建筑设备工程教案.doc

建 筑 设 备 工 程备课教案（监理、装饰等专业）绪 论 建筑设备工程的内容。建筑设备工程中给排水、暖通专业与电气专业之间的关系。建筑设备工程的发展趋势及新技术。第一章 管材、器材和卫生器具1.1 管材、附件及水表1.1.1建筑给水管材及连接配件1、塑料管：新型产品，种类很多，已开始普及使用：硬聚氯乙稀管（UPVC）：粘接，价廉，不宜用于热水；改性聚丙烯管（PPR管）：熔接，耐温性好，管壁厚；高密度聚乙烯（HDPE）：熔接，韧性好，耐温性较好；交联聚乙烯（PEX）：铜管件，易于弯曲耐温性好，不可回收；聚乙烯（PE）：熔接，耐压较低，易于弯曲；聚丁烯（PB）：熔接，耐温好，柔韧耐压，进口原料；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）：耐压好，耐紫外线差；氯化聚氯乙稀（CPVC）：耐温最佳，抗老化；2复合管：铝塑复合管（PE/AL/PEX）：铜管件，可弯曲布置，耐压；钢塑复合管：螺纹连接，3钢管：分焊接钢管和无缝钢管两种。焊接钢管又分为镀锌和不镀锌的两种。在给水方面主要用于消防等高压管道。特点：强度高，能承受较高的压力，加工方便，造价高，耐腐蚀性差。其中无缝钢管的耐压性能更好。 管件见P4图11连接方式有四种：a.螺纹连接：利用管件连接，镀锌管必须用这种连接方法。特点是方便，可拆卸，易漏。一般用于DN80DN100以下钢管。b.焊接：特点是连接紧密不漏，无须管件，安装速度较快。不能拆卸，不能用于镀锌管。c.法兰连接：用于管件、设备与管道的连接，特点是承压强度大，可拆卸。成本较高。d.（补充）沟槽连接：结构与原理：由卡箍、垫圈和螺栓螺母组成。卡箍在DN300以下为两片结构，垫圈为C型橡胶圈，垫圈本身环绕管道表面，与卡箍压紧后垫圈接触面形成一、二次密封，管道内流体进入C型圈内腔，反作用于垫圈唇边，从而使垫圈唇边与管道表面形成三次密封。也就是说，管道内液体压力 越大，密封性越好。特点：连接迅速，不损伤管道镀锌层，避免了管道二次镀锌回装，节约安装人工费，密封性较好。分刚性和挠性两种，挠性卡箍连接后还允许管道有一定偏心和位移。4.铜管：耐压好，寿命长，不影响水质，价高。连接方式：螺纹和焊接；5.给水铸铁管：造价低，耐腐蚀，寿命长；耐压强度低，性脆，一般用于室外埋地管。已接近淘汰。连接方式：承插和法兰。其接口用填料（如水泥砂浆等）填实密闭。复习上节课内容，导入排水管材。1.1.2建筑排水管材及配件 1排水铸铁管耐腐蚀，造价低，寿命长；性脆，重量大。承插连接。目前只在高层建筑中还有应用，柔性接口。2塑料管质轻，耐腐蚀，安装方便，水流阻力小，美观，强度较差。常用的是硬聚氯乙稀管（UPVC），也有聚丙烯管（PP）和聚丁烯管（PB）、工程塑料（ABS）等。1.1.3给水附件有配水附件和控制附件两种。1. 配水附件：主要是各色水龙头，满足使用的需要。2.控制附件：各种阀门，用来控制水流，调节水量。闸阀 （用来开启和关闭水流，无方向性，水流阻力小，不可调节水流流量）有“水门”之称。截止阀 （用来开启和关闭水流，有方向性，水流阻力大，可调节水流流量），安装有方向性。反装阻力大。蝶阀：调节性略优于截至阀。轴向长度小，多用于较大管道。球阀：可迅速启闭水流，无方向性，水流阻力小，多用于较小管道。止回阀：控制水流单向流动，有升降式和旋启式两种。安装有方向性。升降式止回阀只能装在水平管道上，水头损失较大，只适用于小管径。旋启式止回阀既可水平安装又可垂直安装，适用于较大管径。浮球阀：利用水位高低自动启闭，控制水位。多装在水箱或水池进水管上，浮球阀口管径与进水管径规格相同。安全阀：超压排水，分杠杆式和弹簧式。1.1.4水表用于计量建筑物用水量累积值的仪表。一般为流速式水表。根据显示方式分就地指示和远传式两种。也有冷热水表区分。根据结构可分为：旋翼式：小流量管道，阻力大。螺翼式：大流量管道，阻力小。见图。以上两种水表可混合（复式水表）使用，以适应流量变化大地场合。LXS旋翼式湿式水表流量特性见书表1.7。复习上节课内容，导入卫生器具。1.2 卫生器具及卫生间布置1.2.1卫生器具1、溺用卫生器具坐式大便器自带存水弯（水封）；排水管不需要存水弯。分体式和连体式两种蹲安装时式大便器自带存水弯，安装时需加存水弯。冲洗设备冲洗式：虹吸式：2、盥洗、沐浴用卫生器具安装尺寸3、洗涤用卫生器具安装尺寸4、专用卫生器具饮水器化验盆5、其他卫生器具地漏：钟罩式地漏自带水封，排水管不需存水弯。地漏设在地面最低处，地面作成0.0050.01坡度坡向地漏。缺点：易堵。存水弯： 存水弯的作用：防止排水管中臭气进入室内。S弯、P弯；P型比S型高度要低，S型仅用在低层；P型既可用于低层又可用在楼层，这样可使支管（横管）的悬吊高度要低一些。1.2.2卫生间布置见图小节本节内容。复习上节课内容，导入新课。第二章 建筑给水工程2.1建筑给水系统的分类和组成室外给水系统组成：取水、净水、输配水三大部分组成。室内给水系统的任务：保质、保量、保压满足用户使用要求。室内给排水管道以室外距建筑物外墙轴线2.5米处作为室内外管线的分界线。2.1.1建筑给水系统的分类生活给水系统生产给水系统消防给水系统组合给水系统进一步细分：2.1.2建筑给水系统的组成：1.引入管：室内、外联系管道。2. 管道系统（给水管网）：水平管、立管、横支管。3. 给水附件：阀门等。4给水设备：水泵、水箱、水池和气压罐等5. 配水设施：水龙头等6计量仪表：水表、流量表、压力表、温度计、水位计等。水表节点：引入管上装设的水表及其前后设置的阀门、进水装置的总称。见图。 2.2建筑给水系统所需水压及给水方式2.2.1建筑给水系统所需水压（简略，一带而过）为选择给水方式，可按建筑物的层数粗略估计自室外地面算起所需要的最小保证压力值。见书上表格。2.2.2给水方式：1.直接供水方式：适用于室外水压随时能满足室内系统的要求。2.设有高位水箱的给水方式：适用于室外供水压力周期性不足。3单设水泵的给水方式水泵从管网抽水需得到供水部门许可。用水量应稳定，否则应设变频泵。4. 设有水池、水泵、水箱的给水方式：适用于室外供水压力不能满足室内的要求，室内用水量大且不均匀。5气压给水方式：气压罐作用与水箱类似，但可以置于底层，不受位置限制。缺点：供水水压波动较大。6分区供水方式：（1）适用于高层建筑，以避免底层设备承受过高的静水压力。（2）层数较多的建筑物，室外给水管网往往只能供建筑物下面几层，为充分利用室外管网的压力，将建筑物上下分区供水。下区为直接供水。2.2.3 高层建筑室内给水系统特点（补充）高层建筑高度大，静水压力大，防火要求高，施工难度高。一、高层建筑给水系统（一）高层建筑给水竖向分区目的：1012层为一个分区为宜。1、分区并联的给水方式图4-17各分区为独立系统，供水可靠；设备布置集中，管理方便；但管材耗用较多，水箱占用建筑面积。目前广泛应用。2、分区串联的给水方式图4-18各分区水泵设于技术层。管道较简单，能耗较少；但水泵设于技术层，震动大，位置分散，管理维护不便；供水可靠性较差。3、分区减压的给水方式图4-19各分区设减压水箱，建筑用水首先送上屋顶水箱，再从上往下供水；水泵数量少，设备布置集中，管理方便；管道较简单，能耗较多，供水可靠性较差。（二）贮水池（三）高层建筑给水管路图式枝状管网环状管网小结。复习上节课内容，导入新课。2.4建筑消防给水系统 一、室内消防给水设置的条件（书33页）建筑设计防火规范（GB16-87）中有若干规定：第8.4.1条 下列建筑物应设室内消防给水：一、厂房、库房、高度不超过24m的科研楼(存有与水接触能引起燃烧爆炸的物品除外)；二、超过800个座位的剧院、电影院、俱乐部和超过1200个座位的礼堂、体育馆；三、体积超过5000m3的车站、码头、机场建筑物以及展览馆、商店、病房楼、门诊楼、图书馆、书库等；四、超过七层的单元式住宅，超过六层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅；五、超过五层或体积超过10000m3的教学楼等其他民用建筑。六、国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑；注：在一座一、二级耐火等级的厂房内，如有生产性质不同的部位时，可根据各部位的特点确定设置或不设置室内消防给水。第8.4.2条 下列建筑物可不设室内消防给水：一、耐火等级为一、二级且可燃物较少的丁、戊类厂房和库房(高层工业建筑除外)；耐火等级为三、四级且建筑体积不超过3000m3的丁类厂房和建筑体积不超过5000m3的戊类厂房；二、室内没有生产、生活给水管道，室外消防用水取自储水池且建筑体积不超过5000m3的建筑物。二、建筑消防给水系统分类1.消火栓消防给水系统（又称普通消防给水系统）：由水枪、水带、消火栓、消防管道、水源等组成。2.自动喷水防给水系统：由喷头、管网、控制信号阀、水源组成。3.其他消防给水系统：水雾、水幕和蒸汽灭火系统等。2.4.1室内消火栓系统用于扑灭初期火灾。1消火栓给水系统组成水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、水箱、水泵接合器、增压设备等。（1）消火栓设备水枪：水带：室内消火栓：消火栓箱：布置：布置在建筑物明显易见之处，以及使用便利的地方。安装高度距地面1.1米。按消防要求分一股水柱和两股水柱消防。P35页建筑装潢时不应将消防箱修饰与遮挡。（2）水泵接合器分地上、地下、墙壁式三种。（3）消防管道与其他给水系统合并或独立设置。（4）消防水池 用于无室外消防水源的场合。可与生活储水池合用或独立。（5）消防水箱可与生活储水箱合用或独立，10分钟消防用水量。2室内消火栓给水系统（1） 直接给水（2） 单设水箱，水泵接合器。（3） 设加压水泵和水箱，水泵接合器。（4） 高层建筑消火栓给水系统3高层建筑消防给水系统（补充）（1）建筑高度分界线024米（低层）24100米（高层）100米以上（超高层）。高层建筑的规定：十层及十层以上的住宅和高度大于24米的公共。建筑物高度为室外地面到其女儿墙或檐口的高度。高度划分的主要依据是消防器材的性能和消防车的供水能力。50m以上建筑无法依靠消防车和消防云梯辅助灭火。高层建筑的防火设计，必须遵循“防为主，防消结合”消防工作方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理。（2）高层建筑室内消火栓给水系统1）消火栓给水系统用水量表2.72）室内消火栓室内消火栓设在明显易取用的地方。高层建筑内消火栓栓口直径应不小于65毫米，配备的水带长度不应超过25米，喷口直径宜采用19毫米，流量不小于5L/s。消防竖管的布置应保证同层两相邻消火栓水枪的充实水柱同时到达本层任何部位。消火栓间距不大于30米，水柱不小于10米，重要建筑物水柱不小于13米。每个消火栓处应设启动消防水泵的远距离启动按钮。建筑物顶部还应设供消防部门检验用的消火栓。3）自救式小口径胶管消火栓（水喉）（不一定讲）4）室内消防给水管网高层建筑的室内消防给水管网必须与生活给水管网分开设置。竖向及水平向均应为环状管网。消防给水管道进水管不应少于两条，并从建筑物不同方向引入。室内消防给水系统应设置水泵接合器，一般不少于两个。有墙壁式，地上式和地下式。对建筑物高度超过50米的高层建筑，宜采用分区给水系统。图2.17。小节。复习上节课内容，导入新课。2.4.2自动喷水消防灭火系统1.设置场合和分类重要的高层民用建筑和建筑高度超过50米的其他民用建筑。分类：闭式：控制设备为喷头 闭式又可分为湿式、干式、干湿式和预作用式四种。开式：控制设备为管网 开式又可分为雨淋、水幕、水雾灭火系统三种。2、闭式自动喷水消防灭火系统组成：闭式喷头、管网、报警阀门系统、探测器、加压装置等。动作过程：控制信号阀（报警阀、探头等）监测到火灾后，自动报警，十分钟后启动水泵。建筑装潢时不应影响探头、喷头的工作。（1）湿式喷水灭火系统（重点讲解）适用场合：常年室内温度不低于4，且不高于70的建筑。工作过程。图2.20。控制型号阀的作用：报警阀、水力警铃、水流指示器、压力开关、延迟器、火灾探测器。（2）干式喷水灭火系统管网平时不充水而充压缩空气，只在报警阀前充满有压力的水。适用场合：采暖期超过240天的不采暖房间、冬季室内温度低于4，且不高于70的建筑。（3）干湿式喷水灭火系统夏季为湿式，冬季为干式。（4）预作用喷水灭火系统管网平时不充水，发生火灾时，接受到火灾探测器信号后，自动向管网充水。当喷头打开时，水可以直接喷出。3、开式自动喷水灭火系统（1）雨淋喷水灭火系统喷头常开，着火时同时打开所有喷头。适用于火灾蔓延快、危险性大的建筑或部位。如影剧院、演播室等。图2.24（2）水幕灭火系统作用：防止火灾蔓延，冷却防火割断物。如舞台与观众席之间、消防卷帘等处。图2.25。（3）水喷雾灭火系统通过表面冷却、隔绝空气窒息以及乳化稀释的作用灭火，可以用于扑灭可燃液体、电气火灾等。4、喷头喷头类型： 闭式喷头有玻璃球、易融金属式等。图2.26。开式喷头有开启式、水幕和喷雾三种。图2.27。正方形布置、长方形布置、菱形布置。图2.28。5、管网布置形式图2.31。6、消防水池、消防水箱、消防水泵（补充）（1）消防水池设置要求：自动喷水灭火系统水量按延续1小时计算。 适宜分设成两个，宜与生活水池分开。（2）消防水箱消防水箱供给10分钟 宜与生活用水合用（3）消防水泵应设独立的吸水管，自灌式进水，配备自动控制设备；宜采用两个独立电源，独立的母线。 小节。复习上节课内容，导入新课。2.5 建筑热水供应系统2.5.1热水供应系统的分类及组成室内热水供应是水的加热、贮存和输配的总称。水温：25600C；水加热器热水出口一般不超过750C。水质：冷水的碳酸盐硬度不宜超过5.47.2mge/L。1热水供应系统的分类 局部热水供应系统，图2.32；集中热水供应系统，图2.33；区域热水供应系统；2热水供应系统的组成 热媒管路，配水管路，加热设备，给水管路，其他附件及设备（如循环泵等）。2.5.2热水供应系统的形式1局部热水供应系统图2.32炉灶、小型单管快速加热器及汽水混合器、太阳能热水器等。2集中热水供应系统 （1）下行上给式全循环管网：图2.33a第一循环系统、第二循环系统；循环管的作用。（2）上行下给式全循环管网：图2.33b（3）下行上给式半循环管网：图2.33c（4）上行下给式管网（无循环）：图2.33d2.5.3热水管网的布置与敷设要点：明装、暗装；阀门；套管；排气与泄水，管道坡度0.003。立管与横管的连接见图2.34。2.5.4热水供应设备1容积式水加热器分类：立式和卧式。立式占地少，价格高，传热系数低于卧式。特点：传热系数小，可储存一定容积的水，因此无需另设热水箱，应用较多。2加热水箱（内设蒸汽多孔管、蒸汽喷射器、排管或盘管等）3快速水加热器分汽水型和水水型，适用于用水量大且比较均匀的场合。课本中的单管式汽水加热器应称为套管式水加热器，也可用于水水加热。4热水贮水器开式：热水箱；闭式：热水储水罐。小节。复习上节课内容，导入新课。2.6 建筑给水管道的布置和敷设2.6.1给水管道布置1.引入管：宜从建筑物用水量最大处引入或从建筑的中部引入。一般设一根。设两根时应在不同侧引入，如在同侧则间距应大于10米；给水引入管与排出管水平间距不小于1米；引入管穿承重墙时管顶上部净空不小于建筑物的最大沉陷量，且不小于0.1米。2建筑给水管网的布置要求管线简短，平行梁、柱沿壁面或顶棚做直线布置，美观且不妨碍安装和检修。上行下给式下行上给式中分式环状式2.水表节点：由水表及其前后阀门和泄水装置组成，布置于水表井内。井距建筑物外墙2米以上。2.6.2给水管道敷设明装：安装方便，造价低；影响室内整洁和美观。暗装：不影响室内的美观和整洁；安装复杂，维修不便，造价高。适用于对装饰和卫生要求高的场合。2.2.3管道防护1.防腐镀锌、刷油（刷漆、刷沥青）二次镀锌；镀锌管无需防腐。2.防冻和防结露采用传热性能差的保温材料将管道包裹起来的方法，阻断热量的传递。3.防振（噪声）噪声的来源：水流冲击管道的某些部位，水泵工作时的机械噪声，卫生设备冲洗时等。措施：管道连接和设备安装时加设柔性材料。2.2.4管道的支架（补充，适用于建经、电气专业，其余视课时多少选讲）1管道支架：选择管道支架的形式及间距，主要取决于管道的材料，输送介质的工作压力和工作温度，管道保温材料与厚度，还需考虑在确保管道安全运行的前提下，降低安装费用。常用管道支架的间距管子直径DN(D)mm水平敷设垂直敷设钢管塑料管t=20 C钢管聚氯乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯不保温保温聚氯乙烯低压聚乙烯高压聚乙烯15（20）2.51.50.550.40.43.00.520（25）3.02.00.650.450.450.725（32）3.52.00.850.500.551.210.932（40）4.02.51.100.600.651.511.140（50）4.53.01.150.700.81.801.450（63）5.03.01.350.800.92.401.770（75）6.04.01.600.901.02.502.080（90）6.04.01.801.01.13.202.6100(110)6.04.52.01.151.253.90125(140)7.05.02.252常用紧固件膨胀螺栓，射钉，螺栓（母）3管道支架的安装（1） 小预留孔洞式：由土建施工时预留孔洞，埋入支架横梁时，应清除洞内碎石和灰尘，孔洞采用细石混凝土填塞，适合管径较大且有较大推力的管道支架。（2） 预埋钢板：在浇灌混凝土前将钢板焊接在钢筋骨架上，适合管径较大且有较大推力的管道支架。（3） 用射钉安装的支架和用膨胀螺栓安装的支架，合管径较小且有较小推力的管道支架。（4） 吊架的安装：用于架空管道的安装，有刚性吊架：管卡和吊架组成，用于无垂直位移的管道安装；弹簧吊架：用于有垂直位移的管道安装。（5） 托架（6） 管卡（给水立管管卡层高5m，每层=2个，一个距地面1.51.8m。六、套管设置场合：立管穿楼板处，地下室穿楼板和墙处。种类：a刚性套管b. 防水套管c柔性防水套管小节。复习上节课内容，导入新课。2.7水泵与水箱2.7.1水泵将机械能转变为水的能量（位能）的一种机械，主要有离心泵、轴流泵等几种。1.离心泵：分单级泵、多级泵，立式泵、卧式泵，单吸泵、双吸泵等。基本构造和工作原理由叶轮、泵壳、泵轴、轴承、填料函等组成。工作原理：叶轮带动水作圆周运动，在离心力的作用下水被甩向外周而中心形成真空，在大气压的作用下水被压入叶轮中心。管路附件有充水设备、底阀、吸水管、止回阀、闸阀、压水管和压力表、真空表。基本性能参数流量、扬程、功率、效率、转速。水泵选用主要依据用户对流量和扬程的要求来选用水泵。2. 工作方式：吸入式：泵轴高于吸水池水面灌入式：泵轴低于吸水池水面2.7.2水箱作用：贮存水量，稳定水压，调节水泵工作的作用。水箱用钢板、不锈钢板、钢筋混凝土制作，一般为矩形。水箱配管（四根主要管道）：1进水管：浮球阀一般不少于两个2出水管3溢流管：不设阀门4泄水管。2.7.3储水池资料不足时，储水池容积可按最高日用水量的1020估算。2.7.4气压给水设备组成：密闭罐、水泵、（空气压缩机）、自动控制装置。设备特点：灵活、运行可靠、水质不会被二次污染、可布置于建筑底层、供水压力变化大、贮水量小、供水安全性差、耗电量大、耗钢量大。小节。复习上节课内容，导入新课。第三章 室内排水任务是将污水、废水、雨雪水经济、合理的排到室外管道，同时防止管道内的有害物质进入室内，并为污水的综合利用提供有利的条件。3.1排水系统的分类与组成3.1.1排水系统的分类排水系统分为：工业废水生活污水雨 水。排水方式分为：合流制与分流制两种。3.1.2室内排水系统的组成排水系统的组成：1. 卫生器具：经存水弯进入排水系统。2. 排水管道（1）横支管：具有一定的坡度；（2）立管（3）排出管一般排到化粪池或检查井，埋深0.7米，距外墙不小于3米不大于10米。3. 通气管通气管的作用是：将管道内的有害气体排到大气中并维持管道内的气压稳定，防止水封被破坏。伸顶：图3.2；应高于屋顶0.3米专用：图3.34清通设备（1） 检查口：立管上，距楼面1.0米（2） 清扫口：二个及二个以上的大便器或三个及三个以上的卫生器具的横管起点。（3） 检查井5污水抽升设备地下室等：水泵、集水池6污水局部处理构筑物化粪池、沉淀池、中和池、隔油井等。（1）化粪池：作用是粪便污水沉淀并发酵腐化。圆形或方形，23隔（2）隔油井（3）沉淀池（沉沙池）3.2室内排水管网的布置与敷设3.2.1排水管道的布置排放快、使用安全、便于维护、经济美观。1、 横支管：2、立管：靠近最脏、杂质最多、排水量最大的排水点 墙角明装，立管应注意不靠近卧室。3. 排出管：穿墙需留预留孔，上部净空应不小于建筑物最大沉陷量。4层数较多的建筑物内，底层卫生器具应单独排出。5. 通气管：通气管伸出屋面应注意防止渗漏。3.2.2 庭院排水系统（视课时多少补充）庭院排水系统：室内污水排水管与城市派水管道连接的部分。布置图：埋设深度：影响因素：（1） 排出管深度（2） 土壤冰冻深度（3） 管顶动荷载覆土深度：管材：水泥管检查井：方形、圆形小节。复习上节课内容，导入新课。识 图（一）1 基本识图知识弯头2平面图与系统图识图3建筑给排水图例4识图图纸基本情况熟悉。小节。复习上节课内容，导入新课。识 图（二）室内给水系统识读。小节。复习上节课内容，导入新课。识 图（三）室内排水系统及热水系统识读。小