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摘要 建筑给排水设计中，水泵房被遍认为是给排水的心脏。随着中国经济水平的快速发展，建筑物的最大高度在不断更新，各地的多层、高层建筑也越来越多了。作为生活给水和消防给水动力的源泉，给水泵房越来越多的应用在建筑物。同时，因为水为日常生活的正常运行和突发事故时保护群众生命财产安全发挥着重大的作用，所以水泵房的设计显得格外重要。根据笔者的设计经验，本文粗略谈谈给水泵房的设计以及设计时碰到的一些问题，并适当地讨论了一下泵的相关知识。
关键词 水泵房 设计 给水 消防
给水泵房的设计一般都存在以下四个过程：1。根据室外给水管网的资料，确定是否需要设计水泵房；2。根据建筑物用水需求，确定水池（箱）的大水和泵房的大小；3。通过计算确认泵的类型及技术参数；4。对水泵房内的设备、管材进行合理设计。以下将分别对这几个过程进行讨论分析。
根据室外水管网的情况，给水有较多的方式可以选择，概括的讲主要有三种：利用外网水压直接供水，不设加压设备；从外网直接加压供水；利用水池（箱）储水，然后再用加压设备加压供水。本文主要考虑第三种情况。
从生活给水方面考虑，当外网水压不足经供给建筑物用水时，需设加压设备；从消防给水方面考虑，根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）8.6.1条的规定，当网水量不能满足室内外消防用水量以及当室内外消防用水量大于25L/s但外网为枝状或只有一条进水管时，应当设置消防水池。根据目前设计的经验，基本上设置了消防水池时都需要用消防泵加压供水。在有些情况下，比如为了节约投资和维护管理方便，生活、生产水池可以与消防水池会合用，但需注意的是，合并的给水管道系统在当生产、生活用水达到最大小时用水量时，消防用水量仍应得到保证。由于合用水池的供水安全性相对于分别设置生活、生产水池和消防水池要低，一般情况下会分别设置生活、生产水池和消防水池。
给水泵是泵房内的核心设备，该设备直接决定了建筑物内是否都有稳定的供水，是日常生活、消防用水的重要保证。
水泵是把原动机的能量 传递给被抽送液体的机器。从大类上来讲，水泵首先是按工作原理分类：
根据以上分类，叶片泵和容积泵的性能区别见下表：
指标 叶片泵 容积泵
离心泵 轴流泵 旋涡泵 往复泵 转子泵
流
量 均匀性 均匀 不均匀 比较均匀
稳定性 不恒定,随管路情况变化而变化 恒定
范围m3/h 1.6~30000 150~245000 0.4~10 0~600 1~600
扬
程 特点 对应一定流量,只能对应一定扬程 对应一定流量可以达到不同扬程,由管路系统确定
范围 10~2600m 2~20m 8~150m 0.2~100MPa 0.2~50MPa
效
率 特点 在设计点最高,偏离愈远,效率愈低 扬程高时效率降低很少 扬程高时效率降低很大
范围(最高点) 0.5~0.8 0.7~0.9 0.25~0.5 0.7~0.85 0.6~0.8
结构特点 结构简单,造价低,体积小,重量轻,安装检修方便 结构复杂,振动大,体积大,造价高 同叶片泵
适用范围 粘度较低的各种介质(水) 特别适用于大流量,低扬程,粘度较低的介质 特别适用于小流量,较高压力的低粘度清洁介质 适用于高压力,小流量的清洁介质(
含悬浮液或要求完全无泄漏可用隔膜泵) 适用于中低压力,中小流量, 尤其适用于粘度高的介质
离心泵、轴流泵、混流泵的各种区别如下表：
离心泵 轴流泵 混流泵
Q～H曲线 H随Q增加而下降，变化比较平缓 Ｈ随Q的增加而迅速下降，在额定流量的40％左右呈现马鞍形的不稳定工作区 介于离心泵和轴流泵之间
Q～N曲线 N随Q的增加而上升，流量为零时，其值最小，约为额定位的40％～60％ N随Q的增加而下降，当流量很小时，功率达到最大值，约为额定值的1.2～2倍以上
Q～η曲线 流量为额定值时其效率最高，在额定值两侧效率下降比较平缓。即离心泵的高效范围较宽 轴流泵的高效范围则较窄
综上所述，根据建筑给水特点和用水水质的区别，一般选用离心泵较为适合建筑物内使用。离心泵是指是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下将水提相高处的。它的工作原理是水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间，继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。
根据离心泵的工作原理，水泵启动时需正压，即启泵的水位需高于水泵。因此，为保证水泵正常启动，水泵安装不应高于水池。但在设计中会存在这样的情况：水池设计时处于泵房的下面，为保证水泵的正压启动，将水池设计成“L”型。这类水池仅作为消防水池使用时，其安全还能得到保证。但如果是生活、消防合用或作为生活水池情况下，就有可能因为生活用水量过多，而补水量又不足的情况下使得水泵不能启动。而且这种情况下，日常的消防检查时因为水位较高，不能检查出存在的问题。如此将可能有生活水泵间歇性的不能使用以及突发事故时发生时无水可用来灭火的严重后果。因此，在作为生活、消防合用时，应考虑保证防止消防水位降低的措施。
水泵的参数设计是泵选型的主要依据。设计参数的大小直接关系到设备的正常使用和节能。根据建筑给水水质特点，在设计泵型号是主要参数有流量，扬程，功率和效率。由于泵的流量和泵的扬程大小对泵结构的尺寸和转速有着决定性的影响，因此不同流量和扬程的泵所需要的基础的尺寸可能是不同的。根据《建筑给水排水设计规范》3.8.14条规定，不同功率的电机，水泵机组间以及水泵机组外廓与墙面的净距也有所不同，在设计的时候需要引起注意。在对水泵扬程确定计算时，应充分考虑到安全余量、管网水损、提升高度和出水水头的需求。只有通过对流量、扬程进行严谨的分析计算，并通过对厂家提供的有关技术图表相比较，最后才能使得设计结果更有安全，更节约。
在对给水设备定型后，就需对泵房内的设备，管网进行合理的布置设计。泵房内设备布置时应该考虑机电设备安装、运行和检修的要求，也应考虑内通风、采暖和采光的要求并符合防潮防火防噪声等技术规定。当泵房内含有众多消防水泵，且采用吸水母管吸水时，此时吸水母管管径可能较多，在设计时应认真考虑管道安装所需的最少空间，以防施工不能按设计进行。为满足泵的最佳性能得到发挥，需尽量减少吸水管中不良气流并尽量减少设计管道的沿程水头损失和局部水头损失。特别是建筑给水泵房内，一般选用的都是自灌式水泵，加之受泵房面积的限制，进出水管在布置设计上要避免以下几种不良：1.同心变径形成涡流气团。此种情况是因为设计时泵的吸水管变径采用的是同心异径管。这种情况下，在水泵不运行时，管内析出的气体可以逸入水池，但在水泵工作时，由于水泵吸水口处压力降低及变径影响，容易在变径处产生气体并因为异径管的作用使得气流方向与水流方向相反，这样就容易在变径处上部开成涡流气团，从而影响水泵的正常运行。特别当吸水管的坡度是坡向水泵时，这种涡流气团更是容易产生，这需引起注意。2.在泵的吸水管上采用蝶阀。由于一般蝶阀的结构，阀瓣开、关是用涡杆传动，在使用中受振动时，阀瓣容易变位，改变其规定位置，从而使得阀门不能全开，严重影响水泵系统的性能。3.吸水管上下弯转容易产生气囊。产生这种设计的原因可能主要有以下几方面：泵房面积受限，水泵吸水管与其它管道交叉造成返弯；由于设计预埋套管有误或水泵基础高度定位有误而使得吸水管返弯；由于多台水泵共用吸水管，管道安排不合理。这些情景下，水泵长期运行后会在管道的高处形成气囊，影响水泵功能，严重时形成的气囊会破坏吸水部分的真空，造成水泵吸不上水的情况，严重影响系统的功能。针对这些情况，一个是根据水泵的资料准确定位预埋套管高度，合理设计水泵基础高度，另外就是要合理安排泵房内的管道，避免交叉。
结语：给水泵房作为建筑物的重要组成部分，除了本文所讨论的之外，其设计还包含许多的内容可以深究探讨，例如，水泵房的设置位置，水泵流量、扬程的计算方法，管材的选用，稳压设备的选择等等。这些问题都需要我们认真的学习和对规范深刻的认识。
参考文献：
1. 刘绍叶 朱达昇 杜道基 韩学铨 董长善等编《泵与原动机选用手册》 中国石化出版社 1991
2. 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版） 中国计划出版社 2009
3. 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）中国计划出版社 2009
4. 魏起增 《水泵吸水管、水箱、消火栓箱施工中易出现的问题及处理方法》
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