建筑设备工程

建筑设备工程

主编：龙福贵何永强王艳红

天津科学技术出版社

目录给水排水工程通风、空气调节工程及制冷设备供热工程及涉水供应设备传热基础知识流体力学基础知识建筑电气

流体力学基础知识能力目标理解流体力学性质流体静压强相关规律工程中压强的表示和度量流体的动力学基础一、流体力学基础知识1、流体力学的性质流体力学性质惯性定义：流体维持其原有运动转台的特性。流体密度：单位体积的质量；通常在干空气在20℃和标准大气压下的密度为1.2kg/m3。流体重度：单位体积的重力通常在干空气在20℃和标准大气压下的密度为11.82kN/m3。粘滞性定义：流体在运动过程中，由于内部摩擦作用使流体具有抵抗相

对变形的性质。表示：通常用动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν表示。影响因素：流体的粘滞性受流体的温度和压力影响。压缩性和膨胀性压缩性：流体压强增大、体积缩小，并且密度增大的性质。膨胀性：与压缩性相反，它指流体温度升高、体积增大，并且密度减小的性质。区别：气体和液体的主要区别在于压缩性和膨胀性，液体的体积几乎不受温度和压力的变化而变化，而气体会受压力和温度的变化而变化。因此，液体被称为不可压缩流体，而气体称为可压缩流体。流体--------气体和液体

2、流体的静压强分布规律特性表示方法和度量单位流体静压强指向受压面并与受压面垂直。特性流体内任何一点的静压强在各个方向面上值相等。

静止液体内部任意一点的压强P0等与液体重度ν和深度h的乘积。液面处的压强可以等值的在静止液体内部传递。在静止液体内部，压强和深度关系按照直线规律变化。在静止液体内部，任意一点的压强在同一水平面上处处相等。分布规律

度量单位和表示方法帕斯卡（Pa），毫米水柱（mmH2O）,毫米汞柱（mmHg），标准大气压（atm），工程大气压（at）。绝对压强和相对压强（表压）。其中，相对压强=绝对压强-大气压

流体动力学基础沿程损失和局部损失运动方程概念运动类型3、流体动力学基础流态判断

（1）概念元流总流过流断面流量流体运动时，为研究方便我们把流体中某一微小面积形成的一股流束称为元流。流体运动时，无数元流的总称为总流。流体运动时，与流体的运动方向垂直的流体横断面称为过流断面。过流断面可能是平面，也可能是曲面。单位时间内通过流断面的流体的体积或质量称为流量。元流与总流过流断面

（2）运动类型压力流与重力流恒定流与非恒定流流体在压差作用下流动时，流体充满管道，整个周界与固体壁接触，无自由表面，这种流动称为压力流。流体在重力作用下流动时，液体周界仅部分与固体壁接触，有自由表面，这种流动称为重力流，如天然河流、排水管道中水的流动等。流体运动时，流体中的任意一点的流速、压强等要素不随时间变化的流动称为恒定流。流体运动时，任一点的流速、压强等要素随时间变化的流动称为非恒定流。（3）运动方程（伯努利方程）

层流紊流（4）流态判断判断方程（Re表示雷诺数）（1）对于圆管的有压管流:Re<2000时，流体为层流形态。（2）当Re

<500时，明渠流为层流体形态。（1）对于圆管的有压管流:Re

>2000时，流体为紊流形态。（2）当Re

>500时，明渠流为紊流体行态。（5）沿程水头损失与局部水头损失

1）沿程水头损失：流体在长直管(或明渠)中流动所受的摩擦力称为沿程阻力。为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的能量称为沿程水头损失。计算公式如下：2）局部水头损失：当流体通过管道上的阀门、弯头、三通、异径管附件时，由于固体边界的急剧变化而形成漩涡的流速分布的改变而造成的阻力称为局部阻力，相应的能量损失称为局部水头损失。局部水头损失可按下式计算:

二、传热学基础知识传热学基础知识ABDC传热的基本概念传导传热对流换热辐射传热

传热基本概念传导温度：表示物体冷热程度的物理量，它反映了物体内部大量粒子热运动的剧烈程度和粒子热运动平均动能的大小。温度与热量

热量：物体吸收可放出热能的多少，称为热量。热量总是由高温物体自发地传向低温物体，就像水总是从高处流向低处。对流热辐射热传导：传导是依靠物体中的微观粒子的热运动而传递热量的。传导的特点是物体各部位之间不发生宏观的相对位移。单纯的传导传热只发生在密实的固体中。（1）单层壁传热公式如下：（2）多层壁传热公式如下（以三层壁为例）：

对流传热对流换热流体和固体之间的热交换既有热交换的过程也有导热作用对流换热计算：其中：整个过程中最难确定的就是对流热交换系数αd计算，具体见下表

辐射传热特点：（2）（3）（1）热辐射不仅能进行能量的转移，而且还伴随着能量形式的变化，也就是从辐射能转化为热能，又从热能转化为辐射能。一切物体，只要温度高于绝对零度，就会向外辐射热量体放射。因此，辐射能不仅从高温物体到低温物体，同时也从低温物体向高温物体放射。辐射换热不依靠物质的直接接触而进行能量传递，也就是说电磁波可以在真空中传播。例如太阳能可以穿越辽阔的太空到达地面。热辐射基本定律四次方定律热辐射能E和温度T的四次方成成正比。

由物体F1表面投射到F2表面上的辐射热与F1表面辐射出去的总热量之比，称为角系数。辐射传热计算用角系数表示

目前对固体反复辐射最终净传热量的计算。辐射传热计算用最终净传热量表示城镇给水排水工程

给水排水常用管道、器材和卫生用具三、给水排水工程2建筑给水工程

3消防给水工程

4建筑排水工程

5建筑给排水施工图61城镇给水排水工程饮用水标准给水量水源与取水工程净水与输配工程室外排水1、城镇给水排水工程

（1）饮用水水质标准不得含有病原微生物水中化学物质不得危害人体健康水中放射性物质应检测水感官状态能接受水必须经过消毒

用水去向124（2）用水去向消防用水市政用水生活用水生产用水3（3）用水量1）生活用水定额2）工业用水定额3）消防用水定额（4）生活用水计算（5）市政用水计算（6）消防用水计算

（7）水源与取水工程水源地水源的保护水源地的选择依据（1）地表水源：浅水、承压水和溶洞水。（2）地下水源：主要包括江河湖泊及水库水等。水源地的选择应根据城市规划，研究工农业、航运、水产渔业、上下游给水排水情况等问题综合考虑。（1）防止取水构筑物及其附近水域受到直接污染。（2）为防止水体受到直接污染。

混凝沉淀过滤消毒（8）净水与输送工程1）净水过程混凝剂(如明矾、硫酸亚铁、碱式氯化铝等)经沉淀后的水经过石英砂布紫外线、超声波、氯、氯胺、二氧化氯及臭氧

2）输送工程输送工程管网的调节设备管网的附属设备二级泵站输水管配水管网

（9）室外排水AddYourTitleAddYourTitle室外排水排水制度排水系统（1）合流制排水系统。（2）分流排水系统。（1）城市污水排水系统。（2）室外雨水排水系统。

2、给水排水常用管道、器材和卫生用具

AAddYourTextBAddYourTextCAddYourTextD管道配件给水排水常用管道、器材和卫生用具给水排水常用管道材料给水系统的附件水表E卫生器具（1）给水排水常用管道材料（2）给水系统中的各种阀门（3）水表类型：旋翼式水表、螺翼式水表和复式水表。

3、建筑给水工程给水管网计算给水设备高层建筑给水系统3给水系统和给水方式124给水系统类型给水方式给水系统组成生活供系统、生产供水系统、消防供水系统。引水管、水表节点、给水管网、给水附件、生产用水设备、升压和储水设备室内消防设备。直接给水、水箱给水、水泵水箱联合、气压给回、变频给水和分区给水。（1）给水系统和给水方式（2）给水管网计算-------住宅建筑的生活给水管道设计流量的计算给水管网计算-------管径的确定不同直径给水管道水流速度：（3）给水设备--------离心泵基本参数：流量：指单位时间内水通过水泵的体积（单位为L/s或m3/h）。扬程：通过水泵时所获得的能量水头（单位为m）。轴功率：水泵从电动机处所得到的全部功率（单位为kW）。转速：叶轮每分钟的转速（r/min）。效率：水泵有效功率/总功率。给水设备--------贮水池贮水池有效容积的确定：给水设备--------水箱水箱有效容积的确定：

给水设备--------气压给水根据总容积和和水泵量程选择变压式定压式易维护水质不易污染气压给水分类特点占地面积小

并联分区给水方式串联分区减压分区（4）高层建筑给水系统高层建筑给水系统-------贮水池贮水池有效容积为生活贮备水量和消防贮备水量二者之和，即Vg=Va+Vb

低压制给水系统高压制给水系统临时高压制给水系统室内消防给水系统4、消防给水系统

低层建筑室内消火栓系统设置范围消火检系统的组成消火栓的布置车站、码头、机场的候车(船、机)楼、展览建筑、商店、旅馆建筑、病房、楼门诊楼、图书馆建筑等。消火栓应布置在建筑物内明显易见、使用便利的地方，如耐火的楼梯间、走廊及出人口处。水枪、水带、消防龙头。干式喷水灭水系统预作用喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统的分类及组成系统由闭式喷头、湿式报警阀、报警装置、管网和供水设施等组成。系统由自动喷头、干式报警阀、报警装置、管网、充气设备和供水设施组成。系统是由火灾探测器、闭式喷头、预作用阀、报警装置、管网、供水设施等组成。

5、建筑排水工程--------排放指标一方面是来源于生活污水和工业废水中的有机物质;另一方面自然界动、植物的残骸进人水体产生的有机物质。受酸污染的水pH低于6.0，受碱性物质污染的水其pH大于8.5。天然水的pH多在7一8.5范围内。在给水工程中用浊度来表示，它是一种光学性质的度量单位，在1L水中均匀地混人1mg硅藻土，它所表现出的浊度为1度。pH值悬浮物有机物建筑排水工程--------排放标准（排入城镇下水道）建筑排水工程--------排放标准（直接排入地面）建筑排水工程--------排放标准（直接排入地面）

排水管道的布置敷设敷设组成：.分别由横支管、排水立管、排出管和检查井组成。布置原则：（1）弯道少；（2）不易在容易引起火灾的物料上方布置；（3）不易穿越橱窗和壁柜；（4）排水管道不得穿越沉降缝、伸缩缝。特点：管道粗大，且一般采用铁铸管耐高温、耐腐蚀、阻力小。建筑排水工程--------排水管道的布置敷设

6、建筑给排水施工图绘法取水平、轴测、垂直方向，完全与平面布置图比例相同给水、排水平面图应表达给水、排水管线和设备的平面布置情况主要列明材料类别、规格、数量，设备品种、规格和主要尺寸建筑给排水施工图的主要内容系统图和详细图平面布置图设计施工说明及主要材料设备表

室外给水排水管道断面图识图步骤3首先看是哪种管道的纵断面图，然后看该管道纵断面图形中有哪些节。点21在相应的室外给水排水平面图中查找该管道及其相应的各节点。在该管道纵断面图的数据表格内查找其管道纵断面图形中各节点的有关数据。四、供热工程及热水供应设备在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，可按下式计算:建筑物热负荷的概算：

（1）单位面积热指标，指每小时每平方米建筑面积的平均耗热量，也就是供暖系统每小时应供给每平方米建筑面积的热量。可按下式计算:

（2）单位体积热指标，指每小时每立方米建筑体积的平均耗热量，也就是供暖系统每小时应供给每立方米建筑体积的热量。可按下式计算:

（3）、供暖系统的分类：1（1）局部供暖。（2）集中供暖。2（1）烟气供暖。（2）蒸汽供暖。（3）热水供暖。3（1）自然循环供暖系统。（2）机械循环供暖系统。按供暖作用范围分类按供暖热媒种类分类按供暖系统循环动力分类

（4）供暖形式的分类：普通热水供暖系统分户热计量采暖系统蒸汽供暖系统（1）高压蒸汽供暖系统。（2）低压蒸汽供暖系统。（3）真空蒸汽供暖系统。（1）分户供热系统形式。（2）管道布置及用户系统的热力人口。（1）自然循环双管上分式。（2）机械循环双管下分式。（3）机械循环单管上分式。（4）机械循环水平串联式。（5）同程式热水供暖系统。

要求种类选择原则辐射散热设备（1）传热好、散热好。（2）经济性好、成本低。（3）卫生、使用寿命长。（1）铸铁散热器。（2）钢制散热器。（3）铝制散热器。（4）铜铝复合散热器。（1）传热系数应较大。（2）尺寸合适。（3）安装在明处。（1）低温辐射供暖。（2）钢制辐射板。（5）常用的供热设备--------散热器

（6）燃气的种类人工煤气Diagram2Diagram3人工煤气是将固体燃料(煤)或液体燃料经加工制取的液化石油气是在石油进行加工和处理过程中得到的一种副产品

天然气是从钻井中开采出来的可燃气体，其主要成份为甲烷

Diagram2Diagram3天然气液化石油气

城市燃气的供应方式城市燃气的供应方式21天然气、人工煤气管道输送瓶装供应

（7）热水供应设备分类组成供应设备区域性热水供应系统、集中热水供应系统、局部热水供应系统发热和加热设备、室内配水及回水管网直接加热和间接加热

直接饮用煮沸再冷却的水会消耗大量的能源和热量，因此高质的冷饮水------直饮水也就应运而生。1999年，国家建设部审查并批准了强制执行的行业标准《饮用净水水质标准》(J94一1999，该标准于2000年3月1日起施行。（8）直饮水的供应工艺直饮水来源法律法规

（9）直饮水供应工艺的净水工艺机械处理工艺活性炭处理工艺消毒工艺常用砂、无烟煤等去除水中的铁锈和较大的颗粒去除有机污染物和氯消毒后的氯化副产物臭氧消毒、紫外线消毒等直饮水制水工艺流程常用的直饮水制水工艺流程有以下几种:1）自来水一砂滤一活性炭过滤一精密过滤一反渗透一臭氧消毒一出水2）自来水一砂滤一活性炭过滤一微孔过滤一臭氧消毒一出水3）自来水一臭氧一活性炭过滤一精密过滤一超滤一臭氧消毒一出水4）自来水一活性炭过滤一预涂膜过滤一微电解一紫外线消毒一出水

五、通风、空气调节工程及制冷设备按通风系统的作用范围按通风系统的工作动力可分为全面通风和局部通风两种方式可分为自然通风和机械通风两种方式建筑通风的分类1、建筑类通风（1）自然通风自然通风的种类有组织的自然通风：管道式自然通风：渗透通风：空气是通过建筑围护结构的门、窗孔口进、出房间的管道式自然通风是依靠热压通过管道输送空气的另一种有组织的自然通风方式室内外空气通过围护结构的缝隙进人或流出房间的过程叫做渗透通风自然通风的原理：自然通风的计算：计算车间的全面通风量：设计计算的方法如下

通风系统的主要设备和构件室内送、排风口风道室外进、排风装置风机（2）通风系统的主要设备和构件高层民用建筑防烟、排烟目的：室内一旦发生火灾，可燃物着火最初限于着火物周围的环境，然后蔓延到室内家具、室内装修至整个房间，此时温度急剧上升，燃烧产生的烟气会从开口部位很快喷射出来，烟气可通过房间进人走廊，火势有向建筑物内部扩展的危险。各种材料在燃烧时所产生的毒气如下表所示：高层民用建筑需设置防烟、排烟的部位：(1)防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室和封闭的避难层。(2)一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑的下列走道或房间:1)长度超过20m的内走道。2)面积超过100耐，且经常有人停留或可燃物较多的房间。3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。

防、排烟方式自然排烟机械防烟机械排烟密封防烟防、排烟方式

2、空调调节创造舒适的环境保证人的身心健康保证高效率工作空调调节除去有害物质增加空气湿度空气温度空气湿度空气噪声空气压力空气清洁度目的任务

（1）空调的组成空调空间

空调处理设备

能量输配系统

冷热源空调的组成

（2）空调的分类设备的设置情况分所用介质的种类来分处理的空气来源分其他分类方法空调的分类（1）定风量和变风量系统。（2）低速(8一12m/s)和高速(20一30m/s)空调系统。（1）封闭式系统（2）直流式系统（3）混合式系统（1）全空气系统（2）全水系统（3）空气-----水系统（4）制冷剂系统（1）集中式空调系统（2）半集中式空调系统（3）分散式空调系统蒸汽压缩式制冷原理及设备

蒸汽压缩式制冷设备其他辅助设备膨胀阀冷凝器制冷机组制冷压缩机蒸发器蒸汽压缩式制冷设备

（3）通风与空调工程施工图纸部分剖面图系统图原理图

平面图详图通风与空调工程施工图纸部分

（4）空调通风施工图的识图方法与步骤阅读图纸目录1阅读施工说明2阅读有代表性的图纸3阅读辅助性图纸4阅读其他内容5六、建筑电气电力系统：是由生产、转换、分配、输送和使用电能的发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体。供配电系统：是电力系统的一个重要组成部分，包括电力系统中区域变电站和用户变电站，涉及电力系统电能发、输、配、用的后两个环节，其运行特点、要求与电力系统基本相同。电力系统额定电压：是指能使电气设备长期运行的最经济的电压

1、电力负荷中的分级及各级要求1一级2二级3三级应有两个电源供电，并增设应急电源专门对此类负荷应由两回线路供电，使电源来自于同不同变压器三级负荷对电源无特殊要求，一般以单电源供电即可

2、中性点运行方式及低压配电系统接地的形式中性点接地系统中性点接地系统，就是中性点直接接地或经小电阻接地的系统，也称大接地电流系统。这种系统中一相接地时，出现了除中性点接地点以外的另一个接地点，构成了短路回路，接地故障相电流很大，为了防止设备损坏，必须迅速切断电源，因而供电可靠性低，易发生停电事故。中性点不接地系统中性点不接地系统，是指中性点不接地或经过高阻抗(如消弧线圈)接地的系统，也称小接地电流系统。这种系统发生单相接地故障时，只有比较小的导线对地电容电流通过故障点，因而系统仍可继续运行，这对提高供电可靠性是有利的。光通量：光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量，用符号Ф表示，单位为流明（lm）