给排水科学与工程概论：5-1给排水概论第五章建筑给水排水工程

1、,第五章 建筑给排水工程,第五章 建筑给水排水工程,5.1 概述 从组成上讲，建筑给排水是给水系统工程的末端和排水系统工程的起端。“建筑给水排水工程”是20世纪80年代初由“室内给水排水工程”发展起来的，70年代的室内给水排水工程主要是指民用及工业建筑物内的给水、排水、消防和热水供应系统及其设备。 “建筑给排水工程”与 “室内给水排水工程”的区别 （1）现在“建筑给排水工程”除了包括建筑物内（室内）的给水、排水设备与装置外，还包括建筑外小区（室外）的给水、排水设备与装置。 （2）高层建筑给水排水，从理论、设计、施工到设备、材料和维护管理，都比“室内给水排水工程”在技术上有长足的进步与提高。 （

2、3）以AutoCAD为代表的给排水工程专用商业性软件包，为建筑给水排水工程设计提供了条件，功能上更加标准化、规范化和智能化。,第五章 建筑给水排水工程,5.2 建筑给水系统工程 5.2.1 建筑给水系统的分类与组成 一、分类 建筑给水系统根据用途分为三类 1、生活给水系统 主要供给人们日常生活用水的系统，其水质必须符合国家规定的饮用水水质标准。 2、消防给水系统 主要供给各类消防设备用水，其水质要求不严格，但必须按建筑物的防火规范要求保证足够的水量及水压。 3、生产给水系统 主要供给生产设备所需的用水，其水质、水量和水压要求视生产工艺的类别和设备而定。,5.2.1 建筑给水系统的分类与组成 二

3、、组成 建筑给水系统一般由引入管、水表节点、干管、立管、支管、用水设备、管道附件如水表、阀门等组成，有时还设有增压和储水设备。,5.2.2 给水方式与管网布置 一、给水方式设置的基本原则 1、应保证供水安全可靠、管理维修方便； 2、在满足用户用水要求的前提下，应力求给水系统简单、造价最省，如应尽可能将水质、水压接近的用水类别共用一个系统等。 3、应充分利用城市管网直接供水。 二、给水方式 1、直接给水方式,5.2.2 给水方式与管网布置 二、给水方式 2、单设水箱的给水方式,5.2.2 给水方式与管网布置 二、给水方式 3、设水泵的给水方式,5.2.2 给水方式与管网布置 二、给水方式 4、设

4、水池、水泵和水箱的给水方式,5.2.2 给水方式与管网布置 二、给水方式 5、设气压给水装置的给水方式,5.2.2 给水方式与管网布置 三、给水管网布置 各种给水系统按横向配水干管的敷设位置可以布置成: 下行上给式、 上行下给式、 环状式等方式。,5.2.3 建筑给水系统的水质保证 保证建筑给水系统中水质安全的措施 1、城市给水系统的供水水质必须满足卫生标准要求。 2、建筑给水系统中管网的布置与贮水设备应避免污染。 3、加强管理，保证水质。 4、注意材料选择，以免污染水质。,5.2.4 建筑内部热水供给系统 目前，大多数旅馆都设有建筑内部热水供给系统。一般是在建筑内设专用锅炉房或热交换间，由加

5、热设备将水加热后通过管道系统输送到建筑内各热水用水点。 组成：一是热媒系统（第一循环系统）；二 是供水系统（第二循环系统）。 热媒系统由热源、水加热器、凝结水箱、凝结水泵和热媒管网组成。 热水供水系统由热水供水管网和回水管网组成。,5.3 建筑排水系统工程5.3.1 建筑排水系统的分类与组成,一、分类 建筑排水系统按排除污、废水的类别分为： 1. 生活排水系统 主要排除人们日常生活方面的污、废水。 2. 工业废水排水系统 主要排除生产工艺过程的污、废水。 3. 建筑雨水排水系统 主要收集和排除建筑屋顶及其周围的雨、雪水系统。,二、组成卫生器具和生产设备的受水器、排水管道系统、通气管、清通装置、

6、污水提升和局部处理设施等。,5.3.1 建筑排水系统的分类与组成,5.3.1 建筑排水系统的分类与组成,三、排水管道组合类型 建筑排水管道系统为能使管道中气压稳定和防止有害有毒气体进入室内，通常均应设通气管。按排水立管与通气立管的设置情况，排水管道系统的类型主要有： 1.单立管排水系统多层建筑。 这是利用排水立管本身及其连接的横支管进行气流交换，不单独设通气立管的系统。 2.双立管排水系统多层和高层建筑。 排水和通气分别设置的管道系统。 3.三立管排水系统多层高层建筑。 由一根排污水的立管、一根排废水的立管和一根通气管组成。,单立管排水系统,双立管排水系统,三立管排水系统,5.3.2 建筑排水

7、管道的布置与敷设,一、布置与敷设原则,其中保证排水通畅和室内卫生是最基本的要求,5.3.2 建筑排水管道的布置与敷设,二、排水立管的布置 1、排水立管应设在靠近最脏、杂质最多的排水点处，如厕所的大便器。污水管道的布置应尽量减少不必要的转角及曲折，尽量作直线连接。 2、尽量远离卧室、病房等对卫生、安静要求较高的房间，靠近外墙，以减少出户后埋地管的长度。 3、管道的安装位置应有足够的空间以利于拆换管件和进行清通和维护。 三、通气系统的布置 1、生活污水和散发有毒气体的生产污水管道应设伸顶通气管。 2、通气管与排水管及卫生器具的连接方式应满足规范要求，如连接6个及6个以上大便器的横支管上要设环形通气

8、管。器具通气管和环形通气管与通气管连接处应 高于卫生器具上边缘0.15m，按不小于0.01的上升坡度与通气立管连接。 3、通气立管不得接纳污水、废水和雨水，通气管不得与通风管或烟道连接。,5.3.3 建筑雨水排水系统,一、任务 及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。 二、分类 屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统。 1、外排水系统 外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式，因此室内不会出现室内管道漏水和地面检查井冒水的现象，是屋面雨水排放的最常见形式

9、。一般地说，为避免雨（雪）水对建筑物内部造成危害的可能性，应尽可能采用外排水系统。按照屋面设的是檐沟还是天沟收集雨水，可将外排水分为檐沟外排水和天沟外排水两种。,5.3.3 建筑雨水排水系统,1、外排水系统 （1）檐沟外排水,一般用于居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。,5.3.3 建筑雨水排水系统,1、外排水系统 （2）天沟外排水 一般用于排除大型屋面的雨、雪水。 特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。 所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙

10、外的立管排到地面或排到雨水道。,5.3.3 建筑雨水排水系统,2、内排水系统 内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。 组成上包括雨水斗、连接管、悬吊管、雨水立管、排出管、检查井和埋地管组成。,5.4 建筑消防系统工程,一、分类 建筑消防系统可使用的灭火剂种类很多，如水、泡沫、卤代烷、二氧化碳和干粉等。 水作为不燃液体，在与燃烧物体接触时会产生大量水蒸气，一方面摄入大量热能，降低温度，另一方面水蒸气可使燃烧物周围的空气稀薄，减少空气中氧气浓度，减弱火势。同时，水枪喷射的压力水具有动能和冲击力，可减弱燃烧强度。所以水被广泛用做建筑消防系统中的灭火剂。 根据灭火剂的种类和灭火

11、方式可将建筑消防系统分为消火栓给水消防系统、自动喷水灭火系统和非水灭火剂固定灭火系统。,5.4 建筑消防系统工程,一、消火栓给水系统 是建筑物最常用、最基本的灭火系统。一般由水枪、水龙带、消火栓、消防管道和水源（消防水池、消防水箱等）所组成；当室外管网压力不足时，还需设置消防水泵、水泵接合器等。,二、自动喷水灭火系统,（一）自动喷水灭火系统定义: 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。 自动喷水灭火系统是世界上公认的最有效的自救灭火设施，也是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。当发生火灾时，自动喷水灭火系统能自动喷水灭火并发出火警信号，对初期火灾的扑救效率

12、很高，成功率可达95%以上。但这套系统的设施建设和控制比较复杂，投资较高，所以主要用于发生火灾时危险性大、经济损失大、政治影响大、人员伤亡大的重点部位。比如高层建筑、设有中央空调的大型公共建筑等。,二、自动喷水灭火系统,（二）组成 自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。 （三）常用自喷系统介绍 1、湿式自动喷水灭火系统 特点：为喷头常闭的灭火系统，管网中充满有压 水，当建筑物发生火灾，火点温度达到开 启闭式喷头时，喷头出水灭火。,（三）常用自喷系统介绍,（三）常用自喷系统介绍,火灾发生时，由火灾探测系统开启控制预作用阀,使消防水进入阀后管道，当闭式喷头开启后，即可喷

13、水灭火。喷水比干式系统及时。,（三）常用自喷系统介绍,（三）常用自喷系统介绍,适用：雨淋喷水灭火系统适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。,（三）常用自喷系统介绍,（三）常用自喷系统介绍,5.5 居住小区给水排水系统工程,5.5.1 居住小区概念 居住小区通常是指城镇居民住宅建筑区。按我国城市生活居住区规划设计规范，居民居住区分为三级： 1. 居住组团 这是最基本的居住区单元，一般占地在10104m2以下，住户介于300800户之间，人口在10003000人范围内。 2. 居住小区 由若干居住组团构成，占地在10104m2 20104m2之间，住户20003000户，人口在7000130

14、00人之间。 3. 居住区 由若干居住小区组成。 居住区由于面积大，人口多，其给排水特点和城市给排水类同，本节所述的给排水系统主要是针对居住小区和居住组团的。 居住小区给水排水系统工程是在室内给排水管道和室外市政给排水管道之间起衔接作用的室外管道工程，是一项重要的住宅配套工作。,5.5.2居住小区给水系统工程,1、一般居住小区的给水 一般居住小区的给水是以城市给水系统作为水源，即居住小区直接从市政给水管网上取水；只有在居住小区远离城市给水管网时才考虑自备水源，处理之后供小区使用。 居住小区的给水不仅应满足居民用水要求，还应满足小区内公共建筑、市政、消防和生产用水的要求。 在居住小区内，生活、消

15、防和生产三类用水，常用统一给水系统供给，但有时因水质、水源要求不同以及对某种给水有特殊要求时，也可以独立设置。,5.5.2居住小区给水系统工程,2、居住小区直饮水给水系统 常规的城市给水处理工艺，很难去除某些微量的污染物，如三致物、内激素等。很多高档居住小区建设了单独的直饮水系统。这种系统直接从城市给水系统取水作为水源，经一定工艺处理后用单设的管道系统供给用户，水质可以达到直接饮用（不必煮沸）。因此，直饮水系统有时称为优质饮用水系统。 常见直饮水生产工艺 （1）超滤直饮水系统 臭氧除了自身能将某些有害有机物氧化变成无害物外 ,在客观上还可以增加小分子的有机物 ,使活性炭的吸附功能得到更好的发挥

16、。而作为载体的活性炭由于得到了很好的充氧 , 使其表面能够生长出良好的生物膜，进而降解未被氧化的有机物和被氧化成小分子的羧酸、醛等，这样，臭氧-活性炭的联用工艺就兼有化学氧化、物理吸附与生物降解三重作用，使出水水质大为提高。,2、居住小区直饮水给水系统（1）超滤直饮水系统,此外 ，采用臭氧-活性炭联用工艺还能有效地降低 AOC ( 生物可同化有机 碳) 值，使出水的生物稳定性大为提高，活性炭上附着的微生物使其能长期保持活性，有效延长活性炭的再生周期。 超滤膜去除有害物与致病菌的同时，保留了一些微量元素，这些微量元素对人体有益，但同时也可能保留了某些有害有机物。 采用臭氧消毒已是一种成熟的方法

17、, 与采用氯气消毒相比 ,臭氧消毒副产物较少，并且具有更强的氧化能力，臭氧对微生物灭活力是氯气的10 100 倍 ，但采用臭氧消毒也存在不足。因臭氧极不稳定，易分解，在配水管网中不能有效防止二次污染，必须通过循环回流以保证管网的水质新鲜。 目前尚没有一种既能有效地全部去除有害物质，又能保留有益微量元素的工艺。,2、居住小区直饮水给水系统 （2）反渗透直饮水系统 原水泵为机械过滤器（石英砂过滤器） 、活性炭过滤器、提供必需的水压与水量。 机械过滤器（石英砂过滤器）主要是去除原水中悬浮物，以降低原水的浊度。 活性炭过滤器去除水中的污染物、杂质等。 反渗透膜截留水中的分子、离子、细菌、病毒等，达到纯

18、化水的目的。 紫外线照射是物理方法，经过紫外线消毒的水，其化学性质不变，不会产生臭味和有害健康的产物。此外，由于消除了悬浮物和有机物对杀菌效果的干扰，用于清水的紫外线杀毒效果最好。 反渗透系统生产的出水水质较纯，但去除有害物质的同时，也去除了某些对人体有益的微量元素。,自来水,原水,原水泵,机械过滤,活性炭 过滤,反渗透装置,净水箱,紫外线消毒器,变频调速 供水设备,至用户,自来水,原水,DN15循环回水,3、居住小区中水系统,（1）定义 中水： 中水的供水水质介于上水和下水之间，故称为“中水”。 中水工程： 以生活污水、设备冷却水排水或其它废水为水源，经过适当的处理以后，再回用于建筑或居住小

19、区作为浇洒道路、浇洒绿地、冲洗等杂用水，这种供水工程叫做中水工程，相关的水处理技术建筑中水处理技术。,3、居住小区中水系统,（2）中水水源 根据水质情况，中水水源的取舍顺序如图：,优质杂排水：不包括厕所冲洗水和厨房排水的生活废水。,杂排水：只不包括厕所冲洗水的生活废水。,3、居住小区中水系统,（3）推荐的小区中水处理流程 A、物化处理工艺流程： 原水中有机物浓度较低和阴离子表面活性剂（LAS）较低时可采用物化方法，如混凝沉淀或混凝气浮加过滤。物化处理工艺虽然对溶解性有机物去除能力较差，但消毒剂的化学氧化作用对水中耗氧物质的去除有一定的作用，混凝气浮对洗涤剂也有去除作用。因此，对于有机物浓度和L

20、AS较低的原水可采用物化工艺，该工艺具有可间歇运行的特点，适用于客房使用率波动较大、水源水量变化较大或间歇性使用的建筑物。,3、居住小区中水系统,（3）推荐的小区中水处理流程 B、生物处理和物化处理工艺流程： 在北京现已建成的中水工程中，大多数是以优质杂排水为原水，并且多数处理流程采用的是生物接触氧化、沉淀、过滤和消毒。当洗浴废水含有较低的有机污染浓度（BOD5在60mgL以下），宜采用生物接触氧化法，生物膜的培养和操作管理方便，但需要较为稳定、连续的运行，当采用一班制或二班制运行时，在停止进水时要采用间断曝气的方法来维持生物活性。 对于杂排水因包括厨房及清洗污水，水质含油，应单独设置有效的隔

21、油装置，然后与优质杂排水混合进入中水处理设备，一般也采用一段生物处理流程，但在生物反应时间上应比优质杂排水适当延长。,4、居住小区水景工程,1）水景作用 美化环境、改善小区气候，水景水池还可作养鱼池和消防贮水池等。 2）基本形态 （1）镜池 一泓清澈、微波荡漾、可将建筑空间加以分隔或延续，使建筑临水增色，更加生动多变，清新秀美，耗水、耗能少，无噪声；如无有效的措施则水质易变坏。 适用于公园、庭院、光庭、屋顶花园等。 （2）溪流 适合公园、庭院、屋顶花园等。 （3）瀑布 适合广场、公园等开阔、热烈的场合。 （4）喷泉 适用性强，应用广泛，广场、公园、庭院、门厅、休息厅、舞厅、餐厅、光厅、屋顶花园

22、均可布置。,4、居住小区水景工程,3）组成 典型水景工程的给水排水系统由水池、补给水管、配水管、回水管、排水管、溢流管、吸水井、水泵、调节阀、喷头及水处理装置组成。,5.5.2居住小区排水系统工程,1、排水体制 居住小区排水体制（分流制或合流制）的选择，应 该根据城镇排水体制、环境保护要求等因素综合比较确 定。居住小区的排水一般应该排入城市排水管道系统， 故居住小区排水体制宜取与城镇排水体制相同；但是， 新建住宅小区一般应该采用分流制排水体制。 2、排水管道的布置和敷设 居住小区排水管道应遵循管线短、埋深小、尽量 自流排出的原则布置。 排水管道宜沿道路和建筑物的周边呈平行敷设，并 尽量减少相互

23、间以及与其它管线间的交叉。,5.6 高层建筑给水排水系统的特点,高层建筑定义：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。 1、高层建筑给水系统的特点 （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）。 （2）技术措施：采用竖向分区供水。 （3）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（0.45MPa，水压大于0.3MPa的入户管，宜设减压或调压措施。） （2） 充分利用室外管网水压。 （3） 共用设备层。,1、高层建筑给水系统的特点,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。 建筑高度超过100米的建筑，宜采用垂直串联供水方式。,占地少，屋顶水箱大，对结构和抗震要求高，电耗大，不安全,各