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2019/8/51高层建筑给排水前言高层建筑给排水是介绍高层建筑给水系统、消防系统、排水系统和热水系统的基本理论、设计原理和计算方法的一门课程。高层建筑给排水绪论2019/8/52参考教材《高层建筑给水排水工程》钱维生主编同济大学出版社《建筑给水排水工程》（第四版）中国建筑出版社《高层民用建筑设计防火规范》（2005年版）《自动喷水灭火系统设计规范》（2005年版）《水喷雾灭火系统设计规范》（1995年版）高层建筑给排水绪论2019/8/53绪论一、本课程的主要内容给水系统（重点）消防系统（重点）排水系统热水系统高层建筑给排水绪论2019/8/54二、高层建筑分界1.各国对高层建筑划分的标准高层建筑给排水绪论国名高层建筑划分情况德国按最高一层地板（经常有人停留）高出地面以上22米日本层数=11层或建筑高度=31米英国建筑高度=24.3米比利时地面以上建筑高度=31米原苏联层数=10层的居住建筑；层数=7层的公共建筑美国建筑高度=22~25米或层数=7层2019/8/552.我国高层建筑划分的标准十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；建筑高度超过24米的公共建筑。高层建筑给排水绪论2019/8/563.我国高层建筑划分的依据登高消防器材：登高消防车扑救24米左右高度以下的建筑火灾最为有效；消防车供水能力：大多数通用消防车在最不利情况下直接吸水扑救火灾的最大高度约24米左右；住宅建筑定为十层及十层以上的原因，除了考虑上述因素外，还考虑它占的数量，约占全部高层建筑的40%~50%；对于高层住宅，每个单元间防火分区面积不大，并有较好的防火分离，火灾发生时蔓延扩大受到一定限制，危害较小，故做区别对待。高层建筑给排水绪论2019/8/57三、高层建筑给排水工程的特点保证供水安全性和排水通畅；给水、热水和消防系统须进行经济合理的竖向分区；必需设置可靠的室内消防给水系统，而且消防给水的设计应“立足自救”；必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防水锤、防管道伸缩变位等技术措施；一般需设置技术层（设备层）和管道井。高层建筑给排水绪论2019/8/58第一章高层建筑给水工程主要内容给水系统分类给水系统竖向分区（重点）供水方式（重点）组成部分及设计步骤高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/59第一节给水系统分类高层建筑室内给水按其用途可分为三类：一、生活给水系统供厨房烹调饮用、卫生间洗浴、冲洗厕所等生活上的用水，水质必须严格符合国家规定的饮用水标准；在水资源缺乏的地方，冲洗厕所可采用海水或者“中水”，但必需设置独立的管道系统；直饮水系统。（注意：系统间要防止产生水质回流污染。）高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/510二、生产给水系统生产工艺用水空调冷却用水洗衣房、锅炉房软化用水高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/511三、消防给水系统消火栓系统自动喷淋灭火系统水喷雾系统水幕消防系统高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/512第二节给水系统竖向分区一、高层给水系统不分区的缺点龙头开启，水成射流喷溅，影响使用，难以关闭；必须采用耐高压管材、零件及配水器材；由于压力过高，龙头、阀门等器材磨损迅速，寿命缩短，漏水增加，检修频繁；高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/513下层龙头的流出水头过大，如不减压，其出流量比设计流量大得多，使管道内流速增加，以致产生流水噪音、振动噪音（塑料管材更明显），并使顶层龙头产生负压抽吸现象，容易形成回流污染；由于压力过大，容易产生水锤及水锤噪音（建筑高度较高时）；维修管理费用和水泵运转电费增高（重要原因是能量浪费）。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/514二、给水系统竖向分区的标准各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。注意：1.竖向分区的最大水压不是卫生器具正常使用的最佳水压；2.卫生器具正常使用的最佳水压宜为0.20~0.30MPa；3.各分区顶层住宅入户管的进口水压不宜小于0.10MPa。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/515第三节供水方式高位水箱供水方式气压水箱供水方式无水箱供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/516一、高位水箱供水方式分为：并列供水方式串联供水方式减压水箱供水方式减压阀供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5171.高位水箱并列供水方式（1）工作原理：在各分区独立设置水箱和水泵，且水泵集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（2）优点：a.各区是独立给水系统，互不影响，若某区发生事故，不影响全局，供水安全可靠；b.水泵集中，管理维护方便；c.运行动力费用经济。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5182019/8/519（3）缺点：a.水泵台数较多，水泵出水高压管线长，设备和管线费用高；b.分区水箱占建筑楼层若干面积，给建筑房间布置带来困难，减少了房间面积，影响经济效益。（4）适用情况：现在采用较少。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5202.高位水箱串联供水方式（1）工作原理：水泵分散设置在各分区的楼层中，低区的水箱兼作上一区的水泵吸水水箱。（2）优点：a.无高压水泵和高压管线；b.运行动力费用经济。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5212019/8/522（3）缺点：a.水泵分散设置，连同水箱所占楼层面积较大；b.水泵设在楼层，防震隔音要求高；c.水泵分散布置，管理维护不方便；d.若下区发生事故，其上部数区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：一般高层建筑采用较少，超高层建筑中有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5233.减压水箱供水方式（1）工作原理：整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各分区水箱，分区水箱起减压作用。（2）优点：a.水泵数量少，设备费用降低，管理维护简单；b.水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5242019/8/525（3）缺点：a.水泵运行动力费用高；b.屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗地震不利；c.建筑物高度较高、分区较多时，下区减压水箱中进水装置承压过大，造成关不严或经常维修；d.若总水箱发生事故，下区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：现在采用较少。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5264.减压阀供水方式（1）工作原理：工作原理与减压水箱供水方式相同，不同之处在于以减压阀代替减压水箱。（2）优点：a.水泵数量最少，设备费用降低，管理维护简单；b.水泵房面积小；c.减压阀不占楼层房间面积，使建筑面积发挥最大的经济效益。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5272019/8/528（3）缺点：a.水泵运行动力费用高；b.屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗地震不利；c.若总水箱发生事故，下区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：现在采用较多。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/529二、气压水箱供水方式分为：并列供水方式减压阀供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5301.并列供水方式（1）工作原理：在各分区独立设置气压水箱，且气压水箱集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（2）优点：a.各区是独立给水系统，互不影响，供水安全可靠；b.气压水箱集中，管理维护方便；c.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积；d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5312019/8/532（3）缺点：a.气压水箱套数较多，高压管线长，设备和管线费用高；b.运行动力费用高；c.气压罐贮水量小，水泵起闭频繁，水压变化幅度大；d.罐内起始压力高于管网所需设计压力，分区有效高度减小，分区数增加。（4）适用情况：高层生活给水系统采用较少，消防系统有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5332.减压阀供水方式（1）工作原理：气压水箱设置在建筑物底层或者地下室，通过减压阀分别向各区供水。（2）优点：a.气压水箱一般只需要一套，设备费用低，管理维护方便；b.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积；c.管网管线简单经济。d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5342019/8/535（3）缺点：a.运行动力费用高；b.气压罐贮水量小，水泵起闭频繁，水压变化幅度大；c.罐内起始压力高于管网所需设计压力，分区有效高度减小，分区数增加。（4）适用情况：高层生活给水系统采用较少，消防系统有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/536三、无水箱供水方式（变频水泵供水方式）1.变频水泵工作原理通过设在供水管网上的压力传感器动态监测管网水压，根据管网水压、水量变化，自动调节水泵电机转速和多台水泵的启动、停止，使管网主干出口端水压始终保持在恒定值上，控制水泵对供水管网的稳定供水量，使整个供水系统始终保持在高效、节能的最佳运行状态，满足用户供水的要求。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5372.变频水泵工作模式（1）多泵并联变频恒压变量供水：多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是这样的：当用水流量小于一台泵在工频恒压条件下的流量，由一台变频泵调速恒压供水；当用水流量增大，变频泵的转速自动上升；当变频泵的转速上升到工频转速，而用水流量进一步增大，由变频供水控制器控制，自动启动一台工频泵投入，该工频泵提供的流量是恒定的（工频转速恒压下的流量），其余各并联工频泵按相同的原理投入。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2019/8/538在多泵并联变频恒压变量的供水情况下，当用水流量下降，变频调速泵的转速下降（变频器供电频率下降）；当频率下降到零流量的时候，变频供水控制器发出一个指令，自动关闭一台工频泵使之退出并联供水。为了减少工频泵自动投入或退出时的冲击（水力的或电流的冲击），在投入时，变频泵的转速自动下降，然后慢慢上升以满足恒压供水的要求；在退出时，变频泵的转速应自动上升，然后慢慢下降以满足恒压供水的要求。上述频率自动上升，下降由供水变频控制器控制。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2019/8/539（2）恒压变量循环状启动：在这种供水模式中，当供水流量少于变频泵在恒压工频下的流量时，由变频泵自动调速供水，当用水流量增大，变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速，由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电（不通过变频器供电）。变频器则另外启动一台并联泵投入工作。随用水流量增大，其余各并联泵均按上述相同的方式软启动（电流的冲击非常小）投入。这就是循环软启动投入方式。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2019/8/5403.供水方式（1）并列供水方式（a）工作原理：在各分区独立设置变频水泵，且变频水泵集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（b）优点：a.各区是独立给水系统，互不影响，供水安全可靠；b.变频水泵集中，管理维护方便，运行费用低；c.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积。d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/5412019/8/542（c）缺点：a.变频水泵套数较多，高压管线长，设备和管线费用高；b.变频水泵维修较复杂。（d）适用情况：高层给水系统现在采用较多，推荐使用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2019/8/543（2）减压阀供水方式（a）工作原理：变频水泵设置在建筑物底层或者地下室，通过减压阀分别向各区供水。（b）优点：a.变频水泵一般只需要一套