追求極致 精益求精設(shè)計(jì)人的堅(jiān)守與思考

陸曉萍

一、前言

隨著人民的生活水平的不斷提高，對(duì)品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，從大的層面講，國(guó)家正處在從工業(yè)大國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，培育和弘揚(yáng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精、追求完美的工匠精神，對(duì)于建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)具有重要意義。

二、從水表倒轉(zhuǎn)到研究給水變頻設(shè)備的計(jì)算和選用

現(xiàn)在很多小區(qū)，都會(huì)發(fā)生水表倒轉(zhuǎn)的情況，造成水表自轉(zhuǎn)的原因主要是由于管道內(nèi)有空氣流動(dòng)，水壓不穩(wěn)，所以出現(xiàn)水表正反自轉(zhuǎn)的情況，造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。

1.當(dāng)大樓居民無(wú)人用水時(shí)，主管道中水靜止，壓強(qiáng)恒定，水表指針不轉(zhuǎn)動(dòng)；

2.當(dāng)大樓有人用水，主管道中水流變快；

3.用水停止，主管道中水流再次變慢。

隨著水流速度的不斷變化，管道內(nèi)壓強(qiáng)也不斷變化，空氣柱的體積隨之變換，也就造成了水表會(huì)前后波動(dòng)；水表讀數(shù)出現(xiàn)來(lái)回抖動(dòng)的情況，多數(shù)出現(xiàn)了高層小區(qū)和無(wú)人居住的家庭水表。

解決水表倒轉(zhuǎn)的問(wèn)題很簡(jiǎn)單，只需要安裝一個(gè)止回閥就可以。通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，筆者又仔細(xì)翻看了《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》變頻調(diào)速給水系統(tǒng)的計(jì)算，認(rèn)真反思關(guān)于變頻調(diào)速中切換水泵導(dǎo)致水壓不穩(wěn)定問(wèn)題。變頻調(diào)速給水系統(tǒng)是在普通加壓泵站給水系統(tǒng)上增加了一套控制微機(jī)和變頻器，“變頻調(diào)速設(shè)備”是節(jié)能的設(shè)備。它利用“變頻器”和“微機(jī)”控制水泵按照實(shí)際用時(shí)參數(shù)變化進(jìn)行變頻調(diào)速供水，它把水泵特性曲線中的多余功能通過(guò)變頻器調(diào)頻節(jié)約下來(lái)，即把水泵可供的多余流量、多余揚(yáng)程的功節(jié)約下來(lái)。變頻調(diào)速有一定變頻范圍，應(yīng)按照水泵效率曲線使水泵長(zhǎng)期運(yùn)行在高效區(qū)，變頻調(diào)速范圍應(yīng)該設(shè)在水泵供水量的25%～100%之間（這里可不考慮揚(yáng)程的變化）。小于25%水泵供水量時(shí)，則水泵工作效率就會(huì)落到低效區(qū)。如果水泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低效區(qū)，則該給水系統(tǒng)不單不能節(jié)能，反而會(huì)浪費(fèi)能力。所以進(jìn)行變頻調(diào)速給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，確定設(shè)計(jì)流量是非常重要的一點(diǎn)，而設(shè)計(jì)流量的確定又與設(shè)計(jì)對(duì)象實(shí)際用水量的變化范圍、最大與最小時(shí)流量的比值、有無(wú)調(diào)節(jié)瞬間流量變化的設(shè)施有關(guān)。特別是我國(guó)“變頻調(diào)速設(shè)備”大多采用一臺(tái)變頻器，通過(guò)微機(jī)控制多臺(tái)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速供水，因此在水泵切換過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)變頻控制轉(zhuǎn)換為工頻控制、新啟動(dòng)的水泵由零至變頻軟啟動(dòng)供水的一個(gè)時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差會(huì)造成供水系統(tǒng)的流量和揚(yáng)程的波動(dòng)（這個(gè)時(shí)間差根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為36s～180s）。因此在變頻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮一個(gè)能調(diào)節(jié)瞬間流量變化的調(diào)節(jié)設(shè)施，來(lái)穩(wěn)定這個(gè)時(shí)間差的流量和揚(yáng)程波動(dòng)，并解決夜間流量供水問(wèn)題。

從數(shù)十個(gè)居住小區(qū)生活用水量的調(diào)查顯示，其最大小時(shí)用水量和最低小時(shí)用水量之比約為12∶1～18∶1，最大小時(shí)用水量和平均小時(shí)用水量之比約為2.5∶1～4.8∶1，根據(jù)以上調(diào)查和實(shí)測(cè)分析，“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”的供水設(shè)計(jì)流量不一定按最大設(shè)計(jì)秒流量選擇水泵，為了給水系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，克服水泵切換過(guò)程造成的水壓波動(dòng)，必須設(shè)一臺(tái)氣壓水罐穩(wěn)壓。計(jì)算如下：

按照最大小時(shí)用水量的平均秒流量的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，則氣壓水罐就需參與調(diào)節(jié)180s～360s的長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)水量；按照最大5min用水量的平均秒流量的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，則氣壓水罐就需參與調(diào)節(jié)＞18s的周期調(diào)節(jié)水量；按最大秒流量設(shè)計(jì)，則“變頻調(diào)速設(shè)備”的水泵必須每臺(tái)水泵配1臺(tái)變頻器；如為一臺(tái)變頻器通過(guò)微機(jī)控制多臺(tái)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速供水，則需設(shè)置一臺(tái)氣壓水罐參與調(diào)節(jié)水泵切換過(guò)程中的穩(wěn)壓，即消除水泵切換過(guò)程造成的水壓波動(dòng)。通過(guò)這段學(xué)習(xí)，筆者仔細(xì)核算了每個(gè)小區(qū)的計(jì)算，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)流量，核算氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積，效果很好。

三、從管道保溫等細(xì)微處反思設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

給排水專業(yè)用大家常開(kāi)玩笑的話來(lái)說(shuō)就是幾根管道。但從筆者這些年的設(shè)計(jì)體會(huì)，我們這個(gè)專業(yè)需要考慮的細(xì)節(jié)越來(lái)越多，這也是和市場(chǎng)的要求分不開(kāi)的。業(yè)主入住后，可看可挑的地方越來(lái)越多，投訴維權(quán)也逐漸成為常態(tài)，反過(guò)來(lái)就要求我們專業(yè)細(xì)致再細(xì)致。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，管道保溫。一些寒冷地區(qū)，過(guò)去大多小區(qū)采用鍋爐供暖，住宅的公共部位均設(shè)置暖氣片，所以通常做法僅對(duì)屋頂水箱間內(nèi)的管道和設(shè)備進(jìn)行保溫。但是這些年，小區(qū)采用壁掛爐設(shè)計(jì)的越來(lái)越多，加上甲方在投資上考慮成本，所有的公共區(qū)域不再設(shè)置暖氣片。

《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019）第3.6.20條：敷設(shè)在有可能結(jié)凍的房間、地下室及管井、管溝等處的給水管道應(yīng)有防凍措施。保溫措施通常是根據(jù)水池、水箱或泵房的具體情況，通常如下：

1.房間內(nèi)保溫，一般給暖通專業(yè)提要求，如在水箱間、水泵房設(shè)置空調(diào)，保證各自的溫度滿足規(guī)范要求；2.室外管道采取保溫、采暖或深埋在冰凍線下等措施。3.在戶內(nèi)存在短時(shí)有結(jié)凍可能（或供水保持常流），且管徑較大的給水管可采用防凍保溫做法，絕熱層厚度應(yīng)由計(jì)算確定。以戶內(nèi)敷設(shè)管道設(shè)計(jì)為例：

現(xiàn)在的水表均設(shè)置在水暖井內(nèi)，從水井出來(lái)后的管道敷設(shè)在找平層內(nèi)，然后敷設(shè)到戶內(nèi)。此段管道特別是在沒(méi)有人居住的情況下，容易凍壞，所以筆者參考了一些資料，考慮到建筑的美觀和降低工程造價(jià)，新建住宅的給水入戶管一般經(jīng)管井內(nèi)水表后下返沿樓板面層敷設(shè)到每戶，給水管道須與暖管相間布置，或者敷設(shè)在暖管之下的保溫層內(nèi)，利用供暖管道的輻射熱伴熱保溫，做法見(jiàn)圖1a所示。

圖1

管井內(nèi)經(jīng)水表后下返的立管設(shè)置三通引至下層管井，并設(shè)放空閥門(mén)以便泄空防凍，見(jiàn)圖1b所示。這樣新交付的住宅樓房，若寒冷季節(jié)無(wú)人入住，便可由物業(yè)管理人員通過(guò)泄水防止凍脹管道。

另自戶外管井沿樓板面層敷設(shè)到戶的給水管道，應(yīng)避免經(jīng)過(guò)露天開(kāi)敞的走廊、入戶花園等直接與室外寒冷空氣相通的部位，若無(wú)法避免應(yīng)采用自限溫電伴熱保溫防凍。

四、從業(yè)主維權(quán)到泵房隔聲降噪

還有個(gè)項(xiàng)目讓筆者印象深刻（2011年設(shè)計(jì)），有一業(yè)主投訴，因管道噪聲使得家中有精神衰弱的人長(zhǎng)期無(wú)法入睡。筆者首先查閱圖紙，生活泵房設(shè)在地下車(chē)庫(kù)的地下一層，沒(méi)有毗鄰住宅樓，設(shè)置位置符合給排水設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)生活泵房設(shè)置的要求。給排水專業(yè)在泵房設(shè)計(jì)說(shuō)明上提出了一些常規(guī)的消聲減噪措施，如水泵基礎(chǔ)下安裝橡膠隔振墊，水泵進(jìn)出水管上安裝可曲撓橡膠接頭，管道支架采取了彈性支架。這些做法還是沒(méi)有完全解決管道的傳聲問(wèn)題，所以導(dǎo)致住戶內(nèi)投訴。筆者查閱了一些資料，建議做出以下調(diào)整：1.建議甲方更換質(zhì)量更好的低噪聲泵，比如轉(zhuǎn)速較低的泵；2.管道穿墻或樓板處，孔口與管道間隙處用玻璃纖維填充；3.提請(qǐng)建筑專業(yè)在建筑上采取隔振、隔聲及吸聲措施。

采取這些措施，減少很多問(wèn)題，在后期的設(shè)計(jì)中，還做出了以下改進(jìn)：1.減小水在管道中的流速和壓力，當(dāng)管徑在50mm以下時(shí)，一般控制住0.6m/s～1.2m/s；當(dāng)管徑大于等于50mm時(shí)，控制流速在1.0m/s～1.5m/s；2.防止立管輻射噪聲的影響，每隔一定距離設(shè)置撓性橡膠接頭，立管均設(shè)置在管井內(nèi)。正好前幾日看到姜文源總關(guān)于水泵降噪減振措施的講座，更是受益匪淺，加深了對(duì)此問(wèn)題的理解。采取低噪聲水泵，是從源頭采取措施，可以根本性解決問(wèn)題；因?yàn)?5%的振動(dòng)是從基礎(chǔ)傳導(dǎo)的，所以基礎(chǔ)隔振至關(guān)重要；管道隔振，25%的振動(dòng)是由管道引起的；最后是支架隔振，建筑采取措施。

不忘初心，方得始終，精雕細(xì)琢方為器，千錘百煉始為鋼。在平凡的崗位上克服困難、不斷學(xué)習(xí)、追求職業(yè)技能的完美，具有愛(ài)崗敬業(yè)、刻苦認(rèn)真、創(chuàng)新創(chuàng)造、甘于奉獻(xiàn)的時(shí)代精神。在平凡中堅(jiān)守，在執(zhí)著中超越，在前行的道路上以匠心致初心，保持設(shè)計(jì)人的堅(jiān)守與思考。