第1-2章-建筑给水排水工程

1、建筑给水排水工程,绪论,重点：对本学科有一初步的、全面的了解。一、关于课程名称1.原称“房屋卫生设备”，简称“房卫”，包括室内给水排水、热水供应、煤气供应及垃圾输送管道等内容。2.后称“室内给水排水工程”，设计手册共十一册，第二册名称即为此。九十年代同学使用的教材名称也是这个。,绪论,3.现称“建筑给水排水工程”，包括了室内外，含义较全面，合理，有一本设计手册就是这个名称。二、课程性质及内容1.课程性质给排水专业的主要专业课之一，必修课。2.课程内容见教材,绪论,三、本学科发展概况1.从无到有2.从城市到乡镇3.从低标准到高标准4.从一般建筑到高层建筑而至超高层建筑（100米）,绪论,四、学习

2、要求1.掌握“三基”有关建筑给排水工程的基本理论、基本工程技术知识、基本制图能力。2.能合理进行中等复杂程度的建筑给排水工程设计。3.学习方法：理论与实际相结合，“室内”与“室外”相联系。,绪论,五、教学安排与教材1.安排：讲课40学时，1周课程设计。2.教材：建筑给水排水工程3.参考书：设计手册，建筑给水排水设计规范、建筑设计防火规范、高层民用建筑设计防火规范、自动喷水灭火系统设计规范等。,第1章建筑内部给水系统,重点：分析判断室内外水压资料而作出合理的室内给水方式方案。掌握应用于室内系统的各种管材的性能，规格及配件方式，特别重视水质污染的水力学原理及防止措施。弄清建筑给水管系设计秒流量的概

3、念，并了解计算公式的制定过程及其正确选用，熟悉给水管道水力计算特点。,第1章建筑内部给水系统,1.1给水系统的分类和组成1.1.1分类1.生活给水系统：为建筑内的饮用、烹调、盥洗、洗涤、淋浴等生活方面所设的供水系统。满足水量、水压和水质要求,1.1.1分类,2.生产给水系统：为生产过程所设的给水系统。生产工艺不同，对水质、水量、水压的要求不同。3.消防给水系统：为建筑消防所设的给水系统。保证足够的水量和水压。上述三种系统，在同一建筑中不一定全部具备。,第1章建筑内部给水系统,1.1.2组成水源、管网、水表节点、给水附件、升压和贮水设备、室内消防给水设备、其他设备：水处理及污水回用处理设备。,管

4、道材料:,了解管材的性能及使用条件，管道连接方法、管径表示方法1、钢管：强度高，承受压力大，抗震性能好，接头少，但造价高，抗腐蚀性差。无缝钢管：消防焊接钢管镀锌钢管（白铁管）：生活给水。,管道材料,不镀锌钢管（黑铁管）：消防或无水质要求管道。2、铸铁管：抗腐蚀性强，使用期长，价格低，但性脆，质量大，长度小。生活管DN150或埋地管DN75应优先采用球墨铸铁管,3、塑料管：,耐腐蚀，机械性能好，不燃烧，质轻，管壁光滑，容易切割。但强度差，耐久性差，耐温性差（UPVC管为-545），DN15-DN300PB聚丁烯管，PPR，PPC聚丙烯管，PE，PEX聚乙烯，交联聚乙烯管，DN15-DN40。,4

5、、复合管材：分衬塑和涂塑两类，后者有钢塑和铝塑两类。铝塑管口径小，用于室内，1216，1418，1620，2025，2532，3240，4050。5、铜管。,管道连接,1.钢管：螺纹连接（丝扣），小口径；焊接（非镀锌管）；法兰（闸阀、水泵、水表、止回阀等处）；沟槽式连接。2.铸铁管：承插。3.塑料管：螺纹，焊接，法兰，粘接。可曲挠橡胶接头：隔振，降噪。,附件,1.配水附件：用来调节和分配水流。各种水龙头。2.控制附件：用于调节水量、水压，关断水流，改变水流方向。各种阀门。认识各种附件。掌握截止阀与闸阀的区别,水表,一、水表类型和性能参数掌握水表常用类型及使用条件，熟悉水表的性能参数、水表的选用

6、及水头损失计算，水表的布置形式,水表类型,1、容积式2、流速式：（1）旋翼式；转轴与水流方向垂直，水流阻力大，用于小口径；（2）螺翼式：转轴与水流方向平行，水流阻力小，用于大口径。,水表类型,干式：传动部件不淹没于水中，价昂，适于水质不太好的情况；湿式：传动部件淹没于水中，价廉，适于水质好的情况。冷水表：适用于水温40；热水表：适用于水温40。,性能参数：见附录1.1，1.2，1.3,名词解释：过载流量：只允许短时间通过的流量，一般一昼夜不超过1小时。水表通过最大流量时，水头损失为旋翼式100kpa；螺翼式10kpa。常用流量（额定流量，公称流量）：水表在误差限内允许长期通过的流量。,性能参数

7、,分界流量()：水表误差限改变的流量。任何仪表都有误差，水表有两个。时，示值误差为。时，示值误差为。水表规定的误差限值大流量时控制严，小流量控制松。,性能参数,最小流量：水表开始准确计量的流量。始动流量（起步流量，灵敏限）：水表开始计量的流量。小于此值为偷水。,水表的选用和水头损失计算,1.水表的选用（1）选类型：水的性质（浊度和温度）干式？湿式？（浊度）冷？热水表？（温度）按水表口径选：旋翼式？螺翼式？（2）确定口径：设计流量公称流量水表口径管径（可等于引入管管径或小一级）,水表的选用和水头损失计算,2.水头损失计算据水力学原理Hb=Qb/Kb(kpa/mH2O)式中：Qb实际通过水表流量（

8、m3/h）Kb水表性能系数。对旋翼式Kb=Qb/100kpa=Qb/10mH2O对螺翼式Kb=Qb/10kpa=Qb/1mH2O水表水头损失应符合教材表2-16的规定。在实际工程中，尽量控制在12mH2O之间。,水表的选用和水头损失计算,在未确定具体产品时，可按下列情况取用：1.住宅入户管上的水表宜取0.01MPa2.建筑物或小区引入管上的水表，在生活用水工况时宜取0.03MPa，在校核消防工况时宜取0.05MPa。,水表节点水表井,1、单式布置用于一般建筑物阀门：关闭、检修用。放水龙头：放空、安压力表测压、检验水表灵敏度。L：对旋翼式L=0.3m；对螺翼式L=810DN。L太小，水流形成涡流

9、，影响水表精度。止回阀：某些需防止倒流的给水系统，水表井内加设止回阀。,水表节点水表井,2、旁通管式布置对于供水要求高，且只有一根进水管的建筑设旁通管的目的有：(1)水表损坏检修时，不会停水，从旁绕过；(2)火灾时，大流量不经过水表，以免损坏。,1.2建筑给水方式,掌握给水方式的类型及其使用条件给水方式：城镇给水系统和建筑给水系统的供水总体方案。一、直接给水方式：直接利用外网压力供水，无须升压贮水设备。也简称为简单给水方式。,直接给水方式,二、间接给水方式,1、单设水箱的给水方式条件：（1）H供一天内短时间或周期性不能满足H需，一般夜间进水，白天出水，调节水量和水压；（2）H供H需但H需需稳压

10、，这时，水箱起稳压作用。,二、间接给水方式,2、设置水箱和水泵的给水方式水箱存水量减少，水泵可间歇工作，这种给水方式常用。条件：H供经常小于H需，且用水量大，用水不均匀。,二、间接给水方式,3、设置水池、水箱和水泵的给水方式条件：H供经常小于H需，且用水量大，不允许直接从外网吸水，并且要求贮存一定的消防用水量。这种给水方式在高层大型建筑中经常采用。,二、间接给水方式,4、气压给水方式条件：H供H需，且不宜设屋顶水箱的建筑。5、变频调速给水方式利用改变频率使水泵始终处于高效段工作，节能。条件：H供H需，运行稳定可靠，耗能低，装置结构简单，占地小，但停电即停水。,分区给水方式(一),多层建筑分区给

11、水：多层建筑分区：充分利用外网压力，减小水箱存水量或水泵提升水量。高层建筑分区给水：减小管网静压。静压过大，管网易产生水锤、噪音和振动，管材破裂，附件损坏，使用喷溅等问题。,分区给水方式(一),1)分区范围：规范规定：各分区最低配水点处静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。2)分区给水方式：高位水箱式：A.并列给水方式B.串联给水方式C.减压水箱给水方式D.减压阀给水方式,分区给水方式(二),气压给水方式：以气压水罐代替水箱a.并列气压给水方式：设备投资大，气压罐调节水量小，水泵启动频繁，耗电。b.气压水箱减压阀给水方式：气压水箱体积大，水泵启动次数少，可靠性差。无

12、水箱给水方式：造价高，a.并列给水方式：设备投资大，运行费用低。b.无水箱减压阀给水方式：初期投资少，运行费用大。,1.3建筑给水管道布置与敷设,1.3.1管道布置技术要求1.满足最佳水力条件：管道力求短而直，引入管设在建筑物用水量最大，不允许间断供水处。2.保证供水安全可靠：不允许间断供水的建筑采用环状供水或设两根引入管，由两条市政管道引水。给水管设在不结冰的房间内。3.防止二次污染：生活饮用水管道不得与非饮用水管道连接，不得因回流而被污染。,1.3.1管道布置技术要求,4.确保建筑物和构筑物的使用功能：给水管不宜穿越伸缩缝、沉降缝、橱窗、壁柜、木装修、大小便槽。穿基础预留孔洞或设套管。给水

13、管不得穿越配电间。5.满足安装、检修要求，少占建筑空间。规范有相应的规定3.5.1-3.5.253.5.8室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧、爆炸的原料、产品和设备上面,1.3.1.2布置形式,按供水安全可靠程度分为枝状和环状按干管敷设位置分为上行下给式、下行上给式和中分式,1.3.2管道敷设方式,1.明装：与墙外表面，暴露敷设，适用于一般建筑。优点：造价低，安装维护方便；缺点：不美观，易积灰尘，有凝结水。2.暗装：适用于美观要求高的建筑。优点：美观，整洁。缺点：造价高，安装维护不便。,暗装,水平干管：1.下行式地沟内、地下室天花板下2.上行式顶层天花板下吊顶内或技术层内给水管暗设时不得直接

14、敷设在建筑物结构层内；立管敷设在管井内，支管敷设在楼（地）面的找平层内或沿墙敷设在管槽内；敷设在找平层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm;此时给水管宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材,1.3.3管道防护,1.防腐2.防冻、防露3.防漏4.防振,第2章建筑给水系统的计算,2.1.建筑内部给水系统所需压力H=H1+H2+H3+H4H1最不利配水点与引入管的标高差H2最不利配水点到引入管的水头损失H3水表水头损失H4最不利配水点最低工作压力见表2-1,2.2给水系统所需水量,概述:掌握室内外用水情况及其设计流量的异同，设计秒流量计算公式及其使用条件一、用水定额1生活用水量：与人们

15、的生活习惯、气候条件、卫生设备完善程度、收费标准等因素有关。用水不均匀。见表2-2，2-3，2-4。表中列出了小时变化系数。2生产用水量：与生产工艺有关。,用水量,1最高日用水量（m3/h）2最大小时用水量（m3/h）N为用水单位数；Q为最高日生活用水定额（L/（人.d）；Kh为小时变化系数；T为用水时间。,2.3设计秒流量计算公式,设计秒流量：反映给排水系统瞬间高峰用水规律的设计流量，以L/s计。用于确定给排水管径，计算给水管系的水头损失和排水管道的坡度、充满度以及选用水泵等。,室内外用水情况,1、室外用水情况：室外管网服务范围大，人口多，用水设备种类及数量多。用水参差性大，同时用水的可能性

16、小。因此，认为“室外用水一天内不均匀，但一小时内用水均匀”。即用最大小时平均秒流量能满足要求。2、室内用水情况：室内管网服务范围小，用水设备种类相对单一，用水点少。用水参差性小，同时用水的可能性大。因此，认为“室内用水在一小时内不均匀，必有一个高峰用水流量”。即用最大小时平均秒流量作为设计流量不能满足要求，需用设计秒流量作为设计流量。,设计秒流量计算方法,1、经验法用于工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育馆等建筑q0为同类型的一个卫生器具给水额定流量。n0为同类型的卫生器具数。b为卫生器具同时使用百分数，见表2-8，2-9，2-10，2-11。,2、平方根法用于集体

17、宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑,3、概率法1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：,式中：U0为生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率；q0为最高日用水定额；m为每户用水人数；Kh为小时变化系数；Ng为每户设置的卫生器具给水当量数；T为使用时数（h）；0.2为一个给水当量的额定流量（L/s）。,概率法,2）根据计算管段上卫生器具给水当量总数，计算该管段的卫生器具给水当量同时出流概率U为计算管段的卫生器具给水当量平均出流概率

18、（%）；ac为对应于不同U0的系数，查下表；Ng为计算管段上的卫生器具给水当量总数,概率法,3）根据计算管段上的卫生器具给水当量平均出流概率，计算管段的设计秒流量4）有两条或两条以上具有不同最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率的给水支管的给水干管最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率为,2.4建筑给水系统水力计算,掌握计算目的及方法一、计算目的1确定管径DN：控制流速范围公称直径（mm）15-2025-4050-7080水流速度（m/s）1.01.21.51.82计算水头损失,二、计算方法和步骤以一栋二层办公楼为例,2.5.1增压设备（水泵）,熟悉水泵的吸水方式及其优缺点，使用条件，掌握水泵

19、流量和扬程确定一、水泵吸水方式1.直接吸水1）优点：设备简单（不用贮水池），充分利用外网压力，减少水泵扬程，节能。H泵=H需-H供；水质不受污染（密闭系统）。,水泵吸水方式,2）缺点：影响周围用户用水，严重时，管道产生负压，破裂。3）适用条件：H供10mH2O，Q泵小，室外管道管径大；征得自来水公司同意。4）设旁通管，水泵检修时，可绕道而行。,水泵吸水方式,2.间接吸水1）优点：水泵抽水时，不会影响周围用户用水；水池贮存一定水量，保证供水安全。2）缺点：不能利用外网压力，H泵=H需，增加投资。3）适用条件：室外自来水管网管径较小，压力较低，而室内抽水量较大的场合；高层大型建筑（需贮存一定的消防

20、水量）。,水泵吸水方式,4）贮水池容积：V总=V生活+V消防+V事故规范规定：居住小区加压泵站的贮水池生活调节水量可按最高日用水量的15%20%确定；建筑物内的贮水池生活调节量可按最高日用水量的20%25%确定消防水量贮存一次消防用水量。,二、水泵的选型,1.流量：无水箱时取最大秒流量；有水箱时取最大小时流量或平均时流量。2.扬程：满足最不利配水点（或消火栓）所需水压。,三、水泵房要求,1.干燥，光线好，通风好，不冰冻；能排水。2.最好能自灌（便于水泵操作自动化）3.水泵防震和噪音问题（远离要求安静的房间，防震基础，软接头：橡胶隔振垫、弹簧减振器、橡胶隔振器、可曲挠橡胶接头、弯头。）,气压给水

21、设备,工作原理:分类补气方式计算选用优缺点适用场合,工作原理,当水泵工作时，水送至给水管网的同时，多余的水进入气压水罐，水室扩大，并将罐内气体压缩，气室缩小，罐内压力随之升高，压力升至最高工作压力P2时，水泵停转，并利用罐内被压缩空气的压力将罐内贮存的水送至给水管网，水室缩小，气室扩大，罐内压力随之下降，压力降至最低工作压力P1时，水泵重新启动，如此周而复始，不断运行。它与单设水泵给水方式不同点在于具有一定的调节容积；与单设水箱给水方式不同点在于具有一定的升压功能，能保证用水点的水压要求。,分类,1、按压力工况分：变压式、定压式；2、按气水相互关系分：气水接触式、气水分离式（隔膜式，隔板式）；

22、3、按罐体形式分：立式、卧式、球形。,补气方式,空气压缩机补气：用于很大的气压罐，国内很少采用泄空补气：用于允许短时停水，用水压力和水压稳定要求不严的小型气压水罐补气用水泵吸水管上的装置补气：补气阀门或补气罐负压补气：利用负压原理进行补气，一般用于有底阀式或自灌式。,计算选用,罐内空气或水容积计算：利用波义耳-马略特定律,计算选用,联立上述计算式得,计算选用,一般采用0.650.85（国产离心泵的高效区两端绝对压力之比一般在此范围内），有特殊要求时（如农村给水、消防给水），其范围也可为0.500.90。为水罐容积附加系数，对补气卧式水罐取1.25；对补气立式水罐取1.1；对隔膜式水罐取1.05

23、。c为安全系数，取1.01.3。,计算选用,空压机的选用：一般选最小型的空气压缩机即能满足要求。水泵的选用：按P1时流量为设计秒流量，P2时为最大时流量；平均压力时为1.2倍最大时流量选择水泵。,优缺点,1优点：灵活机动（根据需要设在任何位置）；能保证用水点水压要求；水质不易被污染（气压水罐为密闭容器）；建设周期短（成套购置），节省投资；便于自动控制；便于集中管理；便于防冻；能减弱水锤的影响；可取消水箱间。,2.缺点：调节容积小，供水安全性差（停电即停水）；给水压力变化大（常用变压式）；经常费用高；耗用钢材多（有效容积占总容积的1/61/3）。,适用场合,适用场合1解决旧房水压不足问题；2旧房加层改造工程；3高层建筑火灾初期水压问题；4地震区建筑；5高层建筑小区且分期分批建造，高位水箱在远期兴建的建筑上；6农村改水工程；7建筑因美观要求不允许设水箱；8.寒冷地区给水。,2.5.2贮水设备（水箱）,了解水箱的制作材料，熟悉水箱的配管，容积计算及设置高度的确定水箱的作