第4章--建筑内部给水系统课件.ppt

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1、第四章第四章 建筑给水建筑给水l建筑给水系统和给水方式建筑给水系统和给水方式l水泵和贮水设备水泵和贮水设备l室内给水管道的布置和敷设室内给水管道的布置和敷设l用水定额、设计秒流量用水定额、设计秒流量l管网水力计算简介管网水力计算简介l高层建筑给水特点高层建筑给水特点 第一节给水系统和给水方式第一节给水系统和给水方式一、建筑给水系统的分类和组成一、建筑给水系统的分类和组成 建筑给水系统的功能是将水自室外给水管引入室内、并建筑给水系统的功能是将水自室外给水管引入室内、并保证水质、水量和水压的要求，将水送到各用水点。保证水质、水量和水压的要求，将水送到各用水点。l系统的分类系统的分类 生活给水系统生

2、活给水系统 ：目的：供民用公共建筑和工业建筑内的饮用，烹饪，洗目的：供民用公共建筑和工业建筑内的饮用，烹饪，洗涤，沐浴等生活用水所设的用水系统。涤，沐浴等生活用水所设的用水系统。要求：要求：1符合饮用水水质标准符合饮用水水质标准 2水压、水量满足要求水压、水量满足要求 生产给水系统：生产给水系统：目的：在工业生产方面生产设备目的：在工业生产方面生产设备用水的系统，像冷却水、锅炉用水等用水的系统，像冷却水、锅炉用水等要求：要求：1 1水质须符合生产工艺的要求水质须符合生产工艺的要求冷却水，空调用水，洗衣房用水要求较低冷却水，空调用水，洗衣房用水要求较低 当当 与与 生生 活活 用用 水水 的的

3、水水 质质 要要 求求 不不 同同 时时，可可 设设 分分 质给水系统。质给水系统。消消防防给给水水系系统统：对对水水质质要要求求不不高高，需需保保证证水水量量和水压，和水压，(注意：消防不能与生活同一系统注意：消防不能与生活同一系统)水表节点水表节点二、建筑给水管网所需的水压二、建筑给水管网所需的水压 系统所需的水压是保证将所需水量供到各配水点系统所需的水压是保证将所需水量供到各配水点 两个概念：两个概念：流出水头流出水头 管网最不利点管网最不利点（1 1）给水系统的水压计算公式：）给水系统的水压计算公式：H=HH=H1 1+H+H2 2+H+H3 3+H+H4 4 H:H:建筑给水系统所需

4、的水压（建筑给水系统所需的水压（mHmH2 20);0);H H1:1:引入管起点至最不利点的高差（引入管起点至最不利点的高差（m);m);H H2 2：最不利点的流出水头（最不利点的流出水头（mHmH2 20);0);H H3 3：引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（mHmH2 20);0);H H4 4：水流流经水表的水头损失（水流流经水表的水头损失（mHmH2 20);0);（2 2）利用建筑层数粗略估算系统所需水压）利用建筑层数粗略估算系统所需水压 H=40+40 H=40+40N N2N N2三、给水方式三、给水方式 给水方式是指建

5、筑内部给水系统的供水方案。选择确给水方式是指建筑内部给水系统的供水方案。选择确定给水方式需考虑以下几方面因素：定给水方式需考虑以下几方面因素：（1 1）技术因素）技术因素：包括供水可靠性，水质，节水节能效果，：包括供水可靠性，水质，节水节能效果，系统的运行管理等；系统的运行管理等；（2 2）经济因素）经济因素：包括基建投资，系统运行费用等；：包括基建投资，系统运行费用等；（3 3）社会及环境因素）社会及环境因素：系统对建筑外观、建筑结构的影：系统对建筑外观、建筑结构的影 响，占地面积，对环境的影响等。响，占地面积，对环境的影响等。（2 2）设水箱的给水方式）设水箱的给水方式 适用条件：适用条件

6、：a.a.外网的水压周期性不足；外网的水压周期性不足；b.b.外网的水压偏高或不稳定。外网的水压偏高或不稳定。主要特点：主要特点：a.a.低峰时由外网直接供水，水箱贮水；高峰时低峰时由外网直接供水，水箱贮水；高峰时 由水箱补水。简单，经济，无能耗，易管理。由水箱补水。简单，经济，无能耗，易管理。b.b.利用水箱的固定安装高度实现减压或稳压供利用水箱的固定安装高度实现减压或稳压供 水。水。（3 3）设水泵的给水方式）设水泵的给水方式 适用条件：适用条件：外网的水压经常性不足外网的水压经常性不足 a.a.建筑内部用水均匀时，采用恒速水泵供水方式建筑内部用水均匀时，采用恒速水泵供水方式 b.b.建筑

7、内部用水不均匀时，采用变速水泵供水方式建筑内部用水不均匀时，采用变速水泵供水方式 （水泵工作方式（水泵工作方式:直吸式水泵工作方式直吸式水泵工作方式 断流式水泵工作方式）断流式水泵工作方式）水泵工作方式水泵工作方式(3)变频（变速）供水基本原理变频（变速）供水基本原理 水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，使水泵工况处于高效运行范围内。使水泵工况处于高效运行范围内。变速供水的基本原理：变速供水的基本原理：传感器传感器传感器传感器将水泵

8、后的压力变化数据变为电将水泵后的压力变化数据变为电讯号输入讯号输入控制器控制器控制器控制器中，经控制器处理后传递给中，经控制器处理后传递给变频器变频器变频器变频器，改变电机，改变电机点电源的工作频率，从而点电源的工作频率，从而改变改变水泵水泵水泵水泵的转速，起到增加或减少供水量的的转速，起到增加或减少供水量的作用，以适应用水量的变化。建筑物的用水作用，以适应用水量的变化。建筑物的用水量是随时变化的，甚至会出现零流量，而变量是随时变化的，甚至会出现零流量，而变频又有一定的限度，因此，建筑的变频供水频又有一定的限度，因此，建筑的变频供水系统往往由几台水泵组合而成。系统往往由几台水泵组合而成。控制器

9、控制器传感器（压力传感器（压力检出传送器）检出传送器）变频器变频器 （4 4）水泵、水箱联合给水方式）水泵、水箱联合给水方式 适用条件：适用条件：外网的水压经常性不足且建筑内部用水不均匀外网的水压经常性不足且建筑内部用水不均匀 主要特点：主要特点：a.a.由水泵向小型水箱及时供水，保证系统水压；由水泵向小型水箱及时供水，保证系统水压；b.b.采用恒速水泵增压，确保高效工作；采用恒速水泵增压，确保高效工作；c.c.通过水箱调节供水和用水之间的不平衡流量。通过水箱调节供水和用水之间的不平衡流量。（5 5）气压给水方式）气压给水方式 适用条件：适用条件：外网的水压经常性不足，建筑内部用水不均匀，外网

10、的水压经常性不足，建筑内部用水不均匀，且不宜采用水泵、水箱供水且不宜采用水泵、水箱供水 主要特点主要特点:a.a.利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节 和输送流量和输送流量;b.b.设备简单，管理方便，可置于建筑中任意部设备简单，管理方便，可置于建筑中任意部 位。位。【气压给水装置的组成】【气压给水装置的组成】（1 1）密闭罐）密闭罐 （2 2）水泵）水泵 （3 3）补气装置）补气装置 （4 4）控制装置）控制装置 HminHmax（6 6）分区给水方式）分区给水方式 适用条件：适用条件：外网的水压能满足部分楼层供水需要外网的水压能满足部分楼层供水需要

11、主要特点主要特点:a.a.将建筑分为若干个给水区域，下部区域采用将建筑分为若干个给水区域，下部区域采用 直接给水方式，上部区域采用水泵（或水泵、直接给水方式，上部区域采用水泵（或水泵、水箱联合）供水方式。水箱联合）供水方式。b.b.可充分利用外网的水压，节约系统运行能耗。可充分利用外网的水压，节约系统运行能耗。c.c.节省设备投资，降低基建费用，利于设备维节省设备投资，降低基建费用，利于设备维 护。护。四、消防给水四、消防给水l消防给水 系统 消防给水系统是扑灭火灾，保护国家财富和 人民生命财产安全的给水系统。火灾虽是偶然事故，一旦发生危害无穷，因此对消防供水要求极为严格，必须使供水管网及设备

12、，处于警备状态，保证消防的用水需求。第二节水泵和贮水设备第二节水泵和贮水设备一、离心式水泵一、离心式水泵（一）离心（一）离心水泵的基本构造、工作原理和工作性水泵的基本构造、工作原理和工作性能能（1 1）水泵的基本构造）水泵的基本构造 泵壳、叶轮、吸水管和压水管、阀门和其它附件泵壳、叶轮、吸水管和压水管、阀门和其它附件（2 2）工作原理）工作原理（3 3）工作性能）工作性能 A.流量流量 B.扬程扬程 C.轴功率轴功率 D.效率效率水泵工作方式水泵工作方式2.2.工作方式分类：工作方式分类：按启动时的充水方式：按启动时的充水方式：1）自吸式）自吸式:2）自灌式）自灌式 按吸水管与外网的连接方式：

13、按吸水管与外网的连接方式：1）直吸式）直吸式 2）断流式）断流式 按水泵转速是否随用水情况而变化：按水泵转速是否随用水情况而变化：1）变速式）变速式 2）恒速式）恒速式水泵工作方式水泵工作方式(1)自灌式启动（自灌式启动（）:泵轴低于贮水池泵轴低于贮水池最低水位最低水位自吸式启动自吸式启动泵轴高于贮水池泵轴高于贮水池最高水位最高水位真空泵(二二)离心水泵的选择离心水泵的选择 水泵流量和扬程水泵流量和扬程（1 1）流量：单位时间内提升的水量）流量：单位时间内提升的水量 A.A.室内用水较均匀时，取建筑的室内用水较均匀时，取建筑的最大时用水量最大时用水量 B.B.室内用水不均匀时，取室内用水不均匀

14、时，取管网的设计秒流量管网的设计秒流量 水泵的选择水泵的选择(2)(2)、水泵的扬程：为保证用水点的流出水头而增加、水泵的扬程：为保证用水点的流出水头而增加 的机械能的机械能 H Hb b=H=H1 1+H+H2 2+H+H3 3+H+H4 4 H H0 0 H Hb b:水泵的扬程（水泵的扬程（mHmH2 2O);O);H H1:1:引入管起点至最不利点的高差（引入管起点至最不利点的高差（m);m);H H2 2:最不利点的流出水头（最不利点的流出水头（mHmH2 2O);O);H H3 3:最不利管段的水头损失（最不利管段的水头损失（mHmH2 2O);O);H H4 4：通过水表的水头损

15、失（通过水表的水头损失（mHmH2 2O)O)；H H0 0：外网资用水头（外网资用水头（mHmH2 2O)O)。H100H2H3HBH0水箱的材料与安装水箱的材料与安装按材料分：按材料分：1）钢制水箱）钢制水箱 2）钢筋混凝土水箱）钢筋混凝土水箱3.水箱上的管道设施及安装水箱上的管道设施及安装 1）进水管）进水管 4）排水（放空）管）排水（放空）管 2）出水管）出水管 5）信号管（液位计）信号管（液位计）3）溢流管）溢流管 6）通气管）通气管4、水箱容积的确定、水箱容积的确定确定确定V VS S：1 1）只设水箱的给水方式）只设水箱的给水方式 经验公式：经验公式：大型建筑大型建筑 VS=VS

16、=（10102020）%Qd%Qd 中小型建筑中小型建筑 VS=VS=（5050100100）%Qd%Qd Qd Qd 建筑的最高日用水量，建筑的最高日用水量，m m3 3/d/d。水箱容积的确定水箱容积的确定2 2）水泵水箱联合供水方式）水泵水箱联合供水方式 a.a.水泵手动启动时水泵手动启动时 经验公式：经验公式：V VS S=（12122020）%Q Qd d b.b.水泵自动启动时水泵自动启动时 经验公式：经验公式：V VS S=（5 58 8）%Q Qd d5、水箱安装、水箱安装(2)(2)水箱的安装高度水箱的安装高度 水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水头，水箱的安装高度应满足

17、最不利用水点的流出水头，要根据管道的水力计算确定。要根据管道的水力计算确定。A.A.水力条件水力条件 h hs sH H2 2+H+H3 3 H H2 2：最不利点的位置；：最不利点的位置；H H3 3：最不利管路的水头损失（：最不利管路的水头损失（mHmH2 2O O）。）。B.B.安装要求安装要求 h h1 10.4m0.4m水箱的安装高度水箱的安装高度hsh1四、水塔与贮水池四、水塔与贮水池 （生活用水调节容积）的确定（生活用水调节容积）的确定 （1 1）按经验法确定：取）按经验法确定：取最高日用水量最高日用水量的的1515（2 2）按计算公式确定：）按计算公式确定：Vs=(qVs=(q

18、b b-q-ql l)T)Tb b q qb:b:水泵的出流量（建筑的最大时用水量）水泵的出流量（建筑的最大时用水量）（m3/h）；）；q ql:l:水池的进水量（从市政管网接管）（水池的进水量（从市政管网接管）（m3/h）；）；T Tb:b:水泵连续运行时间（水泵连续运行时间（h）。）。五、气压给水装置五、气压给水装置 利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节和输送利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节和输送水量的装置。水量的装置。1.1.气压给水装置的组成气压给水装置的组成 （1 1）密闭罐）密闭罐 （2 2）水泵）水泵 （3 3）补气装置、）补气装置、（4 4）控制装置）控制装置HminH

19、min气压设备气压设备2.2.气压给水装置的分类和工作原理气压给水装置的分类和工作原理(1)(1)分类分类 按充水、充气方式：双罐式按充水、充气方式：双罐式 单罐式单罐式 按供水压力是否变化：定压式按供水压力是否变化：定压式 变压式变压式 按气水接触方式：补气式按气水接触方式：补气式 隔膜式隔膜式气压设备气压设备(2)(2)工作原理工作原理（变压式）（变压式）a.a.送水过程送水过程 工作初期工作初期 工作末期工作末期 PPminPmaxHmaxHminHminHminH气压设备气压设备3.3.气压给水装置的工作特点及适用条件气压给水装置的工作特点及适用条件 1 1、工作特点、工作特点 优点：

20、优点：1 1）灵活性大设置位置不受限制；）灵活性大设置位置不受限制；2 2）占地面积小，工期短，土建费用低；）占地面积小，工期短，土建费用低；3 3）可自动工作，便于管理；）可自动工作，便于管理；4 4）水质不易受污染。）水质不易受污染。气压设备气压设备缺点：缺点：1 1）调节容积小，贮水量少；）调节容积小，贮水量少；2 2）采用压力容器，耗用钢材多；）采用压力容器，耗用钢材多；3 3）采用变压式设备时有压力波动；）采用变压式设备时有压力波动；4 4）能耗大。）能耗大。2 2、适用条件、适用条件 有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水箱的场所，有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水箱的场所，如地震

21、区、军事性建筑、临时建筑。如地震区、军事性建筑、临时建筑。1.1.管道布置的基本要求管道布置的基本要求（1 1）确保安全供水和良好的水利条件，力求经济合理；）确保安全供水和良好的水利条件，力求经济合理；（2 2）保护管道不受损坏；）保护管道不受损坏；（3 3）不影响安全生产和建筑物的使用；）不影响安全生产和建筑物的使用；（4 4）便于安装维修。）便于安装维修。2.2.布置形式布置形式（1 1）上行下给式）上行下给式 （2 2）下行上给式）下行上给式第三节第三节 室内给水管网的布置与敷设室内给水管网的布置与敷设第四节、用水定额、设计秒流量计算第四节、用水定额、设计秒流量计算1 1、建筑所需水量、

22、建筑所需水量（1 1）建筑生活用水的不均匀性及其原因）建筑生活用水的不均匀性及其原因 影响用水的主要因素有：影响用水的主要因素有：A.A.建筑物的性质建筑物的性质 B.B.气候条件和生活习惯气候条件和生活习惯 C.C.卫生设备完善程度卫生设备完善程度 D.D.管理水平管理水平给水设计给水设计（2 2）建筑生活用水定额（用水量标准）建筑生活用水定额（用水量标准）我国各种不同类型的建筑物的生活用水量标准，是我国各种不同类型的建筑物的生活用水量标准，是国家组织有关单位在国家组织有关单位在325325个观测区实测资料的基础上参考个观测区实测资料的基础上参考国外情况确定的。包括：国外情况确定的。包括：A

23、.A.住宅生活用水定额住宅生活用水定额 B.B.集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额 C.C.工业企业建筑生活用水定额工业企业建筑生活用水定额 D.D.居住区生活用水定额居住区生活用水定额给水设计给水设计(3)(3)最高日用水量和最大时用水量最高日用水量和最大时用水量l 最高日用水量最高日用水量 Q Qd d Q Qd d=m mq qd d m m：用水单位数（人数，床位数）；用水单位数（人数，床位数）；q qd d：用水定额（用水定额（L/L/人，人，d d）。）。l 最大时用水量最大时用水量 Q Qh h Q Qh h=K Kh h（Q Qd d/T/

24、T）K Kh h：时变化系数时变化系数；T T：建筑用水时间（建筑用水时间（hrhr）。）。建筑内的生活用水量在建筑内的生活用水量在1 1昼夜、昼夜、1 1小时里都是不均匀小时里都是不均匀的，为保证用水，的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，即卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，即设计秒流量。设计秒流量。（1 1）给水管道设计秒流量的确定方法）给水管道设计秒流量的确定方法 A.A.经验法经验法 B.B.平方根法（半理论半经验法）平方根法（半理论半经验法）C.C.概率法概率法2.2.给水管网设计秒流

25、量给水管网设计秒流量秒流量计算秒流量计算(2)(2)我国的确定方法我国的确定方法A.对于用水时间集中，设备使用集中，同时给水百分数高对于用水时间集中，设备使用集中，同时给水百分数高的建筑，如的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、食堂、剧院、工业企业生活间、公共浴室、食堂、剧院、体育馆体育馆等，采用等，采用经验法经验法。qg=qonob%（4-11）B.对于用水时间长，设备使用不集中，用水极不均匀的建对于用水时间长，设备使用不集中，用水极不均匀的建筑，如筑，如住宅、集体宿舍、宾馆、医院、办公楼住宅、集体宿舍、宾馆、医院、办公楼等，采用等，采用平方根法平方根法。qg=0.2（N）1/2+C N （4

26、-10）1 1、同时给水百分数、同时给水百分数 b b：反映卫生设备同时使用机率的系数，包含三个修正系反映卫生设备同时使用机率的系数，包含三个修正系数，即数，即 b=bb=b1 1 b b2 2 b b3 3 b b1 1：不同类型卫生器具同时使用的机率；：不同类型卫生器具同时使用的机率；b b1 1：同类型卫生器具同时使用的机率；：同类型卫生器具同时使用的机率；c cg g：考虑卫生器具出流特性而乘的流量降：考虑卫生器具出流特性而乘的流量降 低百分数。低百分数。2 2、给水当量、给水当量 给水管道负荷计量基准给水管道负荷计量基准 1 1 给水当量给水当量=0.2 L/S=0.2 L/S 额定

27、流量额定流量几点说明几点说明:第五节第五节 管网水力计算简介管网水力计算简介3.3.给水管网的水力计算给水管网的水力计算 计算内容：计算内容：（1）确定管径）确定管径 （2）计算最不利管路的水头损失）计算最不利管路的水头损失 （3）校核系统所需水压）校核系统所需水压（1 1）确定管径）确定管径 依据依据 Q=Q=（1/41/4）d d 2 u u 查水力计算表（附录查水力计算表（附录-4-4），通过控制流速确定管），通过控制流速确定管径。径。经济流速经济流速范围：范围：A.A.接卫生器具的支管为接卫生器具的支管为0.60.61.2m/s;1.2m/s;B.B.干管、立管和横管为干管、立管和横管

28、为1.01.01.8m/s.1.8m/s.计算步骤：计算步骤：A.A.找出最不利管路，根据流量变化的节点对各管段编号，找出最不利管路，根据流量变化的节点对各管段编号，并量出各管段的长度；并量出各管段的长度；B.B.计算各管段的沿程和局部水头损失（计算各管段的沿程和局部水头损失（h hy y）h hy y=iLiL h hj j=（25253030）iLiL最不利管路的水头损失最不利管路的水头损失 h hy yh hj j(2)(2)计算最不利管路的水头损失计算最不利管路的水头损失(4)(4)水压校核水压校核：引入管起点与最不利用水点的高差；：引入管起点与最不利用水点的高差；：最不利用水点的流出水头；：最不利用水点的流出水头；：最不利管路中的水头损失；：最不利管路中的水头损失；：通过水表的：通过水表的水头水头损失。损失。校核结果：校核结果：A.A.O O，外网水压满足建筑需要，计算结，外网水压满足建筑需要，计算结 束；束；B.B.O O 稍小于，需调整部分管段的管径；稍小于，需调整部分管段的管径；C.C.O O 远小于，需调整给水方案。远小于，需调整给水方案。