浅谈高层住宅小区给水泵房设计

浅谈高层住宅小区给水泵房设计
工程简介
某住宅，18层高层共13个单元，11层小高层有1单元，多层（6层）共有26个单元，附属建筑物有活动中心、会所、幼儿园等。

鉴于该小区地面标高在25m～30m之间，且楼层多、较为复杂；市政给水压力为0.8MPa左右，可以供水层高为6层左右，不能满足本小区的高层生活和消防用水要求；为了供水和消防安全，故需设加压泵房一座。

1 生活用水
按建设方提供的小区给水系统图，生活给水分普通住宅楼给水、底层带商业用房住宅楼给水、高层住宅楼部分以及诸如幼儿园、会所、商铺等附属建筑用水，只有高层住宅楼大部分楼层（4层以上）需加压泵房加压供水。

整个小区供水方案：多层及高层部分的1～4层为低压区；高层部分的5及5层以上为高压区。

生活泵房设计秒流量的计算只需考虑高压区。

1.1 高压区生活设计秒流量[1]
高压区共有378套住宅（18层高层共有13个单元，11层小高层共有1个单元，每单元2户，总户数为13×2×（18－4）＋1×2×（11－4）=378(户），因大部分高层建筑设计尚未完成，建设方无法提供准确的户型及各户型套数，故根据设计安全系数，每户给水当量按7.95计算。

1.1.1 最高用水日用水定额：280 L/人·d
每户设置的卫生器具给水当量数：7.95
小时变化系数： 2
每户用水人数： 3.5 人
用水时数：24 h
最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：
280×1323×2/(0.2×3005.1×24×3600) = 0.0143
1.1.2 计算结果[2]
干管最大时卫生器具给水当量平均出流概率：0.0143
系数ac:0.00642
同时出流概率：(1+ac×(Ng-1)^0.49)/Ng^0.5 =
(1+0.00642×(3005.1-1)^0.49/3005.1^0.5=0.0242
设计秒流量：0.2×U×Ng=0.2×0.0242×3005.1=14.526 (L/s)
当采用管径DN=100mm时，流速V=1.779m/s；
当采用管径DN=125mm时，流速V=1.129m/s；
当采用管径DN=150mm时，流速V=0.812m/s；
1.1.3 结论
泵房出水管管径初选为DN=125mm，出水管流速为0.812m/s，符合管道流速
1～1.5m/s的要求。

1.2 最高日用水量
每户住宅按3.5人计，生活用水定额按280 L/d.人计，最高日用水量为
3.5×280×378÷1000≈370(m3/d)。

1.3 最大小时用水量
时变化系数取2.0，最大小时流量为2×370÷24≈31(m3/h)。

1.4 生活用水贮水池计算
小区加压泵站贮水池的有效容积按最高日用水量的10～20%计算，泵站贮水池容积取50 m3。

1.5 水泵选型
1.5.1 水泵出水量计算[2]
泵站采用带隔膜式气压罐的变频调速供水方式。

根据规定生活给水排水系统采用调速泵组供水时，应按设计秒流量选泵，故水泵出水量按设计秒流量确定，故加压泵房生活水泵设计流量取15 L/s。

1.5.2 水泵扬程计算[3]
水泵扬按程按下式计算：H＝H1＋H2＋H3
H ——水泵扬程
H1——高层住宅楼生活接户管处水压
H2——生活水池最低水位与住宅楼生活接户管处最大高程差
H3——水泵吸水口至住宅楼生活接户管处最大总水头损失
根据居住小区设计要求，生活给水管道设计流量按秒流量计算。

H3计算根据高压区生活给水给水干管水力计算，取3.2m；H1取65m；H2取0。

水泵扬程计算结果为：主泵扬程取0.78Mpa。

1.5.3 水泵选型[4、5]
泵组主泵采用型号为：80GDL54-14×6（Q＝54 m3/h，q＝15L/s，H＝
84mH2O，N电机＝18.5KW，η＝65%）两台，一用一备；副泵采用型号为：25GDL4-11×7（Q＝4 m3/h，q＝1.1L/s，H＝77mH2O，N电机＝3KW，η＝39%）两台，一用一备；隔膜式气压罐选用ML1000-1；系统配变频调速控制电柜（采用主副泵双变频）。

2 高层室内消火栓消防用水[6]
根据建设方提供的详细规划方案设计的方案设计，小区按“二类建筑——普通住宅”设计。

高层室内消火栓消防用水量q取15 L/s，火灾延续时间h取2小时，火灾发生次数取一次。

2.1 消防水泵计算
水泵出水量：15 L/s
水泵扬程：H＝Hq＋Hg＋Hz
Hq——高层住宅楼消防接入管处水压
Hg——泵站至最不利消火栓给水干管沿程水头损失
Hz——消防水池最低水位与住宅楼消防接入管处最大高程差
Hq：取0.8 Mpa。

Hg：
①不利点消火栓所在楼至泵站沿程水损：D108×4无缝钢管当流量为15L/s 时，
i = 0.06013，沿程水损为334m×0.06013＝20.08m，流速为1.73m/s；
②部水头损失取沿程水头损失的10%计；
则Hg＝20.08m×（1＋10%）≈22.1m。

Hz：根据泵房方案，Hz取4.3m。

水泵扬程：H＝Hq＋Hg＋Hz＝80＋22.1＋4.3≈106m
2.2 消防水泵选型
泵组选用QLC1.2/15-0.3-2（q＝15L/s，P＝0.9～1.2Mpa）全自动消防气压给水设备。

2.3 消防水池计算
考虑到消火栓消防与自喷消防共用一个消防水池，所以消防水池有效容积为消火栓消防用水量与自喷消防用水量之和。

高层室内消火栓消防用水量q取15 L/s，火灾延续时间h取2小时，火灾发生次数取一次。

经计算，高层室内消火栓消防用水量为Q＝q×h×n＝15L/s×2h×1次＝108 m3，取110 m3。

3 结语
3.1 高层小区的供水分为生活用水和消防用水，且供水应分区供水，高压区(5层以上)和低压区（1～4层）；
3.2 水泵的选型必须符合生活和消防用水的水量、扬程；
3.3 合理、正确地分析确定消防用水量及其设置相应设施是首先必须解决的问题，设计中需要针对实际情况对规范及其条文说明进行深入的理解、分析，确保系统安全、有效、可靠。