淺談高層住宅小區給水泵房設計

王 亮

(大連市自來水集團設計有限公司 116011)

工程簡介

某住宅，18層高層共13個單元，11層小高層有1單元，多層（6層）共有26個單元，附屬建筑物有活動中心、會所、幼兒園等。

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

1 生活用水

按建設方提供的小區給水系統圖，生活給水分普通住宅樓給水、底層帶商業用房住宅樓給水、高層住宅樓部分以及諸如幼兒園、會所、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。整個小區供水方案：多層及高層部分的1～4層為低壓區；高層部分的5及5層以上為高壓區。生活泵房設計秒流量的計算只需考慮高壓區。

1.1 高壓區生活設計秒流量[1]

高壓區共有378套住宅（18層高層共有13個單元，11層小高層共有1個單元，每單元 2戶，總戶數為 13×2×（18－4）＋1×2×（11－4）=378(戶），因大部分高層建筑設計尚未完成，建設方無法提供準確的戶型及各戶型套數，故根據設計安全系數，每戶給水當量按7.95計算。

1.1.1 最高用水日用水定額：280 L/人·d

每戶設置的衛生器具給水當量數：7.95

小時變化系數： 2

每戶用水人數： 3.5 人

用水時數： 24 h

最大用水時衛生器具給水當量平均出流概率：

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

1.1.2 計算結果[2]

干管最大時衛生器具給水當量平均出流概率：0.0143

系數ac:0.00642

同時出流概率：(1+ac×(Ng-1)^0.49)/Ng^0.5 =

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

設計秒流量：0.2×U×Ng=0.2×0.0242×3005.1=14.526 (L/s)

當采用管徑DN=100mm時，流速V=1.779m/s；

當采用管徑DN=125mm時，流速V=1.129m/s；

當采用管徑DN=150mm時，流速V=0.812m/s；

1.1.3 結論

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

1.3 最大小時用水量

時變化系數取2.0，最大小時流量為2×370÷24≈31(m3/h)。

1.4 生活用水貯水池計算

小區加壓泵站貯水池的有效容積按最高日用水量的 10～20%計算，泵站貯水池容積取50 m3。

1.5 水泵選型

1.5.1 水泵出水量計算[2]

泵站采用帶隔膜式氣壓罐的變頻調速供水方式。根據規定生活給水排水系統采用調速泵組供水時，應按設計秒流量選泵，故水泵出水量按設計秒流量確定，故加壓泵房生活水泵設計流量取15 L/s。

1.5.2 水泵揚程計算[3]

水泵揚按程按下式計算：H＝H1＋H2＋H3

H ——水泵揚程

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

根據居住小區設計要求，生活給水管道設計流量按秒流量計算。H3計算根據高壓區生活給水給水干管水力計算，取3.2m；H1取65m；H2取0。水泵揚程計算結果為：主泵揚程取0.78Mpa。

1.5.3 水泵選型[4、5]

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

2 高層室內消火栓消防用水[6]

根據建設方提供的詳細規劃方案設計的方案設計，小區按“二類建筑——普通住宅”設計。高層室內消火栓消防用水量q取15 L/s，火災延續時間h取2小時，火災發生次數取一次。

2.1 消防水泵計算

水泵出水量：15 L/s

水泵揚程： 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不利點消火栓所在樓至泵站沿程水損：D108×4無縫鋼管當流量為15L/s時，

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；

則 Hg＝20.08m×（1＋10%）≈22.1m。

Hz： 根據泵房方案，Hz取4.3m。

水泵揚程：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）全自動消防氣壓給水設備。

2.3 消防水池計算

考慮到消火栓消防與自噴消防共用一個消防水池，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。

高層室內消火栓消防用水量q取15 L/s，火災延續時間h取2小時，火災發生次數取一次。經計算，高層室內消火栓消防用水量為 Q＝q×h×n＝15L/s×2h×1次＝108 m3，取110 m3。

3 結語

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

3.2 水泵的選型必須符合生活和消防用水的水量、揚程；

3.3 合理、正確地分析確定消防用水量及其設置相應設施是首先必須解決的問題，設計中需要針對實際情況對規范及其條文說明進行深入的理解、分析，確保系統安全、有效、可靠。

[1]給水排水設計手冊,第3冊,城鎮給水,第2版,中國建筑工業出版社

[2]建筑給水排水設計規范,GB50015-2003,中國計劃出版社

[3]居住小區給水排水設計規范, 中國工程建設標準化協會

[4]水泵及水泵站,中國建筑工業出版社

[5]給水排水設計手冊，第11冊,城鎮給水,第2版,中國建筑工業出版社

[6]建筑設計防火規范,GB50016-2006,中國計劃出版社