追求极致 精益求精设计人的坚守与思考

陆晓萍

一、前言

随着人民的生活水平的不断提高，对品质的要求也越来越高，从大的层面讲，国家正处在从工业大国向工业强国迈进的关键时期，培育和弘扬严谨认真、精益求精、追求完美的工匠精神，对于建设制造强国具有重要意义。

二、从水表倒转到研究给水变频设备的计算和选用

现在很多小区，都会发生水表倒转的情况，造成水表自转的原因主要是由于管道内有空气流动，水压不稳，所以出现水表正反自转的情况，造成读数不准确。

1.当大楼居民无人用水时，主管道中水静止，压强恒定，水表指针不转动；

2.当大楼有人用水，主管道中水流变快；

3.用水停止，主管道中水流再次变慢。

随着水流速度的不断变化，管道内压强也不断变化，空气柱的体积随之变换，也就造成了水表会前后波动；水表读数出现来回抖动的情况，多数出现了高层小区和无人居住的家庭水表。

解决水表倒转的问题很简单，只需要安装一个止回阀就可以。通过这个问题，笔者又仔细翻看了《建筑给水排水设计手册》变频调速给水系统的计算，认真反思关于变频调速中切换水泵导致水压不稳定问题。变频调速给水系统是在普通加压泵站给水系统上增加了一套控制微机和变频器，“变频调速设备”是节能的设备。它利用“变频器”和“微机”控制水泵按照实际用时参数变化进行变频调速供水，它把水泵特性曲线中的多余功能通过变频器调频节约下来，即把水泵可供的多余流量、多余扬程的功节约下来。变频调速有一定变频范围，应按照水泵效率曲线使水泵长期运行在高效区，变频调速范围应该设在水泵供水量的25%～100%之间（这里可不考虑扬程的变化）。小于25%水泵供水量时，则水泵工作效率就会落到低效区。如果水泵长时间运行在低效区，则该给水系统不单不能节能，反而会浪费能力。所以进行变频调速给水系统设计时，确定设计流量是非常重要的一点，而设计流量的确定又与设计对象实际用水量的变化范围、最大与最小时流量的比值、有无调节瞬间流量变化的设施有关。特别是我国“变频调速设备”大多采用一台变频器，通过微机控制多台水泵进行变频调速供水，因此在水泵切换过程中，会出现变频控制转换为工频控制、新启动的水泵由零至变频软启动供水的一个时间差，这个时间差会造成供水系统的流量和扬程的波动（这个时间差根据经验为36s～180s）。因此在变频设计时应考虑一个能调节瞬间流量变化的调节设施，来稳定这个时间差的流量和扬程波动，并解决夜间流量供水问题。

从数十个居住小区生活用水量的调查显示，其最大小时用水量和最低小时用水量之比约为12∶1～18∶1，最大小时用水量和平均小时用水量之比约为2.5∶1～4.8∶1，根据以上调查和实测分析，“变频调速给水系统”的供水设计流量不一定按最大设计秒流量选择水泵，为了给水系统平稳运行，克服水泵切换过程造成的水压波动，必须设一台气压水罐稳压。计算如下：

按照最大小时用水量的平均秒流量的设计参数进行设计，则气压水罐就需参与调节180s～360s的长周期调节水量；按照最大5min用水量的平均秒流量的设计参数进行设计，则气压水罐就需参与调节＞18s的周期调节水量；按最大秒流量设计，则“变频调速设备”的水泵必须每台水泵配1台变频器；如为一台变频器通过微机控制多台水泵进行变频调速供水，则需设置一台气压水罐参与调节水泵切换过程中的稳压，即消除水泵切换过程造成的水压波动。通过这段学习，笔者仔细核算了每个小区的计算，根据不同的设计流量，核算气压水罐的调节容积，效果很好。

三、从管道保温等细微处反思设计细节

给排水专业用大家常开玩笑的话来说就是几根管道。但从笔者这些年的设计体会，我们这个专业需要考虑的细节越来越多，这也是和市场的要求分不开的。业主入住后，可看可挑的地方越来越多，投诉维权也逐渐成为常态，反过来就要求我们专业细致再细致。举一个简单的例子，管道保温。一些寒冷地区，过去大多小区采用锅炉供暖，住宅的公共部位均设置暖气片，所以通常做法仅对屋顶水箱间内的管道和设备进行保温。但是这些年，小区采用壁挂炉设计的越来越多，加上甲方在投资上考虑成本，所有的公共区域不再设置暖气片。

《建筑给水排水设计标准》（GB 50015-2019）第3.6.20条：敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防冻措施。保温措施通常是根据水池、水箱或泵房的具体情况，通常如下：

1.房间内保温，一般给暖通专业提要求，如在水箱间、水泵房设置空调，保证各自的温度满足规范要求；2.室外管道采取保温、采暖或深埋在冰冻线下等措施。3.在户内存在短时有结冻可能（或供水保持常流），且管径较大的给水管可采用防冻保温做法，绝热层厚度应由计算确定。以户内敷设管道设计为例：

现在的水表均设置在水暖井内，从水井出来后的管道敷设在找平层内，然后敷设到户内。此段管道特别是在没有人居住的情况下，容易冻坏，所以笔者参考了一些资料，考虑到建筑的美观和降低工程造价，新建住宅的给水入户管一般经管井内水表后下返沿楼板面层敷设到每户，给水管道须与暖管相间布置，或者敷设在暖管之下的保温层内，利用供暖管道的辐射热伴热保温，做法见图1a所示。

图1

管井内经水表后下返的立管设置三通引至下层管井，并设放空阀门以便泄空防冻，见图1b所示。这样新交付的住宅楼房，若寒冷季节无人入住，便可由物业管理人员通过泄水防止冻胀管道。

另自户外管井沿楼板面层敷设到户的给水管道，应避免经过露天开敞的走廊、入户花园等直接与室外寒冷空气相通的部位，若无法避免应采用自限温电伴热保温防冻。

四、从业主维权到泵房隔声降噪

还有个项目让笔者印象深刻（2011年设计），有一业主投诉，因管道噪声使得家中有精神衰弱的人长期无法入睡。笔者首先查阅图纸，生活泵房设在地下车库的地下一层，没有毗邻住宅楼，设置位置符合给排水设计规范中对生活泵房设置的要求。给排水专业在泵房设计说明上提出了一些常规的消声减噪措施，如水泵基础下安装橡胶隔振垫，水泵进出水管上安装可曲挠橡胶接头，管道支架采取了弹性支架。这些做法还是没有完全解决管道的传声问题，所以导致住户内投诉。笔者查阅了一些资料，建议做出以下调整：1.建议甲方更换质量更好的低噪声泵，比如转速较低的泵；2.管道穿墙或楼板处，孔口与管道间隙处用玻璃纤维填充；3.提请建筑专业在建筑上采取隔振、隔声及吸声措施。

采取这些措施，减少很多问题，在后期的设计中，还做出了以下改进：1.减小水在管道中的流速和压力，当管径在50mm以下时，一般控制住0.6m/s～1.2m/s；当管径大于等于50mm时，控制流速在1.0m/s～1.5m/s；2.防止立管辐射噪声的影响，每隔一定距离设置挠性橡胶接头，立管均设置在管井内。正好前几日看到姜文源总关于水泵降噪减振措施的讲座，更是受益匪浅，加深了对此问题的理解。采取低噪声水泵，是从源头采取措施，可以根本性解决问题；因为75%的振动是从基础传导的，所以基础隔振至关重要；管道隔振，25%的振动是由管道引起的；最后是支架隔振，建筑采取措施。

不忘初心，方得始终，精雕细琢方为器，千锤百炼始为钢。在平凡的岗位上克服困难、不断学习、追求职业技能的完美，具有爱岗敬业、刻苦认真、创新创造、甘于奉献的时代精神。在平凡中坚守，在执着中超越，在前行的道路上以匠心致初心，保持设计人的坚守与思考。