工況點(diǎn)就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，這時(shí)的平衡點(diǎn)，就會(huì)被另一新的平衡點(diǎn)所代替?；谏鲜鋈N給水方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展成熟，變頻調(diào)速水泵供水方式在目前高層建筑中應(yīng)用最為廣泛。但其節(jié)能效果在實(shí)踐中也是有局限性的，通常變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速的50%，一般最好在75%~100%。2住宅類建筑水泵選型住宅類建筑其最大的特點(diǎn)是用水量大，用水不均勻，時(shí)變化系數(shù)在2.3以上用水時(shí)間長(zhǎng)，一般為24h；比較集中，一般發(fā)生在一日三餐或某些特定的時(shí)間段，尤其在早上，是用水的最高峰，用水量最大且比較集中，約占全天用水量的15%?20%，并且此時(shí)段用水時(shí)間幾乎集中在30min內(nèi)。對(duì)于住宅類建筑，如果簡(jiǎn)單選用變頻水泵一用一備從節(jié)能角度來(lái)說(shuō)是十分不合理的，因?yàn)楦鶕?jù)住宅的用水特點(diǎn)，水泵基本不在高效段運(yùn)行，浪費(fèi)嚴(yán)重。四、消防水泵的選擇2014年10月1日實(shí)施的《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》GB50974-2014第5.1.6條規(guī)定了應(yīng)選用消防水泵的流量揚(yáng)程性能曲線為無(wú)駝峰、無(wú)拐點(diǎn)的光滑曲線。具有陡降型性能曲線的切線泵，超流量時(shí)，水泵的揚(yáng)程曲線突然跌落，其揚(yáng)程數(shù)值可能接近于零，不能滿足滅火需要；具有駝峰型性能的水泵，在駝峰區(qū)水泵的工作是不穩(wěn)定的，會(huì)出現(xiàn)流量跳動(dòng)的不穩(wěn)定工況，并且駝峰型水泵，一個(gè)揚(yáng)程數(shù)值會(huì)對(duì)應(yīng)兩個(gè)流量數(shù)值，火災(zāi)時(shí)不能保證水泵維持在需要的流量狀態(tài)。所以具有陡降型性能曲線的切線泵及具有駝峰型性能的水泵不能作為消防泵使用。五、水泵的噪音控制《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3096－2008具體規(guī)定了居民住宅區(qū)域的環(huán)境噪聲，白天的噪聲值只允許有55dB，夜間只允許有45dB，一般消防泵房和給水、中水泵房設(shè)置在地下車庫(kù)，距離居民居住區(qū)域較遠(yuǎn)，水泵房采取必要的減振防噪措施后一般均能滿足相關(guān)規(guī)范要求。需要注意的是設(shè)置在住宅建筑屋頂消防水箱間內(nèi)的增壓穩(wěn)壓泵組，距離樓板下的居住人群較近。在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取以下減振防噪措施：選用低噪音水泵機(jī)組。吸水管和出水管上設(shè)置減震裝置。水泵機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)置減震裝置。管道支架、吊架和管道穿墻、樓板處，采取防止固體傳聲措施。將消防增壓穩(wěn)壓泵等設(shè)備設(shè)置在公共區(qū)域等非臥室區(qū)域上方。必要時(shí)屋頂消防水箱間地面采用雙層樓板。六、結(jié)論變頻調(diào)速水泵在建筑給水中應(yīng)用廣泛，但節(jié)能效果受使用條件及選泵性能的影響。水頭損失占水泵總揚(yáng)程比重較大的給水系統(tǒng)，選用高比轉(zhuǎn)速的水泵，所選水泵參數(shù)靠近水泵高效區(qū)右端點(diǎn)可以提高變頻調(diào)速水泵的調(diào)速范圍。供水不均勻系數(shù)K越大，水泵調(diào)節(jié)的水量范圍越大，水泵臺(tái)數(shù)和水泵大小需綜合考慮。消防泵不允許選用陡降型及駝峰型性能曲線的水泵。屋頂消防水箱間內(nèi)的增壓穩(wěn)壓泵組的應(yīng)采取嚴(yán)格的減振防噪措施。參考文獻(xiàn)：馮琳，李善榮.《淺談如何選擇現(xiàn)代高層住宅小區(qū)供水方式》.研究探討，2015，301.宋學(xué)東，王增奇，呂