建筑给排水工程教案

1、1 / 76绪论一.室内给排水工程的内容室内给排水工程主要介绍室内给水、 排水和热水供应工程的设计原理及方法， 同时还要 介绍一些施工及管理方面的基本知识和技术。 这是一门专业技术课程， 是给排水专业的必修 课。1.内给水工程：室内给水概括起来不外乎三大类。生活给水生产给水 满足水量、水压二方面的要求消防给水室内给水工程就是为实现三类给水任务而采取的技术措施，即把室外给水工程经取-净-送至城市管网的水按建筑的要求送至各个用水点，从而满足用户对水量、水压方面的要求， 进而提供安全、便利的用水条件。提到安全，要强调消防给水。消防给水的设置提高了建筑 物的安全度， 对保障建筑财产及人身安全具有极为重

2、要的意义。试想， 一幢高层建筑或者一个大型地下建筑， 如果没有消防给水与之配套， 那么该建筑在消防设施上是不健全的， 原则 上讲它就不能（不应该）投入使用。如地宫，随着建筑高度的增加，体积的增大，装修等级的 提高，消防给水应该给予高度的重视。2.热水供应：是人们在生产和生活中除了对水量、水压的要求外，对水温有某种要求。如松花江冬季最冷月平均水温5C,建筑内如设淋浴其使用温度为40C;如设游泳池，池水水温27C。为此，我们需要采取一系列工程技术设施，以解决加热、送配及相应的问 题。如冷水加热后体积膨胀、气水分离、管道受热伸长等，热水的水质控制问题，蒸汽压力 过高。3.室内排水工程主要包括三类：生

3、活排水生产排水屋面雨排水室内排水工程的任务就是把在生产及生活中产生的污水（废水）及时、迅速的排放到室外排水管网中去，以保证环境卫生及使用便利，如宿舍堵水。我们知道， 给水一经使用， 即被污染， 其用途不同， 其所受到的污染程度亦不同。 这样， 排水就有了污水和废水之分， 污水与废水是相对而言的， 通常我们说冲洗厕所的排水为污水， 洗浴后的排水为废水。室内排水系统将各类污（废）水合流排出，还是分别排出，这就是我们以后要介绍的排水方式问题。 排水方式应根据排水性质、 水量、 受污染程度及室外排水管网 和处理设施情况而定。另外， 高层民用建筑及大型工业厂房屋面雨水内排水， 也是室内排水工程的重要任务

4、之一。总而言之，室内给排水工程的任务：为用户提供方便、舒适、卫生、安全的生产、生活 环境。二.室内给排水工程于室外给排水工程及其它专业的关系1.室外给排水工程的关系建筑给排水是给排水中不可缺少而又独具特色的组成部分，与城市给排水、 工业给排水并列组成完整的给排水体系。“建筑给排水工程” 是给排水专业的一门技术课程， 它与室外给排水工程相配合， 形成2 / 76由图可知，建筑给排水工程是室外给水工程的终点，是室外排水工程的起点。 室外给排水工程是为室内给排水工程服务的，是为其存在而设置的。室内外给排水工程相互关联、相互影响。因为建筑物其功能本身对室外给水工程提出了相应的水量、水压要求，而室外给水

5、工程的现状，势必影响到室内给水排水系统的选择和布置。需要与供给本身就是一对茅盾， 给排水工程技术人员就是要利用自己所学到的知识，掌握的技术解决这一矛盾，从而经济、 合理的满足人们生产、生活用水的要求。2.与其他专业的关系建筑给排水工程是建筑物的有机组成部分。它和建筑学、建筑结构、建筑采暖与通风、 建筑电气、燃气共同构成可供使用的建筑物整体，在满足人们舒适的卫生条件，促进生产的正常进行和保障人们生命财产的安全方面，建筑给排水起着重要的作用。建筑给排水的完善程度，是建筑物标准等级的重要标志之一。旅游宾馆的星级标准条件按（1）地理位置环境、建筑装修（2）设施设备（3）餐厅、酒吧和厨房（4）公共设施等

6、四大项进行评分。一星级饭店80分；二星级120分；三星级220分；四星级300分；五星级330分。一个现代化的工业与民用建筑，是由建筑、结构、水、暖、电、通讯等有关工程所构成 的综合体，建筑给排水工程为其中的一部分，是一个必不可少的专业。在设计中应考虑到与其它专业相互协调、配合。如何配合哪？各专业在确定各自的设计方案后，向有关专业提出相应的技术要求。如水专业，向建筑专业提出设备用房要求（设备间、水箱间）有平面面积、高度上的要求；向电气专业提出动力配电要求。即启动消防泵的要求，自动灭火装置的自动报警要求；对暖专业提出采暖通风的要求，有热水供应的要提出热媒用量（高温水、蒸汽）； 向结构专业提出基础

7、留洞，设备荷载，各种设备支吊架，预埋件的要求。各专业也向水专业 提出有关要求，即给水排水要求，如设置空调系统，需要循环水进行冷却，循环水的补充水 量，水压及排水。一幢建筑只有各专业都充分发挥其功能，紧密配合，协调一致，才能最大 限度的发挥该建筑的使用功能。（如消火栓的布置）要做到紧密配合，协调一致，这要求工程技术人员不但应熟悉本专业设计原则，同时还要熟悉其他专业的一般性的设计原则。 在相互配合中做到既使自己本专业设计合理， 又能为 其他专业提供便利（如选泵），避免设计中出现不尽合理的问题。如卫生间、化验室设在变电所、厨房、冷库楼上，给排水管道设置带来困难。三.建筑给排水的发展五、六十年代，我国

8、城市的三、四层建筑居多，且室内卫生设备不完善，有上水无下水，自来水普及率低。建筑给排水工作仅限于室内的上、下水管道。六十年代至八十年代，通过 对许多工程实践的总结，对以往机械搬用国外经验并造成某些失误进行了总结，并在总结的基础上，在建筑给排水范畴内开始形成并确立我国独立的技术体系，1986年建筑给排水规范通过国家级审定。近年来， 随着国民经济的发展， 室内卫生设备的完善与普及， 使得建筑给排水技术水平 得到了相应的发展。特别是80年代起，我国高层建筑在许多大中城市如雨后春笋般拔地而 起，目前1030层建筑为数甚多，3050层3 / 76建筑不胜枚举，同时旅游业的发展，也促进了大 型豪华宾馆的兴

9、建。 这一切都对建筑给排水提出了更高的要求， 并促进了其发展。 建筑内给 排水不再单单是上、下水管道，还要有热水供应，不但要设消火栓灭火系统，而且要设自动 喷洒系统；人们不但要有一个优美、舒适的生活环境，吃的好，住的好，还要娱乐健身，相 应的室内游泳室、桑那浴、冲浪浴在一些楼堂馆所建成，如哈市即将建成的“康乐宫” 。建筑业的兴旺与发展， 对建筑给排水提出了一系列的亟待解决的问题， 如给水系统的自 动控制、节约用水节能的研究、噪声及水锤的防止、高层建筑消防问题、污水立管通水及通 风问题和雨水系统的计算问题，等等。要解决研究的问题不少， 因此创造更加完善的建筑给排水工程技术体系， 是每个从事给 排

10、水工程技术人员的责任和义务，这责任，责无旁贷；这义务，义不容辞。四.课程特点及要求 建筑给排水工程是一门应用科学，涉及的知识面广，涉及到流体力学、热力学、物理化 学、微生物学等课程的基础知识和原理。 学习这门课程的目的是让大家了解和掌握建筑给排 水工程的设计原理和方法。我们知道，一项工程设计，是多种基础知识的集合与体现，我们 就是要通过学习这门课程， 完成一个把理论应用于实践的过程， 使大家既学到知识又掌握能 力。当然这需要一个过程，我们希望对大家能起到一个入门的引导作用。要求：通过本课程的学习使大家掌握 建筑给排水工程设计的原理和方法，能在教师指导下完成一般建筑的给排水工程设计。学时：教材：

11、考试：课设：第 1 章 建筑内部给水系统1-1建筑内部给水系统的分类和组成建筑内给水系统的任务： 是根据用户对水量和水压的要求， 将水由城市管网输送至装置 在市内的各种配水龙头、生产机组和消防设备等用水点。一.建筑内给水系统的分类按用途分为三类1.生活给水系统 生活饮用水系统与人体直接接触的或饮用的烹饪、饮用、 盥洗、洗浴，达到饮用水标准。杂用水系统 冲洗便器、 浇地面、 冲洗汽车等非饮用水 标准目前国内通常为节省管道，便于管理将饮用水与杂用水系统合二唯一它所具有的特点是：(1)用水量不均匀；(2)水质达到国家饮用水标准。国家现行的生活饮用水标准控制指标主要有四类(1)感官性指标：指人的感觉器

12、官可直接感受的指标，即色、浊度、嗅味、肉眼可见物， 达不到这些指标虽不一定对人体造成伤害，但却会让使用者产生厌恶感。(2)化学指标：指水中化学物质的含量，这些物质一般不对人体造成危害，但超标会给 生产、生活带来不利影响，如：pH值(6.58.5)-过低会造成腐蚀，过高会徽析出溶解盐和降低氯消毒效果硬度一一过高，浪费肥皂(每增加1mg/L,每吨水浪费肥皂1215克)加热时结垢(锅炉水垢每增加1mm，耗煤量增加28%，加热器结垢 降低传热条件，管道结垢增加水头损失)铁、锰含量一一超标水呈红褐色，铁锰的化合物沉淀会使洗涤的衣物、器皿上产生绣斑。挥发酚超过0.002mg/L，加氯消毒时形成的氯酚，产生

13、异臭4 / 76锌超过5mg/L，谁会产生涩味。(3)毒理性指标：指有毒有害物质的最高允许标准。超过指标就会引起急性或慢性中毒，如：氟化物一一高引起牙齿斑釉河骨质硬化，含量少引起龋齿；氰化物一一超标引起神经衰弱、头痛、血压降低等症状；Hg含量过高会危害神经系统、心脏、胃、肠道病；铝 含量超过规定引起神经和血液系统的病变。(4)细菌学指标：间接衡量水指被病菌污染情况的指标，包括a.细菌总数100个/ml，是反映水体受生活污水或者其他有机物污染程度和水处理效果的指标，超标说明水体污染严重或水处理效果降低。b.大肠菌群数：w3个/L,本省并非致病菌，但因其数量多，其生存条件与肠道疾病相似，所以用以指

14、示其它病源菌存在的数量。游离余氯：保持一定浓度，可以抑制残存病源菌的再繁殖，并保证水在输送和贮存过程中继续维持消毒效果，再污染的指示信号。2.生产给水系统特点：用水量均匀；水质要求差异大生产给水系统由于各种生产工艺不同，系统的种类繁多，如直流给水系统，循环给水系统，纯水系统。生产给水系统对水量、水质、水压及完全供水的要求要因工艺不同而不同， 需要详尽了解生产工艺对水质的要求。3.消防给水系统特点：用水量大；对水质无特殊要求；压力要求高分类：消火拴给水系统；制动喷水灭火系统上述三个系统不一定独立设置，应根据各种用水对水质、水温、水压等具体要求，考虑技术上可行，经济上合理，安全可靠等因素，将其中二

15、种或三种系统合并，形成：生活一一消防给水系统生产一一消防给水系统生活一一生产给水系统生活一一生产一一消防给水系统二.室内给水系统的组成1.引入管：室外给水管网与室内给水管网之间的联络管，也称进户管，见P24,图2 -1,对工厂、学校区引入管指总进水管。2.水表节点： 水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的闸门、泄水装置的总称。闸门 关闭管网，以便修理和拆换水表，表前阀为闸阀h保证表前水流直线流动 泄水检修时改变管网，检测水表精度测进户点压力 旁通管设有消火拴的建筑物， 因断水可能影响生产的建筑， 不允许断水的建筑物如 只有一条引入管时，应绕水表装旁通管。水表的安装：应安装在便于检修和读数

16、，不受曝晒、不结冻、不受污染及机械损伤的地 方。螺翼式水表前应有810倍公称直径的直线段 旋翼式水表前后应有300mm直线段，以保证表前水流平稳，计量准确。3.管道系统 水平垂直于干管立管支管5 / 764.附件：配水附件各式龙头调节附件阀门、止回阀、截止阀5.升压和贮水设备 室外给水管网的水压或流量经常或间断不足，不能满足室内或建筑小区内给水要求 时，应设加压和流量调节装置，如贮水箱、水泵装置、气压给水装置。6.室内消防设备 根据建筑物的性质、规模、高度、体积等条件，根据消防规范而定。 普通的消防给水系统消火拴系统特殊的消防给水系统喷洒系统1-2给水方式给水方式即为给水方案，它与建筑物的高度

17、、性质、用水安全性、是否设消防给水、室 外给水管网所能提供的水量及水压等因素有关，最终取决于室内给水系统所需总水压H和 室外管网所具有的资用水头（服务水头）H0之间的关系。H室内给水系统所需总水压H0 室外管网所具有的资用水头给水方式有许多种， 介绍几种基本方式， 在工程中可根据实际情况采用一种或几种， 综 合组成所需要的形式。1.直接给水方式适用范围：室外管网压力、水量在一天的时间内均能满足室内用水需要，HH。供水方式：室外管网与室内管网直接相连，利用室外管网水压直接工作。特点： 系统简单， 安装维护可靠， 充分利用室外管网压力， 内部无贮水设备， 外停内停。6 / 762.水泵水箱供水方式

18、1）单设水箱供水图1-2单设水箱的给水方式适用：室外管网水压周期性不足，一天内大部分时间能满足需要，仅在用水高峰时，由 于水量的增加，而使市政管网压力降低，不能保证建筑上层的用水时。供水方式：室内外管道直接相连，屋顶加设水箱，室外管网压力充足时（夜间）向水箱充水；当室外管网压力不足时（白天），由水箱供室内用水。特点：节能 无需设管理人员 减轻市政管网高峰负荷（众多屋顶水箱，总容量很 大，起到调节作用）屋顶造型不美观水箱水质易污染。注意：采用该方式，应掌握室外供水的流量及压力变化情况，及室内建筑物内用水情况，以保证水箱容积能满足供水压力时，建筑内用水的需要。2仅适用于用水量不大，水压力不足时间不

19、很长的建筑。V不大于20m32）水泵水箱联合供水适用：室外管网压力经常不足且室内用水又不很均匀的供水方式，水箱充满后，由水箱IT”配水龙头I图1-1直接给水方式H工 产工工配水龙头7 / 76供水，以保证用水。8 / 76特点：水泵及时向水箱充水，使水箱容积减小，又由于水箱的调节作用，使水泵工作状 态稳定，可以使其在高效率下工作，同时水箱的调节，可以延时供水，供水压力稳定，可以 在水箱上设置液体继电器，使水泵启闭自动化。图1-3水泵水箱联合供水方式3水泵给水方式1）恒速泵适用：室外管网压力经常不满足要求，室内用水量大且均匀，多用于生产给水。2）变频调速泵供水适用：当建筑物内用水量大且用水不均匀

20、时，可采用变频调速供水方式。特点：变负荷运行，节省减少能量浪费，不需设调节水箱。图1-4水泵给水方式4分区供水方式适用条件：多层建筑中，室外给水管网能提供一定的水压，满足建筑下几层用水要求,水平十管水池-/水泵泄水管水农旁通骨lEL叫阀产 E8 / 76且下几层用水量有较大。供水方式：下区由市政管网压力直接供水； 上区由水泵水箱联合供水， 两区间设连通管, 并设阀门，必要时，室内整个管网用水均可由水泵、水箱联合供或由室外管网供水。宅外给水管网水压线世朮池止伍協水管图1-5分区供水方式5环状供水方式按用水安全程度不同，管网为枝状管网、环状管网。枝状：一般建筑中的给水管路环状：不允许断水的大型公共

21、建筑、高层或某些生产车间形式：水平环状、垂直环状三室内给水系统的管路图式上述各种给水方式按其水平干管在建筑内敷设的位置分为：1下行上给式：水平干管敷设在地下室天花板下，专门的地沟内或在底层直接埋地敷设，自下向上供水。民用建筑直接从事外管网供水时，多采用此方式。2上行下给式：水平干管设于顶层天花板下，吊顶中，自上向下供水。适用：屋顶设水箱的建筑，或下行存在困难时采用。缺点：结露、结冻，干管漏水时损坏墙面和室内装修、维修不便。另外，按用户对供水可靠程度要求的不同，管网分：枝状（一般建筑）和环状（不允许断水的建筑）1-3室内给水管道的布置和敷设一.给水管道的布置1引入管：从配水平衡和供水可靠考虑，宜

22、从建筑物用水量最大处和不允许断水处引入（用水点分布不均匀时）。用水点均匀一一从建筑中间引入，以缩短管线长度，减小管网水头损失。条数：一般一条，当不允许断水或消火拴个数大于10个时，2条，且从建筑不同侧引入，同侧引入时，间距大于10m。防冰防压 室外：冰冻线以下0.2m以下，粘土0.7m以上：室内穿基础，基础下。浮球戒位器浮琢阀评球阀阀门水表生10m10 / 762.水表节点：北方承重墙内；南方水表井3.室内给水管网：与建筑性质、外形、结构状况、卫生器具布置及采用的给水方式有关 力求长度最短,尽可能呈直线走，平行于墙梁柱，照顾美观，考虑施工检修方便。2干管尽量靠近大用户或不允许间断供水， 以保证

23、供水可靠， 减少管道转输流量， 使大 口径管道最短。3不得敷设在排水间、烟道和风道内，不允许穿过大小便槽、橱窗、壁柜、木装修。4避开沉降缝，如果必须穿越时，应采取相应的技术措施5车间内给水管道可架空可埋地， 架空时， 不得妨碍生产操作及交通， 不在设备上通过。 不允许在遇水会引起爆炸、燃烧或损坏的原料、产品、设备上面布管道。埋地应避开设备基 础，避免压坏或震坏。二.敷设根据建筑对卫生、美观方面的要求不同，可分为明装和暗装1.明装：管道在室内沿墙、梁、柱、天花板下、地板旁暴露敷设。 优点：造价低，便于安装维修；缺点：不美观，凝结水，积灰，妨碍环境卫生。2.暗装：管道敷设在地下室或吊顶中，或在管井

24、、管槽、管沟中隐蔽敷设。特点：卫生条件好，美观，造价高，施工维护均不便。适用：建筑标准高的建筑，如高层、宾馆，要求室内洁净无光的车间，如精密仪器、电 子元件等室内给水管道可以与其它管道一同架设， 当应考虑安全、 施工、 维护等要求。 在管道平 行或交叉设置时，对管道的相互位置、距离、固定等应按管道综合有关要求统一处理。3.引入管1防冰防压 室外部分：管顶标高在冰冻线以下20cm；覆土不小于0.71.0m2离墙：在基础下通过，留洞；穿基础d+20011 / 760.77l/s,比较9-10管段，30个给水当量折合qg=1.1vv2.8l/s故8-9管段流量按2.8l/s计，9-10管段仍按2.8

25、l/s计。8-8-1管段的水头损失=2.6331.9m，故需调整管径，减少水头损失，调整后8-8-1管段：hl=1.409m，二h=1.2hl=1.2x1.409=1.69m=1.7mv1.9m水表损失（分户表）通过3-2管段的水表流量q= q31.9m，不满足要求。解决方法：1上层高位水箱改为低位水箱2改上行下给式供水3继续放大管径4水箱充满水时为满足要求，其它时间不满足要求，控制最低液为0.5m。5管网为非设计流量时，流量减少，损失亦应相应减少。注：流出水头未考虑3.考虑清通维护检查口，清扫口4通气四. 确定管径立管I:卫生器具个数当量总数则HB2qg0.92KB0.921 / 76污水盆

26、71.07肌=7X4.5=38.5qu=0.12：. Nuqmax= 0.122、38.51.5=3.0l/sv4.5满足要求选DN100mm，允许4.51/s出户管：Nu1 Nu2qu=0.12 214 4.5 14 1.5= 0.24.771.5=3.5l/sv4.5符合要求存在问题：出户点标高？相关因素：市政排水管道标高？地面荷载、冰冻线第 4 章建筑消防给水4- 1消火栓给水系统及布置低层建筑：扑救初期火灾高层建筑：满足自救需要一.设置原则执行国家建筑设计防火规范，高层民用建筑设计防火规范。例：第8.4.1条第4款：超过七层的单元式住宅，超过六层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点

27、的单元 式住宅。（应设室内消防给水）22 / 76建筑内消火拴给水系统组成、组件及类型（一）组成及组件水枪、水龙带、消火拴、消防水喉、消防通道、水箱、消防水泵接合器、增压设备和水1.水枪qxhw31/s, $16, DN50 qxh3l/s, $16,19,DN653.消火拴内扣式快速连接螺母+球形阀，单出口、双出口DN65,DN504.消防水喉小口径拴25mm,喷嘴，$68mm,L=20,25,30m工作压力：106Pa=103kPa=1MPa=10kg/cm2爆破压力：3x106Pa=3MPa=30kg/cm25屋顶检验用拴5.消火拴箱一一玻璃门内置：消火拴、水枪、水龙带、水喉、消防报警及

28、启泵装置设置：承重墙，明、暗、半暗6.消防水泵接合器作用：一端接室内消防管网，另一端可供消防车加压供水组成：闸门、安全阀、止回阀形式：地面、地下、墙壁式设置点：便于消防车接管供水地点；周围有1540m范围内*水池。7.消防给水管网环状，立管不变径。低层可生活+消防，高层 独立8.消防贮水设备及加压设备、水源初期火灾用水（10分钟）水箱，气压给水装置火灾连续用水水池可与生活贮水合用，但存不动用措施消防水泵 水源（二）类型1.不设消防水箱及水泵的消火拴给水系统室外管网的压力及水量在任何时候均可满足室内消防要求2.仅设水箱只保证火灾初期10分钟供水（室外水量及压力不足）3.设消防贮水箱、消火拴泵的消

29、火拴系统火灾延续时间内由室内保证消防用水量及水压4.分区供水的室内消火拴系统（高层）源。喷嘴口径：13，16，19mm与水龙带接口：用快速螺母连接。2.水龙带DN50mm，DN65mm麻质：抗折叠，质轻，水流阻力大 橡胶：易老化，质重，水流阻力小23 / 76分区原因：从便于灭火和系统安全考虑分区依据：最低处消火拴最大静水压力超过80mH2O时分区方式：串联分区，并联分区24 / 76三、设置要求1.设有消火拴的建筑内，其各层均应设置（无可燃物的设备层除外）;2.设在明显、易于取用的地点（走廊、楼梯间、大厅入口处）;3.保证有二只水枪的充实水柱同时达到室内任何部位（H24, V25l/sb）防

30、止消防贮水被动用的措施c）水箱安装高度：原则上满足最不利点灭火设备所需水量和水压。一类高层（住宅除外），可设增压设备，气压罐、稳压泵。二类公共建筑、一类住宅，水箱高度：最高处消火拴静水压力玄7mH2O七、 消防泵及泵房a）消防泵吸水管应有独立的吸水管b）消防泵自灌吸水c）消防泵压水管二条与环管接d）备用泵：不小于一台主泵的能力e）泵房有直通室外出口，在楼层内应靠近安全出口4-2建筑内消火栓系统的水力计算目的：确定管径、系统所需压力、选定设备一.消防用水量根据：火场用水量统计资料，消防设备供水能力， 建筑物的重要性和保证建筑物的基本安全及国民经济发展水平等因素综合确定。建筑设计防火规范高层建筑设

31、计防火规范。二.充实水柱充实水柱从水枪喷口射出的水流，为保证一定的强度而需要的密集射流长度。过长，压力大，作用力大，使用不便，过短，不能射及火焰充实水柱，低层Hm7m甲、乙厂房，大于六层民宅Hm10m26 / 76咼层Hm玄13mHqH计算：Hm Hn-建筑层高s i n三.水力计算1拴口所需压力HxhHxh=HqHdHq枪口造成某长度的充实水柱所需水压Hd水龙带水头损失求Hq12mv2不计空气阻力，理想状态下的射流长度，所以2v2g其中：v水流离开喷嘴的流速g 重力加速度22 / 76图5-2垂直射流组成= mgHq则：Hq28 / 76实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力，Hf二Hq-

32、AHHf垂直射流高度.H=Hq-Hf按水力学管道的沿程损失公式：H二iL& vHLdf2g式中： 水流与管壁的阻力系数，因是水流在空气中流动故用df柱口喷嘴直径22rHq与喷嘴直径有关的系数，由试验得：0.252俵5-8，p79)df+(0.1df)2Hq与Hm之间的关系由试验H f - -fHmHf-垂直射流高度4:f试验系数，:f=1.19 80(0.01Hm)(表5-9)L水流流动距离，用Hf代替LHf1 - Hf：fHm给出了Hq与Hm之间的关系(f，查表得Ki代替K1v2df2gHfHq存HqdfHf令:Kdf整理：Hf匕一1+GHqHf1一Hf建立了Hq与Hf的关系Hq29

33、 / 76故确定了Hm值后，便可求出产生Hm的枪口压力值实验证明：充实水柱长度与倾角无关水龙带损失2Hd - AzLdqxh式中：Hd水带水头损失，mH20Ld水带长度，mAz水带阻力系数qxh消防射流量，l/s消防射流量qxhqxh与水枪枪口压力Hq有关，规范规定qxh5l/s,qxh2.51/s,Hd=A Ldq；h=0.0154 20 2.92=2.52 A (p80,5-12表)Hxh= HqHd=10.72.52 = 13.2mH2O查表p80，表5-11根据Hmqxh=2.91/sHq=10.7mH2。HHxh最不利点消火拴压力确定。2.消防贮备水量计算qfx60 xtxVxh-1

34、000V池=3.6(Q-QL)T-其中：q-室内消防用水量t-初期火灾时间，10分钟Q-室内外消防用水量，l/sQL水池连续补水量T-火灾延续时间3.管路水力计算 目的：确定DN和a h环状网：假设不通水管段，选不利管段进行计算，方法同给水1）水箱供水：从水箱出水口到最不利点算xh，已确定水箱安装高度，选补压设备。2）水泵供水：从水池液面到最不利点求vh，选泵的扬程。1建筑内同时发生火灾的次数为1次，着火点1处2消防管，低层玄50,高层玄100,且立管不变径（流向水箱供水、水泵供水，双向）3各立管流量确定应符合规范要求，p82，表5-13各管段流量应符合实际情况4.余压消耗多层建筑，最不利点A

35、HxA=HqHd；qxA二BHxAH-B=HqHdh；qxBB（HXAh）使得qxBqxA，故B点着火消防射流量增大，32 / 76使水箱贮水迅速放空。（数据10层建筑，低层出水量=2.5,10分钟水在5分钟用完），为保证柱出水均匀，需将余压消耗掉。 采用减压孔板2h =v2gQ Qqxhv二国-d2-d244qXh/（-d2）2h-，求出d即为孔口 口径。2g各层h不同，求出孔径不同，由小到大，由下到上。4增压设备选型1水泵，H、Q2气罐局部增压V水=30s，室内消防用水量代替水箱V水=60s,室内消防用水量Pmin应满足最不利点消火拴口需要的水压。4-3自动喷水灭火系统及布置一.组成及动作

36、过程自喷系统是一种固定式的自动喷水灭火系统设置，在国外有百年的历史，国内有五十余年的历史，是控制火灾的有效手段之一。与消火拴系统相比有如下优点：1自动报警，自动洒水。2随时处于准备工作状态。3从火场中心喷水，并不受烟雾的影响，造成水渍的损失小。4灭火及时，25min使火灾不易扩散，灭火成功率高：美国纽约6978年十年间，254起装有自动喷淋灭火系统的建筑发生的火灾中有仅开放3个喷头而扑灭的火灾239起，成功率94.1%。美国国家防火协会19221967（45年）发生火灾81425起，自动喷淋设备火灾控制率96.2%。澳大利亚和新西兰18861967（81年）扑救了5734次，成功率99.8%。

37、成功的灭火，保证建筑的安全，国外应用于各类建筑及住宅（保险金下降，10年内回收）投资：占建筑总投资的13%我国自动喷淋设置要求见规范。二、 分类1.闭式：湿式系统充水4Cv室温v70C建筑干式系统充气70Cv室温V4C预作用式一一探测系统+喷水系统。快速排气充水，变干式为湿式，减少误报、 水渍。2.开式：水幕一一冷却、阻火、防火隔断雨淋一一严重危险级别喷雾一一喷射出水雾状，起冷却、窒息、稀释、乳化作用。33 / 761.湿式 适用4CvtV70C2.干式适用无采暖场所管路容积V2000L3.预作用适用建筑装饰要求高，灭火要求及时4.水幕5.雨淋喷水系统6.水喷雾灭火系统三、布置7.喷头布置：喷

38、头布置在吊顶下正方形A = B = 2Rcos45长方形A2 3B2=（2R）2R喷头的最大保护半径（见P270表4-3）表中给出的喷头的最大保护面积F=12.5m2,R=2.5m，D=5m正方形A =B. A =、.F = 3.54。规范正方形最大间距为3.6m。长方形F = A B 12.5二A B选A=4.0mB=3.1m2.管网布置1）中央布置2）侧边布置支管喷头个数8个 报警阀个数500个4-4自动喷淋灭火系统的水力计算目的：选定管径，计算管路的总水头损失，确定实际消防用水量和所需总压力，选择加压设备。1.基础设备建筑物危险等级消防用水量（1设计喷水强度（L/m2min）作用面积（m

39、2）喷头作用压力（Pa）严重危险生产建筑5010.03009.8x104储存建筑7515.03009.8x104中危险级206.02009.8x104轻危险级93.01809.8x104注：1）困难时，最不利点工作压力可为5X1042设计流量=1.3理论流量3消防用水量=设计喷水强度/60XF2.计算方法1）步骤1选择系统内最不利计算管路，从末端起编号。2逐一计算各喷头节点的出流量和各管段的流量，使计算管段的流量为规定流量的1.3倍。3按求出各管段的流量（vv5m/s）初选管径，求出水头损失。4流量达到设计流量后的管段，其流量按设计流量求水头损失。34 / 765确定水泵扬程举例1特性系数法管

40、段I喷头123.4管段n喷头a.b.c.d每个喷头的出水量q =BH式中：ql/sB=0.184(d=12.7)H喷头工作压力，mo(HkPa时，B=0.0184)B喷头特性系数，喷头一定，该值为常数，故喷头出水量与作用于每个喷 头上的工作水头有关。喷头管段特性系数B某点压力H( mH20)流量Q(l/s)Q2dALm10.184H1=5.0q1=0.961-2Q1 2 =0.960.92250.43673.6h-i_2=1.4520.184H2= H勺+ h1-2=6.45q2= J0.184X6.45=1.092-3Q2J3 =q1 *q2=2.054.20320.0943.6h2_3=1

41、.4230.184H3 2也=7.87q3= Jo.184汉7.87=1.203-4Q34 = q1+ q2+ q3=3.2510.56320.0943.6hg_4=3.5740.184H4 = H3+h3,=11.44q4=丁0.184心1.44=1.454-5Q=3.25+1.45=4.7022.10400.0451.8h4_s=1.795-6H5W +h“=11.44+1.79=13.23Q=4.7022.10400.0453.6h5-6=3.586H6 W “5,=16.8135 / 766-7Q6_Z =Q5_6+Q6_d节占八、管段喷头特性系数节点压力H( mH20)流量Q(l/s

42、)Q2管径d(mm)比阻A(S2/2A )管 长L沿程损失2h =ALQ10.184H1=5.0q1=JBH1=0.961-2Q1 2 =0.960.92250.43673.6h1-2=1.4520.184H2 = H 1* hr _2=5+1.45=6.45q2= JBH2=1.092-3Q2=q1 +q2=2.054.20320.0943.6h2_3=1.4230.184H3= H2+ h2=6.45+1.42=7.87q3= Q BH3=J0.184X7.87=1.203-4Q3M =q1 *q2 *q3=3.2510.56320.0943.6h3_4=3.5740.184H4 *3卄3

43、_4=11.44q4= JBH4=J0.1841.44=1.454-5Q4)=q1+q2+q3+q4=3.25+1.45=4.7022.09400.0451.8h4_5=1.795-6H5= H4+ h4_=13.23Q5_6 =Q4_5=4.7022.09400.0453.6h5_6=3.586H6=H5+h5上=13.23+3.58=16.8136 / 766-7Q6_7 =Q5_6+Q6_dQ6H=?，采用与管段I相同计算法，得He=H5=13.23mH20,为保证最不利点，节点6压力值只能是16.81 mH?。，：QeQ53。由于管段I与管段的水力条件相同（管径、管材、喷头口径）bH6

44、，故管段n的流量为管段I流量的倍数。按此方法进行流量计算直至满足规定流量后, h。2.平均喷水强度法。例，按中危险级1选择最不利位置划作用面积管段的流量不再增加， 管径并不变化，求H5 _H4令H.H5 456Q4:S4Q5 _6Q6 _d二Q437 / 7660Q设-1.33Q理-1.33 20.4 = 27l/s5作用面积内平均喷洒水强度38 / 76=8 |/m2min规定6 l/m2min6校核作用面积内任意四个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不大于也不小于规 定值的20%=7.286 1.2 = 7.2，不符合，基本符合。第 5 章建筑内部的排水系统5-1排水系统的分类和组成一.污

45、水管道分类1生活排水2.工业废水3雨排水合流制：将上述三类污废水中的两类或三类统一用一套管道系统排出。 分流制：分别设置管道系统排出二.建筑内排水系统组成1.卫生器具或生产设备受水口2.排水管系卫生器具排水管；横支管；立管；总干管；出户管3.通气管系通气管系作用：1）向排水管内补给空气，水流畅通，减小气压变化幅度，防止水封破坏2）排出臭气和有害气体3）使管内有新鲜空气流动，减少废气对管道的锈蚀 通气管形式1）伸顶通气离出屋面0.3m，且大于积雪厚管径：北方比立管大一号南方比立管小一号2）专用通气管（管径比最底层立管管径小一级）当立管设计流量大于临界流量时设置，且每隔二层与立管相同3）结合通气管

46、（不小于所连接的较小一根立管管径）10层以上的建筑每隔68层设结合通气管，连续排水立管及通气管4）环形通气管（管径见p105表6-1）横支管连接6个以上的便器，横支管连接4个以上的卫生器具且管道长度大于设置。5）安全通气管横支管连接卫生器具较多且管线较长时设置6）卫生器具通气管卫生标准及控制噪音要求高的排水系统。4.清通设备检查口：立管上，距地面1.0m，隔10m设置，顶、底层设。1.36 6011.52=7.08 v6 1.2 = 7.2，符合不大于20%的规定值Q36 60 202041.36 6011.2012m时39 / 76清扫口：横管，隔一定间距清通用5.抽升系统6.室外排水管道：

47、室外第一个检查井至城市下水道之间管道。7.污水局部处理构筑物。5-2排水管系中的水气流动的物理现象.水封及水封破坏.排水横管中的水、气流动水流流态和基本特征图5-1横支管内压力变化1.冲激流水流特点：历时短，流速大，来势猛，尤其是大变器的支管上更明显。现象：形成水跃，使水面壅起，短时间充满管道断面，流速增加，动能亦增加。这种不 稳定的非均匀流冲激流。一定时间后水面下降，流速下降。结论：冲激流虽然在短时间内形成高峰流量，但由于设计充满度的考虑，使管道有足够的空间容纳高峰流量，且vf,故不会冒水。冲激流以较高的流速冲刷沉积物，有利于排水支管的排水功能。2.压力变化a.横支管排水管非满流， 给空气留

48、有自由空间，冲激流状态下，排水点处形成水塞，使空气 不能自由流动，引起压力波动，如：B点大量排水，形成水塞，充满管道，AB管段气体受到压缩，压力升高，正压，BD段气体受压缩，形成正压，使存水弯中水层上升直至破坏，称正压喷溅。40 / 76随水流排出，AB管空气随水流流走，且由空间增大而变扩疏，形成负压，抽吸A存水弯中的水层，使之下降，甚至全部流失。当满流水流至C点，会因惯性抽吸C点水层水，使之下降，甚至全部抽走一一抽吸冲激流引起正压负压变化，不利于排水横支管正常工作。b.横干管注意：对多层建筑地下横管来说所，当立管排来水量过大时， 在立管底部产生强烈的冲激流，此时参混在水中的气体受阻不能自由运

49、动，受到强烈的使管内压力增加，形成正压区，严重时，将污水从底层卫生器具存水弯中反喷出来，因此在无专用通气立管时，设计时应将 底层横支管与地下横管中心线距离应有最小高度。56层0.75m （低）；79层3m；20层6m。且规定立管底部距横支管水平距离不得小于1.5m。三排水立管中的水、气流动S(b)(T图5-2立管水流状态1.立管中水气流的基本特征断续的非均匀流；水气两相部分充满水，水流夹气；形成气压核心水流中空部分包卷着气体（水包气）引起压力变化2.立管中水流运动的三个阶段1附壁螺旋状态流流量小时，水流附着管壁作螺旋运动（因水流受到管壁摩擦阻力），空气可以自由流通,气压稳定为大气压。2水膜流水

50、流增加到足以覆盖住管壁，管壁的吸附力大于水的表面张力，使水流附着在管壁作片状的水膜流状态下落。水膜流具有二个主要特征：a.会形成短时间的水塞一一隔膜流，但管道中有足够的空气量可以冲破水塞，使之继 续作水膜运动，1/31/4充水率。41 / 76b.水膜运动由变速运动到匀速运动42 / 76水膜形成后作加速运动，膜的厚度与下降变速运动的速度成正比，在足够长的管段上,当重力与摩擦力相等时，e不变，v亦不变，此时的流速vt终限流速3水塞运动当流量达到充水率1/3以上时隔膜流形成频繁，形成不易破坏的水塞，水塞引起立管气 体压力激烈波动，形成有压冲击流，在其前方形成正压，后方则为负压，其数值足以对卫生

51、器具水封产生回压及抽吸现象，不利排水工况综上，对于一定的管径的立管，夹气水流的大小， 决定着立管工况的优劣，因此必须把立管的水流流量控制在一定的范围内，以免在水流下降的过程中引起管道内压力的波动。立管的最适宜流量应在水膜形成的范围内，即充水率为1/31/4，此时，即充分发挥了立管的通水能力，而其压力波动又不至于太大（控制在允许范围内），立管设计流量负荷极限值，依此原则确定。3.排水立管中水膜流运动的动水力分析力学分析的目的：确定各种管径立管的通水能力。水膜中空的圆柱体状若按自由落体其下降v = 2gH试验表明：立管内的水流并非作自由落体运动，而是在下降之初具有加速度，e与v成正比。水流下降一段

52、距离后，当水流受到的管壁摩擦阻力P与重力W等平衡时，便做匀速运动a=0，e不再变化。这种一直降落到立管底部保持不变的下落速度一一终限流速。自水 流入口到开始形成终限流速的距离，称为终限流速。根据牛顿第二定律，建立排水立管中水膜流动运动的微分方程式，按终限流速和终限长度的定义，并引入有关参数，经数学运算得：1 2 25応严訂或审Qu污水立管下落的水流的流量（L/s）dj-立管内径（cm）Lt终限长度Kp管壁粗糙高度（m）,（新铸铁管Kp=25x10-5m）分析：对DN100立管，当Qu=9l/s时，vt=4m/s，当Q、v超过上述值时，立管中的水流为非水膜状态。Lt=0.14433v；或Lt=2

53、.31(Qudj4)5其中：vt终限流速（m/s）43 / 76DN100,Q=9l/s,Lt=3.0m，说明污水由立管经过3.0m降落后，流速v和e不变,流态稳定。表明横支管的排水在立管内引起了压立变化，不会对相邻层横支管的水圭寸产生影响。水力学分析的目的：确定立管在压立允许波动范围内最大通水能力，提供立管设计依 据，我们把下降的水膜视为一中空的圆锥体。取L长度的基本小环，该脱离体在变加速下降过程中同时受到二个力的作用：1重力J W = mg = Qt gg-重力加速度（m/s ）3Q下落水流流量（m /s）二- 水密度（kg/m ）t时间（s）四排水立管的设计负荷摩擦力fP =根据牛顿第二

54、定律:F二ma二m色=W P dtdvm -dtdvgdta、2dj: L v8Qt紊流:= P其中：m t时刻内通过该断面的水流质量(kg)水流内摩擦力，2(N/m )当vTvt时，eTet，此时vt= cost, = 0.1212(KL）3,Kp管壁粗糙高度（m）e即-0,将，=0.1212( dtKz)3代入e终限流速:1QVt=1.75()10()5，此时QL/s；djdjKpcm。终限长度:dv dvdLdtdLdtdLLt= 0.44（丄尸（）KpdjL44 / 76排水立管的允许通过的流量按水膜流计算，即按vt和et确定其流量45 / 764dj-(dj-2et)2e(dj-et

55、)时中dj为已知，故预求Q需确定et=?管断面）。昇224占）27dj即d0=0.866djdj- ddj- 0.866dj-V-T-gj当dj=100时，d =100,et=9.2mm上式告诉我们：虽立管径d =100,et= 6.7 9.2mm管内绝大部分面积通气！而不jio是Q d2v超过et压力波动。4cot171et工程中，把一 ，对应的 一（终限状态时的）列表p113表6-3424 3dj1.47 b (dej E2d3Qu = tVtQu=tvt= _ et(dj一et)vt5Kp取25x10-m解:Qu51.47匕(d -et)2d3l/S在前面分析中知：水膜流时，立管充水率为

56、1一C t4过流断面，- 立当二d、2dodj1 _1二、0.75二0.8664et根据Qu46 / 76选定不同的d，按表6-3邑的比值求出e代入上式，求出不同d时的立管呈水膜状态dj的流量，列表6-4（p114）Q2再根据vt=4（-上）5求出相应的Qu、dj时的vt列表6-4（p114）。dj1我国现行排水规范对排水立管临界流量=-呈水膜状态的通水能力原因：实验是新2管，实际上使用一段时间后管道的粗糙度增加，即Kf,过流能力下降2033%。实验是清水。注意：表6-4立管呈水膜状态时最大允许通水能力，决非设置专用通气立管与否的判别标志，是否需要设置专用通气立管以改善系统的压力波动是以管内压

57、力波动值在土25mmH2O来判断。第 6 章 建筑内部排水系统的计算目的：求出d，横管的i、v和h/v6-1排水定额和设计秒流量一、排水定额、设计秒流量qu1按同时排水百分数计算q=七0nb%其中：q。一一同类型一个卫生器具排水量n卫生器具个数b同时排水百分数（同给水）2按排水当量数计算qu=0.12 . NuqmaxNu排水当量：以污水盆额定排水流量0.331/s为一个排水当量:-建筑物性质系数qmax计算管段上排水量最大的一个卫生器具排水量1/S6-2排水管网的水力计算、设计规定1）流速Vmin=0.7m/svmax二7m/s（生活）;vmax= 10（工业）2）充满度h/Dv147 /

58、76h/Dv1的目的排除气体；调节压力波动避免水气撞击；容纳高峰流量生活h/D=0.50.63）最小坡度imin（p125表7-6）标准坡度v = CRi、计算1）横管水力计算qu二 v1彳1v =R3i2n为方便计，已编制出横管水力计算表，已知Qu、n，选D或vTiD2）立管计算（按临界流量核算）a.设通气立管时排水立管临界流量，表7-4管径（mm）5075100150流量(l/s)5925b无需设专用通气立管临界流量值俵7-3为表6-4减半使用）管径（mm）5075100150流量(l/s):1.02.54.510.0C.无通气立管的排水立管最大排水能力（p125，表7-5）立管工作咼度排

59、水能力（L/s）管径（mm）507510080.40.500.64三、 按维护经验确定1.室内最小管径，d50mm2.凡连大便器管段，d100mm3.大便槽，d150mm4.管径逐渐增大，不得缩小。四、 庭院排水1最小管径最小管径（mm）服务人口最小坡度最大充满度检查井问题150V250(70户)0.0060.5520m48 / 762002500.00430m2.3m。3冲洗厕所排水，需经化粪池后进入城市排水管网。五、化粪池1作用：沉淀，杂质去除率5060%，厌氧分解，使污泥中有机物转化为稳定状态，CxHxOzCO2H2O H?S CH4，有机物去除率2030%。原因：厌氧分解中产生气体，气泡上翻使已沉下来的污泥又翻起，同时气泡的产生破坏了厌氧条件，致使BOD去除率较低，出水呈酸性