建筑内部给水系统

第 四 章 建 筑 给 水l 建 筑 给 水 系 统 和 给 水 方 式l 水 泵 和 贮 水 设 备l 室 内 给 水 管 道 的 布 置 和 敷 设l 用 水 定 额 、 设 计 秒 流 量l 管 网 水 力 计 算 简 介l 高 层 建 筑 给 水 特 点 第 一 节 给 水 系 统 和 给 水 方 式一 、 建 筑 给 水 系 统 的 分 类 和 组 成 建 筑 给 水 系 统 的 功 能 是 将 水 自 室 外 给 水 管 引 入 室 内 、 并保 证 水 质 、 水 量 和 水 压 的 要 求 ， 将 水 送 到 各 用 水 点 。l 系 统 的 分 类 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 要 求 生 产 给 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 当 与 生 活 用 水 的 水 质 要 求 不 同 时 ， 可 设 分 质 给 水 系 统 。 消 防 给 水 系 统 ： 对 水 质 要 求 不 高 ， 需 保 证 水 量和 水 压 ， (注 意 ： 消 防 不 能 与 生 活 同 一 系 统 ) 中 水 给 水 系 统 米 (北 方 许 多 城 市 有 要 求 )l 系 统 的 组 成 （ 1） 引 入 管 （ 2） 水 表 节 点 （ 3） 管 道 系 统 （ 4） 给 水 附 件 或 生 产 用 水 设 备 （ 5） 增 压 和 贮水 设 备 水 表 节 点 水 表 井2 阀 门1 水 表 3 泄 水 阀 二 、 建 筑 给 水 管 网 所 需 的 水 压 系 统 所 需 的 水 压 是 保 证 将 所 需 水 量 供 到 各 配 水 点 两 个 概 念 ： 流 出 水 头 管 网 最 不 利 点（ 1） 给 水 系 统 的 水 压 计 算 公 式 ： H = H1 + H2 + H3 + H4 H: 建 筑 给 水 系 统 所 需 的 水 压 （ mH20); H1: 引 入 管 起 点 至 最 不 利 点 的 高 差 （ m); H2： 最 不 利 点 的 流 出 水 头 （ mH20); H3： 引 入 管 起 点 至 最 不 利 点 的 供 水 管 路 中 的 水 头 损 失 （ mH20); H4： 水 流 流 经 水 表 的 水 头 损 失 （ mH20); （ 2） 利 用 建 筑 层 数 粗 略 估 算 系 统 所 需 水 压 H=40+40 N N 2三 、 给 水 方 式 给 水 方 式 是 指 建 筑 内 部 给 水 系 统 的 供 水 方 案 。 选 择 确定 给 水 方 式 需 考 虑 以 下 几 方 面 因 素 ：（ 1） 技 术 因 素 ： 包 括 供 水 可 靠 性 ， 水 质 ， 节 水 节 能 效 果 ， 系 统 的 运 行 管 理 等 ；（ 2） 经 济 因 素 ： 包 括 基 建 投 资 ， 系 统 运 行 费 用 等 ；（ 3） 社 会 及 环 境 因 素 ： 系 统 对 建 筑 外 观 、 建 筑 结 构 的 影 响 ， 占 地 面 积 ， 对 环 境 的 影 响 等 。 （ 1） 直 接 （ 简 单 ） 给 水 方 式 适 用 条 件 ： 外 网 的 水 压 在 一 天 中 的 任 何 时 刻 均 能 满 足 室 内 水 压 要 求 。主 要 特 点 ： 简 单 ， 经 济 ， 无 能 耗 ， 易 管 理 。 （ 2） 设 水 箱 的 给 水 方 式 适 用 条 件 ： a.外 网 的 水 压 周 期 性 不 足 ； b.外 网 的 水 压 偏 高 或 不 稳 定 。 主 要 特 点 ： a.低 峰 时 由 外 网 直 接 供 水 ， 水 箱 贮 水 ； 高 峰 时 由 水 箱 补 水 。 简 单 ， 经 济 ， 无 能 耗 ， 易 管 理 。 b.利 用 水 箱 的 固 定 安 装 高 度 实 现 减 压 或 稳 压 供 水 。 （ 3） 设 水 泵 的 给 水 方 式 适 用 条 件 ： 外 网 的 水 压 经 常 性 不 足 a. 建 筑 内 部 用 水 均 匀 时 ， 采 用 恒 速 水 泵 供 水 方 式 b. 建 筑 内 部 用 水 不 均 匀 时 ， 采 用 变 速 水 泵 供 水 方 式 （ 水 泵 工 作 方 式 : 直 吸 式 水 泵 工 作 方 式 断 流 式 水 泵 工 作 方 式 ） 【 设 水 泵 的 给 水 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 工 作 方 式 (3) 变 频 （ 变 速 ） 供 水 基 本 原 理 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 ： 将 水 泵 后 的 压 力 变 化 数 据 变 为 电讯 号 输 入 中 ， 经 控 制 器 处 理 后 传 递 给， 改 变 电 机 点 电 源 的 工 作 频 率 ， 从 而改 变 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 。 。 控 制 器 传 感 器 （ 压 力检 出 传 送 器 ）变 频 器 （ 4） 水 泵 、 水 箱 联 合 给 水 方 式 适 用 条 件 ： 外 网 的 水 压 经 常 性 不 足 且 建 筑 内 部 用 水 不 均 匀 主 要 特 点 ： a.由 水 泵 向 小 型 水 箱 及 时 供 水 ， 保 证 系 统 水 压 ； b.采 用 恒 速 水 泵 增 压 ， 确 保 高 效 工 作 ； c.通 过 水 箱 调 节 供 水 和 用 水 之 间 的 不 平 衡 流 量 。 （ 5） 气 压 给 水 方 式 适 用 条 件 ： 外 网 的 水 压 经 常 性 不 足 ， 建 筑 内 部 用 水 不 均 匀 ， 且 不 宜 采 用 水 泵 、 水 箱 供 水 主 要 特 点 : a.利 用 密 闭 罐 内 空 气 的 压 缩 性 能 来 贮 存 、 调 节 和 输 送 流 量 ; b.设 备 简 单 ， 管 理 方 便 ， 可 置 于 建 筑 中 任 意 部 位 。 【 气 压 给 水 装 置 的 组 成 】 （ 1） 密 闭 罐 （ 2） 水 泵 （ 3） 补 气 装 置 （ 4） 控 制 装 置 HminHmax （ 6） 分 区 给 水 方 式 适 用 条 件 ： 外 网 的 水 压 能 满 足 部 分 楼 层 供 水 需 要 主 要 特 点 : a.将 建 筑 分 为 若 干 个 给 水 区 域 ， 下 部 区 域 采 用 直 接 给 水 方 式 ， 上 部 区 域 采 用 水 泵 （ 或 水 泵 、 水 箱 联 合 ） 供 水 方 式 。 b.可 充 分 利 用 外 网 的 水 压 ， 节 约 系 统 运 行 能 耗 。 c.节 省 设 备 投 资 ， 降 低 基 建 费 用 ， 利 于 设 备 维 护 。 四 、 消 防 给 水l 消 防 给 水 系 统 消 防 给 水 系 统 是 扑 灭 火 灾 ， 保 护 国 家 财 富和 人 民 生 命 财 产 安 全 的 给 水 系 统 。 火 灾 虽是 偶 然 事 故 ， 一 旦 发 生 危 害 无 穷 ， 因 此 对消 防 供 水 要 求 极 为 严 格 ， 必 须 使 供 水 管 网及 设 备 ， 处 于 警 备 状 态 ， 保 证 消 防 的 用 水需 求 。 消 防 系 统l 建 筑 消 防 给 水 系 统 ：l 建 筑 消 防 给 水 系 统 是 设 置 在 建 筑 物 内 部 的消 防 给 水 管 道 和 设 备 。 一 般 将 该 系 统 分 为 多 层建 筑 消 防 系 统 和 高 层 建 筑 消 防 系 统 。l 多 层 建 筑 （ 低 层 ） ： 指 9层 及 9层 以 下 的 住 宅 建 筑 和 建 筑高 度 在 24m以 下 的 其 他 建 筑 物 。l 高 层 建 筑 ： 指 10层 及 10层 以 上 的 住 宅 建 筑 以 及 建 筑 高 度超 过 24m的 其 他 民 用 建 筑 。 第 二 节 水 泵 和 贮 水 设 备一 、 离 心 式 水 泵（ 一 ） 离 心 水 泵 的 基 本 构 造 、 工 作 原 理 和 工 作 性能（ 1） 水 泵 的 基 本 构 造 泵 壳 、 叶 轮 、 吸 水 管 和 压 水 管 、 阀 门 和 其 它 附 件（ 2） 工 作 原 理（ 3） 工 作 性 能 A. 流 量 B. 扬 程 C. 轴 功 率 D. 效 率 水 泵 工 作 方 式2.工 作 方 式 分 类 ： 按 启 动 时 的 充 水 方 式 ： 1） 自 吸 式 : 2） 自 灌 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 随 用 水 情 况 而 变 化 ： 1） 变 速 式 2） 恒 速 式 水 泵 工 作 方 式 (1)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 工 作 方 式 (2)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 (二 )离 心 水 泵 的 选 择 水 泵 流 量 和 扬 程（ 1） 流 量 ： 单 位 时 间 内 提 升 的 水 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 水 泵 的 选 择(2)、 水 泵 的 扬 程 ： 为 保 证 用 水 点 的 流 出 水 头 而 增 加 的 机 械 能 Hb = H1 + H2 + H3 + H4 H0 Hb :水 泵 的 扬 程 （ mH2O); H1: 引 入 管 起 点 至 最 不 利 点 的 高 差 （ m); H2: 最 不 利 点 的 流 出 水 头 （ mH2O); H 3: 最 不 利 管 段 的 水 头 损 失 （ mH2O); H4： 通 过 水 表 的 水 头 损 失 （ mH2O)； H0 ： 外 网 资 用 水 头 （ mH2O)。 H10 0H2H3HBH0 三 、 水 箱1. 水 箱 的 作 用 1） 贮 水 和 调 节 作 用 2） 减 压 作 用 3） 稳 压 作 用2. 水 箱 的 种 类 及 规 格 按 用 途 分 ： 1） 高 位 水 箱 2） 减 压 水 箱 3） 冲 洗 水 箱 4） 断 流 水 箱 水 箱 的 材 料 与 安 装按 材 料 分 ： 1） 钢 制 水 箱 2） 钢 筋 混 凝 土 水 箱3. 水 箱 上 的 管 道 设 施 及 安 装 1） 进 水 管 4） 排 水 （ 放 空 ） 管 2） 出 水 管 5） 信 号 管 （ 液 位 计 ） 3） 溢 流 管 6） 通 气 管 4、 水 箱 容 积 的 确 定确 定 VS：1） 只 设 水 箱 的 给 水 方 式 经 验 公 式 ： 大 型 建 筑 VS =（ 10 20） % Qd 中 小 型 建 筑 VS =（ 50 100） % Qd Qd 建 筑 的 最 高 日 用 水 量 ， m3/d。 水 箱 容 积 的 确 定2） 水 泵 水 箱 联 合 供 水 方 式 a.水 泵 手 动 启 动 时 经 验 公 式 ： VS =（ 12 20） % Qd b.水 泵 自 动 启 动 时 经 验 公 式 ： VS =（ 5 8） % Qd 5、 水 箱 安 装(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 hs H2 + H3 H2： 最 不 利 点 的 位 置 ； H3： 最 不 利 管 路 的 水 头 损 失 （ mH2O） 。B. 安 装 要 求 h 1 0.4m 水 箱 的 安 装 高 度hs h1 四 、 水 塔 与 贮 水 池 （ 生 活 用 水 调 节 容 积 ） 的 确 定 （ 1） 按 经 验 法 确 定 ： 取 最 高 日 用 水 量 的 15（ 2） 按 计 算 公 式 确 定 ： Vs = (qb-ql)Tb qb: 水 泵 的 出 流 量 （ 建 筑 的 最 大 时 用 水 量 ） （ m3/h ） ； ql: 水 池 的 进 水 量 （ 从 市 政 管 网 接 管 ） （ m3/h ） ； T b :水 泵 连 续 运 行 时 间 （ h ） 。 五 、 气 压 给 水 装 置 利 用 密 闭 罐 内 空 气 的 压 缩 性 能 来 贮 存 、 调 节 和 输 送水 量 的 装 置 。1. 气 压 给 水 装 置 的 组 成 （ 1） 密 闭 罐 （ 2） 水 泵 （ 3） 补 气 装 置 、 （ 4） 控 制 装 置 Hmin 气 压 设 备2.气 压 给 水 装 置 的 分 类 和 工 作 原 理(1) 分 类 按 充 水 、 充 气 方 式 ： 双 罐 式 单 罐 式 按 供 水 压 力 是 否 变 化 ： 定 压 式 变 压 式 按 气 水 接 触 方 式 ： 补 气 式 隔 膜 式 气 压 设 备(2)工 作 原 理 （ 变 压 式 ） a.送 水 过 程 工 作 初 期 工 作 末 期 P PminPmaxHmax Hmin HminH 气 压 设 备3.气 压 给 水 装 置 的 工 作 特 点 及 适 用 条 件 1、 工 作 特 点 优 点 ： 1） 灵 活 性 大 设 置 位 置 不 受 限 制 ； 2） 占 地 面 积 小 ， 工 期 短 ， 土 建 费 用 低 ； 3） 可 自 动 工 作 ， 便 于 管 理 ； 4） 水 质 不 易 受 污 染 。 气 压 设 备缺 点 ： 1） 调 节 容 积 小 ， 贮 水 量 少 ； 2） 采 用 压 力 容 器 ， 耗 用 钢 材 多 ； 3） 采 用 变 压 式 设 备 时 有 压 力 波 动 ； 4） 能 耗 大 。 2、 适 用 条 件 有 升 压 要 求 ， 但 不 适 宜 设 置 水 塔 和 高 位 水 箱 的 场 所 ，如 地 震 区 、 军 事 性 建 筑 、 临 时 建 筑 。 1.管 道 布 置 的 基 本 要 求（ 1） 确 保 安 全 供 水 和 良 好 的 水 利 条 件 ， 力 求 经 济 合 理 ；（ 2） 保 护 管 道 不 受 损 坏 ；（ 3） 不 影 响 安 全 生 产 和 建 筑 物 的 使 用 ；（ 4） 便 于 安 装 维 修 。2.布 置 形 式（ 1） 上 行 下 给 式 （ 2） 下 行 上 给 式第 三 节 室 内 给 水 管 网 的 布 置 与 敷 设 第 四 节 、 用 水 定 额 、 设 计 秒 流 量 计 算1、 建 筑 所 需 水 量（ 1） 建 筑 生 活 用 水 的 不 均 匀 性 及 其 原 因 影 响 用 水 的 主 要 因 素 有 ： A.建 筑 物 的 性 质 B.气 候 条 件 和 生 活 习 惯 C.卫 生 设 备 完 善 程 度 D.管 理 水 平 给 水 设 计（ 2） 建 筑 生 活 用 水 定 额 （ 用 水 量 标 准 ） 我 国 各 种 不 同 类 型 的 建 筑 物 的 生 活 用 水 量 标 准 ， 是国 家 组 织 有 关 单 位 在 325个 观 测 区 实 测 资 料 的 基 础 上 参考 国 外 情 况 确 定 的 。 包 括 ： A.住 宅 生 活 用 水 定 额 B.集 体 宿 舍 、 旅 馆 和 公 共 建 筑 生 活 用 水 定 额 C.工 业 企 业 建 筑 生 活 用 水 定 额 D.居 住 区 生 活 用 水 定 额 给 水 设 计(3)最 高 日 用 水 量 和 最 大 时 用 水 量l 最 高 日 用 水 量 Qd Qd = m qd m： 用 水 单 位 数 （ 人 数 ， 床 位 数 ） ； qd： 用 水 定 额 （ L/人 ， d） 。l 最 大 时 用 水 量 Qh Qh = Kh（ Qd / T） K h： 时 变 化 系 数 ； T： 建 筑 用 水 时 间 （ hr） 。 建 筑 内 的 生 活 用 水 量 在 1昼 夜 、 1小 时 里 都 是 不 均 匀的 ， 为 保 证 用 水 ， 生 活 给 水 管 道 的 设 计 流 量 应 为 建 筑 内卫 生 器 具 按 最 不 利 情 况 组 合 出 流 时 的 最 大 瞬 时 流 量 ， 即设 计 秒 流 量 。（ 1） 给 水 管 道 设 计 秒 流 量 的 确 定 方 法 A.经 验 法 B.平 方 根 法 （ 半 理 论 半 经 验 法 ） C.概 率 法2.给 水 管 网 设 计 秒 流 量 秒 流 量 计 算(2)我 国 的 确 定 方 法A. 对 于 用 水 时 间 集 中 ， 设 备 使 用 集 中 ， 同 时 给 水 百 分 数 高的 建 筑 ， 如 工 业 企 业 生 活 间 、 公 共 浴 室 、 食 堂 、 剧 院 、体 育 馆 等 ， 采 用 经 验 法 。 qg =qonob% （ 4-11） B. 对 于 用 水 时 间 长 ， 设 备 使 用 不 集 中 ， 用 水 极 不 均 匀 的 建筑 ， 如 住 宅 、 集 体 宿 舍 、 宾 馆 、 医 院 、 办 公 楼 等 ， 采 用平 方 根 法 。 q g = 0.2（ N ） 1/2+ C N （ 4-10） 1、 同 时 给 水 百 分 数 b： 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 b3 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、 给 水 当 量 给 水 管 道 负 荷 计 量 基 准 1 给 水 当 量 = 0.2 L/S 额 定 流 量几 点 说 明 : 第 五 节 管 网 水 力 计 算 简 介3.给 水 管 网 的 水 力 计 算 计 算 内 容 ： （ 1） 确 定 管 径 （ 2） 计 算 最 不 利 管 路 的 水 头 损 失 （ 3） 校 核 系 统 所 需 水 压 （ 1） 确 定 管 径 依 据 Q =（ 1/4） d 2 u 查 水 力 计 算 表 （ 附 录 -4） ， 通 过 控 制 流 速 确 定 管径 。 经 济 流 速 范 围 ： A.接 卫 生 器 具 的 支 管 为 0.6 1.2m/s; B.干 管 、 立 管 和 横 管 为 1.0 1.8m/s. 计 算 步 骤 ： A. 找 出 最 不 利 管 路 ， 根 据 流 量 变 化 的 节 点 对 各 管 段 编 号 ， 并 量 出 各 管 段 的 长 度 ； B. 计 算 各 管 段 的 沿 程 和 局 部 水 头 损 失 （ hy） hy = iL hj =（ 25 30） iL 最 不 利 管 路 的 水 头 损 失 hy hj(2)计 算 最 不 利 管 路 的 水 头 损 失 (4)水 压 校 核 ： 引 入 管 起 点 与 最 不 利 用 水 点 的 高 差 ； ： 最 不 利 用 水 点 的 流 出 水 头 ； ： 最 不 利 管 路 中 的 水 头 损 失 ； ： 通 过 水 表 的 水 头 损 失 。 校 核 结 果 ： A. O ， 外 网 水 压 满 足 建 筑 需 要 ， 计 算 结 束 ； B. O 稍 小 于 ， 需 调 整 部 分 管 段 的 管 径 ； C. O 远 小 于 ， 需 调 整 给 水 方 案 。