水泵在建筑给排水设计中的选用

水泵在建筑给排水设计中的选用摘要：水泵是给排水领域最重要的设备之一，随着现代建筑水平的日益提高，合理的配置水泵是建筑节能降耗的重要目标。本文主要介绍了建筑给排水工程中常用水泵的类型、高层建筑给水方式以及水泵的选择；并且对高层建筑给水方式的选择以及住宅建筑变频调速水泵的选用提出了可行性建议，以期对水泵的优化配置有所帮助。关键词：水泵；建筑给排水；给水方式；变频调速一、前言随着我国经济的快速增长，建筑业得到了飞速的发展，对建筑给排水设计方面的要求也越来越高。建筑节能降耗、节约用水是世界性的大潮流。给水排水系统作为现代建筑的一个重要组成部分，从节能降耗角度来看，科学合理的选用水泵显得尤为重要。二、水泵的类型及建筑给排水设计中常用水泵的性能水泵品种系列繁多，分类方式也各不相同。按其作用原理可分为叶片式水泵，属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵等；容积式水泵，属于这一类的有活塞式往复泵、柱塞式往复泵、转子泵等；除叶片式水泵和容积式水泵外的特殊泵，如螺旋泵、射流泵、气升泵等。在建筑给排水领域用的最多的水泵为叶片式水泵类的离心泵。水泵按结构形式分为卧式、立式和斜式。卧式水泵及立式水泵为常用形式。在选择卧式水泵时，要保证泵房有足够的面积，同时泵房要均匀的进行荷载当卧式水泵的叶轮比进水池水位高时，在必要时，增加相应的充水设备；并便于卧式水泵的检修。立式水泵的尺寸较小，高度较大，立式水泵在运行的过程中，通常叶轮淹没在水中，而且在启动水泵时较为方便，但是立式水泵需要较高的安装要求，同时检修难度也比较大。水泵按流量－扬程特性曲线划分，一般有三种基本类型：平坦型，陡降型和驼峰型。具有平坦型性能曲线的水泵适用于流量调节范围较大时，要求扬程不要有太大改变的系统；具有陡降型性能曲线的水泵，适用于扬程调节范围较大时，流量不要有太大改变的系统；具有驼峰型性能的水泵，在驼峰区的工作是不稳定的，会出现流量跳动的不稳定工况。鉴于此，选用驼峰型性能的水泵时，应该慎重考虑，使其工作点避开驼峰区。三、高层建筑给水方式及水泵的选择1给水方式的比较与选择高层建筑给水方式可以分为水泵一高位水箱给水方式、气压罐给水方式和变频调速水泵给水方式。高层建筑首先进行竖向分区后，然后选择给水方式。给水方式选择应以经济合理、技术先进、供水安全可靠等为原则。（1）水泵一高位水箱供水方式的特点是高位水箱在给水系统中起到贮水调节水量和稳定水压的作用，水泵向高位水箱供水的流量和扬程是基本恒定的，不会因用水管网的流量波动而改变，水泵的运行工况是可以固定在其特性曲线的一个高效点上，此时水泵是最节能的，但设置水箱，势必会带来以后水箱清理、二次污染等繁琐问题。（2）气压水罐供水方式就是利用气压水罐内气体的可压缩性以达到供水目的。气压罐给水方式的优点是不需设高位水箱，不占上部建筑面积。缺点是气压罐贮水量小，水泵启动频繁，运行费用高以及动力能耗大。（3）变频调速水泵供水方式与工频水泵一高位水箱供水方式相比，在节约建筑面积、防止和减少二次污染、简化系统方面更有优势。而传统的工频水泵在给水系统中工作时，水泵本身的性能曲线与整个系统的管路特性曲线的交点为泵在管路中的工况点。水泵的工况点是建立于水泵和管路系统能量供求关系的平衡上，当两者发生变化时，其工况点就会发生转移，这时的平衡点，就会被另一新的平衡点所代替。基于上述三种给水方式的优缺点以及变频调速技术的发展成熟，变频调速水泵供水方式在目前高层建筑中应用最为广泛。但其节能效果在实践中也是有局限性的，通常变频调速不宜低于额定转速的50%，一般最好在75%~100%。2住宅类建筑水泵选型住宅类建筑其最大的特点是用水量大，用水不均匀，时变化系数在2.3以上用水时间长，一般为24h；比较集中，一般发生在一日三餐或某些特定的时间段，尤其在早上，是用水的最高峰，用水量最大且比较集中，约占全天用水量的15%〜20%，并且此时段用水时间几乎集中在30min内。对于住宅类建筑，如果简单选用变频水泵一用一备从节能角度来说是十分不合理的，因为根据住宅的用水特点，水泵基本不在高效段运行，浪费严重。四、消防水泵的选择2014年10月1日实施的《消防给水及消火栓系统技术规程》GB50974-2014第5.1.6条规定了应选用消防水泵的流量扬程性能曲线为无驼峰、无拐点的光滑曲线。具有陡降型性能曲线的切线泵，超流量时，水泵的扬程曲线突然跌落，其扬程数值可能接近于零，不能满足灭火需要；具有驼峰型性能的水泵，在驼峰区水泵的工作是不稳定的，会出现流量跳动的不稳定工况，并且驼峰型水泵，一个扬程数值会对应两个流量数值，火灾时不能保证水泵维持在需要的流量状态。所以具有陡降型性能曲线的切线泵及具有驼峰型性能的水泵不能作为消防泵使用。五、水泵的噪音控制《声环境质量标准》GB3096－2008具体规定了居民住宅区域的环境噪声，白天的噪声值只允许有55dB，夜间只允许有45dB，一般消防泵房和给水、中水泵房设置在地下车库，距离居民居住区域较远，水泵房采取必要的减振防噪措施后一般均能满足相关规范要求。需要注意的是设置在住宅建筑屋顶消防水箱间内的增压稳压泵组，距离楼板下的居住人群较近。在设计中应采取以下减振防噪措施：选用低噪音水泵机组。吸水管和出水管上设置减震装置。水泵机组的基础设置减震装置。管道支架、吊架和管道穿墙、楼板处，采取防止固体传声措施。将消防增压稳压泵等设备设置在公共区域等非卧室区域上方。必要时屋顶消防水箱间地面采用双层楼板。六、结论变频调速水泵在建筑给水中应用广泛，但节能效果受使用条件及选泵性能的影响。水头损失占水泵总扬程比重较大的给水系统，选用高比转速的水泵，所选水泵参数靠近水泵高效区右端点可以提高变频调速水泵的调速范围。供水不均匀系数K越大，水泵调节的水量范围越大，水泵台数和水泵大小需综合考虑。消防泵不允许选用陡降型及驼峰型性能曲线的水泵。屋顶消防水箱间内的增压稳压泵组的应采取严格的减振防噪措施。参考文献：冯琳，李善荣.《浅谈如何选择现代高层住宅小区供水方式》.研究探讨，2015，301.宋学东，王增奇，吕