建筑设备 第三章.ppt

第三章第三章 建筑给水工程建筑给水工程给水系统给水系统给水方式及管道布置给水方式及管道布置增压设备增压设备给水管网计算给水管网计算给水系统给水系统建筑给水系统是供应小区、工厂或城市内各型建筑物的生活、生建筑给水系统是供应小区、工厂或城市内各型建筑物的生活、生产及消防用水的系统产及消防用水的系统建筑给水系统的分类：建筑给水系统的分类：生活给水系统生活给水系统生产给水系统生产给水系统消防给水系统消防给水系统给水系统的组成部分给水系统的组成部分供水压力供水压力生活给水系统生活给水系统此此系统是专供饮用、烹饪、洗涤、沐浴系统是专供饮用、烹饪、洗涤、沐浴及冲洗器具等生活上的用水，及冲洗器具等生活上的用水，水质水质须符须符合饮用水的水质标准，合饮用水的水质标准，水压水量水压水量满足用满足用水要求、管线要简短，使用方便。水要求、管线要简短，使用方便。生产给水系统生产给水系统供供车间生产设备用水的系统，车间生产设备用水的系统，水质要符水质要符工艺要求工艺要求，有的较生活用水低如大量的，有的较生活用水低如大量的冷却用水，有的相同，有的高于生活用冷却用水，有的相同，有的高于生活用水，甚而使用高纯水，如电子工业用水。水，甚而使用高纯水，如电子工业用水。在大型建筑物中使用的空调用水、冷藏在大型建筑物中使用的空调用水、冷藏用水以及公共浴室、洗衣房，游泳池等用水以及公共浴室、洗衣房，游泳池等也属于建筑物的生产用水系统也属于建筑物的生产用水系统。消防给水系统消防给水系统是是消防灭火的供水系统，消防灭火的供水系统，对水质无特殊对水质无特殊要求，而对水量和水压必须保证。要求，而对水量和水压必须保证。消防系统可分为消火栓和自动喷洒灭火消防系统可分为消火栓和自动喷洒灭火系统，前者普遍用于设置消防给水系统系统，前者普遍用于设置消防给水系统的建筑中，而在火灾危险性大，损失严的建筑中，而在火灾危险性大，损失严重的建筑物内，还要设置自动喷洒的灭重的建筑物内，还要设置自动喷洒的灭火给水系统。火给水系统。给水系统的组成部分给水系统的组成部分建筑中的给水系统建筑中的给水系统由引入管、水表、干由引入管、水表、干管、立管、支管几部分组成管、立管、支管几部分组成;引入管引入管是将城市管网水引入建筑内的给水的总进水管，穿过是将城市管网水引入建筑内的给水的总进水管，穿过外墙，将水引到建筑物内，一般设一条，重要建筑物须设两外墙，将水引到建筑物内，一般设一条，重要建筑物须设两条或两条一上。条或两条一上。干管干管：连接引入管的水平管为干管，根据建筑情况可设在地：连接引入管的水平管为干管，根据建筑情况可设在地层管沟中或地下室内，形成层管沟中或地下室内，形成下行上给下行上给式干管或设在建筑物顶式干管或设在建筑物顶层形成层形成上行下给上行下给式干管。式干管。立管立管：由干管引水到各层用水的竖直管，根据干管的情况，：由干管引水到各层用水的竖直管，根据干管的情况，可以由下向上或由上向下供水。可以由下向上或由上向下供水。建筑内给水排水系统建筑内给水排水系统图图31图31供水压力供水压力供水管网需要有一定的压力，才能保证各用水供水管网需要有一定的压力，才能保证各用水设备有充足的水量，其大小应根据建筑高度，设备有充足的水量，其大小应根据建筑高度，用水情况、城市管网供水压力等确定，用下式用水情况、城市管网供水压力等确定，用下式计算：计算：图图32 H=H1+HL+H2+HF式中式中 H建筑中给水系统所需压力，建筑中给水系统所需压力，mH2O；H1城市配水管与建筑内最不利配水点的标高差值，城市配水管与建筑内最不利配水点的标高差值，mH2O；HL 管网中的总水头损失，管网中的总水头损失，mH2O；H2 水表水头损失，水表水头损失，mH2O；HF 最不利用水设备的流出水头，最不利用水设备的流出水头，mH2O；一般城市配水管网的压力是：一层建筑为一般城市配水管网的压力是：一层建筑为10m；二层为二层为12m；三层以上每增加一层按增三层以上每增加一层按增4m计计算。算。图32给水方式及管道布置给水方式及管道布置建筑内给水方式的分类：建筑内给水方式的分类：建筑内的给水方式有很建筑内的给水方式有很多种，应根据建筑情况、高度、所需压力以及城市配水管网的供多种，应根据建筑情况、高度、所需压力以及城市配水管网的供水能力和水压等因素来选择水能力和水压等因素来选择。直接给水方式直接给水方式设置水箱的供水方式设置水箱的供水方式设置水箱和水泵的供水方式设置水箱和水泵的供水方式分区供水系统分区供水系统给水管道布置给水管道布置给水管道敷设给水管道敷设给水管道布置给水管道布置给水管道的布置，在保证供水安全的前题下，给水管道的布置，在保证供水安全的前题下，力求管线简短，使用方便、减少与建筑、结构、力求管线简短，使用方便、减少与建筑、结构、暖通及电气各方面的矛盾，便于施工和维修；暖通及电气各方面的矛盾，便于施工和维修；应从以下几方面注意管道的布置：应从以下几方面注意管道的布置：引入管引入管水表水表干管干管立管和支管立管和支管给水管道敷设给水管道敷设给水管道为了安装和检修方便，给水管道为了安装和检修方便，一般多用明装一般多用明装，可沿墙壁、梁、柱、地板或在天花板下等处敷设，并可沿墙壁、梁、柱、地板或在天花板下等处敷设，并以钩钉、吊环、管卡及托架等支托物使之固定；以钩钉、吊环、管卡及托架等支托物使之固定；管道的支托距离，视管径大小和管道材料情况而不同；管道的支托距离，视管径大小和管道材料情况而不同；钢管直径小于钢管直径小于40mm时，间隔时，间隔1.52米设一个支托，直米设一个支托，直径在径在50mm以上的管道，间隔距离可以加大到以上的管道，间隔距离可以加大到34米；米；塑料管和铜管间隔距离减半。塑料管和铜管间隔距离减半。管道应采用耐腐性较好的材料，管道表面涂刷防腐漆，管道应采用耐腐性较好的材料，管道表面涂刷防腐漆，管道上装设保温层防止冻坏和结露。管道上装设保温层防止冻坏和结露。图图38图38直接给水方式直接给水方式城市配水管网城市配水管网有充足的供水能力，能保有充足的供水能力，能保证时时供给建筑内各种用水设备的用水证时时供给建筑内各种用水设备的用水时，可采用此最简单、最经济的供水方时，可采用此最简单、最经济的供水方式。式。图图33图33设置水箱的供水方式设置水箱的供水方式城市配水管中压力有定时的波动，用水城市配水管中压力有定时的波动，用水量高峰时候压力不足，而高峰过后又可量高峰时候压力不足，而高峰过后又可满足用水量的要求，这种情况下可用此满足用水量的要求，这种情况下可用此供水方式。供水方式。图图34图34、图35设置水箱和水泵的供水方式设置水箱和水泵的供水方式配配水管网供水力不足，且用水不均匀时，可采水管网供水力不足，且用水不均匀时，可采用此方式供水；用此方式供水；水泵提高供水压力向给水系统供水，水泵提高供水压力向给水系统供水，同时也向同时也向水箱供水，水箱充满后，水泵停止运行水箱供水，水箱充满后，水泵停止运行，此时，此时由水箱供水；当水箱中水用完时，水泵启动供由水箱供水；当水箱中水用完时，水泵启动供水；水；此种方式的优点是水泵水箱互相配合运行，是此种方式的优点是水泵水箱互相配合运行，是常采用的供水系统。常采用的供水系统。图图35分区供水系统分区供水系统城市供水压力较低，在多层建筑中，只能满足城市供水压力较低，在多层建筑中，只能满足下部几层的用水，而下部几层的用水，而上部楼层需设水泵和水箱上部楼层需设水泵和水箱联合供水，形成上下分区的供水方式联合供水，形成上下分区的供水方式；这样即可充分利用城市供水管网的压力，又可这样即可充分利用城市供水管网的压力，又可以减少供水设备的容量，供水安全、经济合理，以减少供水设备的容量，供水安全、经济合理，在高层建筑中多用分区供水系统在高层建筑中多用分区供水系统。图图36图36引入管引入管引入管是由配水管网引入到建筑内的总水管，引入管是由配水管网引入到建筑内的总水管，应布置简短，由用水集中处进入建筑中；用水应布置简短，由用水集中处进入建筑中；用水分散时，应由中间进入；分散时，应由中间进入；引入管埋于地下，引入管埋于地下，应注意防冻及不受地面荷载应注意防冻及不受地面荷载损坏损坏；在通过基础墙处要留孔洞；在通过基础墙处要留孔洞；且洞顶至管顶的静且洞顶至管顶的静空不得小于建筑的最大沉降量。空不得小于建筑的最大沉降量。有地下水时，需用防水材料堵塞。有地下水时，需用防水材料堵塞。水表水表水表水表可设在可设在室内外方便查表的地方，并室内外方便查表的地方，并不受冻、压损毁之处；不受冻、压损毁之处；水表前后装有阀门及跨越管，以利维护。水表前后装有阀门及跨越管，以利维护。图图37图37干干管管干管的布置要根据给水系统的供水方式，干管的布置要根据给水系统的供水方式，可布置在地下室、管沟内或顶棚内及设可布置在地下室、管沟内或顶棚内及设备层中；备层中；尽量靠近立管，以求管线简短，供水直尽量靠近立管，以求管线简短，供水直接，减少各部分间的矛盾。接，减少各部分间的矛盾。立管和支管立管和支管立管立管靠近用水设备，并沿墙柱向上层延靠近用水设备，并沿墙柱向上层延伸，避免弯来弯去，保持短直；伸，避免弯来弯去，保持短直；立管上接出支管，直接接到用水设备，立管上接出支管，直接接到用水设备，不得穿越橱柜、风道及卧室等处不得穿越橱柜、风道及卧室等处；支管过长，会增加与门窗、梁柱及其他支管过长，会增加与门窗、梁柱及其他管道的矛盾，还将加大管道能量损失。管道的矛盾，还将加大管道能量损失。应根据具体情况，适当增设立管，减短应根据具体情况，适当增设立管，减短支管。支管。增压设备增压设备城市的建设是极度复杂的，对给水水量、城市的建设是极度复杂的，对给水水量、水压要求相差很大，应采用增压设备；水压要求相差很大，应采用增压设备；增压设备有：增压设备有：水泵水泵高位水箱高位水箱气压装置气压装置变频调速供水设备变频调速供水设备水泵水泵水泵是提升水量的机械设备，常设在建筑的底水泵是提升水量的机械设备，常设在建筑的底层或地下室内，以减少振动和噪音，便于水泵层或地下室内，以减少振动和噪音，便于水泵吸水；吸水；水泵的吸水方式有两种，一种是直接由配水管水泵的吸水方式有两种，一种是直接由配水管吸水，另一种是建造贮水池，水泵从池中加压吸水，另一种是建造贮水池，水泵从池中加压后，送入供水管网；后，送入供水管网；水泵的选用水泵的选用水泵的流量水泵的流量水泵的扬程水泵的扬程水泵的流量水泵的流量水泵的流量要根据用水量而定，对仅设水泵的流量要根据用水量而定，对仅设置水泵的供水系统，置水泵的供水系统，水泵供水量应按设水泵供水量应按设计计秒流量秒流量确定确定；对有水箱水泵的供水量，可采用对有水箱水泵的供水量，可采用最大小最大小时供水量时供水量。水泵的扬程水泵的扬程水泵的扬程分为：水泵的扬程分为：水泵直接从配水管中吸水时的扬程水泵直接从配水管中吸水时的扬程Hp=H+H-HoH：建筑物所需的供水压力建筑物所需的供水压力H：泵站内管道等阻力损失泵站内管道等阻力损失Ho：城市配水管网内水压力城市配水管网内水压力水泵由贮水池中抽水时的扬程水泵由贮水池中抽水时的扬程Hp=Hs+HD+HL+HFHs：水泵轴到贮水池最低水面的距离水泵轴到贮水池最低水面的距离HD：泵轴到最不利点的垂直距离泵轴到最不利点的垂直距离HL：管道的总水头损失管道的总水头损失HF：最不利点的流出水头最不利点的流出水头水泵为自灌引水时的扬程水泵为自灌引水时的扬程:p38图图39、图、图310图39、图310高位水箱高位水箱水箱设在建筑物的屋顶上，具有存储水，水箱设在建筑物的屋顶上，具有存储水，调节用水量变化和稳定管网压力的作用；调节用水量变化和稳定管网压力的作用；缺点是增加了建筑的高度和结构荷载，缺点是增加了建筑的高度和结构荷载，有碍美观，不利于抗震有碍美观，不利于抗震水箱的构造和装备水箱的构造和装备水箱的设置高度水箱的设置高度水箱的容积水箱的容积水箱的构造和装备水箱的构造和装备水箱水面通向大气，且高度不超过水箱水面通向大气，且高度不超过2.5m，箱壁受，箱壁受压力大，材料可用金属焊制；压力大，材料可用金属焊制；水箱的形状，有圆形、方形和矩形，也水箱的形状，有圆形、方形和矩形，也可是根据需要选用其它形状；可是根据需要选用其它形状；水箱须装设的设备有：水箱须装设的设备有：进水管、出水管、进水管、出水管、溢流管、泄水管、通气管及其它设备，溢流管、泄水管、通气管及其它设备，如如图图311。水箱的设置高度水箱的设置高度贮存贮存生活用水生活用水的水箱设置高度：的水箱设置高度：H=HL+HF式中式中 H水箱出水管至最不利用水点间的高度，水箱出水管至最不利用水点间的高度，mH2O;H L水箱到最不利用水点连接管线的水头总损失，水箱到最不利用水点连接管线的水头总损失，mH2O;H F用水点的出流水头，用水点的出流水头，mH2O。贮存贮存消防用水消防用水的水箱，在满足消防流出的水箱，在满足消防流出水头有困难时，应设增加水压力设备。水头有困难时，应设增加水压力设备。水箱的容积水箱的容积水箱的容积应按水箱的容积应按用水与供水的变化曲线用水与供水的变化曲线确定，并与水泵控制运行情况有关：确定，并与水泵控制运行情况有关：p40水泵自动控制时水泵自动控制时，Vt=KQp/4n人工控制时，人工控制时，Vt=Qd/n TpQm配配水管网周期性压力不足时，水管网周期性压力不足时，Vt=QmT图311气压给水装置气压给水装置气压装置也是一种局部升压和调节水量的给水设备，气压装置也是一种局部升压和调节水量的给水设备，它是用水泵将水压入密闭的罐体内，压缩罐内空气，它是用水泵将水压入密闭的罐体内，压缩罐内空气，用水时罐内空气再将存水压入管网，供各用水点用水用水时罐内空气再将存水压入管网，供各用水点用水；根据压力是否稳定，气压装置可分为根据压力是否稳定，气压装置可分为变压式变压式和和定压式定压式；气压装置的容积是由空气和水的体积组成气压装置的容积是由空气和水的体积组成；在气压罐内，气体压力与体积在温度不变的条在气压罐内，气体压力与体积在温度不变的条件下，体积和绝对压力的乘积为常数。件下，体积和绝对压力的乘积为常数。Vw=V(Po/P1)(1-P1/P2)P42变压式变压式罐内罐内充满着压缩空气和水，水被压缩空气送给充满着压缩空气和水，水被压缩空气送给水管中，随着不断用水，罐内水量减少，空气水管中，随着不断用水，罐内水量减少，空气膨胀，压力降低；当降到最小设计压力时，压膨胀，压力降低；当降到最小设计压力时，压力继电器启动水泵，向水管及水箱供水，再次力继电器启动水泵，向水管及水箱供水，再次压缩箱内空气，压力上升；当压力到最大工作压缩箱内空气，压力上升；当压力到最大工作压力时，水泵停泵，参看压力时，水泵停泵，参看图图312。运行一段时间后，罐内空气减少，需要补气设运行一段时间后，罐内空气减少，需要补气设备进行补充，以利运行备进行补充，以利运行。定压式定压式在用水压力要求稳定的给水系统中，可在用水压力要求稳定的给水系统中，可采用定压的装置。在变压式装置的供水采用定压的装置。在变压式装置的供水管管设置调压闸设置调压闸，使压力调到用水要求或，使压力调到用水要求或在双罐气压装置的空气连通管上设调压在双罐气压装置的空气连通管上设调压器，保持要求的压力，器，保持要求的压力，使管网处于定压使管网处于定压下运行下运行。工作原理见工作原理见图图313图312图313变频调速供水设备变频调速供水设备水泵的动力机多用交流异步电动机，其转速为定值，水泵的动力机多用交流异步电动机，其转速为定值，水泵在定速水泵在定速下有一定的水量高效区下有一定的水量高效区。但用水量是变化的，水泵难以长期在高。但用水量是变化的，水泵难以长期在高效区运转，尤其是用水量低时，常用效区运转，尤其是用水量低时，常用“关小出水阀门关小出水阀门”来减少水来减少水量，浪费很多电能；也有的用多台水泵，根据用水量的大小，开量，浪费很多电能；也有的用多台水泵，根据用水量的大小，开动水泵的台数来调整用水量的变化等。动水泵的台数来调整用水量的变化等。水泵的特性水泵的特性：改变电机的转速，可改变水泵出水流量和压力的关：改变电机的转速，可改变水泵出水流量和压力的关系；系；通过改变电源的频率，就可以改变电机的转速。通过改变电源的频率，就可以改变电机的转速。通过变频器（调节电源频率的设备）及时调整水泵运行速度来满通过变频器（调节电源频率的设备）及时调整水泵运行速度来满足用水量的变化，并达到节能的目的，此设备称为变频调速供水足用水量的变化，并达到节能的目的，此设备称为变频调速供水设备。设备。变频调速供水设备原理见变频调速供水设备原理见图图314图314给水管网计算给水管网计算给水管网的计算是在给水管网的计算是在满足管网中最不利满足管网中最不利点的用水要求时点的用水要求时，确定供水管网各管段，确定供水管网各管段的管径和材料以及是否需要升压设备，的管径和材料以及是否需要升压设备，保证系统的供水安全和经济合理。保证系统的供水安全和经济合理。用水标准用水标准设计流量的计算设计流量的计算管道水力计算管道水力计算用水标准用水标准根据住宅生活用水定额、卫生器具完善根据住宅生活用水定额、卫生器具完善程度和地区条件、工业企业生活及沐浴程度和地区条件、工业企业生活及沐浴用水定额、生产用水定额、浇洒道路、用水定额、生产用水定额、浇洒道路、绿化用水和汽车冲洗用水等查相应的表。绿化用水和汽车冲洗用水等查相应的表。P4344设计流量的计算设计流量的计算在在城市管网设计城市管网设计用最高日用最高日最高时最高时流量设流量设计是合理的，计是合理的，而而建筑给水管设计时建筑给水管设计时，最，最高时流量也是不均匀的，应采用设计秒高时流量也是不均匀的，应采用设计秒流量流量，参照我国，参照我国GBJ1588规定。规定。管道水力计算管道水力计算管道水力的计算应注意以下几方面：管道水力的计算应注意以下几方面：设计流速设计流速沿程阻力损失沿程阻力损失局部水头损失局部水头损失管网总水头损失管网总水头损失建筑给水管网计算程序建筑给水管网计算程序：P50,(1)(9)