高层建筑给水排水工程消防泵房设计分析

高层建筑给水排水工程消防泵房设计分析摘要：随着我国建筑业的迅速发展，对建筑给排水工程提出了更高的要求。如节水节能技术和新型卫生器具、材料、设备的开发，如何提高和保证给水和热水的水质，有效地控制噪音，高层建筑消防给水、污水管道的通水通气能力、屋面雨水系统的设计计算理论等等，都需要进一步发展和创新。本文是作者就高层建筑地下消防水泵房设计的相关问题进行了简要的阑述和分析。关键词：给排水工程泵房消防设计1、高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下：（1）高层建筑给水热水消防系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易被破坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。（2）高层建筑引发火灾的因素多，火势蔓延速度快，火灾危险大，而且扑救困难。因此，高层建筑消防系统的安全可靠性要比底层建筑的高。由于目前我国消防设备能力有限，扑救高层建筑火灾的难度较大，所以高层建筑的消防系统应立足于自救。（3）高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力，稳定管道的压力，保护水封不被破坏，高层建筑的排水量管道应采用机械强度较高的管道材料，并采用柔性接口。（4）高层建筑的建筑标准高，给水排水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大。须采用有效的技术措施，保证供水安全可靠，排水通畅。（5）高层建筑动力设备多，管线长，易产生振动和噪音。因此，高层建筑的给水排水必须考虑设备和管道的防振动和噪音的技术措施。2、消防水池高层工程建筑供水种类繁多,除生活供水、消火栓系统供水、自动喷洒系统供水之外,还常有水喷雾.水幕供水等,储水池必须有足够的容量保障上述各系统的供水。水池容量的计算可参照相关规范。2.1专用消防水池的设计设计专用消防水池要注意以下问题：（1）要在水池中设导流墙，以增长流路，减少死角（2）安设循环水泵，使池水得以充分循环，常用方法如下：一是利用消防泵本身加旁路加减压阀来循环全池死水；二是专设循环泵使池水循环。循环泵的流量以一天周转池水一次为准。例如，池水容积为600m3，设计的循环泵流量为30m3/h，也可根据实际情况定;三是在循环泵吸水管上以压力投加漂白精溶液,浓度为2%一10%,将池水消毒及保持足够的余氯，循环泵可间断开启，也可天天开启,按各处操作经验定。另外，对水喷雾系统来说,如果与消化栓或自动喷淋系统合用水池的话,很容易发生一些由于水质的原因引起水喷雾系统堵塞的现象,为了增加其控火灭火的安全性,建议水喷雾系统与生活给水系统合用水池。有以下两个优点：（1）不会影响生活水水质。比如一高层建筑日生活用水量为200m3/d,生活水池按其1/4贮存,为50m3,而水喷雾系统贮存水量(假设按设计喷雾强度15L/(min•m2)作用面积20m2、持续喷雾时间lh计为36m3，如合用水池，总贮水量为86m3200m3,还不到生活日用水量的一半,这样既不会影响生活水水质，也提高了水喷雾系统的水质。（2）有利于水池的结构设计。结构设计时往往因生活水池的容量太小(与消防水池相比)而不好设计,故水喷雾系统和生活给水系统合用水池可使生活水池和消防专用水池贮量相对均衡,从而用利于水池的结构设计。2.2取水方式为了保证在火灾延续时间内水泵机组能正常运行，水泵的取水方式必须安全可靠。因此，高层建筑防火规范明确规定：水泵采用自灌式吸水；消防水池容量超过500m3时，消防水池要分成两格，其目的是为了保证在清洗或检修某格水池时仍能供应消防水。水泵的三种取水方式：（1）消防水泵分别向水池设吸水管。缺点是不利于清洗或检修,各系统只有一台泵处于待令工作状态,不安全。（2）设公用吸水井。消防水泵从公用吸水井取水,缺点是水池与吸水井连管管径大,吸水井本身检修时全部停水,系统的安全性较差。（3）水池间设连通管。连通管设控制阀门，将连通管设计成水池的一部分，不是按一般的吸水管设计，所以连通管的流速适当偏低(流量按最不利水量之和考虑，而且考虑到一格水池检修时的工况)。一组消防水泵，吸水管可为两条其优点是:a.在某格水池清洗或检修时,各个系统互为备用的加压泵均可处于待令工作状态,连通管本身也可分别检修,增加了整个消防系统的安全性；b.减少了水池预埋套管的数量,对水池防漏、抗振有利。但水池间设连通管的缺点是连通管内易于沉渣积气,解决的方法是：一是适当加大水池池底板坡度,使之坡向积泥坑,清洗或检修时排泥；二是制作网罩形吸水口；三是自动喷水系统和水喷雾系统供水主管上设Y型透镜过滤器,可随时清洗；四是在连通管适当位置设排气阀。3、水泵的选择水泵的正确选择不仅需要考虑水泵特性曲线,还要考虑管道系统特性曲线,这样,所选水泵才不致于太大,具体选泵时要注意以下几点:（1）不能片面考虑单台泵高效率运行,要兼顾到水泵组运行的整体效果。尽量选用大功率水泵,减少工作泵台数。大功率水泵的效率高,有助于节能。（2）为保证并联泵常年在高效区运行,并联工作泵台数不宜超过3台。如果要使某台水泵既要单独运行又要并联运行,则在选泵应注意使每台泵并联时的工况点尽量接近高效段的左边界。这样,当单泵运行时,工况点右移,仍可以处在高效段内,使整个工况变化范围内运行效率较高。（3）管路特性曲线与并联水泵Q一H曲线交点的效率不得超出高效区,以保证水泵工作的平稳过滤。（4）水泵组合为调速泵与定速泵时,通常设调速泵为常开泵,定速泵为梯级调速泵。调速泵最大范围不应超过75%～100%。以免水泵运行效率大幅度下降。调速水泵机组安装高度应按全速运行状态来考虑。4、泵房的防噪减振（1）选择低转速、低噪音水泵,从源头减少噪音。（2）水泵机组采用变频调速控制,使水泵的瞬间启停变为缓慢的加速和减速,以减少水泵的猛然启停而减少水泵的瞬间启停泵噪声。（3）水泵出水管上的止回阀应采用缓闭消音止回阀,以减少水泵止回阀可能引起的水锤噪声。（4）水泵基座上应按计算做橡胶隔振器或橡胶隔振垫,以减少水泵振动向混凝土基础的传播。（5）水泵的出口和吸水管上均应装橡胶软接头,以减少水泵的运转噪音和振动通过钢管固体传声。（6）泵房中管道的吊架应做弹性减振吊架,管道吊架和托架上的金属管卡与管道的接触部位加橡胶隔音减振。（7）合理布置管道。水泵进出水管,立式水泵有0°、90°、180°、270°。四种布置方式。在进出水管是180°时,位于水泵基座下的四个支承点的隔振元件受力基本均等,压缩量相同,对隔振最有利。合理的做法是立式水管必须强调管道一侧进一侧出的180°布置方式。卧式水泵有水平进,竖向出的管道布置方式。按以上原则考虑,尽量缩短吸水管长度,减少管道重量,减少管道荷载对隔振的影响。因此吸水管上可曲挠橡胶接头应尽可能靠近水泵设置。5、泵房设备的布置首先考虑是否有两个不同给水系统在满足流量和压力的前提下共用一组泵的可能。如一幢高层建筑内既有水喷雾、水幕系统，又有消火栓、自动喷水系统，可考虑几种共用方式：(一般说来，消火栓系统不宜与其它消防系统共用一组消防泵，因消火栓系统有可能与其它系统同时开启灭火）。两个系统共用,如果流量不满足要求，可采用划分防火分区的方法。如压力不满足要求，可采用设置减压阀的方法。对于需分区供水的超高层建筑,建议不采用普通的消防泵，而采用多出口消防泵，由多级多出口水泵组成的高层消防给水系统在技术上与水泵并联相似,因此也具有设计计算容易、系统控制简单和维修工作量少的优点，和水泵井联相比设备少、占地少、造价低。同时由于几个分区可以共用一组水泵，就便行我们在同一工程设计中增加分区数，从而减小竖向分区的压力值，为解决消防给水系统超压问题提供了一种可行措施。6、结语地下泵房的设计是整个高层建筑给排水设计的核心部分，设计、施工以及运营管理等均应引起注意，做到既合理，又经济。参考文献：[1]《消防泵》GB6245-2006[2]赵基兴.建筑给排水实用新技术[M].上海.上海同济大学出版社[3]彭海林.多区域地下发电机房水喷雾设计探讨〔J〕.给水排水,2001,(9):70-72.[4]姜文源.水泵隔振效果不佳原因分析〔J〕.给水排水,2002,(2):67-68