建筑设备课件(重庆大学出版董宇蕙主编)

1、 建筑设备建筑设备重庆大学城市科技学院土木学院重庆大学城市科技学院土木学院赵倩赵倩 2013年年9月月5 建筑给水建筑给水学习目标：学习目标：熟悉建筑内给水系统和排水系统的分类和组成；掌握给水系统的给水方式；掌握高层建筑给水排水的方式；熟悉升压与贮水设备；熟悉给水排水工程常用材料和设备；掌握给水排水管道及卫生器具的安装方法；能识读给水排水施工图纸；了解给水管道和排水管道的布置与敷设要求。 5.1 城镇给水 5.2 建筑给水系统 5.3 建筑给水水力计算 5.4 高层建筑给水系统 5.5 消防给水系统5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.1 取水工程取水工程 包括：包括：水源和取水

2、构筑物。任务：任务：保证取得足够的水量，并符合我国饮用水水源的水质标准。给水水源给水水源分分类类： 地面水（江水、河水、湖水、水库及海水等）水体流量大，易于估算，供水较可靠，但水质差，水质水温随季节变化，需净化处理后才能使用。 地下水（井水、泉水、溶洞水等。）一般水质较好，无色透明，取水简便不易受污染，安全经济，但水量较小，不易大规模开采，开采过渡会使地下水源遭受破坏，甚至引起地面沉降。 水较空气来说，对上覆荷载的静压力支撑作用大的多，若过度开采地下水，使地下出现空洞，抗压能力降低，易压缩变形。已有相关规范规定地下水的开采。究其根本原因，是地表水的不足。当然也有施工单位回填不实、采矿过度等原因

3、5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.1 取水工程取水工程 地下水取水构筑物的形式，与地下水埋深、含水层厚度等水文地质条件有关。 地面水取水构筑物的形式很多，常见的有河床式、岸边式以及缆车式、浮船式等。在仅有山溪小河的地方取水，常用低坝、低栏栅等取水构筑物。 5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.1 取水工程取水工程 5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.1 净水工程净水工程以供给饮用水为目的的工艺流程，主要包括：混凝、沉淀、过滤、消毒。沉淀沉淀：利用重力作用，让颗粒物沉淀下来。过滤过滤：经沉淀后的水，浑浊度应不超过20mg/L。为达到饮用水水质标准所

4、规定的浊度要求(5mg/L)尚需进行过滤。消毒消毒：以地下水为水源时，则因其水质较好而无需进行沉淀过滤处理，一般只需消毒即可。地面水的细菌含量较高，并可能有病原菌传播疾病，故必须进行消毒处理。消毒的目的:一是消灭水中的细菌和病原菌，以满足“饮用水水质标准”的有关要求；二是保证净化后的水在输送到用户之前不致被再次污染。一级泵一级泵房来水房来水过滤池过滤池清水池清水池二级泵房二级泵房至输配水管网至输配水管网Cl2消毒消毒沉淀池沉淀池混凝剂混凝剂：由于细小的悬浮杂质沉淀甚慢，所以在原水进入沉淀池之前需 投加混凝剂，使水中悬浮物及胶体物质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体混凝池混凝池5 建筑给水建筑给水5.1

5、 城镇给水城镇给水5.1.2 输配水工程输配水工程将把净化后的水输送到用水地区并分配到各用水点。通常包括：输水管道、配水管网以及泵站、水塔与水池等调节构筑物等。是把净水厂和配水管网联系起来的管道。其特点是只输水而不配水考虑供水安全、施工方便、节约劳动力，输水管最好能全部或部分重力输水，尽量沿现有道路或规划道路敷设，并避免穿越河谷、 山脊、沼泽、重要铁道及洪水泛滥淹没的地区。任务是将输水管送来的水分配到用户。它是根据用水地区的地形及最大用水户分布情况并结合城市规划来进行布置。配水干管的路线应通过用水量较大的地区，并以最短的距离向最大用户供水。配水管网应均匀地布置在整个用水地区，其形式有环状与枝状

6、两种。为了减少初期的建设投资，新建居民区或工业区一开始可做成枝状管网，待将来扩建时再发展成环状管网。 5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.2 输配水工程输配水工程 1取水构筑物；2 一级加压泵站；3水净化构筑物；4清水池；5二级加压泵站；6输水管路；7配水管网；8水塔（网后）泵站：泵站：可以直接对给水系统起调节作用；清水池清水池：也可以同时对一、二级泵站的供水与送水起调节作用。 一级泵站的设计流量是按最高日的平均流量来考虑，而二级泵站的设计流量则是按最高日的最大流量来考虑，并且是按用水量高峰出现的规律分时段进行分级供水。 当二级泵站的送水量小于一级泵站的送水量时，多余的水便存入

7、清水池。到用水高峰时，二级泵站的送水量就大于一级泵站的供水量，清水池中所储存的水和刚刚净化后的水便被一起送入管网。水塔或高位水池水塔或高位水池是给水系统的调节设施。其作用是调节供水量与用水量之间的不平衡状况，并保证管网所需水压。5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.3 给水方式给水方式1. 统一给水系统统一给水系统 ：当城市给水系统的水质，均按生活用水标准统一供应各类建筑作生活、生产、消防用水，则称此类给水系统为统一给水系统。这类给水系统适用于新建中、小城市、工业区或大型厂矿企业中用水户较集中、地形较平坦，且对水质、水压要求也比较接近的情况。2. 分质给水系统分质给水系统:当一座

8、城市或大型厂矿企业的用水，因生产性质对水质要求不同，特别对用水大户，其对水质的要求低于生活用水标准，则适宜采用分质给水系统。分质给水系统，既可以是同一水源，经过不同的处理，以不同的水质和压力供应工业和生活用水，也可以是不同的水源，例如地面水经沉淀后供工业生产用水，地下 水经加氯消毒供给生活用水等。这种给水系统显然因分质供水而节省了净水运行费用，缺点是需设置两套净水设施和两套管网，管理工作复杂。选用这种给水系统应作技术、经济分析和比较。A居住区；B工厂；1井群； 2泵站；3生活给水管网；4生产给水管网；5地面水取水构筑物；6生产用水净水厂5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.3 给

9、水方式给水方式3.分压给水系统：分压给水系统：当城市或大型厂矿企业用水户要求水压差别很大，如果按统一供水，压力没有差别，势必造成高压用户压力不足而增加局部增压设备，这种分散增压不但增加管理工作量，而且能耗也大。如果采用分压给水系统是很合适的。分压给水可以采用并联和串联分压给水系统。为并联分压给水系统。根据高、低压供水范围和压差值由泵站水泵组合完成。串联分压仍多为低区给水管网向高区供水并加压到高区管网，而形成分压串联。 分压并联 分压串联高区；低区；1取水构筑物；2水处理构筑物；3水塔或水池；4高区泵站5 建筑给水建筑给水5.1 城镇给水城镇给水5.1.3 给水方式给水方式4.分区给水系统：分区

10、给水系统：分区给水系统是将整个系统分成几个区，各区之间采取适当的联系，而每区有单独的泵站和管网。采用分区系统技术上的原因是为使管网的水压不超过水管能承受的压力。因一次加压往往使管网前端的压力过高，经过分区后，各区水管承受的压力下降，并使漏水量减少。在经济上，分区的原因是降低供水能量费用。在给水区范围很大、地形高差显著或远距离输水时，均须考虑分区给水系统。5.循环和循序给水系统：循环和循序给水系统：循环系统是指使用过的水经过处理后循环使用，只从水源取得少量循环时损耗的水，这种系统采用较多。循序系统是在车间之间或工厂之间，根据水质重复利用的原理，水源水先在某车间或工厂使用，用过的水又到其他车间或工

11、厂应用，或经冷却、沉淀等处理后再循序使用，这种系统不能普遍应用，原因是水质较难符合循序使用的要求。当城市工业区中某些生产企业生产过程所排放的废水水质尚好，适当净化还可循环使用，或循序供其它工厂生产使用，无异这是一种节水给水系统。6. 区域给水系统：区域给水系统：这是一种统一从沿河城市的上游取水，经水质净化后，用输、配管道送给沿该河诸多城市使用，是一种区域性供水系统。这种系统因水源免受城市排水污染，水源水质是稳定的，但开发需要投资大。 5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式 建筑给水系统是将城镇给水管网或自备水

12、源的水经引入管送至建筑内的生活、生产及消防设备，并满足各用水点的要求。 给水系统给水系统以上三种给水系统，在实际工程中可以单独设置，也可以组成以上三种给水系统，在实际工程中可以单独设置，也可以组成共用给水系共用给水系统统 。 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5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式 引入管引入管 管道系统管道系统 给水附件给水附件 消防设备消防设备 升压与贮水设备升压与贮水设备 给水局部处理设备给水局部处理设备给水系统组成：给水系统组成：1.自室外给水管将

13、水引入室内的管段，也称进户管。2.水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。3.给水管道包括干管、立管和支管。4.各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备。5.管道系统中调节水量、水压，控制水流方向，以及关断水流，便于管道、仪表和设备检修的各类阀门。6.当室外给水管网的水压、水量不能满足建筑用水要求，或要求供水压力稳定、确保供水安全可靠时，应根据需要，在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等增压、贮水设备。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式直接给水方式 图1.

14、2 直接给水方式水表井3F2F1F配水龙头立管水平干管引入管适用条件：室外给水管网的水适用条件：室外给水管网的水量、水压在任何时间量、水压在任何时间均能满足均能满足室内供水要求。室内供水要求。特点：不需设置升压设备，而特点：不需设置升压设备，而由室外管网直接接入室内给水由室外管网直接接入室内给水系统。系统。 简单经济以管理，但受简单经济以管理，但受室外管网影响。室外管网影响。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式设有水箱的给水方式 水 表 井3F2F1F配 水 龙 头立 管水 平 干 管引 入 管4F5F6F

15、图 1.3 设 水 箱 给 水 方 式6F5F4F引 入 管水 平 干 管立 管配 水 龙 头1F2F3F水 表 井屋 面屋 面适用条件适用条件:室外给水管网的水压室外给水管网的水压一天内一天内大部分时间能大部分时间能满足满足室内供水要求，室内供水要求，但在用水高峰时间内，但在用水高峰时间内，水压不足，难以满足水压不足，难以满足室内用水要求时采用室内用水要求时采用设有水箱的给水方式设有水箱的给水方式 。特点特点:a ：低峰时外网供水，：低峰时外网供水，水箱贮水；高峰时水水箱贮水；高峰时水箱补水箱补水b：利用水箱安装高：利用水箱安装高度减压稳压供水。度减压稳压供水。a)由室外管网和水箱供水 b)

16、由水箱供水5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式设有水泵的给水方式 适用条件：当室外给适用条件：当室外给水管网压力水管网压力经常不能经常不能满足满足室内供水要求，室内供水要求，且室内用水量较大又且室内用水量较大又较均匀时，可采用设较均匀时，可采用设水泵给水方式。水泵给水方式。特点：水泵及时供水特点：水泵及时供水保证系统水压保证系统水压5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式设有贮水池、水泵、水箱的给水方式 适用条件：一是室外适

17、用条件：一是室外给水管网水压经常不给水管网水压经常不足，不允许水泵直接足，不允许水泵直接从室外给水管网抽水；从室外给水管网抽水；二是室外给水管网不二是室外给水管网不能保证高峰用水，同能保证高峰用水，同时用水量较大；三是时用水量较大；三是要求储备一定容积的要求储备一定容积的水量。水量。 特点：通过水箱调节特点：通过水箱调节供水用水之间的不平供水用水之间的不平衡流量。衡流量。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式分区给水方式 6F7F8F4F2F1F5F3FP1P2水泵气压水罐压力液位信号器控制器补气装置排气阀安

18、全阀图1-7 气压给水方式信号器图1-6 分区给水方式3F5F8F7F6F1F2F4F适用条件：室外管网适用条件：室外管网水压往往只能满足建水压往往只能满足建筑下部几层的要求。筑下部几层的要求。为了充分利用室外给为了充分利用室外给水管网的水压，常将水管网的水压，常将建筑物分成上下两个建筑物分成上下两个区。区。特点：下区直接由室特点：下区直接由室外给水管网供水，上外给水管网供水，上区由水泵水箱联合供区由水泵水箱联合供水。水。 5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式气压给水方式 6F7F8F4F2F1F5F3FP

19、1P2水泵气压水罐压力液位信号器控制器补气装置排气阀安全阀图1-7 气压给水方式信号器图1-6 分区给水方式3F5F8F7F6F1F2F4F适用条件：水压经常适用条件：水压经常性不足，且不宜采用性不足，且不宜采用水泵水箱供水。水泵水箱供水。特点：利用密闭贮罐特点：利用密闭贮罐内的空气的可压缩性内的空气的可压缩性来调节和压送水，满来调节和压送水，满足建筑物内各用户要足建筑物内各用户要求，其作用相当于高求，其作用相当于高位水箱，可置于任何位水箱，可置于任何部位。部位。 5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.1 给水系统的分类、组成、供水方式给水系统的分类、组成、供水方式应根据

20、以下原则选择给水方式： 在满足用户要求的前提下，应力求给水系统简单，以降低工程费用和运行费用。 应充分利用室外给水管网的水压，如果室外给水管网水压不能满足整个建筑物用水要求，尽量采用分区给水方式。 供水应安全可靠，管理维护方便。 当两种或两种以上用水的水质接近时，应尽可能采用共用给水系统。 生产给水系统，在经济技术比较合理且满足工艺要求前提下，应尽量采用循环给水系统或复用给水系统，以节约用水。 生活给水系统中，卫生器具给水配件处的静水压力不得大于0.6MPa，如超过该值，宜采用竖向分区供水。生产给水系统的最大静水压力，应根据工艺要求及各种用水设备的工作压力和管道、阀门、仪表等的工作压力确定。

21、5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.2 室内给水系统的管路布置室内给水系统的管路布置布置形式： 水表泄水管水平干管立管水表泄水管水平干管立管（1）下行上给式特征： 水平配水干管敷设在底层(明装、埋设或沟敷)或地下室天花板下。优缺点： 图式简单，初装时安装简便，最高层配水点流出水头较低，埋地管道检修不便。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.2 室内给水系统的管路布置室内给水系统的管路布置 （2）上行下给式特征： 水平配水干管敷设在顶层天花板下或吊顶内，也有敷设在屋顶上，对于高层建筑可设在技术夹层内。 优缺点： 安装在吊顶内的配水干管因漏水或结露损坏

22、吊顶和墙面，要求外网水压稍高，管材消耗较多。水箱泄水管泄水管水表水表水平干管水箱泄水管水箱泄水管泄水管水表水表水平干管水箱泄水管5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.2 室内给水系统的管路布置室内给水系统的管路布置 （3）中分式特征： 水平干管敷设在中间技术层或中间层吊顶内，向上、下供水。优缺点： 管道安装在技术层内便于安装维修。（4）环状式（适用于任何时间都不允许间断供水的建筑）特征： 水平干管或立管连接成环，组成水平环状或立管环状。在有两个引入管时，也可将两个引入管通过水平干管相连通。优缺点： 任何管段发生事故时，可用阀门关闭事故管段而不中断供水，水流通畅，水头损失小

23、，水质不易因滞流而变质，造价较高。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.2 室内给水系统的管路布置室内给水系统的管路布置布置要求： 管道尽可能与墙、梁、柱平行，呈直线走向，管长尽可能短。管道尽可能与墙、梁、柱平行，呈直线走向，管长尽可能短。 干管应布置在用量大的配水点附近，有利于供水安全，节省管材。干管应布置在用量大的配水点附近，有利于供水安全，节省管材。 不允许间断供水的建筑，应设两条引入管在建筑物不同侧接入，如不允许间断供水的建筑，应设两条引入管在建筑物不同侧接入，如在同侧接入需保证两条引入管的间距。在建筑内应将管道布置成环形或在同侧接入需保证两条引入管的间距。在建筑

24、内应将管道布置成环形或贯通状双向供水。贯通状双向供水。 横支管的布置应考虑建筑的美观及卫生器具的安装高度。横支管的布置应考虑建筑的美观及卫生器具的安装高度。 给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝，不能从配电间通过，也不能布给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝，不能从配电间通过，也不能布置在妨碍生产操作和交通运输处或遇水易引起损坏的设备、产品和原料置在妨碍生产操作和交通运输处或遇水易引起损坏的设备、产品和原料上。上。 布置管道时，管道周围应留有一定的空间，便于安装和维修。布置管道时，管道周围应留有一定的空间，便于安装和维修。5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.2 室内给水系统的管路布

25、置室内给水系统的管路布置给水管道敷设（1）明装管道维修方便，造价低，但管道外露影响美观，表面易积尘、结露，一般用于卫生美观要求不高的建筑。（2）暗装管道较隐蔽，通常管道敷设在管道井、技术层、管沟、墙槽、吊顶中或直接埋地（楼板抹灰层中），管道不影响室内美观，但施工复杂，造价高，维修不便。适用于对卫生美观要求较高的民用建筑及洁净要求高的车间、实验室等。 5 建筑给水建筑给水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.3 室内供水压力室内供水压力室内给水系统所需水压，应保证管网中配水水压最不利点具有足够的流出水头。管网所需水压H的计算式： H=H1+H2+H3+H4式中：H1引入管至最不利配水点的高差；

26、H2引入管至最不利配水点的沿程与局部阻力损失之和；H3水表水头损失；H4最不利配水点用水设备流出水头；流出水头： static pressure for outflow 为保证给水配件的给水额定流量值，而在其阀前所需的静水压。最不利点：室内管网上水压力最低的配水点。服务水头H0 ：室外配水管网的供水压力室外配水管网的供水压力 H0H，满足供水压力要求 H050mm150200mm图1-10 水箱配管示意图浮球阀通气管仪表孔人孔进水管信号管泄水管出水管溢流管（2）水箱的配管及附件）水箱的配管及附件 进水管进水管出水管出水管溢流管溢流管水位信号管水位信号管泄水管泄水管通气管通气管5 建筑给水建筑给

27、水5.2 建筑给水系统建筑给水系统5.2.5 给水系统设备给水系统设备（4）气压给水设备）气压给水设备 气压给水设备是根据波义耳马略特定律即在定温条件下，一定质量气体的绝对压力和它所占的体积成反比的原理制造的。它利用密闭罐中压缩空气的压力变化，调节和压送水量，在给水系统中主要起增压和水量调节作用。5 建筑给水建筑给水5.3 建筑给水水力计算建筑给水水力计算 计算内容：计算内容：确定各管段设计秒流量后，正确确定各管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需的水压，进而将给水方式确定下来。5.3.1 设计秒流量及管径确定设计秒流量及管径确定在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并且“逐时逐秒”地

28、在变化。因此，在设计室内给水管网时，必须考虑到这种“逐时逐秒”的变化情况，以保证最不利时刻的最大用水量，这就是管网计算中所需要的设计秒流量设计秒流量。设计秒流量是根据建筑内的卫生器具类型、数量及同时使用情况确定的，室内的用水是通过各配水龙头体现出来的。简化计算简化计算 以安装在污水盆上，支管直径为15mm的一般球形阀配水龙头在流出水头为2m时的流量0.2L/s作为1个给水当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值，见附录5.4。5 建筑给水建筑给水5.3 建筑给水水力计算建筑给水水力计算5.3.1 设计秒流量及管径确定设计秒流量及管径确定1）住宅建筑的生活给水管道的设计秒

29、流量）住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量 U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，% Ng计算管段的卫生器具给水当量总数2）集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、办公楼、商场、客运站、会）集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水管道的设计秒流量展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水管道的设计秒流量 根据建筑物用途而定的系数，按表5.2取 Ng计算管段的卫生器具给水当量总数 3）对于工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影院、）对于工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影院、剧场、游泳池、体

30、育场、仅设集中给水龙头的住宅等建筑的生活给水管剧场、游泳池、体育场、仅设集中给水龙头的住宅等建筑的生活给水管道的设计秒流量道的设计秒流量 q0同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s N0同类型卫生器具数量 b卫生器具的同时给水百分数，查附录5.5-5.75 建筑给水建筑给水5.3 建筑给水水力计算建筑给水水力计算5.3.1 设计秒流量及管径确定设计秒流量及管径确定4）确定管径）确定管径式中： qg计算管道的设计秒流量，m/s d计算管段的管径，m v管段中的流速，m/s室内给水系统的流速应符合下列规定：生活、生产给水管道，不宜大于2m/s；干管水流速一般1.2-2.0m/s；支管水流速一般0.8-1.2m/s。消防给水系统中，消火栓系统管道，不宜大于2.