浅谈水泵在建筑给排水设计中的选用

黄清

【摘要】随着水泵应用水平的不断提高，研究其在建筑给排水设计中的选用凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了水泵类型的选用考量。在探讨建筑给排水设计中水泵选择要点的基础上，研究了水泵工况调节的相关内容。

【关键词】水泵；建筑；给排水；设计；选用

一、前言

作为建筑给排水设计中的重要考虑因素，水泵的选用在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升水泵在建筑给排水设计中选用的实践水平，从而有效优化建筑给排水的整体效果。

二、概述

随着我国建筑行业的蓬勃兴起，建筑给排水工程也得到了良好的发展。其中，水泵的选取十分关键，应该建立在充分了解水泵工作原理和结构特点的基础之上，并且能够提高建筑给排水的设计水平，保证建筑给排水系统的正常运行。在建筑给排水设计中，首先要合理地选取水泵，并且保证水泵的性能参数满足给排水系统的经济性和安全稳定性。特别是在目前水资源不断减少、水质不断恶化的情况下，水泵的选取应该以科学发展观为指导，以节能减排为目标，合理选取适合建筑给排水设计要求的水泵，并结合不同的使用功能，采取适当的调节措施，以提高水泵在建筑给排水中的高效性。

在建筑给排水系统中，水泵的工作目的是把水从一个地方输送到另一个地方，以实现机械能转化为液体的能量。

水泵在工作时，泵体内的液体将随着高速旋转的叶轮一起转动，液体在水泵离心力的作用下被叶轮甩出，叶轮内中心处则形成真空低压区，甩出的液体速度逐渐变小，在外界大气压的作用下，经过吸入管的作用又流回水泵进行循环利用。由于泵体扩散室的容积是一定的，随着泵体内液体不断增加，压力也不断增大，最后在水泵的出口处液体又一并排出。水泵内的液体就这样不断地从吸入管中吸出来，又连续不断地从水泵出口排出去。

三、水泵类型的选用考量

不同的水泵类型有着完全不同的使用方法和适用范围，对于一般民用建筑的给排水工程来讲，一般较多选用离心泵作为给排水工程水泵。在考虑合适离心泵泵类型选用时需要重点考虑几个技术参数：扬程、功率、供水流量等。

1.扬程

扬程指的是单位重量液体流经泵后获得的有效能量。是泵选用的重要参数，又称压头。扬程决定了水泵出水在流经供水管路时所具有的能量，特别是在对具有一定高程的建筑进行供水时，扬程的不足极容易导致高层建筑物顶层供水水压不足或无法得到有效供水的状况出现。

2.流量

建筑物根据其不同的功能对日常供水量有着不同的要求。对于一般办公建筑，其用水量要略小于普通民居建筑，则其总管流量相对较小。但在某些工业建筑来讲，其所用水量要大大增加，特别是涉及一些易燃物质堆积行业如印刷、装订、油漆等，需要大量的消防用水，其消防水管的管径一般在五十到一百之间，管内流量较大，对泵提出了更高的技术要求。

3.功率

泵的功率是决定泵扬程大小、流量高低的一个重要技术参数。在给排水工程设计施工安装中，需要对所用水泵的功率进行计算、校核，以选用合适功率的水泵。若选用水泵功率不足，则容易造成水泵扬程、流量不够的状况，因此在实际选型时一般选用功率稍大的离心泵，离心泵的功率较大，则可以有效减少水泵的使用数量，提高供水效率，节省资源。但要防止选用功率过大，这是因为功率较大的离心泵成本一般较高，而且有可能由于异常运转时功率过大造成管路内水压过高从而导致管路爆裂的状况。

四、水泵选择要点

给排水设计中的水泵根据其作用可分为给水泵、排水泵和消防水泵，在进行相应水泵的选择时都会有不同的选择要点。

1.给水泵

给水方式可以分别为高位水箱给水和气压罐供水。其中高位水箱的给水方式包括水泵和水箱两个部分，高位水箱在各区上层的适当位置，它起到贮存、调节用水量和稳定水压的作用；而水泵主要起到输送市政水到指定水箱位置的作用，它一般设置在底层或是地下室的某一位置。高位水箱的给水可根据泵、水箱和管网的相互关系划分为分区水箱并联给水、串联给水、减压水箱供水及水泵供水等四种形式。而气压罐供水则为水泵水箱供水的变形，气压罐本就是承压水箱。这种供水方式的优点为气压罐的位置可以投设于建筑物的任何适当位置，不受建筑条件的约束，并且在作为消防高区增压设备同时也可以满足不利点消防水压要求。但是在实际的应用过程中，气压罐并不能完全替代高位水箱，因为这种方式的钢材消耗量大并且系统的供水量有限，这样会导致供水可靠性的降低。

2.排水泵

排水泵中流量应按生活排水设计的秒流量来选定，在有排水量调节的时候按生活排水最大小时流量来选定，在消防电梯集水池内排水泵的流量不能少于10L/s。排水泵的扬程应按照其提升的高度、管道磨损程度、管配件局部阻力来计算，再附加一些自由水头；并且自由水头应采用0.02—0.03MPa。公共建筑中还要以每个生活排水集水池为单元设立一台备用水泵，当有两台或以上的排水泵时也可不另做备用泵的设置。在排水泵要提升含有大量杂物时，应选择具有粉碎性装置的排水泵，当提升含有较多纤维化污水时，就应使用大流量的排水泵。

3.消防泵

消防水泵宜根据可靠性、安装场所、消防水源、消防给水设计流量和扬程等综合因素确定水泵的型式，水泵驱动器宜采用电动机或柴油机直接传动，消防水泵不应采用双电动机或基于柴油机等组成的双动力驱动水泵消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求，水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求，当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵，流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的 140% ，且宜大于设计工作压力的 120%，当出流量为设计流量的 150% 时，其出口压力不应低于设计工作压力的 65%。消防水泵启动方法是由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动消防水泵。高层建筑中消防系统屋顶的消防水箱蓄水和最不利消防火栓栓口部位静水压的要求只是保证了消防主泵启动之前的用水和水压要求，但是消防主泵应预留备用泵，主泵电机过热继电器运动、断路器跳闸或接触器故障则备用水泵自动动作，以消防管网压力作为备用泵启动的依据，该系统就可以大大提高消防系统的安全性。

五、水泵工况调节

1.水泵换轮运行工作

在进行水泵换轮运行时，采用离心泵切削律方法，确保水泵的运行效率不会在切削范围内发生改变。在水泵工况点季节性变化、分期建设给水系统、水泵变化程度比较稳定的情况下都可以采用水泵換轮工作进行工况调节，水泵换轮后，能保证水泵处于高效区运行，为整个给排水系统的安全运行提供保障。对于水泵调速运行工作，主要是针对水泵转速进行调整，改变水泵特性曲线，从而实现水泵的节能减排。水泵的调速运行工作适应性很强，能很好的适应流量扬程改变，最大限度的减少电力资源的消耗。在选择水泵机组时，要根据建筑工程的实际情况，科学、合理的进行搭配，在不同的工况段，可以选择不同的水泵，从而实现小泵进行小流量工作，大泵进行大流量工作。

2.水泵节流调节工作

水泵工况点的改变主要是通过调节水泵出水管阀门的开启度实现的，在进行水泵节流调节时，要根据实际情况，适当改变管道特性曲线，增加建筑给排水系统的阻力。开展水泵节流调节工作能有效地防止水泵机组超载、水泵汽蚀等现象的发生，但会消耗大量能量。

六、结束语

通过对水泵在建筑给排水设计中选用的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展有赖于对多项影响因素的充分考虑，有关人员应该从建筑给排水设计的客观实际需求出发，研究制定最为符合实际的水泵选用实施方案。

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