泵房设计要点解析

刘倩妮

摘  要：水泵房作为通用性的机械类而广泛应用于国民经济的各个部门，文章对泵房设计的要点进行解析。

关键词：泵房位置;水池设计;水泵选型及布置;泵房内排水设计

中图分类号：TU992     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2014）35-0009-02

1  现状概述

随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵房很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。在电力部门中，无论是火力或原子能发电系统，从高压锅炉给水泵房起，一直到冷热水的循环泵房、水力清渣除灰的高压泵房以及冷却水的补给泵房都是必不可少的。它们在整个系统中常常是规模大、投资大、地位重要的工程项目。

在市政建设中，水泵房也是城市给水和排水工程中必要的组成部分，它们通常是整个给水排水系统正常运转的枢纽。城市中水的循环都是借一系列不同功能的水泵房的正常运行来完成的。原水由取水泵房从水源地抽送至水厂，净化后的清水由送水泵房输送到城市管网中去。

从经济的角度来看，城市供水企业一般都是用电大户。在整个给水工程的用电量中，95%～98%的电量是用来维持水泵的运转，其它2%～5%用在制水过程中的辅助设备上（如电动阀、排污泵、真空泵、机修及照明等）。以一般城镇水厂而言，泵房消耗的电费，通常占自来水制水成本的40%～70%，甚至更多。就全国水泵机组的电能消耗而言，它占全国电能总耗的21%以上。因此，通过科学优化调度，提高机泵设备的运行效率;采用调速电机，扩大水泵机组的高效工作范围;对役龄过长、设备陈旧的机泵，及时采取更新改造等措施，都是合理降低泵房电耗的重要途径。

除此以外，泵房中还有多种形式的节电措施，例如采用液压自控蝶阀，各种微阻缓闭止回阀，取消止回阀等方式均能达到良好的节电效果。

泵房的设计包括泵房位置的选择、水池的设计（包括水池的池底标高、有效水深、水池的进出水管等设计）、水泵选型、水泵布置、泵房内排水沟、集水坑的设计等。下文就泵房设计过程中几点容易忽略的问题作讨论。

2  水泵房位置的选择

水泵房是整栋建筑或整个小区、厂区给水、消防管网核心部分，泵房的位置选择既要有利于给水和消防管网的敷设，又不能对有安静要求的房间有噪音的影响，还应尽量少占有价值的建筑用房（如商铺及停车位）。生活给水泵房和消防泵房宜合建，既节省用地，也有利于维修管理。

对于一个住宅小区来说，泵房往往设计于地下车库的设备用房内，与发电机房等电气、空调机房合并在同一个防火分区内。且泵房应尽量靠近用水大户或整个小区的中央位置，可以减少主干管的长度，也可以减少管网水头损失。泵房出口应直通室外或直通安全出口。如设在民用建筑物内的水泵房不应毗邻居住用房或在其上层或下层，并且泵房应设置在通风良好、不结冻的房间内。泵房的大小由生活水池、消防水池以及水泵组的布置来确定。

3  水池进、出、溢流水管的设计

《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）（以下简称“水规”）中3.2.4B条：生活饮用水水池（箱）的进水管口的最低点高出溢流边缘的空气间隙应等于进水管管径，但≥25 mm，最大≤150 mm。另3.2.4C条：从生活饮用水管网向消防、中水和雨水回用水等其他用水的贮水池（箱）补水时，其进水管口最低点高出溢流边缘的空气间隙≥150 mm。因此，往往有的设计中只考虑了3.2.4B条的规定，将消防水池的进水管设在溢流水位上一倍管径处。此条文考虑到消防、中水和雨水回用水等用途的水池因为池内水质低于生活饮用水，并且池内水往往不能定期清洗或循环水池内的贮水，会形成死水及滋生细菌。

因此消防水池的进水管管径虽为50～100 mm，但与溢流边缘的空气间隙仍按≥150 mm来设置。

水池的出水管应尽量布置在进水管的最远点，应运用进、出口的位置来使水池内的水能达到最有利的循环，否则应采取防止短路的措施。

溢流管上不得设置阀门，出口处应设防虫网格，并且应采取间接排水。

4  水池吸水槽、通气管、人孔的设置

一般钢筋混凝土水池均设置吸水槽（井），吸水槽（井）多为埋地式（即吸水槽比水池底板埋深0.8～1.0 m）。吸水槽（井）的有效容积应按最大一台水泵的3 min的设计流量计算，并且吸水槽（井）的尺寸应满足水泵的吸水管的安装要求。

通气管在生活水池和消防水池中也是常常被忽略设计的部分。通气管的管径应由最大进水量或最大出水量求得最大通气量，按最大通气量求通气管的管径和数量（一般不少于2根），通气管的末端应设置防虫网格。

水池顶部应设置人孔，人孔附近应设置爬梯，并且人孔设置的位置应尽量靠近水池进水浮球阀的位置，以便维修水池的进水阀。

5  泵房内水泵的选择及布置

一般生活加压设备多采用变频设备或叠压（无负压）设备供水。当用变频设备时，生活泵组按建筑物（或分区）的最大秒流量和最不利点的扬程选择主泵，而且现在市场上变频泵组的设备都很齐全，变频技术也很完善。

但当采用叠压设备供水时，往往不清楚设备组的扬程如何选择。因为叠压供水的优点是节能，商家也会向设计者介绍选设备时只需选择建筑最不利点所需的压力减去市政常年压力即可。但根据无负压设备的技术分析，无负压设备分有水箱和无水箱两种，当采用有水箱的无负压设备时，若市政停水时仍要满足一定时间内的供水安全。因此，此时供水压力应按建筑最不利供水点所需压力确定。

消防水泵的选用，设计人员往往按计算的室内消火栓或喷淋的用水量和扬程选择一用一备的消防泵。在规范上这样设计没有问题，但是在实际使用和建设投资上存在难度和投资过大。如果室内消火栓和喷淋的用水量和扬程相差不大时，可以共用一台备用泵，且按最大一台消防泵的工作能力。还有一种情况，消防泵的功率过大（如110 kW或以上），在电气配电设计中，对于水泵的起动电流要比工作电流大5～6倍，这无形中加大了发电机的容量。对于这种情况应将一用一备改为二用一备，用两台一半流量同扬程的水泵代替一台大流量的消防泵。

水泵的布置除了要满足规范上规定的泵组间距离及泵组离墙距离外，还应注意水泵的布置不能妨碍泵房内通道的使用，吸水管上阀门的安装等。

为提高消防水泵取水的可靠性，确保火灾时能及时向消防管网供水。消防水泵宜采用独立的吸水管，并且吸水管尽量减少转弯。

6  泵房内排水的设计

水泵房内应设排水设施，尽量考虑能直接靠重力排至室外排水管网。若为地下室水泵房或室外排水管网标高高于泵房排出管标高时应设置污水提升设备。水泵房内常用的排水设施是排水沟加集水井，经潜污泵提升排至室外排水管网。

泵房内排水沟应设于经常溢水、滴水、溅水的地方，且排水沟上应铺设可过水格栅。集水井中潜污泵的选择应根据水池溢流量、泄水量与排入集水井的其他排水量中最大者。潜污泵应该设置一用一备，并设置两台泵同时启动的信号水位，以防止水池进水阀损坏时溢流量远大于设计的溢流量，以免造成水泵房被淹。

集水井的有效容积应按最大一台潜污泵5 min的出水量计算，且潜污泵每小时启动次数不宜大于6次。

7  其他问题

常见的民用建筑或普通工业建筑的生活泵房和消防泵房在设计中还有很多容易被忽视的问题，如：外网水池进水管上设置的阀门应采用杠杆式浮球阀或液压式水位控制阀等自动水位控制阀，并且不得少于两个;生活贮水池应设置独立结构;水泵吸水管穿水池池壁时应采用柔性防水套管等。

8  结  语

在建筑给排水设计中，除了严格按照国家现行规范外还应注重联系实际工程中或实际使用中遇到的问题，结合社会的发展趋势，充分考虑到建筑设备的安全可靠、实用、合理、经济、美观。更应该在实际工程中不断地完善自己的知识结构面，不断注意本专业及社会各层面的最新发展及对设计工作的影响，不断改进自己的设计及设计思想，使设计的工程既实用，又有超前意识。

参考文献：

[1] 姜乃昌.水泵及水泵站[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册（第三册）[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3] 北京市市政工程设计研究院.给水排水设计手册（第五册）[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[4] GB 50015-2003，建筑给水排水设计规范[S].

[5] GB 50265-2010，泵站设计规范[S].

[6] GB 50013-2006，室外给水设计规范[S].

[7] GB 50014-2006，室外排水设计规范[S].