建筑给排水课件.ppt

建筑设备工程-,建筑给排水,张旭环境科学与工程系,建筑,结构,暖通、空调,给排水,电气,建筑给排水,主要内容：给水（生活、生产给水和消防给水）排水（污水和雨水排除）热水供应中水高层建筑给排水基础知识、基本理论、设计原则、计算方法,内容学时第一讲城市给水排水工程2第二讲建筑给水工程4第三讲建筑排水工程4第四讲热水供应工程2第五讲高层给水排水工程2第六讲建筑中水、水景工程2,课程内容,第一讲城市给水排水工程,1.1城市给水工程,（1）取水工程（水源、取水构筑物）（2）净水工程（水质标准、工艺）（3）配水工程（配水管网设计原则、形式）（4）供水形式（5）用水量计算,城市给水工程-取水构筑物,城市给水工程-饮用水标准,中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准UDC613.3GB5749-85Sanitarystandardfordrinkingwater,城市给水工程-配水管网,城市给水工程-供水形式,统一供水分系统供水-分质供水-分压供水-分区供水,城市给水工程-给水处理工艺,工艺选择依据：原水水质（水源）供水水质（用途）以地表水为水源的水厂的处理工艺：,悬浮物胶体细菌,（1）综合生活用水（居民生活用水和公共建筑用水）（用水定额）（室外给水工程设计规范-GBJ13-87）（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水（3）消防用水（规范）（建筑设计防火规范-GBJ16-87）（4）浇洒道路和绿地用水（面积）（5）未预见用水量及管网漏失水量（%）,城市给水工程-设计供水量确定,浇洒道路每日13次，每次11.5L/m3；绿化1.52.0L/m3,1520%,1.2城市排水工程,（1）排水管网-收集（2）排水泵站-输送（3）污水处理厂-处理（4）排放设施-排放或-利用,城市排水工程-排水体制,合流制完全合流制截流式合流制分流制完全分流制不完全分流制,城市排水工程-污水处理工艺,污水水质,处理工艺,排放标准,处理要求,污水种类,污染物种类,处理方法,物理法化学法生物法,城市排水工程-城市污水处理工艺,第二讲建筑给水工程,2.1给水系统的组成2.2系统供水压力及供水方式2.3室内管道的布置和敷设2.4管材及管件2.5给水管网的水力计算2.6冷水的储存与加压2.7消防给水系统,将城市自来水管网（或自备水源）的水输送到装置在室内的各种配水龙头、生产机组和消防设备等用水点，并满足个用水点水量、水压的要求。,2.1给水系统的组成,（1）引入管(进户管)（2）水表节点（3）管道系统(水平干管、立管、横支管)（4）给水附件(控制附件和配水附件)（5）升压和贮水设备（水泵、水箱、气压给水设备、水池）（6）室内消防设备（消火栓和自动喷洒消防设备）,2.2系统供水压力及供水方式,2.2.1给水系统的供水压力H给水额定流量：rateofflow卫生器具配水出口在单位时间内流出的规定的水量。流出水头：staticpressureforoutflow为保证给水配件的给水额定流量值，而在其阀前所需的静水压。最不利点：室内管网上水压力最低的配水点。供水压力H：给水系统需要的压力。,H=H1+H2+H3+H4+H5,H1:H2:H3:H4:H5:,服务水头H0：室外配水管网的供水压力H0H，满足供水压力要求H0=75mm)生产和消火栓系统消防给水管:非镀锌钢管或给水铸铁管生活给水管可采用铜管、聚丁烯管、铝塑复合管、涂塑钢管、钢塑复合管等,2.5给水管网的水力计算,确定给水管的管径及水头损失，并确定是否需要升压设备,设计秒流量,按瞬时高峰给排水量制订的用于设计建筑给排水管道系统的流量。,不同卫生器具的流量与其以某一卫生器具流量作为一个当量的流量值的比值。,卫生器具当量,一个当量：洗涤盆，额定流量0.2l/s,住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等,（1）设计秒流量的计算,最不利情况的组合出流,q0同类型一个卫生器具的给水额定流量n0同类型卫生器具数b卫生器具同时给水百分数,Ng计算管段的卫生器具当量数量，K根据建筑物用途而定的系数,当计算值大于卫生器具额定流量总和或小于最大卫生器具额定流量时，取后者,用水时间长，用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器具数量的增加而减少,用水时间集中，同水设备使用集中，同时给水百分数高的建筑,经济流速：干管：1.0-2.0m/s；支管：0.8-1.2m/s管径：水头损失：沿程损失h=iL,(I：水力坡降)局部损失,（2）水力计算,利用水力计算表确定管径和水力坡降，局部阻力可估算,百分数生活生产消防2030%20%20%20%10%15%,例：某五层公寓，楼层高度为3.0m，设城市配水管水压为21m，计算给水管网的管径。,解：（1）选择计算公式,（2）查=1.05，K=0.005；（3）划分计算管段，计算管段流量；（4）利用水力计算表，查DN，v，i；（5）利用管长L和i，求严程水头损失；（6）局部水头损失取30%；（7）计算管网所需供水压力：H=14.0+2.52+0.76+1.5+1.0=19.78,（1）定最不利点（2）由最不利点起，划分计算管段，以流量变化点为节点标号（3）选择设计秒流量公式，计算设计流量（3）查水力计算表，求管径和水力坡降（4）计算沿程水头损失及局部水头损失（5）计算最不利点至城市配水管的标高差，即H1（6）计算室内给水管所需压力H（7）比较H0和H，调整管径或设加压设备,（3）管网水力计算的步骤,2.6冷水的储存与加压,水池，水箱,水泵,变频调速,气压给水,投资少，建设快，易拆迁，不污染,高架，荷重，不利于抗震，不美观,水池，水箱,生活用水和消防用水合用的储水池应设有消防用水不被它用的措施,消防储备水量按室内消火栓流量10分钟用水量计算,有效容积为调节水量、消防储备水量和生产事故储备水量之和；,调节水量一般按日用水量的8%12%,消防用水不被它用的措施,（1）泵房建筑应为一、二级耐火等级；（2）泵房净高：采用固定吊钩或移动支架时，不小于3.0m；采用固定吊车时，应保证吊起物底部与吊运的越过物体顶部之间有0.5m以上的净距；（3）泵房采暖温度一般为16，无人值班时采用5，每小时换气次34次；（4）地面应有排水措施，地面坡向排水沟，排水沟坡向集水坑；（5）泵房大门应比最大的水泵机件宽0.5m；（6）泵房不得设在有防震和安静要求的房间上下和相邻；水泵基础应设隔振装置，吸水管和出水管上应设隔振减噪音装置，管道支架、管道穿墙及穿楼板处应采取防固体传声措施，必要时可在泵房建筑上采取隔声吸音措施。,泵房,气压给水,变频调速,2.7消防给水系统,（1）室外消防水管网布置成环状，输水干管不应少于2条给水管径不应小于DN100（2）室外消火栓沿道路设置（宽度超过60m的道路宜在两侧设置），间距不应超过120m，距路边不超过2m，距建筑外墙不宜小于5m；地下式消火栓应有直径为100mm和65mm的栓口各一个，地上式消火栓应有一个直径为150mm或100mm和两个65mm的栓口；每个消火栓用水量按1015L/s计算,27.1室外消防给水系统,（4）消防水池设置条件市政管网不能满足消防水量；市政管网为枝状或只有一条进水管；超过100m的高层建筑；不允许消防水泵从室外管网直接吸水（生产生活用水量达到最大时，市政给水管不能满足室内外消防用水量时）；当生产、生活、消防水量达到最大时，城市管网压力不能保证10米水柱。,2.7.2.1消火栓系统（水源、消防管道、消火栓、启动消防泵或报警装置按钮）（1）消火栓的构造（水枪、水龙带、消防龙头）（13，16，19mm），（50，65mm）（2）消火栓的布置（高度、位置、间距）消防龙头距地面高度为1.1m安装在走廊，楼梯间，门厅等处的墙上，在建筑物屋顶应设一个消火栓间距：必须使水枪喷出的充实水柱到达建筑物的任意一点而不留空白要求一股或两股水柱同时到达任意位置,2.7.2室内消防给水系统（多层）,设置原则：按建筑设计防火规范（GBJ16-87）执行,（1）建筑物24m、体积5000m3的库房，应保证1支水枪的充实水柱达到同层内任意部位,（2）其他民用建筑应保证2支水枪的充实水柱达到同层内任意部位,保护半径R=（0.80.9）Ld+COSLc,Lc,直径38mm，90%的水量,Lc不小于7m，不大于15m,充实水柱Lc,（4）消火栓给水管计算在满足水量、水压的要求下，确定管径，计算水头损失，核算管网水压设计秒流量流速0.01-器具通气管+主通气立管：上升坡度0.01结合通气管：将专用通气管(每隔两层)或主通气立管（每隔810层）与排水立管连接,（1）通气管系统分类：,排水立管与最上层排水横支管连接处向上垂直延伸至室外作通气用的管道。排除废气，平衡压力,仅与排水主管连接，使污水主管内空气流通立管负荷高时,连接环形通气管和排水立管，使排水支管和排水主管空气流通,与环形通气管连接，使排水横支管空气流通,在多个卫生器具的排水横支管上，从最始端卫生器具的下游端接至通气立管横管负荷高时,卫生器具存水弯出口端接至主通气管卫生、安静要求高,设有通气的排水立管的最大排水能力不通气的排水立管的最大排水能力,通气管高出屋面不得小于0.3m，且大于最大积雪厚度，顶端应设风帽式网罩；在通气管4m范围内有门窗时，通气管口应高出窗顶0.6m，或引向无窗一侧；经常有人停留的平屋面上，通气管口应高出屋面2m，并考虑防雷；通气管口不宜设在建筑物挑出部分（屋檐檐口、阳台、雨篷等）的下面。通气管不得与建筑物的通风管道或烟道连接,（2）通气管设置,检查口：立管上间距不大于10m，建筑物最低层和坡顶建筑物最高层，乙字管上部，水流转角小于135的横直管上，污水横管一定间距上清扫口：连接2个及2个以上大便器或3个及3个以上卫生器具的污水横管上，水流转角小于135的横直管上，污水横管一定间距上检查井：排出管与室外排水管道连接处，井中心距建筑物外墙的距离不小于3m。污水立管或排出管上的检查口至室外检查井中心的最大长度要求,3.1.4清通设备,3.2排水管布置、敷设及管材,排水管道不得布置在遇水引起燃烧、爆炸或损坏原料、产品和设备的上面；架空管道不得敷设在食品和贵重商品仓库、通风小室和变配电间的上边；排水管道不得布置在食堂、饮食业的主副食操作间、烹调间的上方，当受条件限制不能避免时，应采取防护措施；排水管道不得穿过沉降缝、烟道和风道、伸缩缝、设备基础；生活污水立管不宜靠近与卧室相邻的内墙；一般地下埋设或在地面上楼板下明设；,生活污水管道：排水铸铁管、硬聚氯乙烯管、钢管（50mm）、陶土管（埋地管）铸铁排水管道按规定设柔性接口：立管高度、抗震设防等级,排水管道最小埋深要求,排出管预留孔洞，管顶净空不得小于建筑物的沉降量，并坡向室外排水检查井,穿过承重墙或基础，采取防沉降措施，穿过地下室墙壁时，应设防水套管；,3.3排水管水力计算,确定管径和坡度，是否需设置专用通气管,（2）工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等,3.3.1设计秒流量,排水当量：0.33l/s（1）住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等,满足,充满度：水深比，最大设计充满度自清流速：最小流速管径150mm，0.6m/s=150mm，0.65m/s=200mm，0.7m/s管道坡度:通用坡度（最小坡度）最小管径:公共食堂厨房管径放大一号,且干管管径不小于100mm,支管不小于75mm;小便槽或连接3个及3个以上的小便器,支不于75mm;连接大便器的支管,最小管径100mm；医院洗涤池、污水池排水管不小于75mm。,3.3.2管道的水力计算,3.3.2.1横管的水力计算,（1）设计规定,生活污水,充满度,选坡度和充满度，查水力计算表得管径和流速，复核流速是否满足自清流速。,（2）水力计算方法,明渠均匀流公式,i：管道坡度n：管道粗糙度R：水力半径，过水断面与湿周的比值,生活排水立管的最大排水能力；管径不得小于横支管的管径；满足最小管径要求；多层住宅厨房间的立管管径不宜小于75mm。,3.3.2.2立管水力计算,确定是否设专用通气立管伸顶通气管管径可与污水管相同(-13时，在屋内平顶或吊顶以下0.3m处放大一级)专用通气立管最小管径,3.3.2.3通气管道计算,通气立管长度在50m以上者，其管径应与排水立管管径相同；两个及两个以上排水立管同时与一根通气立管相连时，应以最大一根排水立管按表确定，且管径不宜小于其余任何一根排水立管管径；结合通气管不宜小于通气立管管径。两根或两根以上污水立管的通气管汇合连接时，汇合通气管的断面积应为最大一根通气管的断面积加其余通气管断面积之和的0.25倍。,3.4污水提升和处理,污水泵：潜污泵，自动控制集水池：容积不小于最大一台水泵5min的抽水量，每小时启动次数不超过6次；不得大于6h平均污水量；水深11.5m；设集水坑（深0.5m）泵站：地下室或底层化粪池：水力停留时间824h，23格，离建筑物不小于5m除油池除泥/除砂池,（1）雨落管排水：间距812m，管径75100mm,3.5雨水排水系统,3.5.1外排水系统,（2）天沟外排水：坡度不小于0.003，流水长度不大于50m，设溢流口,雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、检查井、埋地干管,3.5.2内排水系统,(1)组成,宜采用单斗排水,立管的泄水能力远大于横向的悬吊管的泄水能力。当天沟水深较浅时，管道内流量小，悬吊管内是非满流的重力流，立管内是附壁水膜重力流。这时，立管泄水能力大于悬吊管泄水能力的部分由空气流动来补偿，整个管道系统内压力无变化。当天沟水深增加，悬吊管内是壅水状的气水两相流，立管内形成水塞，空气不能补充，因悬吊管和雨水斗的泄水能力远小于立管的泄水能力，所以立管内形成负压，对悬吊管有抽力，离立管近的雨水斗受抽力作用，泄水能力大，而远离立管的雨水斗由于排水流程长，水流阻力大，还受到近立管处雨水斗排泄流量的阻挡，泄流能力小,c,连接管：一般与雨水斗同径，且不得小于100mm，应牢固地固定在建筑物承重结构上，采用45三通与悬吊管连接悬吊管：管径不得小于连接管管径，且不大于300mm，采用45三通、45四通、90斜三通、90斜四通与立管连接，长度超过15m，宜在靠近墙柱处设检查口立管：管径不小于悬吊管，连接的悬吊管不宜多于2根，距地面1m设检查口埋地管：最小管径200mm，最大不超过600mm。,(2)布置与敷设,雨水斗：多斗排水系统的雨水斗宜对立管对称布置，1根悬吊管上连接的雨水斗不得多于4个，且雨水斗不得设在立管顶端，,雨水量应以当地暴雨强度公式按降雨历时5分钟计算管道设计重现期一般采用1年（1）雨水设计流量,3.5.3雨水管水力计算,q5降雨历时为5min的暴雨强度；Fw屋顶的汇水面积，按水平投影面积；侧墙为垂直面积的0.5；k1渲泄能力系数，屋面坡度小于2.5%，取1.0，大于等于2.5%，取1.52.0。,雨水斗：设计泄流量不得大于屋面雨水斗最大泄流量,（2）水力计算,连接管：与雨水斗同径,悬吊管和埋地管：最大计算充满度，悬吊管坡度不小于0.005，埋地管最小坡度（按工业废水管道）,立管：雨水立管最大设计泄流量,第四讲建筑内部热水供应工程,4.1热水供应系统的组成和供水方式4.2热水的加热设备4.3热水管道的布置、敷设及管材4.4加热设备的计算4.5热水管网水力计算4.6饮水供应,特点：,水加热系统温度变化-使管道变形管道补偿-水体积变化膨胀管/罐-排气保持水温-循环,热水：,热媒系统,供水系统,附件,膨胀管,热水管网应装设止回阀的管段：水加热器或贮水器的冷水供水管机械循环第二循环回水管混合器的冷、热水供水管。,（1）热媒系统（第一循环系统）锅炉-热媒管-水加热器-冷凝水管-冷凝水池-冷凝水循环泵-锅炉（2）热水供应系统（第二循环系统）热水配水管网和回水管网、（循环水泵）（3）附件：第一循环系统-减压阀、温度自动调节器、疏水器、安全阀（闭式）第二循环系统-膨胀管（开式）/膨胀罐（闭式）、管道补偿器、自动排气阀（上行下给式）,4.1.1系统组成,4.1热水供应系统的组成和供水方式,（1）按管网压力工况的特点：开式热水供水方式（水箱+膨胀管或开式加热器）闭式热水供水方式（设安全阀、膨胀罐，不设屋顶水箱时）,4.1.2供水方式,（2）热水加热方式：,直接加热（加热冷水、蒸汽混合）间接加热(热水或蒸汽),（3）循环管网设置方式：全循环、半循环、无循环,（4）循环动力：机械强制循环方式、自然循环方式（5）干管布置方式：上行下给式、下行上给式,4.2.1锅炉、太阳能集热器4.2.2水加热器容积式水加热器快速式水加热器半容积式水加热器半即热式水加热器加热水箱,4.2热水的加热设备,干线的直线段应设置足够的伸缩器(变形量1mm/m，水平50m，立管30m)立管与横管连接应采用乙字弯上行下给式系统配水干管的最高点应设排气装置下行上给式热水配水系统，应利用最高配水点放气；其回水立管应在最高配水点以下0.5m与配水立管连接热水横管的坡度不应小于0.003，以便放气和泄水热水管穿过建筑物顶棚、楼板、墙壁和基础处，应加套管热水管道一般为明设冷热供水系统在配水点处应有相同的水压,4.3热水管道的布置、敷设及管材,体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气,管道转弯处可作为伸缩器；排气的作用：防止气阻和腐蚀；0.5m：施工方便和最上用水点少排冷水,热水管网应装设止回阀的管段：水加热器或贮水器的冷水供水管机械循环第二循环回水管混合器的冷、热水供水管。,管材：管径=150mm时，应采用镀锌钢管；宾馆、高级住宅、别墅等宜采用铜管、聚丁稀管或铝塑复合管,根据热水量和水温计算确定热源加热设备4.4.1热水量（1）根据热水用水量定额计算（乘以小时变化系数）（2）根据卫生器具热水小时定额计算(需统一水温)4.4.2水温当地最冷月平均水温或冷水计算温度表热水锅炉或水加热器出口的最高水温和配水点的最低水温表,4.4加热设备的计算,4.4.3设计小时耗热量计算,4.4.4热媒耗量计算（1）蒸汽直接加热（2）蒸汽间接加热（3）热水间接加热4.4.5加热及贮存设备计算（1）加热设备的加热面积（2）热水贮水器容积（3）锅炉选择计算,Q-设计小时耗热量；Qr-设计小时热水量；CB-水的比热；tr-热水温度；tL-冷水温度,4.5.1第一循环管网（1）热媒为热水：计算热媒流量，按流速1.2m/s、水力坡降510mm/m,查表热媒管自然循环压力值:Hzr=10h（1-2）,4.5热水管网水力计算,（2）热媒为蒸汽:计算热媒流量，按允许流速查表,4.5.2第二循环管网（1）配水管网计算设计秒流量（同冷水）按流速0.81.5m/s(管径25mm,0.60.8m/s),查热水管道水力计算表局部水头损失按沿程水头损失的2530%计（2）回水管网比相应位置的配水管网管径小1级，并不小于20mm（3）循环水泵,4.6.1供水方式（1）集中制备容器取水管道配水：设循环管道,4.6饮水供应,（2）分散设置热水器,饮水管道应采用铜管、不锈钢管、铝塑复合管、聚丁稀管,4.6.2饮用水用量饮水定额及小时变化系数4.6.3冷饮水供应设循环管道冷饮水及循环回水均应进行消毒灭菌处理，宜采用紫外线消毒方式,5.1给水工程5.2排水系统5.3热水供应系统5.4消防给水系统5.5管道敷设,第五讲高层建筑给水排水工程,高层：建筑高度超过24m的公共建筑、工业建筑，10层及10层以上的住宅,登高消防车工作高度24m,5.1.1特点管线长，若采用同一给水系统，低层管道中静水压力过大（耐高压管材、水锤、水流喷溅）5.1.2技术措施采用竖向分区供水5.1.1.1分区原则（1）使各区最低卫生器具处的静水压力小于其工作压力（0.30.35MPa，0.350.45MPa）（2）充分利用室外管网水压（3）共用设备层,5.1给水工程,5.1.1.2分区形式（1）串联式:（2）减压式（减压水箱和减压阀）（3）并列式（水泵水箱、气压给水设备、变频调速）,无高压泵和高压管线，能耗少，供水不安全，管理不便，水箱容积大，占地大,占地少，屋顶水箱大，对结构和抗震要求高，电耗大，不安全,各区自成系统，安全可靠，集中设置，易于管理,5.1.3水力计算（1）大宾馆、饭店，设计秒流量宜采用公式：（2）采用较低的流速：干管、立管为1.0m/s，支管为0.60.8m/s（噪音、水锤、出水量要求高）,与一般宾馆分散用水规律不同，用原公式计算管径往往偏小,5.2.1特点排水量大、横管多、压力波动大，体积大，沉降量大5.2.2技术措施解决好通气问题（1）设置专用通气管（2）新型单立管排水系统苏维脱排水系统（瑞士，60年代）：气水混合器，气水分离器UPVC螺旋排水系统（韩国，90年代）：偏心三通，有螺旋线导流突起的UPVC管,5.2排水系统,5.2.3管道布置与敷设（1）低层排水管应单独排出（2）尽量采用斜三通、斜四通连接，立管和横管用大于90弯头连接（3）增加出户管的坡度，或出户管与检查井不直接相连,5.3.1特点低层管道中静水压力过大5.3.2技术措施采用竖向分区供水5.3.2.1分区原则与给水系统分区一致，各区的水加热器进水由同区的给水系统供给,5.3热水供应系统,5.3.2.2分区形式（1）集中式（多于三个分区不宜采用）（2）分散式5.3.3管线布置与敷设（1）分区范围超过5层时，应采用全循环或立管循环；小于5层但立管多于5根，采用干管循环（2）可放大回水管管径，临时作配水管用,各区热水配水循环管网自成系统，加热设备、循环水泵集中设在底层或地下室设备层，各区加热设备的冷水分别来自各区冷水水源，如冷水箱。高区水加热器承受高压,各区加热设备和循环水泵分散设置在各区设备层，供水安全。不易管理，占地，热媒管线长,41特点火灾危险性大，高层部分无法依靠室外消防设施协助救火42技术措施（1）高层建筑必须设置独立的消防给水系统，消防立管管径不小于100mm（2）各类高层建筑中均需设置消火栓给水系统100m以上的高层建筑均应设置自动喷水灭火系统（面积小于5m2的卫生间除外）二者同时设置时，优先采用独立给水系统；若合用消防水泵，则应在后者报警阀进水口前将管网分开（3）在高级宾馆、重要办公楼、一类建筑的商业楼、展览馆、综合楼和高度超过100m的其它建筑内，均应增设消防卷盘（小口径消火栓）（4）选用65mm口径消火栓，喷嘴直径不小于19mm,5.4消防给水系统,消火栓和自动喷水灭火系统设计作用时间不同，前者为23h，后者为1h。一般火灾延续1h后，后者可能随建筑物的损坏而局部损失，或因火场燃烧面积扩大，开启喷头过多，其水量、水压均不再满足要求，灭火效率明显降低，因此通常需要关闭总报警阀，继续使用消火栓系统。,登高消防车工作高度24m，消防云梯3048m；普通消防车通过水泵接合器向室内消防系统输水的供水高度是50m；50m以上，超过室外消防设施的供水能力，需靠自救,引发