工学]建筑给水排水讲.ppt

建筑给水排水工程,建筑给水,建筑消防给水,建筑排水,屋面雨水排除,热水及饮水供应,居住区给水排水,建筑中水,专用建筑给水排水,建筑给水排水设计程序、竣工验收与运行管理,本次课的内容: 绪论 第 一 章：建筑内部的给水系统 第 一 节：给水系统的分类与组成 第 二 节：给水方式 本次课的重点难点: 1.给水系统的分类和组成。 2.给水方式的种类、图示、适用条件、优缺点。 3.给水系统所需压力估算。,绪论 一、“建筑给水排水工程”这门课的作用与地位 1生活水平的重要标志 2建筑设备三大部分之一 3给水排水三大主干课之一 4应用广泛 二、“建筑给水排水工程”的主要内容 1.建筑内部的给水系统 2.建筑消防系统 3.建筑内部排水系统 4.建筑雨水排水系统 5.建筑内部热水供应系统 6.饮水供应,7.居住小区给水排水工程 8.建筑中水工程 9.专用建筑物给水排水工程 10.建筑给水排水设计程序、施工验收及运行管理 三、建筑给水排水工程技术发展过程 建筑给水排水工程在我国是解放后才发展起来的。 1.伴随着建筑高度的不断增加，建筑给水排水工程越来越复杂。 2.新产品、新设备 微机供水、新型管材、节水装置与设备、太阳能加热器等、新型卫生洁具等。,3.新理论、新技术 设计秒流量的变化、中水利用、气体消防技术等。 五、“建筑给水排水工程”这门课的教学基本要求 建筑给水排水工程授课学时35学时，教学基本要求详见教学大纲。本课程是考试课。 课程设计2周，内容包给水系统设计、排水系统设计、消防系统设计等，完成设计说明书1份，图纸5张。 六、“建筑给水排水工程”这门课的特点及学习方法 1.特点 （1）工程实践性强；,（2）应用面广； （3）需要记忆的条条框框多。 2.学习方法 （1）掌握基本理论 （2）理论联系实际 （3）将规范规定与教材内容紧密联系在一起。 六、教学参考书 1.李亚峰主编.建筑给水排水工程.机械工业出版社，2006 2.马金等编著.建筑给水排水工程.清华大学出版社，2004 3.王增长主编.建筑给水排水工程.建筑工业出版社，2005,第一章 建筑内部的给水系统 第一节 给水系统的分类与组成 一、给水系统的分类 建筑内部给水系统按供水用途一般可分为三种给水系统。 1.生活给水系统 2.生产给水系统 3.消防给水系统 *以上三种基本给水系统，在实际中可以单独设置，也可以设置两种或三种合并的给水系统。 如生活生产共用的给水系统； 生活生产消防共用的给水系统。,二、给水系统的组成 建筑内部给水系统一般由引入管、水表节点、管道系统、给水附件、升压和贮水设备、消防设备等组成，如图1-1所示。,1.引入管 是城市给水管道与用户给水管道间的连接管。 当用户为一幢单独建筑物时，引入管也称进户管；当用户为工厂、学校等建筑群体时，引入管系指总进水管。 2.水表节点 水表及其前后设置的闸门、泄水装置等总称为水表节点。 水表节点分为有旁通管和无旁通管两种。 螺翼式水表前应有长度为8-10倍水表公称直径的直管段。其他类型水表的前后，则应有不小于300mm的直线管段。,3.管道系统 管道系统系指建筑内部各种管道。如水平或垂直干管、立管、横支管等。 4.给水附件 包括控制附件和配水附件。 （1）控制附件：各式阀门。 （2）配水附件：各式配水龙头。 5.加压和贮水设备 常见有水泵、水箱、水池和气压水罐等。 6.建筑内消防设备 消火栓、水枪和水龙带、自动喷洒灭火设备（喷头、控制阀等）。,第二节 给水方式 一、压力估算 对于住宅生活给水或类似的给水系统，一般一层建筑物为lOOkPa；二层建筑物为120kPa；三层及三层以上的建筑物，每增加一层增加40kPa，或按下式计算： H=40(n+1) 式中 H建筑内部给水系统所需压力，kPa； n建筑物层数，n3。 对于引入管或建筑内部管道较长，或者建筑物层高超过3.5m的建筑物，上述值应适当增加。,二、基本给水方式 1.直接给水方式 （1）图示,（2）适用条件：当室外管网的水压、水量能经常满足用水要求，建筑内部给水无特殊要求时，采用此种方式。 （3）优点：供水较可靠，系统简单，投资省，并可以充分利用室外管网的压力，节约能源。 （4）缺点：系统内部无贮备水量，室外管网停水时室内立即断水。,2.单设水箱给水方式 （1）图示 这种方式是将建筑内部给水系统与室外给水管网直接，并利用室外管网压力供水，同时设高位水箱调节流量和压力，如图所示。,（2）适用条件： 当一天内室外管网大部分时间内能满足建筑内用水要求，仅在用水高峰时，由于室外管网压力降低而不能保证建筑物上层用水时，采用此种方式。 （3）优点： 系统简单，投资省，可以充分利用室外管网的压力，节省能源；供水可靠性比直接供水方式好. （4）缺点： 设置水箱会增加结构负荷。 一般建筑物内水箱的容积不大于20m3。,3.水泵水箱联合工作 （1）图示：,（2）适用条件：当室外管网中的水压经常或周期性地低于建筑内部给水系统所需压力，建筑内部用水量较大且不均匀时，宜采用设置水泵和水箱的联合供水方式。 （3）优点： 1）供水可靠，供水压力比较稳定；2）水泵可及时向水箱充水，使水箱的容积大为减小；3）在水箱中采用水位继电器等装置，可以使水泵启闭自动化；4）可以使水泵在高效率下工作。 （4）缺点： 系统复杂，管理麻烦；投资较大。,4.设水泵的供水方式 （1）图示：,（2）适用条件：当室外给水压力永远满足不了建筑内部用水需要，且建筑内部用水量较大又较均匀时，则可设置水泵增加压力。 *这种供水方式常用于工厂的生产用水。随着调速技术和微机控制技术的不断发展，单设水泵这种供水方式的适用范围越来越广。 *对于用水不均匀的建筑物，单设水泵的供水方式一般采用一台或多台水泵的变速运行方式，使水泵供水曲线和用水曲线相接近，并保证水泵在较高的效率下工作，从而达到节能的目的。 *供水系统越大，节能效果越就显著。 （3）优点：节能效果好。 （4）缺点：系统复杂，管理麻烦；投资较大。,5.分区供水的给水方式 （1）图示：,（2）适用条件：在多层建筑物中，当室外给水管网的压力仅能供到下面几层，而不能满足上面几层用水要求时. （3）优点：能充分利用室外给水管网的水压，节省能源，而且消防管道环形供水，提高了消防用水的安全性。 （4）缺点：但系统复杂，安装维护较麻烦。 *上、下两区可由一根或两根立管连通，在分区处装设闸阀，从而提高供水的可靠性。 *多层建筑物分区供水的目的是节能，高层建筑物分区供水的目的是减小静水压力，延长零配件的寿命。,6. 设气压给水设备的供水方式 （1）图示：C:Documents and SettingsSR桌面011_单罐变压式气压水罐.exe,（2）适用条件：当室外给水管网水压经常不足，而用水水压允许有一定的波动，又不宜设置高位水箱时，可以采用气压给水设备升压供水。 如地震区、人防工程或屋顶立面有特殊要求等建筑的给水系统以及小型、简易、临时性给水系统和消防给水系统等。 （3）优点：这种方式水质不易受污染，灵活，而且不需设高位水箱。 （4）缺点：变压式气压给水的水压波动较大，水泵平均效率较低，耗能多，供水安全性也较差。 *气压给水设备有变压式、恒压式和隔膜式三种类型。,三、给水管网的布置方式 各种给水系统按其水平干管在建筑物内敷设的位置可分为以下几种形式。 1.下行上给式 2.上行下给式 对于非冰冻地区，水平于管可敷设在屋顶上；对于高层建筑也可敷设在技术夹层内。 一般设有高位水箱的居住、公共建筑或下行布置有困难时多采用此种方式。 缺点是配水干管可能因漏水或结露损坏吊顶和墙面，寒冷地区干管还需保温，以免结冻。 3.中分式 一般层顶用作露天茶座、舞厅或设有中间技术层的高层建筑多采用这种方式。 缺点需设技术层或增加某中间层的层高。,作业题: 1.在什么情况下采用水泵水箱联合供水方式，这种方式有什么优缺点？ 2.建筑内部的给水系统有哪几部分组成？ 3.建筑内部的给水系统有哪几种基本的给水方式？各适用于什么情况？,本次课的主要内容: 第 三 节：给水管道的材料及给水附件 第 四 节：给水管道的布置与敷设 本次课的重点难点: 1.常用管材的性能及其连接方法。 2.给水附件的特点及应用 3.水表的选择及其水头损失的计算 4.水表的性能参数,第三节 给水管道的材料及给水附件 一、常用的管道材料与管件 给水系统常用的管材有钢管、塑料管、铸铁管、铜管、不锈钢管等。 1.钢管 (1)种类：有两种，一种是不镀锌钢管，一种是镀锌钢管（热侵）。 不镀锌钢管主要用于消防管道和生产给水管道。镀锌钢管主要用于管径小于等于150mm的消防管道和生产给水管道。 (2)特点：钢管具有强度高、接口方便，承受内压力大，内表面光滑，水力条件好等优点。但抗腐蚀性差，造价较高。,(3)连接方法：不镀锌钢管的连接方法有焊接和法兰连接，镀锌钢管连接方法有螺纹连接和法兰连接。 法兰连接一般用于直径较大(50mm以上)的管道与阀门、水泵、止回阀、水表等的连接。连接前先将法兰焊接或用螺纹连接在管端，再用螺栓连接起来。 螺纹连接配件见下图。,2.塑料管 （1）种类：给水硬聚氯乙烯管（PVC-U） 聚丙烯管（PP-R） 交联聚乙烯管（PEX） 氯化聚氯乙烯管（PVC-C） 聚乙烯管（PE） （2）特点：耐腐蚀，不受酸、碱、盐和油类等介质的侵蚀，质轻而坚，管壁光滑、水力性能好，容易切割，加工安装方便，并可制成各种颜色。但强度低，耐久、耐热性能（PP-R、PEX管除外）较差。一般用于输送温度在45以下的建筑物内外的给水。 （3）连接方法：热熔对接、承插粘接、法兰连接,1） PVC-U管，适用于系统的工作压力不大于0.6MPa，工作温度不大于45的给水系统。 2）PP-R管，适用于系统的工作压力不大于0.6MPa，工作温度不大于70的给水及热水系统。 3）PVC-C管，多层建筑可采用S6.3系列，高层建筑可采用S5系列(但高层建筑主干管和泵房内不宜采用)；室外管道压力不大于1.OMPa时，可采用S6.3系列，当大于1.0MPa时，应采用S5系列。 4）PEX管，管外径小于25mm时，管道与管件宜采用卡箍式连接，大于等于32mm时，宜采用卡套式连接。 5）PE管，适用于温度不超过40，一般用途的压力输水，以及饮用水的输送。,3.给水铸铁管 种类： 低压管 工作压力不大于0.45MPa 普压管 工作压力不大于0.75 MPa 高压管 工作压力不大于1MPa 特点： 铸铁管具有耐腐蚀、接装方便、寿命长、价格低等优点，但性脆、重量大、长度小。 连接方法：承插 *给水铸铁管一般用于埋地管道。,4.铝塑复合管 铝塑复合管的内外塑料层采用的是交联聚乙烯，主要用于生活冷、热水管，工作温度可达90。 特点：具有一定的柔性，保温、耐腐蚀，不渗透、气密性好，内壁光滑、重量轻、安装方便。 连接方法：宜采用卡套式连接。当使用塑料密封套时，水温不超过60;当使用铝制密封套时，水温不超过100。,二、给水附件 给水附件指配水、控制及调节水量压力等设备，一般分为配水附件和控制附件两类。 1.配水附件 配水附件是指安装在卫生器具及用水点的各式水龙头，用以调节和分配水量。常见的如下图：,（1）球形阀式配水龙头。一般安装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽卫生器具上。 龙头压力损失较大。 （2）旋塞式配水龙头。一般是铜制的，多安装在热水管道上。 阻力较小。但由于启闭迅速，容易产生水锤。 （3）普通洗脸盆水龙头。安装在洗涤盆上，单供冷水或热水。 （4）单手柄浴盆水龙头。可以安装在各种浴盆上。 （5）装有节水消音装置的单手柄洗脸盆水龙头。这种水龙头既能节水，又能减小噪声。 （6）利用光电控制启闭的自动水龙头。,2.控制附件 控制附件主要是各种阀门.用来调节水量、水压，或开启和关闭水流。常用见下图。,（1）截止阀。只能用来关闭水流，但不能作调节流量用。一般安装在管径小于或等于50mm的管道上。安装时注意方向，应使水低进高出，防止装反。 （2）闸阀。用来开启和关闭管道中的水流，也可以用来调节流量。闸阀阻力较小，但水中杂质沉积阀座时，阀板关闭不严。一般安装在管径大于或等于70mm的管道上。 （3）蝶阀。用于调节和关断水流，这种阀门体积小，启闭方便。 （4）止回阀。用于阻止水流的反向流动， 1）旋启式止回阀。水平安装和垂直安装均可，但因启闭迅速，易引起水锤，不宜在压力较大的管道上采用； 2）升降式止回阀。只能水平安装，水流阻力较大，宜用于小口径的管道上；,3）消声止回阀。可消除阀门关闭时的水锤冲击和噪声； 4）梭式止回阀。是一种新型止回阀，不仅水流阻力小，且密封性能好。 （5）浮球阀。是一种能够自动打开自动关闭的阀门，一般安装在水箱或水池的进水管上控制水位。 *液压水位控制阀是浮球阀的升级换代产品，克服了浮球阀阀芯易卡住引起溢水等弊病。 （6）安全阀。主要用于防止管网或密闭用水设备压力过高。 1）弹簧式 2）杠杆式,三、水表 1.常用水表的类型及特征 我国生产的水表有流速式和容积式两种，目前建筑给水系统广泛采用流速式水表。 流速式水表是根据直径一定时，流量与流速成正比的原理来计量水量的。水流通过水表时冲动翼轮旋转，并通过翼轮轴带动齿轮盘，记录流过的水量。 流速式水表可分为旋翼式、螺翼式、复式和正逆流水表四种类型，采用较多的是旋翼式、螺翼式，其结构如下图所示。,螺翼式水表：翼轮轴与水流方向平行，水流阻力较小，多为大口径水表，适用于测大流量； 旋翼式水表：翼轮轴与水流方向垂直，水流阻力较大，多为小口径水表，适用于小流量的测量； 复式水表：由主表及副表组成，用水量小时仅由副表计量，用水量大时，则由主表和副表同时计量，适用于用水量变化幅度大的用户； 正逆流水表：可计量管内正、逆两向流量之总和，主要用于计量海水的正逆方向流量。 水表按计数器的工作现状分为干式和湿式两种。,湿式水表的传动机构和计量盘浸没在水中，构造简单，计量准确，密封性能好。但水质浊度高，将降低水表精度，缩短水表寿命。适用于水温不超过40的洁净水。 干式水表的传动机构和计量盘用金属盘与水隔开，适用于水温不超过100的洁净水。 按读数机构的位置水表可分为现场指示型、远传型和远传现场组合型。现场指示型：计数器读数机构不分离，与水表为一体； 远传型：计数器示值远离水表安装现场，分无线和有线两种； 远传、现场组合型：即在现场可读取示值，在远离现场处也能读取示值。,2.水表的主要特性参数 （1）过载流量（qmax）：水表在无损坏情况下，短时间内，最大允许使用的流量。其值两倍于常用流量。 （2）常用流量（qp）：水表在正常工作条件即稳定或间歇流动下，最佳使用流量。 （3）分界流量（ qt ）：将流量范围分割成两个区处的流量，“高区”和“低区”各自有一个该区的最大允许误差。 （4）最小流量（qmin）：在最大允许误差限制内要求水表给出示值的最低流量。它与水表代号的数值有关。,（5）始动流量（qs）：水表开始连续指示时的流量，此时水表不计示值误差。但螺翼式水表没有始动流量。 （6）流量范围：由最小流量和过载流量所限定的范围，在此范围内水表的示值不得产生超过最大允许误差的误差，该范围由分界流量分割成“高区”和“低区”两个区。 （7）最大允许计量误差：流量时的最大允许误差为5；流量时的最大允许误差为2。 旋翼式和螺翼式水表的性能参数见表1-1、表1-2和表1-3。,表1-1 LXS旋翼湿式、LXSL旋翼立式水表性能参数,表1-2 LXL水平旋翼式水表性能参数,3.水表产生的水头损失计算 水流通过水表产生的水头损失按下式计算： 或 HB水流通过水表产生的水头损失，kPa； QB通过水表的设计秒流量，m3/h； qmax 水表的过载流量，m3/h； KB水表的特征系数； 10螺翼式水表通过过载流量时水表水头损失，kPa； 100旋翼式水表通过过载流量时水表水头损失，kPa。,水表的水头损失一般应满足下列要求： （1）水表过流量不大于常用流量时，水头损失不超过25kPa(旋翼式)和不超过7.5kPa(螺翼式)； （2）水表过流量为水表过载流量时，其水头损失不超过lOOkPa(旋翼式)和不超过30kPa(螺翼式)。 4.类型的选择 一般情况下，公称直径小于或等于50mm时，应采用旋翼式水表；公称直径大于50mm时，应采用螺翼式水表。在干式和湿式水表中应优先采用干式水表。,水表公称直径的确定： （1）水表口径宜与给水管道接口管径一致； （2）用水量均匀的生活给水系统的水表应以给水设计流量选定水表的常用流量； （3）用水量不均匀的生活给水系统的水表应以设计流量选定水表的过载流量； （4）在消防时除生活用水外尚需通过消防流量的水表，应以生活用水的设计流量叠加消防流量进行校核，校核流量不应大于水表的过载流量。,5.卡式预付费水表和远程自动抄表系统 卡式预付费水表由流量传感器、机电式先道阀等检测控制系统组成。用户先交纳一定数额的费用，系统按预定的程序自动从用户费用中扣除水费，并有显示剩余水量、累计用水量的功能。当剩余水量为零时自动关闭闸门停止供水。 远程自动抄表系统与普通水表相比增加了一套信号发送系统，连接各户水表信号线路均接至楼宇的流量集中集算仪上，各户使用的水量均显示在流量集中集算仪上，并累计流量。自动抄表系统提高了水表读数的自动化管理水平，改变了传统的逐户抄表形式，应积极推广应用。,第四节 给水管道的布置与敷设 给水管道布置与敷设的基本要求是：满足最佳水力条件；满足维修及美观要求；保证生产及使用安全；保证管道不受破坏。 一、管道布置 1.确保供水安全并力求经济合理 （1）管道尽可能沿墙、梁、柱直线敷设。（2）干管应布置在用水量大或不允许间断供水的配水点附近。 （3）不允许间断供水的建筑，应从室外环状管网不同管段，设2条或2条以上引入管。若必须同侧引入时，两条引入管的间距不得小于15m，并在两条引入管之间的室外给水管上装阀门。,（4）生活给水引入管与污水排出管的管外壁的水平净距不宜小于1.0m；引入管应有不小于0.003的坡度坡向室外给水管网或阀门井、水表井； （5）引入管的拐弯处应设支墩；当穿越承重墙或基础时，应预留洞口，管顶上部净空高度不得小于建筑物的沉降量，一般不小于0.1m，并充填不透水的弹性材料。 （6）室内给水管网宜采用枝状布置，单向供水。不允许间断供水的建筑和设备，应采用环状管网或贯通枝状双向供水(若不可能时，应采取设置高位水箱或增加第二水源等保证安全供水的措施)。,2.保护管道不受损坏 给水埋地管道应避免布置在可能受重物压坏处。管道不得穿越生产设备基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，若需穿过，应采取保护措施。一般可采取下列措施： （1）在墙体两侧采取柔性连接； （2）在管道或保温层外皮上、下留有不小于150mm的净空； （3）在穿墙处做成方形补偿器、水平安装。 管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内，不允许穿大、小便槽。,3.不影响生产和建筑物的使用 给水管道不得布置在建筑物的下列房间或部位： （1）不得穿越变、配电间、电梯机房、通讯机房，大中型计算机房、计算机网络中心、有屏蔽要求的X光、CT室、档案室、书库、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间；一般不宜穿越卧室、书房及贮藏间。 （2）不得布置在遇水能引起爆炸、燃烧或损坏的原料、产品和设备上面，并避免在生产设备的上方通过。 （3）不得敷设在烟道、风道、电梯井、排水沟内；不得穿过大、小便槽(给水立管距大、小便槽端部不得小于0.5m)。 （4）不宜穿越橱窗、壁柜，如不可避免时，应采取隔离和防护措施。,4.便于安装维修 （1）布置管道时其周围要有一定的空间，给水管道与其他管道和建筑结构的最小间距见表1-4。需进入检修的管道井，其通道不宜小于0.6m。 （2）不得布置在遇水能引起爆炸、燃烧或损坏的原料、产品和设备上面，并避免在生产设备的上方通过。 （3）不得敷设在烟道、风道、电梯井、排水沟内；不得穿过大、小便槽(给水立管距大、小便槽端部不得小于0.5m)。 （4）不宜穿越橱窗、壁柜，如不可避免时，应采取隔离和防护措施。,表1-4 给水管与其它管道和建筑结构之间的最小间距,二、管道敷设 给水管道的敷设有明装、暗装两种形式。 三、管道防护 1.防腐 金属管材一般应采用适当的防腐措施。 铸铁管及大口径钢管可采用水泥砂浆衬里（钢塑复合管就是钢管加强防腐性能的一种形式）。 埋地铸铁管宜在管外壁刷冷底子油一遍、石油沥青两道； 埋地钢管(包括热镀锌钢管)宜在外壁刷冷底子油一道、石油沥青两道外加保护层(当土壤腐蚀性能较强 时可采用加强级或特加强防腐).,2. 防冻、防露 保温层的做法：有涂抹式、预制式、浇灌式和捆扎式。 容易产生结露现象的管道和设备应采取防结露措施。 防露措施与保温方法相同。 3.防振 （1）危害：管道、附件的振动不但会损坏管道附件造成漏水，还会产生噪声。 （2）原因：给水管道系统的振动主要是管道中水流速度过大产生水锤现象引起的. （3）措施： 1）控制管道的水流速度， 2）在系统中尽量减少使用电磁阀或速闭型水栓。 3）住宅建筑进户管的阀门后(沿水流方向)，易装设家用可曲挠橡胶接头进行隔振。 4）可在管支架、吊架内衬垫减振材料，以缩小噪声的扩散。,作业题: 1.如何确定水表的直径？ 2.水表的性能参数有哪些？各有什么意义？ 3.常用管材有哪些？连接方法有哪些？,第二章 建筑内部给水系统的计算 第一节 给水系统所需压力 压力要求: 供水压力必须能使需要的水量输送到建筑物内最不利点的用水设备，并保证有足够的流出水头。 压力计算: H=H1+H2+H3+H4 H建筑内部给水系统所需的压力，自室外引入管起点轴线算起，kPa； H1最不利点与室外引人管起点的静压差，kPa； H2计算管路的沿程压力损失，kPa； H3一水表的压力损失，kPa； H4最不利点的最小工作压力，kPa；,*最小工作压力（流出水头）：是指各种配水龙头或用水设备，为获得规定的出水量(额定流量)而必需的最小压力。它是在供水时克服配水龙头内的摩擦、冲击、流速变化等阻力所需的静水头。 最小工作压力与配水龙头及用水设备的种类有关，其规定见教材表2-7。,第二节 给水系统所需水量 1.用水特点 生产用水：特点是在整个生产班期问内比较均匀，且有规律性，但用水量与工艺过程、生产设备、工作制度、产品性质等因素有关。 生产用水量可按消耗在单位产品上的水量或单位时间内消耗在生产设备上的水量计算确定。 消防用水：是特殊情况下的用水，流量较大，变化较小。 生活用水：在每日的用水过程中，均匀性较小，变化较大。 用水量是按用水定额及用水单位数来确定的。,2. 生活用水量计算 （1）最高日生活用水量 式中 Qd最高日生活用水量，m3/d； m设计单位数，人或床为数等； qd单位用水定额，L/(人d)，L/(床d)，L/(m2d)。 用水定额与建筑的类型、建筑标准、建筑物内卫生设备的完善程度和区域等因素有关。,住宅最高日生活用水定额及时变化系数,（2）最大小时生活用水量 Qh最大小时生活用水量，m3/h； Qd最高日（或最大班）生活用水量，m3/d； T每日（或最大班）使用时间，h； Kh时变化系数。,第三节 升压、贮水设备 一、水泵装置 在建筑内部给水系统中，多采用离心泵。 1.水泵装置的抽水方式 （1）水泵直接抽水 优点：可以利用城市管网的压力、节省能源，系统比较简单、投资少，并能保护水质不受到污染。 缺点：会降低城市管网的压力，从而影响附近地区用户的正常供水。 只有在抽水量相对较小、对城市管网水压影响不大的情况下（保证室外给水管网压力不小于0.1Mpa）才可采用这种方式，并应与供水部门协商。,（2）间接抽水 优点：供水安全可靠。 缺点：不能利用城市管网的水压，消耗电能较多，水池中的水易被污染。 水泵装置宜设计成自动控制运行方式，有水箱系统由水位继电器控制水泵的启闭，无水箱系统由压力继电器控制水泵的启闭。 水泵从贮水池抽水时，尽可能设计成自灌式。 2.水泵的选择 选择水泵首先要确定水泵的流量和与此流量相对应的扬程，然后合理选用水泵型号，使水泵在高效区工作。 （1）水泵的流量确定,1）水泵后无水箱等装置，应按设计秒流量确定； 2）水泵后有水箱等装置，一般按最大小时流量确定。 3）调速泵在额定转速的工作点，应位于水泵高效区的末端。 （2）水泵扬程的确定 1) 水泵从贮水池抽水，无水箱调节时，水泵总扬程为： Hb水泵所需总扬程，kPa； H1贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa； H2吸水管和压水管的沿程水头损失和局部水头损失之和，kPa； H4最不利点处所需的最小工作压力，kPa。,2) 水泵直接从室外管网抽水，无水箱调节时，水泵总扬程为： H3水表水头损失，kPa； H0资用水头，kPa； Hb，H1，H2，H4同上式。,3.水泵调速运行及变频调速自动供水设备 (1)水泵调速运行与节能,A2,B2,A1,A2,B1,B2,HST,HST,NB2,NB2,Q,N,H,QA1,QA2,（2）水泵调速运行及调速控制方式 水泵运行方式有恒速运行和调速运行两种。 调速控制方式： 1）水泵出口压力恒定控制：供水规模较小，管网系统阻力损失占总扬程比例较小时采用。 仍有一部分能量的浪费，但电控系统比较简单，因此，应用比较广泛 2）管网未端压力恒定控制：当管网线路长，流量变化产生的阻力损失占总扬程比例较大时采用。 这种方式节能效果要比前一种方式好，但电控系统比较复杂。,（3）变频调速自动供水设备 变频调速自动供水设备主要由控制器、变频器、压力变送器、水泵等级成。下图为水泵出口压力恒定控制的微机供水系统示意图。,1-贮水池；2-水泵；3-压力变送器；4-控制器；5-变频器；6-电机,其工作过程为：根据用户对水压的要求，先在控制器中设定一个水泵出口压力值P。随着建筑内用水量的变化，水泵出口的压力值Px也随之改变。压力变送器将水泵出口压力值Px传送给控制器，控制器根据Px与P的相互关系，通过变频器调节频率，改变电机及水泵的转速，使供水量与用水量达到平衡，维持水泵出口压力基本恒定。当建筑内用水量增加时，水泵出口压力Px下降，PxP，这时控制器通过变频器降低频率，致使水泵转速下降，出水量减少，Px值下降，直至Px=P。,水泵转速变化幅度一般在（100%80%）nN(额定转速)，因为这个范围内机组和电控设备的总效率比较高。 采用变速泵供水的系统，当日夜用水量相差悬殊时，应设置小容积的高位水箱或气压罐与变速泵配合使用，或设置小型恒速泵与变速泵配合使用，解决小流量和零流量时变速泵的运行问题，因为在这种情况下，水泵工作效率低，轴功率将大量产生机械热能，使水温升高，导致水泵故障。下图为带有自动补气气压罐的变频调速给水系统。,4.水泵的布置与安装 （1）水泵机组的布置应符合相应的规定。 （2）每台水泵宜设计单独吸水管，若设计成共用吸水管一般至少两条，并设连通管与每台泵吸水管连接。吸水管内的流速宜采用1.01.2m/s，吸水喇叭口应低于最低水位不小于2倍吸水管的管径，且不小于0.5 m。 （3）应对水泵运行进行隔振处理。 （4）设置水泵的房间应当干燥、通风良好、光线充足，冬季不能冰冻，并应有排水措施。泵房净高不小于3.2m。,二、贮水池 1.贮水池的有效容积 贮水池的有效容积与贮水池的进水量和水泵运行工作情况有关，计算公式如下： 同时满足,Vg贮水池有效容积，m3; qb水泵出水量，m3/h； ql水池进水流量，m3/h； Tb水泵运行时间，h； Tt水泵运行间隔时间，h； vf消防要求的贮水量，m3； Vs生产用水贮备量，m3。,消防贮备水量应根据消防要求，以火灾延续时间内，所需消防用水总量计。 生产事故备用水量应根据用户安全供水要求，中断供水后果和城市给水管网可能停水等因素确定。 当资料不足时，建筑物的生活(生产)调节水量可以按建筑最高日用水量的2025确定，最大不得大于48h的用水量； 居住小区的调节水量可以按最高日用水量1520确定。,2. 贮水池的设置 1) 贮水池所用材料不得污染水质。 2)贮水池与化粪池等的净距不宜小于10 m。 3)贮水池溢流管管径应比进水管大一号，其溢流口底标高应高室外地坪100mm。 4)贮水池的进水管和出水管布置在相对位置，以便池内贮水经常流动。贮水池一般宜作成两格或在池内作成格板。贮水池容积不宜过大，以防贮水时间过长，水质变坏。 5)贮水池利用管网压力进水时，其进水管上应装设浮球阀或液压阀，一般不宜少于2个。 6)消防用水与生活或生产用水合用一个贮水池时，应采取措施，确保消防贮备水量不被动用。,三、水箱 1.水箱的配管与附件 水箱的形状有圆形、方形、矩阵形和球形。 水箱一般应设进水管、出水管、溢流管、排水管、通气管、液位计、人孔等，如下图所示。C:Documents and SettingsSR桌面013_水箱.exe,（3）溢流管 溢流管的喇叭口应比最高水位高50mm。 溢流管的直径一般比进水管大12级； 溢流管上不得装设阀门。,（1）进水管与浮球阀 进水管至水箱上缘应有150200mm距离。 进水管的管径按水泵出流量或建筑内部设计秒流量计算决定。,（2）出水管与止回阀 生活给水的出水管其管内底应高于箱底100150m m。 出水管上一般设置阀门。进水管和出水管可以合用一条管道，此时出水管上应设止回阀。出水管的管径按设计秒流量计算。,溢流管不得与排水系统直接相连，必须采用间接排水，设断流水箱和水封装置。 （4）泄水管 泄水管应自水箱底部最低处接出。 管径不得小于50mm，泄水管上装有阀门。 （5）水位信号装置 信号管管底一般比溢流水位底l0mm。 管径一般为1520mm。 在水箱内未装液位信号计时，可设水位信号管给出溢流信号。信号管上不装设阀门。 （6）通气管 通气管设在水箱盖上，管径一般为100150mm。,2.水箱的有效容积 水箱的调节容积目前有两种计算方法，一种按水箱进水的不同情况由经验公式计算确定；另一种是根据经验进行估算。 （1）由室外给水管网夜间直接进水的水箱 V水箱的有效容积，m3； Ql 由水箱供水的最大连续平均小时用水量，m3/h； Tl由水箱供水的最大连续时间，h。 当资料不足时，应按供水的用水人数和最高日用水定额确定。,（2）水泵水箱联合供水 1）由人工启动水泵供水 V同上式； Qd 最高日用量，m3/d； nb水泵每天启动次数，次d； Tb 水泵启动一次的最短运行时间，由设计确定，h； Qp 水泵运行时间巩内的建筑平均时用水量，m3/h。 当资料不足时，可按水箱服务区域内的最高日用水量的12%确定。,2）当水泵自动运行时，水箱调节容积： Vsb水箱调节容积，m3； Qb水泵出水流量，m3/h； nb水泵1h内最大启动次数，一般宜采用68次/ h； C系数，一般C1.25。 当无资料时，可按水箱服务区域内的最大小时用水量的50%确定。 生产事故贮水容积按工艺要求确定。 消防贮水容积按照消防要求确定，一般都以10min的室内消防设计流量计。,3.水箱的设置高度及水箱间 水箱的设置高度 Zx高位水箱最低水位的标高，m； Zb最不利配水点或消火栓或喷水喷头的标高，m； H2水箱出口至最不利点或消火栓或喷水喷头的管道总水头损失，kPa； H4最小工作压力，kPa。 水箱间的净高不得小于2.2m。 水箱与水箱之间、水箱与建筑结构之间的最小距离应该满足相关规定。,四、气压给水设备 气压给水设备是利用密闭压力罐内空气的可压缩性进行贮存、调节和压送水量的装置，作用与屋顶水箱或水塔相同。 优点：灵活性大、便于隐蔽和搬迁，投资少、建设速度快，水质不易被污染，还有消除水锤和器材噪声的作用。 缺点：给水安全性较差，给水压力变动较大，调节容积较小，能耗大。,1.气压给水设备的分类 按压力稳定情况可分为变压式和定压式两种，按气水接触方式可分为补气式和隔膜式两类。 （1）变压式气压给水设备 变压式气压给水设备在向给水系统输水过程中，给水系统的压力随着气压罐的压力变化而变化，如下图所示。,1-止回阀；2-水泵；3-气压水罐；4-压力信号器；5-液位信号器；6-控制器；7-补气装置；8-排气阀；9-安全阀,（2）定压式气压给水设备 给水系统的压力不随着气压罐的压力变化而变化。 1）单罐式 在变压式气压给水设备的供水管上安装压力调节阀，调节阀后水压在要求的范围内，使供水压力相对稳定，见下图。 2）双罐变压式 可以在压缩空气连通管上安装压力调节阀，将阀后气压控制在要求的范围内，见下图。,（3）隔膜式气压给水设备 气压罐内装设橡胶隔膜将水与空气分开。常用的隔膜主要有帽形、囊形两类。下图为囊形隔膜式气压罐。隔膜式气压给水设备不仅省去补气装置，而且避免了空气对水的污染，因此，应用广泛。,1-气压罐；2-充气口；3-橡胶隔膜；4-气室；5-水室；6-进出水口,2.补气方式 （1）空压机补气 （2）利用水泵出水管中的积存气补气,（3）水射器补气,（4）设补气罐补气,3.气压给水设备的计算与选择 （1）气压罐容积计算 气压罐容积计算简图见下图。各部分容积按下列公式计算：,（2）水泵的选择 1）对于变压式和单罐定压式气压给水设备 P1时，Qb应不小于用水的设计秒流量； P2时，Qb应不小于用水的最大小时流量，且应在高效区工作。 为了尽量提高水泵的平均工作效率，应选择流量一扬程特性曲线较陡，且特性曲线高效区较宽的水泵。 2）对于双罐定压式气压给水设备 当水泵的的出水压力（扬程）为给水系统所需压力时，流量为设计秒流量。,（3）空压机选择 1）对于初压不高的小型变压式气压给水设备，可采用手摇式空压机； 2）大中型和初压较高的小型气压给水设备，一般采用电动空压机。 空气压缩机的工作压力按压缩机的工作压力按气压罐的设计最大压力P2的1.2倍选择。,作业题: 1.画出水箱上的配管图，并标出具体的位置。 2.推导气压罐容积计算公式。 3.如何确定给水系统所需的压力？,主要内容: 第 五 节：给水设计秒流量 第 六 节：建筑给水管道的设计计算 第 七 节：水质污染及水质防护措施 第 八 节：高层建筑给水系统,重点难点: 1.设计秒流量 2.水力计算 3.高层建筑给水方式及图示,第五节 给水设计秒流量 设计秒流量: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。 设计秒流量的确定方法:平方根法、概率法和经验法。 我国目前主要采用概率法和平方根法。,一、住宅生活给水管道设计秒流量计算 *给水当量：将0.2L/s作为基数,其它卫生器具的额定流量与其的比值。,住宅生活给水管道设计秒流量按下式计算： qg计算管段的设计秒流量，L/s； U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，； Ng计算管段的卫生器具给水当量总数； 0.21个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。,计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率U 的计算: Ng计算管段的卫生器具给水当量总数； c对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率(U0)的系数，见下表；,计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率U0的计算： U0 生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，； q0最高用水日的用水定额，L/(人d)，查表； m每户用水人数，人； kh时变化系数，查表； T用水小时数，h; 0.2 一个卫生器具给水当量的额定流量, L/s； Ng每户设置的卫生器具的当量数。,应用公式应注意的问题： (1)当计算管段上的给水当量总数超过计算表中的最大值时其流量,应取最大用水时平均秒流量(Doc3.doc). (2)有两条或两条以上具有不同U0的给水支管的给水干管，该管段的最大时卫生器具给水当量平均出流概率应取加权平均值，,给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； U0i给水支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； Ngi相应支管的卫生器具给水当量总数。,二、 集体宿舍、宾馆、办公楼等建筑生活给水管道设计秒流量计算公式,集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量按下式计算： 根据建筑物用途确定的系数，见下表。,使用上式时应注意下列几点： (1)如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用这个最大给水额定流量作为设计秒流量。 (2)如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应采用额定流量的累加流量作为设计秒流量。 (3)有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，该管段的给水设计秒流量为: qg设=qg+1.10。,综合性建筑经加权平均法确定的总流量系数值； Ng计算管段的卫生器具给水当量总数； Ng1、 Ng2 Ngn 综合性建筑各部分的卫生器具给水当量总数； 1 、2 n相应于Ng1、 Ng2 Ngn的设计秒流量系数值；,(4)综合性建筑值应按下式计算：,三、工业企业的生活间等建筑生活给水管道设计秒流量计算公式,工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场馆运动员休息室、剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水管道的设计秒流量按下式计算： qg计算管段的给水设计秒流量，L/s； q0同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s， n0同类型卫生器具数； b卫生器具同时给水百分数，%，,应注意的问题： （1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。 （2）大便器自闭式冲洗阀应单列计算，当单列计算值小于1.2L/s时，以1.2L/s 计；大于1.2L/s 时，以计算值计。,一、水力计算的目的与要求 内容包括：确定管径；计算水头损失，复核水压；选定加压装置及设置高度 二、确定管径 速度采用经济流速 三、水头损失计算 1.沿程水头损失计算 L计算管段的长度，m； i管道单位长度的水头损失，kPa/m，,第六节 给水管道水力计算,式中 管段的设计计算流量，m3/s； 管道计算内径，m。 海澄威廉系数。各种塑料管、内衬(涂)塑管=140；铜管、不锈钢管=130；衬水泥、树脂的铸铁管=130；普通钢管、铸铁管=100。 设计计算时，可直接使用由上列公式编制的水力计算表,2.局部水头损失计算,在实际工程中，局部水头损失，宜按管道的连接方式，采用管(配)件当量长度法计算。 当管道的管(配)件当量长度资料不足时，可按下列管件的连接状况，按管网的沿程水头损失的百分数取值： （1）管(配)件内径与管道内径一致，采用三通分水时，取2530；采用分水器分水时，取1520。 （2）管(配)件内径略大于管道内径一致，采用三通分水时，取5060；采用分水器分水时，取3035%。 （3）管(配)件内径略小于管道内径，管(配)件的插口插入管口内连接，采用三通分水时，取7080；采用分水器分水时，取3540。,1下行上给式 （1）根据轴测图定出最不利配水点，确定计算管路。 （2）进行节点标号，标明计算管段的长度。 （3）选择计算公式，计算各管段的设计秒流量。 （4）进行水力计算，确定各管段的直径和水头损失。 （5）确定所需压力H。若HH0，且相差不大，管径不作调整；如相差较大，应适当缩小某些管段的直径。 若HH0，但相差不大时，可以放大某些管段的直径，降低水头损失；如果相差较大，则需设增压装置。 （6）设有水箱和水泵的给水系统，还要确定水箱和贮水池容积，确定水箱顶的安装高度，选择水泵。,四、水力计算方法和步骤,2上行下给式 （1）在上行干管中选择计算管路。 （2）划分计算管段，进行节点编号，标明管段长度。 （3）选择相应的设计秒流量公式计算设计秒流量。 （4）求定各计算管段的直径和水头损失。 （5）根据总水头损失和最不利配水点的流出水头，确定水箱底的安装高度，并计算水箱容积。 （6）计算立管管径，按已知压力法自上而下确定。 （7）系统设有水泵时，选择水泵，计算贮水池容积。,第六节 水质污染及水质防护措施 一、水质污染的现象及原因 1.输配、蓄贮的过程中与水接触的材料对对水质的污染 2.水在贮水池(箱)中停留时问过长使水腐败变质 3.生活饮用水管道因回流造成污染 4.贮水池(箱)管理不当造成污染 5.生活饮用水管道与非饮用水管道混接造成污染,二、水质防护措施 （1）城市给水管道严禁与自备水源的供水管道直接连接。 （2）生活饮用水不得因管道产生虹吸回流而受污染. 其他具体措施见教材。,第七节 高层建筑给水系统 高层建筑： 1）超过24m的公共建筑或工业建筑。 2）10层及10层以上的住宅。,一、存在的问题 下层管道中的静水压力很大,二、技术措施 采取竖向分区供水。 分区的目的：减少静水压力。 分区规定： （1）住宅、旅馆、医院宜为0.300.35MPa； （2）办公楼宜为0.350.45MPa。,三、高层建筑给水系统竖向分区的基本形式 1.串联式 （1）图示：,（2）优点： 1）无需设置高压水泵和高压管线； 2）水泵可保持在高效区工作，能耗较少； 3）管道布置简接，较省管材。,（3）缺点： 1）供水不够安全，下区设备故障，将直接影响上层供水； 2）各区水箱、水泵分散设置，维修、管理不便，且要占用一定的建筑面积； 3）水箱容积较大，将增加结构的负荷和造价。,2.减压式 有减压水箱和减压阀两种供水方式。 （1）图示：,（2）优点： 1）水泵数量少，占地少，且集中设置便于维修、管理； 2）管线布置简单，投资省。,（3）缺点： 1）电耗较大； 2）供水不够安全，水泵或屋顶水箱输水管、出水管的局部故障都将影响各区供水。 3）水箱容积较大，将增加结构的负荷和造价。,（4）延长减压水箱浮球阀启闭间隔时间的措施：,5）减压阀供水方式的优点与减压阀种类： 1）优点：可省去减压水箱，进一步缩小了占地面积，可使建筑面积充分发挥经济效益，同时也可避免由于管理不善等原因可能引起的水箱二次污染现象。 2）减压阀种类： 有弹簧式和比例式两种。,3.并列式 （1）图示：,（2）优点： 1）各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠； 2）各区升压设备集中设置，便于维修、管理。 3）水泵、水箱并列供水系统中，各区水箱容积小，占地少。 （3）缺点： 1）上区供水泵扬程较大，总压水线长。 2）各区需要设水箱。,作业题： 1.如何计算住宅给水系统的设计秒流量？ 2.如何计算集体宿舍给水系统的设计秒流量？ 3.高层建筑给水为什么要进行竖向分区？画出几种供水方式的图示，并说明各自的优缺点。,主要内容： 第 三 章：建筑消防系统 第 一 节：低层建筑室内消火栓给水系统 第 二 节：消火栓给水系统的计算,重点内容： 1.消火栓给