第四讲建筑给水排水工程

第四讲建筑给水排水工程建筑给排水•从建筑物内部来说生活给水系统、直饮水系统、中水给水系统、热水系统、生活污水系统、生活废水系统、雨水排水系统、雨水利用系统、冷却循环水系统、水景、水上游乐设施水循环系统、消防系统、人防工程特殊给水排水系统。•从建筑小区来说水源、取水、输水、给水处理、中水处理、污水处理等。建筑给水系统的组成建筑给水系统的分类建筑给水方式给水管网布置敷设给水设备（水泵、水箱）高层建筑给水特点消防给水及其他专用给水系统给水设计计算基本知识1建筑给水系统•1.1建筑给水系统的分类1.生活给水系统2.生产给水系统3.消防给水系统•1.2建筑给水系统的组成（见下图）引入管水表节点给水管道用水设备附件升压和储水设备1.3给水压力1、计算方法：H=H1+H2+H3+H4H1，引入管起点至配水最不利点的高差；H2，计算管路的沿程水头损失和局部水头损失之和；H3，水流通过水表和阀门时的水头损失；H4，配水最不利点所需的流出水头。4321水表2、估算方法从地面算起，一层为10m水柱，二层为12m水柱，三层及三层以上，每增加一层，则增加4m水柱。3、所需压力与室外管网实际压力关系•（1）H0≥H时，说明设计方案可行，直接由配水管引入。•（2）H0大于H许多时，可将管网中部分管段的管径调小一些，以节约能源和投资。•（3）H0略小于建筑所需压力H时，可适当放大部分管段的管径，减小管道系统的压力损失，以达到H0满足室内给水系统所需压力H。•（4）H大于H0许多时，应在给水系统中设置增压装置。1.4给水方式1)直接给水方式适用于水量、水压满足用水要求的建筑。配水龙头立管阀门水平干管水表泄水管进户管2）设水箱的给水方式适用场所：给水压力周期性不足。不宜用于生活给水系统。水表阀门水箱配水龙头3）设水泵的给水方式室外给水管网水压经常不足时采用增设储水池的间接连接方式泄水阀图3-5设水泵的给水方式引入管水表阀门止回阀贮水池水泵4）设水泵和水箱的给水方式适用条件：室内用水不均，室外水压不满足使用要求。水箱水压线城市管网的贮水池生活水泵5）气压给水方式这种给水方式适用于室外管网水压经常不足，不宜设置高位水箱或水塔的建筑(如隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术要求较高的建筑等)，但对于压力要求稳定的用户不适宜。水泵气压水罐6）分区给水方式低区：外网直接供水；高区：升压储水设备供水。分区给水1并联与串联分区（水泵水箱供水）水箱减压、减压阀减压、支管减压7）分质给水方式饮用给水系统：《生活饮用水水质标准》杂用给水系统：《生活杂用水水质标准》直接饮用水系统：《饮用净水水质标准》1.5给水系统的计算包含内容：确定给水管网各管段的管径和给水系统所需的压力。1）用水量标准：生活用水、集体宿舍、工业建筑2）设计秒流量计算对于单栋建筑物，由于用水的不均匀性较大，并且“逐时逐秒”地变化，对于建筑内部给水管道的计算，需要考虑最不利时刻最大用水量，即设计流量。“卫生器具当量”：即把室内最低卫生水平的一个洗涤盆作为标准，其龙头的额定流量为0.2L/s作为一个当量，其他各种用具的给水额定流量均以它为标准换算成当量值的倍数，即“当量数”，这就统一了标准，可以用当量数进行流量计算。（1）住宅建筑的生活给水管道设计秒流量a.根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：U0——生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；(%)36002.000TNmKqUghb.根据计算管段上的卫生器具给水当量总数计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：式中，U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率；αc——对应于不同的系数；Ng——每户设置的卫生器具给水当量数；c.根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，即可应用下式计算，得出计算管段的设计秒流量值。式中qg——计算管段设计秒流量（L/s）；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。)/(2.0sLNUqgg•gigiiNNUU00（2）集体宿舍、旅馆等生活给水设计秒流量式中：qg—计算管段的给水设计秒流量，L/s；Ng—计算管段的卫生器具给水当量总数；—根据建筑物用途而定的系数gg0.2qN（3）用水时间集中、用水设备使用集中、同时给水百分数高的建筑qg=Σq0N0b式中：qg—计算管段的给水设计秒流量，L/s；q0—同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s；b—卫生器具的同时给水百分数，3）给水管网的水力计算a.确定管径根据建筑物性质和卫生器具当量数来计算各管段的设计秒流量，根据流量计算公式，已知流速、流量，即可确定管径：式中，qg——计算管段的设计秒流量m3/s；v——计算管段内的流速，m/s；d——计算管段的管径m。vdqg42vqdg4b.水头损失给水管网中的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失以及水表的水头损失等。1.沿程水头损失计算根据水力学基本原理，管段的沿程水头损失可按水力坡降进行计算，公式如下：式中，hy——管段的沿程水头损失kPa或mmH20；L——计算管段长度，ｍ；i——水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPa/m。iLhy2.局部水头损失计算式中，v2——沿流动方向局部零件下游的流速，（m/s）；hj——管段的局部水头损失之和，（kPa或mmH20）；ξ——管段局部阻力系数；g——重力加速度，（m/s2)。gvhj221.6给水管网的布置和敷设一、引入管和水表节点（一）引入管1、引入管的位置：2、引入管的数目：一般只设一根引入管；用水量大，设有消防给水系统，且不允许断水的大型或多层建筑，才设置二根或多根引入管。3、引入管的埋设深度：4、引入管穿越承重墙或基础时，应注意管道的保护。（二）水表节点引入管上装设水表时，在水表前后应有阀门及放水阀。放水阀主要用于检修室内管路时，将系统内的水放空与检验水表的灵敏度。阀门的作用是关闭管段，以便修理或拆换水表。水表节点在我国温暖地区可设在室外水表井中；在寒冷地区常设于室内的供暖房间内。建筑物的某部分或个别设备需计算水量时，应在其配水管上装设水表；住宅建筑应装设分户水表。二、管网布置和敷设（一）管网布置管道布置的基本要求：确保供水安全和良好的水力条件、力求经济合理；保护管道不受损坏；不影响生产安全和建筑物的使用；便于安装维修。布置形式(按水平配水管的敷设位置划分）：下行上给式的水平干管：敷设在底层或地下室顶棚下。直接供水时多采用。上行下给式的水平干管：敷设在顶层顶棚下或吊顶内，屋顶（非冰冻区），技术夹层内。设有高位水箱或地下管线较多时多采用。环状式：如消火栓给水管网。供水可靠、水头损失小，水质不宜滞流变质，但管网造价高。给水管布置注意事项•不宜穿过伸缩缝、沉降缝和防震缝•不应穿越变、配电房，通信机房等遇水会损坏设备和引发事故的房间•不允许敷设在烟道、风道、排水沟内，不允许穿过生产设备的基础、大小便槽、橱窗、壁柜、木装修等。•厂房、车间架空设置时，应不妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用，不得布置在遇水能引起爆炸、燃烧或损坏原料的产品和设备上方。（二）管道敷设•敷设方式①明装：尽量沿墙、梁、柱、顶棚、地板或桁架敷设。②暗装：尽量暗设在地下室、顶棚室、吊顶、公共管廊、管道层或管沟内，立管和支管宜设在管道井和管槽内。设检修门。•注意事项①预埋空洞、管件等。砌筑基础、安装楼板、砌筑内墙时。②设置支、吊架③设置套管管道的防腐、防冻、防结露及防噪声（一）防腐•明装或暗装的给水管道，除镀锌钢管和塑料管道外，必须进行管道防腐。（二）防冻与防结露•在寒冷地区，对于敷设在冬季不采暖建筑内与安装在受室外冷空气影响的门厅过道等处的管道，应采取相应的保温、防冻措施。（三）防噪声噪声的来源有下列几个方面：•1.由于器材的损坏，在某些地方产生机械的敲击声；•2.管道中水的流速太高，通过阀门时，以及在管径突变及流速急变处，可能产生噪声；•3.水泵工作时发出的噪声；•4.由于管中压力大，流速高引起水锤发出噪声。1.7高层建筑给水特点1）技术要求必须解决低层管道中静水压力过大的问题。需耐高压费用高，易产生水锤引起噪声，浪费水，水头损失大。2）技术措施应采取竖向分区供水方式。基本形式有：串联式、减压式、并列式2消防给水根据灭火剂种类和灭火方式，可分为三种类型：①消火栓给水系统②自动喷水灭火系统③其他使用非水灭火剂的固定灭火系统消火栓给水系统自动喷水灭火系统2.1消火栓给水系统1）室内消火栓给水系统的设置范围《建筑设计防火规范》GB50016-20062）消火栓给水系统的供水方式根据室外管网能否满足消防流量和水压要求划分A.无加压水泵和水箱的室内消火栓给水系统B.设置消防水泵和屋顶水箱的室内消火栓给水系统水表消火栓1.由室外给水管网直接供水的消防给水方式适用条件：室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。2.设水泵、水箱的消火栓给水方式设置特点：室外给水管网供水至贮水池，由水泵从水池吸水送至水箱，箱内贮存10min消防用水量。水表水泵水泵接合器水箱水泵接合器消火栓水池水泵增压稳压设备3)消火栓给水系统组成水箱水枪水龙带消防箱1.消火栓设备消火栓设备由水枪、水带和消火栓组成，均安装于消火栓箱内。水枪：是产生充实水柱（具有一定压力）的灭火工具，喷口直径有13、16、19mm三种规格。消火栓：是具有内扣式接口的球形阀配水龙头，一端与消防立管相连，另一端与水带连接，直径为50、60mm水枪水带消火栓箱2.水泵接合器水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端有消防给水管网水平干管引出另一端设于消防车易于接近的地方。4）消防给水系统的布置（1）水枪充实水柱长度水枪射流在26mm～38mm直径圆断面内、包含全部水量75%～90%的密实水柱长度称为水枪的充实水柱长度。水枪充实水柱长度有7m，10m，13m三种规格。一般建筑不小于7m；6层以上民用建筑及4层的厂房和库房应不小于10m。（2）消火栓的布置a.建筑高≤24m，体积≤5000m3的库房，应保证有一支水枪的充实水柱到达同层内任何部位。b.其他民用建筑应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。c.消火栓口距地面安装高度为1.1m，拴口宜向下或与墙面垂直安装。为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动消防水泵按钮或报警信号装置。d.消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。e.在建筑物顶应设一个消火栓，以利于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。①单排一股到达室内任何部位②单排两股到达室内任何部位③多排单股到达室内任何部位④多排两股到达室内任何部位四种消火栓布置方式•室内消火栓的配置，应保证所规定的水柱股数同时达到室内任何地点。当要求有一股水柱到达室内任何角落且消火栓双排布置时，其布置间距可按下式计算：（4-2）R=0.9L+Skcos45°（4-3）•S——消火栓布置间距，m；•R——消火栓作用半径，m；•L——水带长度。0.9是考虑到水带转弯曲折的折减系数；•Sk——充实水柱长度，m。RRs4.12（3）消防给水管道布置引入管数量支状、环状阀门分段5）消防给水系统的水力计算（1）室内消防用水量（2）管网的水力计算确定管径、计算或校核消防水箱的设置高度，选择消防水泵。供水方式不同计算方法不同。（3）消防水池、水箱的储存容积1.消防水池容积消防水池总容积=有效容积+无效容积有效容积计算公式：xLffTQQV)(6.3VfQfQLTx——消防水池贮存消防水量，m3；——室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和，L/s；——在火灾延续时间内，可连续补充的水量，L/s；——火灾延续时间，h；指消防车去火场后开始出水时起，至火灾被基本扑灭的时间。2.消防水箱的消防贮水量指的是消防水箱的有效容量，消防水箱应贮存10mi