追求極致 精益求精設計人的堅守與思考

陸曉萍

一、前言

隨著人民的生活水平的不斷提高，對品質的要求也越來越高，從大的層面講，國家正處在從工業大國向工業強國邁進的關鍵時期，培育和弘揚嚴謹認真、精益求精、追求完美的工匠精神，對于建設制造強國具有重要意義。

二、從水表倒轉到研究給水變頻設備的計算和選用

現在很多小區，都會發生水表倒轉的情況，造成水表自轉的原因主要是由于管道內有空氣流動，水壓不穩，所以出現水表正反自轉的情況，造成讀數不準確。

1.當大樓居民無人用水時，主管道中水靜止，壓強恒定，水表指針不轉動；

2.當大樓有人用水，主管道中水流變快；

3.用水停止，主管道中水流再次變慢。

隨著水流速度的不斷變化，管道內壓強也不斷變化，空氣柱的體積隨之變換，也就造成了水表會前后波動；水表讀數出現來回抖動的情況，多數出現了高層小區和無人居住的家庭水表。

解決水表倒轉的問題很簡單，只需要安裝一個止回閥就可以。通過這個問題，筆者又仔細翻看了《建筑給水排水設計手冊》變頻調速給水系統的計算，認真反思關于變頻調速中切換水泵導致水壓不穩定問題。變頻調速給水系統是在普通加壓泵站給水系統上增加了一套控制微機和變頻器，“變頻調速設備”是節能的設備。它利用“變頻器”和“微機”控制水泵按照實際用時參數變化進行變頻調速供水，它把水泵特性曲線中的多余功能通過變頻器調頻節約下來，即把水泵可供的多余流量、多余揚程的功節約下來。變頻調速有一定變頻范圍，應按照水泵效率曲線使水泵長期運行在高效區，變頻調速范圍應該設在水泵供水量的25%～100%之間（這里可不考慮揚程的變化）。小于25%水泵供水量時，則水泵工作效率就會落到低效區。如果水泵長時間運行在低效區，則該給水系統不單不能節能，反而會浪費能力。所以進行變頻調速給水系統設計時，確定設計流量是非常重要的一點，而設計流量的確定又與設計對象實際用水量的變化范圍、最大與最小時流量的比值、有無調節瞬間流量變化的設施有關。特別是我國“變頻調速設備”大多采用一臺變頻器，通過微機控制多臺水泵進行變頻調速供水，因此在水泵切換過程中，會出現變頻控制轉換為工頻控制、新啟動的水泵由零至變頻軟啟動供水的一個時間差，這個時間差會造成供水系統的流量和揚程的波動（這個時間差根據經驗為36s～180s）。因此在變頻設計時應考慮一個能調節瞬間流量變化的調節設施，來穩定這個時間差的流量和揚程波動，并解決夜間流量供水問題。

從數十個居住小區生活用水量的調查顯示，其最大小時用水量和最低小時用水量之比約為12∶1～18∶1，最大小時用水量和平均小時用水量之比約為2.5∶1～4.8∶1，根據以上調查和實測分析，“變頻調速給水系統”的供水設計流量不一定按最大設計秒流量選擇水泵，為了給水系統平穩運行，克服水泵切換過程造成的水壓波動，必須設一臺氣壓水罐穩壓。計算如下：

按照最大小時用水量的平均秒流量的設計參數進行設計，則氣壓水罐就需參與調節180s～360s的長周期調節水量；按照最大5min用水量的平均秒流量的設計參數進行設計，則氣壓水罐就需參與調節＞18s的周期調節水量；按最大秒流量設計，則“變頻調速設備”的水泵必須每臺水泵配1臺變頻器；如為一臺變頻器通過微機控制多臺水泵進行變頻調速供水，則需設置一臺氣壓水罐參與調節水泵切換過程中的穩壓，即消除水泵切換過程造成的水壓波動。通過這段學習，筆者仔細核算了每個小區的計算，根據不同的設計流量，核算氣壓水罐的調節容積，效果很好。

三、從管道保溫等細微處反思設計細節

給排水專業用大家常開玩笑的話來說就是幾根管道。但從筆者這些年的設計體會，我們這個專業需要考慮的細節越來越多，這也是和市場的要求分不開的。業主入住后，可看可挑的地方越來越多，投訴維權也逐漸成為常態，反過來就要求我們專業細致再細致。舉一個簡單的例子，管道保溫。一些寒冷地區，過去大多小區采用鍋爐供暖，住宅的公共部位均設置暖氣片，所以通常做法僅對屋頂水箱間內的管道和設備進行保溫。但是這些年，小區采用壁掛爐設計的越來越多，加上甲方在投資上考慮成本，所有的公共區域不再設置暖氣片。

《建筑給水排水設計標準》（GB 50015-2019）第3.6.20條：敷設在有可能結凍的房間、地下室及管井、管溝等處的給水管道應有防凍措施。保溫措施通常是根據水池、水箱或泵房的具體情況，通常如下：

1.房間內保溫，一般給暖通專業提要求，如在水箱間、水泵房設置空調，保證各自的溫度滿足規范要求；2.室外管道采取保溫、采暖或深埋在冰凍線下等措施。3.在戶內存在短時有結凍可能（或供水保持常流），且管徑較大的給水管可采用防凍保溫做法，絕熱層厚度應由計算確定。以戶內敷設管道設計為例：

現在的水表均設置在水暖井內，從水井出來后的管道敷設在找平層內，然后敷設到戶內。此段管道特別是在沒有人居住的情況下，容易凍壞，所以筆者參考了一些資料，考慮到建筑的美觀和降低工程造價，新建住宅的給水入戶管一般經管井內水表后下返沿樓板面層敷設到每戶，給水管道須與暖管相間布置，或者敷設在暖管之下的保溫層內，利用供暖管道的輻射熱伴熱保溫，做法見圖1a所示。

圖1

管井內經水表后下返的立管設置三通引至下層管井，并設放空閥門以便泄空防凍，見圖1b所示。這樣新交付的住宅樓房，若寒冷季節無人入住，便可由物業管理人員通過泄水防止凍脹管道。

另自戶外管井沿樓板面層敷設到戶的給水管道，應避免經過露天開敞的走廊、入戶花園等直接與室外寒冷空氣相通的部位，若無法避免應采用自限溫電伴熱保溫防凍。

四、從業主維權到泵房隔聲降噪

還有個項目讓筆者印象深刻（2011年設計），有一業主投訴，因管道噪聲使得家中有精神衰弱的人長期無法入睡。筆者首先查閱圖紙，生活泵房設在地下車庫的地下一層，沒有毗鄰住宅樓，設置位置符合給排水設計規范中對生活泵房設置的要求。給排水專業在泵房設計說明上提出了一些常規的消聲減噪措施，如水泵基礎下安裝橡膠隔振墊，水泵進出水管上安裝可曲撓橡膠接頭，管道支架采取了彈性支架。這些做法還是沒有完全解決管道的傳聲問題，所以導致住戶內投訴。筆者查閱了一些資料，建議做出以下調整：1.建議甲方更換質量更好的低噪聲泵，比如轉速較低的泵；2.管道穿墻或樓板處，孔口與管道間隙處用玻璃纖維填充；3.提請建筑專業在建筑上采取隔振、隔聲及吸聲措施。

采取這些措施，減少很多問題，在后期的設計中，還做出了以下改進：1.減小水在管道中的流速和壓力，當管徑在50mm以下時，一般控制住0.6m/s～1.2m/s；當管徑大于等于50mm時，控制流速在1.0m/s～1.5m/s；2.防止立管輻射噪聲的影響，每隔一定距離設置撓性橡膠接頭，立管均設置在管井內。正好前幾日看到姜文源總關于水泵降噪減振措施的講座，更是受益匪淺，加深了對此問題的理解。采取低噪聲水泵，是從源頭采取措施，可以根本性解決問題；因為75%的振動是從基礎傳導的，所以基礎隔振至關重要；管道隔振，25%的振動是由管道引起的；最后是支架隔振，建筑采取措施。

不忘初心，方得始終，精雕細琢方為器，千錘百煉始為鋼。在平凡的崗位上克服困難、不斷學習、追求職業技能的完美，具有愛崗敬業、刻苦認真、創新創造、甘于奉獻的時代精神。在平凡中堅守，在執著中超越，在前行的道路上以匠心致初心，保持設計人的堅守與思考。