第4章建筑内部的排水系统.ppt
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1、第4章建筑内部的排水系统 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望4.1 排水系统的分类和组成排水系统的分类和组成4.1.1 4.1.1 系统的分类系统的分类 按污废水的按污废水的来源来源分为:分为:1 1)生活排水系统)生活排水系统 (生活污水、生活废水生活污水、生活废水)2 2)工业废水排水系统)工业废水排水系统 (生产污水、生产废水)(生产污水、生产废水)3 3)屋面雨水排水系统屋面雨水排水系统v排水体制排水体制 分流制分流制-生活污水和废水分别设置管
2、系排出生活污水和废水分别设置管系排出 合流制合流制-生活污水和废水用一套管系排出。生活污水和废水用一套管系排出。室外室外排水体制是指排水体制是指污水污水和和雨水雨水的分流与合流;的分流与合流;室内室内排水体制是指排水体制是指污水污水和和废水废水的分流与合流的分流与合流;排水系统采用分流制还是合流制,应考虑的因素:排水系统采用分流制还是合流制,应考虑的因素:1.1.污废水性质污废水性质2.2.污废水污染程度污废水污染程度3.3.室外排水体制室外排水体制4.4.污废水综合利用的可能性污废水综合利用的可能性 建筑内部排水最终要排入室外排水系统,故建筑物建筑内部排水最终要排入室外排水系统,故建筑物内部
3、排内部排水体制水体制确定主要确定主要取决于室外取决于室外的排水体制。的排水体制。1.1.当室外无出水处理厂和污水管道,即当室外无出水处理厂和污水管道,即室外仅有雨水管道室外仅有雨水管道时,时,室内宜分流;室内宜分流;2.2.当室外有污水管道和污水处理厂,即当室外有污水管道和污水处理厂,即室外分别有污水和雨水室外分别有污水和雨水管道时,室内宜合流。管道时,室内宜合流。4.1.2 4.1.2 排水系统的组成排水系统的组成基本要求基本要求1 1迅速畅通地排放污废水迅速畅通地排放污废水2 2气压稳定,保持室内环境卫生气压稳定,保持室内环境卫生3 3布置合理,造价低布置合理,造价低4.1.2 4.1.2
4、 排水系统的组成排水系统的组成(1 1)卫生器具和生产设备受水器)卫生器具和生产设备受水器(2 2)排水管系)排水管系(3 3)通气管系)通气管系 伸顶通气管和辅助通气管系伸顶通气管和辅助通气管系(4 4)清通设备)清通设备 检查口、清扫口、检查井检查口、清扫口、检查井(5 5)抽升设备)抽升设备 (6 6)污废水局部处理设施)污废水局部处理设施 化粪池、医院污水处理设施等化粪池、医院污水处理设施等 (1 1)卫生器具和生产设备受水器)卫生器具和生产设备受水器 常用卫生器具种类常用卫生器具种类 便溺用卫生器具及冲洗设备便溺用卫生器具及冲洗设备 大便器、大便槽、小便器、小便槽、倒便器大便器、大便
5、槽、小便器、小便槽、倒便器 盥洗、沐浴用卫生器具盥洗、沐浴用卫生器具 洗脸盆、盥洗槽、浴盆、淋浴器、淋浴盆和净身盆洗脸盆、盥洗槽、浴盆、淋浴器、淋浴盆和净身盆 洗涤用卫生器具洗涤用卫生器具 洗涤盆、化验盆、污水盆、洗碗机洗涤盆、化验盆、污水盆、洗碗机 卫生器具常规设计卫生器具常规设计“三大件三大件”洗脸盆、浴盆、坐式大便器洗脸盆、浴盆、坐式大便器附:常用大便器种类及配套冲洗设备附:常用大便器种类及配套冲洗设备 大便器种类大便器种类配套冲洗设备配套冲洗设备 坐式大便器坐式大便器 低位水箱低位水箱蹲式大便器蹲式大便器高位水箱、冲洗阀高位水箱、冲洗阀大便槽大便槽高位水箱(自动)高位水箱(自动)(2
6、2)排水管系(图)排水管系(图4.1.14.1.1)组成:组成:卫生器具排水管、横支管、立管、总干管、卫生器具排水管、横支管、立管、总干管、出户管出户管 。管材管材:1.排水塑料管排水塑料管UPVCUPVC:胶粘剂粘接。:胶粘剂粘接。2.2.柔性接口排水铸铁管柔性接口排水铸铁管:1 1)T0T4040或瞬间排水温度或瞬间排水温度80 80 的排水管道,的排水管道,3)3)高度高度100m100m建筑建筑。(3 3)通气管系)通气管系伸顶通气管和辅助通气管系伸顶通气管和辅助通气管系作用:作用:1 1)水流畅通,减小气压变化,防止水封破坏。)水流畅通,减小气压变化,防止水封破坏。2 2)排出臭气和
7、有害气体。)排出臭气和有害气体。3 3)新鲜空气流动,减少废气锈蚀。)新鲜空气流动,减少废气锈蚀。形式:形式:1 1)伸顶通气)伸顶通气 2)2)专用通气管专用通气管 3 3)专用附件(特指配件、吸气阀)专用附件(特指配件、吸气阀)(4 4)清通设备)清通设备 检查口、清扫口、检查井检查口、清扫口、检查井检查口检查口:立管上,距地面:立管上,距地面1.0m1.0m。底层、最高层应设置。底层、最高层应设置。低于低于1313的地区,最高层距棚顶的地区,最高层距棚顶0.5m0.5m处。处。清扫口:清扫口:横管,隔一定间距清通用。横管,隔一定间距清通用。1 1)铸铁排水横管)铸铁排水横管:大便器大便器
8、22个个 卫生器具卫生器具33个。个。2 2)塑料排水横管)塑料排水横管:大便器大便器44个。个。3 3)水流转角大于)水流转角大于4545度的排水横管上。度的排水横管上。4 4)生活污废水横管的直线管段上清扫口的最大距离:)生活污废水横管的直线管段上清扫口的最大距离:检查井:检查井:室内和室外较长的埋地横干管。室内和室外较长的埋地横干管。(5 5)抽升设备)抽升设备 (6 6)污废水局部处理设施)污废水局部处理设施 化粪池、医院污水处理设施等化粪池、医院污水处理设施等管径管径mm mm 生活废水生活废水 生活污水生活污水 505075 75 10 10 8 8 100100150 150 1
9、5 15 10 10 200 200 25 25 20 20 4.1.3 4.1.3 污废水排水系统类型(图污废水排水系统类型(图4.1.24.1.2)v (1 1)单立管排水系统)单立管排水系统 a.a.无通气管的单立管排水系统无通气管的单立管排水系统 b.b.有通气管的单立管排水系统有通气管的单立管排水系统 c.c.设有特制配件的单立管排水系统(用于高层建筑)设有特制配件的单立管排水系统(用于高层建筑)v (2 2)双立管排水系统)双立管排水系统v (3 3)三立管排水系统)三立管排水系统单立管系统单立管系统双立管系统双立管系统三立管系统三立管系统4.1.4 4.1.4 新型排水系统新型排
10、水系统目前,目前,建筑物内部排水系统大多数属于建筑物内部排水系统大多数属于重力非满流重力非满流排排水。水。特点特点:1.1.管径大管径大 2.2.横管要有坡度横管要有坡度 3.3.管道容易淤积管道容易淤积 新型排水系统:新型排水系统:1.1.压力流排水系统压力流排水系统 卫生器具排水口下装设微型污水泵卫生器具排水口下装设微型污水泵 2.2.真空排水系统真空排水系统 地下室内设有真空泵站地下室内设有真空泵站v3.3.住宅排水的设置住宅排水的设置隔层排水隔层排水:排水支管穿过楼板,:排水支管穿过楼板,在下层住户的天花板上与立管相连。在下层住户的天花板上与立管相连。同层排水同层排水:同楼层的:同楼层
11、的排水支管与排水支管与主排水支管均不穿越楼板主排水支管均不穿越楼板,在,在同楼层内连接到主排水立管上。同楼层内连接到主排水立管上。要求采用要求采用后排水式后排水式的卫生洁具,的卫生洁具,在本层将污废水排至立管,在本层将污废水排至立管,并做好地漏的设置。并做好地漏的设置。同层排水同层排水隔层排水隔层排水4.2排水管系中水气流动规律排水管系中水气流动规律v1.建筑内部排水流动特点建筑内部排水流动特点v2.水封的作用及其破坏原因水封的作用及其破坏原因v3.横管内的水流状态横管内的水流状态v4.立管内的水流状态立管内的水流状态v5.排水立管的通水能力排水立管的通水能力v6.影响立管压力波动的因素及防止
12、措施影响立管压力波动的因素及防止措施4.2.1 4.2.1 建筑内部排水流动特点建筑内部排水流动特点 排水管道按排水管道按非满流非满流设计,且污水中含有固体杂质,设计,且污水中含有固体杂质,因此,排水系统中的水流运动为因此,排水系统中的水流运动为水、气、固三相水、气、固三相流动。流动。其主要特点包括:其主要特点包括:(1 1)间歇排水,水量、气压变化幅度大;)间歇排水,水量、气压变化幅度大;(2 2)流速变化剧烈;)流速变化剧烈;(3 3)事故危害大。)事故危害大。设计目标:设计目标:(1 1)技术上:使排水安全畅通;)技术上:使排水安全畅通;(2 2)经济上:管线短,管径小、造价低。)经济上
13、:管线短,管径小、造价低。4.2.2 4.2.2 水封的作用及其破坏原因水封的作用及其破坏原因(器具排水管内的气压波动及其影响器具排水管内的气压波动及其影响)v水封的作用水封的作用 (1 1)水封高度)水封高度h50-100mmh50-100mm;相关因素相关因素:管内气压变化、管内气压变化、水蒸发率、水量损失、水蒸发率、水量损失、水中固体杂质的含量及密度水中固体杂质的含量及密度 (2 2)作用:)作用:利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化,防止管内臭气和有毒、有害气体进入室内。气压变化,防止管内臭气和有毒、有害气体进入室内。v水封的破坏及其原因水封
14、的破坏及其原因 因因静态静态和和动态动态原因造成存水弯内水封高度减少,不足以原因造成存水弯内水封高度减少,不足以抵抗管道内允许的压力变化值时(一般为抵抗管道内允许的压力变化值时(一般为25mmH2O25mmH2O),),管道内的气体进入室内的现象叫作管道内的气体进入室内的现象叫作水封破坏水封破坏。水封内水量损失主要原因:水封内水量损失主要原因:(1 1)负压抽吸)负压抽吸 (2 2)正压喷溅)正压喷溅 (3 3)自虹吸现象)自虹吸现象 (4 4)静态原因)静态原因4.2.3 4.2.3 横管内的水流状态横管内的水流状态v能量转换能量转换 (P150,P150,公式公式4-14-1)v水流状态水
15、流状态 a a)急流段)急流段 b b)水跃段)水跃段 c c)跃后段)跃后段 d d)衰减段)衰减段横管内的压力变化横管内的压力变化a)横支管内的压力变化)横支管内的压力变化b)横干管内的压力变化)横干管内的压力变化措施:措施:设计时应将底层横支管与立管底部最小距离应符设计时应将底层横支管与立管底部最小距离应符合表要求。合表要求。最低横支管与立管连接处距立管管底垂直距离 注注:当与排出管连接的立管地步放大一号管径或横干管比与之连接的当与排出管连接的立管地步放大一号管径或横干管比与之连接的立管大一号管径时,可将表中垂直距离缩小一档立管大一号管径时,可将表中垂直距离缩小一档。排排水水支支管管连连
16、接接在在排排出出管管或或排排水水横横干干管管上上时时,连连接接点点距距立立管管底底部部水水平平距距离离不不宜宜小小于于3.0m3.0m。不不得得小小于于1.5m1.5m。立管连接卫生立管连接卫生器具的层数器具的层数445 56 61212131319192020垂直距离(垂直距离(m m)0.450.450.750.751.21.23.03.06.06.0 当靠近排水立管底部的排水支管的连接不能满足当靠近排水立管底部的排水支管的连接不能满足、两两条要求时,排水支管应单独排出室外。条要求时,排水支管应单独排出室外。排水竖支管接入横干管竖直转向管段时,连接点应在转向处排水竖支管接入横干管竖直转向管
17、段时,连接点应在转向处以下,且垂直距离以下,且垂直距离h h2 2不小于不小于0.6m0.6m。(见下图)。(见下图)v例题例题.某建筑物共某建筑物共1515层,层高层,层高2.7m2.7m,采用普通伸顶通气。若,采用普通伸顶通气。若已知首层室内地面标高为已知首层室内地面标高为0.000.00,排入立管的横支管与立管,排入立管的横支管与立管的连接点位于该层楼板下的连接点位于该层楼板下0.6m0.6m处,立管与横干管连接点的标处,立管与横干管连接点的标高为高为-0.67m-0.67m,排水立管和排水横干管管径为,排水立管和排水横干管管径为100mm100mm,则下面,则下面措施中,符合现行建筑给
18、水排水设计规范的是(措施中,符合现行建筑给水排水设计规范的是()vA A 首层排水单独排出,其余各层排水通过立管汇入排水横干管;首层排水单独排出,其余各层排水通过立管汇入排水横干管;vB B 排水横干管管径放大为排水横干管管径放大为125mm125mm时,各层排水均通过立管汇入排水横干管;时,各层排水均通过立管汇入排水横干管;vC C 首层排水直接排入排水横干管,其连接点距立管底部下游的水平距离首层排水直接排入排水横干管,其连接点距立管底部下游的水平距离为为1.0m1.0m;vD D 首层和二层的排水单独排出。首层和二层的排水单独排出。4.2.4 4.2.4 立管内的水流状态立管内的水流状态v
19、排水立管的水流特点排水立管的水流特点(1 1)断续的非均匀流)断续的非均匀流 (2 2)水气两相流)水气两相流(3 3)管内压力变化)管内压力变化v立管内的压力变化立管内的压力变化 (图(图4-314-31)v水流流动状态水流流动状态 A.A.附壁螺旋流附壁螺旋流(充水率(充水率t/j t/j 1/41/4)特点:特点:a a)水流沿管壁周边)水流沿管壁周边 向下作螺旋运动;向下作螺旋运动;b b)水流挟气作用不显著,)水流挟气作用不显著,管内气压稳定。管内气压稳定。B.B.水膜流水膜流(1/4 1/4 t/j t/j 1/31/3)特点:特点:a a)带有一定厚度的横向隔膜的附壁环状水膜流;
20、)带有一定厚度的横向隔膜的附壁环状水膜流;b b)隔膜厚度不稳定,易被气流冲破,)隔膜厚度不稳定,易被气流冲破,P P波动不大,不会造成水封破坏波动不大,不会造成水封破坏;C C)水膜下降一定高度后达到)水膜下降一定高度后达到终限流速终限流速。C.C.水塞流水塞流(t/j t/j 1/3 1/3)特点:特点:a a)水膜厚度增加,横向隔膜)水膜厚度增加,横向隔膜 形成频繁,有水塞形成;形成频繁,有水塞形成;b b)P P波动大,水封破坏。波动大,水封破坏。分析:分析:在同时考虑排水系统安全可靠和经济合理的情在同时考虑排水系统安全可靠和经济合理的情况下,排水系统内的况下,排水系统内的最佳水流状态
21、最佳水流状态应为应为水膜流水膜流状状态。此时既可保证一定的排水负荷,又能维持管态。此时既可保证一定的排水负荷,又能维持管内气压稳定,使管内水流畅通。内气压稳定,使管内水流畅通。4.2.5 4.2.5 排水立管的通水能力排水立管的通水能力水膜流运动的力学分析水膜流运动的力学分析目的目的:水膜流阶段排水立管在水膜流阶段排水立管在允许压力允许压力波动范围内的波动范围内的最大排水能力最大排水能力A A)水膜流的运动特征)水膜流的运动特征终限流速(终限流速(vtvt):水膜的下降速度与厚度不再变化时的流速;水膜的下降速度与厚度不再变化时的流速;终限长度(终限长度(LtLt):从排水横支管水流入口至终限流
22、速形成处的高度。从排水横支管水流入口至终限流速形成处的高度。B B)水膜流运动的力学分析和终限流速的大小)水膜流运动的力学分析和终限流速的大小 水膜可近似一个中空的圆柱体,下降过程中同时受到重力水膜可近似一个中空的圆柱体,下降过程中同时受到重力W W和和管壁摩擦力管壁摩擦力P P的作用。的作用。取一个长度为取一个长度为LL的单元体进行分析的单元体进行分析:4.2.5 4.2.5 立管在水膜流时的通水能力立管在水膜流时的通水能力 在水膜流状态,当达到在水膜流状态,当达到终限流速终限流速时,水膜下降速度和厚度时,水膜下降速度和厚度保持不变,立管通水能力也不变,表达式为:保持不变,立管通水能力也不变
23、,表达式为:过水断面面积为过水断面面积为 整理后可得:整理后可得:表表1水膜流状态时水膜厚度水膜流状态时水膜厚度管内径管内径mm1472413503.34.04.6755.05.96.91006.77.99.21258.49.911.515010.011.913.8114.9112.6110.94.2.6 4.2.6 影响立管内压力波动的因素及防止措施影响立管内压力波动的因素及防止措施立管(横支管入口处)最大负压立管(横支管入口处)最大负压v稳定压力和增大通水能力的常用措施稳定压力和增大通水能力的常用措施v减小终限流速减小终限流速 A.A.增加管内壁增加管内壁粗糙高度;粗糙高度;B.B.设乙字
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