建筑給水系統(tǒng)設計-增壓、貯水設備的設計選型（建筑給排水）

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)：建筑給水系統(tǒng)

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備知識目標能力目標掌握給水增壓貯水設備的種類及設備設計參數(shù)的計算。能夠進行給水增壓貯水設備的設計選型和計算。1.水泵的分類水泵是給水系統(tǒng)中的主要升壓設備。在建筑內部的給水系統(tǒng)中，一般采用離心式水泵，它具有結構簡單、體積小、效率高且流量和揚程在一定范圍內可以調整等優(yōu)點。水泵分類（主要指葉片式泵）按主軸方向分為臥式、立式、斜式按葉輪種類分為離心、混流、軸流按吸入方式分為單吸和雙吸按級數(shù)分為單級和多級

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備Ｓ型單級雙吸臥式離心泵ＤＧ型多級臥式離心泵

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備ＮＢ型凝結水泵ＤＬ型立式多級泵

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備鍋爐給水泵Ｗ型真空泵

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備2.水泵的工作原理選擇水泵應以節(jié)能為原則，使水泵在給水系統(tǒng)中大部分時間保持高效運行。當采用設水泵、水箱的給水方式時，通常水泵直接向水箱輸水，水泵的出水量、揚程幾乎不變，選用離心式恒速水泵即可保持高效運行。對于無水量調節(jié)設備的給水系統(tǒng)，在電源可靠的條件下，可選用裝有自動調速裝置的離心式水泵。目前調速裝置主要采用變頻調速器。

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備在水泵出水口或管網末端安裝壓力傳感器，將測定的壓力值H轉換成電信號輸入壓力控制器，與控制器內根據用戶需要設定的壓力值H1比較，當H>H1時，控制器向調速器輸入降低轉速的控制信號，使水泵降低轉速，出水量減少；當H<H1時，則向調速器輸入提高轉速的控制信號，使水泵轉速提高，出水量增加。由于保持了水泵出水口或管網末端壓力恒定，在一定的流量變化范圍內，均能使水泵高效運行，節(jié)省電能。

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備用水泵出口壓力或管網末端壓力控制水泵調速，節(jié)能效果不完全相同，前者不能反映水流通過給水管網時，管網阻力特性的變化，所以當用水低峰時，雖然由于轉速的改變水泵揚程能保持恒定不再升高，但最不利點配水處的水壓將高于其所需的流出水頭。而后者不僅能調節(jié)流量的變化，同時也能反映管網阻力特性的變化，使最不利點配水始終保持所需的流出水頭，節(jié)能效果優(yōu)于前者。但其控制系統(tǒng)較前者復雜，且最不利點配水一般遠離泵房，信號傳遞系統(tǒng)安裝、檢查、維修不便，因此在實際工程中前者使用更為廣泛。

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備因水泵只有在一定的轉速變化范圍內才能保持高效運行，故選用調速泵與恒速泵組合供水方式可取得更好的效果。為避免在給水系統(tǒng)微量用水時，水泵工作效率降低，軸功率產生的機械熱能使水溫上升，導致水泵故障，可選用并聯(lián)配有小型加壓泵的小型氣壓水罐的變頻調速供水裝置。在微量用水時，變頻調速泵停止運行，利用氣壓罐中壓縮空氣的壓力向系統(tǒng)供水。在水泵房面積較小的條件下，可采用結構緊湊，安裝管理方便的立式離心式水泵或管道泵。

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備3.水泵的抽水方式（1）直接抽水：

水泵直接從市政管網抽水，但必須事先征得市政部門同意。適用：在室外供水管網直徑較大、壓力較高，水泵抽水量相對比較小的情況下可采用。優(yōu)點：可以充分利用外網的資用水頭，并且可以保證水質不受到污染。直接從市政管網抽水

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備（2）從貯水池中抽水：適用：當用水量較大，又不允許直接從外網抽水時采用。缺點：不能充分利用外網的資用水頭，造成能源浪費，容易引起水質二次污染，貯水池需要投資和定期管理等。從貯水池抽水

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備4.水泵的性能參數(shù)

1.10.1離心泵的分類、工作原理和性能參數(shù)1.10增壓、貯水設備1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點：建筑給水系統(tǒng)

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備氣壓給水設備是利用密閉壓力罐內空氣的可壓縮性進行貯存、調節(jié)和壓送水量的裝置，作用與屋頂水箱或水塔相同。優(yōu)點：靈活性大、便于隱蔽和搬遷，投資少、建設速度快，水質不易被污染，還有消除水錘和器材噪聲的作用。缺點：給水安全性較差，給水壓力變動較大，調節(jié)容積較小，能耗大。1.氣壓給水設備的分類和組成1）變壓式氣壓給水設備變壓式氣壓給水設備在向給水系統(tǒng)輸水過程中，給水系統(tǒng)的壓力隨著氣壓罐的壓力變化而變化，如下圖所示。

按供水壓力的穩(wěn)定性分類（1）1-止回閥；2-水泵；3-氣壓水罐；4-壓力信號器；5-液位信號器；6-控制器；7-補氣裝置；8-排氣閥；9-安全閥

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備

Flash格式演示動畫在這里單擊鼠標左鍵播放氣壓水罐工作過程（單罐變壓式）

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備2）定壓式氣壓給水設備給水系統(tǒng)的壓力不隨著氣壓罐的壓力變化而變化。a、單罐式在變壓式氣壓給水設備的供水管上安裝壓力調節(jié)閥，調節(jié)閥后水壓在要求的范圍內，使供水壓力相對穩(wěn)定，見下圖。b、雙罐變壓式可以在壓縮空氣連通管上安裝壓力調節(jié)閥，將閥后氣壓控制在要求的范圍內，見下圖。

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備1）補氣式補氣式氣壓給水設備在氣壓水罐中氣、水直接接觸，如圖。設備運行過程中，部分氣體溶于水中，隨著氣量的減少，罐內壓力下降，不能滿足設計需要，為保證給水系統(tǒng)的設計工況，需設補氣調壓裝置。有空壓機補氣方式、利用水泵出水管中的積存氣補氣、補氣罐補氣。

按罐內氣、水接觸方式不同分類（2）

圖

利用水泵出水管積存氣補氣方法

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備

圖

設補氣罐的補氣方法

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備補氣罐充氣過程：當氣壓水罐中的壓力達到p2時，在電接點壓力表的作用下，水泵停止工作，補氣罐內水位下降，出現(xiàn)負壓，進氣止回閥自動開啟進氣。氣壓水罐補氣過程：當氣壓水罐內水位下降，壓力達到p1時，在電接點壓力表的作用下，水泵開啟，補氣罐中水位升高，出現(xiàn)正壓，進氣止回閥自動關閉，補氣罐內的空氣隨進水補入氣壓水罐。補氣過量排氣過程：當補入的空氣過量時，可通過自動排氣閥排氣。自動排氣閥設在最低水位以下1～2cm處，當氣壓水罐內空氣過量，至最低水位時，罐內壓力仍大于p1，電接點壓力表不動作，水位繼續(xù)下降，自動排氣閥即打開排出過量的空氣，直至壓力降至p1，水泵啟動水位恢復正常，排氣閥自動關閉。

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備2）隔膜式氣壓給水設備氣壓罐內裝設橡膠隔膜將水與空氣分開。常用的隔膜主要有帽形、囊形兩類。下圖為囊形隔膜式氣壓罐。隔膜式氣壓給水設備不僅省去補氣裝置，而且避免了空氣對水的污染，因此，應用廣泛。1-氣壓罐；2-充氣口；3-橡膠隔膜；4-氣室；5-水室；6-進出水口

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備2.設置要求及適用范圍根據氣壓給水設備的特點，它適用于有升壓要求，但又不適宜設置水塔或高位水箱的小區(qū)或建筑內的給水系統(tǒng)，如地震區(qū)、人防工程或屋頂立面有特殊要求等建筑的給水系統(tǒng)；小型、簡易和臨時性給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)等。

適用范圍（1）

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備1）氣壓給水罐宜布置在室內，如設在室外，應有防雨、防曬及防潮設施，并有在寒冷季節(jié)不致凍結的技術措施。當設于泵房內時，除應符合泵房的要求外，還應符合氣壓給水設備對環(huán)境溫度、空氣相對濕度、通風換氣次數(shù)和設備安裝檢修等有關要求。2）氣壓給水罐的布置應滿足下列要求：罐頂至建筑結構最低梁底距離不宜小于1.0m；罐與罐之間及罐與墻面之間的凈距不宜小于0.7m；罐體應置于混凝土底座上，底座應高出地面不小于0.1m，整體組裝式氣壓給水設備采用金屬框架支承時，可不設設備基礎。

設置要求（2）

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備3）供生活用水的各類氣壓給水設備均應有水質防護措施，隔膜應用無毒橡膠制作，氣壓水罐和補氣罐內應涂無毒防腐涂料，補氣罐或用作補氣的空氣壓縮機的進氣口都要設空氣過濾裝置，并應采用無油潤滑型空氣壓縮機，以防油對給水系統(tǒng)的污染。4）為保證安全供水，氣壓給水設備要有可靠的電源，并應裝設安全閥、壓力表、泄水管和密閉人孔，安全閥也可裝在靠近氣壓給水設備進出水管的管路上。為防止停電時水位下降，罐內氣體隨水流進入管道流失，補氣式氣壓水罐進水管上要裝止氣閥，進氣管上裝設止水閥。

1.10.6氣壓給水設備的分類、組成和特點1.10增壓、貯水設備1.10.7氣壓給水設備的設計計算：建筑給水系統(tǒng)1.計算選型選擇氣壓給水設備，主要包括2項內容：確定氣壓水罐總容積；確定配套水泵的流量、揚程，由此查水泵樣本選定其型號。

氣壓水罐總容積（1）

1.10.7氣壓給水設備的設計計算1.10增壓、貯水設備推導可得：又∵

1.10.7氣壓給水設備的設計計算1.10增壓、貯水設備

1.10.7氣壓給水設備的設計計算1.10增壓、貯水設備

水泵選擇（2）

1.10.7氣壓給水設備的設計計算1.10增壓、貯水設備1.10.2水泵的設計選型：建筑給水系統(tǒng)5.水泵的選型

在生活（生產）給水系統(tǒng)中，無水箱調節(jié)時，水泵出水量要滿足系統(tǒng)高峰用水要求，故不論是恒速泵還是調速泵其流量均應以系統(tǒng)的高峰用水量即設計秒流量確定。

有水箱調節(jié)時，水泵流量可按最大時流量確定。若水箱容積較大，并且用水量均勻，則水泵流量也可按平均時流量確定。

流量的確定（1）

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備

揚程的確定（2）

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備

2）當水泵與室外給水管網間接連接，從貯水池（或水箱）抽水時：Hb—水泵揚程，kPa；

H1—貯水池最低水位至最不利配水點位置高度所計算的靜水壓，kPa。其他符號意義同前。

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備6.水泵的設置（1）水泵應選擇低噪聲、節(jié)能型水泵，水泵揚程可按計算揚程Hb乘以1.05~1.10后選泵。為保證安全供水，生活和消防水泵應設備用泵，生產用水泵可根據生產工藝要求設置備用泵。（2）水泵機組一般設置在水泵房內，泵房應遠離防振、防噪聲要求較高的房間，室內要有良好的通風、采光、防凍和排水措施。（3）為操作安全，防止操作人員誤觸快速運轉中的泵軸，水泵機組必須設高出地面不小于0.1m的基礎。水泵啟閉盡可能采用自動控制，間接抽水時應優(yōu)先采用自吸充水方式，以便水泵及時啟動。

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備（4）水泵的布置要便于起吊設備的操作，管道連接力求管線短，彎頭少，其間距要保證檢修時能拆卸、放置電機和泵體，并滿足維修要求，見圖圖水泵機組的布置間距(m)

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備（5）水泵宜采用自灌式充水。當因條件所限，不能采用自灌式啟泵而采用吸上式時，應有抽氣或灌水裝置（如真空泵、底閥、水射器等）。引水時間不超過下列規(guī)定：4kW以下的為3min，≥4kW的為5min。（6）每臺水泵應設獨立的吸水管，以免相鄰水泵抽水時相互影響；多臺水泵共用吸水管時，吸水總管伸入水池的引水管不宜少于兩條，每條引水管上均應設閘閥，當一條引水管發(fā)生故障時，其余引水管應滿足全部設計流量。

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備（7）每臺水泵吸水管上要設閥門，出水管上要設閥門、止回閥和壓力表，并宜有防水錘措施，如采用緩閉止回閥、氣囊式水錘消除器等。（8）為減少水泵運轉時對周圍環(huán)境的影響，應對水泵進行減振處理。水泵機組的減振主要由減振基座（惰性塊）、減振墊（減振器）及固定螺栓等組成，水泵減振安裝結構示意圖。

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備(a)臥式水泵減振方法（b）立式水泵減振方法圖水泵減振安裝結構示意圖

1.10.2水泵的設計選型1.10增壓、貯水設備1.10.4水箱的配管與附件：建筑給水系統(tǒng)

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備1.水箱的基本知識（1）水箱分類：根據水箱的用途不同，有高位水箱、減壓水箱、沖洗水箱、斷流水箱等多種類別。（2）

高位水箱作用：

保證水壓和貯存、調節(jié)水量。（3）水箱材質：制作材料有鋼板包括：普通、搪瓷、鍍鋅、復合和不銹鋼板等；鋼筋混凝土；塑料和玻璃鋼等。玻璃鋼水箱重量輕，強度高，耐腐蝕，安裝維修方便，大容積水箱可現(xiàn)場組裝，目前應用越來越多。

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備2.水箱的配管、附件

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備（2）出水管：

出水管從水箱側壁接出時，其管底至箱底距離應大于50mm，若從箱底接出其管頂入水口距箱底的距離也應大于50mm，以防沉淀物進入配水管網。出水管上應設閥門以利檢修。為防短流進、出水管宜分設在水箱兩側，若合用一根管道，則應在出水管上增設阻力較小的止回閥，如圖2-18所示，其標高應低于水箱最低水位1.0m以上，以保證止回閥開啟所需的壓力。出水管徑應按管網設計秒流量計算確定。

水箱進、出水管合用示意圖

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備（3）溢流管：

溢流管口應在水箱設計最高水位以上50mm處，管徑按排泄水箱最大入流量確定，一般應比進水管大1級。溢流管宜采用水平喇叭口集水，喇叭口下的垂直管段不宜小于4倍溢流管管徑。溢流管上不允許設閥門。

（4）泄水管泄水管從箱底接出，用以檢修或清洗時泄水。管上應設閥門，管徑不得小于50mm，閥門后的管道可與溢流管相連后用同一根管道排水。

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備（5）通氣管供生活飲用水的水箱，貯水量較大時，宜在箱蓋上設通氣管，以使水箱內空氣流通，其管徑一般宜為100mm～150mm，管口應朝下并設網罩。（6）水位信號裝置：是反映水位控制閥失靈報警的裝置?？稍谝缌鞴芸谙?0mm處設水位信號管，直通值班室的洗滌盆等處，其管徑15～20mm即可。水箱一般應在側壁安裝玻璃液位計，并應有傳送到監(jiān)控中心的水位指示儀表。若水箱液位與水泵聯(lián)動，則可在水箱側壁或頂蓋上安裝液位繼電器或信號器，采用自動水位報警裝置。

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備3.水箱的設置要求大型公共建筑中高層建筑為避免因水箱清洗、檢修時停水，高位水箱容量超過50m3，宜分成兩格或分設兩個。水箱底距地面宜不小于800mm的凈距，以便于安裝管道和進行檢修，水箱底可置于工字鋼或混凝土支墩上，金屬箱底與支墩接觸面之間應襯橡膠板或塑料墊片等絕緣材料以防腐蝕。水箱有結凍、結露可能時，要采取保溫措施。

1.10.4水箱的配管與附件1.10增壓、貯水設備1.10.5水箱的設計選型：建筑給水系統(tǒng)

水箱之間及水箱與建筑結構之間的最小距離（m）

1.10.5水箱的設計選型1.10增壓、貯水設備4.水箱的有效容積

水箱的有效容積主要根據它在給水系統(tǒng)中的作用來確定。若僅作為水量調節(jié)之用，其有效容積即為調節(jié)容積；若兼有貯備消防和生產事故用水量作用，其容積應以調節(jié)水量、消防和生產事故備用水量之和來確定。水箱的調節(jié)容積理論上應根據室外給水管網或水泵向水箱供水和水箱向建筑內給水系統(tǒng)輸水的曲線，經分析后確定，但因為以上曲線不易獲得，實際工程中可按水箱進水的不同情況由以下經驗公式計算確定。

1.10.5水箱的設計選型1.10增壓、貯水設備

1.10.5水箱的設計選型1.10增壓、貯水設備

1.10.5水箱的設計選型1.10增壓、貯水設備

1.10.5水箱的設計選型1.10增壓、貯水設備