高层地下泵房给排水设计探讨

高层地下泵房给排水设计探讨

王其雄

广州名阳建筑设计有限公司

摘要：消防设施是防火的重要保障，而消防设施需要用到泵房。因此，泵房的给排水设计质量是确保消防的重要基础。本文本着安全、经济、合理的角度与原则上，对消防水池的设计和取水方式进行设计，供同行借鉴参考。

关键词：高层建筑；地下泵房；给排水设计

前言

随着我国超高层、高层建筑的不断增多，功能也趋向于复杂化、多样化，由此带来的消防压力也越来越大。高层人员众多，一旦发生火灾，消防设施若设置不合理，都会造成巨大损失。地下泵房的给排水设计是高层建筑消防措施的核心部分，因此必须对其严格、合理设计至关重要。

1消防水池

高层建筑的供水需要维持众多的基本生产生活，包括生活用水、消防用水、清洁用水、自动喷淋用水以及水喷雾等等，因此地下泵房的蓄水池中必须保证足够量的水才能使大楼楼内秩序井然。

1.1水池设计

需要注意的问题有：

在水池中设置好导流装置，避免出现流出死角。

安装循环水泵，充分利用水池中的水，具体方法为：

第一，借助消防水泵减压阀的力量促使水池中的所有死水都能够流动；第二，设置专用的循环泵保证让水池中的水能够形成循环。循环泵的流量设置方面，每日水池的周转水量是多少，它就应该设置为与此对应的值，举例来说，当水池的容积为600立方时，设计循环泵的流量就应为每小时30立方，当然这只是理想状态，可以根据实际情况调整；第三，循环泵的吸水管上投入漂白精，浓度在10%以内，使水池中的消毒液能够保持足够的浓度。循环泵可以保持一直开启，也可以间断。

为加强水池控制灭火的安全能力，可以将生活用水的给水系统与水喷雾的给水系统结合，共用水池，主要作用为：第一，水喷雾系统用水不会对生活水质产生影响，如果大楼的日生活用水量为160吨，水池按照四分之一储存，也就是40吨，水喷雾储水量为40吨，当共用水池时，总出水量为80吨，只有生活日用水量的一半，不仅不影响生活用水水质，还提升了喷雾系统水质；第二，有助于设计水池结构，在结构设计过程中，通常因生活用水的水池太小而难以合理设计，因此将喷雾系统用水和生活用水共用水池，就可以使生活用水和消防用水相对均衡，有利于结构设计。

1.2取水方式

为确保火灾期间泵房中的机组还能维持运转，泵房必须采取足够可靠的取水方式，因此很多高层建筑在规划防火设计的过程中，通常会采用自灌式的吸水设计方式。当消防池拥有超过500立方的大容量时，建议将消防池直接分隔为两格，确保清洗的过程中可以保证消防用水的供应不中断。水泵的三种取水方式如下：第一，分别向水池设置吸水的消防泵，但这一设计的缺陷也是非常明显的，当出现维修任务时，或者水池需要进行清洗时，就只有一台泵处于待命的状态，安全没有保障；第二，使消防水泵从公共水井中吸入水源，而弊端在于水池和水井的接管管径太大，吸水井在检修过程中会全部停水，因此可靠性和安全性较低[1]；第三，水池间连管，在连管上设置控制阀门，将连管设计成水池的一部分，流速应适当偏低，具体见图1，其优点在于：第一，在某一格水池進行清洗或检修时，所有系统都互为备用，随时处在待用状态，而连管本身也可以分别检修，加强了整个消防系统的安全性；第二，有效降低了水池的预埋套管数量，防止水池出现漏水和振动。

2水泵选择

对于泵房中水泵的选择，应考虑水泵的特性曲线，此外还应考虑管道系统的特性曲线，如此一来，水泵才不会因为太大而导致设计困难，具体注意要点为：第一，不应只是片面地强调单个水泵的高效性，应兼顾到整体水泵组的运行状态，尽量使用大功率水泵以减少水泵的个数，大功率水泵具有更高的工作效率，更利于节能降耗；第二，为保证并联泵在高效状态下长期稳定运行，并联泵的个数应在3台或3台内，如果某水泵不仅要单独运行又要并联运行，则应在选择时注意使每个水泵在并联时尽量接近高效段的水泵，如此一来在单个水泵运行时，降低其功率就仍然能够使整个泵组处在高效区间内；第三，管路特性曲线和并联水泵的Q-H曲线交点效率不应超出高效区，保证水泵正常工作，平稳过滤；第四，水泵组合为调速泵和定速泵时，一般将调速泵设为常开泵，将定速泵设为梯级调速泵，调速泵的最大范围不应超过100%，以免水泵的运行效率下降[2]。

3降噪减振

3.1可以优先挑选低转速水泵，从而达到降低噪音的目的，并且也可以减小振动。

3.2在操作控制水泵机组的时候，可以采用变频调速的方式，将以前水泵启动或停机形成的突然加速和停止转变为缓慢加速或减速的操作，这对于降低水泵的噪声非常重要。

3.3应缓慢关闭水泵出水管的止口阀，降低水泵的止回阀在关闭的过程中发出类似于水锤的噪声。

3.4将橡胶隔震垫或其它减振物品加装在水泵基座，防止或减轻水泵因振动而导致混凝土基础出现共振裂缝。

3.5水泵出口和吸水管上都应该安装橡胶软接头，减少水泵在运行过程中产生噪音和振动，并通过铁质管道传到别处。

3.6泵房中的管道吊架应采用弹性较好的材料，吊架上的金属管卡和管道的接触部位应采用橡胶等材质，以减少振动和噪音。

3.7合理布置管道，水泵的进出水管有四种立式水泵布置方式，当进出水管是180#时，位于水泵基座之下的四个支撑点所承受的力是基本相等的，压缩量相同，对隔振最有利。最好的做法是采用立式的管道，一侧进水另一侧出水，按照180#布置的方式运转[3]。卧式的水泵采用水平方向进入，竖直方向出水的方式布置。按照上述原则，应尽可能减短吸水管长度和重量，以减轻其对振动的影响，并使橡胶接头尽量接近水泵位置。

4防超压措施

4.1如果系统的流量变化非常明显，但扬程变化却相对较小，系统选用流量-扬程曲线较缓的水泵，最好能够选用切线水泵。

4.2如果高层建筑需要分区域供水，可以使用多出口的消防泵，不仅性价比高，还能防止超高压。

4.3使用泄压阀的最佳位置在水泵的出口止回阀后，在通常情况下，泄压阀的口径会比水泵出水口小。经过实践可以证明，泄压阀的反应具有高灵敏性，能够保证准确性，能够有效避免由于超高压而造成的损坏。

5设备布置

首先应考虑在设计过程中是否需要提供两个不同的给水系统，并且如果能够共同满足两个不同给水系统流量及压力的情况下，两个给水系统是否能一同使用同一组水泵。例如当一栋高层建筑内，不仅有水喷雾和水幕系统，还有消防系统，那么就可以尝试用同一组水泵服务多个给水系统，哪怕消火栓系统并不能完全同其它的给水消防系统吻合[4]。将两个系统共用同一组水泵，如果流量无法满足设计要求，可以采用将防火区域划分为多个区块的方法，具体见图2。当压力不能满足要求时，可以采用调整减压阀的方法。

对于需要进行分区块供水的高层建筑来说，通常不应使用常规的消防泵设备，而应采用多出口的消防泵设备，因多级多出口的消防设备在技术上类似于并联式水泵系统，因此设计起来也比较容易，控制起来也比较简单，维修起来也比较方便，同时其具有较高性价比。

6结束语

高层建筑的地下泵房给排水设计是其建筑消防的核心组成部分，因此必须做出良好的设计才能确保高层建筑不会因火灾而产生大规模损失，真正保障民众的生命财产安全。

参考文献：

[1]杜兴革.高层建筑地下泵房给排水设计解析[J].城市建设理论研究（电子版），2014（22）：3173.

[2]黄炎.高层建筑地下泵房给排水设计解析[J].城市建设理论研究（电子版），2014（1）.

[3]周利宝.含人防工程的居住小区给排水设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（28）：105.