第1-2章 建筑給水排水工程

1、建筑給水排水工程 袁玉梅 緒論 v重點：對本學科有一初步的、全面的了解。 v一、關于課程名稱 v1.原稱“房屋衛(wèi)生設備”，簡稱“房 衛(wèi)”，包括室內(nèi)給水排水、熱水供應、煤 氣供應及垃圾輸送管道等內(nèi)容。 v2.后稱“室內(nèi)給水排水工程”，設計手 冊共十一冊，第二冊名稱即為此。九十年 代同學使用的教材名稱也是這個。 緒論 v3.現(xiàn)稱“建筑給水排水工程”，包括了室內(nèi) 外，含義較全面，合理，有一本設計手冊就 是這個名稱。 v二、課程性質及內(nèi)容 v1.課程性質給排水專業(yè)的主要專業(yè)課之一， 必修課。 v2.課程內(nèi)容見教材 緒論 v三、本學科發(fā)展概況 v1.從無到有 v2.從城市到鄉(xiāng)鎮(zhèn) v3.從低標準到高標準

2、v4.從一般建筑到高層建筑而至超高層建筑 （100米） 緒論 v四、學習要求 v1.掌握“三基”有關建筑給排水工程 的基本理論、基本工程技術知識、基本 制圖能力。 v2.能合理進行中等復雜程度的建筑給排 水工程設計。 v3.學習方法：理論與實際相結合，“室 內(nèi)”與“室外”相聯(lián)系。 緒論 v五、教學安排與教材 v1.安排：講課40學時，1周課程設計。 v2.教材：建筑給水排水工程 v3.參考書：設計手冊，建筑給水排水設 計規(guī)范、建筑設計防火規(guī)范、高層民用 建筑設計防火規(guī)范、自動噴水滅火系統(tǒng) 設計規(guī)范等。 第1章建筑內(nèi)部給水系統(tǒng) v重點：分析判斷室內(nèi)外水壓資料而作出 合理的室內(nèi)給水方式方案。掌握應

3、用于 室內(nèi)系統(tǒng)的各種管材的性能，規(guī)格及 配 件方式，特別重視水質污染的水力學原 理及防止措施。弄清建筑給水管系設計 秒流量的概念，并了解計算公式的制定 過程及其正確選用，熟悉給水管道水力 計算特點。 第1章建筑內(nèi)部給水系統(tǒng) 1.1給水系統(tǒng)的分類和組成 1.1.1分類 1. 生活給水系統(tǒng)：為建筑內(nèi)的飲用、 烹調(diào)、盥洗、洗滌、淋浴等生活方面 所設的供水系統(tǒng)。滿足水量、水壓和 水質要求 1.1.1分類 2. 生產(chǎn)給水系統(tǒng)：為生產(chǎn)過程所設的給 水系統(tǒng)。生產(chǎn)工藝不同，對水質、水 量、水壓的要求不同。 3. 消防給水系統(tǒng)：為建筑消防所設 的給水系統(tǒng)。保證足夠的水量和 水壓。 上述三種系統(tǒng)，在同一建筑中不一

4、 定全部具備。 第1章建筑內(nèi)部給水系統(tǒng) v1.1.2組成 v水源、管網(wǎng)、 水表節(jié)點、給水附件、 升壓和貯水設備、室內(nèi)消防給水設備、 其他設備：水處理及污水回用處理設 備。 管道材料 : v了解管材的性能及使用條件，管道連 接方法、管徑表示方法 1、鋼管：強度高，承受壓力大，抗震 性能好，接頭少，但造價高，抗 腐蝕性差。 v無縫鋼管：消防 v焊接鋼管 v鍍鋅鋼管（白鐵管）：生活給水。 管道材料 v不鍍鋅鋼管（黑鐵管）：消防或無 水質要求管道。 2、鑄鐵管： 抗腐蝕性強，使用期長， 價格低，但性脆，質量大，長度小。 v生活管DN150或埋地管DN75應優(yōu) 先采用球墨鑄鐵管 3、塑料管： v 耐腐蝕

5、，機械性能好，不燃燒，質輕， 管壁光滑，容易切割。但強度差，耐久 性差，耐溫性差（UPVC管為-545 ），DN15-DN300 vPB 聚丁烯管，PPR，PPC聚丙烯管， PE，PEX聚乙烯，交聯(lián)聚乙烯管， DN15-DN40。 4、復合管材：分襯塑和涂塑兩類，后者 有鋼塑和鋁塑兩類。 v鋁塑管口徑小，用于室內(nèi)，1216， 1418，1620，2025，2532，3240， 4050。 5、銅管。 管道連接 v1.鋼管：螺紋連接（絲扣），小口徑；焊接 （非鍍鋅管）；法蘭（閘閥、水泵、水表、 止回閥等處）；溝槽式連接。 v2.鑄鐵管：承插。 v3.塑料管：螺紋，焊接，法蘭，粘接。 v可曲撓橡膠

6、接頭：隔振，降噪。 附件 1.配水附件：用來調(diào)節(jié)和分配水流。各種水龍 頭。 2.控制附件：用于調(diào)節(jié)水量、水壓，關斷水流， 改變水流方向。各種閥門。 v認識各種附件。掌握截止閥與閘閥的區(qū)別 水表 v一、水表類型和性能參數(shù) v掌握水表常用類型及使用條件，熟 悉水表的性能參數(shù)、水表的選用及 水頭損失計算，水表的布置形式 水表類型 1、容積式 2、流速式： （1）旋翼式；轉軸與水流方向垂直， 水流阻力大，用于小口徑； （2）螺翼式：轉軸與水流方向平行， 水流阻力小， 用于大口徑。 水表類型 v干式：傳動部件不淹沒于水中，價昂， 適于水質不太好的情況； v濕式：傳動部件淹沒于水中，價廉，適 于水質好的情

7、況。 v 冷水表：適用于水溫40； v 熱水表：適用于水溫40。 性能參數(shù)：見附錄1.1，1.2，1.3 v名詞解釋： v過載流量：只允許短時間通過的流量，一 般一晝夜不超過1小時。水表通過最大流 量時，水頭損失為 旋翼式100kpa；螺翼 式10kpa。 v常用流量（額定流量，公稱流量）：水表 在誤差限內(nèi)允許長期通過的流量。 性能參數(shù) v分界流量( )：水表誤差限改變的流量。任何儀表 都有誤差，水表有兩個。 時，示值誤差為 。 時，示值誤差為 。 v水表規(guī)定的誤差限值大流量時控制嚴，小流量控 制松。 min max t t QQQ QQQ t Q 5% 2% 性能參數(shù) v最小流量：水表開始準

8、確計量的流量。 v始動流量（起步流量，靈敏限）：水表 開始計量的流量。小于此值為偷水。 水表的選用和水頭損失計算 1.水表的選用 v（1）選類型：水的性質（濁度和溫度） 干式？濕式？（濁度） 冷？熱水表？（溫度） 按水表口徑選：旋翼式？螺翼式？ v（2）確定口徑：設計流量公稱流量 水表口徑管徑（可等于引入管管徑或 小一級） 水表的選用和水頭損失計算 2.水頭損失計算 v據(jù)水力學原理 Hb=Qb/Kb(kpa/mH2O) 式中：Qb實際通過水表流量（m3/h） Kb水表性能系數(shù)。 v對旋翼式Kb = Qb/100kpa= Qb/10 mH2O v對螺翼式Kb = Qb/10kpa= Qb/1 m

9、H2O v水表水頭損失應符合教材表2-16的規(guī)定。 在實際工程中，盡量控制在12 mH2O之 間。 水表的選用和水頭損失計算 v在未確定具體產(chǎn)品時，可按下列情況取 用： v1.住宅入戶管上的水表宜取0.01MPa v2.建筑物或小區(qū)引入管上的水表，在生 活用水工況時宜取0.03MPa，在校核消 防工況時宜取0.05MPa。 水表節(jié)點水表井 1、單式布置用于一般建筑物 v閥門：關閉、檢修用。 v放水龍頭：放空、安壓力表測壓、檢驗水 表靈敏度。 vL ： 對 旋 翼 式 L = 0 . 3 m ； 對 螺 翼 式 L=810DN。L太小，水流形成渦流，影 響水表精度。 v止回閥：某些需防止倒流的給

10、水系統(tǒng)，水 表井內(nèi)加設止回閥。 水表節(jié)點水表井 2、旁通管式布置對于供水要求高，且只 有一根進水管的建筑 v設旁通管的目的有：(1)水表損壞檢修時， 不會停水，從旁繞過；(2)火災時，大流 量不經(jīng)過水表，以免損壞。 1.2建筑給水方式 v掌握給水方式的類型及其使用條件 v給水方式：城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)和建筑給水系統(tǒng) 的供水總體方案。 v一 、直接給水方式：直接利用外網(wǎng)壓力 供水，無須升壓貯水設備。也簡稱為簡單 給水方式。 直接給水方式 二、間接給水方式 1、單設水箱的給水方式 v條件： （1）H供一天內(nèi)短時間或周期性不能滿 足H需，一般夜間進水，白天出水，調(diào)節(jié) 水量和水壓； （2）H供H需但H需需穩(wěn)壓

11、，這時，水箱 起穩(wěn)壓作用。 二、間接給水方式 2、設置水箱和水泵的給水方式 v水箱存水量減少，水泵可間歇工作，這種給 水方式常用。 v條件：H供經(jīng)常小于H需，且用水量大，用水 不均勻。 二、間接給水方式 3、設置水池、水箱和水泵的給水方式 v條件：H供經(jīng)常小于H需，且用水量大，不允 許直接從外網(wǎng)吸水，并且要求貯存一定的消 防用水量。這種給水方式在高層大型建筑中 經(jīng)常采用。 二、間接給水方式 4、氣壓給水方式 v條件：H供H需，且不宜設屋頂水箱的建 筑。 5、變頻調(diào)速給水方式 v利用改變頻率使水泵始終處于高效段工 作，節(jié)能。條件：H供H需，運行穩(wěn)定可 靠，耗能低，裝置結構簡單，占地小， 但停電即

12、停水。 分區(qū)給水方式(一) v多層建筑分區(qū)給水 ：多層建筑分區(qū)：充 分利用外網(wǎng)壓力，減小水箱存水量或水泵 提升水量。 v高層建筑分區(qū)給水：減小管網(wǎng)靜壓。靜壓 過大，管網(wǎng)易產(chǎn)生水錘、噪音和振動，管 材破裂，附件損壞，使用噴濺等問題。 分區(qū)給水方式(一) v1)分區(qū)范圍：規(guī)范規(guī)定：各分區(qū)最低配水點 處靜水壓力不宜大于0.45MPa，特殊情況下 不宜大于0.55MPa。 v2)分區(qū)給水方式 ：高位水箱式：A.并列給 水方式 B.串聯(lián)給水方式 C.減壓水箱給水方式 D.減壓閥給水方式 分區(qū)給水方式(二) v 氣壓給水方式：以氣壓水罐代替水箱 a.并列氣壓給水方式：設備投資大，氣壓 罐調(diào)節(jié)水量小，水泵啟

13、動頻繁，耗電。b. 氣壓水箱減壓閥給水方式：氣壓水箱體積 大，水泵啟動次數(shù)少，可靠性差。 v 無水箱給水方式：造價高，a.并列 給水方式：設備投資大，運行費用低。b. 無水箱減壓閥給水方式：初期投資少，運 行費用大。 1.3建筑給水管道布置與敷設 1.3.1管道布置技術要求 v1.滿足最佳水力條件 ：管道力求短而直， 引入管設在建筑物用水量最大，不允許間 斷供水處。 v2.保證供水安全可靠：不允許間斷供水的 建筑采用環(huán)狀供水或設兩根引入管，由兩 條市政管道引水。給水管設在不結冰的房 間內(nèi)。 v3.防止二次污染：生活飲用水管道不得與 非飲用水管道連接，不得因回流而被污染。 1.3.1管道布置技術

14、要求 v4.確保建筑物和構筑物的使用功能：給水 管不宜穿越伸縮縫、沉降縫、櫥窗、壁柜、 木裝修、大小便槽。穿基礎預留孔洞或設 套管。給水管不得穿越配電間。 v5.滿足安裝、檢修要求，少占建筑空間。 v規(guī)范有相應的規(guī)定3.5.1-3.5.25 v3.5.8室內(nèi)給水管道不得布置在遇水會引 起燃燒、爆炸的原料、產(chǎn)品和設備上面 1.3.1.2布置形式 v按供水安全可靠程度分為枝狀和環(huán)狀 v按干管敷設位置分為上行下給式、下行上給 式和中分式 1.3.2管道敷設方式 v1.明裝：與墻外表面，暴露敷設，適用于 一般建筑。 優(yōu)點：造價低，安裝維護方便； 缺點：不美觀，易積灰塵，有凝結水。 v2.暗裝：適用于美

15、觀要求高的建筑。 優(yōu)點：美觀，整潔。 缺點：造價高，安裝維護不便。 暗裝 v水平干管：1. 下行式地溝內(nèi)、地下室 天花板下 2.上行式頂層天花板下吊頂 內(nèi)或技術層內(nèi) v給水管暗設時不得直接敷設在建筑物結構 層內(nèi)；立管敷設在管井內(nèi)，支管敷設在樓 （地）面的找平層內(nèi)或沿墻敷設在管槽內(nèi)； 敷設在找平層或管槽內(nèi)的給水支管的外徑 不宜大于25mm;此時給水管宜采用塑料、 金屬與塑料復合管材或耐腐蝕的金屬管材 1.3.3管道防護 v1.防腐 v2.防凍、防露 v3.防漏 v4.防振 第2章建筑給水系統(tǒng)的計算 2.1.建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)所需壓力 H=H1+H2+H3+H4 vH1最不利配水點與引入管的標高差

16、vH2最不利配水點到引入管的水頭損失 vH3水表水頭損失 vH4最不利配水點最低工作壓力見表2-1 2.2給水系統(tǒng)所需水量 概述 :掌握室內(nèi)外用水情況及其設計流量的 異同，設計秒流量計算公式及其使用條件 一、用水定額 v1生活用水量：與人們的生活習慣、氣 候條件、衛(wèi)生設備完善程度、收費標準等 因素有關。用水不均勻。見表2-2，2-3， 2-4。表中列出了小時變化系數(shù)。 v2生產(chǎn)用水量：與生產(chǎn)工藝有關。 用水量 1最高日用水量 （m3/h） 2最大小時用水量 （m3/h） vN為用水單位數(shù)； vQ為最高日生活用水定額（L/（人.d）； vKh為小時變化系數(shù)； vT為用水時間。 T Nq dQ 1

17、000 dhh QKQ max 2.3設計秒流量計算公式 v設計秒流量：反映給排水系統(tǒng)瞬間高峰 用水規(guī)律的設計流量，以L/s計。用于確 定給排水管徑，計算給水管系的水頭損 失和排水管道的坡度、充滿度以及選用 水泵等。 室內(nèi)外用水情況 1、室外用水情況：室外管網(wǎng)服務范圍大，人口多， 用水設備種類及數(shù)量多。用水參差性大，同時用 水的可能性小。因此，認為“室外用水一天內(nèi)不 均勻，但一小時內(nèi)用水均勻”。即用最大小時平 均秒流量能滿足要求。 2、室內(nèi)用水情況：室內(nèi)管網(wǎng)服務范圍小，用水設 備種類相對單一，用水點少。用水參差性小，同 時用水的可能性大。因此，認為“室內(nèi)用水在一 小時內(nèi)不均勻，必有一個高峰用水

18、流量”。即用 最大小時平均秒流量作為設計流量不能滿足要求， 需用設計秒流量作為設計流量。 設計秒流量計算方法 1、經(jīng)驗法 用于工業(yè)企業(yè)生活間、公共浴室、洗衣房、 公共食堂、實驗室、影劇院、體育館等建 筑 vq0為同類型的一個衛(wèi)生器具給水額定流量。 vn0為同類型的衛(wèi)生器具數(shù)。 vb為衛(wèi)生器具同時使用百分數(shù)，見表2-8， 2-9，2-10，2-11。 bnqqg 00 2、平方根法 用于集體宿舍、旅館、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng) 院、幼兒園、養(yǎng)老院、辦公樓、商場、客 運站、會展中心、中小學教學樓、公共廁 所等建筑 gg Nq2 . 0 3、概率法 1）根據(jù)住宅配置的衛(wèi)生器具給水當量、 使用人數(shù)、用水定額、

19、使用時數(shù)及小 時變化系數(shù)計算最大用水時衛(wèi)生器具 給水當量平均出流概率： (%) 36002 . 0 0 0 TN mKq U g h 式中： vU0為生活給水管道的最大用水時衛(wèi)生器具 給水當量平均出流概率； vq0為最高日用水定額； vm為每戶用水人數(shù)； vKh為小時變化系數(shù)； vNg為每戶設置的衛(wèi)生器具給水當量數(shù)； vT為使用時數(shù)（h）； v0.2為一個給水當量的額定流量（L/s）。 概率法 2）根據(jù)計算管段上衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)， 計算該管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流 概率 vU為計算管段的衛(wèi)生器具給水當量平均出 流概率（%）； vac為對應于不同U0的系數(shù)，查下表； vNg為計算管段上的

20、衛(wèi)生器具給水當量總 數(shù) (%) ) 1(1 49. 0 g gc N Na U 概率法 3）根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量平 均出流概率，計算管段的設計秒流量 4）有兩條或兩條以上具有不同最大用水時 衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率的給水 支管的給水干管最大用水時衛(wèi)生器具給 水當量平均出流概率為 gg NUq2 . 0 gi gii N NU U 0 0 2.4建筑給水系統(tǒng)水力計算 v掌握計算目的及方法 一、計算目的 1確定管徑DN：控制流速范圍 v公稱直徑（mm） 15-20 25-40 50-70 80 v水流速度（m/s） 1.0 1.2 1.5 1.8 2計算水頭損失 二、計算方法和步驟

21、以一棟二 層辦公樓為例 2.5.1增壓設備（水泵） v熟悉水泵的吸水方式及其優(yōu)缺點，使用 條件，掌握水泵流量和揚程確定 一、水泵吸水方式 v1.直接吸水 v1）優(yōu)點：設備簡單（不用貯水池）， 充分利用外網(wǎng)壓力，減少水泵揚程，節(jié) 能。H泵=H需-H供；水質不受污染（密閉 系統(tǒng)）。 水泵吸水方式 v2）缺點：影響周圍用戶用水，嚴重時， 管道產(chǎn)生負壓，破裂。 v3）適用條件：H供10mH2O，Q泵小， 室外管道管徑大；征得自來水公司同意。 v4）設旁通管，水泵檢修時，可繞道而 行。 水泵吸水方式 2.間接吸水 1）優(yōu)點：水泵抽水時，不會影響周圍用戶 用水；水池貯存一定水量，保證供水安 全。 2）缺點

22、：不能利用外網(wǎng)壓力，H泵=H需，增 加投資。 3）適用條件：室外自來水管網(wǎng)管徑較小， 壓力較低，而室內(nèi)抽水量較大的場合； 高層大型建筑（需貯存一定的消防水 量）。 水泵吸水方式 4）貯水池容積：V總=V生活+V消防+V事故 v規(guī)范規(guī)定：居住小區(qū)加壓泵站的貯水池生活 調(diào)節(jié)水量可按最高日用水量的15%20%確 定；建筑物內(nèi)的貯水池生活調(diào)節(jié)量可按最高 日用水量的20%25%確定 v消防水量貯存一次消防用水量。 二、水泵的選型 v1.流量：無水箱時取最大秒流量；有水箱 時取最大小時流量或平均時流量。 v2.揚程：滿足最不利配水點（或消火栓） 所需水壓。 三、水泵房要求 v1.干燥，光線好，通風好，不冰

23、凍； 能排水。 v2.最好能自灌（便于水泵操作自動 化） v3.水泵防震和噪音問題（遠離要求 安靜的房間，防震基礎，軟接頭： 橡膠隔振墊、彈簧減振器、橡膠隔 振器、可曲撓橡膠接頭、彎頭。） 氣壓給水設備 v工作原理: v分類 v補氣方式 v計算選用 v優(yōu)缺點 v適用場合 工作原理 v當水泵工作時，水送至給水管網(wǎng)的同時， 多余的水進入氣壓水罐，水室擴大，并將 罐內(nèi)氣體壓縮，氣室縮小，罐內(nèi)壓力隨之 升高，壓力升至最高工作壓力P2時，水 泵停轉，并利用罐內(nèi)被壓縮空氣的壓力將 罐內(nèi)貯存的水送至給水管網(wǎng)，水室縮小， 氣室擴大，罐內(nèi)壓力隨之下降，壓力降至 最低工作壓力P1時，水泵重新啟動，如 此周而復始，

24、不斷運行。 v它與單設水泵給水方式不同點在于具有一 定的調(diào)節(jié)容積；與單設水箱給水方式不同 點在于具有一定的升壓功能，能保證用水 點的水壓要求。 分類 1、按壓力工況分：變壓式、定壓式； 2、按氣水相互關系分：氣水接觸式 、 氣水分離式（隔膜式，隔板式）； 3、按罐體形式分：立式、臥式、球 形 。 補氣方式 v空氣壓縮機補氣：用于很大的氣壓罐， 國內(nèi)很少采用 v泄空補氣：用于允許短時停水，用水壓 力和水壓穩(wěn)定要求不嚴的小型氣壓水罐 補氣 v用水泵吸水管上的裝置補氣：補氣閥門 或補氣罐 v負壓補氣：利用負壓原理進行補氣，一 般用于有底閥式或自灌式。 計算選用 v罐內(nèi)空氣或水容積計算： v利用波義耳

25、-馬略特定律 z VpVp)100()100( 011 z VpVp)100()100( 022 21 VVVt 100 100 2 1 p p 100 100 0 1 p p 計算選用 v聯(lián)立上述計算式得 1 t z V V 1 2 t V V 1 ) 1( t P V V max 4N q V b t tX CVV zz CVV 1 X z V V max 4 b X q VC N 計算選用 v一般采用0.650.85（國產(chǎn)離心泵的高效 區(qū)兩端絕對壓力之比一般在此范圍內(nèi)），有 特殊要求時（如農(nóng)村給水、消防給水），其 范圍也可為0.500.90。 v為水罐容積附加系數(shù)，對補氣臥式水罐 取1.

26、25；對補氣立式水罐取1.1；對隔膜式水 罐取1.05。 vc為安全系數(shù)，取1.01.3。 計算選用 v空壓機的選用：一般選最小型的空 氣壓縮機即能滿足要求。 v水泵的選用：按P1時流量為設計秒 流量，P2時為最大時流量；平均壓 力時為1.2倍最大時流量選擇水泵。 優(yōu)缺點 1優(yōu)點： 靈活機動（根據(jù)需要設在任何位 置）；能保證用水點水壓要求；水 質不易被污染（氣壓水罐為密閉容 器）；建設周期短（成套購置）， 節(jié)省投資；便于自動控制；便于集 中管理；便于防凍；能減弱水錘的 影響；可取消水箱間。 2.缺點： 調(diào)節(jié)容積小，供水安全性差（停電即 停水）；給水壓力變化大（常用變壓 式）；經(jīng)常費用高；耗用鋼材多（有 效容積占總容積的1/61/3）。 適用場合 v適用場合 v1解決舊房水壓不足問題； v2舊房加層改造工程； v3高層建筑火災初期水壓問題； v4地震區(qū)建筑； v5高層建筑小區(qū)且分期分批建造，高位 水箱在遠期興建的建筑上； v6農(nóng)村改水工程； v7建筑因美觀要求不允許設水箱； v8. 寒冷地區(qū)給水。 2.5.2貯水設備（水箱） v了解水箱