追求極致 精益求精設(shè)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(zhì)的要求也越來越高，從大的層面講，國家正處在從工業(yè)大國向工業(yè)強國邁進的關(guān)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(shè)制造強國具有重要意義。

二、從水表倒轉(zhuǎn)到研究給水變頻設(shè)備的計算和選用

現(xiàn)在很多小區(qū)，都會發(fā)生水表倒轉(zhuǎn)的情況，造成水表自轉(zhuǎn)的原因主要是由于管道內(nèi)有空氣流動，水壓不穩(wěn)，所以出現(xiàn)水表正反自轉(zhuǎn)的情況，造成讀數(shù)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)出現(xiàn)來回抖動的情況，多數(shù)出現(xiàn)了高層小區(qū)和無人居住的家庭水表。

解決水表倒轉(zhuǎn)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(shè)計手冊》變頻調(diào)速給水系統(tǒng)的計算，認真反思關(guān)于變頻調(diào)速中切換水泵導(dǎo)致水壓不穩(wěn)定問題。變頻調(diào)速給水系統(tǒng)是在普通加壓泵站給水系統(tǒng)上增加了一套控制微機和變頻器，“變頻調(diào)速設(shè)備”是節(jié)能的設(shè)備。它利用“變頻器”和“微機”控制水泵按照實際用時參數(shù)變化進行變頻調(diào)速供水，它把水泵特性曲線中的多余功能通過變頻器調(diào)頻節(jié)約下來，即把水泵可供的多余流量、多余揚程的功節(jié)約下來。變頻調(diào)速有一定變頻范圍，應(yīng)按照水泵效率曲線使水泵長期運行在高效區(qū)，變頻調(diào)速范圍應(yīng)該設(shè)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(qū)。如果水泵長時間運行在低效區(qū)，則該給水系統(tǒng)不單不能節(jié)能，反而會浪費能力。所以進行變頻調(diào)速給水系統(tǒng)設(shè)計時，確定設(shè)計流量是非常重要的一點，而設(shè)計流量的確定又與設(shè)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(diào)節(jié)瞬間流量變化的設(shè)施有關(guān)。特別是我國“變頻調(diào)速設(shè)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(diào)速供水，因此在水泵切換過程中，會出現(xiàn)變頻控制轉(zhuǎn)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(tǒng)的流量和揚程的波動（這個時間差根據(jù)經(jīng)驗為36s～180s）。因此在變頻設(shè)計時應(yīng)考慮一個能調(diào)節(jié)瞬間流量變化的調(diào)節(jié)設(shè)施，來穩(wěn)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(shù)十個居住小區(qū)生活用水量的調(diào)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(jù)以上調(diào)查和實測分析，“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”的供水設(shè)計流量不一定按最大設(shè)計秒流量選擇水泵，為了給水系統(tǒng)平穩(wěn)運行，克服水泵切換過程造成的水壓波動，必須設(shè)一臺氣壓水罐穩(wěn)壓。計算如下：

按照最大小時用水量的平均秒流量的設(shè)計參數(shù)進行設(shè)計，則氣壓水罐就需參與調(diào)節(jié)180s～360s的長周期調(diào)節(jié)水量；按照最大5min用水量的平均秒流量的設(shè)計參數(shù)進行設(shè)計，則氣壓水罐就需參與調(diào)節(jié)＞18s的周期調(diào)節(jié)水量；按最大秒流量設(shè)計，則“變頻調(diào)速設(shè)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(diào)速供水，則需設(shè)置一臺氣壓水罐參與調(diào)節(jié)水泵切換過程中的穩(wěn)壓，即消除水泵切換過程造成的水壓波動。通過這段學(xué)習(xí)，筆者仔細核算了每個小區(qū)的計算，根據(jù)不同的設(shè)計流量，核算氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積，效果很好。

三、從管道保溫等細微處反思設(shè)計細節(jié)

給排水專業(yè)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(shè)計體會，我們這個專業(yè)需要考慮的細節(jié)越來越多，這也是和市場的要求分不開的。業(yè)主入住后，可看可挑的地方越來越多，投訴維權(quán)也逐漸成為常態(tài)，反過來就要求我們專業(yè)細致再細致。舉一個簡單的例子，管道保溫。一些寒冷地區(qū)，過去大多小區(qū)采用鍋爐供暖，住宅的公共部位均設(shè)置暖氣片，所以通常做法僅對屋頂水箱間內(nèi)的管道和設(shè)備進行保溫。但是這些年，小區(qū)采用壁掛爐設(shè)計的越來越多，加上甲方在投資上考慮成本，所有的公共區(qū)域不再設(shè)置暖氣片。

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

1.房間內(nèi)保溫，一般給暖通專業(yè)提要求，如在水箱間、水泵房設(shè)置空調(diào)，保證各自的溫度滿足規(guī)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(nèi)存在短時有結(jié)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(yīng)由計算確定。以戶內(nèi)敷設(shè)管道設(shè)計為例：

現(xiàn)在的水表均設(shè)置在水暖井內(nèi)，從水井出來后的管道敷設(shè)在找平層內(nèi)，然后敷設(shè)到戶內(nèi)。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(jīng)管井內(nèi)水表后下返沿樓板面層敷設(shè)到每戶，給水管道須與暖管相間布置，或者敷設(shè)在暖管之下的保溫層內(nèi)，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(nèi)經(jīng)水表后下返的立管設(shè)置三通引至下層管井，并設(shè)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(jié)無人入住，便可由物業(yè)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(shè)到戶的給水管道，應(yīng)避免經(jīng)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(yīng)采用自限溫電伴熱保溫防凍。

四、從業(yè)主維權(quán)到泵房隔聲降噪

還有個項目讓筆者印象深刻（2011年設(shè)計），有一業(yè)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(shè)在地下車庫的地下一層，沒有毗鄰住宅樓，設(shè)置位置符合給排水設(shè)計規(guī)范中對生活泵房設(shè)置的要求。給排水專業(yè)在泵房設(shè)計說明上提出了一些常規(guī)的消聲減噪措施，如水泵基礎(chǔ)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(dǎo)致住戶內(nèi)投訴。筆者查閱了一些資料，建議做出以下調(diào)整：1.建議甲方更換質(zhì)量更好的低噪聲泵，比如轉(zhuǎn)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(yè)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(shè)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(shè)置撓性橡膠接頭，立管均設(shè)置在管井內(nèi)。正好前幾日看到姜文源總關(guān)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(chǔ)傳導(dǎo)的，所以基礎(chǔ)隔振至關(guān)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(xué)習(xí)、追求職業(yè)技能的完美，具有愛崗敬業(yè)、刻苦認真、創(chuàng)新創(chuàng)造、甘于奉獻的時代精神。在平凡中堅守，在執(zhí)著中超越，在前行的道路上以匠心致初心，保持設(shè)計人的堅守與思考。