土木工程概论-第三版- 课件 2.8.水暖工程

土木工程概论IntroductiontoCivilEngineering土木工程专业入门第一课任课教师：02恢弘浩大的土木工程MagnificentCivilEngineering2.5岩土工程

2.6水利工程

2.7港口海洋工程2.8水暖工程本章内容2.1建筑工程

2.2桥梁工程

2.3道路工程2.4轨道工程春江水暖鸭先知-水暖工程2.8plumbingEngineering2.8.1.1给排水工程的作用和组成2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.1给排水工程概述给水排水工程是城市、建筑和工业企业的重要基础设施，它的主要功能是从水源取水，经过净化处理，向用户提供满足各种使用要求的供水，并把用户产生的废水汇集起来，送至污水处理厂（站）进行处理，处理后的废水进行回用或排放进入水体。2.8.1.1给排水工程的作用和组成2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.1给排水工程概述

给水排水工程的构成可以分为取水工程、净水工程、输配水工程、建筑给排水工程、雨污水管网工程和污水处理工程等。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程城镇给水排水工程示意图2.8.1.2给排水工程的发展历程2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.1给排水工程概述在我国和西方古代文明时期，都有关于给水排水工程的记载。现代意义上的城市给排水工程主要是在工业革命以后随着城市的发展逐渐发展起来的。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程我国近代给水工程始建于1879年，在旅顺修建了龙引泉工程供清朝北洋水师用水，这是我国自己最早修建的城市给水工程的水源，而且还铺设了供水管道。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程1883年在上海建成杨树浦水厂，厂内建两座沉淀池，总容量约2.8万方，从黄浦江引水进入沉淀池，清水水泵为两台蒸汽机驱动的水泵，同时还建造了一座容量682m3,高31.5米的水塔。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2给排水工程的分类与特点给水排水工程根据其在水的社会循环中位置和作用，大致可分为：城市给水工程、城市排水工程、建筑给排水工程和工业给排水工程。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.1城市给水工程城市给水工程负责向城市提供公共供水，即自来水。从水源取集原水（待处理的水），在自来水厂进行净化处理，采用清水池和水塔进行水量调节，通过泵站加压或重力自流，经过各级管网供给城市的各用水户。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程地表水处理工艺流程2.8春江水暖鸭先知——水暖工程地下水处理工艺流程（除铁）2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.2城市排水工程城市排水按来源的不同，可将其分为生活污水、工业废水和大气降水三类。城市排水工程主要包括城市排水管网和污水处理厂。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程城市污水处理厂典型工艺流程2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.3建筑给排水工程建筑给水排水工程的主要功能是承接城市自来水管网供水，进行调蓄、加压、加热后为各用水器具提供冷水、热水供应；将使用后的污废水及屋面雨雪水收集后排出室外，根据要求进行污水局部处理，进行中水回用或雨水收集利用等；为建筑物提供消防灭火系统。建筑给水排水工程一般又分为建筑给水系统、建筑排水系统、消防给水系统、热水系统等，以及连接建筑物和城市市政管网的室外给排水工程。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.3建筑给排水工程（1）建筑给水系统建筑给水系统负责把城市给水管网的自来水供给到各个用水点，如室内各用水器具，洗脸盆、洗涤盆、浴缸、大小便器等。（2）建筑排水系统建筑排水系统负责收集各卫生器具和其它生产排水设备的排水。根据其排水性质不同，建筑排水分为生活排水、工业废水、雨水三类。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.3建筑给排水工程（3）热水供应系统建筑热水通常是采用水加热器将冷水加热来制备。（4）消防给水系统建筑中常用的消防给水系统有消火栓给水系统、自动喷水灭火系统，其他还有适合保护电子数据或珍贵文物的气体灭火系统。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.2.4工业给排水工程为节约水资源，降低工业用水量，工业企业要尽可能考虑的工业用水的重复利用。重复利用的给水方式有循环给水和复用给水两种。工业用水的重复利用率是城市节约用水的重要指标。所谓重复利用率是指重复使用的用水量在总用水量中所占的百分数。目前，我国工业用水的重复利用率在60%左右，但发达国家的工业用水重复利用率普遍已达80%以上。2.8.3.1饮用水安全与水质保障技术的发展2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3城市水安全与水环境保护饮用水卫生安全关系到广大人民群众身体健康和生命安全，是人类健康之本。水源的水质状况直接影响着安全饮用水的取得。我国根据地表水水域环境功能和保护目标，从高到低将地表水水域划分为I类~Ⅴ类，并制定了各类水域的水质标准。生活饮用水水源地的水质应达到Ⅲ类以上，取水口附近的水质应达到Ⅱ类。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3.2城市排水与内涝防治我国城市的雨水排除工程一般分两部分：一部分是城市道路下的雨水管网或合流制管网，负责收集城区路面、屋面、广场等汇集来的雨水；另一部分是城市的河道水系，负责接纳城区雨水管网的来水和上游河道来水，一起将其输送到城区下游。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3.2城市排水与内涝防治城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市局部区域产生积水灾害的现象。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3.2城市排水与内涝防治城市河道水系按国家相应的防洪标准进行建设管理：一般中小城市（非农业人口≤20万人）按20-50年一遇的洪水防洪；中等城市（人口20-50万人）采用50-100年一遇洪水的防洪；重要城市（人口50-150万人）采用100-200年一遇洪水的防洪；特别重要城市（人口≥150万人）将采用不低于200年一遇的洪水防洪标准。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3.3我国水环境现状及保护城市污水处理厂和工业企业的污水处理厂（站）是减少水环境污染物排放，保护水环境的主力军。将污水处理厂的出水再进一步净化处理后，用于浇灌绿地、道路洒水或用于住宅及公共建筑的冲洗厕所用水等，称为中水回用。中水回用可降低污水排放量，同时也减少了对新鲜水资源的取水量。我国目前还处在水质治理与生态修复并举的阶段。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.3.3我国水环境现状及保护从人均和亩均的角度看，我国水资源并不丰富。我国水资源分布很不均衡，整体表现为南多北少、东南多西北少的格局。我国水资源还具有年内分配不均、年际变化大的特征，许多河流都出现过连年枯水的现象。我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染又加剧了水资源短缺。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.4建筑环境与能源应用工程概述建筑环境与能源应用工程的任务是，以建筑为主要对象，在充分利用自然能源基础上，采用人工环境与能源利用工程技术去创造适合人类生活与工作的舒适、健康、节能、环保的建筑环境和满足产品生产与科学实验要求的工艺环境，以及特殊应用领域的人工环境。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.5建筑环境的舒适舒适性是在综合作用影响下人们所产生的主观感觉。专家们认为，凡是外部因素使80％的人感到满意，就可以认为达到舒适状态。人的舒适感主要包括冷、热、湿、空气品质、声、光等方面。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程不同室温下人体温度分布（1）人的热舒适2.8春江水暖鸭先知——水暖工程人对所处环境感觉舒适的条件是，无需穿过多或过少的服装、无需通过人体生理调节机能（如皮肤发烫或发冷、出汗或四肢冰凉等）即可维持人体热平衡。冬季人处于18℃环境是比较舒适的，夏季26℃是比较舒适的环境温度，而在春秋过渡季，18~26℃是较舒适的温度区间，只需少量增减衣服即可达到热平衡。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程空气调节简称空调，指在某一特定空间或房间内，对空气温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制，以满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求。而空调系统是指为了达到一定温、湿度等参数要求而需要采用空调技术的室内空间及其所使用的各种设备和管网的总称。（2）空调工程2.8春江水暖鸭先知——水暖工程观众排队进入装有空调的Rivoli电影院2.8春江水暖鸭先知——水暖工程工业建筑应用——工艺冷源需求2.8春江水暖鸭先知——水暖工程棉纺车间2.8春江水暖鸭先知——水暖工程星级酒店大堂2.8春江水暖鸭先知——水暖工程机场大厅2.8春江水暖鸭先知——水暖工程商用建筑——广州亚运会综合体育场馆室内游泳场2.8春江水暖鸭先知——水暖工程交通工具2.8春江水暖鸭先知——水暖工程中央空调系统工作原理图一个典型的空调系统应由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统及空调自动控制和调节装置五大部分组成。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程采暖又称供暖，是指建筑物供给热量，以保持一定的室内温度环境。我国北方地区冬季采暖多以集中供热方式为主；而南方地区冬季采暖多以家用冷暖空调、电暖器制热为主。（3）采暖工程2.8春江水暖鸭先知——水暖工程集中供热系统2.8春江水暖鸭先知——水暖工程不同形式的电暖气2.8春江水暖鸭先知——水暖工程集中供热系统由热源、热网和热用户三部分组成。热源主要来源于燃料燃烧产生的热量，将热媒（水或蒸汽）加热后向热用户供热。如锅炉房，或太阳能、核能、电能及工业余热。在供热系统中热源设备相当于人的“心脏”。热网由输热干线、配热干线/支线等组成。其作用是通过网络源源不断地向热用户输送热量。热用户是供热的最终对象，根据用途不同，可分为供暖、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等热用户。散热器是采暖热用户的主要设备形式。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程供热锅炉房2.8春江水暖鸭先知——水暖工程散热器铸铁散热器钢制散热器2.8春江水暖鸭先知——水暖工程建筑声环境控制的意义在于：创造良好的满足要求的声环境，保证居住者的健康，提高劳动生产率，保证声响效果要求（录音棚、演播室、高保真音乐厅），为建筑使用者创造一个合适的声音环境。在一般的民用建筑中，声环境的调控也很重要。有效屏蔽外界噪音，防止建筑中设备、管道声音传递是确保居住者生活工作质量之需；建筑空间之间的隔音是确保私密性的基本需要。（4）建筑声、光环境2.8春江水暖鸭先知——水暖工程星海音乐厅：演奏台悬吊12个球切面反射体2.8春江水暖鸭先知——水暖工程建筑光环境营造技术有两种，一是自然采光，二是人工照明。天然光源光谱连续，亲和力强，生态环保，可满足人的心理和生理需要。人工光源可控性好，但能源消耗大。在一般的民用建筑中，声环境的调控也很重要。有效屏蔽外界噪音，防止建筑中设备、管道声音传递是确保居住者生活工作质量之需；建筑空间之间的隔音是确保私密性的基本需要。（4）建筑声、光环境2.8春江水暖鸭先知——水暖工程金茂大厦：君悦酒店中庭2.8.6.1建筑环境的健康2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.6建筑环境的健康与安全室内空气品质一般以室内各种污染物浓度指标高低来衡量。室内污染物主要有游离甲醛、苯、氨和TVOC(有机挥发物)等。现代建筑引起居住人群的病症有以下几种：病态建筑综合症建筑并发症综合化学过敏症2.8春江水暖鸭先知——水暖工程室内空气污染的危害2.8春江水暖鸭先知——水暖工程风压自然通风原理热压自然通风原理2.8春江水暖鸭先知——水暖工程机械送风机械送排风机械排风2.8.6.2建筑环境的安全2.8春江水暖鸭先知——水暖工程舒适性是在综合作用影响下人们所产生的主观感觉。专家们认为，凡是外部因素使80％的人感到满意，就可以认为达到舒适状态。人的舒适感主要包括冷、热、湿、空气品质、声、光等方面。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程机械排烟系统2.8.6.3特殊建筑的防排烟及安全2.8春江水暖鸭先知——水暖工程【案例】上海长江隧道工程该隧道是连接上海市区和崇明岛的高速公路通道，车流量大，安全非常重要。在设计中，制定出了切实可行的救援组织实施流程、安全可靠的消防系统、合理的通风排烟模式，以及快速逃离火灾现场的疏散方式。在双洞单向的两个平行隧道之间每830m设置一个横通道，在每两个横通道之间设置三个逃生楼梯连接至下层的纵向疏散通道。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程隧道内发生火灾后，乘行人员利用横通道和逃生楼梯进行疏散逃生时，具体的步骤如下：(1)火灾发生后，经过报警和通讯将火灾信息传输到隧道进口，禁止车辆再进入隧道。(2)火灾前方的车辆不停，迅速驶离隧道；火灾后面的车辆停止，人员下车向后方撤离，通过横通道和逃生楼梯疏散。阻塞工况时，阻塞发生点至火源间的车辆内的人员下车从最近的下游逃生口疏散。(3)消防人员从火灾上游到达着火点进行消防灭火及救援工作。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程上海长江隧道工程火灾发生后的逃生方案示意图2.8.7.1电能应用2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.7建筑能源的应用电能是建筑中应用最普遍的一种能源形式，日常生活都离不开它，如电视，电脑，冰箱，洗衣机，音响，电风扇，家用空调，电暖气等。在公共建筑中，电能也应用非常普遍。如制冷机组、冷热水泵、消防水泵等。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程中央空调冷水机组冷热水泵2.8.7.2燃气应用2.8春江水暖鸭先知——水暖工程燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供城市居民和工业企业使用。燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。燃气是建筑中除电力以外应用最多的能源，广泛用于家庭炊事和生活热水供应，还大量应用于公共建筑的空调制冷及居住小区采暖等方面。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程燃气壁挂采暖炉原理图燃气采暖2.8春江水暖鸭先知——水暖工程卧式燃气锅炉燃气采暖2.8.7.3建筑新能源应用2.8春江水暖鸭先知——水暖工程太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生新能源，太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程被动式太阳能房建筑：英国Integer示范房2.8春江水暖鸭先知——水暖工程真空管式太阳能热水器及原理图太阳能热水系统2.8春江水暖鸭先知——水暖工程太阳能集热器与坡屋面一体化太阳能热水系统2.8春江水暖鸭先知——水暖工程建筑一体化光伏系统（BIPV）：深圳园博会屋顶光伏系统2.8春江水暖鸭先知——水暖工程地源热泵夏季工况地源热泵夏季工况浅层地热能应用2.8春江水暖鸭先知——水暖工程生物质能应用：小型沼气利用图2.8.7.4建筑节能2.8春江水暖鸭先知——水暖工程建筑节能技术包括：自然通风技术，墙体的保温隔热技术，屋顶保温隔热技术，绿化屋面及蓄水屋面技术，门窗节能技术，遮阳技术，自然采光技术，建筑余热回收技术，温湿度独立控制空调，能源梯级利用技术等。2.8.8.1建筑区域能源规划2.8春江水暖鸭先知——水暖工程2.8.8建筑区域能源规划及应用区域建筑能源规划的基础是需求侧节能和能源需求的降低。其规划原则如下：以人为本原则层次化原则建筑能源规划层次原则2.8.8.2热电联产集中供热2.8春江水暖鸭先知——水暖工程将燃料的化学能转化为高温高压蒸汽带动汽轮机发电，低品位蒸汽或烟气余热再向城镇或较大区域的生产、采暖和生活热用户供热，实现能源的梯级利用，能源利用效率不断提高，用能结构趋于合理。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程【案例】以宝鸡市为例说明城市集中供暖现状宝鸡地区的集中供热事业虽然起步较晚，在上世纪80年代末期才开始进行集中供热的热源及管网建设，一期工程宝鸡市热力公司经二路供热站1990年投产运行。但近二十年来发展迅速，全市拥有分散式供热锅炉18台，区域锅炉房7座，热电联产发电机组两台，装机容量9000千瓦，年发电能量2050万kWh，同时还引入宝鸡发电厂和大唐宝鸡电厂两处热源向市区供热；供热管网总长度为210公里，换热站126座。截止2012年底，公司集中供热入网面积1450万m2，实际供热面积1150万m2。全市有350余家机关、企事业单位、8万余户居民、26万余人通过城市集中供热采暖。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程热电联产发电机组2.8.8.3冷热电三联供技术2.8春江水暖鸭先知——水暖工程冷热电三联供系统通常采用的方法是通过燃气轮机或内燃机技术，一方面发电，另一方面回收余热，经过烟气吸收式冷温水机提供冷(热)，达到夏季制冷和冬季采暖效果。可以实现能源的梯级利用，大幅提高整个系统的一次能源利用率，还可以提供并网电力作能源互补，整个系统的经济收益及效率均相应增加。2.8春江水暖鸭先知——水暖工程【案例】冷热电三联供技术在上海浦东国际机场能源系统中的应用2.8春江水暖鸭先知——水暖工程上海浦东机场一期工程总体规划占地12km2，南北约长8km