建筑给水排水工程.ppt

第四讲建筑给水排水工程,建筑给排水,从建筑物内部来说生活给水系统、直饮水系统、中水给水系统、热水系统、生活污水系统、生活废水系统、雨水排水系统、雨水利用系统、冷却循环水系统、水景、水上游乐设施水循环系统、消防系统、人防工程特殊给水排水系统。从建筑小区来说水源、取水、输水、给水处理、中水处理、污水处理等。,一、建筑给水,建筑给水系统的组成建筑给水系统的分类建筑给水方式给水管网布置敷设给水设备（水泵、水箱）高层建筑给水特点消防给水及其他专用给水系统给水设计计算基本知识,1建筑给水系统,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1.2建筑给水系统的组成（见下图）,引入管,水表节点,给水管道,用水设备,附件,升压和储水设备,1.3给水压力,1、计算方法：H=H1+H2+H3+H4H1，引入管起点至配水最不利点的高差；H2，计算管路的沿程水头损失和局部水头损失之和；H3，水流通过水表和阀门时的水头损失；H4，配水最不利点所需的流出水头。,2、估算方法从地面算起，一层为10m水柱，二层为12m水柱，三层及三层以上，每增加一层，则增加4m水柱。3、所需压力与室外管网实际压力关系（1）H0H时，说明设计方案可行，直接由配水管引入。（2）H0大于H许多时，可将管网中部分管段的管径调小一些，以节约能源和投资。（3）H0略小于建筑所需压力H时，可适当放大部分管段的管径，减小管道系统的压力损失，以达到H0满足室内给水系统所需压力H。（4）H大于H0许多时，应在给水系统中设置增压装置。,1.4给水方式,1)直接给水方式适用于水量、水压满足用水要求的建筑。,2）设水箱的给水方式,适用场所：给水压力周期性不足。不宜用于生活给水系统。,3）设水泵的给水方式,室外给水管网水压经常不足时采用增设储水池的间接连接方式,4）设水泵和水箱的给水方式,适用条件：室内用水不均，室外水压不满足使用要求。,5）气压给水方式,这种给水方式适用于室外管网水压经常不足，不宜设置高位水箱或水塔的建筑(如隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术要求较高的建筑等)，但对于压力要求稳定的用户不适宜。,6）分区给水方式,低区：外网直接供水；高区：升压储水设备供水。,分区给水1,并联与串联分区（水泵水箱供水）,水箱减压、减压阀减压、支管减压,7）分质给水方式,饮用给水系统：生活饮用水水质标准杂用给水系统：生活杂用水水质标准直接饮用水系统：饮用净水水质标准,1.5给水系统的计算,包含内容：确定给水管网各管段的管径和给水系统所需的压力。1）用水量标准：生活用水、集体宿舍、工业建筑2）设计秒流量计算对于单栋建筑物，由于用水的不均匀性较大，并且“逐时逐秒”地变化，对于建筑内部给水管道的计算，需要考虑最不利时刻最大用水量，即设计流量。“卫生器具当量”：即把室内最低卫生水平的一个洗涤盆作为标准，其龙头的额定流量为0.2L/s作为一个当量，其他各种用具的给水额定流量均以它为标准换算成当量值的倍数，即“当量数”，这就统一了标准，可以用当量数进行流量计算。,（1）住宅建筑的生活给水管道设计秒流量,a.根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：U0生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；,b.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：式中，U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率；c对应于不同的系数；Ng每户设置的卫生器具给水当量数；,c.根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，即可应用下式计算，得出计算管段的设计秒流量值。式中qg计算管段设计秒流量（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。,（2）集体宿舍、旅馆等生活给水设计秒流量,式中：qg计算管段的给水设计秒流量，L/s；Ng计算管段的卫生器具给水当量总数；根据建筑物用途而定的系数,（3）用水时间集中、用水设备使用集中、同时给水百分数高的建筑,qg=q0N0b式中：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；b卫生器具的同时给水百分数，,3）给水管网的水力计算,a.确定管径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：式中，qg计算管段的设计秒流量m3/s；v计算管段内的流速，m/s；d计算管段的管径m。,b.水头损失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：式中，hy管段的沿程水头损失kPa或mmH20；L计算管段长度，；i水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPa/m。,2.局部水头损失计算式中，v2沿流动方向局部零件下游的流速，（m/s）；hj管段的局部水头损失之和，（kPa或mmH20）；管段局部阻力系数；g重力加速度，（m/s2)。,1.6给水管网的布置和敷设,一、引入管和水表节点（一）引入管1、引入管的位置：2、引入管的数目：一般只设一根引入管；用水量大，设有消防给水系统，且不允许断水的大型或多层建筑，才设置二根或多根引入管。3、引入管的埋设深度：4、引入管穿越承重墙或基础时，应注意管道的保护。,（二）水表节点引入管上装设水表时，在水表前后应有阀门及放水阀。放水阀主要用于检修室内管路时，将系统内的水放空与检验水表的灵敏度。阀门的作用是关闭管段，以便修理或拆换水表。水表节点在我国温暖地区可设在室外水表井中；在寒冷地区常设于室内的供暖房间内。建筑物的某部分或个别设备需计算水量时，应在其配水管上装设水表；住宅建筑应装设分户水表。,二、管网布置和敷设（一）管网布置管道布置的基本要求：确保供水安全和良好的水力条件、力求经济合理；保护管道不受损坏；不影响生产安全和建筑物的使用；便于安装维修。布置形式(按水平配水管的敷设位置划分）：下行上给式的水平干管：敷设在底层或地下室顶棚下。直接供水时多采用。上行下给式的水平干管：敷设在顶层顶棚下或吊顶内，屋顶（非冰冻区），技术夹层内。设有高位水箱或地下管线较多时多采用。环状式：如消火栓给水管网。供水可靠、水头损失小，水质不宜滞流变质，但管网造价高。,给水管布置注意事项,不宜穿过伸缩缝、沉降缝和防震缝不应穿越变、配电房，通信机房等遇水会损坏设备和引发事故的房间不允许敷设在烟道、风道、排水沟内，不允许穿过生产设备的基础、大小便槽、橱窗、壁柜、木装修等。厂房、车间架空设置时，应不妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用，不得布置在遇水能引起爆炸、燃烧或损坏原料的产品和设备上方。,（二）管道敷设,敷设方式明装：尽量沿墙、梁、柱、顶棚、地板或桁架敷设。暗装：尽量暗设在地下室、顶棚室、吊顶、公共管廊、管道层或管沟内，立管和支管宜设在管道井和管槽内。设检修门。注意事项预埋空洞、管件等。砌筑基础、安装楼板、砌筑内墙时。设置支、吊架设置套管,管道的防腐、防冻、防结露及防噪声,（一）防腐明装或暗装的给水管道，除镀锌钢管和塑料管道外，必须进行管道防腐。（二）防冻与防结露在寒冷地区，对于敷设在冬季不采暖建筑内与安装在受室外冷空气影响的门厅过道等处的管道，应采取相应的保温、防冻措施。,（三）防噪声噪声的来源有下列几个方面：1.由于器材的损坏，在某些地方产生机械的敲击声；2.管道中水的流速太高，通过阀门时，以及在管径突变及流速急变处，可能产生噪声；3.水泵工作时发出的噪声；4.由于管中压力大，流速高引起水锤发出噪声。,1.7高层建筑给水特点,1）技术要求必须解决低层管道中静水压力过大的问题。需耐高压费用高，易产生水锤引起噪声，浪费水，水头损失大。2）技术措施应采取竖向分区供水方式。基本形式有：串联式、减压式、并列式,2消防给水,根据灭火剂种类和灭火方式，可分为三种类型：消火栓给水系统自动喷水灭火系统其他使用非水灭火剂的固定灭火系统,2.1消火栓给水系统,1）室内消火栓给水系统的设置范围建筑设计防火规范GB50016-20062）消火栓给水系统的供水方式根据室外管网能否满足消防流量和水压要求划分无加压水泵和水箱的室内消火栓给水系统设置消防水泵和屋顶水箱的室内消火栓给水系统,由室外给水管网直接供水的消防给水方式适用条件：室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。,2.设水泵、水箱的消火栓给水方式设置特点：室外给水管网供水至贮水池，由水泵从水池吸水送至水箱，箱内贮存10min消防用水量。,3)消火栓给水系统组成,1.消火栓设备消火栓设备由水枪、水带和消火栓组成，均安装于消火栓箱内。水枪：是产生充实水柱（具有一定压力）的灭火工具，喷口直径有13、16、19mm三种规格。消火栓：是具有内扣式接口的球形阀配水龙头，一端与消防立管相连，另一端与水带连接，直径为50、60mm,水枪,水带,消火栓箱,2.水泵接合器水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端有消防给水管网水平干管引出另一端设于消防车易于接近的地方。,4）消防给水系统的布置,（1）水枪充实水柱长度水枪射流在26mm38mm直径圆断面内、包含全部水量75%90%的密实水柱长度称为水枪的充实水柱长度。水枪充实水柱长度有7m，10m，13m三种规格。一般建筑不小于7m；6层以上民用建筑及4层的厂房和库房应不小于10m。,（2）消火栓的布置,a.建筑高24m，体积5000m3的库房，应保证有一支水枪的充实水柱到达同层内任何部位。b.其他民用建筑应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。c.消火栓口距地面安装高度为1.1m，拴口宜向下或与墙面垂直安装。为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动消防水泵按钮或报警信号装置。d.消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。e.在建筑物顶应设一个消火栓，以利于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。,单排一股到达室内任何部位单排两股到达室内任何部位多排单股到达室内任何部位多排两股到达室内任何部位,四种消火栓布置方式,室内消火栓的配置，应保证所规定的水柱股数同时达到室内任何地点。当要求有一股水柱到达室内任何角落且消火栓双排布置时，其布置间距可按下式计算：（4-2）R=0.9L+Skcos45（4-3）S消火栓布置间距，m；R消火栓作用半径，m；L水带长度。0.9是考虑到水带转弯曲折的折减系数；Sk充实水柱长度，m。,（3）消防给水管道布置,引入管数量支状、环状阀门分段,5）消防给水系统的水力计算,（1）室内消防用水量（2）管网的水力计算确定管径、计算或校核消防水箱的设置高度，选择消防水泵。供水方式不同计算方法不同。（3）消防水池、水箱的储存容积,1.消防水池容积消防水池总容积=有效容积+无效容积有效容积计算公式：,VfQfQLTx,消防水池贮存消防水量，m3；室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和，L/s；在火灾延续时间内，可连续补充的水量，L/s；火灾延续时间，h；指消防车去火场后开始出水时起，至火灾被基本扑灭的时间。,2.消防水箱的消防贮水量指的是消防水箱的有效容量，消防水箱应贮存10min的室内消防用水总量，以供扑救初期火灾之用。,VxQx0.6,消防水箱贮存消防水量；室内消防用水量；单位换算系数；,2.2自动喷水灭火系统,是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。1）设置范围2）分类按使用喷头的不同分为：闭式自动喷水灭火系统；开式自动喷水灭火系统。其他分类方法，见下页。,湿式自动喷水灭火系统,干式自动喷水灭火系统,干湿式自喷水灭火系统,预作用自动喷水灭火系统,重复启闭预作用灭火系统,自动喷水泡沫连用灭火系统,闭式自动喷水灭火系统,雨淋系统,水幕系统,水喷雾灭火系统,开式自动喷水灭火系统,3）自动喷水灭火系统组成,自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置、水流指示器、压力开关、末端试水装置和火灾探测构件等组成。,（1）喷头,a.闭式喷头：喷口用由热敏元件组成的释放机构封闭，当达到一定温度时能自动开启，如玻璃球爆炸、易熔合金脱离。其构造按溅水盘的形式和安装位置有直立型、下垂型、边墙型、普通型、吊顶型和干式下垂型洒水喷头之分。b.开式喷头：根据用途分为开启式、水幕式、喷雾式。,（2）报警阀,作用：开启和关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。有湿式、干式、干湿式和雨淋式4种类型。a.湿式报警阀：用于湿式自动喷水灭火系统；,b.干式报警阀：用于干式自动喷水灭火系统，由湿式、干式报警阀依次连接而成，在温暖季节用湿式装置，在寒冷季节则用干式装置。c.雨淋阀：用于雨淋、预作用、水幕、水喷雾自动喷水灭火系统。,湿式报警阀,雨淋报警阀,（3）水流报警装置水流报警装置主要有：水力警铃、水流指示器和压力开关。,a.水力警铃主要用于湿式喷水灭火系统，宜装在报警阀附近(连接管不宜超过6m)。作用原理:当报警阀打开消防水源后，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。水力警铃不得由电动报警装置取代。,b.水流指示器作用步骤:某个喷头开启喷水或管网发生水量泄漏时，管道中的水产生流动；引起水流指示器中桨片随水流而动作；接通延时电路后，继电器触电吸合发出区域水流电信号，送至消防控制室。,c.压力开关作用原理：在水力警铃报警的同时，依靠警铃管内水压的升高自动接通电触点，完成电动警铃报警，向消防控制室传送电信号或启动消防水泵。,d.延迟器定义：是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃(或压力开关)之间。用途：防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报。报警阀开启后，水流需经30s左右充满延迟器后方可冲打水力警铃。,（4）末端试水装置,最不利点喷头处应设末端试水装置。由试水阀、压力表以及试水接头组成。试水阀直径为25mm。,5.火灾探测器,是自动喷水灭火系统的重要组成部分。目前常用的有感烟、感温探测器。a.感烟探测器:利用火灾发生地点的烟雾浓度进行探测；b.感温探测器：通过火灾引起的温升进行探测。火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面，其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算而定。,喷头的布置间距要求：在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。喷头的布置应根据天花板、吊顶的装修要求布置成正方形、长方形和菱形三种形式。,4)喷头和管网布置,喷头正方形布置X=B=2Rcos45o,X,X,X,X/2,B/2,B,R,喷头长方形布置,A,A,A,A/2,B/2,B,喷头长方形布置A2+B24R2,B=2Rcos30ocos30o喷头菱形布置A=4Rcos30osin30o,A,A,A,A/2,B/3,B,B,2.3高层消防给水系统,1）系统概况高压、分区给水系统（50m）、消火栓参数。2）消防用水量GB50045-953）自动喷水消防给水系统,2.4其他灭火系统,1）建筑灭火器干粉灭火系统定义：以干粉作为灭火剂的灭火系统。干粉灭火剂：一种干燥的、易于流动的细微粉末。当被用于扑救燃烧物时，会形成粉雾而扑灭燃烧物料表面火灾。灭火剂分类：1.普通型干粉（BC类干粉）2.多用途干粉（ABC类干粉）3.金属专用灭火剂（D类火灾专用干粉）,2）气体灭火（1）泡沫灭火系统泡沫灭火系统工作原理：应用泡沫灭火剂，使其与水混溶后产生一种可漂浮、粘附在可燃、易燃液体、固体表面，或者充满某一着火物质的空间的物质，达到隔绝、冷却燃烧物质灭火。灭火剂类型：1.化学泡沫灭火剂2.蛋白质泡沫灭火剂3.合成型泡沫灭火剂,（2）二氧化碳灭火系统纯物理的气体灭火系统二氧化碳灭火系统特点：二氧化碳灭火系统是一种物理的、没有化学变化的气体灭火系统。优点：不污损保护物、灭火快、空间淹没效果好。缺点：造价高，灭火时对人体有害。灭火剂类型：全淹没系统、半固定系统、局部应用系统和移动式系统。,（3）卤代烷灭火系统定义：把具有灭火功能的卤代烷碳氢化合物作为灭火剂的消防系统称为卤代烷灭火系统。卤代烷灭火剂的分类：1.一氯一溴甲烷(CH2ClBr；简称1011)2.二氟二溴甲烷(CF2Br2；简称1202)3.二氟一氯一溴甲烷(CF2ClBr；简称1211)4.三氟一溴甲烷(CF3Br；简称1301)5.四氟二溴乙烷(C2F4Br2；简称2402),（4）蒸汽灭火系统原理：在火场燃烧区内，向其施放一定量的蒸汽时，可产生阻止空气进入燃烧区效应而使燃烧窒息。优点：设备简单、造价低、淹没性好。缺点：不适用于体积大、面积大的火灾区，不适用于扑灭电器设备、贵重仪表、文物档案等火灾。,2.5室外消防,1）水源2）消防给水系统低压制高压制临时高压制3）消防给水管网消防给水管道最小管径应不小于100mm消火栓布置间距应不大于120m消防水池保护半径不应大于150m,3热水系统,1）热水系统的分类,局部热水供应系统集中热水供应系统区域热水供应系统,2）热水供应的方式,直接加热法、间接加热法；下行上给式、上行下给式；全循环、半循环、无循环热水系统,a全循环供水方式,3.2热水系统的设备和器材,1）直接热水加热器（1）热水锅炉能源（2）汽-水混合加热器蒸汽,2）间接热水加热器,热媒通过加热管将水加热的设备（1）容积式热水加热器（2）半容积式加热器（3）快速热水器（4）半即热式热水加热器器材：温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀罐、管道补偿器、水嘴等。,89,90,91,92,93,3.3热水管道的布置和敷设,注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。干管的直线段应设置伸缩器；上行下给管网最高点应设自动排气装置；热水横管应有与水流相反的坡度，不小于0.003；立管与横管连接应采用乙字弯；管道穿越楼板、基础及墙壁时应设套管；管材、保温,3.4家用型热水器,1）燃气热水器直排式（已禁止生产）；烟道式（必须安装烟道）；强排式（增加排烟气马达）；平衡式（需预留通道）2）电热水器（储水式）：封闭式；敞开式3）太阳能热水器：真空集热管太阳能热水器,3.5饮水供应,包括开水、凉开水和冷饮水。1）饮水的水质直饮水过滤和消毒处理2）饮水的水温开水：100冷饮水：10303）饮水制备与供应分装供应、管道输送开水、矿泉水、蒸馏水、纯水、活性水、离子水,4水泵、水池、水箱,4.1）水泵及水泵房水泵种类：叶轮泵、容积泵、射流泵、气提泵等。叶轮泵：离心泵、轴流泵、混合泵。离心泵：单吸泵、双吸泵、立式泵、液下泵。离心式水泵：吸入式、灌入式,水泵房,应有排水设施；水泵机组的布置原则为：管线最短、弯头最少，管路便于连接，布置力求紧凑，尽量减少泵房平面尺寸以降低建筑造价，并考虑到扩建和发展，同时注意起吊设备时的方便。泵房的高