淺談高層住宅小區(qū)給水泵房設(shè)計(jì)

王 亮

(大連市自來水集團(tuán)設(shè)計(jì)有限公司 116011)

工程簡(jiǎn)介

某住宅，18層高層共13個(gè)單元，11層小高層有1單元，多層（6層）共有26個(gè)單元，附屬建筑物有活動(dòng)中心、會(huì)所、幼兒園等。

鑒于該小區(qū)地面標(biāo)高在 25m～30m之間，且樓層多、較為復(fù)雜；市政給水壓力為0.8MPa左右，可以供水層高為6層左右，不能滿足本小區(qū)的高層生活和消防用水要求；為了供水和消防安全，故需設(shè)加壓泵房一座。

1 生活用水

按建設(shè)方提供的小區(qū)給水系統(tǒng)圖，生活給水分普通住宅樓給水、底層帶商業(yè)用房住宅樓給水、高層住宅樓部分以及諸如幼兒園、會(huì)所、商鋪等附屬建筑用水，只有高層住宅樓大部分樓層（4層以上）需加壓泵房加壓供水。整個(gè)小區(qū)供水方案：多層及高層部分的1～4層為低壓區(qū)；高層部分的5及5層以上為高壓區(qū)。生活泵房設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算只需考慮高壓區(qū)。

1.1 高壓區(qū)生活設(shè)計(jì)秒流量[1]

高壓區(qū)共有378套住宅（18層高層共有13個(gè)單元，11層小高層共有1個(gè)單元，每單元 2戶，總戶數(shù)為 13×2×（18－4）＋1×2×（11－4）=378(戶），因大部分高層建筑設(shè)計(jì)尚未完成，建設(shè)方無法提供準(zhǔn)確的戶型及各戶型套數(shù)，故根據(jù)設(shè)計(jì)安全系數(shù)，每戶給水當(dāng)量按7.95計(jì)算。

1.1.1 最高用水日用水定額：280 L/人·d

每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)：7.95

小時(shí)變化系數(shù)： 2

每戶用水人數(shù)： 3.5 人

用水時(shí)數(shù)： 24 h

最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率：

280×1323×2/(0.2×3005.1×24×3600) = 0.0143

1.1.2 計(jì)算結(jié)果[2]

干管最大時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率：0.0143

系數(shù)ac:0.00642

同時(shí)出流概率：(1+ac×(Ng-1)^0.49)/Ng^0.5 =

(1+0.00642×(3005.1-1)^0.49/3005.1^0.5=0.0242

設(shè)計(jì)秒流量：0.2×U×Ng=0.2×0.0242×3005.1=14.526 (L/s)

當(dāng)采用管徑DN=100mm時(shí)，流速V=1.779m/s；

當(dāng)采用管徑DN=125mm時(shí)，流速V=1.129m/s；

當(dāng)采用管徑DN=150mm時(shí)，流速V=0.812m/s；

1.1.3 結(jié)論

泵房出水管管徑初選為DN=125mm，出水管流速為0.812m/s，符合管道流速

1～1.5m/s的要求。

1.2 最高日用水量

每戶住宅按3.5人計(jì)，生活用水定額按280 L/d.人計(jì)，最高日用水量為3.5×280×378÷1000≈370(m3/d)。

1.3 最大小時(shí)用水量

時(shí)變化系數(shù)取2.0，最大小時(shí)流量為2×370÷24≈31(m3/h)。

1.4 生活用水貯水池計(jì)算

小區(qū)加壓泵站貯水池的有效容積按最高日用水量的 10～20%計(jì)算，泵站貯水池容積取50 m3。

1.5 水泵選型

1.5.1 水泵出水量計(jì)算[2]

泵站采用帶隔膜式氣壓罐的變頻調(diào)速供水方式。根據(jù)規(guī)定生活給水排水系統(tǒng)采用調(diào)速泵組供水時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)秒流量選泵，故水泵出水量按設(shè)計(jì)秒流量確定，故加壓泵房生活水泵設(shè)計(jì)流量取15 L/s。

1.5.2 水泵揚(yáng)程計(jì)算[3]

水泵揚(yáng)按程按下式計(jì)算：H＝H1＋H2＋H3

H ——水泵揚(yáng)程

H1——高層住宅樓生活接戶管處水壓

H2——生活水池最低水位與住宅樓生活接戶管處最大高程差

H3——水泵吸水口至住宅樓生活接戶管處最大總水頭損失

根據(jù)居住小區(qū)設(shè)計(jì)要求，生活給水管道設(shè)計(jì)流量按秒流量計(jì)算。H3計(jì)算根據(jù)高壓區(qū)生活給水給水干管水力計(jì)算，取3.2m；H1取65m；H2取0。水泵揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果為：主泵揚(yáng)程取0.78Mpa。

1.5.3 水泵選型[4、5]

泵組主泵采用型號(hào)為：80GDL54-14×6（Q＝54 m3/h，q＝15L/s，H＝84mH2O，N電機(jī)＝18.5KW，η＝65%）兩臺(tái)，一用一備；副泵采用型號(hào)為：25GDL4-11×7（Q＝4 m3/h，q＝1.1L/s，H＝77mH2O，N電機(jī)＝3KW，η＝39%）兩臺(tái)，一用一備；隔膜式氣壓罐選用ML1000-1；系統(tǒng)配變頻調(diào)速控制電柜（采用主副泵雙變頻）。

2 高層室內(nèi)消火栓消防用水[6]

根據(jù)建設(shè)方提供的詳細(xì)規(guī)劃方案設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)，小區(qū)按“二類建筑——普通住宅”設(shè)計(jì)。高層室內(nèi)消火栓消防用水量q取15 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間h取2小時(shí)，火災(zāi)發(fā)生次數(shù)取一次。

2.1 消防水泵計(jì)算

水泵出水量：15 L/s

水泵揚(yáng)程： H＝Hq＋Hg＋Hz

Hq——高層住宅樓消防接入管處水壓

Hg——泵站至最不利消火栓給水干管沿程水頭損失

Hz——消防水池最低水位與住宅樓消防接入管處最大高程差

Hq：取 0.8 Mpa。

Hg：

①不利點(diǎn)消火栓所在樓至泵站沿程水損：D108×4無縫鋼管當(dāng)流量為15L/s時(shí)，

i = 0.06013，沿程水損為334m×0.06013＝20.08m，流速為1.73m/s；

②部水頭損失取沿程水頭損失的10%計(jì)；

則 Hg＝20.08m×（1＋10%）≈22.1m。

Hz： 根據(jù)泵房方案，Hz取4.3m。

水泵揚(yáng)程：H＝Hq＋Hg＋Hz＝80＋22.1＋4.3≈106m

2.2 消防水泵選型

泵組選用 QLC1.2/15-0.3-2（q＝15L/s，P＝0.9～1.2Mpa）全自動(dòng)消防氣壓給水設(shè)備。

2.3 消防水池計(jì)算

考慮到消火栓消防與自噴消防共用一個(gè)消防水池，所以消防水池有效容積為消火栓消防用水量與自噴消防用水量之和。

高層室內(nèi)消火栓消防用水量q取15 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間h取2小時(shí)，火災(zāi)發(fā)生次數(shù)取一次。經(jīng)計(jì)算，高層室內(nèi)消火栓消防用水量為 Q＝q×h×n＝15L/s×2h×1次＝108 m3，取110 m3。

3 結(jié)語

3.1 高層小區(qū)的供水分為生活用水和消防用水，且供水應(yīng)分區(qū)供水，高壓區(qū)(5層以上)和低壓區(qū)（1～4層）；

3.2 水泵的選型必須符合生活和消防用水的水量、揚(yáng)程；

3.3 合理、正確地分析確定消防用水量及其設(shè)置相應(yīng)設(shè)施是首先必須解決的問題，設(shè)計(jì)中需要針對(duì)實(shí)際情況對(duì)規(guī)范及其條文說明進(jìn)行深入的理解、分析，確保系統(tǒng)安全、有效、可靠。

[1]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè),第3冊(cè),城鎮(zhèn)給水,第2版,中國建筑工業(yè)出版社

[2]建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范,GB50015-2003,中國計(jì)劃出版社

[3]居住小區(qū)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范, 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)

[4]水泵及水泵站,中國建筑工業(yè)出版社

[5]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)，第11冊(cè),城鎮(zhèn)給水,第2版,中國建筑工業(yè)出版社

[6]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范,GB50016-2006,中國計(jì)劃出版社