目前建筑给水工程设计中常见的几个错误_陈乃霖
22
给水排水 Vol.34 增刊 2008
目前建筑给水工程设计中常见的几个错误
陈 乃 霖
(成都市建筑设计研究院,成都 610015)
摘要 对目前建筑给水工程设计中常见的几个错误进行了分析。这些错误是:计算住宅生活给水分区压力时忽略了夜间最高压力情况下的校核;使用变频给水装置时忽略了恒定压力值的确定;消防水箱进水管上电动阀的开启水位定得不当,致使工程存在安全隐患;使用减压阀时忽略了减压阀的水头损失;在没有回流污染可能性的场合滥用倒流防止器;消防水泵接合器的布置不注意与室外消火栓的流量匹配等。
关键词 给水分区 压力 变频给水 消防水箱 减压阀 倒流防止器 水泵接合器
笔者在初步设计及施工图审查中,经常遇到工程设计中存在着一些共性问题。现将目前建筑给水工程设计中常见的几个错误归纳一下,谈谈自己的看法。
1 计算住宅生活给水分区压力时忽略了夜间最高压力情况下的校核
高层住宅的生活给水系统免不了要进行竖向给水分区。分区是否恰当,取决于分区压力值的计算是否正确。在每个给水分区中,首先要保证该区最高位置(最不利点)卫生洁具所需的足够的供水压力,其次应当确定该区最低位置卫生洁具处的压力是否超过规范允许值,超过了就应设置减压设施。笔者审查过的许多高层住宅工程设计中,设计者在生活给水分区压力计算时,只进行了用水高峰时的压力计算,而忽略了夜间最高压力情况下的校核。在确定分区最低位置压力时,仍然扣除了管网的水头损失,致使各分区中该减压的部位没有减压,供水压力超过0.35M Pa,违反了5住宅建筑设计规范6的强制性条文,而不能顺利通过施工图审查。
在不同的用水时间,管网内的压力状况有差别,甚至差别较大,因此,计算管网压力时应当将所有用水时间的情况都要充分考虑到,对不同的部位应当采用不同的用水时间进行计算。考虑最不利点压力够不够时,应当在管网压力最低时进行计算,也就是要在用水高峰时进行计算,此时管网中的管段秒流量最大,管段水头损失也最大,因而各用水点处的压力最低;而考虑管网压力超不超时,应当在管网压力
最高时进行计算,对于24h 用水的住宅而言,夜间所有用水点几乎都不用水,此时,管网中的水头损失很小,各用水点处的压力最高。因此,在住宅生活给水分区压力计算时,不能忽略夜间最高压力情况下的校核,此时应当用管网中的静压进行计算。
由此可见,判断管网中的供水压力是否超过规范允许值,是否需要减压,哪些楼层需要减压、减多少等等,就是非常简单的事情了,根本不需要计算管网的水头损失。不论给水管网的规模如何、给水管的长度及管径如何,只要进行高程计算就可以得到管网中任何位置的最高压力值。
2 使用变频供水装置时忽略了恒定压力值的确定
当前,变频给水装置在生活给水系统中应用得非常广泛。但是,许多设计者在设计文件中只给出了水泵的扬程,而没有明确供水时的恒定压力值,有的甚至根据泵的扬程进行设计计算,因而造成了设计的不合理。
变频给水装置中,就水泵而言,与普通的水泵没有什么区别,只不过增加了一个变频器和总出水管路上的远传压力表。当远传压力表的表压偏离设定值时,由于变频器的作用,改变了水泵电机的供电频率,从而改变了电机转速,使变频给水装置实现了名符其实的恒压变量供水,不论供水量如何变化,其供水压力都是恒定不变的,其供水曲线(H -Q 曲线)是一条水平线(实际上是围绕恒定压力值来回摆动的带微小锯齿状的水平线)。显然,供水时的恒定压力值与水泵的扬程是两个不同的概念,不能混为一
给水排水 Vol.34 增刊 2008
23
谈,前者一般低于后者。
有的设计者认为,恒定压力值的确定是产品供应厂家的事情,这是一个认识误区。首先,恒定压力值的确定与管网竖向分区的压力计算密切相关,不是产品厂家或供应商所能胜任的;其次,目前变频给水装置的生产厂家很多,产品样本五花八门,多数样本仅给出泵的扬程,而没有给出供水装置的工作压力;有的则给出了工作压力的允许变化范围(如上海凯泉SB 型产品样本给出的供水压力范围是在泵额定扬程的75%~100%)。选用这些厂家的产品,必须由设计人员确定供水时的恒定压力值,而不能依靠厂家或供应商。有的产品样本虽然给出了工作压力值(如上海熊猫H LS 系列产品样本给出了变频给水装置的工作压力值,一般比配套水泵的扬程低0.10M Pa),但并不等于变频给水装置非要在样本给定的工作压力下运行不可,当工程实际需要的压力与产品样本上的工作压力有差异时,仍然可以而且应当由设计者自己根据工程的具体情况确定一个合适的供水压力值。
总之,恒定压力值的确定,是变频给水设计的一项重要内容,不应当被设计者忽略。恒定压力值确定得是否恰当,关系到设计是否合理,会不会违犯规范规定,因而至关重要。
3 消防水箱进水管上电动阀的开启水位定得不当,不能保证水箱内的有效容量经常维持消防所需的容量 高位消防水箱一般依靠生活给水泵加压进水。常用的方法是在水箱进水管上装设电动阀,由水箱的水位来控制电动阀的启闭。当水箱水位升至最高水位时,电动阀关闭;而当水箱水位下降到某个水位时,电动阀开启,向水箱补水。
许多工程设计中,将电动阀的开启水位确定为水箱最低水位,这是不恰当的。
平时未发生火灾的情况下,消防水箱内的存水量减少是很缓慢的,对消防设施维护和检验用水是消防水箱水量减少的主要原因。比如,通过屋顶试验消火栓放水,通过自动喷水灭火系统末端试水装置或试水阀放水,通过减压阀组放水阀门放水等,都会使消防水箱内的存水减少,有效容积下降。当有效容积低于消防所需的容量时,就应当及时补水,不能等到水箱水位下降到最低水位时才打开电动阀。
因为,水箱水位到达最低水位时,水箱里面的水已基本用完。在未发生火灾的情况下,仅靠平时间歇使用的对消防设施的维护试验用水,水箱水位从最高水位下降到最低水位的时间可能相当长。这就必然造成水箱存水量长时间内不能维持消防所需容量,使工程存在安全隐患。
正确的设计应当是:进行水箱有效容量计算时,在消防所需容量之上,还应适当增加一些附加容量,这个附加容量所形成的上下水位就是控制电动阀的关闭和开启水位,这样就能保证在任何时候水箱存水量都不会低于消防所需容量。
4 使用减压阀时忽略了水流通过减压阀时的水头损失
减压阀在生活给水和消防给水系统中都得到了广泛的应用。但在一些工程设计中,使用减压阀时忽略了水流通过减压阀时的水头损失,造成了设计的不合理。
(1)比例式减压阀的减压比是在水不流动时阀前与阀后压力的比值,用来计算阀后静压是准确的,但是在计算阀后动压时必须考虑减压阀的水头损失,因而要乘以一个动压系数(一般取值为0.8~0.9)。这一点,常常被设计人员忽略。例如,某高层建筑在消火栓给水系统中采用了3B 1比例式减压阀作为分区减压阀,消火栓泵的扬程为1.40M Pa,设计中给出的阀后压力值为0.46MPa,显然没有考虑减压阀的水头损失。按照这个计算结果,刚刚能够满足低区最不利点消火栓所需的栓口压力。但是正确的算法应当再乘以动压系数,其阀后压力就不够了,应当改用2.5B 1的减压阀才行。
(2)可调式减压阀因阀后压力稳定而受到众多设计者的青睐,比比例式减压阀使用得更加广泛。但是可调式减压阀也存在着水流通过时的水头损失,如果阀前与阀后的压力差过小,不足以克服水流通过减压阀时的水头损失,减压阀就会因打不开而不能正常工作。因此可调式减压阀对阀前最低压力值有要求,不应小于阀后压力加0.2M Pa 。有些工程设计中,不管可调式减压阀处在什么位置,统统将所有的阀后压力值定为同一个压力值,造成某些位置减压阀的阀前与阀后压力差过小的错误。这个问题应当引起设计人员的注意。
24 给水排水 Vol.34 增刊 2008
5 在没有回流污染可能性的场合滥用倒流防止器
倒流防止器对于有效防止回流污染具有重要作用。在现行的5建筑给水排水设计规范6中非常明确地规定了必须设置倒流防止器的场合,而且都是强制性条文,必须执行。因此在有回流污染可能性的场合必须按规范的强制性规定设置倒流防止器。
然而,有的设计人员在没有回流污染可能性的场合也滥用倒流防止器。例如,某工程地下消防水池的进水管上采用了遥控液位控制阀,进水主管的出口已经高出了水池的最高水位,设计中仍然在其进水管上设置了倒流防止器,这就显然不合理了。又如,某住宅小区,四层以下为生活给水低区,由城市给水管网直接供水,设计中已经在两路总进水管上设置了倒流防止器,但在低区每根入户支管的起端又设置了倒流防止器,这种重复设置的倒流防止器就完全没有必要了。
凡事有一利必有一弊。倒流防止器虽然能有效防止水质污染,但本身也有不少缺点。如,造价较高、水头损失较大等。应当只用在必须设置的地方。不分场合地乱用,就会使得设计不合理。
6 消防水泵接合器的布置不注意与室外消火栓的流量匹配
室外给水总平面设计时,消防水泵接合器与消防水池取水口(井)及室外消火栓之间的位置关系应当处理好,以保证水泵接合器使用时能可靠地吸到水,这是众所周知的。5建筑设计防火规范6(GB 50016)2006)及5高层民用建筑设计防火规范6(GB 50045)95,2005年)均明确规定水泵接合器距室外消火栓或消防水池取水口的距离宜为15~40m 。当水泵接合器附近只有室外消火栓而没有消防水池取水口时,室外消火栓的数量应当与水泵接合器相同,一一对应设置,以保证二者在流量上的匹配。这个问题往往被许多设计者所忽略。工程设计中经常遇到有可能同时使用的几个水泵接合器布置在一起,附近40m 范围内既没有消防水池取水口,室外消火栓又只有一个的情况。
水泵接合器要与室外消火栓一一对应设置的观点,其主要依据是,5建筑设计防火规范6及5高层民
用建筑设计防火规范6中都明确地规定了,每个水泵接合器的流量应按10~15L/s 计算,每个室外消火栓的用水量也应按10~15L/s 计算。也就是说,每个水泵接合器所需的流量与每个室外消火栓所能提供的流量相同,尽管室外消火栓的栓口不止一个,每个室外消火栓也只能供一个水泵接合器使用。
这样,在布置室外消火栓时,不仅要根据室外消防用水量算出所需的消火栓数量并且注意消火栓之间的间距,还要注意与水泵接合器一一对应设置,必要时应适当增加室外消火栓的数量。
文中不当之处,欢迎专家和同仁们批评指正。
参考文献
1 姜文源,潘德琦主编.高层建筑给水减压阀的应用,北京:海洋出
版社,2002
m 通讯处:610015四川省成都市东御河沿街20号
电话:(028)88030877E-mail:CCN N L L@https://www.wendangku.net/doc/481111687.html, 收稿日期:2008-03-26
青岛国际啤酒城改造项目
联系单位:青岛上实城市发展有限公司
进展阶段:前期规划阶段
项目概况:根据规划,啤酒城将建成具有国际影响力的超大型现代化复合型商业群,改造项目总规划用地面积约24.5hm 2,范围北起苗岭路,南至香港东路,西至海尔路,东至李山东路,地上总建筑面积约45万m 2。新的啤酒城将分地上地下两层,总建筑面积70万m 2,一年四季24小时营业,打造成啤酒/不夜城0、啤酒/景观城0、啤酒/俊秀城0。啤酒城改造项目的总体定位是:集休闲、娱乐、旅游、购物、酒店、办公及商务公寓等多种业态为一体,突出以青岛国际啤酒节为主导的节庆文化,把项目建设成为具有国际影响力的超大型现代化复合型商业群。
项目投资额:70亿元
(通讯员 崔宪文)