第4章建筑内部给水系统.ppt

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1、第四章 建筑给水,建筑给水系统和给水方式 水泵和贮水设备 室内给水管道的布置和敷设 用水定额、设计秒流量 管网水力计算简介 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。 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

2、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) 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,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

3、（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+40N N2,三、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，

4、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

5、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： 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。,（4）水泵、水箱联合给水方式 适用条件：

6、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,（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

7、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,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,建筑消防给水系统： 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。 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

8、物。 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

9、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（mH

10、2O); H3: 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)。,H1,H0,三、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 =（1020）% Qd 中小

11、型建筑 VS =（50100）% 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 =（1220）% Qd b.水泵自动启动时 经验公式： VS =（58）% 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 hsH2 + 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 h10.4m,水箱的安装高度,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

12、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 ）； Tb :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,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,Pm

13、in,Pmax,Hmax,Hmin,H,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

14、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

15、最大时用水量 最高日用水量 Qd Qd = mqd m：用水单位数（人数，床位数）； qd：用水定额（L/人，d）。 最大时用水量 Qh Qh = Kh（Qd / T） Kh：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

16、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。 qg = 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

17、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0.61.2m/s; B.干管、立管和横管为1.01.8m/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 =（2530）iL 最不利管路的水头损失 hyhj,(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。,