建筑设备第2章建筑内部给水系统.ppt

第二章建筑内部给水系统 建筑给水系统的分类和组成管材 附件和水表供水方式增压和贮水设备给水管道的布置和敷设给水系统的设计计算 一 建筑给水系统的分类和组成 系统的分类生活给水系统 水质需满足 生活饮用水水质要求 生产给水系统 水量较稳定 水质随生产工艺而异消防给水系统 对水质要求不高 需保证水量和水压系统的组成 1 引入管 2 水表节点 3 管道系统 4 给水附件 5 增压和贮水设备 给水系统的组成 二 管材 附件和水表 1 常用给水管材 1 钢管a 分类 无缝钢管焊接钢管 镀锌钢管和不镀锌钢管 b 特点 强度大 重量轻 易腐蚀c 适用范围 高压管段 室内管道 不埋地 2 铸铁管a 分类 高压铸铁管b 特点 耐腐蚀 寿命长 普压铸铁管重量大 难安装低压铸铁管质地脆 易损坏 c 适用范围 埋地给水管道 室内排水管道 3 塑料管a 分类 聚氯乙烯管 聚丙烯管 聚丁烯管 铝塑管b 特点 强度高 重量轻 耐腐蚀 易安装 耐久性差c 使用范围 广泛用于室内给排水管段2 给水管道的连接 1 螺纹连接 2 焊接 3 粘接 4 法兰连接 3 给水附件 1 配水附件 各类水龙头 2 控制附件 各类阀门a 截止阀b 闸阀c 止回阀d 浮球阀e 安全阀 4 水表 1 作用 计量用水量 2 工作原理 管径一定时 流量与流速成正比 3 构造 表壳 翼轮 减速装置 记录装置 4 分类 a 螺翼式水表和旋翼式水表b 干式水表和湿式水表 5 性能 用性能参数表示 6 选用原则 通过水表的设计生活用水量接近 不超过 水表的额定 公称 流量 7 安装地点 便于安装 维护和检修 三 给水系统的水压和供水方式 1 系统所需的水压两个概念 流出水头 管网最不利点 1 利用建筑层数粗略估算系统所需水压 2 给水系统的水压计算公式 H H1 H2 H3 HBH 建筑给水系统所需的水压 m H1 引入管起点至最不利点的高差 m H2 最不利点的流出水头 m H3 引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失 m HB 水流流经水表的水头损失 m 2 给水方式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 1 技术因素 包括供水可靠性 水质 节水节能效果 系统的运行管理等 2 经济因素 包括基建投资 系统运行费用等 3 社会及环境因素 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 1 直接 简单 给水方式适用条件 外网的水压在一天中的任何时刻均能满足室内水压要求 P44图4 2 主要特点 简单 经济 无能耗 易管理 2 设水箱的给水方式适用条件 a 外网的水压周期性不足 b 外网的水压偏高或不稳定 主要特点 a 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 b 利用水箱的固定安装高度实现减压或稳压供水 设水箱的给水方式 3 设水泵的给水方式适用条件 外网的水压经常性不足a 建筑内部用水均匀时 采用恒速水泵供水方式b 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 直吸式水泵工作方式断流式水泵工作方式 设水泵的给水方式 设水泵的给水方式 直吸式 断流式 A 可充分利用外网水压 B 不易产生二次污染 C 影响周围用户用水 A 不能充分利用外网水压 B 易产生二次污染 C 不影响周围用户用水 4 水泵 水箱联合给水方式适用条件 外网的水压经常性不足且建筑内部用水不均匀主要特点 a 由水泵向小型水箱及时供水 保证系统水压 b 采用恒速水泵增压 确保高效工作 c 通过水箱调节供水和用水之间的不平衡流量 P44图4 3 水泵 水箱联合给水方式 5 气压给水方式适用条件 外网的水压经常性不足 建筑内部用水不均匀 且不宜采用水泵 水箱供水主要特点 a 利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存 调节和输送流量 b 设备简单 管理方便 可置于建筑中任意部位 气压给水装置的组成 1 密闭罐 2 水泵 3 补气装置 4 控制装置 6 分区给水方式适用条件 外网的水压能满足部分楼层供水需要主要特点 a 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 水箱联合 供水方式 b 可充分利用外网的水压 节约系统运行能耗 c 节省设备投资 降低基建费用 利于设备维护 分区给水方式 四 增压 贮水设备 一 水泵装置1 水泵的基本构造 工作原理和工作性能 1 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 2 工作原理 3 工作性能A 流量B 扬程C 轴功率D 效率 水泵工作方式 2 工作方式分类 按启动时的充水方式 1 自吸式 2 自灌式按吸水管与外网的连接方式 1 直吸式2 断流式按水泵转速是否随用水情况而变化 1 变速式2 恒速式 水泵工作方式 1 自灌式启动 泵轴低于贮水池最低水位 自吸式启动泵轴高于贮水池最高水位 真空泵 水泵工作方式 2 直吸式 断流式 A 可充分利用外网水压 B 不易产生二次污染 C 影响周围用户用水 A 不能充分利用外网水压 B 易产生二次污染 C 不影响周围用户用水 水泵工作方式 3 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 变速供水的基本原理 传感器将水泵后的压力变化数据变为电讯号输入控制器中 经控制器处理后传递给变频器 改变电机点电源的工作频率 从而改变水泵的转速 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 建筑的变频供水系统往往由几台水泵组合而成 3 水泵流量和扬程 1 流量 单位时间内提升的水量A 室内用水较均匀时 取建筑的最大时用水量B 室内用水不均匀时 取管网的设计秒流量 2 水泵的扬程 为保证用水点的流出水头而增加的机械能A 直吸式工作方式Hb H1 H2 H3 HB H0Hb 水泵的扬程 mH2O H1 引入管起点至最不利点的高差 m H2 最不利点的流出水头 mH2O H3 最不利管段的水头损失 mH2O HB 通过水表的水头损失 mH2O H0 外网资用水头 mH2O H1 H0 B 断流式工作方式Hb H1 H2 H3Hb 水泵的扬程 mH2O H1 贮水池最低水位至最不利点的高差 m H2 最不利点的流出水头 mH2O H3 最不利管段的水头损失 mH2O 3 水泵的选择特点 小流量 大扬程选择 1 恒速水泵 用于建筑内部用水均匀时或与水箱联合使用 2 变速水泵 用于建筑内部用水不均匀时4 泵房的布置A 水泵数量B 机组布置原则C 检修空间的预留D 基础设置E 起重设备的设置F 排水通风设施 贮水池的容积V VS VX V事故VS 生活用水调节容积 m3 VX 消防贮水容积 m3 V事故 事故贮水容积 m3 二 贮水池 VS Vx V事故 VS 生活用水调节容积 的确定 1 按经验法确定 取最高日用水量的10 2 按计算公式确定 Vs qb ql Tbqb 水泵的出流量 建筑的最大时用水量 m3 h ql 水池的进水量 从市政管网接管 m3 h Tb 水泵连续运行时间 h Vx 消防贮水容积 的确定 计算公式 Vs 60 qx Tx 1000 m3 qx 消防设计流量 L s Tx 消防灭火时间 min Tx 60 180min V事故 事故贮水容积 的确定 按经验法 V事故 Vs Vx 5 贮水池中防止消防用水被动用的措施 三 水箱装置 1 水箱的作用1 贮水和调节作用2 减压作用3 稳压作用2 水箱的种类及规格按用途分 1 高位水箱2 减压水箱3 冲洗水箱4 断流水箱 水箱材料应具备的条件 符合卫生要求 不易积垢 便于清洗 结构轻巧水箱材料的应用与发展 目前国内的水箱主要有钢制 不锈钢 水箱和混凝土水箱 池 两种 但这两种水箱对水质都有一定的污染 并且容易积垢 不便清洗 六十年代初 日本首先研制成功玻璃钢 复合材料 水箱 很快在欧美各国得到推广使用 玻璃钢水箱的优点 重量轻 抗渗漏 锈蚀 不易积垢 易清洗 保温和抗震性能好 自重轻 减少房屋基础的承重荷载 防腐层不易脱落 可有效防止二次污染等 现在玻璃钢水箱的应用在国内发展很快 日本和欧美等国 均立法在住宅中禁止使用钢筋混凝土水箱 推广玻璃钢水箱 附 关于水箱材料的常识 按材料分 1 钢制 复合或不锈钢水箱2 钢筋混凝土水池3 塑料和玻璃钢水箱 参见图示 钢制水箱的型号1 12 3 水箱上的管道设施及安装1 进水管4 排水 放空 管2 出水管5 信号管 液位计 3 溢流管6 通气管 4 水箱的容积和安装高度的确定 1 水箱的容积V VS VX V事故VS 生活用水调节容积 m3 VX 消防容积 火灾初期自救用水 m3 V事故 事故用水容积 m3 水箱容积组成 VS VX V事故 生活用水调节容积 消防容积 事故容积 确定VS 1 只设水箱的给水方式经验公式 大型建筑VS 10 20 Qd中小型建筑VS 50 100 QdQd 建筑的最高日用水量 m3 d 2 水泵水箱联合供水方式a 水泵手动启动时经验公式 VS 12 20 Qdb 水泵自动启动时经验公式 VS 5 8 Qd 确定VX VX 60 qX TX 1000 m3 qX 消防设计流量 L s TX 消防灭火时间 取10min 确定V事故 按经验 取25 Qh 2 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 要根据管道的水力计算确定 A 水力条件hs H2 H3H2 最不利点的流出水头 H3 最不利管路的水头损失 mH2O B 安装要求h1 0 4m 水箱的安装高度 四 气压给水装置 利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存 调节和输送水量的装置 1 气压给水装置的组成 1 密闭罐 2 水泵 3 补气装置 4 控制装置 2 气压给水装置的分类和工作原理 1 分类按充水 充气方式 双罐式单罐式按供水压力是否变化 定压式变压式按气水接触方式 补气式隔膜式 2 工作原理a 送水过程工作初期工作末期 P Pmin Pmax Hmax Hmin H b 补水过程由压力继电器控制 c 补气过程由液位继电器控制 补气方法 A 简单补气法B 空压机补气C 补气罐补气 3 气压给水装置的工作特点及适用条件1 工作特点优点 1 灵活性大设置位置不受限制 2 占地面积小 工期短 土建费用低 3 可自动工作 便于管理 4 水质不易受污染 缺点 1 调节容积小 贮水量少 2 采用压力容器 耗用钢材多 3 采用变压式设备时有压力波动 4 能耗大 2 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 如地震区 军事性建筑 临时建筑 1 管道布置的基本要求 1 确保安全供水和良好的水利条件 力求经济合理 2 保护管道不受损坏 3 不影响安全生产和建筑物的使用 4 便于安装维修 2 布置形式 1 上行下给式 2 下行上给式 五 给水管道的布置 六 给水系统的设计计算 1 建筑所需水量 1 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 A 建筑物的性质B 气候条件和生活习惯C 卫生设备完善程度D 管理水平 2 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 是国家组织有关单位在325个观测区实测资料的基础上参考国外情况确定的 包括 A 住宅生活用水定额B 集体宿舍 旅馆和公共建筑生活用水定额C 工业企业建筑生活用水定额D 居住区生活用水定额 3 最高日用水量和最大时用水量最高日用水量QdQd m qdm 用水单位数 人数 床位数 qd 用水定额 L 人 d 最大时用水量QhQh Kh Qd T Kh 时变化系数 T 建筑用水时间 hr 建筑内的生活用水量在1昼夜 1小时里都是不均匀的 为保证用水 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 即设计秒流量 1 给水管道设计秒流量的确定方法A 经验法B 平方根法 半理论半经验法 C 概率法 2 给水管网设计秒流量 2 我国的确定方法A 对于用水时间集中 设备使用集中 同时给水百分数高的建筑 如工业企业生活间 公共浴室 食堂 剧院 体育馆等 采用经验法 qg qonob 4 11 B 对于用水时间长 设备使用不集中 用水极不均匀的建筑 如住宅 集体宿舍 宾馆 医院 办公楼等 采用平方根法 qg 0 2 N 1 2 CN 4 10 1 同时给水百分数b 反映卫生设备同时使用机率的系数 包含三个修正系数 即b b1b2b3b1 不同类型卫生器具同时使用的机率 b1 同类型卫生器具同时使用的机率 cg 考虑卫生器具出流特性而乘的流量降低百分数 2 给水当量给水管道负荷计量基准1给水当量 0 2L S额定流量 几点说明 3 给水管网的水力计算计算内容 1 确定管径 2 计算最不利管路的水头损失 3 校核系统所需水压 1 确定管径 依据Q 1 4 d2 u查水力计算表 附录 4 通过控制流速确定管径 经济流速范围 P65 A 接卫生器具的支管为0 6 1 2m s B 干管 立管和横管为1 0 1 8m s 计算步骤 A 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 B 计算各管段的沿程和局部水头损失 hy h