给排水系统培训资料课件

给排水系统课件制作人：邓昌涛第一页，共四十九页。

第一节给水系统一、给水系统的分类与水量的确定高层办公综合大楼给水系统一般分为：生活给水系统；消防给水系统，其中包括消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统、水幕消防系统等；生产给水系统，一般有锅炉给水、洗衣房给水、空调冷却塔循环补充水以及喷泉给水等系统。第二页，共四十九页。(一)生活给水系统高层办公综合大楼生活用水对象与大楼的功能有关，主要以满足工作人员饮用及卫生间内的用水为主，同时并需满足清洁室内外环境所需的用水。当办公综合大楼具有商住公寓式办公楼的功能时，还应满足厨房烹调以及淋浴的用水需求。当各类服务性设施、如餐厅、美容、康乐、娱乐中心、商场等出现在裙楼时，给水系统同样要在水量、水质、水压方面满足它们的要求。由于高层办公综合大楼功能的多样性，高层办公综合大楼的生活用水量,仅按现行规范给出的据数，而无人员数量时,是难以进行计算的。除此之外，有些用水点，如商场、康乐中心等更无明文规定的用水量标准可为依据。第三页，共四十九页。在实际工作中，根据有关资料的总结,我们可以按单位面积（按总建筑面积计）的用水人数来确定用水总人数。对于办公室，单位面积用水人数为0.1-0.083人/M2，用水量标准一般取10-30升/人班。对于商住公寓式办公楼，一部分工作人员不仅在此工作，并以此作为长期或短期居住之地。因而，他们所占用的面积要多一些，即单位面积（按总建筑面积计）的用水人数为0.05--0.04人/M2，用水量标准选用100--120升/人.日。设计生活用水量是给水系统计算的一个重要参数，选用的是否合理适当，对系统的投资及运行使用都有很大影响。在实际生活中，高层办公综合大楼的内在因素、崐外在条件是千差万别的。因此，在确定设计生活用水量的时候，应对实际情况作应有的分析，选择合理的参数，进行水量的计算。第四页，共四十九页。（二）消防给水系统高层建筑的一部分或大部分的建筑高度都高于消防登高设备的工作高度或消防车的供水高度，人们难于利用这些手段达到扑灭火灾的目的。所以，在高层的防火设计中，除了要预防为主，防消结合外，更应注意自救原则，强调高层建筑必须立足于室内消防设施来扑灭火灾。对于室内消防给水系统来说，这就是要求整个系统在任何时候，在水量、水质、水压方面都能满足消防的需要。在建筑高度超过50ｍ时，室外消防设备难于通过室内消防给水管网向建筑物上部供水扑救火灾。此时，立足于自救的原则就显得更为重要了。第五页，共四十九页。1.消火栓给水系统：消火栓给水系统是高层建筑重要的消防设施之一。它由室内和室外消火栓给水系统所组成。室外消火栓给水设计流量为20升/秒或30升/秒；室内消火栓给水系统的设计流量为30升/秒或40升/秒。消防设计流量的大小与建筑物的类别和高度有关。灭火延续时间取为3小时。2.自动喷水灭火系统：自动喷水灭火系统具有良好的灭火和控火的能力。对于一般具有人员高度集中、火灾隐患较多、火势蔓延迅速、人员疏散困难等特征的高层建筑，自动喷水灭火系统是必不可少的消防灭火系统。对于高度超100m的建筑，情况更是如此。很多资料表明，在人员密集场所、走廊、主要通道、办公室、多功能厅、商场、餐厅、厨房、汽车库等处，自动喷水喷头的设置，使很多火情在初期得到了控制。第六页，共四十九页。自动喷水灭火系统的设计流量为30升/秒，灭火延续时间为1小时。3.水幕给水系统：水幕系统的喷水呈水幕状，可以起到防止火焰蔓延的作用。在需要阻火、隔火的部位，在需要冷却防火隔断物的时候，均要考虑水幕系统的设置。在汽车库内的汽车通道处，因不能设置防火墙或防火门，水幕系统就成为在汽车库汽车通道处分隔防火分区的一种最好措施。同时，水幕系统也是保护防火卷帘门、降低卷帘门温度的有效方法。水幕系统的设计水量按2.0升/米.秒考虑。第七页，共四十九页。当建筑物内共享大厅或自动扶梯部分,作为一个防火分区统一考虑时，可以考虑用水幕系统作为防火分区的分隔手段。但当水幕总长度超过15m，系统用水量超过自动喷水灭火系统的水量时，可考虑在上述大开口部位的上部用加密自动喷水喷头代替水幕系统。加密喷头的间距在2.0--2.8m之间。采用这种做法，可以减少水泵机组台数，给管理带来方便。第八页，共四十九页。4.气体灭火系统：气体灭火系统是给水灭火系统的一种补充，或者说是对给水灭火系统的一种完善。因为，它的独特功能是任何一种给水灭火系统所替代不了的。它适用于众多不能以水为灭火剂的场所，如高低压配电室、备用发电机房、通讯机房、电子计算机房等具有电气火灾危险的场所。气体灭火系统可以根据保护对象规模的大小，设计成为有管路输送、无管路输送的气体灭火系统，或者采用独立悬挂式气体灭火装置。第九页，共四十九页。二、给水系统的给水方式在高层办公综合大楼中，与其他高层建筑一样,给水方式的选择在很大程度上是以满足和控制系统所需的压力为依据。也就是说，为了控制系统的压力需要考虑采用不同的给水方式，压力因素是决定给水方式的主要因素。（一）给水系统压力值的界定高层建筑给水系统面临的主要问题是要解决系统中静压和动压过高的问题。当用水点的标高超过100m时，则在标高＋＿0.00处管道内的静压会超过1.0MPa，当用水由水泵自+_0.00处抽送到超过100M高的用水点时，在+_0.00处管道内的动压还会大于静压值,因为此时还要增大一部分能量以克服管路损失。第十页，共四十九页。给水系统只有在一定压力范围内才能正常工作。水压太低时，较高用水点处可能无水流出，或流出水量偏小，或无法打开煤气热水器；如水压太高，就会出现流速太大、水点飞溅的现象。同时，还会产生噪音和水锤，并且会影响卫生器具配件的使用寿命。表11-1内列入了有关卫生器具之最低使用水压和各类建筑物最高容许水压的参考数值。一般而言，最小使用水压在0.03--0.07MPa，最大容许水压在0.35--0.45MPa之间，较适用的水压在0.1--0.3MPa之间。第十一页，共四十九页。表11－1各种卫生器具最低使用水压和各种建筑物最高容许水压────────┬────────┬───────┬───────卫生器具种类│最低水压MPa│建筑物用途│最高水压mpq────────┼────────┼───────┼───────水龙头│0.02-0.04│办公室│0.35--0.45││住宅│0.30--0.35淋浴器│0.025-0.04│旅馆│0.30--0.35自闭冲洗阀│0.07│医院│0.30--0.35煤气热水器│0.03-0.05│公寓│0.30--0.35消防给水系统的压力值与生活给水系统的压力不同，它是以满足消防灭火所需的水压为依据的，其水压值列入表11-2内。第十二页，共四十九页。表11－2消防给水系统压力控制值────────────────────────────────消防给水系统最大静压或最小工作压力最大工作压力MPaMPa────────────────────────────────消火栓栓口处0.8(静压)──消火栓栓口处0.5(工作压力)0.2-0.23自动喷水灭火喷头处──0.05-0.1自动喷水灭火系统1.2(工作压力)──第十三页，共四十九页。(二)给水系统分区原则如上所述，给水系统只能在规定最大和最小容许压力范围内正常工作，因此，高层建筑给水系统需依建筑高度进行竖向给水分区。根据建筑物的高度，一般可划分为低区、高区给水系统或低区、中区、高区给水系统，使每一分区给水系统内的最大压力和最小压力都在允许范围之内。1.生活给水系统：对于高层办公综合楼，宜每28m─38m为一个给水分区。此时，最大静压值为35m--45m水柱。对于具有商住公寓功能的高层办公楼，每一个给水分区以23m--28m划分为宜。为满足所需最低水压(3--7m水柱)的要求,在采用高位(中位)水箱供水时，服务于该给水分区的高位水箱，一般都应高出该给水分区最高用水点7m。通常这类水箱多设置在该给水分区最上层之上隔二、三层之处。按水压要求，生活给水系统分区单元如图11-1所示.第十四页，共四十九页。2.消防给水系统消防给水系统的竖向分区应以满足表11－2所列数值为原则。图11-2为消火栓给水分区单元示意图。图11-2(a)所示之消火栓给水分区，其系统内静压不大于80ｍ水柱，顶层消火栓处静压不低于7m水柱。但此系统存在的问题是系统下部有一部分消火栓栓口压力在0.5MPa和0.8MPa之间，大于允许值。为解决此部分过剩的压力问题，需要在此区域设置减压措施，如设减压阀或在消火栓处加设减压孔板等。图11-2(b)是以消火栓栓口压力不大于50m水柱的要求进行消防给水分区的。图中示出了高区、低区两个消防给水分区。在此系统内，高区顶层消火栓处规范所要求的7m水柱可以得到保证。在低区为实现低区最上层消火栓栓口处压力能满足13m充实水柱的要求，低区的高位水箱设置高度需要比该区最上层消火栓栓口标高高出20ｍ左右。此系统不存在设置减压措施的问题。第十五页，共四十九页。3.自动喷水灭火系统：自动喷水灭火给水系统的分区与消火栓给水系统基本类似。每一分区单元系统内的工作压力不大于1.2MPa，并应保证最不利点处喷头工作压力在0.05--0.1MPa间。图11-3(a)示出带有屋顶高位水箱的自动喷水灭火给水系统，系统最大工作压力不大于120m水柱。顶层自动喷水喷头与屋顶水箱间的垂直距离应满足h+10(5)m的关系。ｈ为由水箱至该最不利点喷头的管路损失。如管路损失为20m，则顶层喷水喷头与水箱的垂直距离不应小于30(25)m。因为只有在这样的条件下，喷头的出水压力可达10(5)m水柱。若两者间距离达不到h+10(5)m，则在顶层需考虑增压设施，如图11-3(b)所示。第十六页，共四十九页。(三)给水系统的给水方式为满足系统压力要求而形成的系统竖向分区，使得给水系统的给水方式具有多样性。1.生活给水系统的给水方式：一般可以归纳为有高位水箱的给水方式和无高位水箱的给水方式。有高位水箱的给水方式可以分为：(1)分区并联给水方式：图11-4(a)为分区并联给水方式示意图，是高层建筑常采用的给水方式。按照水压要求，在竖向上划分为数个给水分区，由各个分区的加压泵及高位（中位）水箱向各分区供水。这一给水方式的优点在于各区系统能独立运行，能源消耗较少，但水泵型号较多，管路复杂，维护工作量大。第十七页，共四十九页。(2)串联分区给水方式：图11-4(b)示出串联分区给水方式，各分区的用水靠水泵逐级加压，再通过水箱重力供给。各分区设置的水箱，既是该区的高位水箱，又是上区的蓄水池。这类高位水箱既负责向该区重力供水，还要负责向上一分区转输所需的用水量。此种供水方式能有效地减少并联管路，而且可以选用扬程较低的水泵，降低管道工作压力。(3)一次提升分区给水方式之一：图11-4(c)为此种供水方式示意图。高层建筑的全部用水量由设置在底层(地下室)内的水泵提升至屋顶水箱，然后由屋顶水箱再崐分送至各给水分区的高位水箱。此水箱一般只起减压作用，故有时又称为减压水箱，容积较小。若兼顾贮水作用，则容积要相应增大。此种给水方式，供水较可靠，管路简单，设备布置集中，投资较省，维护管理方便。但由于全部用水都要提升至屋顶水箱，水泵转输的流量大，能耗也大。第十八页，共四十九页。(4)一次提升分区给水方式之二：图11-4(d)示出了此种给水方式。这类给水方式同图11-4(c)，只是用减压阀替代了减压水箱。这一给水方式的安全性在极大程度上取决于减压阀的质量。这种给水方式在设置水箱有困难的情况下多被采用。从给水安全角度看，一般设置水箱要优于减压阀。但从节省建筑面积和简化给水系统看，选用减压阀，则具有明显的优越性。减压阀安装的部位或安装的管段可以是多样的。可设于给水系统的上部或下部，或者可设于给水总干管、配水主立管或配水支管上。第十九页，共四十九页。无高位水箱的给水方式可以有：(1)分区并联变频调速水泵机组给水方式：图1-4(e)为该给水方式的示意图。此时，各分区的给水自成独立系统。每个分区的给水系统均设有适合于该区水量、水压要求的变频调速水泵机组。此种给水方式，可以保证给水压力的恒定，自动化程度较高，且管理方便。(2)气压给水分区减压给水方式：图11-4(f)为该给水方式的示意图。气压给水机组按满足高区水压要求运行。中区、低区用水则通过系统上设置的减压阀来调整崐系统的水压。这一给水方式设备较单一，管理方便，可以省去高位水箱。(3)气压罐并联分区给水方式：图1-4(g)为该给水方式的示意图。该给水方式省去了高位水箱与减压阀，各分区给水系统由各分区的气压给水机组负责供水，有较大的独立性和灵活性，能耗也较少。第二十页，共四十九页。2.消防给水系统的给水方式消火栓及自动喷水灭火给水系统的给水方式与生活给水系统的给水方式基本类似。图11-5(a)为常用的消火栓给水系统分区并联的给水方式。每一分区设置独立的高位水箱及加压泵组。这一系统需要有适合设置中间高位水箱的地点，且因水泵机组较多，占用的建筑面积也较多。建筑物高度在100m以内时，常采用这类系统。图11-5(b)是上述给水方式的变异。此时低区的高位水箱容积可较小，低区所需的消防储备水量储存在高区的高位水箱内，由两根DN150管道自高位水箱底部接出。高区高位水箱的启泵水位应为能维持该水箱内应有消防储水量的水位。低区所需消防初期10分钟消防水量由高区高位水箱供给。在水泵启动后，低区消防用水量由低区消火栓给水泵供给。图11-6(a)为用减压阀代替低区高位水箱消火栓给水系统的给水方式示意图。其优点是简化了给水系统，减少了水泵机组，节约了建筑面积。在减压阀质量有保证的情况下，这一给水方式具有较大的优越性。图11-6(b)所示为适用于超高层建筑的消火栓给水方式──分区多级提升、重力给水的方式。该给水方式的特点在于消火栓给水系统分区均为重力给水。各分区高位水箱至少贮存有10分钟的消防水量，而且系统所需压力也全部由高位水箱保证，即高位水箱底与最高点处消火栓栓口的垂直距离为23m左右。图11-7(a)为常用的自动喷水灭火给水系统的给水方式。根据建筑高度适当地进行竖向分区，整个系统只设一组能够满足高区压力要求的加压泵。低区系统的压力由减压阀加以控制调整。高区顶部压力不足部分由增压系统解决。低区系统上部的压力由该系统的高位水箱的水位来保证。图11-7(b)为按分区设置独立加压泵组的给水方式。为维持各分区系统的压力，需设置相应的稳压装置。图11-7(a)(b)所示的给水方式在建筑物高度不超过100m时,多予采用.当建筑物高度超过100m时,自动喷水灭火给水系统的给水方式，一般可参照图11-6(b)所示,采用分区逐级提升重力给水的给水方式。第二十一页，共四十九页。三、给水系统的组成由前述各给水系统中，我们可以看到，一个完整的高层建筑给水系统，至少是由蓄水池或吸水池、加压泵组、管路及配件等所组成。而高位水箱、中位水箱、减压阀、稳压设施等，根据具体情况，可或有或无。(一)蓄水池或吸水池:在特定的情况下，在高层建筑中都需要设置蓄水池或吸水池,以储存必要的消防水量和生活调节储备水量或以避免水泵机组直接自市政管网抽水而影响市政管网的压力。蓄水池的容量由消防储备水量及生活调节储备水量所组成。按规定消防储备水量为2─3小时的室内外消火栓消防用水量和1小时的自动喷水灭火的水量。两者水量的总和在324m3──540m3之间。但此时可以减去在2──3小时之内外部水源可能补给的水量。第二十二页，共四十九页。生活用水调节储备水量一般可按日用水量的10──30%考虑。决定此值大小的因素很多。如实际日用水量的大小，市政管网供水安全度的大小，建筑物用水的大致规律，建筑物本身所能提供设置蓄水池场地的大小以及有关的经济因素等等。只有在结合实际条件、综合分析有关因素之后，才有可能确定出较合理的蓄水池容积。用于高层建筑的蓄水池，容量都较大，为便于在不中断给水情况下，进行蓄水池的清洗或维修，蓄水池应设计成二个独立的水池，并以连通管相连，为两池并联崐平行工作提供条件。除此之外，在蓄水池内需设置导流板，减小过水断面，提高水的流速，避免死水区的出现，以保证水的质量。在多数情况下，设于地下一层蓄水池的溢流无法重力接至室外排水管道。因此，一般可通过设置溢流井、溢流堰的办法来解决。此时，蓄水池的溢流通过溢流堰进入溢流井,再由井内的潜水泵抽送至室外排水管道(图11-8).当有地下二层或地下三层时，水池的溢流也可以通过地下二层或地下三层的排水装置提升排出。第二十三页，共四十九页。为取用蓄水池内的消防用水，需设置消防车用取水口。当吸水高度不超过6m时，消防车可通过作为蓄水池取水口的室外消火栓取水。此时，室外消火栓设于蓄水池附近，通过管道与蓄水池相连，在管道端部安装底阀，并由室内给水管接出支管与此连通管相连，作为充水管，充水的控制阀门设于室外消火栓旁的阀门井内。在需要由蓄水池取用消防水量时，消防车上的消防泵吸水管与此室外消火栓相接，开启充水阀门,在向吸水管充水后，消防泵即可投入正常工作。除此之外，也可在蓄水池附近室外设取水井，用连通管与蓄水池相连，并用阀门控制。在需要取用消防水量时，开启阀门，消防车即可自取水井内取水。此时，应注意设置排空设施，用以排空取水井内的水，避免在停止抽水后，剩余的水在井内变质发臭。当蓄水池设于地下二层或地下三层时，自蓄水池吸水的高度会超过水泵允许的吸上高度6m。为了满足消防车吸水的要求，仍采用设置取水井的办法。此时，取水井井底距地面的距离不应大于6m，并在蓄水池旁设专用水泵，由水池抽水送至室外取水井，再由消防车泵自取水井取水扑救火灾。这是一种接力式的取水方法。取水井的直径一般为1.2m。专用水泵机组的流量略大于消防用水量，水泵扬程按水泵设计流量可被提升至取水井内的要求选定即可。专用水泵的启动按钮宜设在取水井井壁上部，在最高水位0.3m以上的地方，便于启动水泵。第二十四页，共四十九页。(二)水泵机组：水泵机组是高层建筑给水系统中的主要设备之一。在生活和消防给水系统中常用的水泵是卧式多级离心泵或立式多级离心泵。这类水泵所提供的扬程范围宽，适应性强。立式多级离心泵所占的平面面积较小。在泵房面积狭小的情况下，采用立式多级离心泵较为适宜。但要考虑到它对泵房空间高度的要求。水泵的隔振是需要重视的一个问题，尤其当高层办公综合楼具有公寓性质的时候。水泵运行时所产生的振动和噪音可以通过管路等在建筑物内传递，破坏周围环境的安静。目前，卧式离心泵组的隔振途径较多，以橡胶隔振垫最为简单、最为通用。再辅以可曲挠橡胶接头及隔振支架、吊架等，隔振效果较为理想。立式离心泵的隔振方法也是多样的，较普遍采用的是GD型、JSD型橡胶隔振器。此类隔振器由橡胶与金属复合制成，其上部可与水泵底座用螺栓连接，下部可与地面或与固定于地面的支架相连接，以避免重心不稳而倾斜。第二十五页，共四十九页。为了提供在蓄水池清洗或维修过程中给水系统仍能正常工作的条件，除了上述需要将水池分为两个独立水池外，还需要有任何一组水泵机组可以自未处于清洗或维修状态的水池中取水的可能。这就要求具有不同功能的一用一备的水泵机组分为二大组，在平面上与二个水池配套，形成一个一用一备的水池与一用一备的水泵机组相对应的布置，使运行和维护具有更多的灵活性,如图11-8所示。第二十六页，共四十九页。第二节热水系统一、热水系统的分区高层办公综合大楼在一定的条件下需要集中热水供应系统，尤其当建筑物具有商住公寓办公楼性质时。高层办公综合大楼集中热水供应系统中,所要解决的主要问题之一是系统的压力问题。因为，系统压力过高，不仅使用不便，而且配水及加热设备等易被损坏。因此，高层办公综合大楼热水供应系统首先要解决竖向分区问题。在进行竖向分区时，要考虑到在冷水热水混合时，因压力不同会产生流量不匀、水温不稳的问题。因此，热水系统的分区应力求与给水系统的分区一致。第二十七页，共四十九页。1.用中位水箱进行系统分区：在给水系统的分区中设有高位(中位)水箱时，热水系统所需的冷水是通过该高位(中位)水箱供给的，热水系统的压力受该水箱的水位控制，因而可以达到冷热水水压基本相等的要求。图11-9(a)(b)为典型的高层建筑热水分区给水方式示意图。由图中可以看到，各分区热交换器的冷水进水由各分区的高位水箱供给，热水系统压力与冷水系统压力基本相等。在分析这类热水系统运行可靠性时，首先应考虑的是本区高位水箱的高度能否满足克服由高位水箱至热交换器及经热交换器再至最不利用水点之间的水头损失的要求。当无法满足此项要求时，热交换器可以设置在系统的上部。此时，由于热交换器和热水供给干管与高位水箱的距离变小，管路损失随之减少。当高位水箱设置高度距热交换器3m左右时,即可满足系统运行要求。第二十八页，共四十九页。2.用减压阀进行系统分区：当给水系统采用减压阀进行竖向分区时，热水系统相应地也应采用减压阀进行分区。但此时应注意将减压阀安装在适当的管段上。图11-10示出热水系统用减压阀分区的给水方式。其中，(a)(b)图为减压阀设置正确的分区给水方式。(c)图所示之减压阀安装在热水干管上，不利于热水循环。一般来说，减压阀不应设置在热水循环管路上。第二十九页，共四十九页。二、热水系统的管路热水系统的管路一般均较冷水系统复杂。根据热交换器设置的地点以及循环回水管路的不同布置可以形成不同的热水管路系统。当热交换器设于地下室或热水系统的下部时，可以形成上行下给单管热水系统或下行上给双管热水系统。当热交换器设于系统的上部时，可以形成上行下给双管热水系统或下行上给单管热水系统。不同管路系统的选择要根据建筑平面以及所能提供的空间和对热水温度质量的要求来决定。对于服务于高区的热交换器，如图11-9(a)所示，当设于建筑物底部承受静压过大时，宜设法将其移设于建筑物的顶部，以改善热交换器的工作条件。第三十页，共四十九页。第三节排水系统排水系统与给水系统两者组成了一个完整的综合体。没有给水系统的排水系统（雨水排水系统除外），将不成为排水系统；没有排水系统的给水系统，更不能发挥其应有的作用。一个功能多样的建筑物不可能没有排水系统而能正常运作的。在高层建筑中，完好的排水系就更为重要。它必须能够迅速地收集污水，以最优的水力条件将污水排出室外；它必须满足系统布置合理，设备选型恰当，处理技术先进，安装质量上乘等要求，而且在经济方面也是合理的。第三十一页，共四十九页。一、排水系统的分类排水系统在高层建筑中，由于下列因素，均采用分流制，即污水、废水、雨水由各自系统分别排出室外。1.目前市政排水管线多按分流制系统建设(旧城市/老城区排水系统为合流制者较多)。在今后，分流制仍将为市政排水系统建设的主要方向。在高层建筑中采用分流制排水系统可与市政排水系统相对应。2.对于污水处理不完善的地区，市政部门要求污水经化经化粪池接入市政管网时，采用污水、废水分流系统，可以减小化粪池容量，或者相对地增加了污水在化粪池内的停留时间，而有利于污水的排出。3.在水源紧缺，用水量增长较快的城市，在提出采用中水系统作为节水的一个途经时，污水、废水分流制的选用，就成为实现中水系统的必要手段。第三十二页，共四十九页。因此，高层建筑中，排水系统一般包括有：1.污水系统：主要用以接纳由大便器,小便斗排出的含有粪尿的污水。这类污水含有一定程度的固体成分，具有腐化性，须经适当处理(化粪池或污水处理装置)后方能排出。2.废水系统：主要用以接纳除污水以外的，所含固体成分较少的生活排水.若建筑物内设有营业性的中、西餐厅及厨房时，所排出的废水属含油废水，应经隔油处理后方可排入市政管网。3.雨水系统：主要用以排除屋面、阳台、露台、天井、庭院等处的雨水。第三十三页，共四十九页。除此之外，高层建筑地下层的排水，往往因其低于室外市政管网而无法重力流排出。此时，需用压力排水系统代替重力排水系统。用水泵提升的方法是地下层排水的主要方法。这类压力排水系统多用于消防电梯集水坑的排水、地下一层或最低地下层地面集水坑的排水，或者用于地下室卫生间的排水。第三十四页，共四十九页。二、排水系统设计高层建筑排水系统与其他建筑排水系统基本类似，由卫生器具、受水设备、排水管道、提升设备、处理装置等组成。排水系统的设计过程就是对各个组成部分规划与计算的过程。从系统选择到设备选型，从系统布置到管径确定、高程安排等都是排水系统设计所需解决的问题。重力流是排水系统的一个主要特征。影响排水系统重力流的因素很多，如管壁粗造度、水量、水质、坡度、水流充满度等。除此之外，理论和实践表明，排水立管的水流状况对系统的工作影响很大。第三十五页，共四十九页。实验表明，当较小的流量进入立管后，水流沿立管内壁周边作不规则的向下螺旋运动。管内空气则在立管中央部分由下向上流动。立管内处于正常大气压范围之内。在流量增大至足以复盖管内壁时，水流开始附着于管内壁成水膜状态向下流动。此时，管内压力仍较稳定。在水流逐渐增大后，附着于管壁的环形膜状水流从管内壁分离出来，形成不稳定的膈膜水流而下落，并可能产生不稳定的水塞。由于水流在立管断面的充满度只有1/4─1/3，管内仍有足够的空气可以冲破不稳定的水塞，使其成为股状水流下落。当立管断面水流充满度大于1/3以上时，膈膜将更加频繁形成，并成为比较稳定、不易破坏的水塞。在水塞下降过程中，会引起管内气体压力的波动。如果立管上部通气管补气不足和底部排气不畅，则在水塞的前方会形成正压，水塞的后方会形成负压。立管内正压和负压的产生，会造成排水横支管上所连接的卫生器具水封的回压或抽吸，从而破坏了排水系统的正常工作。这种情况说明，排水系统中通气系统的完善是排水系统设计中要予以重视的一个问题。第三十六页，共四十九页。1.通气系统的设置：在高层建筑中，排水立管较长，接入卫生器具多，卫生器具同时放水的可能性大，立管断面被水流充满形成水塞的机会多。所以，通气系统对高层建筑排水系统极为重要。当进入排水立管的流量不足使立管断面水流充满度超过1/3时，立管内有足够的断面面积供空气流动用。此时，排水立管只需有伸顶通气管就足以满足维持排水系统内部、外部压力平衡的要求，使系统处于正常工作状态。使立管断面水流充满度不超过1/3的流量称为有伸顶通气管的排水立管的允许流量(允许负荷)，或者称为环膜流的临界流量。第三十七页，共四十九页。对于某一管径的排水立管，当进入立管的流量，超过该管径立管的允许流量时，环膜流会转变为膈膜流。此时，虽有伸顶通气管，但由于管内空间局部被膈膜所形成的水塞充满，堵塞了空气流动的通道，从而形成了管内外的压差，破坏了系统内部压力的平衡，导致水封的破坏。为了消除这种压差所带来的破坏作用，一般可以通过两种途径来解决。一是可以加大排水立管管径，增大排水断面，使立管内的膈膜流转变为环膜流，使立管断面水流充满度不超过1/3。其次可以设置不同类型的通气管以提供排水系统内空气更好流动的条件，用以保持管内外压力的平衡。第三可采用特制配件，以省去专用通气管。如在单立管系统中设置混合器和放气器，可以改善排水系统内的通气条件，消除压力的不平衡。通气管的设置可以有多种方式，如图11-11所示。第三十八页，共四十九页。专用通气立管是最常采用的通气方式。每隔两层用共轭管(图11-12)与排水立管相连接。另外也可采用主通气立管或付通气立管的通气方式。此时，主通气立管、付通气立管均与环形通气管相接。同时，主通气立管每隔8─10层用共轭管与排水立管相连。伸顶通气管在设有专用通气管、主通气立管或付通气立管的系统中，起着呼吸管的作用，可以调整压力，使管内压力保持平衡。第三十九页，共四十九页。2.地下层的排水(1)消防电梯井道排水:为保证消防电梯在消防时正常工作,消防电梯井道内的水应通过消防电梯井道集水坑和排水泵排除。一般集水坑设于消防电梯井道外侧或其附近,用管道将集水坑与消防电梯井道相连通。集水坑的容积不得小于2.0m3，其底部标高一般比消防电梯井道底低1.5m左右。坑内集水可由潜水泵或离心泵排出，水泵的启动由液位控制器控制。排水泵的出水量按101/s考虑，即火灾初期2支消防水枪的出水量。第四十页，共四十九页。(2)地下车库排水:地下车库的排水一般采用明沟加铸铁排水篦栅系统。地下车库一般面积较大，排水明沟的最大深度控制在200──300mm，最小坡度为0.005。集水坑的容积与排水量及泵组工作情况有关。通常，集水坑的容积不小于最大一台水泵5分钟的出水量。对于分散的集水坑，其容积可不小于最大一台水泵3分钟的出水量，或保证水泵每小时的启动次数不超过6次。第四十一页，共四十九页。(3)地下室压力排水的消能：当地下室卫生间生活污水由污水泵提升以压力流的形式接至化粪池，若压力流的富裕水头较大，会破坏化粪池的沉淀，甚至会冲击化粪池内的厌氧层，从而影响了化粪池的处理效果。为了消除这类不利影响，在选择泵型时，必须选择扬程合适的水泵，尽量避免富裕水头的出现。为了消除富裕水头的影响,可采用消能措施。通常可以采用压力污水消能井，在消能井内设置消能格栅或消能档板，在井底设消能坎，通过水流的碰撞、磨擦、水跃等作用，消除其多余的能量。第四十二页，共四十九页。第四节中水系统随着城市建设和经济的发展，城市用水量和排水量得增长很快，水资源也日益感到不足，不少水源水质日趋恶化，对于国民经济的发展和人民生活福利的提高影响很大。为了摆脱水资源短缺的困境，需要在不同方面、不同层次上采取措施。其中,开源节流就是一项最为重要的措施。在此基础上提出的中水系统更是一项具有现实意义的工程措施。中水系统是指将各类建筑或建筑小区使用后的排水，经处理达到中水水质要求后，而回用于厕所便器冲洗、绿化、洗车、清扫等各杂用水用水点的一整套工程设施。它包括中水原水系统、中水处理系统及中水给水系统。第四十三页，共四十九页。中水系统的设置可实现污水、废水资源化，使污水、废水经处理后可以回用，既节省了水资源，又使污水无害化。在保护环境，防治水污染，缓解水资源不足方面起到了重要作用。高层建筑用