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建筑设备工程主讲人：吴茂刚第一章建筑给水工程第一节给水系统建筑给水又称建筑内部给水，也称室内给水，包括生活给水系统消防给水系统和热水供应等。其任务是选择使用经济、合理、安全、先进的给水系统，将水自城镇给水管网输送到生产生活和消防用水设备处、并满足各用水点对水质水量、水压的要求。一．建筑给水系统的分类㈠．生活给水系统：目的：供民用公共建筑和工业建筑内的饮用，烹饪，洗涤，沐浴等生活用水所设的用水系统。要求：1．符合饮用水水质标准2．水压、水量满足需求㈡．生产用水系统：目的：在工业生产方面生产设备用水的系统，像冷却水、锅炉用水等要求：1．水质须符合生产工艺的要求冷却水，空调用水，洗衣房用水要求较低２．当与生活用水的水质要求不同时，可设分质给水系统。㈢．消防给水系统１．消火拴系统，设置于各种需要设置消防给水系统的地方二．给水系统的组成㈠．引入管（进户管）：建筑物的总进水管，它是城市给水管网（配水管网）与建筑给水系统的连接管道。1㈡．水表节点：引入管上装设的水标记前后设置的阀门、进水装置的总称总水表前后应装有阀门及跨越管，以便给维修。水表井2阀门1水表3泄水阀①．水表（家用或建筑物使用，如图），a.水表是一种流速式计量仪，其原理是：当管道直径一定时，通过水表的水流速度与流量成正比，水流通过水表时推动翼轮转动，通过一系列联运齿轮，记录出用水量。b.根据翼轮的不同结构，又分为螺翼式和旋翼式两种螺翼式：翼轮转轴与水流方向方向平行，阻力小，适于大流量（大口径）的计量。旋翼式：翼轮转轴与水流方向垂直，水流阻力大，用于小口径的液量计量。复式水表：是螺翼式和旋翼式的组合，用于水流变化很大的流量的计量。二）．建筑给水管网干管：是水平管道，连接引入管和各个立管①．应尽量靠近立管，供水要求严格的系统，布置成环形供水。②．置于管沟，地下室，形成下行上给式供水系统。③．建筑顶层，形成上行下给式供水系统。立管：向各楼层供水的垂直管道，根据干管有下行上供（干管在下）上行下供两种供水方式（干管在上）靠近用水设备，并沿墙柱（墙角）向上延伸，避免弯来弯去，支管：立管后续的，各楼层的水平水管及家庭立管，直接供各用水点的用水。支管不得穿越橱柜，风道及卧室等处，要避免支管过长而引起的管道与门窗，梁柱，其它管道的矛盾。（三)给水附件：各种阀门、过滤器、减压装置等（四）给水设备：水泵、水箱、水池、气压给水设备、升压或储水设备（五）用水设备：用水龙头和用水设备。三．建筑给水系统所需压力：㈠．为保证将所需的水量输送到建筑物的最不利配水点，并保证有足够的流出水头。计算公式如下：Ｈ=Ｈ１+Ｈ2+Ｈ3+Ｈ4mH2O最不利配水点与引入管的静压差（Ｈ１），计算管路的阻力损失（Ｈ2），水流流经水表的阻力损失（Ｈ3），配水最不利出水点的流出水头）（Ｈ4）。第二节给水方式及管道布置给水方式是建筑给水系统的给水方案。按照增压和储水设备情况，给水方式可分为：一．给水方式㈠．直接给水形式：室外管网的水量水压都能满足建筑物的要求，利用该水压可直接供水至建筑物各用水点。特点：简单，投资省，安装维修方便，节约能源㈡．单设水箱的给水方式：城市管网的压力在大部分时间能满足室内管网的要求，用水在高峰时，压力不足，可只设水箱。㈢．设置水箱和水泵的供水方式：城市管网水压经常性不足，且建筑用水不均匀。1.水泵用以提高供水压力，同时向建筑给水系统和水箱供水。水箱满，水泵停。水箱水少到一定量时，水泵重新启动。2.减小了水箱的容积，提高了水泵的运行效率。供水安全经济。㈣．分区供水方式：在多（高）建筑中，通常采用下部楼层：城市供水压力只能满足下部几层的用水，上部楼层：设水泵和水箱联合供水，形成上下分区供水系统。既可充分利用城市配水管网，又可减小上区供水设备的储水容量。（五）气压给水方式：城市管网水压经常性不足，不易设高位水箱的建筑，利用密闭压力容器内空气的可压缩性，储存调节和压送水量，其作用相当于高位水箱和水塔。优点：设备可以设在建筑物的任何位置，水质不易受污染，投资省，建设周期短，便于自控。缺点：给水压力波动大，管理运行费用高，可调节性小六）单设水泵的给水方式：城市管网水压经常性不足。特点：系统简单，供水可靠，无高位水箱荷载，维护管理简单，但无法调节水量，消耗能源，费用高。建筑用水定额和用水量计算二．管道布置和敷设㈠．管道布置原则：１．保证供水安全，（用水量，用水压力）２．力求管线最短，即可能走直线，沿墙梁柱平行敷设，美观３．使用方便，（布置的位置，便于人们的使用）４．避免与减小与建筑方面，结构框架，暖通，电气各方面的矛盾。（水让通风，电气让水。小让大，次要让重要）５．便于施工（管道的布置位置）６．便于使用中的维护与管理。㈡．管道敷设注意事项：１．为了安装和检修方便，一般多用明装，有特殊需要时，简单，费用小。易发现缺陷。暗装，并将管道装在墙槽，管井，吊顶内。施工不便，投资增大。２．管道可沿墙壁，梁，柱，地板或在天花板下等敷设，并用钩钉（沿墙立，水平管），吊环（天花板下），管卡（沿墙立，水平管）及托架（沿墙水平管）固定。３．穿越墙基础，地板等时，应预留孔洞，并避免穿越梁柱。４．注意管道的防腐，防冻（保温），防结露（保温）处理。第二章：给水管材及连接建筑内给水管材最常用的有钢管铸铁管塑料管等。1.钢管：钢管有焊接钢管、无缝钢管两种焊接钢管又分镀锌钢管和不镀锌钢管。钢管镀锌的目的是防锈、防腐、不使水质变坏，延长使用年限。生活用水管采用镀锌钢管（DN＜150mm），自动喷水灭火系统的消防给水管采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管，并且要求采用热浸镀锌工艺生产的产品。水质没有特殊要求的生产用水或独立的消防系统，才允许采用非镀锌钢管。表3-1为低压流体输送用焊接钢管的规格。焊接钢管有普通普通钢管和加厚钢管两种。焊接钢管一般用于工作压力不超过1.0MPa的管路中；加厚焊接钢管一般用于工作压力介于1.0～1.6MPa的范围内；在工作压力超过1.6MPa的高层和超高层建筑给水工程中应采用无缝钢管。无缝钢管按制造方法分为热轧和冷轧，按其精度分为普通和高级两种。无缝钢管承压能力较高，在普通焊接钢管不能满足水压要求时选用。钢管强度高，承受流体的压力大、抗震性能好、长度大、重量比铸铁管轻、接头少、加工安装方便，但造价较铸铁管高、抗腐蚀性差钢管的连接方法:螺纹连接、焊接和法兰连接（1）螺纹连接螺纹连接是利用配件连接，连接配件的形式及其应用如图3-1所示。配件用可锻铸铁制成，抗蚀性及机械强度均较大，也分镀锌和非镀锌两种，钢制配件较少。室内生活给水管道应用镀锌配件，镀锌钢管须用螺纹连接。多用于明装管道。（2）焊接焊接连接的方法有电弧焊和气焊两种。一般管径DN＞32mm采用电弧焊连接，管径DN≤32mm采用气焊。优点是接头紧密、不漏水、施工迅速、不需要配件。缺点是不能拆卸。焊接只能用于非镀锌钢管，因为镀锌钢管焊接时锌层被破坏，反而加速锈蚀。多用于暗装管道。（3）法兰连接管径DN≥50mm的管道上，常将法兰盘焊接或用螺纹连接在管端，再以螺栓连接它。法兰连接一般用在连接闸阀、止回阀、水泵、水表等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。建筑给水工程多采用钢制圆形平焊法兰，如图所示。2.铸铁管铸铁管具有耐腐蚀性强、使用期长、价格低等优点，但是管壁厚、重量大、质脆、强度较钢管差，尤其适用于埋地敷设。球墨铸铁管较灰口铸铁管管壁薄、强度高。铸铁管接口及配件相同。铸铁管件材质为灰口铸铁，接口形式分承插连接和法兰连接，选用时应根据工作压力及其他工作条件确定。给水铸铁管单根长度3～6m，有承插式和法兰式两种连接方法。承插接口应用广泛，但施工强度大；在经常拆卸的部位应采用法兰连接。铸铁管分类给水铸铁管管件给水铸铁管承插接口塑料管由于钢管易锈蚀、腐化水质，随着人们生活水平愈来愈高，塑料管的应用日趋广泛。塑料管有优良的化学稳定性，耐腐蚀，不受酸、碱、盐、油类等物质的侵蚀；物理机械性能亦好，不燃烧、无不良气味、质轻而坚，比重仅为钢的五分之一；塑料管管壁光滑，容易切割，并可制成各种颜色，尤其是代替金属管材可节省金属。但强度低、耐久性差、耐温性差（使用温度为﹣5～45℃），因而使用受到一定限制。塑料管规格各种塑料管比较UPVC管抗腐蚀力强、技术成熟、易于粘合、价格低廉、质地坚硬，但UPVC管在高温下有单体和添加剂渗出，只适用于输送温度不超过45℃的给水系统中。聚乙烯管（PE管）耐腐蚀且韧性好，连接方法为熔接、机械式胶圈压紧接头。PE管又分为HDPE管（高密度聚乙烯管）、LDPE管（低密度聚乙烯管）和PEX管（交联聚乙烯管），其中HDPE管有较好的疲劳强度和耐温度性能，可挠性和抗冲击性能也较好；PEX管通过特殊工艺使材料分子结构由链状转成网状，提高了管材的强度和耐热性，可用于热水供应系统，但需用金属件连接。聚丁烯管（PB管）是一种半结晶热塑性树脂，耐腐蚀、抗老化、保温性能好，具有良好的抗拉、抗压强度，耐冲击、高韧性，可随意弯曲，使用年限50年以上。PB管的接口方式主要有挤压连接和热熔焊接。聚丙烯管（PP管）、改性的聚丙烯管（PP-R、PP-C管），耐热性能较好，低温时脆性大，宜用于热水系统。ABS管是丙烯氰、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，具有良好的耐蚀性、韧性和强度，综合性能较高，可用于冷、热水系统中，多采用粘接，但粘接固化时间较长。4．其它管材给水管还可采用铜管、复合管等管材。铜管强度大，比塑料管坚硬，韧性好，不易裂缝，具有良好的抗冲击性能，延展性高；重量比钢管轻，且表面光滑，流动阻力小；耐热、耐腐蚀、耐火、经久耐用。复合管是金属与塑料混合型管材，有铝塑复合管和钢塑复合管两类，它结合金属管材和塑料管材的优势。第三节增压设备城市配水管网的压力通常只满足于大多数低层用户的用水需求。由于多层建筑的大量出现，用水量的剧增，用水峰时的水压下降，都使得在建筑给水系统上，必须加设增压设备。增压设备包括：水泵，高位水箱，气压装置一．水泵：给水系统中的主要升压设备，通过泵中叶轮的转动，将机械能转换为水的势能，使水加压的装置。常用的为离心式水泵（结构简单，体积小，效率高）。㈠．布置的位置；在底层或地下室，（减小建筑物的负荷，减小振动对整修建筑物的影响，降低噪音的传递，也便于水泵的吸水。㈡．冲水方式：１．直接由配水管网上吸取：(前题)配水管供水量大，水泵吸水时不影响管网的工作。且由供水部门同意。简便，经济，安全可靠2．由贮水池抽取：自备贮水池，水泵由水池抽水加压后，送入建筑给水系统。增大了耗电。贮水池一般存贮生活与消防的共同用水。对配水管网无影响。是一般常用的方法。㈢．水泵工作性能的基本参数：１．流量：根据用水量而定。只有水泵时，供水量按设计秒流量确定，水泵-水箱，可采用最大小时供水量。２．扬程：①．直接从配水管中吸水的扬程：Ｈp=Ｈ+Ｈ′-Ｈ0Ｈp扬程，Ｈ建筑物所需压力，Ｈ′泵站内管道阻力损失，Ｈ0配水压力②．由贮水池中抽水的扬程：Ｈp=Ｈs+Ｈd+ＨL+ＨＦＨs水泵轴到贮水池最低水面的距离，Ｈd泵轴到最不利出水点的垂直距离，它与前面所提到的高程差（引入管到最不利出水点的高差）ＨL管道的总水头损失，ＨＦ最不利出水点的出水压力（头）水泵2水池3不利点水泵抽水示意图二．水箱：置于建筑物顶部，㈠．作用：①．储水，②．调节水量，③．稳定水压。根据用途可分为高位水箱，减压水箱，冲洗水箱和断流水箱。适用于：①．（单一水箱）配水管内水压周期不足的情况。压力高—储水。压力低—供水②．（水泵-水箱）配水管网经常无法满足建筑供水需要。（减小了水箱容量，提高了水泵的运行效率）缺点：增加了建筑高度，和建筑载荷，有碍美观，不利于抗震。㈡．水箱的构造及构成1．材料：钢板焊接而成（制作方便，费用高，防腐处理），钢筋混凝土制作，不锈钢（成本昂贵，美观），玻璃钢（耐腐性优良），工程塑料2．水箱示意图及说明①．进水管：由水箱侧壁或顶部接入。由浮球阀或其它信号控制水的注入。②．出水管：由水箱侧壁或底部接出，位置应高于池底50mm，以保证出水质量。③．溢流管：防止水箱水满，而溢出而设。（避免浮球阀损坏时，