建筑给排水课件-生活给水系统.ppt

封面,建 筑 给 水 排 水 工 程 课 件,太 原 理 工 大 学 环 工 学 院,主讲人：王 孝 维,教 材：建筑给水排水工程（建工第5版）,目录,第0部分 绪论 ：,学习本课程的要求,建筑给排水工程知识结构,建筑给排水工程的发展,1. 必须掌握： 建筑给水排水工程设计的设计原理、设计计算方法、施工安装方面的基本理论知识以及相关技术。 必须有工程流体力学、热工学、物理化学，以及水泵与水泵站、给水工程、污水处理等相关知识。,2. 能力要求： 能够独立完成建筑给水排水系统的设计方案、设计计算、以及绘制工程设计图。,学习本课程的要求,建筑给排水工程知识结构,知识结构图,（一）房屋卫生技术设备阶段（19491964） 开始设置给水排水专业，房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程，专业队伍形成。 （二）室内给水排水和热水供应阶段（19641989） 结合工程实践，对机械搬用国外经验造成的失误进行认真总结，逐步形成和确立我国独立的技术体系。 （三）建筑给水排水工程阶段（1989现在） 技术成熟阶段。高层建筑的大量兴起，新材料、新设备的不断问世，建筑智能化技术的应用，有力推动建筑给排水技术的迅速发展。,建筑给排水工程的发展,1.1给水系统的分类和组成,第1部分 建筑内部生活给水系统,1.1.1 给水系统分类,1.2给水方式,1.3给水管道的布置与敷设,2.6水质防护,1.1.2 给水系统组成,1.3.1 给水管道布置和敷设,1.3.2 管网布置形式,1.建筑内部给水系统,2.建筑内部给水系统计算,1.2.1 给水方式的基本形式,1.2.2 给水方式选择原则,1.3.3 管道防护,2.1给水系统所需水压,2.2给水系统所需水量,2.7高层建筑给水系统,2.4给水管网的水力计算,2.5增压和贮水设备,2.3给水设计秒流量,生活给水系统 1. 生活给水系统包括供民用住宅、公 共建筑以及工业企业建筑内饮用、烹调、 盥洗、洗涤、淋浴等生活用水。 2. 根据用水需求的不同，生活给水系 统又可再分为：饮用水（优质饮水）系 统、杂用水系统、建筑中水系统。,生活给水要求 水量、水压应满足用户需要；水质应符合国 家规定的生活饮用水水质标准。,1.1.1 给水系统的分类,1.1.1 给水系统的分类,生产给水系统 生产给水系统是为了满足生产工艺要求 设置的用水系统。包括供给生产设备冷却、 原料和产品洗涤，以及各类产品制造过程中 所需的生产用水。 生产给水系统也可以再划分为：循环给 水系统、复用水给水系统、软化水给水系统、 纯水给水系统等。,生产给水要求 因生产工艺不同，生产用水对水压、水量、水 质以及其他的要求各不相同。,消防给水系统 消防给水系统供民用建筑、公共建筑、 以及工业企业建筑中的各种消防设备的用水。 一般高层住宅、大型公共建筑、车间都需要 设消防供水系统。 消防给水系统可以划分为：消火栓给水 系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等。,消防给水要求 要保证充足的水量、水压。 对水质要求不高。,1.1.1 给水系统的分类,共用给水系统 以上三种给水系统，可以单独设置，也 可以联合共用，根据建筑内部用水所需要的 水质、水压、水量等情况，以及室外供水系 统情况，通过技术、经济、安全等方面的综 合分析，可以组成不同的共用系统。 例如：生活和生产共用给水系统；生活 和消防共用给水系统；生产和消防共用给水 系统；生活、生产和消防共用给水系统。,1.1.1 给水系统的分类,1.1.2 给水系统组成,引入管 计量设备 给水管网,给水附件 增压、贮水设备 配水装置和用水设备,引入管的定义： 引入管也称入户管，是一 个与室外供水管网连接的总进 水管。,1.1.2 给水系统组成,引入管 水表节点（计量设备） 建筑给水管网,给水附件 增压、贮水设备 配水装置和用水设备,计量设备包括：,水表,流量计,压力计,1.1.2 给水系统组成,引入管 计量设备 建筑给水管网,给水附件 增压、贮水设备 配水装置和用水设备,建筑给水管网包括：干管、立管和支管。,立 管,干管,给水管系统图 CAD 设计图一 CAD 设计图二 常用管材及连接,1.1.2 给水系统组成,引入管 计量设备 建筑给水管网,配水装置和用水设备 给水附件 增压、贮水设备,包括各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备等。,单把立式菜盆龙头,面盆单把龙头,1.1.2 给水系统组成,引入管 计量设备 建筑给水管网,配水装置和用水设备 给水附件 增压、贮水设备,给水附件定义： 给水附件指给水管道上的调节水量、水 压、控制水流方向以及断流后便于管道、仪 器和设备检修用的各种阀门。 具体包括：截止阀、止回阀、闸阀、球 阀、安全阀、浮球阀、水锤消除器、过滤器、 减压孔板等。,单击这里 查看给水附件图片,1.1.2 给水系统组成,引入管 计量设备 建筑给水管网,配水装置和用水设备 给水附件 增压、贮水设备,增压和贮水设备的作用： 当室外给水管网的水压、水量不足， 或为了保证建筑物内部供水的稳定性、安 全性，应根据要求设置水泵、气压给水设 备、水箱等增压、贮水设备。,查看增压、贮水 设备图片,1.2.1 给水方式的基本形式,给水方式：指建筑内部给水系统的供水方案。,给水方式的基本类型,水表,泄水管,水平干管,立管,直接给水方式,水 箱,泄水管,水表,设水箱给水方式（A）,水平干管,水箱,泄水管,设水箱给水方式（B）,水池,水箱,水泵,设水泵和水箱给水方式,水池,水泵,设水泵给水方式（A）,水泵,设水泵给水方式（B）,气 压 水 罐,气压给水方式,水 箱,泄水管,水表,水池,室外给水管水压线,分区给水方式,室外给 水管网,室外排 水管网,饮用水 给水系统,杂用水 给水系统,水处理设备,分质给水方式,1.2.2 给水方式的选择原则,1尽量利用外部给水管网的水压直接供水。在外部管网水压和流量不能满足整个建筑物用水要求时，则建筑物下层应利用外网水压直接供水，上层可设置 加压和流量调节装置供水。 2除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外，一般情况消防给水系统宜与生活或生产给水系统共用一个系统。但应注意生活给水管道水质不能被污染。 3生活给水系统中，卫生器具处静水压力不得大于0.60MPa。各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大于0.45MPa(特殊情况下不宜大于0.55MPa)，水压大于0.35MPa的人户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施。 4生产给水系统的最大静水压力，应根据工艺要求、用水设备、管道材料、管道配件、附件、仪表等工作压力确定。 5消火栓给水系统最低处消火栓，最大静水压力不应大于0.80MPa，且超过O.50MPa时应采取减压措施。 6自动喷水灭火系统管网的工作压力不应大于1.20MPa，最低喷头处的最大静水压力不应大于1.OMPa，其竖向分区按最低喷头处最大静水压力不大于0.80MPa进行控制，若超过0.80MPa，应采取减压措施。,1. 确保良好的水力条件，力求经济合理 管道尽可能和墙、梁、柱平行，力求管路最短。干管应该布置在用水量大的配水点附近。 对不允许间断供水的建筑，应从室外环网不同管段设两条 或两条以上引入管，具体方式见下图：,室 外 给 水 管 网,室 外 给 水 管 网,水表,水表,立 管,立 管,引入管,引入管,1.3.1 给水管道布置和敷设的基本要求,2. 满足美观和维修的要求 对美观要求较高的建筑，给水管道可以暗设。柔性管道宜暗设为了便于检修，管道井每层设检修门，暗设在吊顶和管槽内的管道，在阀门处应留有检修门。 3. 满足生产和使用安全 给水管的布置不能妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。 4. 保证水质不被污染或不影响使用 生活给水引入管与生活排水排出管管外壁的水平净距不能少于一米，要采取防冻、防露措施。(弱),1.3.1 给水管道布置和敷设的基本要求,5. 保护管道不受损害 给水管道应避免布置在重物下面，不能穿越生产设备的基础。保护措施有：软性接头法、丝扣弯头法、活动支架法。 6. 管道的明装与暗装 明装安装维修方便，但不美观；暗装施工复杂、维修困难，造价高，但是不影响室内的美观整洁。暗装管道在墙中敷设时，应预留墙槽。 7. 管道敷设还应该注意的问题 a、给水横管穿过承重墙或基础、立管穿过楼板时均要预留孔洞。 b、引入管进入建筑内，穿过建筑物的浅层基础或穿过承重墙或基础时的敷设方法见下页图示,1.3.1 给水管道布置和敷设的基本要求,引入管敷设方法,各种给水系统按照水平干管的敷设位置，可以布置成下行上给、上行下给、 中分式和环状式。,1.3.2 管网布置形式,上行下给式 特征及使用范围：水平配水 管敷设在顶层顶棚下或吊顶 之内，设有高位水箱的居住 公共建筑、机械设备或地下 管线较多的工业厂房多采用。 优缺点：与下行上给式布置 相比，最高层配水点流出水 头稍高，安装在吊顶内的配 水干管可能漏水或结露损坏 吊顶和墙面。,1.3.2 管网布置形式,下行上给式 特征及使用范围：水平配水 管敷设在低层（明装、暗装 或沟敷）或地下室顶棚下。 居住建筑、公共建筑和工业 建筑，在用外网水压直接供 水时多采用这种方式。 优缺点：简单，明装便于安 装维修，与上行下给式布置 相比为最高层配水点流出水 头较低，埋地管道检修不便。,1.3.2 管网布置形式,中分式 特征及使用范围： 水平干管敷设在中间技术层或中间吊顶内，向上 下两个方向供水。屋顶用作茶座、舞厅或设有中间技 术层的高层建筑多采用。 优缺点： 管道安装在技术层内便于安装维修，有利于管道 排气不影响屋顶多功能使用。需要设置技术层或增加 某中间层的层高。,1.3.2 管网布置形式,环状式 特征及使用范围： 水平配水干管或立管互相连接成环，组成水平干 管环状或立管环状。高层建筑、大型公共建筑和工艺 要求不间断供水的工业建筑常采用这种方式。 优缺点： 任何管道发生事故时，可用阀门关闭事故管段而 不中断供水，水流畅通，水损小，水质不易因滞留而 变质，但管网造价高。,1.3.2 管网布置形式,1.3.3 管道防护,防腐：,明装：钢管银粉或调和漆两道，铜管防护漆 暗装：埋地铸铁管冷底子油一道，石油沥青两道，钢管冷底子油一道，石油沥青两道，外加保护层。,北方可能冻结的位置，加保温层，根据计算确定，但不小于25mm。,防冻、防露：,控制流速，设置曲挠橡胶接头，支架、吊架内衬减振材料。,防振：,水表,（1）作用：计量用水量 （2）工作原理：管径一定时，流量与流速成正比 （3）构造：表壳、翼轮、减速装置、记录装置 （4）分类：a.螺翼式水表和旋翼式水表 b.干式水表和湿式水表 （5）性能：（用性能参数表示） （6）选用原则：通过水表的设计生活用水量接近（不 超过）水表的额定（公称）流量 （7）安装地点：便于安装、维护和检修,1. 旋翼式：小口径水表(D=15-50mm)水流阻力大， 适用于测量小的流量。,水表的类型及特点,旋翼湿式水表,旋翼湿式磁传电子远传水表,更多各种类型的旋翼式水表图片,水表,2. 螺翼式：为大口径水表 (D=50-50mm)水流阻力 小，适用于测量大流量。,水平螺翼式水表 水平螺翼可拆卸传干式水表,水表,单击这里返回,各种类型的旋翼式水表,1、常用给水管材 （1）钢管 a.分类：无缝钢管、焊接钢管（镀锌钢管和不镀锌钢管） b.特点：强度大，重量轻；易腐蚀 c.适用范围：高压管段、室内管道（不埋地） （2）铸铁管 a.分类：高压铸铁管 b.特点：耐腐蚀，寿命长； 普压铸铁管 重量大，难安装 低压铸铁管 质地脆，易损坏 c.适用范围：埋地给水管道、室内排水管道 （3）塑料管 a.分类：聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、铝塑管 b.特点：强度高，重量轻，耐腐蚀，易安装；耐久性差 c.使用范围：广泛用于室内给排水管段 给水管道的连接 （1）螺纹连接 （2）焊接 （3）粘接 （4）法兰连接 （5）卡箍连接,常用给水管材及连接方法,液压水位控制阀,可调式减压阀,比例减压阀,消声止回阀,泄压阀,给水附件,离心清水 管道泵,SMC 组合水箱,气压给水设备,增压、贮水设备,2.1 给水系统所需压力,在方案或初步设计阶段，应先估算给水系统所需压力 ，初步确定给水系统所采用的给水方式，然后对建筑内部 给水管道系统进行水力计算，从而准确地确定室内给水系 统所需的压力，和建筑室外给水管网水压复核。,对层高不超过3.5米的民用建筑，可用经验法估算给水系统所需的压力(自室外地面算起) :,层 为 m H2o 层 为 m H2o 层以上每加一层增加 4 m H2o 即124（n-2)mH20,1、估算水压,2、实际所需水压 两个专业名词： 额定流量与流出水头 额定流量：卫生器具和用水设备根据用途要求而规定的单位时间内的出水量。 流出水头：克服配水装置内部阻力而放出额定流量所需要的最小静水压。 管网最不利点 根据给水方式而确定的供水最困难的配水点。,2.1 给水系统所需压力,建筑物所需要的水压应按最不利点所需要的水压进行计算，计算公式为：,H1+H2+ H3 + H4 = H,示 意 图,H: 建筑给水系统所需的水压（kPa) H1:引入管起点至最不利点的高差（kPa) H2：最不利点的流出水头（kPa) H3：引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（kPa) H4：水流流经水表所需的水头损失（kPa),作业1：利用贝努利方程推导给水系统的水压计算公式。,2.1 给水系统所需压力,H2+H3,H1,H,H：总水压,H4：流出水头,H4,水表,H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差,H2：管路水损 H3：水表水损,2.1 给水系统所需压力,2.2 给水所需水量,（1）生产用水量比较均匀，可按单位产品或单位时间耗 水量进行计算（略）； （2）生活用水量受气候条件、生活习惯、卫生设备完善 程度及水价等多种因素的影响而有较大幅度的变 化，可根据国家制定的用水定额进行估算。 （3）消防用水量与建筑物的性质、规模、耐火等级等因 素有关，为保证灭火效果，消防水量按需要同时开 启的消防灭火设备用水量之和计算。,1. 用水定额 用水定额是指，用水对象单位时间内所需用水量的规定数值，是确定建筑物设计用水量的主要参数之一。 其数值是在对各类用水对象的实际耗用水量进行多年实测的基础上，经过分析，并且考虑国家目前的经济状况以及发展趋势等综合因素而制定的，以作为工程设计时必须遵守的规范。合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和工程投资。 2、建筑物的最高日用水量 （L/d）,即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性质，采用相应的用水量定额进行计算。生活用水定额可以分为住宅生活用水定额，公共建筑生活用水定额，居住区生活用水定额，工业企业建筑生活用水定额，热水用水定额等等。若工作企业为分班工作制，最高日用水量 , 为生产班数，若每班生产人数不等，则各类建筑的生活用水定额见表2.2.1、表2.2.2、表2.2.3。,2.2 给水所需水量, 最高日用水量（L/d）； 用水单位数（人或床位等，工业企业建筑为班 人数）； 最高日生活用水定额（L/人d 、L/床d或 L/人班等）。,2.2 给水所需水量,3. 最大小时用水量 最大小时用水量（L/h）（ ） 用水量最高时一个小时的用水量； 建筑物内每日或每班的用水时间（h），根 据建筑物的性质决定；,2.2 给水所需水量,如：住宅及一般建筑多为昼夜供水，T=24；若工业企业 为分班工作制，为每班用水时间；旅馆等建筑若为定时供水， 为每日供水时间。 平均时用水量，又称平均小时用水量，为最 高日生活用水量在给水时间内以小时计的平 均值（L/h）； 小时变化系数，最大日中最大小时用水量与 该日平均小时用水量之比。 建筑内部给水系统的计算是在完成给水管线布置，绘出管道轴侧图后进行的。计算的目的是确定给水管网各管段的管径和给水系统所需的压力，复核室外给水管网的水压是否满足室内给水系统所需压力的要求。,2.2 给水所需水量,2.3 设计秒流量,为保证建筑内部用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内部卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称为设计秒流量。 建筑内部给水管道的设计秒流量的确定方法，一般可分为三种类型：经验法（同时给水百分数法） 、平方根法(前苏联专家库尔辛的最大秒流量法）和概率法（美国专家亨特根据建筑性质和卫生器具设置定额在大量实测基础上获得各类卫生器具使用频率，以此作为流量设计依据） 。,工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影剧院、体育馆等建筑一般用水时间集中，用水设备使用集中，同时给水百分数比较高，目前采用经验法确定计算公式，即直接以卫生器具数量、卫生器具的额定流量和同时给水百分数来计算设计管段上的设计秒流量，公式如下：,2.3.1 经验法, 计算管段中的设计秒流量（L/s）； 同类型卫生器具数； 同一类型一个卫生器具给水额定流量； 卫生器具的同时给水百分数 % ；,2.3.1 经验法,说明： 1、同时给水百分数 b(经验系数）： 反映卫生设备同时使用机率的系数，包含三个修正系数，即 b = b1 b2 cg b1：不同类型卫生器具同时使用的机率； b1：同类型卫生器具同时使用的机率； cg：考虑卫生器具出流特性而乘的流量降低百分数 2、计算结果的合理性： 对于卫生器具较少、同时给水百分数又小的管段，有时计算结果小于管段上1个最大卫生器具的额定流量，此时应以管段上1个最大卫生器具的额定流量值作为设计秒流量，见下例。,2.3.1 经验法,例：公共浴室内有一给水管路，上有一洗手盆、一盥洗槽水龙头，一大便器自闭式冲洗阀，计算该管路设计秒流量？,洗手盆 q0=0.15L/s b=20%,盥洗槽 q0=0.20L/s b=60%,大便器自闭式冲洗阀 q0=1.20L/s b=20%,qg=?,解： qg=0.15 20+0.20 60+1.20 20=0.39 1.2L/s qg= 1.2L/s,qg=1.2L/S,集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量计算公式： 计算管段中的设计秒流量（L/s）； 计算管段上的卫生器具当量总数； 根据建筑物用途而定的系数，按表2.3.3选用。,2.3.2 平方根法,2.3.2 平方根法,说明： 1、给水当量 给水管道负荷计量基准 ，1 给水当量 = 0.2 L/S 2、结果较核 对于卫生器具较少的管段，有时计算结果小于管段上一个 卫生器具的额定流量，此时应以管段上最大卫生器具的额定 流量值作为设计秒流量；有时计算结果大于管段上所有卫生 器具的额定流量累加值，此时应以额定流量累加值作为设计 秒流量，也即 ,见例题。 3、对于综合性建筑，应用加权平均法确定总管的值。,2.3.2 平方根法,小便器多孔管 N=0.25/m,大便器自闭式冲洗阀 N=6,qg=？,例1：幼儿园(=1.2)给水管路，上有一大便器自闭式冲洗阀和2m长的小便器多孔管，计算该管路设计秒流量？,解： qg=0.2 1.2 (2 0.25+6)0.5=0.61 1.20L/s,例2：客运站(=3.0)有同例1一样的管路，计算该管路设计秒流量？,解： qg=0.2 3.0 (2 0.25+6)0.5=1.53 1.30L/s= (2 0.25+6)0.2 qi, qg= 1.20L/s, qg= 1.30L/s,2.3.2 平方根法,平方根法设计秒流量公式推导 设计秒流量应为建筑用水的最大秒流量（用qg表示）： qg = KS（QP /243600）1000（L/s）（1） 30年代苏联专家在观测研究基础上，提出建筑生活用水量的秒变化系数（KS）和平均日用水量（QP）的关系公式： KS = 30/（QP ）1/2 （2） 将（2）带入（1）有： qg = 0.347（QP ）1/2 （L/s） （3）,2.3.2 平方根法,当计算引入管管径时，采用（3）式较简便，但用于计算室内给水支管时，因管段所服务的人数较难确定，使用就不方便。为此，苏联专家提出以卫生器具数量来决定设计流量的公式形式。为使不同性质的卫生器具可以累加，需把各种卫生器具的额定流量换算成器具给水当量.（1当量=0.2L/s） 设S0为一个卫生器具当量值的平均日用水量，Ng为卫生器具当量总数，则 QP = S0 Ng （4） 将（4）带入（3），有 qg = 0.347（ QP ）1/2 = 0.347（S0 Ng ）1/2 （5）,2.3.2 平方根法,设b= 0.347（S0 ）1/2 ，则 qg = b（Ng）1/2 （6） 实践结果表明，当建筑的平均日用水量在 75250 L /人，d 的范围间变动时， b值的变化范围不大，为（0.1740.187），在0.2附近波动。因此，取b =0.2，并将b值随qg的变化情况用值来反映，即有： qs = 0.2 （Ng）1/2 （7）,计算步骤： 1. 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： 式中： 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（%）； 最高用水日用水定额； 每户用水人数； 小时变化系数； 每户设置的卫生器具给水当量数； 用水时数（h）；,2.3.3 概率法（住宅建筑）,2. 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: 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率； 对应于不同 的系数，查表选用； 每户设置的卫生器具给水当量数；,2.3.3 概率法（住宅建筑）,3.计算管段设计秒流量： 式中: 计算管段设计秒流量（L/s）； 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%） 计算管段的卫生器具给水当量总数。 说明：为了便于计算，在计算出 后，便可根据 直接查表求得设计秒流量 ，见附表。 上式只适用于枝状管道中，各支管的最大用水时发生在同一时段的给水管道。而对最大用水时并不发生在同一时段的给水管段，应将设计秒流量最小的支管的平均用水时平均秒流量与设计秒流量大的支管的设计秒流量叠加成干管的设计秒流量。,3.1.3 概率法（住宅建筑）,4. 当给水干管连接有两条或两条以上给水支管， 而各个给水支管的最大用水时卫生器具给水当量平均出 流概率具有不同的数值时，该给水干管的最大用水时卫 生器具给水当量平均出流概率应按加权平均法计算： 给水干管最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率； 支管的最高用水时卫生器具给水当量平均出流概率； 相应支管的卫生器具给水当量总数。,2.3.3 概率法（住宅建筑）,2.3.3 概率法（住宅建筑）,A,B,C,D,11,13,12,14,例：如图，立管A和B服务于每层6户的10层普通住宅型，每户当量Ng=4.0，用水定额250L/人 d，户均人数3.5人，用水时数24h，K h=2.8。立管C和D服务于每层4户的10层普通住宅型，每户当量Ng=6.45，用水定额280L/人 d，户均人数4人，用水时数24h，K h=2.5。计算各管段设计秒流量。,解：1、计算各管段最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0 立管A和B相同，U0 =2503.52.8/（0.24243600）=3.5 立管C和D相同，U0 =28042.5/（0.26.45243600）=2.5 管段12-13， U0 =461020.035+6.454100.025/（ 46102+6.45410)=3.18 管段13-14， U0 =461020.035+6.45410 2 0.025/（ 4610+6.45410 2)=3.0 由此，查表可得各管段的设计秒流量，见下表。,2.3.3 概率法（住宅建筑）,管段设计秒流量计算表,2.3.3 概率法（住宅建筑）,建筑内部给水管网的水力计算的内容： （1）计算给水管网系统中各管段的管径 d； （2） 计算各管段通过设计秒流量时所造成的水头损失h，根据每段的水头损失h，求整个管网系统所需水压 H； （3）复核市政给水管网的水压能否满足系统最不利配水点所需要的水压；根据计算压力选择水泵、水箱或气压水罐等加压设备并确定所需扬程安装位置和安装高度等。 管道的计算是在完成管道布置，绘出管道系统轴测图以后，根据用水龙头等用水配件的布置，轴测图中的管道位置，管轴线标高等进行计算 。,2.4 给水管网水力计算,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： 计算管段的设计秒流量m3/s ； 计算管段内的流速，m/s； 计算管段的管径 m。,2.4.1 确定管径,生活给水管道的水流速度,给水管网中的水头损失包括沿程水头损失hj和局部水 头损失 hf。总水头损失H2 = hj + hf 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 ： 管段的沿程水头损失 kPa或 mmH20； 计算管段长度，； 水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPa/m。,2.4.2 给水管网的水头损失计算,给水管道单位长度水头损失应按下式计算： 水力坡降，即管道单位长度水头损失，kPam； 管段计算内径，（m）； 给水管段设计流量，（m3/s）； 海澄威廉系数。 实际工程设计时，计算量比较大，一般可以直接使用根据上述公式编制而成的管道的水力计算表，即根据管段的设计秒流量qg ，控制流速U在正常范围内，在表中查出管径d和单位长度的水头损失i。 如“ 给水钢管水力计算表” 、 “给水铸铁管水力计算表” 、 “给水塑料管水力计算表” 等。,2.4.2 给水管网的水头损失计算,2. 局部水头损失计算 管段的局部水头损失之和，（kPa或mmH20） ； 沿流动方向局部零件下游的流速，（m/s）； 管段局部阻力系数； 重力加速度，（m/s2)。 由于室内给水管网中的局部配件比较多，如阀门、弯头、三通等，局部阻力系数各不相同，实际工程设计时，将每一种局部水头损失折算成相应的沿程水头损失的百分数进行计算，即按当量长度计算，各种局部配件折算长度可查表求得。当资料不足时，也可按沿程损失的（2530）取值。,2.4.2 给水管网的水头损失计算,1、确定水表的类型 水表的类型应根据安装水表的管段上，通过水流的水质、水量、水压、水的温度以及水量的变化等情况选定。一般分户水表多选用旋翼式湿式水表，建筑物总引入管上的水表多选用螺翼式湿式水表。 2、确定水表的口径 水表的口径根据通过水表的设计流量来选择，一般原则是：用水量比较均匀时，应保证安装水表的管段上设计秒流量（不包括消防流量) 不大于水表的公称流量，因为公称流量是水表允许在相当长的时间内，通过的流量；用水量不均匀的给水系统，可以按设计秒流量不大于水表的最大流量确定水表的口径；生活或生产用水不均匀，而且连续高峰用水负荷昼夜不超过3h时，可以按给水设计最大小时流量（不包括消防流量）不超过水表最大流量，而超过水表额定流量来确定水表口径；住宅大便器如采用自闭式冲洗阀时，分户水表的口径一般不小于20mm；平均小时流量的68%（不包括消防流量）应大于水表的最小流量。,2.4.3 水表选型及水头损失计算,3、水表流量的校核 选定水表口径后，应加消防流量进行复核，满足生活+消防流量之和不超过水表的过载流量。 4、水流通过水表的水头损失计算 hd水表的水头损失，（kPa）； qg计算管段的设计秒流量，(m3/h)； Kb 水表的特性系数，一般由生产厂提供，也可按下式计算。,2.4.3 水表选型及水头损失计算,q max. 为各类水表的最大流量，m3/h； q max.s 旋翼式水表的最大流量，m3/h ； q max.L 螺翼式水表的最大流量，m3/h 。 水表水头损失不应超过规定水表水头损失值,即应满足下表中的规定。,2.4.3 水表选型及水头损失计算,给水系统所需压力应为： 4 1：引入管起点与最不利用水点的高差； 2：最不利用水点的流出水头； 3：最不利管路中的水头损失； 4：通过水表的水头损失。 建筑给水系统所需水压示意图 校核结果： （1）外网水压O，外网水压满足建筑需要，计算结束； （2）O 稍小于，需调整部分管段的管径； （3）O 远小于，需调整给水方案。,2.4.4 水压较核,2.4.5 水力计算方法步骤,根据室内给水系统的设计程序，首先确定给水方式，根据所选择的给水方式，进行管网系统的布置，并绘制设计草图，包括给水排水平面图和系统图等。然后以设计草图作为水力计算的依据。 水力计算的基本步骤： 选择最不利配水点，确定计算管路； 根据卫生器具的当量数计算各个管段的设计秒流量； 根据设计秒流量和各管段的控制流速，查水力计算表； 确定各管段的管径 d 和单位管长的水头损失 i ； 计算最不利管路的总水头损失； 选择水泵或其他加压贮水设备并确定设备安装高度等参数； 确定其它管路管径。,生活给水水力计算例1,某休养所有5层10户住宅，有局部热水供应，每户卫生间内有低水箱坐式大便器(N=0.5)一套，洗脸盆(N=0.8) 、浴盆(N=1)各1个，厨房内有洗涤盆(N=0.7) 1个，采用镀锌钢管，。见右图，外网所能提供最小压力H0=270kPa，进行水力计算。,同左侧,生活给水水力计算例1,1、选择最不利管路，节点编号，划分管段，确定设计秒流量公式 建筑为休养所，采用平方根法计算设计秒流量，查表可得 =2.0, qg=0.2 (Ng)0.5=0.22.0 (Ng)0.5=0.4 (Ng)0.5， 由各管段的设计秒流量，限定流速，查表可得管径D和单位长度沿 程水头损失，从而可求计算管路沿程水头损失hj，见水力计算表。 由表可得最不利管段沿程损失hj=23.51kPa, 局部水头损失 hf =30% hj=0.3 22.62=7.05kPa 总水头损失H2 = hj + hf=22.62+6.78=30.56kPa 2、选择水表 由于用水量较小，总水表和分户水表均选用旋翼式LXS湿式水 表，分户水表选用D=15mm口径（公称流量为2.5m3/h，过载流量为 5.0m3/h ），总水表选用D =40mm口径（公称流量为10m3/h，过载 流量为20m3/h ），分别安装在2-3管段和8-9管段。 q2-3=0.46L/s=1.66m3/h 2.5m3/h， q8-9=2.19L/s=7.88m3/h 10m3/h，,生活给水水力计算例1,通过水表的水头损失为： h分=1.662/（52/100）=11.02 24.5kPa h总=7.882/（202/100）=15.52 24.5kPa H3= h分+h总=11.02+15.52=26.54kPa 3、水压较核 给水系统所需压力为： H = H1+H2+ H3 + H4 =（1.25+15.85）+30.56+26.54+20 =248.06 270kPa 满足要求，计算结束。,例1 水力计算表,2.5.1水泵,参考图片,水泵分类（主要指叶片式泵）,按主轴方向分为 卧式、立式、斜式,按叶轮种类分为 离心、混流、轴流,按吸入方式分为 单吸和双吸,按级数分为 单级和多级,2.5.1水泵,1、水泵工作方式 按启动时的充水方式：（1）吸入式 （2）灌入式 按吸水管与外网的连接方式： （1）直吸式 （2）断流式 按水泵转速是否变化： （1）恒速水泵供水方式 （2）变速水泵供水方式,水泵按启动时的充水方式,自灌式启动（）: 泵轴低于贮水池 最低水位,自吸式启动 泵轴高于贮水池 最高水位,真空泵,水泵按吸水管与外网的连接方式,直吸式,断流式,A.可充分利用外网水压； B. 不易产生二次污染； C. 影响周围用户用水,A.不能充分利用外网水压； B. 易产生二次污染； C. 不影响周围用户用水,水泵按转速是否变化,水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，使水泵工况处于高效运行范围内。,变速供水的基本原理是：传感器将水泵后的压力变化数据变为电讯号输入控制器中，经控制器处理后传递给变频器，改变电机点电源的工作频率，从而改变水泵的转速，起到增加或减少供水量的作用，以适应用水量的变化。建筑物的用水量是随时变化的，甚至会出现零流量，而变频又有一定的限度，因此，建筑的变频供水系统往往由几台水泵组合而成。,2.5.1水泵,2、水泵流量和扬程的确定 （1）流量 A、室内用水较均匀时，取建筑的最大时用水量 B、 室内用水不均匀时，取管网的设计秒流量 （2）水泵的扬程 A. 直吸式工作方式 Hb H1 + H2 + H3 + HB H0 Hb :水泵的扬程（kPa）; H1: 引入管起点至最不利点所需的静水压（kPa）;,2.5.1水泵,H2: 最不利点的流出水头（kPa）; H3: 最不利管路中的水头损失（kPa）; HB：通过水表的水头损失（kPa） ； H0 ：外网资用水头（kPa） B. 断流式工作方式 Hb H1 + H2 + H3 Hb :水泵的扬程（kPa）; H1: 贮水池最低水位至最不利点所需的静水压（kPa）; H2: 最不利点的流出水头（kPa）; H3: 最不利管路中的水头损失（kPa）。,2.5.2 贮水池,1、贮水池的容积 V = VS + VX + Vf VS : 生活用水调节容积（m3）； VX ：消防贮水容积（m3）； Vf ：事故贮水容积（m3）。,VS,Vx,V事故,2.5.2 贮水池,2、VS （生活用水调节容积）的确定 （1）按经验法确定（不设水箱时）：取最高日用水量的10 （2）按计算公式确定（水泵水箱联合供水时）： Vs = (Qb-Ql)Tb Qb: 水泵的出流量（水箱的进水量）（ m3/h ）； Ql: 水池的进水量（ m3/h ）； Tb :水泵连续运行时间（ h ）； Tb V箱/ (Qb-Qp) Qp：水箱的出水量（取最高日平均时水量）（ m3/h ）。,2.5.2 贮水池,（3）水箱容积的较核 QlTt Tb (Qb-Ql) Tt :水泵运行的间隔时间（ h ）； 3、Vx （消防贮水容积）的确定 Vs= 60qxTx / 1000 (m3) qx：消防设计流量（L/s); Tx: 消防灭火时间（min), Tx= 60180min. 4、Vf（事故贮水容积）的确定 按经验法： Vf= （Vs+ Vx）5,2.5.2 贮水池,5、贮水池设置要点 1. 远离污染源（如化粪池、厕所）。 2. 贮水池仅起调节水量的作用时，可不计Vx、Vf。 3. 当室外给水管网能满足建筑内部所需水量时，贮水池可设 吸水坑，吸水坑深度不宜小于1m。 4. 容积大于500 m 3的贮水池，应分两格，以便清洗、检修时 不停水。 5. 生产（生活）、消防共用水池应有消防水平时不被动用的 措施。,措施一: 在生产、生活水泵吸水管上开小孔形成虹吸出流。,贮水池,消防水平时不被动用的措施。,措施二 在贮水池中设溢流墙，生活、生产用水经消防用水 贮存部分出流。,消防水平时不被动用的措施。,贮水池,2.5.3 吸水井,1. 设置吸水井的条件： 不需要设置贮水池，又不允许直接从室外给 水管网吸水。 2. 吸水井的布置： 吸水井布置在地下，可设在室外，也可设在 室内，吸水井容积应不小于最大一台泵3min的出 水量。,吸水管在井中布置最小尺寸,D=(1.31.5)d,(1.52.0)D,(0.751.0)D,h=0.8d (但不得小 于0.5m),H=.5 .0m,d,d,最低水位,水泵吸水管,2.5.3 吸水井,D,水箱的基本知识 1. 水箱分类： 高位水箱、减压水箱、冲洗水箱、断流水箱。 2. 高位水箱作用： 保证水压和贮存、调节水量、减压、稳压作用。 3. 水箱结构： 进水管、出水管、溢流管、水位信号装置、泻水管、通气管。,2.5.4 水箱,方形模块拼装水箱,Flash格式演示动画 在这里单击鼠标左键播放,水箱结构：,2.5.4 水箱,2.5.4 水箱,4、水箱的容积和安装高度的确定 （1）水箱的容积 V = VS + VX+ V事故 VS ：生活用水调节容积（m3）； VX ：消防容积（火灾初期自救用水10min）（m3）； V事故：事故用水（m3）。 a.只设水箱的给水方式 理论公式：VS = QL TL （） QL水箱供水的连续平均小时用水量，m3； TL 水箱供水的连续时间，h。,2.5.4 水箱,经验公式：大型建筑 VS =（1020）% Qd 中小型建筑 VS =（50100）% Qd Qd 建筑的最高日用水量， m3/d。 b.水泵水箱联合供水方式 水泵手动启动时 理论公式： VS = Qd/nb- TbQp nb 水泵每天启动次数 Tb 水泵运行一次的最短时间，h Qp Tb内平均时水量, m3/h 经验公式： VS =（1220）% Qd,2.5.4 水箱,水泵自动启动时 理论公式： VS = C（qb/4Kb） qb：水泵出水量（水箱进水量）； Kb：水泵1h内启动次数； C ：安全系数，取1.52.0。 经验公式： VS =（58）% Qd （2）水箱的安装高度 水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水头，要根据管道的水力计算确定。 A.水力条件: hsH2 + H3,2.5.4 水箱,H2：最不利点流出水头（kPa） ； H3：最不利管路的水头损失（kPa）。,B.安装要求 h10.4m,气压给水设备的分类和组成 1. 分类 按照气压给水设备输水压力稳定性不同 可分为变压式和定压式。 按照气压给水设备罐内气、水接触方式不同 可分为补气式和隔膜式。 2. 气压给水设备作用 气压给水设备兼有升压、调节、贮水、供水、 蓄能和控制水泵起、停的功能。,2.5.5 气压给水设备,3. 气压给水设备组成 气压给水设备一般由气 压水罐、水泵机组、管路系 统、电控系统、自动控制箱 （柜）等组成，补气式气压 给水设备还有气体调节控制 系统。,2.5.5 气压给水设备,供水过程：在启始压力p2的作用下水被压送至给水管网，随着 水量的减少，罐中压力也降低，当压力降至最小工作压力p1时， 压力信号装置动作，水泵启动。 水泵供水过程：水泵启动后同时向管网和水罐供水，随着罐中 水位的上升，压力也上升，当压力升至最大压力p2时，压力信 号器动作，水泵停泵，水罐向管网供水。,4.气压给水设备工作过程 气压水罐工作过程（单罐变压式）,2.5.5 气压给水设备,Flash格式演示动画 在这里单击鼠标左键播放,压水罐补气的工作过程 泄空补气法：在允许停水的给水系统中，可采用开启 罐顶进气阀，泄空罐内存水的方法补气。,空气压缩机补气：在不允许停水的情况下可采用空气 压缩机补气，但现在采用的较少。 设补气罐的补气方法（详见下页）,2.5.5 气压给水设备,设补气罐的补气方法,补气罐充气过程：当气压水罐中的压力达到p2时，在电接点压力表的 作用下，水泵停止工作，补气罐内水位下降，出现负压，进气止回阀 自动开启进气。 气压水罐补气过程：当气压水罐内水位下降，压力达到p1时，在电接 点压力表的作用下，水泵开启，补气罐中水位升高，出现正压，进气 止回阀自动关闭，补气罐内的空气随进水补入气压水罐。 补气过量排气过称：当补入的空气过量时，可通过自动排气阀排气。 自动排气阀设在最低水位以下12cm处，当气压水罐内空气过量，至 最低水位时，罐内压力仍大于p1 ，电接点压力表不动作，水位继续下 降，自动排气阀即打开排出过量的空气，直至压力降至p1 ，水泵启动 水位恢复正常，排气阀自动关闭。,2.5.5 气压给水设备,2.5.5 气压给水设备,5.气压给水设备选择 补水水泵选择 水泵流量：qb=1.2qh qh:最高日最大时用水量，m3/h. 水泵扬程：取罐内平均压力即可 调节容积计算Vx = C（qb/4Kb） Kb：水泵1h内启动次数； C ：安全系数，取1.52.0。 气压罐总容积确定Vz = Vx / （1-b） :容积附加系数，补气式卧式1.25，补气式立式1.10，隔膜式1.05； b ：最小和最大工作压力之比，取0.65 0.85。,水泵,型 单级双吸 卧式离心泵,型 多级卧式 离心泵,水泵,型 凝结水泵,型 立式 多级泵,水泵,锅炉 给水泵,型 真空泵,管道、水箱、气压水罐等输水、贮水设备器 材不少含有金属。在输水过程中很容易氧化腐蚀， 造成对水体的污染。主要防护措施如下：,1 防止管道、设备腐蚀污染,2.6 水质防护,如果管网末端的水停留时间过长；水箱、水池 容积过大或有死水区；消防和生活、生产给水管道 共用；在这些情况下都会引起由于水停留时间过长 而导致水质恶化的情况发生。对此采取的措施如下：,2 防止水体滞留变质,2.6 水质防护,生活饮用水管路与非饮用水或设备直接连接， 造成对饮用水水质的污染称为直接混接污染。规范 不允许混接，但是在特殊情况下，必须混接时，应 采取断流或其他防止水质污染的措施。 防止直接混接造成污染的措施如下：,3 防直接混接污染,2.6 水质防护,输送饮用水的给水管配水口，因安装不妥或使 用不当低于受水容器最高溢出水位，而潜藏着水质 被污染的可能的现象称为间接混接污染。 防止间接混接污染的措施如下：,4 防间接混接污染,2.6 水质防护,水箱无盖或有盖无锁时人为造成的污染。 解决方法：水箱应加密封盖，加锁，溢流处加挖网罩。 水箱容积不当，贮水时间太长。 解决方法：水箱进水管淹没式出流，设真空破坏装置。 水箱未能定期清洗，水微生物繁殖。 解决方法：减少水箱内滞水区，水箱加强管理，定期清洗。 水箱的铁爬梯长期浸泡在水中，锈蚀腐烂等。 解决方法：水箱材质、衬砌材料和内壁涂料采用无污染的 材料。,5 防止二次污染,2.6 水质防护,其他方面应该注意的问题有： 1. 防止回流污染。 2. 生活饮用水水箱溢流管的排出水不得排入生 活饮用水贮水池。 3. 消防水泵检查时的排水不得排入生活饮用水 贮水池。 4. 加强给水管网的施工和管理，管道竣工试压 合格后，要进行浸泡消毒后再投入使用。,6 其他防水质污染措施,2.6 水质防护,当建筑物的高度很高时，如果只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，会带来许多不利之处： （1）下层龙头流出水头过大，流量和流速偏高。龙头开启时，水呈射流态喷射，影响使用； （2）必须采用耐高压管材、零件及配水器材； （3）由于压力过高，器材磨损迅速，寿命缩短，漏水增加，检修频繁； （4）易产生水锤及噪音。 为防止低层管道静压过大，因而必需采用分区供水，分区供水的基本形式有串联式、减压式和并联式。,2.7 高层建筑给水系统,串联式,减压式,并联式,概率法设计秒流量计算表,概率法设计秒流量计算表,