有关建筑给排水设计中水泵的选用 3页

规划与设计瞳莉目蓑瞄2012年11月【文章编号】1673—0038(2012)32—0024—03有关建筑给排水设计中水泵的选用郭凌涛(重庆大恒建筑设计有限公司重庆401121)摘要：随着社会的不断进步和经济的快速发展，人们越来越重视建筑给排水设计。特别是对于给排水设计中水泵的选择问题，包括给水泵排水泵、消防水泵，在设计时应综合考虑水泵的特性以及各种参数，熟悉各种水泵的适用范围，对水泵生产厂家的生产技术力量及水泵的价格等要有一定的认识，这样才能使得给排水系统能够稳定、安全、经济的投入使用，才能保证建筑工程的稳定，保障人们的生命财产安全，最终促进社会、经济、环境的协调发展。本文先介绍了水泵的分类以及各种性能参数，然后通过实例分别分析了选择给水泵、排水泵、消防水泵时应注意的问题，最后阐述了水泵的并联运行，大大提高了供水系统的效率。关键词：建筑工程；给排水设计；水泵；选用1引言众所周知，给排水设计与建筑工程的质量有着非常密切的联系，尤其是给排水设计中的水泵选用问题，它的特性以及各种参数都是直接关系到建筑工程能否稳定及安全的重要因素。因此，要在建筑给排水设计中，重视水泵的选用，这将具有非常深远的现实意义。2水泵的分类水泵通常按工作原理及结构形式的不同进行分类，可以分为叶片式(又称叶轮式或透平式)、容积式(又称定排量式)和其他类型三大类。叶片式泵又可以分为离心泵、轴流泵、混流泵和漩涡泵；容积式泵又可以分为往复泵和回转泵，往复泵可分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，而回转泵又可分为齿轮泵、螺杆泵、滑片泵和液环泵。3水泵的性能参数水泵的基本性能参数表示水泵的基本性能，水泵避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。3．4提高结构的抗震性能由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑，因此在地震区进行高层建筑结构设计时，除应保证结构具有足够的强度和刚度外，还应具有良好的抗震性能。为了达到这一要求，结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量，减弱地震破坏的影响。使其在地震作用下呈弯剪破坏，且塑性屈服尽量产生在墙的底部。连梁宜在梁端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效，按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏提高其抗震能力。4结语对于未建成的建设工程，在设计过程中，应充分考虑建筑抗震设计，按照设计要求和规范进行。对于已经建成的具有重要价值和纪念意义的地震重点防御区建筑或构筑物，若存在未采取抗争设施的，首先应对其进行相关抗震鉴定，并采取必要的抗震加固补强措施。通过建筑的受力特性、结构类型、结构体系、结构布置、抗震性能等多方面的概念设计，从而更加有效地构造出新的措施与计划，完善建筑结构设计。在建筑抗震结构设计时，应坚持经济与安全原则，从长远角度探求新型设计方式，我国的建筑行业将会得到更好的发展。参考文献[1】胡松．建筑结构设计安全度的探讨叨．中小企业管理与科技(上旬刊)．2010(09)：14～19．[2】姚淑梅．建筑结构的选择与设计们．中国房地产业．2011(03)：67～78．【3】欧名贤．新型高层建筑结构与材料的抗震分析和设计探讨叨．中国高新技术企业．2008(14)：99．[4】张明希．建筑结构基础不均匀沉降及其防治措施【J】．中国城市经济．2010(12)：123～134．[5】陈丽艳．浅谈建筑工程中框架结构构造与设计叨．价值工程．2011(05)：156\n2012年11月■村目蒜窿规划与设计的基本性能参数有流量、扬程、轴功率、效率、转速、比转速、必须汽蚀余量或允许吸上真空高度等7个。3．1流量流量是以字母Q(q，、q皿)表示，单位为(升)弘、m3／s、m3m等。泵的流量是指单位时问内从泵出口排出并进入管路系统的液体体积。泵的流量除用上述体积流量q，外，还可用质量流量q。表示。q。定义为单位时间内从泵出口排出并进入管路的液体质量。显然q，与q。间的关系为：qm=Pq。。3．2扬程水泵的扬程H表示液体经泵后所获得的机械能。泵的扬程H是指单位重量液体经过泵后所获得的机械能。水泵扬程的计算式为：H：(Z2-Z1)+堕-旦+妥impg二g式中：Z：、P：、v：与Z1-P，、v。分别为泵的出13截面2和进口截面1的位置高度、压力和速度值。泵的扬程即为泵所产生的总水头，其值等于泵的出口总水头和进口总水头的代数差。3．3轴功率由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示，单位为kW。P：Q仑出：Q出‘1000q，11b102qq，qb式中：Q——水泵流量(m3／s)；H——水泵扬程(m，p=pgH)；q．——传动装置效率；qI．一风机效率：q厂电动机效率。电动机容量选择：P2可丽Q而pg鬲Hi式中：“1000’L一由kg·m／s变换为kW的单位变换系数。因为水的密度为1000kg／m3，所以水泵轴功率的计算公式可以简化为：P-Q塑盗1，11b电动机容量选择：P．：．QxHxg一(若流量的单位用。1。11bq8“m3／s’“3．4效率水泵的输出功率(有效功率)Pu与输入功率(轴功率)P之比，称为水泵的效率或全效率，以邯表示：11声旦一：仑g塑Q3．5转速水泵的转速指水泵轴旋转的速度，即单位时间内水泵轴的转数，以n表示，单位为rpm(r／min)或s_(弧度／秒)。3．6比转速水泵的比转速以nv表示，用下式定义：。一一3．65nV'Q一11Y——3／4H作为性能参数的比转速是按泵最高效率点对应的基本性能参数计算得出的。对于几何相似的泵，不论其尺寸大小、转速高低，其比转速均是一定的。因此，比转速也是泵分类的一种准则。3．7泵的必须气蚀余量或泵的允许吸上真空高度泵的必须气蚀余量是指：为了防止泵内气蚀，泵运行时在泵进口附近的管路截亟上单位重量液体所必须具有的超过汽化压头的富裕压头值，该值通常有泵制造厂规定。泵的必须气蚀余量用(NPSH)r表示，单位为米(m)。泵的允许吸上真空高度是指：为了防止泵内气蚀，泵运行时在泵进口附近的管路截面上所容许达到的最大真空高度值，该值也通常由泵制造厂规定，在不同的大气压力下及不同的液体温度时需要进行换算。泵的允许吸上真空高度用(Hs)表示，单位为米(m)。4实例分析建筑给排水设计中的水泵某四星级宾馆是集客房、康乐、会议、餐饮、酒吧为一体的，主要由地下2层、地上21层、中间2层技术层组成，建筑高度为75m，建筑面积为3．2万m：。在对该宾馆进行给排水设计时，要确保各系统的设计满足使用功能，例如主楼给水系统、裙房给水系统、地下室污废水排水系统、消火栓、自动喷水灭火系统等，加强对各系统中水泵的选择，主要见以下内容：4．1给水泵的选择在给水泵的选择时，要采取合适的加压给水方式，从而保证了整个给水系统的供水可靠性，满足建筑各区的用水要求。给水泵的选择与工程投资运行费用维护管理及使用效果有着密切的联系，因此在该宾馆的生活给水上面，采用上行下给方式，由液位控制仪来控制水泵的启停，在屋顶设置水箱，从而起到了中间调节作用。在设计时，由于水泵启动运行时O。H值不随用水点水量的大小变化而变化，比较恒定，一般控制在大于设计计算O～H值5％左右。4．2排水泵的选择对于地下排水设施，该宾馆的地下2层设有设备用房和服务用房，其中设备用房主要有水泵房、空调机房等，服务用房主要有洗衣房、职工餐厅、浴室、厕所等。为了使得地下室污废水排放畅通，要考虑到地下污\n规划与设计■阿宙莨持2012年11月废水含有较多的线状物质，分别设置污废水的集水池来收集污废水，然后用具有一定的抽吸、撕裂线状物质的功能的潜水排污泵，将污废水分别提升输送至室外化粪池和市政排水管网，这样才能避免造成排污泵的堵塞，延长了电机的使用寿命。此外，排污泵的选择还应考虑一次抽吸时间，一般排污泵一次抽吸时间不少于5min，如果我们在设计时，将排污泵一次抽吸时间定为10min，集水池容积为5m3，这样排污泵启动约2次／}l，集水池深度一般为1．2m较合适，由此可见到排污泵的一次抽吸时间关系到排污泵每小时启动次数和集水池容积大小。4．3消防水泵的选择为了确保消防工作的安全可靠，设计中应注意以下两方面的工作：当流量变化大时，要使得管道的水头损失波动较小，也就是要使设计的消防管道系统有其理想的特性曲线，使管内压力变化保持平衡或变化较小。由于该宾馆属一类高层民用建筑，在选择消防水泵时，应该根据选用水泵的H—Q特性曲线，使其与管道的特性曲线相互协调。根据《高层民用建筑设计防火规范》要求，其消防用水量为：(1)室内消火栓Q=401Js，火灾延续3h；(2)室外消火栓Q=30L／s，火灾延续3h；(3)自动喷水灭火系统Q=30Us，火灾延续1h。当静水压力大于O．8MPa时，要采取分区供水，为此在消防系统的设计中，要采用分区并联供水方式。下面主要介绍了水泵的并联运行。5水泵的并联运行分析水泵并联运行的主要目的是增大所输送的流量。由于流量增加的幅度不能无限变大，它的大小与并联台数及管路性能曲线的特性息息相关。图1所示的就是并联的两台及三台性能相同的20Sh一13型离心泵，反映了不同陡度管路性能曲线下流量增加幅度的情况，从图中可见，当管路性能曲线方程为He=20+10Q2时(Q的单位为mffs)，从图中查得：图1S1一台泵单独运行时：Ol=730Us(100％)两台泵关联运行时：Q2=1160Us(159％)三台泵并联运行时；Q3=1360L／s(186％)但当管路性能曲线方程为He=20+100Q2时(Q的单位为m3／s)，从图中可查出：一台泵单独运行时：Q，=450IJs(100％)两台泵并联运行时：Q2=520L／s(116％)三台泵并联运行时：Q3=540L／s(120％)从上面的分析可以看出，当并联的台数越多，管路性能曲线就会越陡，流量增加的幅度也就越小。因此，在实际设计中，并联的台数不宜过多，且管路性能曲线不太陡，我们可以通过增大管径、减少局部阻力等来使管路性能曲线变得平坦些，以获得好的并联效果。不过，供水系统要想提高供水效率，降低供水的能耗，一般采用大小泵并联运行、搭配使用的方式，合理控制了流量，保证了供水流量，也能维持供水压力。6结语综上所述，建筑给排水设计特别是高层建筑给排水设计，对水泵的技术、使用要求都很高，因此要想保证各系统能正常、安全、高效地投入运行，需要加强对水泵选用问题的研究，综合考虑水泵的各方面因素，了解清楚各种技术参数、适用范围，这样才能保证给排水系统的安全运行。参考文献[11贺湘俊．加压泵站阀门控制管网余压利用节能试验研究[D】．哈尔滨工业大学．2008：23～24．[2】黄海峰．变频调速给水系统的几点节能措施[J】．中国给水排水．2001，(10)：71～72．【3】宁海燕．高层建筑生活给水系统的节能和优化研究[D】。重庆大学．2007：8～9．[4]赵逸平．建筑给排水设计中水泵选用实例叨．给水排水．2000，(08)：15～16．[5】冯少凤．Nfq控制利用管网余压供水节能试验研究[D]．哈尔滨工业大学．2009：83～84．加∞伯o