给水排水设计要点解析

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---给水排水设计

引言通常我们说的给排水是一个大的范畴，它包括有城市给水、城市排水、建筑给排水、工业给水处理、工业排水等等，我们这里讲的主要是建筑给排水的内容，主要包括建筑内部生活给水、生活热水、生活排水、屋面雨水排水、消防给水、消防排水、管道直饮水系统、建筑中水、游泳池给排水以及空调冷却循环水的补水等系统。本次课程主要介绍建筑给排水工程的基本系统组成以及在设计过程中与建筑等相关专业配合时需注意的内容。一、给水系统给水系统的组成引入管、计量设备、给水管网、给水附件、贮水池水泵增压设备、水箱、用水设备等。引入管是指将室外给水管引入建筑物或者由市政管道引入小区给水管网的管段。室外给水管网立管水表引入管计量设备干式水表流量计压力表给水管网给水附件给水管网包括：干管、支管和立管干管立管

给水附件主要包括一些安装在管道上调节水流、控制断流、以及便于以后检修用的阀门、附属配件等（如过滤器、水锤消除器、孔板等）。水力控制阀比例式减压阀可调式减压阀泄压阀消声止回阀遥控浮球阀贮水池水泵增压设备、水箱单级立式离心泵多级立式离心泵单级卧式离心泵多级卧式离心泵气压给水设备组合水箱用水设备包括各种卫生洁具、生产设备以及消防龙头等。单把立式厨房龙头洗脸盆龙头根据建筑高度的划分，室内生活供水系统主要有以下几种方式选择：单层、低层建筑低层建筑主要参考住宅设计规范2003版，指不超过3层的建筑（含3层），这类建筑供水方式一般最简单，直接利用城市管网压力供上去，据不完全的统计目前全国各地自来水厂供水的压力到达管网末端的剩余水压一般都在0.15~0.25MPa之间，同时按照规范的要求建筑供水高度1层需0.10MPa的水压，2层为0.12MPa，3层为0.16MPa，4层以上每层增加0.04MPa。多层、中高层主要为4层以上，100米以下的建筑，这类建筑一般均需

要采用2次供水方式，根据水泵运行方式的不同分为二种方式：工频水泵加压

变频水泵加压二种供水方式没有好坏，各有优缺点，关键还是看建筑性质的需要。前者供水稳定性高，但需要设置水箱容易造成二次污染，后者压力不稳定，一旦停水停电就全部供水中断，且投资维护成本较高。城市自来水水池工频水泵屋顶水箱用水点城市自来水水池变频水泵用水点超高层建筑

以上为主要常用的几种供水方式，实际工程中还会有串联，并联的供水方式最主要考虑分区的不同，有水泵分区、减压阀分区甚至是减压水箱分区的形式等等。

城市自来水水池1级转输泵转输水箱2级转输泵转输(屋顶)水箱用水点减压阀用水点用水点减压阀用水点变频泵用水点分质供水、城市中水、再生水的利用缺水型地区如华北、天津市、北京市有规定必须考虑污水回收利用的问题，或者有城市中水供应，要求室内生活采用分质供水系统，即分设为盥洗水系统和冲洗水系统，盥洗水执行生活饮用水标准，冲洗水执行再生水标准（或者叫杂用水标准）。高标准建筑如星级宾馆酒店、涉外机构、医院等为提高生活供水的水质有时另外设置一套给水深度处理装置进一步提高供水自来水的水质，在这种情况下自来水作为冲洗用水的水源，室内供水系统也会采用分质供水的管网。二、热水系统这里只介绍集中热水系统的情况，局部设置的电热水器情况不包括。按照国家要求生活热水加热器出口的最高水温为60度，冷水计算最低温度为4~5度，上海地区按5度考虑，热水回水温度按5度温差，标准高的洲际酒店按照3度温差设置循环系统。热媒的选择热媒的选择其实是多种多样的，从蒸汽、高温热水、燃气、电一直到太阳能、热泵、热回收等都可以作为生活热水的热源，而蒸汽作为传统的第一代热源具有最高效的换热效率，同时投资成本、运行管理相对较低因此在蒸汽富裕的地区还是作为第一首先能源。蒸汽、高温热水作为生活热水的热源均需要设置换热器将自来水升温至60度，此外水水换热时为保证换热效率热媒的初温与自来水的终温差值不宜小于20度。太阳能，热泵作为第3代、第4代能源具有清洁、节能的优点，但是确定是初次投资成本很高，一般至少要5~10年才能回收成本，与此同时还需要有备用能源。热水系统的形式热水系统的分区与冷水相同，即热水供水管必须由相同分区的冷水管接来以保证冷热水压力的平衡，系统按照管道行走的方式分为上行下给和下行上给2种，见图一、图二。热水循环管道的同程布置由于热水机械循环是靠温差设定的，同时最低温度点一般是选择在回水管的末端，即加热器前，回水管同程布

置能最大限度的保证管网内温度均匀。图一：上行下给式图二：下行上给式开水（饮水）系统多数场合以设置电开水器、开水炉为主，自来水供水管上配置活性炭过滤器用以出去水中少量的杂质，有机物等。说到这里还有一个管道直饮水系统，一些小区也有设置过这种管网，基本上是打开龙头就能喝的系统，对城市自来水进行深度处理使水质达到比国家生活饮用水更高的标准，目前我国暂时还没有这方面的标准所以先按瓶装饮用纯净水标准来执行。水质标准

《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)三、排水系统单立管排水系统通常说的单立管排水系统只设有伸顶通气管，立管排水负荷不大，在多层建筑中采用的都是这种系统。有一种特殊的单立管排水系统也叫苏维托管采用一种特殊的配件来改善排水系统水流的工况和气压波动，这种特殊的配件主要有混合器、环流器、管旋器、跑气器等等。单立管还有一种比较常用的形式，采用螺旋管可以省去专用的通气立管，一般适用于卫生间或管道井面积较小难以设置专用通气管的建筑。双立管（三立管）排水系统顾名思义是有二至三根以上排水立管组成的系统，其中有1根是专用通气立管，是目前最常用也是最安全可靠的形式。在排水系统中如果设有环形通气管、器具通气管则必须同时设置专用的主通气立管，主通气立管每隔一定的楼层采用结合通气管或者共轭通气管的方式与排水立管相连接。建筑雨水系统按流态分重力流雨水系统和压力流雨水系统。重力流按雨水斗的不同又细分为二种，一为87型斗雨水系统，主要采用65型、79型、87型雨水斗，设计流态是半有压流，目前我国普遍饮用的就是该系统，已经安全运行了20多年。二为堰流式斗雨水系统，是指使用自由堰流式雨水斗的系统，设计流态是无压流态，系统的管材，流量负荷、管道布置等忽略水流压力的作用，此系统是目前国内推出的一种比较新的雨水系统。压力流通常也称作虹吸式雨水系统，雨水的设计流态是满流，雨水斗前水深可以有效控制当斗前水深稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。按立管布置形式分内排水和外排水。内排水系统几种常用的雨水斗雨水设计需注意的问题屋面雨水设计一般宜按重力流设计，系统简单需要的雨水立管数量也不多，一般适合屋面面积较小的建筑。厂房、大型公共建筑的屋面宜按压力流设计，因为采用

重力流系统时雨水立管很多，水平悬吊管很长造成敷设坡度困难，而采用虹吸压力流雨水系统则可以避免上述的问题。建筑屋面雨水应设置溢流口，此项建筑专业一般经常遗漏，溢流口的设置不得危害建筑设施及行人的安全，一般设置在靠绿化的一侧。溢流口的排水能力一般不小于10年重现期的雨水量，高层建筑按不小于50年重现期的雨水量设置。高层建筑裙房的屋面雨水应单独排出，不应接入主楼屋面的雨水立管，否则会造成主楼屋面雨水在裙房屋顶溢出，直接影响裙房屋面的排水。阳台雨水应单独排出，不应接入屋面雨水立管，否则会造成屋面雨水在阳台溢出，但阳台雨水可以接入室外空调板或设备平台排放，需做好地面的找坡。住宅空调冷凝水或空调机板的排水不应接入屋面雨水立

管，可与阳台雨水立管共用。新规范规定住宅的雨水立管不能设在套内（如阳台等）必须设置在阳台上是应设在护栏外等公共部位。住宅阳台无论是否设有洗衣机均需设置洗衣机排水管及地漏，阳台雨水可以借用洗衣机地漏无需另外设置阳台雨水立管。建筑屋面各汇水面积范围内，雨水立管的数量均不应少于2根，主要是考虑避免1跟立管或雨水斗堵塞造成这个屋面雨水系统瘫痪，建议50平方米以上的屋面至少设置2根以上的立管。屋面雨水斗及雨水立管的数量应根据计算确定，上海地区根据经验可按200平方米左右设计一个雨水斗及立管,同时该面积应包括高出屋面的建筑物一般的侧墙面积。压力提升排水系统根据规范要求当室内生活排水无条件重力排出时，应设排水泵房压力排水，泵房应尽量靠近卫生间设置并应设置单独的房间（污泵间）。局部污水处理构筑物化粪池利用沉淀、厌氧发酵去除污水中悬浮固体有机物的最初级处理构筑物，主要适用于非上海地区，而在上海地区由于城市管网以及污水处理设施较完善一般只需在接入市政管道前设置一个专用污水检测井即可，大小2x1.5m左右。隔油池（器）用于去除公共食堂和饮食业排放的废水中含有的植物或动物油脂，汽车洗车台、汽车库及其它类似场所排放的

钢筋混凝土化粪池隔油池

污水中含有汽油、煤油、柴油矿物油，汽油等轻油进入管道后挥发并聚集于检查井，达到一定浓度后会发生爆炸引起火灾，且油类污水影响管道的排水能力故需要设置隔油池（器）处理后排放，一般公共厨房需设隔油池，汽车库需设沉砂隔油池。降温池

温度高于40度的废水，在排入城市排水管道前应采取降温处理，否则会影响维护管理人员的身体健康和管材的使用寿命，一般采用设于室外的降温池处理。民用建筑中一般只有锅炉房需要有设置降温池。四、消防系统按照《建规》《高规》的定义消防水系统通常分为低压制、临时高压制、高压制三种系统，在这里特别提一下上海地区有一种特殊的稳高压制。低压消防给水系统：消防给水管网中平时最不利点的水压和流量不能满足灭火时的需要，系统中不设置消防泵的消防给水系统，在灭火时由消防车等方式加压使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。低压一般指室外的消防管网，给水管道的水压当生活、生产和消防用水量达到最大时，不应小于0.10MPa（从室外地面算起）。临时高压消防给水系统：消防给水管网中平时最不利点

的水压和流量不能满足灭火时的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统，在灭火时启动消防泵使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。临时高压一般指室内的消防管网。高压消防给水系统：有是也称常高压，是指消防给水管网中最不利点的水压和流量在任何时候都能满足灭火时的要求，系统中不需要设置消防泵和消防转输泵的消防给水系统。高压消防系统条件较苛刻所以很少存在。稳高压消防给水系统：消防给水管网中平时由稳压设施保持系统中最不利点的水压以满足灭火的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统，在灭火时由压力联动装置启动消防泵，使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。室内消火栓消防系统消火栓系统组成消防水池消防泵水箱稳压设施水泵接合器消火栓设备主要有消防箱箱体、水枪、水带和消火栓组成。消火栓箱水带水枪

安装实例嵌墙安装消火栓箱墙壁式水泵接合器消防管道室内消防给水管道应单独设置，室外消防管道是否与生活、生产给水管道合并设置视各地情况而定。消防水池贮存火灾延续时间内室内外消防用水量，应独立设置不得与生活水池合用，消防水池一般可设于室外地下或地上，也可以设置在室内地下室等，室外埋地设置时消防水池池底不得低于室外自然地坪以下6米，以满足消防车的取水。此外也有消防水池与游泳池或水景池合用设置的，这种做法需征得当地消防部门的同意同时泳池、水景池的水质应满足消防用水水质的要求，消防贮水水量应有严格保证。消火栓消防水泵水泵是消防系统能否正常运转的关键，消防泵必须选择

专用型水泵，这类水泵的流量扬程曲线比较平缓，尽量满足小流量使用时扬程升高不是太大，如切线泵等。水泵接合器水泵接合器是消防车通过车载消防泵向室内管网加压的接入口，按照布置方式分如下三种：地上式地下式墙壁式消防水箱规范要求采用临时高压消防系统均应设置消防水箱，重力流的水箱应设置在建筑的最高部位，高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力（多层不作要求只要在最高部位即可），高层建筑水箱最低水位需高出最高楼层8.1米，超高层为16.1米，否则应设置局部增压措施。消防水箱的消防储水量，多层存储10分钟水量，高层一类公共建筑不应小于18吨，二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12吨，二类居住建筑不应小于6吨。室内消火栓的布置建筑高度≤24米且体积≤5000立方米的多层仓库可采用1支水枪的充实水柱到达。其余建筑室内消火栓的布置均应保证每个防火分区同层

有两支水枪的充实水柱到达任何部位，消火栓设置按实际行走路线能将龙带拉至房间门口的距离不超过20米为准，房间内按充实水柱长度7~10米覆盖。消火栓栓口离地高度1.1米，出水口方向向下或与设置消防箱的墙面垂直，每个消防箱内设置消防泵启动按钮或报警信号装置。消火栓箱应设置在位置明显易于操作的地方，一般布置在走道、楼梯附近、消防电梯前室等公共部位，除条状建筑的尽头外不允许使用双阀双栓。十八层及十八层以下、每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅以及十八层以下单元式住宅可以采用双阀双出口消火栓。屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓，采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。自动喷淋消防系统系统分类按喷头开启形式分闭式自动喷水灭火系统开式自动喷水灭火系统闭式自动喷水灭火系统干式自动喷水灭火系统干湿式自动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-泡沫联用灭火系统雨淋灭火系统水喷雾灭火系统湿式自动喷水灭火系统水幕灭火系统开式自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统的组成自动喷水灭火系统主要有水源、加压设备、报警设备、管网以及喷头组成。湿式报警阀组雨淋报警阀组

喷头、水流指示器等易熔合金喷头边墙型喷头普通玻璃球喷头隐蔽型喷头水幕喷头高速水雾喷头中速水雾喷头直立型喷头下垂型喷头直立ESFR喷头下垂ESFR喷头压力开关细水雾喷头水流指示器1水流指示器2末端试水装置地下车库常见喷头的安装形式复式机械停车库喷头布置湿式自动喷水灭火系统最常用的一种形式，适用于环境温度不低于4度，且不高于70度的场所。系统平时管网中充满有压水，火灾时温度到达喷头动作温度时开启喷水灭火。干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4度，或高于70度的场所。系统平时管网中不充水充有有压气体（通常是空气或氮气），火灾时温度到达喷头动作温度时开启喷水灭火，与湿式的区别是喷头破碎后先排气后喷水。干湿式二用自动喷水灭火系统很少用预作用自动喷水灭火系统系统平时管网中不充水充有有压气体（通常是空气或氮气），火灾时，火灾探测器报警后有自动控制系统开启报警阀排气、充水转换成湿式系统，温度到达喷头动作

温度时开启喷水灭火。预作用系统同时具备干式、湿式系统的特点，主要用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水，造成严重水渍的场所，如电子计算机房等。重复启闭预作用灭火系统工作原理同预作用系统，区别在于灭火后自动关阀，复燃时再次开阀喷水。雨淋灭火系统采用开式喷头，火灾时由自动控制装置开启雨淋报警阀，所有保护区域内的喷头均同时喷水灭火，主要适用于火灾危险性大，水平蔓延迅速的场所以及室内净空高度超过闭式系统设置的要求而必须迅速扑灭火灾的场所。水幕灭火系统水幕不具备直接灭火的能力，而是利用密集喷洒所形成的水墙或水帘或配合防火卷帘等分隔物，阻断烟气和火

势的蔓延，属于防护系统，一般用于影剧院舞台口等部位。水喷雾灭火系统采用一种离心雾化的水雾喷头将水细化到很小的水雾滴直接喷洒到被保护物体表面，通过冷却、防护实现控火灭火，可用于电气火灾，燃油燃气锅炉房的灭火。大空间智能喷水灭火系统（广东省地方规范）系统由智能型灭火装置（大空间智能灭火装置、自动扫描射水装置、自动扫描射水水炮）、信号阀组、水流指示器、管网、消防给水增压设施以及控制系统设备等组成。集中大空间智能灭火装置的适用条件：采用大空间智能喷水灭火系统的场所最大净空高度：当喷头或高空水炮采用边墙式或悬空安装，且喷头或水炮以上空间无可燃物时，设置场所的净空高度不受上表限制。系统的控制通过智能型红外探测组件自动控制系统中的电磁阀进而启动消防增压设施使喷头或高空水炮喷水灭火，红外探测组件与喷头安装高度相同，与喷头分体安装或组合安装均可，此外还需具备消防控制室及现场的手动控制方式。安装示意图吊顶安装边墙安装消防炮灭火系统分固定消防炮、自动消防炮系统，喷水量均在16L/s以上，固定式消防炮最早用于码头，油罐等场所，是一种非自动的灭火系统，这里不作介绍。目前新发展的自动消防炮系统主要依靠红外探测仪扫描火源点自动调整炮口角度，精确定位喷水灭火的系统，具有喷水距离远，压力高，穿透力强的特点，特别适用于体育场等高大空间的灭火。自动消防水炮1自动消防水炮2自动消防泡沫炮各类消防水炮的参数特点：高度大，跨度不大的建筑应用于码头，工业建筑等高度与跨度均很大的建筑其他灭火系统下边各种灭火系统一般用于特殊场合、机房、化工工业、储油罐等地方，在民用建筑里使用较少，不作详细介绍。惰性气体灭火系统（IG541，七氟丙烷等）二氧化碳灭火系统蒸汽灭火系统泡沫灭火系统干粉灭火系统卤代烷灭