論無(wú)負(fù)壓給水工程設(shè)計(jì)

武曉婧 過(guò)欣壘

【摘 要】對(duì)“咸陽(yáng)新興紡織工業(yè)園醫(yī)院”工程給排水設(shè)計(jì)，選擇了兩種給水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，最后證實(shí)該工程用無(wú)負(fù)壓給水設(shè)計(jì)，工程綜合性價(jià)比比較好。

【關(guān)鍵詞】變頻泵；無(wú)負(fù)壓；工程綜合性價(jià)比

On the negative pressure water supply engineering

Wu Xiao-jing，Guo Xin-lei

（Shaanxi dawn Architectural Design Research Ltd Xi'an Shanxi 710075）

【Abstract】For "Xianyang new textile industrial park hospital" project drainage design， we selected two designs were compared water， finally confirmed the project with no negative pressure water supply design， engineering and comprehensive cost-effective better.

【Key words】Lead Pump；No negative pressure；Comprehensive cost engineering

陜西晨光建筑設(shè)計(jì)研究有限公司承接的“咸陽(yáng)新興紡織工業(yè)園醫(yī)院”，筆者在此工程中擔(dān)任專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人。對(duì)該工程給排水設(shè)計(jì)，選擇了兩種給水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，最后證實(shí)該工程用無(wú)負(fù)壓給水工程設(shè)計(jì)，工程綜合性價(jià)比比較好，現(xiàn)分述如下。供給同行們研判。

1. 工程概況

（1）咸陽(yáng)新興紡織工業(yè)園醫(yī)院，是一所500床位的二級(jí)甲等綜合性醫(yī)院。本工程分地下兩層，地上十五層，其建筑高度為64.9m。建筑面積為54664.1m2。本建筑屬于一類高層民用建筑，要滿足高區(qū)用水點(diǎn)的用水，設(shè)置給水增壓系統(tǒng)。手術(shù)室供水為雙水源。醫(yī)院最高日供水水量為83.84 m3。請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)附表1。

（2）本工程給水方案有兩種辦法解決，其一為變頻泵加壓供給，其二為無(wú)負(fù)壓方式供給。筆者不為贅述，將兩種辦法完成方案設(shè)計(jì)。擇優(yōu)而用。

2. 給水方案設(shè)計(jì)

一至四層為醫(yī)院門診，醫(yī)院手術(shù)室設(shè)置在四層。一至四層的建筑高度為12.9米，市政給水壓力為0.3MPa，所以一至四層及裙房水箱的給水由市政管網(wǎng)直接供給。

2.1 變頻泵供水方案：

（1）五至十五層給水，在地下二層設(shè)備用房?jī)?nèi)，由變頻泵加壓供給，供水方式為變頻泵從清水池內(nèi)吸水，經(jīng)過(guò)加壓供給五至十五層的用水點(diǎn)。根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第4.1.3條規(guī)定，分區(qū)內(nèi)底部供水區(qū)域應(yīng)設(shè)減壓閥設(shè)施保證各用水點(diǎn)供水壓力不大于0.2MPa，故五至十二層給水支管都應(yīng)加減壓閥，十三至十五層由變頻泵直接供給，可滿足用水點(diǎn)供水壓力。故用水點(diǎn)使用水壓力均為0.2MPa。清水池的長(zhǎng)*寬*高為7M*6M*2.5M，有效容積為90立方米。變頻泵的流量為40 m3/h。

（2）變頻泵的揚(yáng)程計(jì)算，應(yīng)用公式：Hb≥1.1（Hy+Hc +∑h）

其中：

Hb——水泵滿足最不利點(diǎn)所需水壓；

Hy——最不利配水點(diǎn)與引入管的標(biāo)高差（從泵房?jī)?nèi)地面算起），73.9m最不利點(diǎn)為屋頂消防水箱；

Hc——最不利配水點(diǎn)所需流出水頭：10m；

∑h——泵房與最遠(yuǎn)建筑物間管線的水力損失，含沿程水頭損失hf和局部水頭損失hd。

給水管道的沿程水頭損失可按下式計(jì)算：

i=105Ch-1.85 dj-4.87 qg1.85 （1）

式中： i——管道單位長(zhǎng)度水頭損失（KPa/m）；

dj——管道計(jì)算內(nèi)徑（m）；

qg——給水設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

Ch——海澄-威廉系數(shù)。普通鋼管、鑄鐵管Ch=100。

給水管道的局部水頭損失可按沿程水頭損失的30%選取。經(jīng)計(jì)算變頻泵的揚(yáng)程為0.89MPa。

（3）手術(shù)室的備用水源由裙房屋面的水箱供給。裙房屋面高17.4m，四層手術(shù)室給水管道標(biāo)高為13.25m，若水從水箱自流至手術(shù)室刷手池用水點(diǎn)給水，出水水頭不滿足醫(yī)院手術(shù)室刷手池用水點(diǎn)的最低出水水頭，若將水箱架高，會(huì)遮擋住院部部分病房的采光。所以要在水箱出水管段上安裝增壓裝置。變頻泵給水方案原理圖，請(qǐng)見(jiàn)附圖1。

圖1 變頻泵供水方案原理圖

圖2 無(wú)負(fù)壓供水方案原理圖注：當(dāng)水箱水位距水箱底1.0M時(shí)電動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。

2.2 無(wú)負(fù)壓供水方案：

（1）五至十五層給水，在地下二層設(shè)備用房?jī)?nèi)，由無(wú)負(fù)壓給水設(shè)備供給，因?yàn)樗渲粷M足20分鐘的設(shè)計(jì)流量，將配套水箱換成容積滿足20%最高日用水量的不銹鋼水箱。無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備是利用市政給水管網(wǎng)水壓，所以水泵的揚(yáng)程，我們?cè)O(shè)計(jì)利用了市政水壓0.15MPa的壓力，也就是0.74MPa。當(dāng)市政給水管網(wǎng)水壓不足的情況下，水泵從配套水箱吸水供給高區(qū)用水點(diǎn)。水箱內(nèi)的水，每隔12小時(shí)強(qiáng)制循環(huán)一次。以解決水箱內(nèi)的水長(zhǎng)時(shí)間不使用，可能對(duì)水質(zhì)造成二次污染的問(wèn)題。手術(shù)室的備用水源也儲(chǔ)存在無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備的水箱內(nèi)，若市政給水管網(wǎng)停水時(shí)，啟動(dòng)泵出水管與手術(shù)室專用管段上的閥門，當(dāng)水箱水位降至手術(shù)室用水量的最低水位時(shí)，關(guān)閉水泵出水管上高區(qū)供水管段的閥門。這樣保證手術(shù)室用水不被占用。

（2）含30立方米的手術(shù)室用水在內(nèi)，配套水箱的長(zhǎng)*寬*高為9M*5M*3M，有效容積為120立方米。水泵的流量為40 m3/h。含利用0.15MPa的市政給水管網(wǎng)水壓，無(wú)負(fù)壓供水泵的揚(yáng)程為：0.74MPa。無(wú)負(fù)壓給水方案原理圖，請(qǐng)見(jiàn)附圖2。

3. 兩種方案的工程綜合性價(jià)比

3.1 節(jié)能減排比較：

變頻泵供水方案高區(qū)的供水是將市政管網(wǎng)的水注入清水池中，也就是將0.3MPa的水壓降至0MPa，然后再將水壓增至0.89MPa。需要三臺(tái)泵，每臺(tái)泵功率為15KW，這樣選用變頻泵的功率增大，也造成了水壓的浪費(fèi)，必然增大后期的運(yùn)行成本。無(wú)負(fù)壓供水方案利用了0.15MPa的市政水壓，而市政水壓的充分利用，只需要每臺(tái)功率為11KW的三臺(tái)泵即可。故大大降低了泵的電能損耗，降低了后期的運(yùn)行成本。

3.2 用水安全比較：

變頻泵供水方案地下室需建造清水池，會(huì)對(duì)水質(zhì)造成二次污染，對(duì)醫(yī)院這種特殊建筑的用水是非常不利的。無(wú)負(fù)壓供水方案將水池改為了不銹鋼全封閉式水箱，這樣有效改善了水質(zhì)被污染的問(wèn)題。無(wú)負(fù)壓供水方案還將無(wú)負(fù)壓設(shè)備原配小水箱改為容積能滿足20%最高日用水量的大水箱，這樣保證了水壓不穩(wěn)或停水情況下醫(yī)院的用水。減少二次污染，保證醫(yī)患人員的身體健康，是設(shè)計(jì)根本目的，也是最佳的性價(jià)比。

3.3 工程造價(jià)比較：

其一，變頻泵給水方案需建造清水池，其工料費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于購(gòu)買成品不銹鋼水箱的費(fèi)用。其二，變頻泵給水方案將手術(shù)室的備用水源設(shè)置在裙房屋面上，因高差的問(wèn)題，還要在水箱的出水管段上增設(shè)加壓泵，而無(wú)負(fù)壓給水方案節(jié)省了這一套水箱和管段加壓裝置，將手術(shù)室的備用水源和高區(qū)給水合用一個(gè)配套水箱，然后利用切換閥門來(lái)控制手術(shù)部和高區(qū)用水的轉(zhuǎn)換，這樣大大的減少了一次投資和二次運(yùn)行投資。由此可見(jiàn)，本設(shè)計(jì)采用無(wú)負(fù)壓給水方案，技術(shù)可靠，運(yùn)行安全，維護(hù)簡(jiǎn)便，工程綜合性價(jià)比較好。

4. 結(jié)論

（1）建筑物在一定場(chǎng)地條件下，若市政管網(wǎng)水壓恒定，用水建筑物的用水比較單純簡(jiǎn)單，無(wú)負(fù)壓方式供水設(shè)備是一個(gè)比較理想的給水方式。若市政水壓不穩(wěn)，用水建筑群用水量很大，那么選擇變頻增壓設(shè)備還是一個(gè)比較保險(xiǎn)的給水方式。

（2）咸陽(yáng)新興紡織工業(yè)園醫(yī)院地處紡織工業(yè)園區(qū)，因工業(yè)用水，市政給水管網(wǎng)水壓較為穩(wěn)定，故建設(shè)單位對(duì)本工程采用無(wú)負(fù)壓給水設(shè)備供水是比較滿意的。