建筑给水系统设计-增压、贮水设备的设计选型（建筑给排水）

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数：建筑给水系统

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备知识目标能力目标掌握给水增压贮水设备的种类及设备设计参数的计算。能够进行给水增压贮水设备的设计选型和计算。1.水泵的分类水泵是给水系统中的主要升压设备。在建筑内部的给水系统中，一般采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效率高且流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。水泵分类（主要指叶片式泵）按主轴方向分为卧式、立式、斜式按叶轮种类分为离心、混流、轴流按吸入方式分为单吸和双吸按级数分为单级和多级

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备Ｓ型单级双吸卧式离心泵ＤＧ型多级卧式离心泵

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备ＮＢ型凝结水泵ＤＬ型立式多级泵

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备锅炉给水泵Ｗ型真空泵

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备2.水泵的工作原理选择水泵应以节能为原则，使水泵在给水系统中大部分时间保持高效运行。当采用设水泵、水箱的给水方式时，通常水泵直接向水箱输水，水泵的出水量、扬程几乎不变，选用离心式恒速水泵即可保持高效运行。对于无水量调节设备的给水系统，在电源可靠的条件下，可选用装有自动调速装置的离心式水泵。目前调速装置主要采用变频调速器。

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备在水泵出水口或管网末端安装压力传感器，将测定的压力值H转换成电信号输入压力控制器，与控制器内根据用户需要设定的压力值H1比较，当H>H1时，控制器向调速器输入降低转速的控制信号，使水泵降低转速，出水量减少；当H<H1时，则向调速器输入提高转速的控制信号，使水泵转速提高，出水量增加。由于保持了水泵出水口或管网末端压力恒定，在一定的流量变化范围内，均能使水泵高效运行，节省电能。

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备用水泵出口压力或管网末端压力控制水泵调速，节能效果不完全相同，前者不能反映水流通过给水管网时，管网阻力特性的变化，所以当用水低峰时，虽然由于转速的改变水泵扬程能保持恒定不再升高，但最不利点配水处的水压将高于其所需的流出水头。而后者不仅能调节流量的变化，同时也能反映管网阻力特性的变化，使最不利点配水始终保持所需的流出水头，节能效果优于前者。但其控制系统较前者复杂，且最不利点配水一般远离泵房，信号传递系统安装、检查、维修不便，因此在实际工程中前者使用更为广泛。

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备因水泵只有在一定的转速变化范围内才能保持高效运行，故选用调速泵与恒速泵组合供水方式可取得更好的效果。为避免在给水系统微量用水时，水泵工作效率降低，轴功率产生的机械热能使水温上升，导致水泵故障，可选用并联配有小型加压泵的小型气压水罐的变频调速供水装置。在微量用水时，变频调速泵停止运行，利用气压罐中压缩空气的压力向系统供水。在水泵房面积较小的条件下，可采用结构紧凑，安装管理方便的立式离心式水泵或管道泵。

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备3.水泵的抽水方式（1）直接抽水：

水泵直接从市政管网抽水，但必须事先征得市政部门同意。适用：在室外供水管网直径较大、压力较高，水泵抽水量相对比较小的情况下可采用。优点：可以充分利用外网的资用水头，并且可以保证水质不受到污染。直接从市政管网抽水

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备（2）从贮水池中抽水：适用：当用水量较大，又不允许直接从外网抽水时采用。缺点：不能充分利用外网的资用水头，造成能源浪费，容易引起水质二次污染，贮水池需要投资和定期管理等。从贮水池抽水

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备4.水泵的性能参数

1.10.1离心泵的分类、工作原理和性能参数1.10增压、贮水设备1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点：建筑给水系统

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备气压给水设备是利用密闭压力罐内空气的可压缩性进行贮存、调节和压送水量的装置，作用与屋顶水箱或水塔相同。优点：灵活性大、便于隐蔽和搬迁，投资少、建设速度快，水质不易被污染，还有消除水锤和器材噪声的作用。缺点：给水安全性较差，给水压力变动较大，调节容积较小，能耗大。1.气压给水设备的分类和组成1）变压式气压给水设备变压式气压给水设备在向给水系统输水过程中，给水系统的压力随着气压罐的压力变化而变化，如下图所示。

按供水压力的稳定性分类（1）1-止回阀；2-水泵；3-气压水罐；4-压力信号器；5-液位信号器；6-控制器；7-补气装置；8-排气阀；9-安全阀

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备

Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放气压水罐工作过程（单罐变压式）

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备2）定压式气压给水设备给水系统的压力不随着气压罐的压力变化而变化。a、单罐式在变压式气压给水设备的供水管上安装压力调节阀，调节阀后水压在要求的范围内，使供水压力相对稳定，见下图。b、双罐变压式可以在压缩空气连通管上安装压力调节阀，将阀后气压控制在要求的范围内，见下图。

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备1）补气式补气式气压给水设备在气压水罐中气、水直接接触，如图。设备运行过程中，部分气体溶于水中，随着气量的减少，罐内压力下降，不能满足设计需要，为保证给水系统的设计工况，需设补气调压装置。有空压机补气方式、利用水泵出水管中的积存气补气、补气罐补气。

按罐内气、水接触方式不同分类（2）

图

利用水泵出水管积存气补气方法

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备

图

设补气罐的补气方法

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备补气罐充气过程：当气压水罐中的压力达到p2时，在电接点压力表的作用下，水泵停止工作，补气罐内水位下降，出现负压，进气止回阀自动开启进气。气压水罐补气过程：当气压水罐内水位下降，压力达到p1时，在电接点压力表的作用下，水泵开启，补气罐中水位升高，出现正压，进气止回阀自动关闭，补气罐内的空气随进水补入气压水罐。补气过量排气过程：当补入的空气过量时，可通过自动排气阀排气。自动排气阀设在最低水位以下1～2cm处，当气压水罐内空气过量，至最低水位时，罐内压力仍大于p1，电接点压力表不动作，水位继续下降，自动排气阀即打开排出过量的空气，直至压力降至p1，水泵启动水位恢复正常，排气阀自动关闭。

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备2）隔膜式气压给水设备气压罐内装设橡胶隔膜将水与空气分开。常用的隔膜主要有帽形、囊形两类。下图为囊形隔膜式气压罐。隔膜式气压给水设备不仅省去补气装置，而且避免了空气对水的污染，因此，应用广泛。1-气压罐；2-充气口；3-橡胶隔膜；4-气室；5-水室；6-进出水口

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备2.设置要求及适用范围根据气压给水设备的特点，它适用于有升压要求，但又不适宜设置水塔或高位水箱的小区或建筑内的给水系统，如地震区、人防工程或屋顶立面有特殊要求等建筑的给水系统；小型、简易和临时性给水系统和消防给水系统等。

适用范围（1）

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备1）气压给水罐宜布置在室内，如设在室外，应有防雨、防晒及防潮设施，并有在寒冷季节不致冻结的技术措施。当设于泵房内时，除应符合泵房的要求外，还应符合气压给水设备对环境温度、空气相对湿度、通风换气次数和设备安装检修等有关要求。2）气压给水罐的布置应满足下列要求：罐顶至建筑结构最低梁底距离不宜小于1.0m；罐与罐之间及罐与墙面之间的净距不宜小于0.7m；罐体应置于混凝土底座上，底座应高出地面不小于0.1m，整体组装式气压给水设备采用金属框架支承时，可不设设备基础。

设置要求（2）

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备3）供生活用水的各类气压给水设备均应有水质防护措施，隔膜应用无毒橡胶制作，气压水罐和补气罐内应涂无毒防腐涂料，补气罐或用作补气的空气压缩机的进气口都要设空气过滤装置，并应采用无油润滑型空气压缩机，以防油对给水系统的污染。4）为保证安全供水，气压给水设备要有可靠的电源，并应装设安全阀、压力表、泄水管和密闭人孔，安全阀也可装在靠近气压给水设备进出水管的管路上。为防止停电时水位下降，罐内气体随水流进入管道流失，补气式气压水罐进水管上要装止气阀，进气管上装设止水阀。

1.10.6气压给水设备的分类、组成和特点1.10增压、贮水设备1.10.7气压给水设备的设计计算：建筑给水系统1.计算选型选择气压给水设备，主要包括2项内容：确定气压水罐总容积；确定配套水泵的流量、扬程，由此查水泵样本选定其型号。

气压水罐总容积（1）

1.10.7气压给水设备的设计计算1.10增压、贮水设备推导可得：又∵

1.10.7气压给水设备的设计计算1.10增压、贮水设备

1.10.7气压给水设备的设计计算1.10增压、贮水设备

水泵选择（2）

1.10.7气压给水设备的设计计算1.10增压、贮水设备1.10.2水泵的设计选型：建筑给水系统5.水泵的选型

在生活（生产）给水系统中，无水箱调节时，水泵出水量要满足系统高峰用水要求，故不论是恒速泵还是调速泵其流量均应以系统的高峰用水量即设计秒流量确定。

有水箱调节时，水泵流量可按最大时流量确定。若水箱容积较大，并且用水量均匀，则水泵流量也可按平均时流量确定。

流量的确定（1）

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备

扬程的确定（2）

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备

2）当水泵与室外给水管网间接连接，从贮水池（或水箱）抽水时：Hb—水泵扬程，kPa；

H1—贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所计算的静水压，kPa。其他符号意义同前。

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备6.水泵的设置（1）水泵应选择低噪声、节能型水泵，水泵扬程可按计算扬程Hb乘以1.05~1.10后选泵。为保证安全供水，生活和消防水泵应设备用泵，生产用水泵可根据生产工艺要求设置备用泵。（2）水泵机组一般设置在水泵房内，泵房应远离防振、防噪声要求较高的房间，室内要有良好的通风、采光、防冻和排水措施。（3）为操作安全，防止操作人员误触快速运转中的泵轴，水泵机组必须设高出地面不小于0.1m的基础。水泵启闭尽可能采用自动控制，间接抽水时应优先采用自吸充水方式，以便水泵及时启动。

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备（4）水泵的布置要便于起吊设备的操作，管道连接力求管线短，弯头少，其间距要保证检修时能拆卸、放置电机和泵体，并满足维修要求，见图图水泵机组的布置间距(m)

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备（5）水泵宜采用自灌式充水。当因条件所限，不能采用自灌式启泵而采用吸上式时，应有抽气或灌水装置（如真空泵、底阀、水射器等）。引水时间不超过下列规定：4kW以下的为3min，≥4kW的为5min。（6）每台水泵应设独立的吸水管，以免相邻水泵抽水时相互影响；多台水泵共用吸水管时，吸水总管伸入水池的引水管不宜少于两条，每条引水管上均应设闸阀，当一条引水管发生故障时，其余引水管应满足全部设计流量。

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备（7）每台水泵吸水管上要设阀门，出水管上要设阀门、止回阀和压力表，并宜有防水锤措施，如采用缓闭止回阀、气囊式水锤消除器等。（8）为减少水泵运转时对周围环境的影响，应对水泵进行减振处理。水泵机组的减振主要由减振基座（惰性块）、减振垫（减振器）及固定螺栓等组成，水泵减振安装结构示意图。

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备(a)卧式水泵减振方法（b）立式水泵减振方法图水泵减振安装结构示意图

1.10.2水泵的设计选型1.10增压、贮水设备1.10.4水箱的配管与附件：建筑给水系统

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备1.水箱的基本知识（1）水箱分类：根据水箱的用途不同，有高位水箱、减压水箱、冲洗水箱、断流水箱等多种类别。（2）

高位水箱作用：

保证水压和贮存、调节水量。（3）水箱材质：制作材料有钢板包括：普通、搪瓷、镀锌、复合和不锈钢板等；钢筋混凝土；塑料和玻璃钢等。玻璃钢水箱重量轻，强度高，耐腐蚀，安装维修方便，大容积水箱可现场组装，目前应用越来越多。

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备2.水箱的配管、附件

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备（2）出水管：

出水管从水箱侧壁接出时，其管底至箱底距离应大于50mm，若从箱底接出其管顶入水口距箱底的距离也应大于50mm，以防沉淀物进入配水管网。出水管上应设阀门以利检修。为防短流进、出水管宜分设在水箱两侧，若合用一根管道，则应在出水管上增设阻力较小的止回阀，如图2-18所示，其标高应低于水箱最低水位1.0m以上，以保证止回阀开启所需的压力。出水管径应按管网设计秒流量计算确定。

水箱进、出水管合用示意图

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备（3）溢流管：

溢流管口应在水箱设计最高水位以上50mm处，管径按排泄水箱最大入流量确定，一般应比进水管大1级。溢流管宜采用水平喇叭口集水，喇叭口下的垂直管段不宜小于4倍溢流管管径。溢流管上不允许设阀门。

（4）泄水管泄水管从箱底接出，用以检修或清洗时泄水。管上应设阀门，管径不得小于50mm，阀门后的管道可与溢流管相连后用同一根管道排水。

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备（5）通气管供生活饮用水的水箱，贮水量较大时，宜在箱盖上设通气管，以使水箱内空气流通，其管径一般宜为100mm～150mm，管口应朝下并设网罩。（6）水位信号装置：是反映水位控制阀失灵报警的装置。可在溢流管口下10mm处设水位信号管，直通值班室的洗涤盆等处，其管径15～20mm即可。水箱一般应在侧壁安装玻璃液位计，并应有传送到监控中心的水位指示仪表。若水箱液位与水泵联动，则可在水箱侧壁或顶盖上安装液位继电器或信号器，采用自动水位报警装置。

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备3.水箱的设置要求大型公共建筑中高层建筑为避免因水箱清洗、检修时停水，高位水箱容量超过50m³，宜分成两格或分设两个。水箱底距地面宜不小于800mm的净距，以便于安装管道和进行检修，水箱底可置于工字钢或混凝土支墩上，金属箱底与支墩接触面之间应衬橡胶板或塑料垫片等绝缘材料以防腐蚀。水箱有结冻、结露可能时，要采取保温措施。

1.10.4水箱的配管与附件1.10增压、贮水设备1.10.5水箱的设计选型：建筑给水系统

水箱之间及水箱与建筑结构之间的最小距离（m）

1.10.5水箱的设计选型1.10增压、贮水设备4.水箱的有效容积

水箱的有效容积主要根据它在给水系统中的作用来确定。若仅作为水量调节之用，其有效容积即为调节容积；若兼有贮备消防和生产事故用水量作用，其容积应以调节水量、消防和生产事故备用水量之和来确定。水箱的调节容积理论上应根据室外给水管网或水泵向水箱供水和水箱向建筑内给水系统输水的曲线，经分析后确定，但因为以上曲线不易获得，实际工程中可按水箱进水的不同情况由以下经验公式计算确定。

1.10.5水箱的设计选型1.10增压、贮水设备

1.10.5水箱的设计选型1.10增压、贮水设备

1.10.5水箱的设计选型1.10增压、贮水设备

1.10.5水箱的设计选型1.10增压、贮水设备