第一章建筑给水系统

LOGO建筑设备工程中国建筑工业出版社第一章建筑给水系统教学目的要求掌握建筑给水系统的分类、组成，给水方式、给水设备、高层建筑给水系统、建筑消防给水系统的相关内容。教学重点1.给水系统的组成，各种给水方式的工作原理2.各种给水设备的工作原理、性能、组成、分类3.高层建筑给水系统的给水方式教学难点1.水表性能参数的计算2.贮水池有效容积的计算3.自动灭火系统的分类第一章建筑给水系统给水系统1给水方式2给水设备3本章主要内容44高层建筑给水系统5建筑消防给水系统1.1给水系统给水系统给水系统是将室外给水管网中的水引进建筑物内部，并输送到各种配水龙头、生产机组及消防设备等各用水点，供应建筑小区、工业区或不同类型建筑物的用水，满足建筑内部生活、生产和消防用水的要求，保证用水安全可靠。给水系统的分类1生活给水系统2生产给水系统3消防给水系统给水系统的组成建筑内部给水系统一般由引入管、计量仪表、配水管道系统、配水设施、给水附件、升压与储水设备、室内消防设备等组成。1.1给水系统一、给水系统的分类1.生活给水系统生活给水系统是日常生活中供给人们使用的给水系统，包括生活饮用水系统和杂用水系统。2.生产给水系统由于工业生产种类和生产工艺的不同，可以分为直流给水系统、循环给水系统、纯水系统等多种形式。生产给水系统的特点是用水量均匀、水质要求差异大。3.消防给水系统该系统的作用是扑灭火灾和控制火灾蔓延。消防给水系统包括火栓给水系统、自动喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等。1.1给水系统二、给水系统的组成建筑内部给水系统一般由引入管、计量仪表、配水管道系统、配水设施、给水附件、升压与储水设备、室内消防设备等组成。如图1所示。图1建筑内部给水系统1.1给水系统二、给水系统的组成⑴引入管引入管是将室外给水管网（小区本身管网或城市市政管网）中的水引入室内管网的管段，亦称进户管。若建筑物的水量为独立计量时，在引入管段应装设水表和阀门。1.1给水系统二、给水系统的组成引入管进入建筑内部的情况有两种：一种从浅基础下面通过，另一种是穿过建筑物基础或地下室墙壁。在地下水位高的地区，引入管穿过地下室外墙或基础时，应设防水套管等对其进行防水保护。如图2所示。图2引入管进入建筑的形式1.1给水系统二、给水系统的组成⑵计量仪表计量仪表是指测量水表、温度和水压的仪表。如水表、流量计、压力表、真空表、温度计、水位计等，以便计量用户用水的相关信息。但在日常生活中，常用的计量仪表为水表。1.1给水系统二、给水系统的组成水表是用于计量用水量，节制用水和核算成本的仪器。通常设置在建筑物的引入管上、住宅和公寓建筑的分户配水支管上、综合性建筑的不同功能分区（如商场、餐饮业、娱乐等）的给水分支管上、锅炉和水加热器的冷水进水管上等。水表节点如图3所示。（a）水表节点（b）带有旁通管的水表节点图3水表节点1.1给水系统二、给水系统的组成给水管道系统也称为建筑给水管网，是由室内给水水平或垂直干管、立管、配水支管以及配件连接等组成的管道系统，用于水的输送和分配。（3）给水管道系统常用的给水管材有金属管材、非金属管材和复合管材三大类。建筑给水系统最常用的管材有钢管、铸铁管、塑料管等。1.1给水系统二、给水系统的组成（4）配水设施配水设施是指生活、生产和消防给水系统的终端用水设施。生活给水系统中配水设施主要指配水附件，如各式水龙头；生产给水系统中的用水设备，电炉的冷却水设备；消防给水系统中的室内消火栓、喷头等。1.1给水系统二、给水系统的组成（5）给水附件给水设施及附件是指用以控制调节系统内水的流量、流向和压力，而在给水管路上设置的便于取用、调节和检修的配水附件和控制附件。1）配水附件配水附件是指为各类卫生洁具或受水器分配或调节水流的各式水龙头，其使用最为频繁，对产品的要求是节水、耐用、开关灵便、外形美观。如图4所示。1.1给水系统（a）球形阀配水龙头；（b）旋塞式配水龙头；（c）普通洗脸盆配水龙头（d）单手柄浴盆水龙头；（e）单手柄洗脸盆水龙头；（f）自助水龙头图4常用配水附件1.2给水方式一、给水系统的压力建筑给水系统应具有一定的工作压力，以保证所需的水量输送到建筑物的最不利配水点（通常是位于系统引入管起端的最高、最远点），并保证有足够的流出水头。1.2给水方式一、给水系统的压力根据图5室内给水系统所需压力示意图分析，建筑给水系统所需压力可由下述公式来计算：（1-1）1234HHHHH式中H—建筑给水系统所需水压力，它必须使各种卫生器具能供应充足的水量，kPa；H1—最不利配水点（是指室内管网上水压力最低的配水点）与引入管起端之间的静压差，kPa；H2—计算管路的水头损失，kPa；H3—水流流经水表的水头损失，kPa；H4—最不利配水点的流出水头，kPa。1.2给水方式一、给水系统的压力图5室内给水系统所需压力示意图1.2给水方式二、基本给水方式建筑给水方式就是建筑给水系统的供水方案。给水方式的选择，必须根据用户对水质、水压和水量的要求，室外管网所能提供的水质、水压和水量情况，卫生器具及消防设备等用水点在建筑物内的分布，以及用户对供水安全、可靠性的要求等条件来确定。1.2给水方式三、给水管网的布置方式室内给水管网的布置方式与建筑性质、外形、结构状况、用水要求、卫生器具布置及采用的给水方式有关。布置方式分为4种：⑴给水管网的布置方式1.2给水方式三、给水管网的布置方式1）上行下给式水平干管一般沿最高的顶棚布置，一般敷设在顶层天花板下或吊顶下。在非冰冻地区也有敷设在屋顶上的。对于高层建筑也可敷设在技术层内。该种布置方式多用于设有水箱的居住、公共建筑、机械设备或地下管线较多的工业厂房中。该种方式安装在吊顶内的配水干管可能会因露水或结露损坏墙面或吊顶，并且与下行上给式相比，要求城市给水管网的水压较高，管材的消耗也稍多一些。⑴给水管网的布置方式1.2给水方式三、给水管网的布置方式2）下行上给式水平干管敷设在底层走廊或地下室的天花板下、管沟内，或直接埋地。该种布置方式多用于居住建筑、公共建筑和工业建筑中利用城市管网的水压直接给水时的情况中。采用该种布置方式，管道明装时便于安装维修，但在埋地敷设时检修不方便。与上行下给式相比，最高层配水点的出流水压较低。⑴给水管网的布置方式1.2给水方式三、给水管网的布置方式3）环状式水平干管或立管互相连接成环，组成水平干管或立管环。在有两个引入管时，也可将两个引入管通过立管和水平干管相连通，形成贯穿环状。该种方式用于高层建筑、大型公共建筑和工艺要求不间断供水的工业建筑中。消防管网均采用环状管网布置。该种方式可以保证水流畅通、水头损失小，水质不会因滞留而变质，供水安全可靠，在管网中的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。但这种方式管网的造价较高。⑴给水管网的布置方式1.2给水方式三、给水管网的布置方式4）中分式水平干管布置在中间某层的吊顶或中间技术层内，向上下两个方向供水。该种布置方式多用于屋顶设有露天茶座、舞厅，不便布置水平干管，或高层建筑有中间技术层可以利用时的情况中。管道安装在技术层内时，有利于管道排气，不影响屋顶的多功能使用，并且便于安装维修。但这种方式需要设置技术层或增加中间某一层的层高。⑴给水管网的布置方式1.3给水设备一、水泵水泵是提升、输送和加压水或其他液体的机械设备，它是给水系统中重要的升压设备。其种类繁多，有叶轮泵、容积泵、射流泵和气升泵，其中叶轮泵又分为离心泵、轴流泵和混流泵。1.3给水设备一、水泵在建筑给水系统中水泵是主要的升压设备。目前，建筑给水系统中常用的水泵是离心式水泵。离心式水泵的类型较多，从外形上可分为卧式泵和立式泵；从加压段上可分为单级泵和多级泵；从水泵吸入口看可分为单吸入口泵和多吸入口泵。此外还有潜水泵等等。离心式水泵具有结构简单、体积小、效率高、流量和扬程选择范围大、安装方便、工作稳定等优点。1.3给水设备一、水泵离心式水泵主要由泵壳、泵轴、叶轮、吸水管和压水管等部分组成。离心式水泵装置图如图6所示。图6离心式水泵装置图1.3给水设备一、水泵水泵启动前要排除泵内空气，使泵壳和吸水管充满水。当叶轮高速转动时，在离心力的作用下，水从叶轮中心被甩入泵壳获得动能和压能。由于泵壳的流道是逐渐扩大的，所以水流进入泵壳后流速逐渐减小，水的部分动能转化为压能，因而，流入压水管的泵出口处的水具有较高的压力。在水被甩出的同时，叶轮进口处形成真空，在大气压的作用下，将吸水池中的水通过吸水管压向水泵进口，流进水泵叶轮及泵体。电动机带动叶轮连续旋转，离心泵便均匀地连续供水。⑴水泵的工作原理及性能1）工作原理1.3给水设备一、水泵选择水泵要以节能为原则，使水泵在给水系统中保持高效运行。首先根据给水系统所需的流量、压力计算水泵的流量、扬程，由流量、扬程查水泵性能表即可确定其型号。⑵水泵的选择方法1.3给水设备一、水泵水泵机组一般设置在水泵房内，泵房应通风、采光良好，具有排水和防冻措施。在要求防振、安静的房间（如精密仪器房、病房、播音室、录音室、教学楼、科研楼等）周围不要设置水泵，必须设置时应在水泵吸水管和压水管上设置隔振装置，水泵下面设置减震装置，使水泵与建筑结构部分断开。水泵隔振包括水泵机组隔振、管道隔振和支架隔振。⑶水泵的布置要求1.3给水设备二、贮水池、水箱在建筑给水系统中，储水池是用来储存和调节水量的构筑物。在室外给水管网不能满足流量要求时，应在室内地下室或室外泵房附近设置储水池，以补充供水量不足。储水池一般采用钢筋混凝土、钢板或砖石等材料制作，形状多为矩形和圆形，也可以根据现场实际情况设计成任意形状。储水池应设置进水管、出水管、溢流管、泄水管和水位信号管。溢流管管径应比进水管大一号，溢流口底标高应高出室外地坪100mm。⑴储水池1.3给水设备二、贮水池、水箱储水池的有效容积应根据生活（生产）调节水量、消防储备水量和生产事故备用水量确定，若水池（箱）仅起调节水量的作用，其有效容积不计储备水量。储水池的有效容积可按下式计算：（1-2）⑴储水池bLbfsVQQTVVLtbbLQTTQQ1）有效容积计算1.3给水设备二、贮水池、水箱式中V—储水池有效容积，m3；Qb—水泵出水量，m3/b；QL—储水池进水量，m3/b；Tb—水泵最长连续运行时间，h；Vf—消防储备水量，m3；Vs—生产事故用水量，m3；Tt—水泵运行时间间隔，h。⑴储水池1.3给水设备二、贮水池、水箱当资料不足时，储水池的生活（生产）调节水量可按建筑中最高日用水量的10%～20%估算。消防储备水量可根据具体消防要求，以火灾延续时间内所需的消防用水总量确定；生产事故备用水量，应根据用户安全供水要求，中断供水的后果和城市供水管网可能出现停水等因素确定。若储水池仅储备生活（生产）调节水量，则储水池有效容积不计Vf和Vs。⑴储水池1.3给水设备二、贮水池、水箱⑵水箱水箱除具有贮存和调节水量的作用外，高位水箱还可以起到稳压和减压的作用。因此，在建筑给水系统中，当系统有增压、稳压、减压以及需要储存一定水量时，均可采用设置水箱的方式。根据用途不同，水箱可分为高位水箱、冲洗水箱、减压水箱和断流水箱等种类。水箱常制成圆形或矩形，在特殊条件下也可设计成其他的形状。水箱制作材质的选择应满足不影响水质的要求，一般常采用钢板、铝板、玻璃钢或钢筋混凝土。普通钢板水箱内壁应刷无毒无害涂料，当用玻璃钢作为生活用水水箱时，应采用食品级树脂作为原料。1.3给水设备二、贮水池、水箱⑵水箱为了保证水箱能正常运行，水箱上一般应设有以下配管。水箱配管、附件示意图如图7所示。1）水箱的配管附件及设置要求1.3给水设备二、贮水池、水箱图7水箱配管、附件示意图1.3给水设备三、气压给水设备气压给水设备是给水系统中的一种调节和局部升压设备，它利用密闭压力罐内的压缩空气，将灌中的水送至管网中各配水点，作用相当于水塔或高位水箱，可以储存和调节水量，并保持所需的压力。1.3给水设备三、气压给水设备气压给水设备的组成如下：1）气压水罐：内部充满空气和水。2）水泵：将水送到罐内及管网