高层建筑给排水工程教案秋

- 1 -高层建筑给排水工程2007 秋第一章 绪论一、高层建筑发展概况 19 世纪后期，高层建筑首先在美国出现。 1885 年在芝加哥修建的 10 层的人寿保险大楼，是世界上第一栋高层建筑。 1974 年美国芝加哥的西尔斯大厦高达 443m（ 110 层） ，雄踞冠军宝座近 30 年。国外在 20 世纪初，开始兴建真正意义上的高层建筑， （代表性）如建帝国大厦 102 层，381m，是当时世界最高的建筑。在二战后开始大量兴建， 50 年代恢复，60 年代发展建设超高层，70 年代初， （代表性）建成“纽约世界贸易中心”双塔 110 层，411 米911（教材中没有） 。台北的 101 大厦（世界最高509m，34 部电梯？马来西亚双子塔第 2 高，452m） 。在我国解放前上海少数高层建筑（锦江饭店） ，5、60 年代开始，70 年代发展， （代表性）广州白云宾馆。80 年代以后，经济发展、人口增加，使得高层建筑迅猛发展。 高度发展：（代表性，深圳的帝王大厦 80 层 353m 上海金贸大厦88 层，460m（中国最高？高度算法不同） ，对于超高层一般要采用串联方式） 。 用途发展：由旅游性高级宾馆到高层民用住宅、办公写字楼、培训中心等。最近新闻，有很多人反对建高层。虽然，有人提出建高层建筑不经济、不安全，但以我国人口和土地情况，在目前一段时期内仍会继续发展。二、高、低层建筑分界世界各国对高、低层建筑怎么分界，并不统一，各国定义规定不同（P3 页，见表 1-1） 。我国高层民用建筑（防火）起始高度的划分：（建筑高度：建筑物室外地面到其檐口或屋面面墙的高度。我国规定，屋顶的水箱间、电梯机房、通讯塔等不计入。地下室不计入层数：住宅的地下室、半地下室的顶板高出室外地面不超过 1.5m 者，不计入层数内。 ）（毕业设计等工作中，接到题首先看楼的性质，裙房：与高层建筑相连的建筑高度不超过 24m 的附属建筑。-塔楼综合楼：由二种及二种以上用途的楼层组成的公共建筑。商住楼：底部商业营业厅与住宅组成的高层建筑。）住宅：层数10 层（包括首层设有商业服务网点的住宅） （如哈尔滨叫混合）其它民用建筑：建筑高度超过 24m。为什么？定义的原则层数、建筑高度相结合（不是单一考虑） 。如医院、商场、办公楼、展览楼等层高悬殊在 3.35m 之间，个别高达 7m。住宅建筑层高在2.83m 之间，相差不大。- 2 -我国消防登高车最大工作高度为 24m 以内（国外进口的除外，但毕竟少数） 。我国多数配置的解放牌消防车，常用 65mm 的麻质水带，标准耐压1000kPa，实际工作压力 700kPa（70 米） ，在最不利的情况下，能 直接送水 扑灭火灾的最大工作高度为 24 米。登高 24m。由此决定了以后介绍的高层建筑消防“自救”的原则。10 层以下住宅每个单元的防火分区不大，火灾蔓延受限，危害性较少。三、高层建筑给排水工程的特点建筑上特点： 建筑面积大 高度大 有地下层和设备层高层与低层建筑给排水工程的基本理论、计算相同， （如以后讲的给水同一个分区内计算完全相同） 。特点就是与低层不同之处。给排水设备标准高，使用人数多且集中（如旅游宾馆） ，导致瞬时给、排水流量大，发生事故的影响大-必须保证供水连续、排水通畅、通气顺利、维护管理方便。建筑高度大，水静压力大，-竖向分区。建筑功能复杂，火灾危险性大。管井多（抽力大形成烟囱效应、如不能使用易燃的普通塑料管材） ，火灾蔓延快，人员疏散、扑救困难。-设置室内自救为主的消防系统，保证及时扑灭火灾。 （立足自救，以后将多大高度室外消防车能帮上多大的忙） 。 （及早发现扑救，喷淋。 ）给排水管道动力设备多，管道长。噪音大、振源多-严格的隔音、防震措施。防水锤措施。技术层管线综合，专业交叉。水与空调、通风、配电配合，需综合布置，设计中要抢。四、高层建筑给排水工程的目前发展 采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。如：以往多采用分区高位水箱，占用面积大。90 年代后变频调速和减压稳压阀技术逐步成熟，可靠性提高，大量采用。现在还有了无副压叠压供水设备（如典型的青岛三利） ，水箱有时只用于消防。 注意采用节能、节水的给水排水系统方式和设计方法，研制此类设备及附件。 发展体型小、重量轻、能耗低、效率高、无噪声的整体式设备。如：加热设备不仅用容积式换热器，半容积式和快速式出现，使热水系统占地少、简化。 研制造型美观、使用方便、舒适耐用的卫生洁具及零配件。 水质处理要求高：软化、消毒 底层入户管处，防二次污染。开发应用新材料，大力发展塑料管材、卫生洁具及零配件等，节约金属材料。 发展预制装配管束及匣子卫生间，改革施工方法，加快施工进度，提高工效，降低成本。- 3 - 水景，体现人类的亲水特性。 （接触、非接触景观用水 2 个国家新规范）课程内容（4 部分） 课时分布：20 学时。 。 。 。 消 防 系 统。 。 。 。 排 水 系 统。 。 。 。 热 水 系 统高 层 建 筑 给 水 系 统课程特点：很零碎，但为了加强印象，很多条文还必须念一遍，必要的时候解释一下（以前郭老师讲的时候即是） ；没有很深的理论体系，但要学会根据问题的思路去分析问题；要明白计算的内容的含义。设计考虑要全面细致，在图上不能丢东西。 （和画画一样，下多大工夫，值多少钱，内行人一眼就看出来）是以后大家毕业后最常接触的工作，大多数人从事这个方向，稳定、收入多。从这个角度看是最实用的课，相当于职业技能培训。涉及面广，大家可以看中国给排水 给水排水杂志，1/3 以上篇幅是建筑给排水的内容。而且现在分工越来越细，以往毕业的同学发现，可能从事的是一门课的一小部分，但仍有很多事情要做，比如做消防、做设备（如上届做水景 喷泉） ，就这一个就可能很赚钱。对于毕业设计的同学，实事求是的说，要比其它市政给水、排水设计工作量、难度要大，要学以前没学的知识，没有以前的课程设计、生产实习的基础，不想吃苦的、对付毕业的不要选。毕业设计不可能混过去，1 人 1 题。但是做这个设计一定会对你提高非常大。每年报高层的人很多，老师能力有限，最后选上的人很少。 （各班选择的报名基础上抽签，不要反过来。如上届的例子。 ）这门课内容很多，主要讲和设计有关的东西。尤其是与设计相关的理论。距离设备师考试还有差距。， （根据以往经验，应该是下学期，作为毕业班的学生可能是大学期间最后一门课） ，但调到这学期，尤其到了 10 月以后，大家都忙着考研、找工作，但希望大家能尽量坚持上课，基本上每次课都要点名，作为最后评定成绩的一个重要依据。讲课基本依据教材，重点地方多做解释。（说到找工作，一个是要有自己的定位，想做什么，积极去找肯定有很多位置。一个是以学习为基础，找工作、工作后表现靠大学学习功底，举上 2 届的 2 个例子，学习能力的培养。孟涛-和-去洛阳鸿叶的） 。大家很清楚：注册设备师占 40 分以上，不多说，可见多么的重要！毕业后马上就可以考基础课（容易） ，工作几年后才能考专业课（很难，因为一般人不能从事那么全面的工作） 。所以上课多讲，慢讲，理论直接理解，尽量少占用课后时间看书复习，并考虑到照顾环境的同学。参考书目：（因为考试基本上确定是开卷考试）本门课程的教材有基本的 3 本- 建筑给排水设计计算李玉华、苏德俭，中国建筑工业出版社，2006 年- 4 -（偏毕业设计） 。 高层建筑给水排水设计李玉华、张爱民，黑龙江科技出版社。在图书馆书店和教材科有。主要分高层建筑给水、热水、消防、排水介绍，在后面有屋面雨水、中水、游泳池、直饮水等的新技术介绍。最后有 4 个工程实例，为设计提供参考的依据。 （偏工程） 高层建筑给水排水工程 ，刘希孟、郭玉茹编，哈尔滨工业大学出版社。主要分高层建筑给水、热水、消防、排水介绍。在每部分都有实例解释概念，在最后一章有 8 个工程实例，作为设计时的参考。 （偏理论，比较旧些）课上有很多时候要讲实例，图来不及画，需要用到这本教材讲。建议大家去买，在图书馆教材科有卖的。规范（是建筑里的法规，在设计中必须遵守）：普通的规范以外，主要有 4个，对毕业设计的同学，课后要找到、复印到，重要条文要背下来。建筑给水排水设计规范低规 GB500152003 建筑设计防火规范GBJ1687（2001 修订版）高层民用建筑设计防火规范高规 GB 50045-95（2005 修订版）自动喷水灭火系统设计规范 GB 500842001（2005 修订版）条文说明，其它规范如卤代烷、车库等规范在用到的时候查找即可。2003 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水 ，建设部和标准所是满足规范要求的具体解决方法和经验。给排水设计手册 （新、旧、快速、自喷、小区） 。在设计中查计算方法。标准图集或样本。选水箱、水加热器、阀门、化粪池等用。其它学校出的高层的书（如沈阳建工的蒋白懿等） ，对其中科研的部分了解即可，可选偏重设计的。还有其它学校的毕业设计指南等。时髦的建设节约型社会， 全国民用建筑工程设计技术措施 2007 节能专篇给水排水-考查方式：虽然是选修课，但仍要笔试，但最后坚持听课的同学基本能通过，要求尽量都来上课。这次课变动，第一次作为期末开考的考试，大家上学 3 年多，应该知道期末考试学校重视的程度（学校教务处、校院督导组、各级领导都盯着。所以，考试的方式、试题的内容、成绩评定肯定都要从严。 ）联系方式：高金良 86283807 86840020 平时不出差的时候都在给排水系统研究所，可以随时找我。建筑给排水以前讲到热水？（很少）课上讲的虽然是为毕业设计服务的，但对毕业设计还不够细致，具体计算过程可看参考书。第二章 高层建筑给水系统第 1 节 高层建筑给水系统分类与给水水质高层建筑给水系统的分类及其水质生活（包括饮用）-市政自来水生活饮用水标准 GB5749-2005热水（包括开水）-冷水加热消防- 自来水或附近的水库水、河水- 5 -软化水（锅炉房、洗衣房）冷却循环（空调冷却水、厨房冷藏库冷却水，一般无特殊要求）游泳池等观赏水景（杂用水、中水，与前者的区别在于与人体接触，水质要求降低）注意：在设计中首先要搞清楚，统计用水点， （即确定哪些地方需要供水） ，然后才能设计给水，不可丢项。第 2 节 高层建筑给水竖向分区分区定义：沿建筑物的垂直方向，依序合理地将其划分为若干个供水区，每个供水区有其自己的完整的给水系统。画图解释。一、给水竖向分区的原因（答辩常问，手写）如果不分区，水压力很大（以图解释） ，就会阀门开关时，易发生水锤、水流噪音和振动管材、管件耐压有限，磨损严重，发生损坏。低层出水量大，水量分配不均匀，破坏水系统正常运行。低层喷溅严重，造成使用不便。二、给水竖向分区压力值的确定给水竖向分区压力值：该分区最低点处最大允许静水压力值。 （图示解释）国外规定各不相同，我国的规范（低规）规定：卫生器具配水点静水压力不得0.65MPa。各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大于 0.45MPa(特殊不宜大于 0.55MPa)。住宅、旅馆、医院等居住性高层建筑的分区压力值范围：300350500kpa？办公楼：350450kpa （办公楼用水要求低一些）最大允许静水压值规定的原因：我国碳钢管破坏压力 2500kpa，而倍静 水 压 力水 锤 压 力 64可根据层高推算分区的层数。注意：水箱一般设于该供水区 3 层以上。住宅分区层数可提高到 10 层（可少量减压：为防止超压出流,当配水点处水压大于所需的流出水头时。条件允许，可分层分户采取减压措施。 ） 。分区最低层水压力核算符合规范情况；下部管道压力核算用高压管。分区最优化问题？课前注意：因为是选修课，必须报上选课的名单，下课的时候各班长统计一下，交给我。尤其是可能有其他专业或年级的同学。这个作为以后出题、给成绩的一个根据。三、分区最小压力值的确定（即水箱安装高度）分区最小压力值：系统中为满足各用水点（最远立管、最上层卫生器具）所需的最低水压。分区最小压力值=水头损失+ 流出水头（1.5-2.0m）+水表损失100kpa3 层（在高位水箱系统中）四、充分利用市政管网水压市政管网压力具有一定资用水头，其压力能满足高层建筑下面几层，如地下室、裙房及附属建筑（如锅炉房、厨房、洗衣房等）用水需要，为节省能源- 6 -和基建投资与运行管理费用，在对给水系统及进行分区时，根据市政管网压力，建筑的下几层可采用市政给水管网直接给水。利用市政管网水压向低层（12 层、地下）供水，节能（尤其对于游泳池、洗衣房等水量大的情况） 。要计算考虑水压能否满足问题。一般不计入竖向分区。但如果低层设有要求稳压供水的热水供应系统，为保证压力问题，不宜采用。核算是否满足压力需求、多一套管路复杂 如果用水点少 是否值得（看实际情况因地制宜，没有错、对，只有好和不好） 。五、正确利用给水分区压力值用分区压力值可以分区（注意不是简单的除法） ，如利用技术层；校核（如超过用减压措施）可以解释 P12 页的图和表 2-4 的例子。注意：在书中的实例不少是在高规之前已经有的，可能是不太符合规范，不宜完全照搬（以前考试中很多这种情况） 。但规范也是根据这些成功实例得出的，还是有很好的参考意义的。其它例子都有重要的设计参考价值。第 3 节 高层建筑给水系统型式高层建筑加压和给水型式是核心，要求要达到经济合理、技术先进、供水安全可靠。注意 ：上面讲的给水分区，分区好坏决定以后的设计、运行。给水分区是原则性问题，影响全局，是关键核心，也是毕业答辩的重点。各种型式都有各自的优缺点（要掌握清楚） ，无所谓标准答案（考试也是这样） ，只要有理，趋利避害，符合上述要求即可。基本类型 无 水 箱气 压 罐高 位 水 箱 给 水 系 统下面就分别介绍主要的这 3 个给水类型。- 7 -给 水 所 需 压 力给 水 所 需 压 力H1H4HH2+3 H建 筑 内 给 水 系 统 所 需 总水 压 ， kPa；建 筑 给 水 系 统 所 需 压 力建 筑 给 水 系 统 所 需 压 力 H = 1+ H2+3+ H41克 服 引 入 管 起 点 至 最 不 利配 水 点 位 置 高 度 所 需 要 的 静 水压 ， kPa；2计 算 管 路 的 水 头 损 失 ，kPa；3水 表 的 水 头 损 失 ，kPa；H4最 不 利 配 水 点 所 需 流 出流 出水 头水 头 , kPa。 各 种 配 水 龙 头 或 用 水 设 备 为 获得 规 定 的 出 水 量 (额 定 流 量 )，出 流 控 制 阀 前 所 需 静 水 压 。？2405增 加40kPa2016012010需 水压(kPa) 增 加 1层4321层 数(n) 设 计 之 初 可 以 估 算 ：上 表 只 适 用 于 层 高 3.5m的 建 筑 ， 该 压 力为 自 地 坪 算 起 的 最 小 保 证 压 力 。一、高位水箱给水系统高位水箱的作用：储水、调节、稳压。 即是水箱的优点。 （辨证的看待，有优点就有缺点。 ）设置水箱，增加了系统的供水可靠性，避免了停电停水；增加了结构的荷载，水质易受到二次污染。（价廉的低速水泵、管理维修技术要求低、可储存一定的消防和生活水） 。（一）高位水箱一次提升式给水系统（顾名思义就是全部提升到屋顶水箱）一次提升、屋顶水箱直接供水方式- 8 -画图解释。 在 12 层以下广泛采用。一次提升、分区减压水箱式画图解释，减压水箱原理。注意：一般是减压水箱并联，不是串联。问题减压水箱的容积多大？优缺点见 P14。优点：水泵少泵房面积小投资少、设备集中易管理缺点：水泵送水量大工作时间长运行费用高、屋顶水箱容积大结构不利、水泵或出水管发生事故安全可靠性差（如水泵、屋顶水箱或其出水管有问题时） 。耗能对于高级宾馆来说，不一定非常重要。（？有的情况， （画图解释）分区并联单管供水供水方式：这种方式是各分区独立设置水箱，水泵加压单管输至各区水箱，由水箱供水。适用范围：地下室泵房面积较小，电费较便宜，高度不太高，分区较少的高层建筑。特点：设备占地小、能耗高；下区水箱应设减压阀。 ）一次提升、分区减压阀式画图解释。因节省面积，在点式高层住宅中应用较多。优缺点见 P14。优点：不占楼层面积缺点：水泵运行费用高（同上） 、减压阀质量重要、可靠性比减压水箱还差、维护管理能力需要强。一次提升、沿垂直立管循序减压式画图解释。多用于商业住宅（室内的水平横干管少，美观装修容易） ，优缺点见P15。优点：减压阀减压相同、设备选型维护管理简便缺点：下层水受上层的控制，减压阀质量要求更高，可靠性更差。注意：上述的 3 种减压方式对于大量水量在下部的情况是不合理的。高层住宅用的较多。（二）高位水箱并联式给水系统（以往用的较多）另画图。并联即是由水泵集中设置在地下室，分别向各自供水分区供水。优缺点见 P17。优点：安全可靠各区自成系统、互不影响、水箱分散容积小有利结构设计、相对占地少、运行动力费用经济、水泵集中便于管理。缺点：水泵台数、阀、管道多维护量大、占用面积大（毕业设计中是假设，实际很紧张） 、上区水泵扬程较大，高压管路长，水箱占用上层建筑的面积较多。最大特点各区互不影响，供水安全可靠。但对 100 米以上建筑，受水泵扬程和管材承压限制，要有改动。（三）串联式给水系统各分区的水箱既是本区的高位水箱，又是上区的储水池，逐级由水泵提升。优缺点见 P21。优点：水泵压力扬程小、水锤可能少、能耗合理，无需设置高压水泵和高压管线，管线布置简洁，较省管材。缺点：设备分散管理不便、占用建筑面积大、对防震隔音要求高、可靠安全性差、水箱容积较大、对结构不利。适于超高层建筑。各区内再并联分区。三、气压罐给水系统- 9 -优点：无需水箱，节省占地面积。灵活性大，施工方便可移动、水罐为密闭系统不易污染、可防止水锤影响。缺点：耗费钢材多、供水压力变化大、水泵耗电较大P=P 2-P1、调节容积小断水几率大。气压罐成套设备多用于住宅、地震区等不适宜采用高位水箱的地方，其压力变化大、大量用水时不经济。一般没有串联型式（更不安全、稳定了） 。（一）气压罐并联式给水系统由水泵集中一处，和气压罐，分别向各自供水分区供水。其原理和高位水箱并联式相同，优缺点也相同。除此以外，还有自己的特点。画图解释，立式，优点见 P23优点：管理方便缺点：选型复杂-包括气压罐集中设置和分区设置画图解释，卧式，优缺点见 P24优点：选型简单缺点：管理不便、楼层高度限制卧式容积加大、空压机多（二）气压罐减压阀式（解决水泵、气压罐设备过多的问题-假设分 3 个区、再考虑备用的情况）画图解释，集中加压、分区在低区入口处减压。优缺点见 P24。优点：气压罐数量少、便于管理。缺点：调节水容积百分数低，不适于水量大的情况。注意：气压罐立式的高度，和地下室层高的限制。四、无水箱直接给水系统无水箱即只有水泵，自控技术发展、自动化设备逐渐成熟而日益采用。优点：高效节能、设备占地小、管理方便、避免二次污染、对系统水量变化易适应（旅游宾馆） 。优点见 P26、30 页，缺点：没有储水能力（停电问题？停水问题？可靠性差） 、稳压差、水泵磨损大。由变频调速泵升压供水时，设备费用较高，水泵控制调节、维修较复杂。水泵的设置有：定速水泵通过多台水泵切换供水，有水泵的控制策略。组合调度方式， （适于建筑群，单体建筑不用。调速水泵主要利用调速电机，其它方式基本淘汰。 32121212, nPHnQ水泵调速适应用水情况改变的内容，在水泵和水工艺仪表与控制的课中已经讲了。提 2 点压力传感器可设在水泵的出口和管网末端（方便管理、效果不同） 。- 10 -水泵控制策略（组合搭配、切换、转速）有很多文章，至今没有最合理、最优的方式。（一）无水箱并联式给水系统（二）无水箱减压阀式给水系统分别画图解释。优缺点可自己分析。总之 ，根据实际工程，具体问题具体分析。供水方案技术经济比较。P30 页的表格（作为硕士课题模糊评价的方法） 。欢迎、鼓励大家多看设计实例，开拓思路，在设计中提出新的想法，只要合理即可（如在各分区间加设事故连通阀来提高供水安全性） 。对各种供水型式要辨证的看，要因地制宜，选择适合自己图纸建筑方式和用水情况（如办公和宾馆的区别）的。 （如果一成不变就没办法写出很多设计体会了，如北京奥运场管。）上述所讲都是基本的型式，可以有变化。但对一个建筑，仅采用一种给水方式，对给水设计、工程施工和运行管理都有利。 （举在设计中反例， “混合型” ，至少要能自圆其说，否则包括了各自的缺点、优点消失了，创新错了） 。对于超高层分区多时，可采用混合的形式（串联+并联） 。后本书中的例子都是典型的设计，是国内著名的大院做的，到目前系统运行基本没有什么毛病。这些设计对大家以后工程实际很有参考价值，平时看起来很平常，但在需要用的时候很难找到，就很珍贵了。第 4 节 高层建筑给水管网布置和管道敷设其基本的原则：优质快速、安全供水一、给水管网布置给水引入管对于经常设计的高层建筑，一般都不允许间断供水，所以规定：给水引入管不应少于 2 条，并应从不同侧引入，在 室内 连成环状或贯通枝状双向进水。 （画图解释）如只能同侧，则 2 条引入管间距要10m，连接管上设阀门（事故时关阀，保证上述基本原则） ，或设储水池（容积怎么算？）或增设水井等。给水管网布置型式主要 3 种型式，定义和建筑给排水的课上是一样的。上行下给式：主要用于高位水箱给水系统。注意：为控制流量，保证各用水点正常配水，下部主管或各层支管上可设减压阀或孔板（动压、静压） 。高位水箱水锤防护：室外泵房、压水横管尽量布置在建筑的底层。下行上给式：主要用于气压罐和调速泵（无水箱） 、底层直接由市政管网供水。如果用于水箱，就要计算绕流的损失。环网式：类似于消防系统，适于安全性要求高的建筑。流量平衡、便于检修、可靠，但耗管材。 （还有中分式，是上行下给式与下行上给式的结合）其它的与墙、其它管道的距离等具体尺寸要求见李书P19-21 页内容。管材建设部等四部委 1999 年 12 月发文：“关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知” ，明确 2000 年 6 月 1 日起在城镇新建住宅中禁用使用冷镀锌钢管于室内给水管道，- 11 -并根据当地实际情况，逐步限时淘汰热浸镀钢管。推荐应用铝塑复合管、交联聚乙烯管和三型聚丙烯管等新型管材。金属管方面，薄壁铜管和薄壁不锈钢管。计算时按内壁考虑。二、管道敷设（管道多，要求高，基本暗装）（1）明装 特点：造价低，便于安装维修；不美观，凝结水， 积灰，妨碍环境卫生。 适用：对卫生、美观没有特殊要求的建筑。（2）暗装 特点：卫生条件好，美观，造价高，施工维护不便。 适用：建筑标准较高的建筑室外引入管敷设在冰冻线下 0.2m，覆土厚度0.7m。水平横干管 ，支管宜在楼面的找平层内或沿墙敷设管槽内。m6.02吊 顶技 术 层垂直立管高层建筑竖井 每层固定、防结生 间 的 瓷 砖要 求 质 量 好 、 维 修 扒 卫不 进 人 进 人 型 式 120108露卫生洁具给水配件安装高度即给水配件中心距地面高度。如：常用的有 洗手盆 1000mm，蹲式大便器低位水箱 600mm，高位水箱 2048mm，坐式大便器 250mm，浴盆 650-700mm。这是画图的细节，具体可见李书中 P23水表：一户多表、位置不影响居民生活，分户计量坡度：需要泄空的给水管道横管宜有 0.0020.005 的坡度坡向泄水装置。第 5 节 高层建筑给水系统计算一、生活用水定额、设计用水量重要性：通过定额确定水量，直接影响建筑投资、运行。2 个观点：全面的观点：建筑物性质、地区、对象、生活习惯、气候、节水、经济收入与水费支付方法。发展的观点：经济、生活水平提高 （ 1.8-3.6 元哈尔滨水价，占总收入 2-5%就考虑节水了。 ）找出所有用水点，用水量标准是依据规范，如李书中 P37-40 ，并参考实例郭书中 P34 页的表，确定。二、高层建筑生活给水设计秒流量新的规范 2003居住生活用水设计秒流量按 修正百分率法 概率法确定。给大家介绍规范。- 12 -高层建筑用水量标准1、住宅生活用水量标准2、集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水量标准3、汽车库内冲洗水量标准4、国内高层建筑采用的用水量标准最高日用水量：用水定额人数或床数最大时用水量：最高日用水量时变化系数设计秒流量：为建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。用于确定管径、水头损失。概率法高层用水定额高、用水集中，如果采用低层的方法（经验法、平方根法、概率法） ，数值显然会偏小。实际上需要大量测试，所以目前基本可采用低规 2003 版公式。 住宅建筑设计秒流量修正概率法（以卫生器具给水当量作为随机事件） 。对给水当量数小的给水支管，给水当量数足够大的管道来说，满足我国各地的情况最大时平均秒流量 水泵出水量，其余额可抵消部分消防储备水量。此外，另有简化算法，日用水量百分数（一般 2025%）的方法计算，不得大于 48h 的用水量。日本、英国、美国对储水池容积的计算，大家课后看书。（二）储水池设置的注意事项我国规定，当消防期间有市政水补充时，其容积 200500m 3；当无市政补充水或不足时，其容积 500900m 3。与日用水量相比太少，尤其旅游宾馆的淡季，用水量就更少。静止的水（死水）易腐，流水不腐（给水卫生学研究，建设 211，全国最大实验室，其中就有静态水质实验） 。我国消防、生活一般合用，故需要保证水质、防止污染。 （去年的哈尔滨新晚报的 1 号行动？）具体保证措施有：室外水池距化粪池不小于 10m。良好的卫生环境，易检查、清扫。消防水池要半年换水一次。尽可能地上式，一般不可能，地下不得利用结构，做储水池室。不渗水，材料对水质无不良影响，内壁及涂料安全。大于 500m3 时应分 2 格，便于检修。生活水池不能有死水区（无死角，设导流墙；不短流，进口、出口设于不同池侧面，不能过近。 ）加盖，内设不锈钢爬梯。水位报警（高低水位） 。溢流管间接排水、空气隔断、尺寸要求。消毒方式：紫外线、次氯酸钠消毒器、二氧化氯消毒器消防水池水质（与生活水不合用）保证措施1 将由自来水供给的空调循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水与消防用水合贮， （空调循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水单设系统） 。2 空调循环水的补充水、浇灌绿化等非饮用水与消防用水合用水池（箱）时，生活用水的出水管深入消防液位以下：DN3 50虹 吸 破 坏 管 DN32 50虹 吸 破 坏 管消 防 水 位 消 防 水 位虹 吸 破 坏 管 示 意 H1m此外，要有保证消防水不被动用的措施（同水箱） 。如不设贮水池要设吸水井。- 17 -五 、 水 表 水 头 损 失 计 算375mg/L 的热水供应系统，被加热水应进行软化处理。第 3 节 水的加热方式和设备一、热源选择余热、废热、地热- 经济太阳能- 洁净，限于住宅，逐步广泛应用（一般与其它热源相结合）如昆- 20 -明。城市热网（主要用于采暖）全年，不全年时要技术经济比较区域性锅炉房（蒸汽、热水）专用锅炉房二、水的加热方式直接加热（一次换热）： 高层建筑少用水 混 合汽电 力 、 燃 气 、 太 阳 能间接加热（二次换热）：热媒引入加热器盘管或排管中，冷水流过加热冷水。特点：相对于直接加热，不污染热水水质、凝结水可回收、噪音小，但热效率相对较低。解释图。1）容积式水加热器容积式加热器是内部设有热媒导管的热水贮存器，具有加热冷水和贮存热水两种功能。适用：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量场所。2）快速加热器快速加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换热的一种间接加热设备。适用：用水量大，而且比较均匀的热水供应系统。3）半容积式水加热器半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。 组成：贮水罐内藏式快速换热器内循环泵循环泵作用：提高被加热水流速，增大传热系数和换热能力。克服被加热水流经换热器时的水头损失。形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐利用率。时 热 水 供 应处 ， 热 效 率 低 ， 适 于 定出 水 压 力 稳 定 ； 放 于 高水 箱 加 热 ： 设 备 简 单 ， 除 垢间 短 ， 浮 动 盘 管 可 自 动占 地 面 积 小 ， 水 停 留 时 快 ， 体 积 小 ，传 热 系 数 大 ， 换 热 速 度度 稳 定 ， 最 近 发 展 快 ，有 预 测 控 温 装 置 出 水 温半 即 热 式 对 循 环 泵 性 能 要 求 高温 度 稳 定 ， 节 水 节 能 ，热 快 ， 换 热 充 分 ， 换 热半 容 积 式 ： 体 形 小 ， 加 、 泳 池宜 用 水 比 较 均 匀 的 厨 房高 层 集 中 供 应 不 适 宜 ， 不 易 维 护 。不 易 调 节 水 量 、 水 温 ， 大 ，力 不 稳 时 出 水 温 度 波 动力 ， 不 能 储 存 热 水 ， 压水 头 损 失 大 ， 无 调 节 能 产 水 量 大 ； 结 垢 严 重 ，构 占 地 小 ， 安 装 方 便 ，加 热 ”， 热 效 率 高 ， 结快 速 式 加 热 器 ： “紊 流 层 流 加 热是 冷 水 ， 容 积 利 用 率 低维 护 、大 、 笨 、 投 资 高 、 不 易 小 ， 热 效 率 低 ，水 头 损 失 小 ； 传 热 系 数节 容 积 大 ， 水 温 稳 定 ，容 积 式 加 热 器 ： 储 水 调:%30自动温度调节器的作用：及时调整平衡供需量变化，保证出水温度稳定，防止- 21 -水温过高、浪费能源和加快水垢的产生。选容积式加热器的注意：a.如果选立式，要满足层高；b.高、中区工作压力高，要订做。供应不同温度水：混合、二次加热或者集中、局部加热相结合或特殊设计加热器。如厨房等。第 4 节 热水系统管网布置和敷设一、管网布置和连续用水的房间。统 ）双 管 式 （ 有 循 环 热 水 系 用 于 附 属 房 间 。无 循 环 热 水 系 统 ） ： 可单 管 式 配 管 方 式 ( （上行下给居多）下 行 上 给上 行 下 给水 流 向，可画图解释图（3-5） （3-调 节 阀 、 减 压 孔 板不 等 程 水 量 、 水 温 ） 、 节 水等 程 ： 推 荐 （ 保 证 各 点 循 环 管 长 度 :17）？注意：排气装置在高点（不能遗漏） 。下行上给不用循环水头小，为保安全，都采用机械循环系统课前内容：考试：开卷、基本定在最后一堂课上当堂考。内容以笔记为主，带书、笔记或图书馆等借手册。今天没来的同学，大家通知一下。 （评分标准平时 40，考试60。 ）二、管道敷设管材：防锈用不锈钢、铜管。不同金属不能连接。管道热伸长，应力破坏，给予补偿，在立管上装不锈钢波纹管伸缩（补偿）器或其他伸缩器。 （画图时不要忘了） 。排气、泄水：气塞、排气阀(上行下给时的管网,管道坡度使气体向排气阀会聚, 排出上行下给管网中热水气化产生的气体，以保证管内热水畅通。根据工作压力选阀 当系统工作压力 P2 105Pa，选用排气孔径 d=2.5mm 的阀座； 当系统工作压力 P=21054105Pa，选用排气孔径 d=1.6mm 的阀座。安装在管网最高点) 横管坡度0.003 ，最低处泄水。热水膨胀管（开式） 、膨胀水箱 罐（闭式）：（为安全运行，普遍开式系统）热水器顶部膨胀管至高位水箱上部，严禁设阀门，最小管径见郭书 P90 表 3-9 李书 P67 表 3-3 ，设置高度计算自己看书，高出水面高度 100mm 以上。（如果不便安膨胀管）膨胀水箱（闭式） ，安装在热水回管的分支管上。调节容易按膨胀量算。 （答辩常问开式、闭式） 。日水量小于 10m3 时，可用泄压阀。- 22 -自动温度调节器：自动控制换热器的出水温度（直接、间接） ，必须直立安装。随着新型水加热器的涌现，高精度、高可靠性的温控阀和压力平衡阀也在实际需要中改进并达到国家先进水平。减压阀计算选择 （自己看李书P68）阀门设置：立管端点、支管起点、分干管都应设置。为检修方便，同冷水。止回阀设在回水、冷水进入换热器前。第 5 节 热水供应系统的计算一、设计热水用水量与耗热量的计算（一）设计用水量根据热水用水定额计算（住宅、旅馆、医院等） TmqKQrhrQr-设计用水量，L/h Kh时变化系数 T热水供应时间，hqr定额（L/人日，60） ，温度不同用冷热水混合百分数计算。M人数、床位。根据卫生器具设备小时用水量计算（学校、公共浴室等） bnqKhrr0热水混合系数 卫生器具小时定额 同类型卫生器具数 小时同时使用百分数冷、热水混合百分数用水量计算中，将不同用水温度、水量值折算成加热设备供水温度条件下的耗水量。原理：根据热平衡方程计算。 （大家课后可推导）热水所占百分数： 热水、冷水、混合水温度%10lrhtK热水及冷水占混合水量的百分数（60、65时）的计算已制作成表格。见李书P78-79 页。（二）设计耗热量计算设计耗热量 CB-水的比热。4186.8J/kg。tQBr规范中新增设计小时供热水量。注：如果公建与居民高峰用量时间不一致时，=居民最大时+其它平均时一致时，=最大时相加为什么？原因：保证容积小、效率高。.注：规范新规定（可不讲）- 23 -全 日 制 供 应 热 水 的 住 宅 、 别 墅 、 招 待 所 、 培 训 中全 日 制 供 应 热 水 的 住 宅 、 别 墅 、 招 待 所 、 培 训 中心 、 旅 馆 、 宾 馆 的 客 房 （ 不 含 员 工 ） 、 医 院 住 院心 、 旅 馆 、 宾 馆 的 客 房 （ 不 含 员 工 ） 、 医 院 住 院部 、 养 老 院 、 幼 儿 园 、 托 儿 所 （ 有 住 宿 ） 等 建 筑 的部 、 养 老 院 、 幼 儿 园 、 托 儿 所 （ 有 住 宿 ） 等 建 筑 的集 中 热 水 供 应 系 统 的 设 计 小 时 耗 热 量 ， 应 按 下 式 计集 中 热 水 供 应 系 统 的 设 计 小 时 耗 热 量 ， 应 按 下 式 计算 ：算 ： ()8640-=rlrrhh tCmqKQ水 的 比 热 ，C=4187 /kg设 计 小 时 耗热 量 ， 冷 水 温 度 ,查 表 3-7热 水 密度 ,kg/L热 水 温度 ,60小 时 变 化 系 数 ，查 表 3-8 用 水 计 算单 位 数 热 水 用 水 定额 ,L/人 d2、 耗 热 量 的 计 算、 耗 热 量 的 计 算定 时 供 应 热 水 的 住 宅 、 旅 馆 、 医 院 及 公 共 浴 室 、 学定 时 供 应 热 水 的 住 宅 、 旅 馆 、 医 院 及 公 共 浴 室 、 学校 、 剧 院 、 体 育 馆 （ 场 ） 等 建 筑 的 集 中 热 水 供 应 系校 、 剧 院 、 体 育 馆 （ 场 ） 等 建 筑 的 集 中 热 水 供 应 系统 的 设 计 小 时 耗 热 量 ， 应 按 下 式 计 算 ：统 的 设 计 小 时 耗 热 量 ， 应 按 下 式 计 算 ：()360-=bCNtqQrlrhh水 的 比 热 ，C=4187 /kg设 计 小 时 耗热 量 ， 冷 水 温 度 ,查 表 3-7热 水 密度 ,kg/L热 水 温度 ,60 同 类 型 卫生 器 具 数卫 生 器 具 同 时使 用 百 分 数卫 生 器 具 热 水 小 时 用水 定 额 ,L/h,查 表 3-5具 有 多 个 不 同 使 用 热 水 部 门 的 单 一 建 筑 或 具 有 多 种具 有 多 个 不 同 使 用 热 水 部 门 的 单 一 建 筑 或 具 有 多 种使 用 功 能 的 综 合 性 建 筑 ， 当 其 热 水 由 同 一 热 水 供 应使 用 功 能 的 综 合 性 建 筑 ， 当 其 热 水 由 同 一 热 水 供 应系 统 供 应 时 ， 设 计 小 时 耗 热 量 ， 可 按 同 一 时 间 内 出系 统 供 应 时 ， 设 计 小 时 耗 热 量 ， 可 按 同 一 时 间 内 出现 用 水 高 峰 的 主 要 用 水 部 门 的 设 计 小 时 耗 热 量 加 其现 用 水 高 峰 的 主 要 用 水 部 门 的 设 计 小 时 耗 热 量 加 其它 部 门 的 平 均 小 时 耗 热 量 计 算 。它 部 门 的 平 均 小 时 耗 热 量 计 算 。（三）热媒耗量计算见教材郭书 P92 页（3 9、10、11）式或李书 P80-82 页分别是蒸汽直接混合、蒸汽和高温热水通过传热面间接加热的计算。注：下图可不讲。- 24 -3、 热 媒 耗 量 的 计 算、 热 媒 耗 量 的 计 算 hrmQiG)2.1(1、 采 用 蒸 汽 直 接 加 热 时 ， 蒸 汽 耗 量、 采 用 蒸 汽 直 接 加 热 时 ， 蒸 汽 耗 量hmh)2.1(2、 采 用 蒸 汽 间 接 加 热 时 ， 蒸 汽 耗 量、 采 用 蒸 汽 间 接 加 热 时 ， 蒸 汽 耗 量)()2.1(mzcBms tCQG3、 采 用 热 水 间 接 加 热 时 ， 热 水 耗 量、 采 用 热 水 间 接 加 热 时 ， 热 水 耗 量二、设备选择计算共 3 个类型设备容积计算-用于热水箱、容积式水加热器加热面积计算-用于容积式水加热器和快速式加热器水流阻力计算-用于水箱、容积式水加热器（可忽略） 、快速式按水力学水头沿程、局部损失公式计算。前 2 项计算用于加热设备选型。储存设备容积计算理论上，应向市政给水中的清水池计算，考虑用水、供水曲线、工作制度确定。涉及热媒供热量计算即锅炉容量与水加热设备储热量的关系。类比：原理同给水管网中的网前泵站、水池之间的关系。所以，选择实际上，资料难获得，故采用经验法计算。对于宾馆、住宅按 45 分钟小时耗热量计算容积 BlrCtQV)(75.0对于企业淋浴，按 30 分钟计 BlrtV)(5.0注：有导流装置的容积式，半容积式时间缩短。此外也有采用床位储水量法、浴盆同时作用百分数法。加热设备传热面积计算加热排管或盘管的传热面积 ，即是小时耗热量/计算温度差及传热系jzrptkQCF数。各符号含义及系数的选择见二本书见 P94 页。- 25 -其中计算温度差 各符号含义见二式 ： 对 数 平 均 温 差快 速 式 加 热 器 、 半 即 热 式 ： 计 算 平 均 温 差容 积 式 加 热 器 、 半 容 积本书。注：下图可不讲。 jZrPtkQCF=1、 间 接 加 热 ， 加 热 面 的 计 算、 间 接 加 热 ， 加 热 面 的 计 算水 加 热 器 的传 热 面 积 ， m2热 损 失 系 数 ， 宜采 用 1.1.5制 备 热 水 所 需的 热 量 ， W修 正 系 数 ，0.60.8传 热 系 数 。容 积 式 ， 表 3-15快 速 式 ， 表 -6热 媒 和 被 加热 水 的 计 算温 差 , 2+-=zcmzcj tt容 积 式 ， 半 容 积 式 水容 积 式 ， 半 容 积 式 水加 热 器加 热 器算 术 平 均 温 度 差算 术 平 均 温 度 差minaxinltj快 速 式 水 加 热 器快 速 式 水 加 热 器对 数 平 均 温 度 差对 数 平 均 温 度 差加热设备供热量 看规范，原则是看有无储热容积。三、 热水供应系统管网计算限于课时不能详细介绍。课后看书，此部分属设计具体计算内容，很繁杂。（一）热媒管网计算 -计算管径和水头损失热 媒 热 水 管凝 结 水 管高 压 蒸 汽 管（二）热水管网计算计算流量、循环流量、管径、水头损失确定循环方式，选择热水管网所需的各种设备，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。计算目的：确定热水管道的管路；计算管网系统所需水压；选择加压设备；计算复核水箱高度。配水管网同冷水，仅表格不同用热水表格。注意：与冷水系统不同点：热水流速小 0.8-1.5m/s，当管径25mm 时 0.6-0.8m/s局部损失按沿程 25-30%估算。管径不宜、医院排水）-需特殊处理。二、高层建筑排水系统组成排水系统基本要求：迅速畅通气压稳定布置合理（简短顺直、造价低）与低层建筑不同之处，强调通气管系（包括伸顶通气管、对横管立管器具的通气管） 。通气管系作用（3 个）： 使管道中的有害气体排放到大气中； 补给、排出排水管中空气，平衡系统中气压的剧烈波动，使其接近于大气压力，使水流畅通、保护水封不被破坏； 不断疏通更新管内空气，减轻废气对管道的腐蚀。三、高层建筑排水方式确保方案合理按排水体制分（画图 1 个立管郭书图 P114） （不同于市政排水的分流、合流）分流制：粪便污水、生活废水分别用管道排出。三管式，高标准高层宾馆、饭店采用。优点：如堵塞，不反冒粪便水；防止串味；化粪池要停留 1224h，小，占地面积小（反例：课程设计中画的太小，不成比例）处理效果佳；有利于废水回收利用。中水回用（废水资源化） （举例强制高级宾馆使用中水，目前很多城市大连、北京对高层强制要求，中水南方生物法温度、气味、水量变化、处理洗涤剂，北方对优质杂排水易采用物理、化学法） 。 注意：通气立管最上、- 27 -最下端与排水立管的连接。合流制：一套管路收集。双管式，因水量小，高层办公楼适用。优点：流量大、水力条件好；系统简单、节省管材、经济；（针对化粪池容积大，截粪池，停留时间 12h）根据以上的特点来确定排水体制。高层目前基本是分流，对城市合流制的，一般做法是生活废水单排入城市管网，减小化粪池容积。还要考虑：高层住宅中无管道井分流制在卫生间的管道面积受限制。城市的节水回用要求P113115 页上海宾馆和西苑饭店的例子（注意参考各管径、除油措施、通气措施） 。按管系组成划分（相对于新型排水系统而言）普通排水系统优点：系统性能良好，运行可靠、维护管理简单缺点：耗用管材多、造价高；系统复杂，占地空间、面积大（尤其是高层） 。新型排水系统：单立管，节点处、立管底部特殊处理。优点：管道组成简单，总体占地小。缺点：配件比较粗大，构造复杂，安装占地、质量要求严格。分为混流式（苏维脱-混合器、跑气器） 、旋流式、环流式（可课后自己看书和资料） 。四、高层建筑排水系统的特点和要求系统中气压波