2第一章城镇给水工程

土木建筑学院陈曦2014-2015学年第1学期建筑设备BuildingEquipments第一章城镇给水工程1.1城镇用水标准与用水量1.3净水与输配水工程1.4给水管道、配件及设备1.2水源与取水工程1.1城镇用水标准与用水量一、用水标准（一）生活用水标准一、用水标准（一）生活用水标准一、用水标准（一）生活用水标准一、用水标准（二）工业生产用水量标准——《室外给水设计规范》GB50013—2006一、用水标准（三）消防用水量标准9层及9层以下的居住建筑10层及10层以上的居住建筑一、用水标准（三）消防用水量标准城镇居住区室外消防用水量表1-3表1-5一、用水标准（三）消防用水量标准工厂、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数表1-4一、用水标准（三）消防用水量标准建筑物室外消火栓一次灭火用水量（L/s）表1-5一、用水标准（四）其他用水量标准（1）浇洒道路、广场和绿化用水应根据路面、绿化和气候土壤调件而定。一般道路和广场为2-3L/（m2·d），绿化为1-3L/（m2·d）。——《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003（2）汽车冲洗用水，根据车辆用途、道路路面等级和污染程度以及冲洗方式，按下表确定。单位为[L/（辆·次）]。冲洗方式软管冲洗高压手枪冲洗循环用水冲洗抹车轿车200~30040~6020~3010~15公共汽车载重汽车400~50080~12040~6015~30（3）未预见水量，城镇未预见水及管阀漏失水量，分别按最高日用水量的8%~12%和10%~12%计算。二、用水量变化最高日用水量：一年之内，用水量最大的一天的用水量。日变化系数：最高日用水量与平均日用水量的比值。最高时用水量：在最高日内，其中用水量最大的1小时的用水量。时变化系数：最高时用水量与最高日平均时用水量的比值。mdddQKQ24hhmdQKQ·242424hmdhdddhKQKKQQQK总变化系数K三、用水量计算（一）生活用水量城市居住区的最高日生活用水量可用计划的人口数与最高日生活用水标准来计算：11QNq工业企业职工生活用水量此项生活用水量为值班职工的生活和淋浴用水量之和即为Q2。三、用水量计算（二）生产用水量生产用水量与生产规模、种类、工艺有关，用水标准由工艺提出，其最高日用水量为Q3。（三）市政用水量包括浇洒道路、城市公园及绿化等用水量为Q4。三、用水量计算城市最高日用水量，若采用统一给水系统时：1234()(1.18~1.25)dQQQQQ1~4(1.18~1.25)Q最高日最高时的用水量24dhQQK或243.6dhQqK（设计秒流量）（四）消防用水量根据城市规模、人口数目，国家规定同时可能发生火灾的次数和每次火灾的消防用水量标准确定。fffQNq城市未预见用水量和城市给水管网的漏失水量1.2水源与取水工程一、水源地下水特点：1．埋于地层、水质清洁、水温低2．取用简便、安全经济3．若过量开采，会导致地面下沉4．水量有时不能保证地表水（地面水）特点：1．水量大2．水质较差3．水温随季节变化4．需较完善的净化过程天然淡水一、水源（一）地下水隔水层承压水湖隔水层潜水承压井自流井潜水井潜水承压水溶洞水一、水源（二）地面水地面水包括江河湖泊和水库水；地面水水温随着季节变化；其水量大于地下水，但水质较差。一、水源水源规划的要点位置水质流量（保证率）卫生防护调配措施一、水源（三）水源地选择（四）水源的卫生防护水源应设在水量、水质有保障和易于实施水源保护的地段，选用地表水作水源时，水源地应在城镇和工业区上游，地下水水源地应选在不易受污染的蓄水地段。设计和使用水源时，应遵照我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985）的规定，进行水源的卫生防护。1.管井适用于水渗透力强，含水丰富的地区。从水源取用原水的设施称取水构筑物。不同的水源，取水方式不同。管井图1．井室2．井壁管3．过滤器4．沉淀管5．粘土封闭6．人工填砾7．深井泵二、取水工程（一）地下水取水构筑物2．大口井：专用于取浅层地下水的构筑物，井径可达5-10m；3．渗渠：集取地下水取水构筑物，可铺设于河流、水库等水体下面或岸边，铺设管网收集地下渗流水，埋深3～5米。二、取水工程1.管井1.管井岸边式河床式1．固定式取水构筑物永久性取水设施①取水量大，取水可靠，维护方便②投资大，工程复杂③水位变化不大的地面水二、取水工程（二）地面水取水构筑物２．活动式取水构筑物①水源水位涨落幅度大，水量相对较小②投资小，建设快，适应性强③可靠性稍差，操作比较麻烦二、取水工程1.3净水与输配水工程一、水质标准标准内容：标准本文分十个章节、一个附录及参考文献。适用范围说明:本标准适用于各类集中式供应的生活饮用水，包括自建集中式供水，供应日常生活饮用水的供水站，为公共场所、居民社区提供的分质供水，以及用作日常生活的各种形式包装的水，但不包括饮料和矿泉水。要求在居民取水点处的水质应符合本标准要求。《生活饮用水卫生标准》介绍一、水质标准《生活饮用水卫生标准》介绍生活饮用水的质量标准（五类35条）1．感官指标：色、味、可见物、透明度2．化学指标：单质元素如铜、锰、铁、锌、化合物（如酚类、盐类）3．毒理学指标：氰、氟化物、铅、砷等4．细菌学指标：细菌总数、大肠菌总数5．放射性指标：α、β放射检测，来源于地下水流经的矿物质，核电站的冷却水等一、水质标准生活饮用水水质常规检验项目及限值一、水质标准生活饮用水水质常规检验项目及限值毒理学指标一、水质标准生活饮用水水质常规检验项目及限值细菌学指标地面水制备生活用水的净水工艺流程二、净化工艺与净水厂（一）净水工艺流程地面水处理工艺流程加药器混凝池沉淀池过滤池过滤池一泵站消毒器二泵站澄清池清水池地下水处理工艺流程二、净化工艺与净水厂（一）净水工艺流程地下水处理工艺流程水源井清水池二泵站消毒剂水源井清水池二泵站消毒剂除铁锰氟砷二、净化工艺与净水厂（二）净水工艺混凝沉淀天然水中的细小颗粒，特别是胶体微粒，如极细小的粘土颗粒、硅酸、腐殖质和蛋白质等自然沉降极慢，需加入混凝剂，使它们互相粘附聚合成较大颗粒，然后从水中沉降下来，此过程称为混凝沉淀。二、净化工艺与净水厂（二）净水工艺①筛除作用：水通过滤料时，比滤层孔隙大的颗粒被截留，随后，滤层孔隙逐渐变小，较小的颗粒也被截留。②接触凝聚作用：未被沉淀去除的细小絮凝体或脱稳颗粒，因与滤料接触而被吸附；滤料吸附絮凝体后，其吸附作用进一步增强。滤料表面截留大量有机物和微生物后，可在其表面形成生物膜，使过滤效率增加。过滤二、净化工艺与净水厂（二）净水工艺消毒过滤后水质清澈、透明，但仍含有细菌，并可能有病原茵，还不适合生活饮用，因此需进行最后消毒处理，杀灭病菌，保证饮水卫生。消毒有很多种方法，但大规模的水质消毒常用氯或臭氧。净水厂宜选在交通便捷及供电安全、取水和排水便利的地方，地下水水厂宜选择在取水构筑物附近。周围应有不小于10m的绿化地带。净水厂二、净化工艺与净水厂（三）净水厂三、输水与配水工程输水与配水系统由输水泵站、中途升压泵站、输水管和配水管网及调节构筑物组成。净化构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。特点：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。三、输水与配水工程用于将符合标准的水，通过输水管网送到用水户。它包括二泵站，输水管线，配水管网，水塔。在给水系统中，该部分工程量最大，投资额最高。吸水井输水泵站清水池水塔管网送水泵站工艺流程三、输水与配水工程输水泵站也称二泵站，它是输送净水的高压泵站，其任务是由清水池抽水向管网供水。城市用水量是变化的，向管网供水的压力随之变化，一些城市采用现代管网水压监控与水泵调频技术可使只用很少的水泵机组。中途升压泵站是用于输水途中再次提升水压的泵站。（一）输水泵站与中途升压泵站三、输水与配水工程（二）输水管只供输水而不负担配水任务。输水管要简短，其数目视工程的重要性而定。允许断水或多水源供水时，可设一条输水管；不允许断水者应敷设两条或两条以上的输水管。输水管最好沿道路埋设，有利于施工及维护。为简化安装，降低造价，要尽量避免穿越河谷、沼泽、滑坡、山脊、重要铁路及洪泛区，否则应采取有效防护措施。三、输水与配水工程（三）配水管网将输水管引来的水配送到用水区，供用户使用。因此，在管网规划布置时，应根据供水区域的建筑规划、地形及用水单位的分布情况，使管网布满全供水区，满足各用户的用水要求。泵站泵站(a)树枝式管网(b)环式管网(c)综合型管网泵站三、输水与配水工程（四）管网上的附属设备在给水管道上要设置各种阀门来调节水量或进行开闭控制，同时还要在适当地方设置排水阀和排气阀来保证系统正常运行与维修，这里阀门都安装在阀门井内。阀门及阀门井三、输水与配水工程（四）管网上的附属设备在给水管网的适当地点要设置室外消火栓，以保证有火灾时消防车能就近取水补救。室外消火栓的安装有地上式和地下式(设在室外消火栓井内)两种。室外消火栓三、输水与配水工程（五）调节构筑物调节构筑物有：清水池、管网高地水池或水塔。清水池在水厂内，用来调节净水厂产水与二泵站向外供水的不平衡。水塔是设在城市内的高架贮水箱，用以调节供水与用水量间的不平衡及稳定管网内压力。四、管网水力计算管网水力计算有三个内容：1确定计算管段上的流量；2根据流量初选管径；3根据管径和流量计算管段上的水头损失，最后求出管网在满足输送设计流量、保证供水区内水压要求下的供水总水压。供水总水头=+AHHh四、管网水力计算流量已知，根据流量选择管径给水管道的流速控制范围：对于DN100-400mm,v=0.6-0.9m/s;对于DN＞400mm,v=0.9-1.4m/s；对于生活或生产给水管道，一般采用1.0-1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8-1.0m/s；消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。4gqd四、管网水力计算管段上的水头损失计算1）沿程水头损失fhiL1.854.871.8510.5hjgiCdq2）局部水头损失22fvhg3）总水头损失fihhh1.计算公式四、管网水力计算2.树枝式管网的水头损失计算3.环网的水流计算=+AHHh1）根据经验设定管段中的流量、流向，使节点上0gq2）根据经验设定的流量，按经济流速的原则确定管径，并计算出管段上的水头损失h。如果在某一环内0h进行平差。当0.5mh时，就可以不再进行修正了。环网计算甚为复杂，一般用电脑编程计算。1.4给水管道、配件及设备给水管道、配件及设备给排水管道材料、配件及设备是管网组成的主要构件。需要根据水的工作情况、管网的重要程度、施工的技术及方法，可以获取的材料等多种因素选取。金属管&非金属管管材注释连接方式室外给水管金属管铸铁管耐用，抗腐蚀性强，缺点是质脆且重量大。承插式法兰式钢管优点是强度高，能耐高压，但不耐腐蚀。焊接法兰连接非金属管钢筋混凝土管分为预应力钢筋混凝土管与自应力钢筋混凝土管两种。承插塑料管水力条件好，耐腐蚀，质量小，易施工。承插等（一）金属管：还有铜管和不锈钢管；（二）非金属管：还有石棉水泥管、玻璃钢管。非金属管石棉水泥管钢筋混凝土管塑料管品种优点缺点连接方式PVC-U抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长粘合、螺纹HDPE韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好熔接需要电力；机械连接，连接件大挤压夹紧、热熔合、电熔合PEX耐温性能好，抗蠕变性能好只能用金属件连接；不能回收重复利用挤压夹紧PB耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性国内还没有PB