汪进步

（上海隽城置业有限公司，上海201800）

0 引言

随着社会的不断发展，技术日新月异，人们对生活水平的要求不断提高，对安装工程的质量要求也越来越高。机电工程在建筑工程领域具有举足轻重的作用，而设备安装又是重中之重，设备安装的正确与否，质量的可靠与否，直接影响着人们日常生活的舒适度。建筑是承载体，机电是功能的体现，两者有效结合，才能形成一个完美的建筑工程。

1 水泵系统的组成

建筑内水泵泵组一般由水泵本体、水泵基座、减振设施、水泵进出口连接管、管道支架、水泵配电系统、水泵控制系统等组成。

2 组成构件的制作及安装控制要点

2.1 水泵基础的设计、施工

2.1.1 基础的深化设计

水泵基础需要根据成排水泵型钢基础的长度、宽度，水泵组的重量，水箱的位置等条件，由厂家或施工单位深化设计完成图纸。图纸中需要标注地脚螺栓孔的位置及预留孔洞的大小、基础高度、配筋情况，并且要求地脚螺栓预留孔底与结构地面有50 mm的距离。

对基础高度进行设计时一定要考虑建筑地面做法，保证基础的净高要求，一般基础的高度要求不小于20 cm，同时根据设备的要求，如体积、重量比较大，则需增加混凝土基础配筋。混凝土的强度等级通常采用C30。

2.1.2 基础的浇筑施工

先根据设备房平面图，按照墙线与基础的距离定位设备基础的具体位置，一般要定位四个点，即基础四角的位置，并在地面上弹出基础矩形外框线。矩形外框误差不大于±20 mm，最后需根据建筑轴线复核基础的定位是否准确。

浇筑混凝土基础时需要振捣密实，同时保证28天养护期后才可以安装设备，基础的侧面和顶面用1:2.5的水泥砂浆抹灰压光，保证基础表面的平整度每米不大于5 mm。

2.2 水泵减振系统的安装

2.2.1 惯性基座的制作

卧式水泵考虑惯性平衡的原因，需在水泵与弹簧减振之间增加混凝土惯性基座，基座的高度应为长度的1/10～1/8，且不小于150 mm，减振台座的质量应不小于水泵机组的总质量，一般为水泵机组总质量的1.0～1.5倍。所以，制作卧式水泵基座时通常采用20号工字钢，根据水泵基座的大小尺寸，焊接成比水泵基座一边大10 cm的矩形，在工字钢上侧面预留螺栓孔，供弹簧减振固定时使用，基座选用不下于C20的混凝土浇筑，并预留地脚螺栓孔，养护28天后，运至现场安装。

2.2.2 弹簧减振的安装

根据计算书选好配套的弹簧减振，先将减振台座四角用千斤顶顶起，然后将减振器水平放在基础上，并用水平仪测量保证水平度，再用螺栓将减振器与基础及减振基座固定，要求减振器的数量和位置一定按照深化图纸的规定定位精确。减振基座四角处的减振器需要固定，中间部位的减振器不需固定，水平移动中间部位的减振器，使重心达到一致（即减振器压缩量一致）。

2.2.3 橡胶减振器（垫）的安装

立式水泵通常选用橡胶减振器或橡胶减振垫，橡胶减振器（垫）安装前需要对基础表面找平，保证基础表面的平整度，再将其安装在混凝土基础上，然后安装水泵组的型钢基础，同样再次找平型钢基础的表面，需要注意橡胶减振器（垫）的均匀布置，并与地面和型钢基础固定。

特别是橡胶减振垫，如果单层不能满足隔振要求，可以多层叠加布置。

2.3 水泵的管道连接

（1）首先根据系统的压力要求合理选用相应的材料材质、压力等级，如阀门压力的选择不小于管路系统工作压力的1.5倍，通常选用高于或等于管道压力等级。

（2）连接法兰宜选用与阀门压力等级一致，连接法兰螺丝的直径比法兰孔的直径小一号。

（3）工作压力超过1.0 MPa的软接头，对抗振要求严格，使用年限长，系统工作压力比较高，高温高冷的系统，一般选用金属不锈钢软接，长度不小于30 cm，对一般需求的管路系统软接头可以选用橡胶软接头。

（4）主要控制阀门在安装前，必须逐一进行严密性试验。

（5）所有材料选择完成后开始安装水泵的进出水管路，进水口一端按照图纸的要求依次安装连接短管、控制阀门、过滤器、软接头、变径等配件，出水口依次安装变径、软接头、止回阀、控制阀门等配件，组装完成后如果进出口管道是水平安装的，需在水平安装的阀门两端处安装落地式减振支架，如果是垂直安装的阀门，需增加吊式减振支架。

2.4 进出口管道支架的安装

水泵进出口管道固定通常选用具有减振功能的支架，相应的减振支架需要经过计算确认型号，落地支架支撑杆中间采用10 cm×10 cm×5 cm垫木块隔断，支撑杆与地面加弹簧减振器；吊式支架需要与顶板固定，根据管道重量选用顶板固定方式，通常选用钢板加膨胀螺栓固定，减振方式选用阻尼弹簧减振器，以达到减振的目的。

3 减振器技术分析

3.1 弹簧减振器的计算公式

（1）减振器固有频率计算公式：

式中，f0为减振器的固有频率（Hz）；δ为减振器压缩变形量（mm）。

（2）设备干扰频率计算公式：

式中，n为水泵转速（r/min）。

（3）频率比计算公式：

式中，f为设备干扰频率（Hz）；f0为减振器的固有频率（Hz）。（4）传递率计算公式：

式中，η为传递率；D为阻尼比；λ为频率比。

（5）隔振效率计算公式：

（6）隔声系数（衰减量）计算公式：

3.2 实例计算分析

如图1（右1）所示，上海环球金融中心位于上海陆家嘴区域，总建筑面积38万m2，地上101层，地下3层，建筑主体高度492 m，是以办公为主，集商贸、宾馆、观光、会议等功能于一体的综合性大厦。其中6F、18F、30F、42F、54F、66F、78F、89F为设备层。

图1 上海环球金融中心效果图

一般减振器施工选型仅考虑水泵减振，并不考虑管道支架减振，且仅根据厂家配套进场，没有经过复核，往往要等到现场安装及调试完成后，才发现振动和噪音比较大，带来的成本增加及进度影响难以估计。

对上海环球金融中心这个高标准项目，我们首先进行的是通过计算选型，尤其是78层以上以酒店、餐厅、VIP会客室为主，对隔振降噪要求比较高，本次以89层空调水泵设备及管道相应参数进行实际选型计算。

（1）89层设备层水泵编号：CP8901～CP8904。

（2）水泵转速：1 450 r/min。

（3）水泵流量：2 472 L/min。

（4）扬程：485 kPa。

（5）运行重量/设备净重：802 kg/617 kg。

（6）水泵出水管管径DN200，选用DN200蝶阀1个，DN200缓闭式止回阀1个，DN200橡胶软接头1个。

（7）水泵出水管管道计算长度：3.53 m。

3.2.1 水泵出口管道支架弹簧减振计算

总重量详细计算表如表1所示。

表1 总重量详细计算表

管道减振安装示意图如图2所示。

图2 管道减振安装示意图

弹簧减震计算如下：

（1）隔振设备转速：1 450 r/min（同水泵转速）。

（2）隔振设备重量：440 kg。

（3）减振体系总重量（W）：440 kg。

（4）拟选用减振器：

1）每点选用2只：W/2=220 kg/只（即单只载荷）；

2）减振器型号：吊式阻尼弹簧减振器，规格为XHS-250。

（5）设备干扰频率：f=n/60≈24.2 Hz。

（6）减振器固有频率f0：

式中，δ为减振器压缩变形量，δ=29 mm。

（7）隔振效率：

式中，D为阻尼比，D=0.06。

（8）隔声系数（衰减量）：式中，N为隔振系数；η为传递率。

（9）结论：经过以上计算可知，隔振降噪效果甚佳，管道减振支架选型较好，符合工程实际要求。

3.2.2 水泵弹簧减振器的计算

水泵减振安装示意图如图3所示。

图3 水泵减振安装示意图

（1）隔振设备转速：1 450 r/min。

（2）隔振设备重量：净重617 kg，运行重量802 kg。

（3）设计减振台座（支架）重量：999 kg。

（4）减振体系总重量（W）：802+999=1 801 kg（包括设备运行重量）。

（5）选用减振器：

1）每台选用8只：W/8≈225 kg/只（即单只载荷）；

2）减振器型号：阻尼弹簧复合减振器，规格为ZTA-250。

（6）设备干扰频率：f=n/60≈24.2 Hz。

（7）减振器固有频率f0：

式中，δ为减振器压缩变形量，δ=40 mm。

（8）隔振效率：

式中，D为阻尼比，D=0.06。

（9）隔声系数（衰减量）：

式中，N为隔振系数；η为传递率。

（10）结论：经过以上计算可知，隔振降噪效果甚佳，水泵减振选型较好，符合工程实际要求。

4 创新控制一体化

4.1 空调系统的控制创新

空调系统的水泵控制主要依靠楼宇自控系统，根据系统水流量、压差的变化，控制空调水泵变频、变流量。

冷冻水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔风机及相关电动阀与冷冻水机组需要一一对应联锁启停，冷却塔出水温度需要控制进出水管间的旁通阀流量，同时控制冷却塔风机转速。

另外，需要注意的是一次泵变频最小流量应大于冷水机组蒸发器的极限最小流量。

整个空调系统通过水流量、压力、温度、电动调节阀、平衡阀、整体平衡运行，依靠楼宇BMS自控系统实现自动检测控制并显示、分析、处理、记录、存储、打印空调设备和系统的相关技术参数，物业人员根据这些数据反馈能更好地运行空调系统，以达到节能环保、降低能耗的目的。

4.2 生活给水系统的控制创新

生活给水系统与人们的日常生活息息相关，探讨怎样才能高效地供水，并杜绝不必要的漏水，同时根据日常用水高峰期、平时期用水量的不同及时满足生活需要十分必要。通常的供水控制方式已不能满足人们不断提高的生活水平的需要，下面以上海奉贤苏宁电器广场项目中的生活水泵工程为对象，重点研究水泵的自控系统、运行效果及改进创新，以达到人们高质量、高标准的要求。

上海奉贤苏宁电器广场项目位于奉贤区望园南路、南奉公路，总建筑面积约16万m2，其中住宅约9万m2，商业约7万m2，住宅由1#～9#楼组成，地下一层，地上18层，高度52 m。生活水泵房设在地下一层，1#～5#楼合用一座地下室生活给水泵房；6#～9#楼合用一座地下室生活给水泵房。

生活水泵的控制系统通常由水泵、控制柜、电接点压力表、水力浮球阀等部件组成，奉贤苏宁电器广场项目住宅生活水泵控制系统开始采用水泵出口加电接点压力表、屋面水箱进水口加水力液位浮球阀控制水泵的运行。经过一段时间的运行后，屋面水箱出现液位浮球阀关闭不严现象，水箱产生溢流，严重时水箱溢满至地面，同时也出现末端用水水压不稳现象。

为解决问题，现场改进了控制系统，新的控制系统增加了电子液位计、电动阀，电接点压力表改为远传压力表，增加了新的报警系统。屋顶水箱电动阀、液位控制器安装示意图如图4所示。

图4 水箱电动阀、液位控制器安装示意图

（1）在泵组出水管主管上设置一块远传压力表，远传压力表相比电接点压力表的优势主要体现在模拟量代替了开关量，可使水压压力变化更精准地反馈给变频水泵，水泵再根据管道压力变化调整水泵转速，满足系统压力、流量需求。

（2）每栋楼的屋顶水箱进水管上均设置一套电动阀、一个液位水力浮球阀，屋顶水箱内设置液位控制器，地下一层泵房的水箱内设置电子液位计。电动阀根据屋顶水箱内液位计水位的高低开启阀门，地下室水箱内电子液位计需要水泵联动，根据液位的高低来强制水泵的启停。屋顶水箱内液位计也需要与变频水泵联动，根据液位的高低来强制水泵的启停，需要注意的是，几个屋顶水箱内的液位计都要同时与地库水泵进行联动，控制启停。整个控制系统的运行需要对控制箱进行逻辑关系设置，地下室水泵房内设置一块显示屏，把屋顶水箱内的液位情况显示在泵房内，如水箱内液位实时高度以及超液位报警等。后期根据物业需要，甚至可以改进把信号同步传输到物业值班中心。

通过此次改造保证了供水的水压稳定，并设置报警信号传递，保证了漏水的及时修复，同时比较节约能源，也满足了住户对水压的稳定性要求。

5 结语

水泵安装是一个系统工程，需要严格控制各个安装环节的质量，同时根据设计要求谨慎选择合适的减振装置，合理优化控制系统，不断创新水泵安装技术，以满足人们不断提高的生活水平的需要。

[1]水泵隔振技术规程：CECS 59—1994[S].