高层建筑给水排水全.pptx
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1、2023/3/231 绪 论一、本课程的主要内容n给水系统(重点)n消防系统(重点)n排水系统n热水系统高层建筑给排水 绪论第1页/共172页2023/3/232二、高层建筑分界1.各国对高层建筑划分的标准各国对高层建筑划分的标准高层建筑给排水 绪论国名高层建筑划分情况德国按最高一层地板(经常有人停留)高出地面以上22米日本层数=11层或建筑高度=31米英国建筑高度=24.3米比利时地面以上建筑高度=31米原苏联层数=10层的居住建筑;层数=7层的公共建筑美国建筑高度=2225米或层数=7层第2页/共172页2023/3/2332.我国高层建筑划分的标准我国高层建筑划分的标准n十层及十层以上的
2、居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅);n建筑高度超过24米的公共建筑。高层建筑给排水 绪论第3页/共172页2023/3/2343.我国高层建筑划分的依据我国高层建筑划分的依据n登高消防器材:登高消防车扑救24米左右高度以下的建筑火灾最为有效;n消防车供水能力:大多数通用消防车在最不利情况下直接吸水扑救火灾的最大高度约24米左右;n住宅建筑定为十层及十层以上的原因,除了考虑上述因素外,还考虑它占的数量,约占全部高层建筑的40%50%;对于高层住宅,每个单元间防火分区面积不大,并有较好的防火分离,火灾发生时蔓延扩大受到一定限制,危害较小,故做区别对待。高层建筑给排水 绪论第4页/共172页
3、2023/3/235三、高层建筑给排水工程的特点n保证供水安全性和排水通畅;n给水、热水和消防系统须进行经济合理的竖向分区;n必需设置可靠的室内消防给水系统,而且消防给水的设计应“立足自救”;n必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防水锤、防管道伸缩变位等技术措施;n一般需设置技术层(设备层)和管道井。高层建筑给排水 绪论第5页/共172页2023/3/236 第一章 高层建筑给水工程主要内容主要内容n给水系统分类n给水系统竖向分区(重点)n供水方式(重点)n组成部分及设计步骤高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程 第6页/共172页2023/3/237 第一节 给水系统分类高层建筑室内给水按
4、其用途可分为三类:一、生活给水系统n供厨房烹调饮用、卫生间洗浴、冲洗厕所等生活上的用水,水质必须严格符合国家规定的饮用水标准;n在水资源缺乏的地方,冲洗厕所可采用海水或者“中水”,但必需设置独立的管道系统;n直饮水系统。(注意:系统间要防止产生水质回流污染。)高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程 第7页/共172页2023/3/238二、生产给水系统n生产工艺用水n空调冷却用水n洗衣房、锅炉房软化用水高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程 第8页/共172页2023/3/239三、消防给水系统n消火栓系统n自动喷淋灭火系统n水喷雾系统n水幕消防系统高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程
5、第9页/共172页2023/3/2310 第二节 给水系统竖向分区一、高层给水系统不分区的缺点n龙头开启,水成射流喷溅,影响使用,难以关闭;n必须采用耐高压管材、零件及配水器材;n由于压力过高,龙头、阀门等器材磨损迅速,寿命缩短,漏水增加,检修频繁;高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程 第10页/共172页2023/3/2311 n下层龙头的流出水头过大,如不减压,其出流量比设计流量大得多,使管道内流速增加,以致产生流水噪音、振动噪音(塑料管材更明显),并使顶层龙头产生负压抽吸现象,容易形成回流污染;n由于压力过大,容易产生水锤及水锤噪音(建筑高度较高时);n维修管理费用和水泵运转电费增高
6、(重要原因是能量浪费)。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第11页/共172页2023/3/2312二、给水系统竖向分区的标准n各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa;n水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施;n各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。注意:1.竖向分区的最大水压不是卫生器具正常使用的最佳水压;2.卫生器具正常使用的最佳水压宜为0.200.30MPa;3.各分区顶层住宅入户管的进口水压不宜小于0.10MPa。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第12页/共172页2023/3/2313
7、 第三节 供水方式n高位水箱供水方式n气压水箱供水方式n无水箱供水方式高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第13页/共172页2023/3/2314一、高位水箱供水方式分为:并列供水方式 串联供水方式 减压水箱供水方式 减压阀供水方式高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第14页/共172页2023/3/23151.高位水箱并列供水方式高位水箱并列供水方式(1)工作原理:在各分区独立设置水箱和水泵,且水泵集中设置在建筑物底层或者地下室,分别向各区供水。(2)优点:a.各区是独立给水系统,互不影响,若某区发生事故,不影响全局,供水安全可靠;b.水泵集中,管理维护方便;c.运行动力费用经济。
8、高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第15页/共172页2023/3/2316第16页/共172页2023/3/2317(3)缺点:a.水泵台数较多,水泵出水高压管线长,设备和管线费用高;b.分区水箱占建筑楼层若干面积,给建筑房间布置带来困难,减少了房间面积,影响经济效益。(4)适用情况:现在采用较少。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程 第17页/共172页2023/3/23182.高位水箱串联供水方式高位水箱串联供水方式(1)工作原理:水泵分散设置在各分区的楼层中,低区的水箱兼作上一区的水泵吸水水箱。(2)优点:a.无高压水泵和高压管线;b.运行动力费用经济。高层建筑给排水 第一章
9、 高层建筑给水工程第18页/共172页2023/3/2319第19页/共172页2023/3/2320(3)缺点:a.水泵分散设置,连同水箱所占楼层面积较大;b.水泵设在楼层,防震隔音要求高;c.水泵分散布置,管理维护不方便;d.若下区发生事故,其上部数区供水均受影响,供水可靠性差。(4)适用情况:一般高层建筑采用较少,超高层建筑中有采用。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第20页/共172页2023/3/23213.减压减压水箱供水方式水箱供水方式(1)工作原理:整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水泵提升至屋顶总水箱,然后再分送至各分区水箱,分区水箱起减压作用。(2)优点:a.水泵
10、数量少,设备费用降低,管理维护简单;b.水泵房面积小,各分区减压水箱调节容积小。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第21页/共172页2023/3/2322第22页/共172页2023/3/2323(3)缺点:a.水泵运行动力费用高;b.屋顶总水箱容积大,对建筑的结构和抗地震不利;c.建筑物高度较高、分区较多时,下区减压水箱中进水装置承压过大,造成关不严或经常维修;d.若总水箱发生事故,下区供水均受影响,供水可靠性差。(4)适用情况:现在采用较少。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第23页/共172页2023/3/23244.减压阀减压阀供水方式供水方式(1)工作原理:工作原理与减
11、压水箱供水方式相同,不同之处在于以减压阀代替减压水箱。(2)优点:a.水泵数量最少,设备费用降低,管理维护简单;b.水泵房面积小;c.减压阀不占楼层房间面积,使建筑面积发挥最大的经济效益。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第24页/共172页2023/3/2325第25页/共172页2023/3/2326(3)缺点:a.水泵运行动力费用高;b.屋顶总水箱容积大,对建筑的结构和抗地震不利;c.若总水箱发生事故,下区供水均受影响,供水可靠性差。(4)适用情况:现在采用较多。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第26页/共172页2023/3/2327二、气压水箱供水方式分为:并列供水方式
12、 减压阀供水方式高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第27页/共172页2023/3/23281.并列供水方式并列供水方式(1)工作原理:在各分区独立设置气压水箱,且气压水箱集中设置在建筑物底层或者地下室,分别向各区供水。(2)优点:a.各区是独立给水系统,互不影响,供水安全可靠;b.气压水箱集中,管理维护方便;c.不需高位水箱,不占高层建筑上层面积;d.减少二次污染。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第28页/共172页2023/3/2329第29页/共172页2023/3/2330(3)缺点:a.气压水箱套数较多,高压管线长,设备和管线费用高;b.运行动力费用高;c.气压罐贮水量
13、小,水泵起闭频繁,水压变化幅度大;d.罐内起始压力高于管网所需设计压力,分区有效高度减小,分区数增加。(4)适用情况:高层生活给水系统采用较少,消防系统有采用。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第30页/共172页2023/3/23312.减压阀供水方式减压阀供水方式(1)工作原理:气压水箱设置在建筑物底层或者地下室,通过减压阀分别向各区供水。(2)优点:a.气压水箱一般只需要一套,设备费用低,管理维护方便;b.不需高位水箱,不占高层建筑上层面积;c.管网管线简单经济。d.减少二次污染。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第31页/共172页2023/3/2332第32页/共172页
14、2023/3/2333(3)缺点:a.运行动力费用高;b.气压罐贮水量小,水泵起闭频繁,水压变化幅度大;c.罐内起始压力高于管网所需设计压力,分区有效高度减小,分区数增加。(4)适用情况:高层生活给水系统采用较少,消防系统有采用。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第33页/共172页2023/3/2334三、无水箱供水方式(变频水泵供水方式)1.变频水泵工作原理变频水泵工作原理 通过设在供水管网上的压力传感器动态监测管网水压,根据管网水压、水量变化,自动调节水泵电机转速和多台水泵的启动、停止,使管网主干出口端水压始终保持在恒定值上,控制水泵对供水管网的稳定供水量,使整个供水系统始终保持在
15、高效、节能的最佳运行状态,满足用户供水的要求。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第34页/共172页2023/3/23352.变频水泵工作模式变频水泵工作模式(1)多泵并联变频恒压变量供水:多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是这样的:当 用水流量小于一台泵在工频恒压条件下的流量,由一台变频泵 调速恒压供水;当用水流量增大,变频泵的转速自动上升;当变频泵的转速上升到工频转速,而用水流量进一步增大,由 变频供水控制器控制,自动启动一台工频泵投入,该工频泵 提供的流量是恒定的(工频转速恒压下的流量),其余各并联工 频泵按相同的原理投入。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第35页/共1
16、72页2023/3/2336 在多泵并联变频恒压变量的供水情况下,当用水流量下降,变频调速泵的转速下降(变频器供电频率下降);当频率下降 到零流量的时候,变频供水控制器发出一个指令,自动关闭一 台工频泵使之退出并联供水。为了减少工频泵自动投入或退出时的冲击(水力的或电流的冲击),在投入时,变频泵的转速 自动下降,然后慢慢上升以满足恒压供水的要求;在退出时,变频泵的转速应自动上升,然后慢慢下降以满足恒压供水的 要求。上述频率自动上升,下降由供水变频控制器控制。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第36页/共172页2023/3/2337(2)恒压变量循环状启动:在这种供水模式中,当供水流量少
17、于变频泵 在恒压工频下的流量时,由变频泵自动调速供水,当用水流量增大,变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速,由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接 供电(不通过变频器供电)。变频器则另外启动一台并联泵投入 工作。随用水流量增大,其余各并联泵均按上述相同的方式软启动(电流的冲击非常小)投入。这就是循环软启动投入方式。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第37页/共172页2023/3/23383.供水方式供水方式(1 1)并列供水方式)并列供水方式(a)工作原理:在各分区独立设置变频水泵,且变频水泵集中设置在建筑物底层或者地下室,分别向各区供水。(b)优点:a.各区是独
18、立给水系统,互不影响,供水安全可靠;b.变频水泵集中,管理维护方便,运行费用低;c.不需高位水箱,不占高层建筑上层面积。d.减少二次污染。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第38页/共172页2023/3/2339第39页/共172页2023/3/2340(c)缺点:a.变频水泵套数较多,高压管线长,设备和管线费用高;b.变频水泵维修较复杂。(d)适用情况:高层给水系统现在采用较多,推荐使用。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第40页/共172页2023/3/2341(2 2)减压阀供水方式)减压阀供水方式(a)工作原理:变频水泵设置在建筑物底层或者地下室,通过减压阀分别向各区供水
19、。(b)优点:a.变频水泵一般只需要一套,设备费用较低,管理维护方便;b.不需高位水箱,不占高层建筑上层面积;c.管网管线简单经济。d.减少二次污染。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第41页/共172页2023/3/2342第42页/共172页2023/3/2343(c)缺点:a.运行动力费用较高;b.变频水泵维修较复杂。(d)适用情况:高层给水系统现在采用较多。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第43页/共172页2023/3/2344第四节 组成部分及设计步骤一、组成部分 由地下室生活水箱、生活加压泵、生活给水管网、高位生活水箱、水表(总表和分户水表)、用水器具等组成。高层建
20、筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第44页/共172页2023/3/2345二、生活加压泵的选用1.流量流量 根据室内用水器具计算设计秒流量(变频水泵),依此确定水泵流量。2.扬程扬程 H=h1+h2+h3+h4+h5 H水泵扬程;h1地下室生活水箱最低水位至最不利用水器具的高度(变频水泵),或者地下室生活水箱最低水位至高位生活水箱最高水位的高度(泵箱供水);h2最不利用水器具的流出水头;h3管网系统的水头损失;h4生活加压泵的水头损失;h5水表的水头损失。高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第45页/共172页2023/3/2346三、生活给水系统的设计计算步骤1.根据建筑专业提供的资料
21、图纸,确定高层建筑的类型,确定给水系统的方式,统计用水器具量,计算总用水量;2.确定给水系统如何分区;3.计算地下室生活水箱和高位生活水箱的容积;4.计算给水系统设计秒流量,初选生活加压泵,并布置地下室水泵房;5.根据建筑专业提供的平面图,布置给水系统立管;高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第46页/共172页2023/3/23476.在地下室、设备层、屋顶等处布置横管,完善生活给水管网系统;7.设计和布置高位生活水箱;8.检查和完善各平面图;9.设计给水系统图;10.进行水力计算,校核水泵;11.设计地下室生活水箱和水泵房大样图;12.设计高位水箱大样图;13.设计说明、图例和设备表。
22、高层建筑给排水 第一章 高层建筑给水工程第47页/共172页2023/3/2348 第二章 高层建筑消防工程主要内容主要内容n高层建筑消防特点和类型n高层建筑分类n消火栓系统(重点)n自动喷水灭火系统(重点)n水喷雾系统n工程实例高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第48页/共172页2023/3/2349 第一节 高层建筑消防特点和类型一、特点 火种多,火势猛,蔓延快;消防扑救困难;人员疏散困难;经济损失大。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第49页/共172页2023/3/2350 二、类型 消火栓系统;自动喷水灭火系统;水喷雾系统;水幕系统;气体灭火系统;灭火器系统。高层建筑给
23、排水 第二章 高层建筑消防工程第50页/共172页2023/3/2351 第二节 高层建筑分类 高层建筑根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类,一般分为一类高层建筑和二类高层建筑。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第51页/共172页2023/3/2352 名称 一 类 二 类居住建筑十九层及十九层以上的住宅十层至十八层的住宅公共建筑1.医院2.高级旅馆3.建筑高度超过50米或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1000平米的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼4.建筑高度超过50米或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1500平米的商住楼5.中央级和省级(含计划
24、单列市)广播电视楼6.网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼7.省级(含计划单列市)邮政楼、防灾指挥调度楼8.藏书超过100万册的图书馆、书库9.重要的办公楼、科研楼、档案楼10.建筑高度超过50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等1.除一类建筑以外的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼图书馆、书库2.省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼3.建筑高度不超过50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等第52页/共172页2023/3/2353 第三节 高层建筑消火栓系统一、组成 由消防水池、消火栓加压泵、消火栓管网、屋顶消防水箱、屋顶增压稳压
25、设备、消火栓箱、消防卷盘、水泵接合器、室外消火栓等组成。高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第53页/共172页2023/3/23541.消防水池消防水池(1)当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。(2)当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。(这样规定出于“立足自救”考虑的)高层建筑给排水 第二章 高层建筑消防工程第54页/共172页2023/3/2355(3)火灾延续时间 a.商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、
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