建筑内部给水工程 ().ppt

,第1章建筑内部给水系统,第1章建筑内部给水系统,1.0建筑给水排水工程知识结构图,1.1给水系统的分类和组成1.1.1给水系统的分类,生活给水系统1.生活给水系统包括供民用住宅、公共建筑以及工业企业建筑内饮用、烹调、盥洗、洗涤、淋浴、冲厕、清洗地面等生活用水。2.根据用水需求的不同，生活给水系统又可再分为：饮用水（优质饮水）系统、杂用水系统、建筑中水系统。,生活给水要求直接进入人体及与水体接触，其水量、水压应满足用户需要；水质应符合国家规定的生活饮用水水质标准。用于洗涤衣物、冲厕等，水质应满足杂用水水质标准。,1.1给水系统的分类和组成1.1.1给水系统的分类,生产给水系统生产给水系统是为了满足生产工艺要求设置的用水系统。包括供给生产设备冷却、原料和产品洗涤，生产空调用水、除尘用水以及各类产品制造过程中所需的生产用水。生产给水系统也可以再划分为：循环给水系统、复用水给水系统、软化水给水系统、纯水给水系统等。,生产给水要求因生产工艺不同，生产用水对水压、水量、水质以及其它的要求各不相同。,1.1给水系统的分类和组成1.1.1给水系统的分类,消防给水系统消防给水系统供民用建筑、公共建筑、以及工业企业建筑中的各种消防设备的用水。一般高层住宅、大型公共建筑、车间都需要设消防供水系统。消防给水系统可以划分为：消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统等。,消防给水要求需按建筑防火规范要求保证充足的水量、水压。对水质要求不高。,1.1给水系统的分类和组成1.1.1给水系统的分类,共用给水系统以上三种给水系统，可以单独设置，也可以联合共用，根据建筑内部用水所需要的水质、水压、水量等情况，以及室外供水系统情况，通过经济、技术、安全等方面的综合分析，可以组成不同的共用系统。例如：生活和生产共用给水系统；生活和消防共用给水系统；生产和消防共用给水系统；生活、生产和消防共用给水系统。,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,引入管的定义：引入管也称进户管，从室外给水管网的接管点引至建筑物内的管段。,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,设有水表、阀门等附件，可能还设管道倒流防止器。,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,水表节点的定义：水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,建筑给水管道包括：干管、立管和支管和分支管。,立管,干管,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,目前给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等。焊接钢管耐压、抗振性好，且单管长，接头少，其重量比铸铁管轻，分镀锌钢管（白铁管）和非镀锌钢管（黑铁管），前者防腐、防锈性能较后者好。铸铁管性脆、重量大，但耐腐蚀，价格低。近年来，给水塑料管兴起，有硬聚氯乙烯（UPVC）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）等。其耐化学腐蚀性能强，水流阻力小，重量轻，运输、安装方便等优点，但防火性差。生产和消火栓给水系统：非镀锌钢管或给水铸铁管。自动喷水灭火系统：镀锌钢管或镀锌无缝钢管，以防管道锈蚀，堵塞洒水喷头。连接方法：钢管：螺纹连接、焊接和法兰连接；镀锌钢管需用螺纹或沟槽式连接。给水铸铁管：承插连接。塑料管：螺纹、法兰连接、粘接、焊接等。,钢管的螺纹连接配件及方法,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,给水附件定义：给水附件指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向以及断流后便于管道、仪器和设备检修用的各种阀门。具体包括：截止阀、止回阀、闸阀、球阀、安全阀、浮球阀、水锤消除器、过滤器、减压孔板等。,给水附件,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,液压水位控制阀,可调式减压阀,比例减压阀,消声止回阀,泄压阀,给水附件,各类阀门,各类配水龙头,截止阀：水流单向流动，关闭严密，但水流阻力大；管径50mm；需要经常启闭的管段上。闸阀：全开时水流直线通过，阻力小，宜在管径50mm的管道上。蝶阀：闸板在90范围内可起调节、节流、关闭作用，启闭方便，体积小。止回阀：阻止管道中水的反向流动。旋启式止回阀设置在水平、垂直管道，但因启闭迅速易引起水锤，不宜在压力大的管道上采用。升降式止回阀靠上下游压差值使阀盘启动，水流阻力大，宜用于小管径的水平管道上。,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,增压和贮水设备的作用：当室外给水管网的水压、水量不足，或为了保证建筑物内部供水的稳定性、安全性，应根据要求设置水泵、气压给水设备、水箱等增压、贮水设备。,增压、贮水设备,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,增压、贮水设备,离心清水管道泵,SMC组合水箱,气压给水设备,包括各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备等。,单把立式菜盆龙头,面盆单把龙头,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,1.1给水系统的分类和组成1.1.2给水系统组成,引入管水表节点给水管道给水附件,增压、贮水设备配水装置和用水设备计量仪表,计量仪表包括：,水表流量计压力计,1.2给水方式1.2.1给水方式的基本形式,给水方式：指建筑内部给水系统的供水方案。,给水方式的基本形式,水表,泄水管,水平干管,立管,直接给水方式,设水箱给水方式（A）,水箱,泄水管,水表,设水箱给水方式（B）,水平干管,水箱,泄水管,设水泵给水方式（A）,水泵,旁通管,设水泵给水方式（B）,水池,水泵,设水泵和水箱联合的给水方式,贮水池,水箱,水泵,气压给水方式,气压水罐,立管,分区给水方式,水箱,泄水管,水表,水池,室外给水管网水压线,生活泵,室外给水管网,室外排水管网,饮用水给水系统,杂用水给水系统,水处理设备,分质给水方式,生活废水,生活污水,杂用水,（1）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理,管道尽可能和墙、梁、柱平行，呈直线走向，力求管路最短。干管应布置在用水量大或不允许间断供水的配水点附近。对不允许间断供水的建筑，应从室外环状网或贯通状沿不同管段设两条或两条以上引入管，具体方式见下图：,室外给水管网,室外给水管网,水表,水表,立管,立管,引入管,引入管,1.基本要求：,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,（2）保护管道不受损坏给水管道应避免布置在重物下面，不能穿越生产设备的基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝。若需穿过，应设保护措施，有：软性接头法、丝扣弯头法、活动支架法。（3）不影响生产安全和建筑物的使用为避免管道渗漏而造成配电间电气设备故障或短路，管道不得穿过变（配）电间、档案室等遇水会损坏设备和引发事故的房间；也不能布置在妨碍生产操作、交通运输处或遇水易引起燃烧、爆炸、损坏的设备、产品和原料上，以免影响建筑物的使用。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,（4）便于安装维修布置管道时其周围要留有一定的空间，以满足安装、维修的需要。见表1.3.1。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,2.布置形式：给水管道按水平干管的敷设位置，可以布置成上行下给、下行上给、中分式。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,上行下给式特征及使用范围：水平配水管敷设在顶层天花板下或吊顶之内，设有高位水箱的居住与公共建筑或地下管线较多的工业厂房多采用。优缺点：与下行上给式布置相比，最高层配水点流出水头稍高，安装在吊顶内的配水干管可能漏水或结露损坏吊顶和墙面。,下行上给式特征及使用范围：干管埋地，水平配水管敷设在底层（明装、暗装或沟敷）或地下室中。居住建筑、公共建筑和工业建筑，在用外网水压直接供水时多采用这种方式。优缺点：简单，明装便于安装维修，与上行下给式布置相比为最高层配水点流出水头较低，埋地管道检修不便。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,中分式特征及使用范围：水平干管敷设在中间技术层或中间吊顶内，向上下两个方向供水。屋顶用作露天茶座、舞厅或设有中间技术层的高层建筑多采用。优缺点：管道安装在技术层内便于安装维修，有利于管道排气，不影响屋顶多功能使用。需要设置技术层或增加某中间层的层高。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,按供水可靠程度要求可分为枝状式和环状式。环状的特征及使用范围：水平配水干管或立管互相连接成环，组成水平干管环状或立管环状。高层建筑、大型公共建筑和工艺要求不间断供水的工业建筑常采用这种方式。优缺点：任何管道发生事故时，可用阀门关闭事故管段而不中断供水，水流畅通，水损小，水质不易因滞留而变质，但管网造价高。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,枝状的特征及使用范围：水平配水干管或立管为枝状，单向供水。建筑内给水管网常采用这种方式。优缺点：供水安全可靠性差，但节省管材，造价低。,1.3给水管道布置和敷设1.3.1管道布置,1.敷设形式给水管道的敷设有明装与暗装两种形式。明装优缺点：安装维修方便，造价低，但不美观，表面易结露、积灰尘；适用条件：对卫生、美观设计无特殊要求的建筑。暗装敷设在管道井、技术层、管沟、顶棚等，其优缺点：不影响室内的美观整洁，但施工复杂、维修困难，造价高；适用条件：对卫生、美观设计要求较高的建筑，如宾馆、实验室、无菌室等。,1.3给水管道布置和敷设1.3.2管道敷设,2.敷设要求（1）给水横管穿过承重墙或基础、立管穿楼板时均要预留孔洞，暗装管道在墙中敷设时，应预留墙槽。（2）给水管采用软质的交联聚乙烯管或聚丁烯管埋地敷设时，宜采用分水器配水，并将给水管设在套管内。（3）引入管进入建筑内，穿过建筑物的浅层基础、穿过承重墙或基础时的敷设方法见下页图示。地下水位高的地区，穿过地下室外墙或基础时，应采取防水措施，如设防水套管。室外埋地引入管要防止避免活荷载和冰冻的破坏，其覆土厚度不宜小于0.7m。（4）管道空间敷设时，需采用固定措施，以保证施工方便和供水安全。,1.3给水管道布置和敷设1.3.3管道防护,引入管敷设方法,1.防腐除塑料管外，其它管道均需防腐。即明装和暗装的金属管道都要防腐。防腐的做法：管道除锈后，在外壁刷涂防腐材料。如铸铁管及大口径钢管管内可采用水泥砂浆衬里；明装的热镀锌钢管应刷银粉两道（卫生间）或调和漆两道，明装铜管应刷防护漆。2.防冻、防露生活给水管道敷设在有可能结冻的房间、地下室等时，为保证冬季的安全使用，应有防冻保温措施，见第5章。,1.3给水管道布置和敷设1.3.3管道防护,在湿热气候条件下，或在空气湿度较高的房间内，因管内水温低，易在管道表面产生结露现象，加速腐蚀。其防露措施同保温。3.防漏主要措施：避免将管道布置在易受外力损坏的位置，或采取必要的保护措施，避免其直接承受外力。在湿陷性黄土地区，可将埋地管道敷设在防水性能良好的检漏管沟内，便于及时发现和检修。,1.3给水管道布置和敷设1.3.3管道防护,4.防振为防止管道的损坏和噪声的污染，在设计给水系统时应控制管道的流速，尽量少使用电磁阀或速闭型水栓。在住宅进户管的阀门后（沿水流方向），宜装设家用可曲挠橡胶接头进行隔振，并可在管支架、吊架内衬垫减振材料，以减小噪声扩散。,1.3给水管道布置和敷设1.3.3管道防护,建筑内部给水系统所需的水压、水量是选择给水系统增压和水量调节、贮水设备的基本依据。额定流量：满足卫生器具和用水设备用途要求而规定的其配水装置单位时间内的出流量。流出水头（或最低工作压力）：各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小静水压力。最不利配水点：在生活给水管道系统中，距离进口最远、水流阻力最大，配水最为困难的某一用水设备。,1.4给水系统所需水压,建筑物所需要的水压应按最不利配水点所需要的水压进行计算，计算公式为：,H1+H2+H3+H4=H,H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差,kPa。H2：计算管路水头损失,kPa。H3：水表水头损失,kPa。H4：流出水头，kPa。,示意图,1.4给水系统所需水压,1.4给水系统所需水压,H2+H3,H1,H,H：总水压,H4：流出水头,H4,水表,H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差,H2：管路水损H3：水表水损,1.4给水系统所需水压1示意图,公称直径（DN）：既不是管道外径也不是内径，是管道外径与内径的平均值，也称平均内径。DN50公称直径为50mm。一般金属管常用。如镀锌焊接钢管、铸铁管等。De：主要指管道外径，一般采用De标注的，均需标注成外径壁厚的形式。如电焊钢管等。D：一般指内径。如、混凝土管、耐酸陶瓷管等。,1.4给水系统所需水压,建筑内部给水包括生活、生产和消防用水三部分。生产用水量一般较均匀，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。消防用水量大而集中，与建筑物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程度等密切相关。为保证灭火效果，建筑内消防水量应按规定根据同时开启的消防灭火设备用水量之和计算。其计算方法详见第2章。生活用水量不均匀，因其受当地气候、生活习惯、建筑物使用性质、卫生器具和用水设备的完善程度及水价等影响，可根据国家制定的用水定额、小时变化系数和用水单位数等计算，见下文。,1.5给水系统所需水量,1.用水定额用水定额：用水对象单位时间内所需用水量的规定数值，是确定建筑物设计用水量的主要参数之一。其数值是在对各类用水对象的实际耗用水量进行多年实测的基础上，经过分析，并且考虑国家目前的经济状况以及发展趋势等综合因素而制定的，以作为工程设计时必须遵守的规范。合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和工程投资。,1.5给水系统所需水量,2.最高日用水量（1.5.1）最高日用水量，L/d；用水单位数，人或床位等，工业企业建筑为每班人数；最高日生活用水定额，L/人d、L/床d或L/人班等。,1.5给水系统所需水量,建筑物的最高日用水量（L/d）,即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性质，采用相应的用水定额进行计算。生活用水定额可分为住宅生活用水定额、公共建筑生活用水定额、居住区生活用水定额、工业企业建筑生活用水定额、热水用水定额等等。若工业企业为分班工作制，最高用水量,为生产班数，若每班生产人数不等，则。各类建筑的生活用水定额见表1.5.1、表1.5.2、表1.5.3。,1.5给水系统所需水量,3.最大小时用水量（1.5.2）（1.5.3）最大小时用水量，L/h，即用水量最高时一个小时的用水量；建筑物的用水时间，工业企业为每班用水时间，h。,1.5给水系统所需水量,式中:,如：住宅及一般建筑多为昼夜供水，T=24；若工业企业为分班工作制，为每班用水时间；旅馆等建筑若为定时供水，为每日供水时间。平均时用水量，又称平均小时用水量，为最高日生活用水量在给水时间内以小时计的平均值，L/h；小时变化系数，最大日中最大小时用水量与该日平均小时用水量之比。,1.5给水系统所需水量,设计秒流量：为保证建筑内部用水，生活给水管道的设计流量，应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。即按瞬时高峰给排水量制定的用于设计建筑给水管道系统的流量。给水当量：以污水盆（一般球形阀）的配水龙头在流出水头为时全开的流量.L/s为一个给水当量，其它卫生器具的额定流量与其比值即为该卫生器具的当量值。建筑内部给水管道的设计秒流量的确定方法，一般可分为三种类型：经验法、平方根法和概率法。,1.6给水设计秒流量,经验法：早期在英国用于少量卫生器具的私用住宅和公用建筑中。优缺点：简捷方便，但不够精确。平方根法：曾在德国、苏联用于计算确定建筑给水管设计流量，其基本形式为缺点：计算结果偏小。概率法：1924年，由美国国家标准局的亨特（Hunter）提出，给水流量的概率分布符合二项分布规律。优缺点：理论正确，但需在合理确定卫生器具设置定额、进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上才能使用。,1.6给水设计秒流量1.6.1经验法1.6.2平方根法1.6.3概率法,（1）住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量计算公式：（1.6.1）计算管段设计秒流量，L/s；计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率U0有关，%；计算管段的卫生器具给水当量总数。以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，其单位为L/s。,式中:,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,根据计算管段上的卫生器具给水当量总数计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率为：（1.6.2）计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率U0的系数，查表1.6.1选用；计算管段的卫生器具给水当量总数；,式中:,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,生活给水配水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，%；最高用水日的用水定额，见表1.5.1，L/（人d）；用水人数，人；小时变化系数，按表1.5.1取用；计算管段的卫生器具给水当量总数；用水时数，h；一个卫生器具给水当量额定流量，L/s。,（1.6.1）,式中:,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,（1.6.3）,（2）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计算公式：计算管段中的设计秒流量，L/s；计算管段上的卫生器具当量总数；根据建筑物用途而定的系数，见表1.6.3。,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,（1.6.4）,式中:,使用式（1.6.4）时应注意以下几点：1）计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最的大卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。2）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，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。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，计算得到的附加1.20L/s的流量后为该管段的给水设计秒流量。4）综合性建筑的值应按下式计算:综合性建筑总的秒流量系数；综合性建筑内各类建筑物的卫生器具的给水当量数；分别相当于的设计秒流量系数。,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,（1.6.5）,式中:,一般用水时间集中，用水设备使用集中，同时给水百分数比较高，目前采用经验法确定计算公式，即直接以卫生器具数量、卫生器具的额定流量和同时给水百分数来计算设计管段上的设计秒流量，公式如下：,（3）工业企业生活间、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计算公式：,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,（1.6.6）,式中:,计算管段中的设计秒流量，L/s；同类型卫生器具数；同类型的一个卫生器具给水额定流量（见表1.4.1），L/s；卫生器具的同时给水百分数，%，分别见表1.6.4、1.6.5、1.6.6、1.6.7。,1.6给水设计秒流量1.6.4当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式,使用式（1.6.4）时应注意以下几点：1）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）仅对有同时使用可能的设备进行叠加。,（1.6.6）,建筑内部给水管网的水力计算的内容：计算给水管网系统中各管段的管经d、计算各管段通过设计秒流量时所造成的水头损失h，根据每段的水头损失h，求整个管网系统所需水压H，复核市政给水管网的水压能否满足系统最不利配水点所需要的水压，根据计算压力选择水泵、水箱或气压水罐等升压、贮水设备，并确定安装位置和安装高度等。管道的计算是在完成管道布置，绘出管道系统轴测图以后，根据用水龙头等用水配件的布置、轴测图中的管道位置、管轴线标高等进行计算。,1.7给水管网的水力计算,根据建筑物性质和卫生器具当量数来计算各管段的设计秒流量，根据流量计算公式，已知流速、流量，即可确定管径：计算管段的设计秒流量，m3/s；计算管段内的流速，m/s；计算管段的管内径，m。,1.7给水管网的水力计算1.7.1确定管径,式中:,（1.7.1）,1.7给水管网的水力计算1.7.1确定管径,考虑到水锤、噪声的影响，故对流速范围均有要求。建筑物内给水管道流速一般可按表1.7.1选取，但最大不超过2m/s。工程设计中，可采用下列数值：接卫生器具的配水支管一般采用0.61.0m/s；横向配水管，若管径超过25mm，宜采用0.81.2m/s，环形管、干管、立管宜采用1.01.8m/s。消火栓灭火系统给水管道，流速2.5m/s。自动喷水灭火系统给水管道，流速5.0m/s，但其配水支管在个别情况下可控制在10m/s以内。与消防合用的给水管网，消防时其管内流速应满足消防要求。,给水管网中的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失以及水表的水头损失等。1.沿程水头损失计算根据水力学基本原理，管段的沿程水头损失可按水力坡降进行计算，公式如下：管段的沿程水头损失，kPa；计算管段长度，；水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPa/m。,1.7给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算,式中:,（1.7.2）,给水管道单位长度水头损失应按下式计算：水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPa/m；管段计算内径，m；给水管段设计流量，m3/s；海澄威廉系数，塑料管、内衬（涂）塑管=140，钢管、不锈钢管=130等。,1.7给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算,式中:,（1.7.3）,实际工程设计时，计算量比较大，一般可以直接使用根据上述公式编制而成的管道的水力计算表，即根据管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，在表中查出管径d和单位长度的水头损失i。如“给水钢管水力计算表”见附录1、“给水铸铁管水力计算表”见附录2、“给水塑料管水力计算表”见附录3等。,1.7给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算,2.生活给水管道的局部水头损失（1）管段的局部水头损失计算公式管段的局部水头损失之和，kPa；沿水流方向局部管件下游的流速，m/s；管段局部阻力系数；重力加速度，m/s2。,1.7给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算,式中:,（1.7.4）,由于室内给水管网中的局部配件比较多，如阀门、弯头、三通等，局部阻力系数各不相同，实际工程设计时，可采用管（配）件当量长度法计算或按管网沿程水头损失的百分数计。（2）根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法管（配）件当量长度：管（配）件产生的局部水头损失大小与同管径的某一长度管道产生的沿程水头损失相等，此长度即为该管（配）件的当量长度。螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度见表1.7.2。（3）按管网沿程水头损失的百分数取值法不同材质管道、三通分水与分水器分水管内径大小的局部水头损失占沿程水头损失百分数的经验取值，分别见表1.7.3、表1.7.4。,1.7给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,1.水表的分类,（1）按计量元件运动原理分1）容积式水表：计量元件是“标准容器”。2）速度式水表【常用】：计量元件是转动的叶（翼）轮，转动速度与通过水表的水流量成正比。分为旋翼式和螺翼式。,旋翼式：小口径水表(D=15-150mm)，水流阻力大，适用于测量小流量。,旋翼湿式水表,旋翼湿式磁传电子远传水表,各种类型的旋翼式水表,更多各种类型的旋翼式水表图片,螺翼式：为大口径水表(D=80-200mm、250-600mm)，水流阻力小，适用于测量大流量。,水平螺翼式水表水平螺翼可拆卸传干式水表,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,（2）按读数机构的位置分类1）现场指示型；2）远传型；3）远传、现场组合型。（3）按水温分类1）冷水表：被测水温40；2）热水表：被测水温100。（4）按计数器的工作现状分1）湿式水表；2）干式水表；3）液封式水表。（5）按被测水压力分类1）普通型：水表公称压力1.0MPa；2）高压型：水表公称压力为1.6MPa、2.0MPa。,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,2.水表性能的比较3.水表的常用术语（1）最大流量Qmax：水表在规定误差限内使用的上限流量，此时允许水表在短时间使用而不至损坏。（2）公称流量Qn：水表在规定误差限内允许长期通过的流量，其数值为最大流量（Qmax）的1/2。（3）最小流量Qmin：水表在规定误差限内使用的下限流量，其数值是公称流量的函数。（4）公称压力：水表的最大允许工作压力，单位为MPa。4.水表的技术参数,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,5.水表水头损失的计算水表的选择：包括确定水表类型及口径。其类型应根据各类水表的特性和安装水表管段通过水流的水质、水量、水压、水温等选定。一般分户水表多选用旋翼式湿式水表，建筑物总引入管上的水表多选用螺翼式湿式表。水表的口径根据通过水表的设计流量来选择，一般原则是：用水较均匀时，应以安装水表管段的设计秒流量不大于水表的公称流量来确定；用水不均匀，且连续高峰负荷每昼夜不超过23h时，可按设计秒流量不大于水表的最大流量来确定。,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,在生活、消防共用系统中，选表的设计流量不包括消防流量，但确定口径后，应加消防流量进行复核，满足生活、消防流量之和不超过水表的最大流量值。水表的水头损失可按下式计算：计算管段的设计秒流量，m3/h；水表的水头损失，kPa；水表的特性系数，一般由生产厂提供，也可按下式计算。旋翼式，螺翼式，为各类水表的最大流量，m3/h。,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,（1.7.5）,式中:,水表水头损失的复核：水表水头损失的规定值，对于生活-消防共用系统，加上消防流量时，也不应超过规定水表水头损失值。即应满足下表中的规定。,1.7给水管网的水力计算1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失,6.水表的安装7.特殊附件的局部阻力,首先，根据建筑平面图和初定的给水方式绘制给水管道平面布置图及轴测图，列水力计算表，见表1.7.9。水力计算的基本步骤：1）选择最不利配水点，确定计算管路；2）以流量变化处为节点，从最不利点开始编号，划分计算管段，并标出两节点间计算管段长度；3）根据建筑性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量；4）根据设计秒流量和各管段的控制流速，查水力计算表；5）确定各管段的管径d和单位管长的水头损失i；6）计算最不利管路的总水头损失；7）确定非计算管路各管段管径；8）选择水泵或其它升压、贮水设备并确定设备安装高度等参数。,1.7给水管网的水力计算1.7.4水力计算的方法和步骤,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,1.水泵给水系统中的主要升压设备。在建筑内部的给水系统中，一般采用离心式水泵，因其有结构简单、体积小、效率高，且流量和扬程在一定范围内可调整等优点。水泵选择：以节能为原则，即使得其在给水系统中大部分时间保持高效运行。采用设水泵-水箱给水方式时，选用离心式恒速泵即可（因水泵直接向水箱输水，其流量、扬程几乎不变）；对无水量调节设备的给水系统，电源可靠时可选用调速泵（装有变频调速器）。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,参考图片,按主轴方向分为卧式、立式、斜式,按叶轮种类分为离心、混流、轴流,按吸入方式分为单吸和双吸,按级数分为单级和多级,各式水泵,型单级双吸卧式离心泵,型多级卧式离心泵,型凝结水泵,型立式多级泵,各式水泵,锅炉给水泵,型真空泵,各式水泵,水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定。由流量、扬程查水泵性能表即可确定其型号。（1）流量在生活（生产）给水系统中，无水箱调节时，水泵流量应以系统的高峰用水量即设计秒流量确定；有水箱调节时，水泵流量可按最大时流量确定。若水箱容积大，且用水量均匀，可按平均时流量确定。消防水泵其流量应以室内消防设计水量确定。生活、生产、消防共用调速水泵，在消防时其流量除保证消防用水总量外，还应保证生活、生产用水量。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,（2）扬程1）当水泵与室外给水管网直接相连时，,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,（1.8.1）,Hb：水泵扬程，kPa。H1：引入管至最不利配水点位置高度所要求的静水压,kPa。H2：水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失,kPa。H3：水表水头损失,kPa。H4：最不利配水点的流出水头，kPa。H0：室外给水管网所能提供的最小压力，KPa。,式中:,2）当水泵与室外给水管网间接相连、从贮水池（或水箱）抽水时，,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,（1.8.2）,Hb、H2、H4的含义同式（1.8.1）；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压，KPa。,式中:,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,（3）水泵的设置为保证安全供水，生活、消防水泵应设备用泵，生产用水泵可根据生产工艺要求设置备用泵。1）设在水泵房内，泵房应远离防振、防噪要求较高的房间，室内要有良好的通风、采光、防冻和排水措施。2）布置要便于起吊设备的操作、管理，连接力求管线短，弯头少，间距要保证检修时能拆卸、放置电机和泵体，并满足维修要求。3）水泵机组需设高出地面不小于0.1m的基础。4）水泵启闭应尽可能采用自控，间接抽水时应优先采用自吸充水方式，以便水泵及时启动。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,5）水泵宜采用自罐式充水。每台水泵应设独立的吸水管；多台水泵共用吸水管时，吸水总管伸入水池的引水管不宜少于2条，且每条上应设闸阀。每台水泵吸水管上要设阀门，出水管上要设阀门、止回阀和压力表，并宜有防水锤措施。6）水泵的隔振防噪措施（消防泵除外）：水泵机组的隔振主要由隔振基座（惰性块）、隔振垫（隔振器）及固定螺栓等组成。在吸、出水管装设可曲挠橡胶接头。管道支架采用弹性支架。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,2.气压给水设备它利用密闭罐中压缩空气的压力变化，调节和压送水量，在给水系统中主要起增压和水量调节作用。（1）分类和组成按气压给水设备输水压力稳定性不同可分为变压式、定压式。按气压给水设备罐内气、水接触方式不同可分为补气式、隔膜式。,气压给水设备一般由气压水罐、水泵机组、管路系统、电控系统、自动控制箱（柜）等组成，补气式气压给水设备还有气体调节控制系统。,供水过程：在起始压力p2的作用下水被压送至给水管网，随着水量的减少，罐中压力也降低，当压力降至最小工作压力p1时，压力信号装置动作，水泵启动。水泵供水过程：水泵启动后同时向管网和气压水罐供水，随着罐中水位的上升，压力也上升，当压力升至最大压力p2时，压力信号器动作，水泵停泵，气压水罐向管网供水。,气压给水设备工作过程1）气压水罐工作过程（单罐变压式）,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,Flash格式演示动画3泄空补气法,2）压水罐补气的工作过程泄空补气法：在允许停水的给水系统中，可采用开启罐顶进气阀，泄空罐内存水的方法补气。,空气压缩机补气：在不允许停水的情况下可采用空气压缩机补气，但现在采用的较少。设补气罐的补气方法（详见下页）,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,设补气罐的补气方法,补气罐充气过程：当气压水罐中的压力达到p2时，在电接点压力表的作用下，水泵停止工作，补气罐内水位下降，出现负压，进气止回阀自动开启进气。气压水罐补气过程：当气压水罐内水位下降，压力达到p1时，在电接点压力表的作用下，水泵开启，补气罐中水位升高，出现正压，进气止回阀自动关闭，补气罐内的空气随进水补入气压水罐。补气过量排气过程：当补入的空气过量时，可通过自动排气阀排气。自动排气阀设在最低水位以下12cm处，当气压水罐内空气过量，至最低水位时，罐内压力仍大于p1，电接点压力表不动作，水位继续下降，自动排气阀即打开排出过量的空气，直至压力降至p1，水泵启动水位恢复正常，排气阀自动关闭。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,（2）特点、适用范围及设置要求1）特点优点：灵活性大、设置位置不受限制，便于隐蔽，安装、拆卸方便；成套设备均在工厂生产，现场集中组装，占地面积小、工期短、土建费低，易实现自动化，便于维护管理。缺点：调节容积小，贮水量少（调节水量仅占总容积的20%-30%），压力容器制造加工难度大，且耗电量大，一是调节水量小，启动频繁，启动电流大；二是水泵在p2max与p1min之间工作，平均效率低；三是p1由H确定，而水泵扬程却要满足p2，故p=p2-p1的电耗是无用功。提出可采用几台小流量水泵并联运行的节能型气压给水设备，见图1.8.11。,1.8增压和贮水设备1.8.1增压设备,2）适用范围气压给水设备适用于有升压要求，但又不适宜设水塔或高位水箱的小区或建筑内的给水系统。3）设置要求一般采用变压立式气压罐供水方式。应有水质防护措施，并应设安全阀、压力表、泄水阀和密闭人孔，以保证安全供水。（3）选择计算包括气压水罐总容积；确定配套水泵的流量、扬程，而后由此查水泵样本得其型号。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,1.贮水池贮存和调节水量，其有效容积应根据生活（生产）调节水量、消防贮备水量和生产事故备用水量确定，可按下式计算：,（1.8.5）,贮水池有效容积，m3；水泵出水量，m3/h；水池进水量，m3/h；水泵最长连续运行时间，h；水泵运行的间隔时间，h；消防贮备水量，m3；生产事故备用水量，m3。,式中:,（1.8.6）,贮水池设计说明,1.资料不足时，生产（生活）调节水（Qb-Qj）Tb可按不小于建筑日用水量的20%-25%计算。居住小区可按不小于建筑日用水量的15%-20%计算。2.贮水池仅起调节水量的作用时，可不计Vf、Vs。3.贮水池应设进、出水管、溢流管、泄水管和水位信号装置，溢流管宜比进水管大1级。4.贮水池的设置高度应利于水泵自吸抽水，且宜设深度1m的集水坑。5.容积大于500m3的贮水池，应分两格，以便清洗、检修时不停水。6.生产（生活）、消防共用水池应有消防水平时不被动用的措施。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,措施一:在生产、生活水泵吸水管上开小孔形成虹吸出流。,贮水池设计说明,消防水平时不被动用的措施。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,措施二在贮水池中设溢流墙，生活、生产用水经消防用水贮存部分出流。,消防水平时不被动用的措施。,措施三:在水箱出水管上设小孔形成虹吸出流。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,2.吸水井,（1）设置吸水井的条件：不需要设贮水池，又不允许直接从室外给水管网吸水。（2）吸水井的布置：吸水井布置在地下，可设在室外，也可设在室内，吸水井容积应不小于最大一台泵3min的出水量。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,吸水管在井中布置最小尺寸,D=(1.31.5)d,(1.52.0)D,(0.751.0)D,h=0.8d(但不得小于0.5m),H=.5.0m,d,d,最低水位,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,3.水箱按用途不同可分为：高位水箱、减压水箱、冲洗水箱、断流水箱等。高位水箱作用：保证水压和贮存、调节水量。（1）水箱的配管、附件及设置要求由进水管、出水管、溢流管、水位信号装置、泄水管、通气管等组成。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,方形模块拼装水箱,Flash格式演示动画3水箱,水箱结构：,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,1）进水管当水箱直接由外网供水时，应设自动水位控制阀（如杠杆式浮球阀、液压式水位控制阀等），且不宜少于2个。当由水泵加压进水时，设由水箱水位控制水泵开、停的装置。进水管中心距水箱顶应有150-200mm的距离。2）出水管当从水箱侧壁接出时，其管底至箱底距离应大于50mm，箱底接出时，其管顶入水口距箱底距离应大于50mm，以防沉淀物进入配水管网。设阀门以利检修。进、出水管宜分设在水箱两侧（为防短路）；若合用一条管道，出水管需增设阻力较小的止回阀。,1.8增压和贮水设备1.8.2贮水设备,3）溢流管溢流管口应在水箱设计最高水位以上50mm处，管径一般比进水管大1级。不允许设阀门。4）泄水管从箱底