建筑设备基本知识

第一篇建筑设备基本知识第一章流体力学的基本知识物质在自然界中的形态：固体(固相)、液体(液相)和气体(气相)流体：液体和气体因具有较大的流动性而被统称为流体。流体力学：流体力学是研究流体处于静止状态与运动状态的力学规律及其实际应用的一门科学。它可分为理论流体力学和工程流体力学。1．1流体的主要物理性质流体的基本特性：质点间内聚力极小(1)具有较大的流动性：不能承受拉力静止时不能承受剪切力没有固定的形状(2)在密闭状态下能承受较大压力液体有固定的体积，但没有固定的形状，能够形成自由表面，而气体总是能充满它所达到的全部空间。流体的主要力学特性液体的惯性：液体同固体一样具有维持其原有的运动状态的特性，惯性的大小同样与质量成正比粘滞性：液体运动时由于内摩擦力的作用，使液体具有抵抗相对变形(运动)的性质压缩性：液体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质热胀性：液体的温度升高，体积增大，密度减小的性质流体的密度和容重流体和固体一样具有质量。流体的质量愈大，惯性也就愈大。密度：对于均质液体，单位体积的质量称为流体的密度粘滞性：=1\*GB3①概念：流体运动时由于内摩擦力的作用，使流体具有抵抗相对变形(运动)的性质=2\*GB3②产生粘滞性的原因：流体在运动时由于相邻流层的接触面上产生了阻碍流层相对运动的内摩擦力(粘滞力)=3\*GB3③粘滞力：在流体运动时，阻碍流层相对运动的内摩擦力⑧结论：水的粘滞性随温度的升高而减小，空气的粘滞性随温度的升高而增大流体的压缩性与膨胀性当温度保持不变时，流体的压强增大、体积减小、密度增大的性质，称为流体的压缩性；当压强保持不变时，流体的温度升高、体积增大、密度减小的性质，称为流体的膨胀性。液体和气体的压缩性与膨胀性有所不同。2液体的压缩性与膨胀性都很小，在实际工程中往往忽略不计，但在研究有压管道中水击现象和热水供暖系统时不可以不考虑。33气体具有显著的压缩性和热胀性，但在采暖、通风、空调工程中，气体大多流速较低，压强与温度变化不大，密度变化也很小，因而也可以把气体看作是不可压缩的。流体静压强的两个基本特性：①静压强的方向指向受压面，并与受压面垂直②流体内任一点的静压强在各个方向上的值都相等静压强的分布规律①静止液体内任意一点的压强等于液面压强加上液体重度与深度乘积之和②在静止液体内，压强随深度按直线规律变化③在静止液体内同一深度的点压强相等，构成一个水平的等压面④液面压强可等值地在静止液体内传递第二章传热学基本知识传热学是研究在温差作用下热量传递规律的学科。它与热力学共同组成热工学的理论基础。传热的基本方式导热（热传导）：一个物体内部或两个物热对流：流体与流体间、流体与固体间。热辐射：一切物体只要高于绝对零度。稳定传热的基本概念:热量在物体中传递的情况是多样的，总的来说，传热可分为稳定传热和不稳定传热；稳定传热：在传热过程中温度差不随时间而变化，始终保持一个恒定值。不稳定传热：温度差随时间而变化，不能保持一个恒定值。一度传热：热量传递的方向性对传热过程也有影响，我们把仅沿一个方向传热的叫一度传热两度传热（三度传热）：沿两个或三个方向传热的叫两度或三度传热。稳定导热导热也称热传导，是热量传递的基本方式之一。2、室内给水系统的分类：生活给水系统生产给水系统消防给水系统3、对室内给水系统的要求：水质水量水压4、用水定额：生活用水定额生产用水定额消防用水量6、室外配水管网的布置:枝状管网环状管网7室内给水系统的组成：给水引入管、给水干管、给水立管、给水横管、给水支管和用水设备等组成室内给水方式一般应根据以下原则进行选择：1)在满足用户要求的前提下，应力求给水系统简单，管道长度短，以降低工程费用及运行管理费用。2)应充分利用城市管网水压直接供水，如果室外给水管网水压不能满足整个建筑物用水要求时，可以考虑建筑物下面数层利用室外管网水压直接供水，建筑物上面几层采用加压供水。3)供水系统应安全可靠、管理、维修方便。4)当两种及两种以上用水的水质接近时，应尽量采用共用给水系统。5)生产给水系统在经济技术比较合理时，应尽量采用循环给水系统或复给水系统，以节约用水。6)生活给水系统中，卫生器具给水配件处的静水压力不得大于0.6MPa，如超过该值，宜采用竖向分区供水，以防使用不便和卫生器具及配件破裂漏水，造成维修工作量的增加。生产给水系统最大静水压力，应根据工艺要求及各种用水设备的工作压力和管道、阀门、仪表等的工作压力确定。室内基本给水方式：1、直接给水方式室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间都能满足室内用水要求不再设置调节、增压设施而直接与室外给水管网连接的给水方式称为直接给水方式。优点：供水可靠、系统简单、投资省、安装维护简单、可充分利用室外管网水压、节约能源，是一种最值得推荐的给水方式。缺点：室内无调节、储水水量，室外给水管网停水时，室内给水管网也随即断水，影响使用。适用于：低层建筑特点：室外给水管网水压经常性不足，而且不允许水泵直接从室外管网吸水和室内用水不均匀时，常采用该种供水方式。这种方式利用水泵将水池中的水提升至高位水箱，用高位水箱储存调节水量并向用户供水。水箱内设水位继电器来控制水泵的开停(水箱内水位低于最低水位时开泵，满至最高设计水位时停泵)。为利用市政管网压力，下部几层往往由室外管网直接供水。优点：由于水池、水箱储有一定水量，停水停电时可延时供水、供水可靠、供水压力较稳定、水泵及时向水箱充水，水箱容积可减小。缺点：1)有水泵振动和噪声干扰。2)要设置专门的水泵房。5)水泵(1)水泵的主要基本工作参数1)流量：在单位时间内通过水泵的水的体积，以Q表示。2)总扬程：当水流过水泵时，水所获得的比能增值，用H表示，单位为mH2O。3)轴功率：水泵从电源处所得到的全部功率，用N表示，单位为kW。气蚀现象：当叶片人口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体将在该处气化并产生气泡，它随同液体从低压区流向高压区；气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生大的冲击压力，且冲击频率极高；由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮和泵壳局部处在极大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为气蚀现象。11、给水管道的布置(1)引入管(2)水表节点(3)给水管道的布置(4)管道敷设(6)管道的防腐、防冻、防结露及防噪声防腐：明装和暗装的金属管道都要采取防腐措施，以延长管道的使用寿命。防冻：设在温度低于零度以下位置的管道和设备，如敷设在非采暖房间的管道，为保证冬季安全使用，应注意防冻。防结露：在环境温度较高、空气湿度较大的房间或管道内水温低于室内温度时，管道和设备表面可能产生凝结水，影响使用和卫生。11防噪声：减振、隔振12、高层建筑室内给水系统(2)高层建筑给水方式1.并联给水方式2．串联给水方式3．减压给水方式第四章室内外排水室内排水系统的任务，就是将建筑物内卫生器具和生产设备产生的污(废)水，以及降落在屋面上的雨、雪水加以收集后顺利畅通地排到室外排水管网中去。室外排水系统的任务是排除城镇生活污水、工业废水和大气降水，以保障城镇的正常生产与生活。室内排水系统的分类根据所排污水的性质，排水系统可分为：(1)生活污水排水系统：(2)工业污(废)水排水系统：(3)雨雪水排水系统：室内排水系统的排放原则：分流制：污水、废水，如果分别设置管道排出建筑物外，称建筑分流制排水合流制：如果将其中两类或者三类污水、废水合流排出，则称建筑合流制排水2、室内排水系统的组成：(1)污(废)水收集器(2)排水支管(3)排水横管(4)排水立管(5)排水干管与排出管(6)通气管3、通气管的作用：①使管道中散发出的臭气和有害气体及时排到大气中去；②使新鲜空气在管道中畅通，减少废气对管道的腐蚀；③减少排水管道内气压变化的幅度，防止卫生器具水封被破坏。10、存水弯：在卫生器具等排水设施和地漏等地方设置的水封装置存水弯的作用：形成水封，防止排水管道内的有毒有害气体进入室内。12、室内排水管道的布置原则：1)排出管宜以最短距离排至室外2)污水立管应靠近最脏、杂质最多的排水点处设置3)排水横管的布置应减少不必要的转折和弯曲，尽量作直线连接4)排水管与其他管道或设备应尽量减少互相交叉、穿越5)管道不布置在遇水会引起损坏原料、产品和设备的地方。6)排水管道的布置应考虑到安装方便、检修方便，并应注意美观。7)底层卫生器具的排水应考虑采用单独排除方式19、屋面排水目的：汇集并排除降落在建筑物屋面上的雨雪水。分类：1)檐沟外排水(水落管外排水)2)天沟外排水3)建筑内排水4)混合式排水第五章建筑消防给水系统建筑消防给水系统包括：消火栓灭火系统闭式自动喷水灭火系统开式自动喷水灭火系统2．室内消火栓给水系统的组成:消防水源消防管道室内消火栓消火栓箱(水枪、水带和直接启动水泵的按钮)消防水泵消防水箱(或水池)水泵接合器\第六章室内热水供热水供应系统的分类1)局部热水供应系统：适用于用水点少、用水量小的建筑2)集中热水供应系统：在锅炉房或热交换间设加热设备，将冷水集中加热，向一栋或几栋建筑物各配水点供应热水；适用于旅馆、医院等公共建筑3)区域热水供应系统：以集中供热的热网作为热源来加热冷水或直接从热网取水，用以满足一个建筑群或一个区域(小区或厂区)的热水用户的需要热水供应系统的组成以集中热水供应系统来说，一个比较完善的热水供应系统，通常由热源、加热设备、热水管网及其他设备第七章采暖1、采暖系统的分类1）根据作用范围的不同分为：(1)局部采暖系统(2)集中供暖系统。(3)区域采暖系统7．2热水采暖系统分类：自然循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统1、自然循环热水供暖系统自然循环热水采暖系统是由热源、输送管道、散热器以及膨胀水箱等辅助设备和部件所组成。热源一般为锅炉，燃料在其中燃烧产生热能。膨胀水箱的作用：（1）吸收系统中热水膨胀的体积，补充因冷却和漏失所造成的系统水的不足。（2）排气。结论：1.自然循环热水供暖系统的循环压力取决于冷热水之间的密度差（温度差）及散热器与锅炉间的高差；2.为加大循环压力，锅炉房一般设在地下室。特点：1）系统的循环压力与冷热水之间的密度差（温度差）成正比；2）散热器与锅炉间的要求有较大的高度差；3）水流速度慢，管道管径较粗；4）只能用于小面积供热；5）投资小，设备简单，运行费用低。热水采暖系统要注意解决的问题1．排气问题2．水的热胀冷缩问题3．水泵连接点4．膨胀水箱的接入点机械循环式热水供暖系统中膨胀水箱的作用：（1）吸收系统中热水膨胀的体积，补充因冷却和漏失所造成的系统水的不足。（2）定压。膨胀水箱的作用：（1）吸收系统中热水膨胀的体积，补充因冷却和漏失所造成的系统水的不足。（2）在自然循环式热水供暖系统中，膨胀水箱起着排气的作用。（3）在机械循环式热水供暖系统中，膨胀水箱起着定压的作用。机械循环式热水供暖系统的优点：1）循环压力大，水流速度快；2）管径比自然循环系统小；3）供暖距离远，供热面积大；4）启动容易，运行方便；5）系统温度低，不易发生烧伤事故；6）室内温度波动小。机械循环式热水供暖系统的缺点：1）初始投资大，运行费用高；2）管道内壁腐蚀严重,系统寿命不长;3）热媒所含的热能低。第八章通风与空气调节２．湿空气的状态参数：大气压力温度密度和重度相对湿度含湿量通风的任务主要是：1)向室内补充新鲜的空气，满足人体对氧气的需求。2)通风可使建筑物内空气稀释流通，减少有害气体的浓度。3)控制工业有害物，也就是控制生产车间产生的粉尘、有害气体或蒸汽、余热、余湿。４．空气调节：用人工的方法通过空气的过滤净化、加热、冷却、加湿、去湿等工艺过程，对空气的温度、湿度、洁净度、气流速度、噪声、气味等进行控制，达到一定要求，并提供足够的新鲜空气而进行的通风。1．通风系统的组成排风系统送风系统8.4空调系统的分类与组成舒适性空调房间空气参数：温度、相对湿度、洁净度、气流速度及方向1。空调系统的组成：1）空调区2）空气的输送和分配设施3）空气的处理设备4）处理空气所需要的冷热源通风同空调的区别：1）使用的目的不同：通风是为了消除生产过程中产生的高温、高湿、粉尘等有毒有害气体，创造一个良好的生产生活环境，而空调是控制室内的温度、相对湿度、洁净度等，创造舒适性的生活和工作环境。控制的参数不同：通风主要控制生产过程中产生的高温、高湿、粉尘等有毒有害气体，而空调是空气的温度、相对湿度、洁净度等,通风是为了让人能正常工作所必须的，而空调是为了满足人们对舒适性环境的要求。空调系统的分类根据服务对象的不同分为：工艺性空调舒适性空调洁净性空调按承担室内空调负荷所用的介质分：(1)全空气空调系统(2)全水空调系统(3)空气—水空调系统(4)制冷剂系统按送风管道中空气流速的大小分：1)低速空调系统2)高速空调系统按空气处理设备的设置位置分：(1)集中式空调系统集中式系统的特点：系统中所有的空气处理设备，包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等都设置在一个集中的空调机房内，空气处理所需的冷、热源由集中设置的冷冻站、锅炉房或热交换站供给。集中式空调系统属于全空气系统，它是一种最早出现的基本的空调方式。由于它服务的面积大，处理的空气量多，技术上也比较容易实现，现在仍然用得很广泛，特别是在恒温恒湿、洁净室等工艺性空调场合。集中式空调系统按照所处理的空气来源分为封闭式、直流式和混合式三种。根据集中式空调系统组成上的差异又可分为一次回风式和二次回风式系统；单风道系统和双风道系统；定风量系统和变风量系统。集中式空调系统的主要优点有：①空调设备集中设置在专门的空调机房里，管理维修方便，消声防振也比较容易。②空调机房可以使用较差的建筑面积，如地下室、屋顶间等。③可根据季节变化调节空调系统的新风量，节约运行费用。④使用寿命长，初投资和运行费比较小。(2)半集中式空调系统半集中式系统的特点：除了设有集中的空调机房外，还设有分散在各个房间里的二次设备(又称为末端装置)，来承担一部分冷热负荷。空调机房经过集中处理的部分或全部风量，送到各个空调房间或空调区域后再由末端装置进行补充处理，其中包括集中处理新风，经诱导器送入室内的称为诱导式空调系统，还包括各空调房间设有风机盘管的称为风机盘管空调系统。中央空调系统：在半集中式系统中，空气处理所需的冷、热源也是由集中设置的冷冻站、锅炉房或热交换站供给。因此，集中式和半集中式空调系统又统称为中央空调系统。半集中式空调系统是把空调机房集中处理的新风送入房间，与经过风机盘管处理的室内空气一起承担空调房间的热湿负荷。半集中式空调系统分为：诱导器系统风机盘管系统诱导式空调系统组成：一次空气处理室诱导器(送风末端装置)风道风机诱导式空调系统的优点：该系统中通风管道一般采用高速送风，故管道断面小，占用建筑空间小；在水—空气诱导系统中由于二次盘管负担了一部分室内负荷故一次风系统较小；由于在集中式空气处理系统中不用回风，故可避免空调房间互相干扰和污染的可能；无