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给排水系统2011年12月22日目录•给排水（jǐpáishuǐ）概述•给水系统分类•室外给水系统•室内给水系统•直饮水系统•排水系统•室内排水系统•室外排水系统•中水系统•给排水主要材料及设备给排水概述•“给排水”是城市给水系统、排水系统和建筑给排水的简称。•给水工程为居民和厂、矿、运输企业供应生活、生产用水、消防用水、道路绿化用水等，由给水水源、取水构筑物、原水管道、给水处理厂和给水管网组成。•排水工程是指有组织的排除人类生活污水和生产中的各种废水以及多余的地面水的工程。由排水管系（或沟道）、污废水处理厂和最终处理设施组成。通常还包括抽升设施（如排水泵站）。常用概念、名词•重力流由重力而引起的水流叫重力流。•自清流速通常用于重力流排水管道，是指水流的能把水中的杂物带走但是又不会对管壁产生损坏性冲刷的流速•压力流由机电设备把电能转化为水流的动能而产生的水流。水头损失。•水锤压力管道中局部区域由于水流速度突然变化而产生的压力波沿管系迅速传播、交替升降的现象。正负水锤。•流速、流量液体在单位时间内的位移及量（m/s、m³/s）•压力垂直作用在单位面积上的力，或流体中单位面积上承受的力。也叫“压强”。•构筑物就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物。如水池、水塔。•管道附件就是用于管道连接的配件、设备的总称•常用单位压力1MPa=106Pa=106N/㎡≈10Kg=100米水柱1标准大气压=76cmHg≈0.1MPa长度米（m）、毫米（mm）•管径公称管径也叫通称管径，是英制单位(DN)DN15=1/2英寸DN20=3/4英寸实际使用中的表示方式：水煤气管、铸铁管的管径DN塑料管de（管道外径）×e（壁厚），也有直接用外径的。混凝土管、陶土管等用管道内径d表示•压力分级低压(代号L)0.1MPa≤P＜1.6MPa中压(代号M)1.6MPa≤P＜10MPa高压(代号H)10MPa≤P＜100MPa超高压(代号U)P≥100MPa•坡度直线段起点与终点的高度差i、％•设施、设备为给排水需要而建立的、可长期（或反复）使用的机械、系统、建筑等的总称。•一、给水系统1.1给水系统分类•给水系统通常分为室外给水系统和室内给水系统•室外给水系统由取水、输水、水质处理和配水组成•室内给水系统分为生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统•取水、输水①水源有地表水、地下水和再用水。地表水主要指江河、湖泊、水库和海洋的水，水量充沛，是城市和工厂用水的主要水源，但水质易受环境污染；地下水水质洁净，水温稳定，是良好的饮用水水源；再用水是工业用水的重复使用或循环使用，先进国家的工业用水中约60%～80%是再用水。②取水构筑物有地表水取水构筑物（如泵房、集水井等）和地下水取水构筑物（深井、深井泵房等），这个系统的泵房叫一级泵站。1.1.1室外给水系统③原水从自然水体进入到取水点的水。④输水即从取水点将原水输送至水厂。⑤水质处理也叫水处理，通常在水厂进行，水厂处理原水的过程叫“净水”。⑥配水把净水从水厂输送至储存点（清水池）或市政供水管网或用户，在大型市政供水系统中，还有调节设施（清水池、水塔等）、加压设施（一、二级泵站）等。⑦再用水即节约用水的一种方式：把符合使用要求的水重复使用。市政管网和室内给水的分界点一般是市政水表井。固定式取水头移动式取水头水处理示意图室外给水系统示意图1.1.2市政供水的一般规定•水压的规定国家规定市政供水管网的最低压力不得低于0.14MPa。因为各地情况不同，管网内的实际压力各不相同。•日人均用水定额四川成都地区按国家规定分区为210～340L/d,这个定额包含了居民生活用水和公共建筑物的用水，但是不包含绿化用水和洒扫用水。•市政管网应为环状，管网上的消火栓间距为100～120米，管网上的阀门间距≤1200米。1.2室内给水系统•我们通常所说的室内给水系统是指民用建筑给水，它包含生活给水系统和消防给水系统。•室内给水系统分类（按供水方式）可分为市政直供式和二次加压式，•室内给水系统的组成水箱、水泵、管路、管道附件•直饮水系统•热水系统主要在暖通系统内介绍1.2.1市政直供水•多用于九层以下的建筑，通常要求市政水表接口处的压力不低于0.45MPa。市政直供水的优点是没有二次污染，建筑成本相对较低，室内给水系统简单；缺点是市政供水投资大，管网内压力不易平衡，很多取水点需要加设减压措施。市政直供水示意图1.2.2混合供水方式•在市政水有一定的压力但又不能全部直供的时候，就采用局部市政直供+局部二次加压的供水方式混合式供水示意图1.2.3二次加压式供水•二次加压式供水一般用于高层或是市政管网只能提供最低水压的地方，一般又分为上行下给式和直供式1.2.3.1上行下给式•上行下给式通常用于水压不足、建筑物高度不大的地方，一般是在建筑本身顶部设一水箱（通常和消防水箱合用），用水泵将水加压送至屋顶水箱，再通过水箱送至各用户。这样的方式目前已逐渐减少。上行下给式示意图1.2.3.2加压直供式（下行上给式）•即通过泵组直接将水送至用户的方式，有消防合用的，也有仅供生活用水的•在高层或是超高层建筑中，因为供水压力不同，直供式还要采用分区域供水。直供式前端分区域加压供水泵房1.3直饮水•直饮水是指没有污染、没有退化（充满生命活力的水）、符合人体生理需要（含有人体相近的有益矿质元素）、Ph值呈弱碱性的水。•直饮水起源80年代初，美国的Filtrn公司提出了建筑物内的直饮水概念（DDW），之后直饮水开始在世界范围内推广。我国在1993年之后才开始出现。•分质供水是指在生活用水的管道之外，另用食品级的管道将直饮水直接送至用户的供水方式。•食品卫生级管道是指接触食品的部分的材质，能符合食品安全要求的管道。直饮水（分质供水）示意图1.3.1直饮水的一般工艺•通常分为九级处理。第一级：对原水进行初过滤，去除水中较粗颗粒杂质、污泥、胶体、悬浮物质等。第二、三、四级：减少或除去水中的氯和重金属，并抑制水中微生物的生长繁殖，活化水质增强活性。第五级:吸附水中异味、异色、有机物、部分重金属等。第六级：除去钙镁等重金属离子，起到软化水质作用。第七级：清除水中细菌、病毒、重金属、等有机杂质。第八级：改善口感第九级：第二次生物杀菌，确保出水水质卫生。1.3.2直饮水系统•直饮水系统是由原水箱、增压单元、预处理单元、膜主机单元、循环供水单元、消毒单元、自动控制单元、专用管网、专用水表、各式饮水终端等组成。•处理流程简介设备的选择前提是自来水水质絮凝（使杂质成为大颗粒）——粗过滤（去除大颗粒）——吸附处理（脱色、去臭）——软化处理（主要是去除钙镁离子）——精过滤（去除1um以上的物质）——高压渗透（通常为两级）——杀菌直饮水系统示意图1.4热水系统•给生活及生产提供一定温度的自来水的二次供水系统。生活用通常提供50～60℃的加热自来水。•热水系统由加热设备、供水设备、供水管路、用水终端组成•热水的来源人工加热、自然源加热、太阳能加热•热水系统有循环式和单供式•太阳能热水系统集中供热水系统示意图家用热水器1.4.1人工加热•大致分为电加热、燃气加热、煤（油）加热等•因为环境因素，煤（油）加热的方式在逐渐淘汰中，大量使用的是电加热。1.4.2自然源加热•即通过设备与大气、土壤、地下水、地表水进行热交换或是收集太阳辐射能以获取热能的加热方式。•由于除收集太阳辐射能之外的其它方式前期投入较高和气候的原因，其它加热方式除空调系统外在南方比较少见。•目前可分为气源热、水源热、地源热、太阳能等1.4.3太阳能加热系统•是利用太阳能集热器收集太阳辐射能把水加热的一种方式。太阳能热水器是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品，是能最大的节约城市能源的清洁能源之一。•这类热水系统和其他系统最大的区别就是加热机组是太阳能集热器，其余储存、循环、管路系统都和一般的热水系统一样。•组成太阳能集热器、保温水箱、管路•使用区域大量使用于一年四季阳光充沛的地区太阳能热水系统示意图单体式太阳能热水器集中式太阳能采集集中式热水罐组热水泵组某泳池的太阳能热水图1.5无负压供水•定义无负压供水是以市政管网为水源，利用市政管网原有的压力，形成密闭的连续接力增压的供水方式。•优点与水箱式二次加压系统比较避免了二次污染。•无负压供水有一定的风险，因为无负压供水没有水箱，虽能储水，但是量非常少，一旦管网停水用户随时都会没有水用。无负压供水机组1无负压供水机组2二、排水系统2.1排水系统分类•排水系统通常分为室内排水系统和室外排水系统（市政排水），分界线通常为市政排水井。•污水的划分•排水方式分为分流式和混流式•排水系统通常都是重力流，极少数采用压力流•排水系统的坡度、自清流速、水封•圆管满流•压力排水系统（虹吸式排水）2.1.1污水的划分•按来源和性质可分为：•生活污水粪便污水、盥洗及洗涤废水•工业废水包括生产污水和生产废水•降水屋面、地面雨（雪）水•分流把性质不同的污水按类别分开排放。比如生产污水、生活污水、雨水分别排放。2.2室内排水系统•室内排水系统的作用是将屋面雨水、生活污废水、工业与公用污废水排放至室外排水系统。•室内排水系统分为雨水系统、污水系统和废水系统。•室内排水系统的组成污废水收集器（卫生器具）、排水支管、排水横管、排水立管、通气管、排水出户管、清通装置等。•室内排水管因材料、管径、使用位置不同而有不同的坡度，但都必须符合最小坡度的规定。•水封的主要作用是防臭，室内通常用于污水支管。如地漏、存水弯等等，水封高度一般50mm。2.2.1室内污水排水系统组成排水管系卫生器具2.2.2室内雨水系统组成•主要功能就是收集、排放建筑屋面、露台的雨水雨水系统附件室内排水系统示意2.2.3室内排水立管•排水立管管径的选择要经过排水量计算，但通常情况下更多的是依据经验进行选择。比如一般的住宅楼立管通常都是d110的，而采用槽式卫生间的火车站等人流量大的地方，立管一般都是d150的（楼层在四层内）。•室内污水立管的设置方式因建筑高度不同而有单立管式和复式立管两种，复式立管主要是增设了一根通气管来解决气阻问题。•现在要求底层排水管必须和二层及以上排水管分开，即底层必须单独设排水管。单管立管和复式立管2.2.4同层排水•同层排水是指卫生间内卫生器具排水管（排污横管和水支管）均不穿越楼板进入他户，直接在本户内接入排水立管的一种排水支管道布设方式。•管道的布设方式有降板式（即下沉式）、墙排式（排水支管均暗敷于墙内）、垫层式。下沉式（下沉通常在350～450）墙排式（排水支管敷设于墙内）垫层式•指垫高卫生间地面的垫层法，这种方式采用的不多，原因是容易产生“内水外溢”，且需要点起来的高度较大，影响使用空间。现在只是在老房改造中不得已的情况下采用。2.3中水系统•中水现在称为“再生水”，再生水是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，水质介于自来水和污水之间，能满足一定的使用要求，如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。•再生水的主要目的是节约水资源，解决日趋紧张的用水问题。•中水系统由中水原水系统（收集）、中水处理系统、中水供水系统组成。中水的供水系统和市政供水系统类似。•在只处理废水的中水系统的建筑中，通常把洗衣、洗澡等生活废水与卫生间污水分开排放。2.4室外排水系统•室外排水系统的组成①排水管系。②污废水处理厂。③最终处理设施。•排水系统最终排入水体或排放在土地上。2.4.1污水处理•为使污水达到排放标准或再次使用的水质要求，对其进行净化的过程叫污水处理。•人为污染当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。•人类产生的很多污水是自然界无法处理的。•污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等；而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物。•污水处理基本都是高能耗、低效率。污水处理的方法•现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级