获奖课件建筑给水排水理论与技术版

建筑给水排水理论与技术建筑给水排水理论与技术 市政与环境工程学院市政与环境工程学院 主要内容主要内容美国建筑给排水简介美国建筑给排水简介建筑给水建筑给水建筑排水建筑排水建筑雨水建筑雨水水泵加压及提升水泵加压及提升建筑给排水节能建筑给排水节能 简介简介l管管辖权联邦州州州大市大市小市小市房屋部消防部规划部公共卫生部管理区建设部规范执行官次规范执行官l相关规范相关规范建筑给排水规范建筑给排水规范统一建筑给水排水规范统一建筑给水排水规范国际建筑给水排水规范国际建筑给水排水规范5050个州，个州，3434个使用（美国国家标准局采用）个使用（美国国家标准局采用）美国标准建筑给水排水规范美国标准建筑给水排水规范美国残疾人法美国残疾人法职业安全及卫生法职业安全及卫生法工厂、实验室、医院工厂、实验室、医院消防规范消防规范美国消防协会美国消防协会建筑规范建筑规范第一第一讲l建筑给水建筑给水无负压给水技术与设备无负压给水技术与设备防止交叉连接污染防止交叉连接污染水力计算水力计算给水方案技术经济比较给水方案技术经济比较管道消毒管道消毒无负压给水技术与设备无负压给水技术与设备组成及工作原理组成及工作原理无负压给水设备组成无负压给水设备组成 1 1一稳流补偿器一稳流补偿器;2;2一真空抑制器一真空抑制器;3;3一水泵一水泵;4;4一控制柜一控制柜;5-;5-压力传感器压力传感器;6;6一负压表一负压表;7 7一过滤器一过滤器;8;8一倒流防止器一倒流防止器(可选可选);9);9一清洗排污阀一清洗排污阀;10;10一小流量保压管一小流量保压管;1111一止回阀一止回阀;12;12一阀门一阀门;13;13一超压保护装置一超压保护装置;14;14一旁通管一旁通管 A A一接市政给水管网或有压管网一接市政给水管网或有压管网;B;B一接用户管网一接用户管网 组成及工作原理组成及工作原理变频调速、真空抑制与稳流补偿、全密闭自平衡结构变频调速、真空抑制与稳流补偿、全密闭自平衡结构设备运行时对进水压力与出水设定压力的差额进行补压，当进水压力大于 等于出水设定压力时，设备自动停机，水流通过旁通管路由市政供水管道直接供水。在用水高峰期，当市政给水管网的供水管供水量瞬间小于用水量时，稳流补偿器、真空抑制器及其控制系统联合作用，稳流补偿器中的贮备水及时补充到用户中，同时抑制负压形成，且在系统运行的全过程中不与外界空气连通，全密闭运行。稳流补偿器是连接在市政给水管网的供水管与水泵进水口的特制密闭装置，不与外界空气连通，可配合真空抑制器实现无负压、全封闭和稳流调节作用，稳流补偿器内的调节 水量在进水量瞬间小于出水量时能及时补充给用户。真空抑制器则是根据稳流补偿器内的水量、水压等实现稳流补偿器内的压力平衡，使之不产生负压。特点特点与变频供水、气压供水相比较：与变频供水、气压供水相比较：相同点：采用变频技术对水泵实施调速运行；相同点：采用变频技术对水泵实施调速运行；采用压力容器进行水量调节采用压力容器进行水量调节变频供水不同点：水泵水池中吸水，变频供水不同点：水泵水池中吸水，静扬程保持不变静扬程保持不变；管网叠；管网叠压供水水泵从供水管网吸水，压供水水泵从供水管网吸水，静扬程随供水管网剩余压力而变静扬程随供水管网剩余压力而变化。化。变频调速供水只需对出水压力进行监测；管网叠压供水需要同变频调速供水只需对出水压力进行监测；管网叠压供水需要同时对进水和出水压力进行监测。时对进水和出水压力进行监测。特点特点气压供水不同点：气压水罐安装在水泵出水管上；稳流罐安装在气压供水不同点：气压水罐安装在水泵出水管上；稳流罐安装在水泵吸水管上；水泵吸水管上；气压水罐设置高度不受限制；稳流罐设置高度受到严格限制；气压水罐设置高度不受限制；稳流罐设置高度受到严格限制；气压水罐不可能产生负压；稳流罐可能出现负压；气压水罐不可能产生负压；稳流罐可能出现负压；气压水罐在正常供水时起水量调节作用；稳流罐在供水不足时起气压水罐在正常供水时起水量调节作用；稳流罐在供水不足时起水量调节作用；水量调节作用；气压供水水泵机组工频运行；管网叠压供水水泵机组变频运行；气压供水水泵机组工频运行；管网叠压供水水泵机组变频运行；气压供水利用空气的可压缩性将储水容器内的水压出并向用户供气压供水利用空气的可压缩性将储水容器内的水压出并向用户供水，管网叠压供水设备利用空气来解决负压问题以避免水泵抽水水，管网叠压供水设备利用空气来解决负压问题以避免水泵抽水供水管网形成负压。供水管网形成负压。设计计算设计计算一般规定一般规定(1)无负压给水系统应由具有相应资质的设计单位负责设计；(2)无负压给水系统设计时，应充分考虑市政供水管网材质、使 用年限等因素，同时应考虑市政供水管网的现有负荷和发展 需要。无负压给水设备的设计规模，应根据当地市政供水管 网的供水能力，结合建筑群规模、分期建设情况、建筑高度、建筑物的分布等因素，经技术、经济比较后予以确定。(3)无负压给水设备及系统应根据市政供水管网形式、常年水压、供水现状以及用户对水质、供水保证率的要求，可采用以下形式:1)单路市政供水水源进水;2)双路市政供水水源进水;3)高位水箱辅助供水等。设计计算设计计算一般规定一般规定(4)确定无负压给水设备的形式、型号和规格时，应考虑以下因素:1)给水系统形式;2)设计压力、市政给水管网的可资利用水压和压力变化、市政 管理部门的接管条件、设备自身水头损失;3)设计流量是按最大秒流量或最大小时流量进行选泵计算;4)设备安装条件;5)工作水泵的数量、性能及运行方式;6)供电条件;7)用户对供水的特殊要求等。设计计算设计计算设计流量设计流量 无负压给水设备应满足给水系统的设计流量要求。当给水系统中无调节水量设施时，无负压给水设备的设计流量应按给水系统的设计秒流量确定;当给水系统中有调节水量设施时，其设计流量则按最大小时流量确定。设计计算设计计算设计扬程设计扬程 无负压给水设备的设计扬程应满足最不利配水点所需水压。当系统较为复杂，最不利 配水点不易区别时，要选择若干个较不利的配水点进行计算，经比较后确定最不利配水 点，以保证所有配水点的水压要求。(1)无负压给水设备的设计扬程应按下式计算:H一一设计扬程一一设计扬程(mH2O);HI一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的标高差一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的标高差(m);H2一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的沿程水头损失一一引入管在设备连接点至最不利配水点处的沿程水头损失(mH2O);H3一一引人管在设备连接点至最不利配水点处的局部水头损失一一引人管在设备连接点至最不利配水点处的局部水头损失(mH20);H4一一最不利配水点所需的流出水头一一最不利配水点所需的流出水头(mH2O);H0一一最小进水压力，即引人管在设备连接点的市政供水管网可资利用水压一一最小进水压力，即引人管在设备连接点的市政供水管网可资利用水压(mH2O)。设计计算设计计算设计扬程设计扬程(1)无负压给水设备的设计扬程应按下式计算:1)有条件时，应考虑一定的富裕水头有条件时，应考虑一定的富裕水头(一般按一般按2.0 3.0mH2O 计计)，以适应不可预见，以适应不可预见 因素因素;2)计算时，应注意单位的一致性。计算时，应注意单位的一致性。设计计算设计计算设计扬程设计扬程(2)市政给水管网可资利用水压可按下式计算:H。一一市政给水管网可资利用水压。一一市政给水管网可资利用水压(mH2O);H5一一市政给水管网开口处的最不利水压，即用水高峰时市政供水管网开口处的最一一市政给水管网开口处的最不利水压，即用水高峰时市政供水管网开口处的最 小供水压小供水压力力(mH2O)。一般由现场实测或自来水公司提供。一般由现场实测或自来水公司提供;H6一一市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的沿程水头损失一一市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的沿程水头损失(mH2O);H7一一一一矶市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的局部水头损失矶市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的局部水头损失(mH2O);H8一一设有总水表的阻力损失一一设有总水表的阻力损失(mH2O);H9一一市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的标高差一一市政给水管网开口处至引人管在设备连接点的标高差(m);H10一一安全水头一一安全水头(mH2O);H11-倒流防止器的阻力损失。倒流防止器的阻力损失。设计计算设计计算设计扬程设计扬程(2)市政给水管网可资利用水压可按下式计算:1)H9是根据市政供水管网开口处与引人管的设备连接点的相对位置确定，该值有正、负之分。2)由于市政供水管网的水压是时刻波动的，因此在计算时，除应考虑利用市政给水 管网的最不利水压H5或市政管理单位所给允许利用的水压外，还应以市政给水管网的最 大供水压力来校核水泵的效率和超压情况。设计计算设计计算稳流补偿器容积计算稳流补偿器容积计算(1)稳流补偿器调节容积按下式计算:式中：Vt-稳流补偿器的调节容积(m3);Qq一一设计流量(m3/h);Q一一市政给水管网供水管的供水量(m3/h);T-用水高峰持续时间(h)，其大小与用水设计规模、当地用水习惯、用户性质和季节等因素有关，一般取 T=3min-30min。稳流补偿器容积与市政给水管网的允许利用水压、引入管的管径、管长、管材(与沿程水头损失和局部水头损失有关)、用水量、用水高峰持续时间以及稳流补偿器的安装位置等因素有关。设计计算设计计算稳流补偿器容积计算稳流补偿器容积计算(2)稳流补偿器总容积按下式计算:式中：一稳流补偿器可利用容积系数，一般宜采用0.75-0.85。当Qmax(市政供水最大流量)Qq时，稳流补偿器调节容积Vt，可取30s-300s的设计流量Qq；当QmaxQq时，需按上式校核稳流补偿器调节容积Vt并将 计算值作为稳流补偿器的选用依据。设计计算设计计算稳流补偿器容积计算稳流补偿器容积计算(3)市政给水管网供水管的(引人管)供水量按下式计算:式中：式中：Q一一市政给水管网允许供水量一一市政给水管网允许供水量(m3/h);一一管道局部阻力系数之和一一管道局部阻力系数之和;A一一-一引入管的管道比阻一引入管的管道比阻(S2/m6);L一一引人管计算长度一一引人管计算长度(m);Kb一一水表特性系数一一水表特性系数(m6/h2），当无总水表时，），当无总水表时，Kb应取无限大值。应取无限大值。稳流补偿器 主要结构尺寸(mm)总容积 调节容积 序号 规格型号(mm)(m3)(m3)公称直径DN 有效长度 DN600 x 1300 600 1300 0.339 0.254 0.288 2 DN800 x 1500 800 1500 0.687 0.515-0.584 3 DNl000 x 2000 10002000 1.439 1.079-1.223 4 DN1200 x 2400 1200 2400 2.487 1.865-2.114 5 DN1400 x 2800 1400 2800 3.950 2.962-3.357 6 DN1500 x 3000 1500 3000 4.858 3.643-4.129 7 DN1600 x3200 1600 3200 5.895 4.422-5.011 8 DN1800 x 3600 1800 3600 8.394 6.296-7.135 9 DN2000 x4000 2000 4000 11.514 8.636-9.787 10 DN2400 x48 2400 4800 19.897 14.923-16.912 11 DN2800 x 5600 2800 5600 31.596 23.697-26.856 12 DN3000 x 6000 3000.6000 38.861 29.146-33.032 北京某居住小区，设计总用户256户，每户3.5人，每人用水定额取250L/(人d),用水时间24h，小时变化系数取2.50。每户设有1个洗涤盆，1个坐便器，1个 洗脸盆，1个淋浴器，1个洗衣机水嘴。无负压给水设备泵房拟设于其中一栋楼的地下室，泵房地坪标高-4.50m(相对于室外地面标高)，市政供水管网开口处至引入管在设备连 接点间的距离约100m，并在引入管上设有4个90。钢制弯头，3个闸阀，1块总水表，1个 过滤器和1个倒流防止器。用水高峰时市政供水管网开口处的供水压力约0.20-0.25MPa。小区内无地势高差，且泵房处的室外地面与市政供水管网开口处地面标高相同，市政供水管网开口处中心埋深1.50m，稳流补偿器中心高度0.90m，且与设备出水总管的 中心线齐平。(1)若引入管拟采用一根DN100的钢管，试核算稳流补偿器的容积。(2)若引入管利用原来己有的一根DN80的钢管，试确定稳流补偿器的容积。解(1)计算设计秒流量 每户卫生器具及当量统计:洗涤盆1个当量N=1.0;坐便器1个当量N=0.5;洗脸盆1个当量N=0.75;淋浴器1个当量N=0.75;洗衣机水嘴1个当量N=1.0。小计:每户给水当量Ng=4。(3)(3)引入管为引入管为DN100DN100时，校核稳流补偿器容积时，校核稳流补偿器容积 用水高峰时市政给水管网压力约为0.20-0.25MPa，考虑到市政给水管网压力的不稳定性和周边用户后期发展的可能，市政给水管网最低供水压力H5取0.15MPa.(3)(3)引入管为引入管为DN100DN100时，校核稳流补偿器容积时，校核稳流补偿器容积 DN100钢管比阻A=267.4;从引人管所产生的局部阻力系数如下:DN100的90钢制弯头=0.63 4个 渐缩变径头DN100 x DN80(=15)=0.18 1个;渐扩变径头DN80 x DN100(=15)=0.10 1个;DN100闸阀(全开)=0.20 3个;DN100过滤器=3.00 1个;DN100倒流防止器=27.00 1个;合计:=33.4。故不需加大稳流补偿器容积，其大小可按最小容积进行设计。故只需配 用DN600 x 1300型的稳流补偿器。(4)(4)若引入管利用已有的若引入管利用已有的DN80DN80钢管时钢管时(水表大小不变水表大小不变)，情况又如，情况又如何何?DN80钢管比阻A=1168;从引人管所产生的局部阻力系数如下:DN80的90钢制弯头=0.52 4个 DN80闸阀(全开)=0.40 3个;DN80过滤器=4.70 1个;DN80倒流防止器=32.5 1个;合计:=40.44。需核算稳流补偿器的调节容积(4)(4)若引入管利用已有的若引入管利用已有的DN80DN80钢管时钢管时(水表大小不变水表大小不变)，情况又如，情况又如何何?式中Vt1为DN600 X 1300稳流补偿器总容积(m3);0.0353为DN600椭圆封头容积;0.175为封头的曲边高度(m);0.3为稳流补偿器半径(m)。由于Vt1Vt，故选用一套DN800 X 1500型稳流补偿器合理。用水高峰持续时间T一般取3-15min，取7min，而DN600 X 1300型稳流补偿器的调节容积Vt1为:稳流补偿器设置稳流补偿器设置稳流补偿器的设置应能满足工程设计的要求，且应尽量与水泵的布置相配套，做到结 构合理、比例匀称、布局紧凑，并应符合下列要求:(1)稳流补偿器容积应通过计算确定。当市政给水管网的进水管(引人管)供水量 瞬时小于用水量时，可采取增大稳流补偿器容积或调整进水管的管径。(2)在满足工程设计流量的前提下，尽量选用小容量的稳流补偿器，以节省投资和 占地。(3)稳流补偿器设计压力不应低于市政给水管网的最高水压，其压力等级通常可分为 0.6MPa、1.0MPa和1.6MPa三级，特殊情况，应另行设计。(4)稳流补偿器应优先选用不锈钢材质，且不锈钢的化学成分不得低于奥氏体不锈钢 OCr18Ni9(SUS304)的要求，不锈钢材料壁厚不应小于3mm;当选用碳钢材质时，应采 用符合生活饮用水卫生要求的食品级内衬防腐材料衬里。稳流补偿器设置稳流补偿器设置(5)稳流补偿器应优先选用已定型的，能实现批量生产的产品。(6)为配合工程建设需要，稳流补偿器可考虑近、远期结合选用。(7)大、中型无负压给水设备，应优先选用两个小容量的稳流补偿器与水泵机组串接 供水，以便运输和安装。(8)稳流补偿器宜落地安装，采用膨胀螺栓固定。当需设置独立的混凝土基础时，混 凝土基础应高于泵房地面0.1 0.3 m，且平面尺寸应比稳流补偿器鞍座底板每侧大0.2m 以上。真空抑制器选用真空抑制器选用真空抑制器应与稳流补偿器配套选用。真空抑制器按接口法兰尺寸可分为DN150、DN200和DN300三种规格，选用时应符合下表的规定。稳流补偿器公称直径(mm)DN 2000 真空抑制器接口法兰尺寸(mm)DN150 DN200 DN300 l防止交叉连接污染原因：组合给水系统中，由于火灾、管道破裂和误操作压力波动水质污染回流反虹吸反压受水器具负压引起给水系统回流负压引起给水系统回流出水端压力大于系统压力出水端压力大于系统压力预防措施预防措施预防措施预防措施空气间隙空气间隙出水管出口与卫生器具溢流沿之间的垂直距出水管出口与卫生器具溢流沿之间的垂直距离不得小于离不得小于2倍倍的出水管管径，的出水管管径，且不得小于且不得小于2.54cm注意溢流沿是指池子本省的边缘而不是指溢注意溢流沿是指池子本省的边缘而不是指溢流管或溢流口流管或溢流口真空破坏器真空破坏器常压式：无反压场合，绿化用的喷头，实验室龙头常压式：无反压场合，绿化用的喷头，实验室龙头压力式：有反压（真空破坏器出水管侧的水压大于大气压力式：有反压（真空破坏器出水管侧的水压大于大气压），锅炉补给水进水管压），锅炉补给水进水管接软管用：接软管用：预防措施预防措施预防措施预防措施真空破坏器真空破坏器常压式：常压式：一个止回阀和若一个止回阀和若干个与大气相通干个与大气相通的通气孔组成的通气孔组成止回阀瓣止回阀瓣安装位置必须高安装位置必须高于出水口于出水口15cm，设计时当具有一设计时当具有一定正压时就关闭，定正压时就关闭，14kPa通气孔通气孔P预防措施预防措施预防措施预防措施真空破坏器真空破坏器压力式：压力式：一个止回阀和一个止回阀和1个通气孔组成个通气孔组成安装位置必须高安装位置必须高于出水口于出水口30cm通气孔进水口测试口预防措施预防措施预防措施预防措施真空破坏器真空破坏器接软管：接软管：止回阀止回阀l水力计算比较水力计算比较设计秒流量比较设计秒流量比较中国：不同建筑有不同的公式中国：不同建筑有不同的公式美国：亨特曲线为基础美国：亨特曲线为基础7501300给水管网的水力计算给水管网的水力计算l计算公式计算公式伯努利方程伯努利方程HL 水头损失：沿程和局部损失水头损失：沿程和局部损失l沿程损失沿程损失给水管网的水力计算给水管网的水力计算管道摩擦损失的计算公式比较管道摩擦损失的计算公式比较美国：哈真美国：哈真-威廉姆斯公式威廉姆斯公式中国：不同管道使用不同的公式中国：不同管道使用不同的公式流速不变时，管径越小，单位长度的摩擦阻力损失越流速不变时，管径越小，单位长度的摩擦阻力损失越大，且以指数增加大，且以指数增加管径不变时，流速越大，单位长度的摩擦阻力损失越管径不变时，流速越大，单位长度的摩擦阻力损失越大，且以指数增加大，且以指数增加水流试验与管网计算水流试验与管网计算l给水方案技术经济比较给水方式的基本形式给水方式的基本形式给水方式的基本形式给水方式的基本形式n 依靠外网压力的给水方式依靠外网压力的给水方式 直接给水方式；设水箱给水方式直接给水方式；设水箱给水方式n 依靠水泵升压给水方式依靠水泵升压给水方式 设水泵的给水方式；设水泵、水箱联合供水；设水泵的给水方式；设水泵、水箱联合供水；气压给水方式；分区给水方式；分质给水方式气压给水方式；分区给水方式；分质给水方式经济技术比较方式经济技术比较方式经济技术比较方式经济技术比较方式静态技术：不考虑货币的时间价值静态技术：不考虑货币的时间价值静态技术：不考虑货币的时间价值静态技术：不考虑货币的时间价值pp偿还年限法：偿还年限法：偿还年限法：偿还年限法：2 2个方案的比较个方案的比较个方案的比较个方案的比较pp计算费用法：在标准资产偿还期内的计算费用计算费用法：在标准资产偿还期内的计算费用计算费用法：在标准资产偿还期内的计算费用计算费用法：在标准资产偿还期内的计算费用或或1年内的费用年内的费用W-计算费用；计算费用；P-基建费；基建费；E-年经营费；年经营费；T标标-偿还期；偿还期；K-投资效投资效率比较系数，按率比较系数，按0.15考虑。考虑。W越小，方案投资效果越好越小，方案投资效果越好动态技术：货币的时间价值，增值动态技术：货币的时间价值，增值动态技术：货币的时间价值，增值动态技术：货币的时间价值，增值p常年费用法crf-资金回收系数；i-复利率；n-工程经济寿命p现值法：将若干年后的资金换算成现值uspwf-贴现率A、M小，方案优例题例题 某小区均为某小区均为6层建筑，每户设有洗涤盆、大便器、浴盆、洗脸盆，无热层建筑，每户设有洗涤盆、大便器、浴盆、洗脸盆，无热水供应。方案采用的给水方式和各项费用见下表，进行方案的经济比较。水供应。方案采用的给水方式和各项费用见下表，进行方案的经济比较。水泵增压水泵增压水池、水泵水池、水泵气压罐气压罐单设水箱单设水箱水池水池-2070020700-泵房泵房152001620075000-水箱水箱-95700室外管网室外管网32600326003260027780室内管网室内管网897508975089750120000年电费年电费419178849180-泵房管理费泵房管理费576057605760-方式方式费用费用项目项目水泵增压水泵增压基建费基建费P1=15200+32600+89750=137550(元元)年管理费年管理费E1=4191+5760=9951(元元)水池、水泵水池、水泵P2=159250(元元)E2=13644(元元)气压罐气压罐P3=218050(元元)E3=14940(元元)单设水箱单设水箱P4=243480(元元)E4=0(元元)计算费用法计算费用法给水方式给水方式总费用总费用给水方式给水方式总费用总费用水泵增压水泵增压W W1 1=207207=207207气压罐气压罐W W3 3=322630=322630水池水泵水池水泵W W2 2=254758=254758单设水箱单设水箱W W4 4=243480=243480常年费用法常年费用法 n=20a,i=10%n=20a,i=10%给水方式给水方式常年费用值常年费用值给水方式给水方式常年费用值常年费用值水泵增压水泵增压A A1 1=26181=26181气压罐气压罐A A3 3=40669=40669水池水泵水池水泵A A2 2=32435=32435单设水箱单设水箱A A4 4=28730=28730取取 T T标准标准为为7 7年年现值法现值法给水方式给水方式现值现值给水方式给水方式现值现值水泵增压水泵增压M M1 1=222233=222233气压罐气压罐M M3 3=345189=345189水池水泵水池水泵M M2 2=275360=275360单设水箱单设水箱M M4 4=243480=243480l管道消毒清理和清洗清理和清洗消毒消毒液氯或次氯酸钠溶液液氯或次氯酸钠溶液50mg/L50mg/L的清水的清水24h24h多次开放多次开放清水或饮用水冲洗清水或饮用水冲洗0.2mg/L0.2mg/L第二讲l建筑污水排水建筑污水排水排水系统组成排水系统组成间接排水间接排水水在排水管道中的流动规律水在排水管道中的流动规律通气管系统通气管系统排水系统组成排水系统组成 卫生器具存水弯卫生器具存水弯 (2)排水管道排水管道(3)清通设备清通设备(4)提升设备提升设备(5)通气系统通气系统(6)截留池截留池截留池截留池设置要求设置要求通气管通气管高峰流量高峰流量分类分类沉砂池：污水中含有固体或半固体沉砂池：污水中含有固体或半固体截油池：洗衣店、洗车店截油池：洗衣店、洗车店截脂池：厨房等食物加工，餐具清洗设备等截脂池：厨房等食物加工，餐具清洗设备等去除效率大于去除效率大于90%90%严禁定期注入高温水或化严禁定期注入高温水或化学药剂学药剂严禁经过热交换器，用饮严禁经过热交换器，用饮用水冷却用水冷却存水弯存水弯自带存水弯自带存水弯外加存水弯外加存水弯水封水封在存水弯中实现在存水弯中实现一般要求：一般要求：1、高度至少、高度至少50mm2、几个池子可以共用一个存水弯。、几个池子可以共用一个存水弯。前提是：前提是：任何一个不得低于其他池子任何一个不得低于其他池子152mm以以上，且排水口距离不得大于上，且排水口距离不得大于762mm。池子排水出口到存水弯溢流水面的距池子排水出口到存水弯溢流水面的距离不得大于离不得大于610mm。水封水封不允许使用的存水弯不允许使用的存水弯A 有移动部件的存水弯有移动部件的存水弯B钟罩式存水弯等钟罩式存水弯等水封水封p不允许使用的存水弯不允许使用的存水弯C 冠顶通气的存水弯冠顶通气的存水弯D 内分隔型存水弯内分隔型存水弯水封水封p不允许使用的存水弯不允许使用的存水弯E 圆筒形存水弯圆筒形存水弯F管形的管形的S存水弯存水弯水封作用p水封高度50-100mm1/40025mm水柱的反压水分蒸发、安全系数采用50mm-100mm传统理念认为：水封能力与排水能力是一对矛盾体。水封越传统理念认为：水封能力与排水能力是一对矛盾体。水封越浅排水条件越好浅排水条件越好,但同时水封能力越低但同时水封能力越低;反之反之,加大水封深度提加大水封深度提高水封能力高水封能力,排水能力又必然下降。排水能力又必然下降。保证保证“正压动态有效水封正压动态有效水封”的高度的高度,降低降低“原始水封深度原始水封深度”,提高水封能力的同时提高排水能力。提高水封能力的同时提高排水能力。p水封破坏原因水封破坏原因正压喷溅、负压抽吸正压喷溅、负压抽吸 污水的流动状态（立管）：水塞流时压力波动大污水的流动状态（立管）：水塞流时压力波动大 设计时处于水膜流设计时处于水膜流 通气管通气管 降低排水能力降低排水能力 压力排水压力排水间接排水间接排水 防止交叉污染，洗手池、污水池和厨房的水池防止交叉污染，洗手池、污水池和厨房的水池空气间隙空气间隙空气隔断空气隔断空气间隙：适用于给水和排水空气间隙：适用于给水和排水 出水口到溢流水平面的距离（给水）出水口到溢流水平面的距离（给水）排水口到溢流水平面（一般指地面）的距离（排水）排水口到溢流水平面（一般指地面）的距离（排水）空气隔断：只有在排水中应用空气隔断：只有在排水中应用排水口到排水管中的水面或到受水器底部的距离排水口到排水管中的水面或到受水器底部的距离应用应用l间接排水承受器间接排水承受器普通地漏、池式地漏、竖管、漏斗、开式承口等普通地漏、池式地漏、竖管、漏斗、开式承口等应用应用l空气间隙应用：空气间隙应用：消防试验和放空排水、灭菌器排水、消防试验和放空排水、灭菌器排水、l空气隔断应用：空气隔断应用：洗衣机、洗碗机等洗衣机、洗碗机等水在排水管道中的流动规律水在排水管道中的流动规律立管的排水能力立管的排水能力水流流动随充满度变化而变化：水流流动随充满度变化而变化：附壁螺旋流附壁螺旋流水膜流水膜流水塞流水塞流1/3-1/4,1/3-1/4,气阻的作用气阻的作用水在排水管道中的流动规律水在排水管道中的流动规律立管水流的终点速度和终点长度立管水流的终点速度和终点长度终点速度：由慢逐渐增大直至极限时的速度终点速度：由慢逐渐增大直至极限时的速度终点长度：达到终点速度时经历的距离终点长度：达到终点速度时经历的距离水在排水管道中的流动规律水在排水管道中的流动规律水跃水跃VT 6倍V水平支管通气管系统的理论与公式通气管系统的理论与公式通气管系统通气管系统水气水气2相流相流气阻气阻压力增大压力增大水跃水跃水排入水排入公式公式1 1静压：用高度衡量静压：用高度衡量与与25mm25mm水柱相当的空气柱高度水柱相当的空气柱高度通气管系统通气管系统2 2 空气流动时的摩擦阻力空气流动时的摩擦阻力3 3 空气在立管中的流动空气在立管中的流动为什么立管通气管的管径与污水立管同径？为什么立管通气管的管径与污水立管同径？为什么在污水立管下端处设通气管？为什么在污水立管下端处设通气管？通气管系统通气管系统3 3 空气在立管中的流动空气在立管中的流动4 4 通气管的最大允许长度通气管的最大允许长度通气管系统通气管系统当雷诺数在当雷诺数在3000-100000之间时，之间时，4 4 通气管的最大允许长度通气管的最大允许长度通气管系统通气管系统当水温当水温20时，时，v=15.110-6，g=9.815 5 自然通风自然通风通气管系统通气管系统当污水流量很小，甚至为当污水流量很小，甚至为0时。时。通气管与通气方法通气管与通气方法系统组成系统组成立管通气管立管通气管通气立管通气立管通气管出口通气管出口延续通气管延续通气管卫生器具通气管卫生器具通气管公用通气管公用通气管存水弯臂存水弯臂环形通气管环形通气管循环通气管循环通气管减压通气管减压通气管1 1 存水弯臂存水弯臂卫生器具存水弯与通气管之间的距离卫生器具存水弯与通气管之间的距离最小距离：距离存水弯堰最小距离：距离存水弯堰口口2 2倍管径以外的地方倍管径以外的地方2d通气管系统通气管系统卫生设备排水管径（英寸）卫生设备排水管径（英寸）存水弯臂最大长度（存水弯臂最大长度（m）存水弯臂坡度存水弯臂坡度(%)1.250.7621.51.07221.52231.83243.052查阅查阅建筑建筑建筑建筑给给水排水有关水排水有关水排水有关水排水有关安全供水、同安全供水、同安全供水、同安全供水、同层层排水排水排水排水的文献，的文献，的文献，的文献，并并并并进进行行行行总结总结给给水排水水排水水排水水排水中国中国中国中国给给水排水水排水水排水水排水第三讲第三讲 雨水排水系统雨水排水系统l降雨强度、降雨历时和重现期降雨强度、降雨历时和重现期降雨强度：单位时间单位面积上降落的雨水体积，降雨强度：单位时间单位面积上降落的雨水体积，mm/hmm/h。概述概述A A，b b是常数是常数第三讲第三讲 雨水排水系统雨水排水系统l降雨强度、降雨历时和重现期降雨强度、降雨历时和重现期第三讲第三讲 雨水排水系统雨水排水系统l 径流量的计算径流量的计算K-常数常数 0.27810-3C-径流系数；径流系数；不同地面不同地面C值不同，如果一个汇水面有多种地面，值不同，如果一个汇水面有多种地面，C值加权平均。室内雨水排水系统值加权平均。室内雨水排水系统C=1l 雨水排水系统的计算方法雨水排水系统的计算方法同排水系统，满流计算。流速略高于污水排水同排水系统，满流计算。流速略高于污水排水系统。系统。l 分类分类室内雨排水系统的组成室内雨排水系统的组成合流制、分流制合流制、分流制主要系统、备用主要系统、备用系统系统l 组成组成室内雨排水系统的组成室内雨排水系统的组成室内雨排水：室内雨排水：雨水斗，溢流雨水雨水斗，溢流雨水斗斗90mml 组成组成室内雨排水系统的组成室内雨排水系统的组成室内雨排水：室内雨排水：立管与水平管立管与水平管第四讲第四讲 水泵加压及提升水泵加压及提升l 概述概述室内给排水常用水泵室内给排水常用水泵离心泵离心泵特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点流量、扬程、功率、转速和吸水高度流量、扬程、功率、转速和吸水高度特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点工作曲线工作曲线损失曲线损失曲线并联曲线并联曲线工作点工作点特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点功率曲线功率曲线效率曲线效率曲线特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点特性曲线、系统损失曲线、水泵的工作点净正压吸水水头净正压吸水水头实际净正压吸水水头实际净正压吸水水头水泵气蚀水泵气蚀水泵相似定律水泵相似定律变速水泵变速水泵水泵相似定律水泵相似定律叶轮直径对水泵性能的影响叶轮直径对水泵性能的影响l给水加压给水加压70%以上的时间，不到高峰用水量的以上的时间，不到高峰用水量的20%l给水加压给水加压70%以上的时间，不到高峰用水量的以上的时间，不到高峰用水量的20%l排水提升系统排水提升系统室内标高低于室外室内标高低于室外l排水提升系统排水提升系统室内标高低于室外室内标高低于室外l排水提升系统排水提升系统室内标高低于室外室内标高低于室外l排水提升系统排水提升系统室内标高低于室外室内标高低于室外l排水提升系统计算排水提升系统计算吸水井容积的计算吸水井容积的计算抽去有效抽去有效容积水的容积水的时间时间充满有效充满有效容积水的容积水的时间时间一般将有效容积按一般将有效容积按2-4min中的高中的高峰流量设计峰流量设计第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能l 建筑给排水耗能建筑给排水耗能建筑能耗约占整个社会能耗的建筑能耗约占整个社会能耗的1/31/3，位居榜首。建筑能，位居榜首。建筑能耗的主体是建筑墙、门、窗的导热损失耗的主体是建筑墙、门、窗的导热损失,其次是采暖、其次是采暖、空调的能耗。空调的能耗。建筑给排水专业在建筑能耗中所含的内容主要有建筑给排水专业在建筑能耗中所含的内容主要有:人民人民生活及从事工艺、生产、游乐、环境卫生、绿化、水景生活及从事工艺、生产、游乐、环境卫生、绿化、水景等活动的给水、排水、消防、热水、回用水等需要的能等活动的给水、排水、消防、热水、回用水等需要的能耗。耗。l 建筑给排水耗能建筑给排水耗能第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能l 建筑给排水节能原理建筑给排水节能原理节能概念与特点节能概念与特点给排水系统的能耗，主要是指维持给排水系统日给排水系统的能耗，主要是指维持给排水系统日常运行的能源消耗，包括：常运行的能源消耗，包括：水加热需要的热能，水加热需要的热能，如生活热水和开水的加热；如生活热水和开水的加热；水提升需要的动力水提升需要的动力能，如加压供水、排水和维持水循环。节能率能，如加压供水、排水和维持水循环。节能率E E衡衡量：量：W W1 1未采取节能措施的能耗；未采取节能措施的能耗；W W2 2节能设计后的能耗。节能设计后的能耗。第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能l 建筑给排水节能原理建筑给排水节能原理热热能节省原理能节省原理wr热水耗能量；热水耗能量；Q 加热量或热水系统的耗水量；加热量或热水系统的耗水量；t水加热前后的温度差；水加热前后的温度差；水加热设备的热效率。水加热设备的热效率。第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能l 建筑给排水节能原理建筑给排水节能原理热热能节省原理能节省原理wg管道传热损失能耗；管道传热损失能耗；D、L分别为管道外径和长度；分别为管道外径和长度；t管道内热水温度与管外环境温度的差值；管道内热水温度与管外环境温度的差值；n保温系数；保温系数；T 热损失持续时间；热损失持续时间；K 无保温时的管道传热系数；无保温时的管道传热系数；热热能节省原理能节省原理减小加热水量减小加热水量Q;Q;减小水温差减小水温差;提高设备加热效率提高设备加热效率;减小热水管道直径和热水管道长度减小热水管道直径和热水管道长度;提高管道保温系数提高管道保温系数;控制管道内热水温度与管外环境温度的差值控制管道内热水温度与管外环境温度的差值动动力能节省原理力能节省原理减小水泵出水量减小水泵出水量;减小水泵的静扬程减小水泵的静扬程;减小管网局部阻力系数减小管网局部阻力系数;提高水泵日常运行效率提高水泵日常运行效率;控制最不利点水压控制最不利点水压;第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能l 建筑给排水节能建筑给排水节能给水节能给水节能选择合理的供水系统选择合理的供水系统 充分利用市政管网压力充分利用市政管网压力 高层建筑系统分区高层建筑系统分区 居住小区的供水系统居住小区的供水系统选择合理的供水系统选择合理的供水系统 充分利用市政管网压力充分利用市政管网压力u力争掌握准确的市政管网水压、水量等可靠资料。力争掌握准确的市政管网水压、水量等可靠资料。u要满足使用要求。规范规定要满足使用要求。规范规定P0.05MPa,P0.05MPa,高档住宅使高档住宅使 用进口的水嘴时用进口的水嘴时,一般宜一般宜P 0.1MPaP 0.1MPau节水与节材的关系节水与节材的关系选择合理的供水系统选择合理的供水系统 高层建筑系统分区高层建筑系统分区u分区供水压力的选择：分区供水压力的选择：分区供水压力应按分区供水压力应按“规范规范”3.3.5 3.3.5 条执行条执行,即以配水即以配水点处静压点处静压P=0.45 MPa P=0.45 MPa 为界进行分区为界进行分区,且且P 0.35 P 0.35 MPa MPa 时宜加支管减压。时宜加支管减压。但工程设计中但工程设计中,设计人员往往是以控制用水点处设计人员往往是以控制用水点处P=P=0.35 MPa 0.35 MPa 就不再减压了就不再减压了,但从节能要求而言但从节能要求而言,宜将水宜将水表前支管压力控制为表前支管压力控制为0.15 MPa 0.15 MPa。选择合理的供水系统选择合理的供水系统 高层建筑系统分区高层建筑系统分区u减压阀的设置减压阀的设置应选用质量好的产品；应选用质量好的产品；从节能考虑从节能考虑,分区减压阀不宜串联设置分区减压阀不宜串联设置,且且减压比应符合减压比应符合建筑给水减压阀应用设计规程建筑给水减压阀应用设计规程(CECS 110:2000)(CECS 110:2000)或产品的要求；或产品的要求；按按建筑给水减压阀应用设计规程建筑给水减压阀应用设计规程选用减压阀选用减压阀,配配套附件不设旁通阀套附件不设旁通阀,并应将其设置在便于维护管理的并应将其设置在便于维护管理的地方。地方。选择合理的供水系统选择合理的供水系统 高层建筑系统分区高层建筑系统分区u推荐支管减压作为节能节水的重要措施推荐支管减压作为节能节水的重要措施p如上述按照如上述按照“规范规范”要求要求,以配水点处静压以配水点处静压0.45MPa 0.45MPa 进行给水分区进行给水分区,分区内不再采取其他分区内不再采取其他减压措施减压措施,则该区内大部分配水点将处于耗能耗则该区内大部分配水点将处于耗能耗水的状态。水的状态。选择合理的供水系统选择合理的供水系统 高层建筑系统分区高层建筑系统分区u推荐支管减压作为节能节水的重要措施推荐支管减压作为节能节水的重要措施普通水龙头普通水龙头节能水龙头节能水龙头全开全开半开半开全开全开半开半开最大流量最大流量0.720.420.460.29动压值动压值0.50.240.220.17静压值静压值0.370.370.30.3按水龙头的额定流量按水龙头的额定流量q=0.15L/sq=0.15L/s为标准比较为标准比较,节水龙节水龙头在半开、全开时其流量分别为额定流量的头在半开、全开时其流量分别为额定流量的2 2倍和倍和3 3倍。倍。选择合理的供水系统选择合理的供水系统 高层建筑系统分区高层建筑系统分区u推荐支管减压作为节能节水的重要措施推荐支管减压作为节能节水的重要措施p对对6767个水龙头实测个水龙头实测,其中其中4747个测点流量超标个测点流量超标,超超标率达标率达61%61%。p根据实测得出的陶瓷阀芯和螺旋升降式水龙头根据实测得出的陶瓷阀芯和螺旋升降式水龙头流量与压力关系曲线流量与压力关系曲线,可知可知Q Q与与P P 成正比成正比,Q,Q 越大越大,P P 越大越大,能耗也就越大。能耗也就越大。因此因此,限制水龙头前的水压对节水、节能意义很限制水龙头前的水压对节水、节能意义很大大,在给水系统设计中在给水系统设计中,应广泛推广支管减压的措施应广泛推广支管减压的措施,如采用质量好的可调式小减压阀等是非常必要的。如采用质量好的可调式小减压阀等是非常必要的。选择合理的供水系统选择合理的供水系统居住小区的供水系统居住小区的供水系统u供水泵站宜相对集中、适中布置供水泵站宜相对集中、适中布置,防止因供水防止因供水干管管线过长干管管线过长,加大管道沿程阻力损失加大管道沿程阻力损失,导致水导致水泵扬程偏高泵扬程偏高,增加能耗增加能耗,且给用户带来超压且给用户带来超压(离泵离泵站近处站近处)、噪声、水压不稳定等问题。、噪声、水压不稳定等问题。u应与小区集中热水系统协调布置。应与小区集中热水系统协调布置。l 建筑给排水节能建筑给排水节能供水设备供水设备常用供水方式常用供水方式市政水源市政水源水池水池加压泵加压泵高位水箱高位水箱用户用户市政水源市政水源水池水池加压泵加压泵气压罐气压罐用户用户市政水源市政水源水池水池变频调速加压泵变频调速加压泵用户用户市政水源市政水源叠压供水设备叠压供水设备(无负压供水设备无负压供水设备)用户用户供水设备供水设备4 4种供水方式的能耗比较种供水方式的能耗比较供水供水方式方式 泵组泵组（H,Q）水泵运水泵运行工况行工况能耗能耗供水安全供水安全稳定性稳定性消除二消除二次污染次污染一次一次投资投资运行运行费用费用高位高位水箱水箱H(1)、Q=Qh高效段高效段1最好最好差差11气压气压供水供水H(2)=(1.18-1.54)H(1)、Q2=1.2Q1比比1稍差稍差1比比1差差较差较差1稍稍1变频变频H(3)H(1)、Q3qs部分时部分时间低效间低效1比比1差差较差较差11叠压叠压H(4)H(3)、Q4=Q3稍优于稍优于31最差最差好好11注注:Qh 为最大小时流量为最大小时流量,qs 为设计秒流量。为设计秒流量。一次投资包括供水设备、水池、一次投资包括供水设备、水池、水箱及设备用房等水箱及设备用房等;运行费用指电费。运行费用指电费。叠压供水的能耗取决于可利用市政供水压叠压供水的能耗取决于可利用市政供水压力力P 的大小及其与系统所需供水压力的大小及其与系统所需供水压力Pd 之比值，和变频调速泵组的配置与水泵扬之比值，和变频调速泵组的配置与水泵扬程选择的合理性。程选择的合理性。节水器具与仪表节水器具与仪表节水龙头节水龙头公共场所的卫生间应推荐采用非接触公共场所的卫生间应推荐采用非接触(感应式感应式)水嘴、便器冲水阀水嘴、便器冲水阀,这样既节能节水又卫生这样既节能节水又卫生,不应不应采用无控制花管长流水的小便槽。采用无控制花管长流水的小便槽。水表及计量装置。水表及计量装置。企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等推荐刷卡用水。推荐刷卡用水。第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能热水节能热水节能热源选择热源选择生活热水供应系统所耗能源占整个建筑能耗的生活热水供应系统所耗能源占整个建筑能耗的10%10%30%,30%,其中用于制备生活热水的热源又占其系统能耗其中用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的的85%85%以上。以上。l集中热水供应系统热源选择集中热水供应系统热源选择p工业余热、废热；工业余热、废热；p地热水资源；地热水资源；p太阳能太阳能第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能热水节能热水节能l局部热水供应系统热源选择局部热水供应系统热源选择局部热水供应系统的热源可因地制宜的采用太阳能、局部热水供应系统的热源可因地制宜的采用太阳能、空气源热泵、电、燃气等。当采用电作为热源时空气源热泵、电、燃气等。当采用电作为热源时,宜采用储热式电热水器宜采用储热式电热水器,以降低耗电功率。以降低耗电功率。第五讲第五讲 建筑给排水节能建筑给排水节能热水节能热水节能基本参数的合理选择与设计基本参数的合理选择与设计l热水用水定额热水用水定额居住建筑的热水用水定额除水资源丰富的炎热地区居住建筑的热水用水定额除水资源丰富的炎热地区外外,推荐按推荐按“规范规范”热水用水定额中的低限值选用。热水用水定额中的低限值选用。热水节能热水节能l热水量、耗热量计算热水量、耗热量计算p设计计算用水人数、单位数应尽量准确。设计计算用水人数、单位数应尽量准确。p小时不均匀系数小时不均匀系数K Kh h值是影响设计小时耗热量大小值是影响设计小时耗热量大小的关键参数的关键参数类别类别Kh类别类别Kh住宅住宅4.62.75浴室浴室3.21.5别墅别墅4.22.45医院医院3.72旅馆旅馆3.42.2餐饮餐饮2.61.5幼儿园幼儿园4.82.7办公办公5.72.5热水节能热水节能l供水水温供水水温在满足配水点处最低水温要求的条件下在满足配水点处最低水温要求的条件下,适当采用适当采用低的供水温度。一般集中热水供应系统水加热设备低的供水温度。一般集中热水供应系统水加热设备的供水温度可为的供水温度可为505060 60。l供水水质及水质处理供水水质及水质处理热水节能热水节能系统设计系统设计l配水点处冷热水压力的平衡配水点处冷热水压力的平衡p高层建筑的冷、热水系统分区应一致高层建筑的冷、热水系统分区应一致,各区水加热各区水加热器、储水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应。器、储水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应。p同一供水区的冷、热水管道宜相同布置并推荐采同一供水区的冷、热水管道宜相同布置并推荐采用上行下给的布置方式。用上行下给的布置方式。p应采用被加热水侧阻力损失小的水加热设备应采用被加热水侧阻力损失小的水加热设备,直接直接供给生活热水的水加热设备的被加热水侧阻力损失供给生活热水的水加热设备的被加热水侧阻力损失宜不大于宜不大于1mH1mH2 2O O。热水节能热水节能系统设计系统设计l 合理设置热水回水管道合理设置热水回水管道 保证循环效果保证循环效果,节能节水。节能节水。l站室站室p 小区集中热水供应系统应与小区给水系统统一规划小区集中热水供应系统应与小区给水系统统一规划设计设计,以利冷、热水系统分区一致以利冷、热水系统分区一致,各用水点处冷热水各用水点处冷热水压力平衡。压力平衡。p水加热站宜靠近用热水量大的用户布置水加热站宜靠近用热水量大的用户布置,以减少管路以减少管路热损失。热损失。热水节能热水节能 加热设备选型加热设备选型 管材、阀件及水表选择管材、阀件及水表选择 保温及管道敷设保温及管道敷设 对运行管理提出设计要求对运行管理提出设计要求参考资料：参考资料：1 1 美国建筑给水排水设计美国建筑给水排水设计 经济日报出版社，经济日报出版社，20062006年年2 2 建筑给水排水工程学建筑给水排水工程学 中国建筑工业出版社，中国建筑工业出版社，20022002年年3 3 一些有关压力流雨水系统和真空排水的文章一些有关压力流雨水系统和真空排水的文章