第三章 管材、器材及卫生器具.ppt

第三章管材 配件 设备及卫生器具 第一节 给水管道材料 配件及设备第二节 排水管材和卫生器具第三节 水质与环境的污染防治第四节 给排水工程节能节水措施复习思考题本章重点 管材 附件及水表 卫生器具及冲洗设备 水质与环境的污染防治 1 第一节给水管道材料 配件及设备 1 1给水管道材料1 2管道配件及附属设备1 3增压设备给水管道材料 配件及设备是管网组成的主要构件 需要根据水的工作情况 管网的重要程度 施工的技术及方法 可以获取的材料等多种因素 选取 2 1 1给水管道材料 两大类 金属材料与非金属材料一 金属管材料 黑色金属 铸铁及钢管 有色金属 铜 铝 铸铁管 分低压 小于4atm 普压 小于7atm 高压 小于9atm 三种 优点 耐腐蚀性好 价格低 寿命长 用于给水管道 缺点 质脆 不耐振动和冲击 重量大 壁厚 连接 承插 法兰 异口橡胶圈接口 如图 规格 管径 75 1200mm 长度 3 6m 3 4 钢管 其它 耐压值 0 3 1 0Mpa 城市给水管网出水压力0 3M a 过去室内通常使用普压给水铸铁管 现在用球墨铸铁管 过去的普通铸铁管已不让用于给水管道系统 铸铁管适宜于做埋地管道 大多用于室外给水管道 室外排水的铸铁管 因为不承受压力 管壁较薄 重量较轻 钢管 优点 强度高 耐振动 壁薄质轻 缺点 耐腐蚀性差 易生锈 常需采取防腐措施 质脆 不和冲击 重量大 5 钢管 连接 法兰 焊接 螺纹 卡箍连接 新型的连接方法 安全可靠 规格 其它 耐压值 1 0Mpa加强 厚 钢管 1 5Mpa 6 钢管 种类 a 焊接钢管 DN150 1500mm低压流体管镀锌钢管 白铁管 镀锌的目的在于防腐 防锈 不使水质变坏 通常只能用螺纹连接 焊接会损坏镀锌层 不镀锌钢管 黑铁管 常用于消防系统和对水质无要求的场合 b 无缝钢管 热轧无缝管 32 600mm高压流体管 7 铜管美观 优点 耐腐蚀性极好 极强的热传导性 优良的韧性 壁光滑 水力性好 价格高 连接 焊接为主 规格 管径通常较小 长度 3 6m 其它 耐压值高 8 二 非金属管 塑料管非金属管高分子材料玻璃钢管水泥管 9 钢筋混凝土管 钢筋做骨架用于给水压力管 适于地下埋设特点 耐腐蚀 耐久性好 强度高抗渗透 价格便宜 管径大 400 2000mm 重量大 搬运不便 连接 承插 套环连接 规格 p26表2 3 10 表 钢筋混凝土管 11 石棉水泥管 加有玻璃丝特点 表面光滑 耐腐 寿命长 易加工 价格便宜质脆 强度低 抗冲击性差 易破损 连接 套环 胶圈接口 12 塑料管 有软 硬管之分包括钢塑复合管 聚丙烯管 聚乙烯管 聚氯乙烯管 聚丁烯管 等等 特点 耐腐蚀 加工方便 重量轻耐热性差 直径小 耐紫外线性差 连接 粘接 焊接 螺纹连接 玻璃钢复合管玻璃丝布上涂环氧树脂 分层粘合制成 特点 耐腐蚀 耐压 质轻 表面较光滑 管径大连接 套环连接 13 三 介绍几种新型管材 1 硬聚氯乙烯 PVC U 管材 较早出现的塑料给水管道 克服了镀锌管易腐蚀的缺点 但PVC管不耐热 只能用于输送低于45 液体 一般采用粘接剂或橡胶密封圈连接 2 氯化聚氯乙烯 CPVC 管材 CPVC管材克服了普通聚氯乙烯管材不耐热的缺点 可适用于80 以下的液体输送 3 交联聚乙烯 PE X 管材 聚乙烯交联以后 强度大幅提高 可用作热水管道 管材可以弯曲 适应于多种用途 但易收缩 安装时应设法补偿 管件多用铜管件 14 4 三型聚丙烯 PP R 管材 目前较为理想的塑料给水管材 耐温 可使用于95 的热水 热胀系数小 耐高压 抗冲击 可与混凝土一起浇注 管材与管件连接采用焊接 5 聚丙烯 聚乙烯共聚 PP C 管材 是在PP R后以聚乙烯 聚丙烯按比例共聚制成 其特点是共聚而不是熔合 聚丙烯具有较好的韧性 参入共聚可合格证一定的强度 耐压耐温 可输送60 80 的热水 而参入共聚的聚乙烯 可降低成本 6 聚丁烯 PB 管材 PB管材的强度 耐热性 柔韧性都更好 也是一种抗冲击性能较好的管材 管材与管件连接采用焊接 15 在塑料管材中加入金属 进一步改善塑料管材性能 出现了一系列塑料金属复合管材 7 铝塑复合管 一般分为五层结构 最外面与最里面是聚乙烯层 中间层为铝 其他两层为粘接剂 这种管材热胀系数小 对热较稳定 可输送60 左右的热水 将聚乙烯层改为交联聚乙烯后 热稳定性进一步提高 可输送80 90 的热水 一般多采用铜管件 8 覆塑铜管 铜管较传统的镀锌钢管耐腐蚀 不结垢 较塑料管材强度高 耐高温 耐老化 铜管外面覆塑后 保温性能大大提高 更适合用于热水管道 外塑套与铜管一般不完全紧贴 留有一定空隙 以求通气散热 避免脱层 9 覆塑钢管 以钢管内覆塑料制成 强度高 特别适用于高层楼宇直上管 又弥补了普通镀锌管易腐蚀的缺点 但钢与塑的热胀系数相差大 在温差大或热水输送场合使用会受到一定限制 外层经防腐处理后 适合户外使用 弥补了大部分新型管材只适合室内使用 须埋墙定形 易老化 易收缩需弯曲爬墙等缺点 16 1 2管道配件及附属设备 对应于不同的管材 需采用不同的管道配件 一 管道配件 常用铸铁管管道配件 配件特点 以承插连接为主 包括 承插盘 承插渐缩管 正 斜 三通 正 斜 四通 900弯头 450弯头 乙字管 大小头 P弯 S弯 套筒 双承管等 17 常用钢管管件 以螺纹连接为主包括 变向用的 450 900弯头 直线连接用的 内管箍 对丝 管箍 补心 异径管箍分叉用的 异径 等径 三通 四通维修用的 活接头 管塞调节及维修用的 阀门 18 19 二 附件安装在管道及设备上的启闭和调节装置的总称 包括 配水附件 控制附件两类 配水附件 如图 配水龙头a 普通龙头 球形阀式配水龙头 水流变向 阻力较大b 旋塞式配水龙头 设在压力不大的给水系统上 可短时获得较大流量 水流直线流过龙头 阻力小 其缺点 启闭迅速 易产生水击 混合龙头用于调节冷热水的龙头 供盥洗 洗涤 淋浴用 其它 消防龙头 等 形式有 鸭嘴式 角式 长脖式等等 20 21 控制附件 如图 截止阀关闭严密 阻力大 小管径 50mm 闸阀阻力小 有时关不严 止回阀用来阻止水流有反向流动a 升降式止回阀 装于水平管上 水头阻力损失大 适于小管径b 旋启式止回阀 直径较大 水平 垂直管道上均可装置 浮球阀多装在水箱或水池中 起自动关闭的作用 安全阀 排气阀可避免管网和其它设备中压力超过设定的范围 而装的 有弹簧式和拉杆式两种 22 23 三 仪器设备 测量流量的有 水表 家用或建筑物使用 如图 a 水表是一种流速式计量仪 其原理是 当管道直径一定时 通过水表的水流速度与流量成正比 水流通过水表时推动翼轮转动 通过一系列联运齿轮 记录出用水量 b 根据翼轮的不同结构 又分为螺翼式和旋翼式两种螺翼式 翼轮转轴与水流方向方向平行 阻力小 适于大流量 大口径 的计量 旋翼式 翼轮转轴与水流方向垂直 水流阻力大 用于小口径的液量计量 复式水表 是螺翼式和旋翼式的组合 用于水流变化很大的流量的计量 24 25 c 水表的选用参数 1 水表特性流量Qs 水流通过水表时 使水头损失达10m的流量值 此值约相当水表机件机械强度达到极限时的流量 2 最大流量Qmax 水表在短时间 每昼夜不超过1小时 内 允许超负荷使用的上限值 约为特性流量的一半即 Qmax Qs 2 3 额定流量Q 水表正常使用时的流量的上限值 Q 0 3Qs 正常运行流量 4 最小流量Qmin 水表能准确指示的流量下限值 Qmin 1 2 1 5 Qs 水表度盘读数与实际流量之间的误差 称为水表误差 一般应 2 孔板流量计 文氏表 大流量 工业用 测量水压的 压力表 真空表 测量水温的 温度计 测量水位的 水位计 26 1 3增压设备 城市配水管网的压力通常只满足于大多数低层用户的用水需求 这样可以避免供水压力过高而引起的管道漏水 材料要求过高 运行费用高的一系列问题 由于多层建筑的大量出现 用水量的剧增 用水峰时的水压下降 都使得在建筑给水系统上 必须加设增压设备 增压设备包括 水泵 高位水箱 气压装置及变频调整供水设备等 27 一 水泵 机械设备 通过泵中叶轮的转动 将机械能转换为水的势能 使水加压的装置 常用的为离心式水泵 布置的位置 在底层或地下室 减小建筑物的负荷 减小振动对整修建筑物的影响 降低噪音的传递 也便于水泵的吸水 吸水方式 直接由配水管网上吸取 前提 配水管供水量大 水泵吸水时不影响管网的工作 且由供水部门同意 简便 经济 安全可靠2 由贮水池抽取 自备贮水池 水泵由水池抽水加压后 送入建筑给水系统 增大了耗电 贮水池一般存贮生活与消防的共同用水 对配水管网无影响 是一般常用的方法 28 水泵的选用指标 水泵流量 根据用水量而定 只有水泵时 供水量按设计秒流量确定 水泵 水箱 可采用最大小时供水量 扬程 直接从配水管中吸水的扬程 p 0 p扬程 建筑物所需压力 泵站内管道阻力损失 0配水压力 29 由贮水池中抽水的扬程 p s d L p扬程 s水泵轴到贮水池最低水面的距离 d泵轴到最不利出水点的垂直距离 它与前面所提到的高程差 引入管到最不利出水点的高差 L管道的总水头损失 最不利出水点的出水压力 头 30 二 水箱 置于建筑物顶部 作用 存储水 调节用水量 稳定水压 适用于 单一水箱 配水管内水压周期不足的情况 压力高 储水 压力低 供水 水泵 水箱 配水管网经常无法满足建筑供水需要 减小了水箱容量 提高了水泵的运行效率 缺点 增加了建筑高度和建筑载荷 有碍美观 不利于抗震 31 水箱的构造及构成1 材料 钢板焊接 制作方便 费用高 需做防腐处理 钢筋混凝土制作 不锈钢 成本昂贵 美观 玻璃钢 耐腐性优良 工程塑料 2 形状 圆形 耗材少 结构合理 承压均匀 造价低 但占地 布置不方便 矩形 布置方便 节省空间 结构复杂 应力处理 耗材 造价高 球形 美观 承压均匀 安装复杂 上海东方明珠 32 构成 通常放在水箱间里 水箱高度不超过2 5m 水箱与大气相通 需进行保温 通风处理 应装有防虫 蚊 蝇 鸟 设备 如防虫密目网 水箱示意图及说明 33 进水管 由水箱侧壁或顶部接入 由浮球阀或其它信号控制水的注入 出水管 由水箱侧壁或底部接出 位置应高于池底50mm 以保证出水质量 溢流管 防止水箱水满 而溢出而设 避免浮球阀损坏时 水的浪费 设置注意事项 a 管径比进水管大 b管口比控制水面略高 c下端不得直接接入下水管道 d下端出口处应设滤网 泄水管 放空水箱中的水 用于清洗水箱 维修水箱 由水箱最低处接出 管径大于 50mm 可与溢流管组合 通气孔 保证水的呼吸 设置在水箱盖上 管口下弯并设滤网 管径 50mm 水位计 信号管 检修口 34 三 气压给水装置 配有水泵 压缩机 局部升压和调节水量的给水设备 如图 35 特点 应用灵活方便 建设快 投资小 供水水质好 容量小 调节水量小 罐内水压变化大 水泵开启频繁 耗电多 布置位置 可在任何位置 如室内 外 地下 地上 各楼层中 工作原理 水泵将水压入罐体内 压缩机加压罐内空气 压迫罐内的水进入建筑给水系统 罐的关水压力是压缩空气 而不是水罐的高度 36 第二节排水管材和卫生器具 一 室内排水管材过去一般采用排水铸铁管 相对于给水管较薄 目前多采用硬聚氯乙烯管 当选取的质量不恰当时 排水的噪音大 1 排水铸铁管承插连接 不能承受高压 常用于一般的生活污水 雨水 工业废水排水管道 一般用石棉水泥 膨胀水泥等 2 硬聚氯乙烯排水管耐腐蚀 光滑 易切割 粘接 但耐热性差 尤其是耐紫外线性差 用于连接排放t 40 瞬间t 80 的污水 通过比较 我们会发现同样尺寸的排水管管道 塑料管重量仅是铸铁的1 10 1 6 37 38 39 二 卫生器具常用的有陶瓷 搪瓷生铁 塑料 水磨石等材料 卫生器具要求不透水 耐腐蚀 表面光滑 易于清洗 1 盥洗 沐浴卫生器具 洗脸盆 浴盆 淋浴器 盥洗槽 2 洗涤用卫生器具 洗涤盆 化验盆 污水盆等 3 便溺用卫生器具 大便器 低水箱坐式大便器 高水箱蹲式大便器和大便槽 小便器 挂式小便器 立式小便器和小便槽 4 地漏及存水弯地漏 作用 规格 种类 水封高度 设置 存水弯 P形和S形 水封深度 40 第三节水质与环境的污染防治 一 水质污染的现象及原因二 水质污染防护措施 41 一 水质污染的现象及原因 1 贮水池 箱 的制作材料或防腐涂料选择不当2 水在贮水池 箱 中停留的时间过长3 贮水池 箱 构造不合理或管理不当4 回流污染 42 二 水质污染防护措施 水质污染的防护应从设计 施工 安装 维护等方面综合考虑 1 贮水池 箱 的防污染措施2 生活饮用水管道敷设中的防污染措施3 防止回流的污染防护措施 43 1 贮水池 箱 的防污染措施 1 贮水池设在室外地下时 距污染源构筑物 化粪池 贮油池 污水管渠等 不宜小于10M 设在室内时 不应设在有污染源房屋的下面 非饮用水管道不得在贮水池 水箱中穿过 亦不得将非饮用水接入 2 设在建筑物内的贮水池 箱 不得利用建筑物本体 基础 墙体 地板 作为池底 池壁 池顶盖 其四周及顶盖上均应留有不小于450M的检修距离 3 贮水池 水箱的本体材料和表面涂料应采用无毒涂料 若采用玻璃钢制作时 应选用食品级玻璃钢为原料 4 贮水池 箱 的溢流管 排水管不能与污水管直接连接 均应有空气隔断装置 通气管和溢流管口要设铜丝或钢丝网罩防止污物 蚊蝇等进入 人孔盖应采用带锁的密封盖 5 对贮水池 箱 要加强管理 贮水池 箱 要定期清洗 44 2 生活饮用水管道敷设中的防污染措施 1 生活饮用水管道不得在有毒物质及污水处理构筑物的污染区域内敷设 不得在大便槽 小便槽 污水沟内敷设 2 建筑物生活饮用水的引入管与污水排出管的水平净距 不应小于1M 3 生活饮用水管道在堆放及操作安装中 应避免外界的污染 验收前应进行清洗消毒和封闭 45 3 防止回流的污染防护措施 1 生活饮用水管道不能与非饮用水管道直接连接 若在特殊情况下必须连接时 应在两种管道连接处装设防污空气隔断阀 或在连接处设双道止回阀 并在中间加自动泄水阀 也可采用升降式止回阀 2 生活饮用水管的配水管出口 不允许被任何液体或杂质淹没 3 接至用水设备各级卫生器具的生活饮用水配水出口应高出该设备及器具的溢流水位 其隔断间隙不小于2 5D 如图2 29所示 4 生活饮用水管道严禁与大便器 槽 直接连接 46 第四节 给排水工程节能节水措施 措施有以下四个方面 一 确定合理的水价 强化全民节水意识 二 提高水的重复利用率 三 提高用水技术 开发和选用节水型产品 四 管理措施 47 一 确定合理的水价 强化全民节水意识 水是一种实用的自然资源 经过加工处理和输送的水是商品 应该有反映其实际价值的合理价格 长期以来 水价过低是造成用水浪费的主要原因 提高工业用水技术 降低用水定额 运用价格的经济杠杆作用 最终实现用水市场调节价格 转变用水观念 鼓励节约用水 48 北京市 2004年8月 综合水价由每立方米4 01元调整为5 04元 其中居民生活用水价格 含污水处理费 由每立方米2 90元调整为3 70元 行政事业用水由每立方米4 40元调整为5 40元 网上查得 秦皇岛市 目前居民生活用水价格每立方米2 5元 工商企业用水每立方米3 63元 行政事业用水每立方米3 56元 49 二 提高水的重复利用率 工业节水可以通过重复利用和改革用水工艺来实现 重复利用是指循环使用和循序使用以及中水回用等 重复利用包括两种方式 即一水多用和循环复用 50 1 工业用水的一水多用和循环复用 工业用水包括冷却用水 工艺用水 锅炉用水 洗涤用水 空调用水 其中冷却用水占2 3以上 一水多用是指用过的水排出后再供给其他工艺或用户使用 可以两次 三次或多次的串联使用 循环复用是指水在用户内回收利用 循环复用是当前我国工业节水的主要途径之一 51 2 中水回用 中水是介于给水和排水水质之间的水 利用生活污废水经过适当处理后回用于建筑物和建筑小区供生活杂用 即节省水资源 又使污水无害化 是保护环境 防治污染的重要途径 例如 北京高碑店污水处理厂 利用城市汗水浓度处理后 通过修建中水管道向城市输送中水 用于电厂冷却水 城市杂用水等 52 北京高碑店污水处理厂 高碑店污水处理厂是北京城市总体规划建设15座污水处理厂中已建成的规模最大的污水处理厂 位于通惠河中下游 承担着北京中心区及东部地区96平方公里流域范围内的污水收集与处理任务 服务人口240万 总投资16亿元 1993年3月10日一期工程建成投入使用 日处理污水能力50万立方米 1999年9月18日二期工程建成并投入运营 使日处理污水能力达到100万立方米 北京城区40 的污水都是经过这个厂处理 自1986年至2002年 中国科学院动物研究所研究员许木启教授对通惠河水体进行过3次水质监测 说明了修建高碑店污水处理厂对改善水环境所起的作用 53 北京高碑店污水处理厂 1986年 许教授第一次水质监测 结果令人吃惊 河中所有的较高等水生物种已不复存在 通惠河已成为一条名副其实的 死水河道 1996年 许教授进行了第二次水质监测 结果表明通惠河已经有了39种水生物 水污染治理已取得了初步成效 2002年6月 高碑店污水处理厂二期工程投入运营3年后 许教授在第三次水质监测中发现了65种水生物种 消失多年的各种鱼虾重现河中 通惠河水体已得到明显改善 由于水环境的改善 周边房地产开发持续升温 由于水环境的改善 目前通惠河已具备了通航的条件 54 北京高碑店污水处理厂 与此同时 高碑店污水处理厂还建成了日供水30万立方米的再生水回用工程 从2000年6月至今 共向高碑店湖 水源六厂 华能热电厂 第一热电厂提供再生水1 17亿立方米 高碑店污水厂运行十年 共产污泥78万吨 相当于搬走了半个景山 这些污泥含有大量的有机肥 是一种性质稳定 无毒害的高效有机肥 高碑店污水处理厂每天消纳污泥500吨 经过进一步加工可制作有机肥100多吨 广泛用于农作物种植 市场前景广阔 55 北京高碑店污水处理厂 据介绍 污水中的磷含量很高 其中至少有一半的磷可以被回收 北京高碑店污水处理厂可从每天处理的100万立方米污水中回收磷3吨 有着十分广阔的前景 目前我国从污水中回收磷的技术水平已经与国际同步 但要转入正式生产还需要实际的测试和研究 56 北京高碑店污水处理厂 2000年高碑店污水厂沼气发电机组投入运营以来 已累计发电