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1、第1节 给水系统和给水方式,一、建筑内给水系统及其分类,1 建筑给水系统由以下几个部分组成,引入管:室外给水管网与室内给水管网之间的联络管。,水表节点:水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的闸门、泄水装置的总称。,一、建筑内给水系统及其分类,1 建筑给水系统由以下几个部分组成,给水管网:由水平干管、立管、支管等组成的管道系统。,配水龙头或生产用水设备。,给水附件:给水管路上的闸门、止回阀、减压阀等,2 建筑给水系统的分类,生活给水系统 供给人们饮用、盥洗、沐浴、烹饪用水。 生产给水系统供给生产原料和产品洗涤、设备冷却及产品制造过程用水。 消防给水系统供给各类消防设备,二、建筑给水管网所需
2、压力,建筑给水管网所需的压力,是保证将所需的水量供到各配水点,并保证最高最远的配水龙头具有足够的流出水头。,H = H1 + H2 +H3 + H4,H 室内给水管网所需的压力,mH20;,H1室内给水引入管起点至最高最远配水点的几何高度,m;,H2 计算管路的沿程水头损失和局部水头损失之和, mH20;,H4 计算管路最高最远配水点所需的流出水头, mH20;,H3 水流经水表时的水头损失, mH20;,建筑内给水系统所需压力估算:,三 给水方式,1 简单给水方式,室外管网压力、水量在一天的时间内均能满足室内用水需要。,2 水泵水箱联合供水:,室外管网压力低于或经常不足,且室内用水又不很均匀
3、建筑。,特点:水泵及时向水箱充水,使水箱容积减小,又由于水箱的调节作用,使水泵工作状态稳定,可以使其在高效率下工作,同时水箱的调节,可以延时供水,供水压力稳定,可以在水箱上设置液体继电器,使水泵启闭自动化。,3 单设水箱或水泵供水方式,单设水箱供水方式:,室外管网水压周期性不足,一天内大部分时间能满足需要,仅在用水高峰时,由于水量的增加,不能保证建筑上层的用水时。,水泵给水方式:若一天内室外给水管网压力大部分时间不足,而且室内用水量较大而均匀,可采用水泵给水方式,4 气压给水设备,气压给水设备是利用密闭贮罐内压缩空气的压力变化,调节和压送水量,起到增压和水量调节的作用。由气压水罐、水泵机组、管
4、路系统、电控系统等组成。,这种给水方式适用于室外管网水压经常不足,不宜设置高位水箱或水塔的建筑(如隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术要求较高的建筑等),但对于压力要求稳定的用户不适宜。,5 分区供水方式:高层建筑中,管网静水压力很大,下层管网由于压力过大,管道接头和配水附件等极易损坏,而且电能消耗也不合理,因此,必须进行竖向技术分区。,四 消防给水,可分为二类 室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统,(一)室内消火栓给水系统,该系统用于扑救建筑物内的初期火灾。,消火栓系统的组成:,由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵等组成。,水枪是灭火的主要工具,其作用在于
5、收缩水流,增加流速,产生击灭火焰的充实水柱;水带两端分别与水枪及消火栓连接;水枪、水带、消火栓合设于有玻璃门的消防水箱中。,室内消火栓的布置位置,各层均应设置消火栓 消防电梯前室应设室内消火栓 应设在明显易于取用地点(楼梯间、走廊、出入口处),室内消火栓的布置位置,栓口离地面高度为1.1m 同一建筑,同一规格。, 室内消火栓的配置:应保证规定的水柱股数同时达到室内任何地点。,当要求有一股到达室内任何地且消火栓双排布置时,其布置间距计算,S=1.4 R,S是消火栓布置间距, R是消火栓作用半径,它们单位都是米。,消火栓系统给水方式:,设置消防给水系统,必须按消防规范要求。在一般建筑内,消防与生活
6、或生产用水组成合并的给水系统。只有在对消防要求很高,如高层建筑或用合并系统在技术和经济上不合理时,才设置独立的消防给水系统。,(二)自动喷洒消防系统,在火灾危险性较大、燃烧较快、无人看管或防火要求较高的建筑中(如易燃车间、仓库、百货商店、高层建筑、剧院等),需装设自动喷洒消防系统。,当发生火灾时,喷水头能自动喷水灭火,并同时发出火警信号。,(二)自动喷洒消防系统,在火灾危险性较大、燃烧较快、无人看管或防火要求较高的建筑中(如易燃车间、仓库、百货商店、高层建筑、剧院等),需装设自动喷洒消防系统。,此类系统用于扑救建筑物内的初期火灾,据资料统计,灭火效率在97以上。,湿式自动喷洒系统,湿式管系中经
7、常充有压力水,着火时室温升高,喷头的闭锁装置熔化而脱落、水即自动喷洒灭火。同时发出火警信号。湿式系统供水简便、迅速、较为安全可靠,多用于常年温度不低于4且不大于70C的场所。,干式喷水灭火系统,组成:闭式喷头、管道系统、干式报警阀、充气设备供水设施等。,干式喷水灭火系统,特点:在干式报警阀前的管道内充有压力水,报警阀后的管道内充以压力气体(空气或氮气)。反应较慢。 适用于环境温度70的场所 。,预作用喷水灭火系统,组成:无压气体的管网、自动报警装置、供水设施及探测和控制系统组成。,预作用喷水灭火系统,特点:管道中平时无水,呈干式,充以低压压缩空气。火灾发生时,由火灾探测系统或手动开启控制预作用
8、阀,使消防水进入阀后管道,当闭式喷头开启后,即可喷水灭火。适用于建筑装饰要求高,灭火要求及时的建筑物。,雨淋自动喷水灭火系统,组成:火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施等。,雨淋自动喷水灭火系统,特点:在雨淋阀后的管道,平时为空管。火灾发生时,管道内给水是通过火灾探测系统控制雨淋阀来供给,雨淋阀开启后被保护区内所有喷头一起喷水,出水量大,灭火及时。适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。,喷雾系统,特点:喷雾喷头,把水粉碎成细小的水雾滴之后喷射到不在燃烧的物质表面,通过表面冷却、窒息以及乳化、稀释的同时作用实现灭火。,适用:扑灭可燃液体火灾、电器火灾。,水幕消防系统,作
9、用:防止火灾蔓延,或防止火焰窜过门、窗等,以阻止火势扩大。在建筑物内,由于各种原因不允许设置防火墙、防火卷帘时,常采用水幕消防设备作为阻火设施,防止火势从一处向另一处蔓延。,水幕消防系统,该系统适用于需防火隔离的开口部位,如舞台与观众之间的隔离水帘、消防防火卷帘的冷却等。,第2节水泵和贮水设备,一、离心式水泵,(一) 离心式水泵的基本结构、工作原理及工作性能,离心泵的主要过流部件有吸水室、工作轮和压水室。,离心泵的主要过流部件,吸水室位于叶轮的进水口前面,起到把液体引向叶轮的作用;,离心泵的主要过流部件,压水室主要有螺旋形压水室(蜗壳式)、导叶和空间导叶三种形式;,离心泵的主要过流部件,工作轮
10、是泵的最重要的工作元件,是过流部件的心脏,由盖板和中间的叶片组成。,离心泵的主要过流部件,离心泵工作前,先将泵内充满液体,然后启动离心泵,叶轮快速转动,叶轮的叶片驱使液体转动,液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去,同时叶轮从吸入室吸进液体,,离心泵的工作,在这一过程中,叶轮中的液体绕流叶片,在绕流运动中液体作用一升力于叶片,反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体,这个力对液体做功,使液体得到能量而流出叶轮,这时液体的动能与压能均增大。,离心泵的工作,离心泵的基本工作参数,流量(Q):单位时间内通过水泵的水的体积,单位常用m3/h或L/s。,总扬程(H):当水流过水泵时,水所获得的
11、比能增值,单位常用 mH20。,轴功率(N):水泵从电机处所获得的全部功率。单位常用 kW。,离心泵的基本工作参数,设计工况 :当流量为水泵的设计流量时,效率为最高,这种工作状况称为水泵的设计工况,也称额定工况,相应的各种工作参数称为设计参数(额定参数),水泵的额定参数标明于水泵的铭牌上。,(二) 离心泵的选择,应使水泵扬程H大于给水系统最大小时设计流量时所需的压力H S.U,应使水泵的流量Q大于给水系统最大小时的设计流量q,(二) 离心泵的选择,根据水泵的流量Q、扬程H,按水泵性能表确定水泵型号,考虑到运转过程中泵的磨损和效率降低,通常使Q/ H比q/ H S.U大1015。,二、水泵房,启
12、闭频繁的水泵应设置成自灌式,每台水泵宜单独设置吸水管,出水管上应设置阀门、止回阀、压力表、减震接头等,水泵设置减震装置,二、水泵房,泵房的通风和采光良好,应有排水措施,并不致冻结,机组的布置应有利于安装、检修和维护,三、高位水箱,作用:贮存、调节水量和保证水压 构造:通常用钢板或钢筋混凝土建造,其 外形有圆形及矩形两种。 水箱的设置高度应经水力计算后确定。,三、高位水箱,水箱的设置位置:一般设置在顶层或闷顶内,或平屋顶上。,1)进水管 设闸门、浮球阀2个;进水管距箱顶200mm。 2)出水管 可与进水管共用,设单向阀。 3)溢流管 高于最高液位50mm,管径比进水管大12#, 箱底以下可与进水
13、管同径。 4)泄水管 4050mm。 5)信号管 溢流管口以下10mm , DN20 。 6)通气管 管径一般50mm。,水箱配管,一般的居住和公共建筑内,只设置一个水箱;高层建筑和重要的公共建筑、生产建筑内,常设置两个或两个以上水箱。,第3节 室内给水管网的布置和敷设,一、引入管和水表节点,(一)引入管,讲述4个问题,1、引入管的位置:,充分利用外网压力;在保证供水安全的前提下,以最短的距离输水;力求水利条件最佳。,用水点分布不均匀:宜从建筑物用水量最大 处和不允许断水处引入。 用水点分布均匀:从建筑中间引入。,2、引入管的数目,一般只设一根引入管;用水量大,设有消防给水系统,且不允许断水的
14、大型或多层建筑,才设置二根或多根引入管。,3、引入管的埋设深度,主要根据城市或小区给水管网的埋深及当地的气候、水文地质和地面载荷而定,4、引入管穿越承重墙或基础时,应注意管道的保护。,(二)水表节点,引入管上装设水表时,在水表前后应有阀 门及放水阀。,放水阀主要用于检修室内管路时,将系统 内的水放空与检验水表的灵敏度。阀门的作用是关闭管段,以便修理或拆换水表。,(二)水表节点,水表节点在我国温暖地区可设在室外水表 井中;在寒冷地区常设于室内的供暖房间内。,建筑物的某部分或个别设备需计算水量 时,应在其配水管上装设水表;住宅建筑 应装设分户水表。,二、管网布置和敷设,(一)管网布置,管道布置的基
15、本要求:确保供水安全和良好的水力条件、力求经济合理;保护管道不受损坏;不影响生产安全和建筑物的使用;便于安装维修 。,二、管网布置和敷设,(一)管网布置,下行上给式的水平干管:通常布置在底层走廊内,走廊地下或地下室中。上行下给式的水平干管:一般沿最高层的顶棚布置。,消防管道的布置应符合建筑设计防火规范的要求。,(二)管道敷设,敷设形式 明装:管道外露,安装维修方便,造价低暗装:管道隐蔽,管道不影响室内美观, 施工复杂,维修困难,造价高 一般的民用建筑及厂房多采用明装; 高层建筑、宾馆、医院及洁净度要求高的 生产厂房则采用暗装。,敷设要求 给水管可与其他管道同沟敷设; 给水管穿墙壁、基础和楼板时
16、应预留孔洞; 墙中敷设时应预留墙槽; 空间敷设时必须采取固定措施,每隔适当距离应采用固定配件(如支、吊架等)加以固定。,引入管进入建筑物,(a)管卡;(b)托架;(c)吊环,三、管道的防腐、防冻、防结露及防噪声,(一)防腐 钢制给水管道(镀锌钢管除外)必须进行管道防腐。 管道防腐的简单办法:刷油,三、管道的防腐、防冻、防结露及防噪声,(二)防冻与防结露 方法:管道保温,(三)防噪声,噪声来源:4个方面,防止噪声的措施: (1)建筑设计时 (2)布置管道时 (3)选用质量优良的配件、器材及可曲扰橡胶接头等。 (4)安装管道及器材时,可采取的各种措施。,水泵的隔振与消声装置:橡胶隔振垫、阻尼弹簧减
17、震器、水泵进出水管上设置可曲挠橡胶接头、水泵出水管上设止回阀。,第4节 用水定额、设计秒流量和居住小区室外设计流量,一、用水定额及居住小区设计用水量,用水定额是指在某一度量单位内单位时间、单位产品等)被居民或其他用户所消费的量。,居住小区给水设计用水量应包括多项用水量,居民生活用水量,Qh:最大小时生活用水量,L/h; Qd:最高日生活用水量,L/d; T:建筑物使用时间,h; Kh:小时变化系数。,它是最大小时用水量和平均小时用水量之比,小区绿化,小区道路喷洒用水等,小区管网流失水量等,小区消防用水量等,二、设计秒流量、建筑物引入管的设计流量和建筑小区室外给水管道设计流量,1、设计秒流量,设
18、计秒流量的确定:是根据建筑物内的卫生器具类型、数目和这些器具的使用情况确定的。,对于住宅建筑物,由于用水的不均匀性较大,并且“逐时逐秒”地变化,对于建筑内部给水管道的计算,需要考虑最不利时刻最大用水量,即设计秒流量。,“卫生器具当量”:即把室内最低卫生水平的一个洗涤盆作为标准,其龙头的额定流量为0.2L/s作为一个当量,其他各种用具的给水额定流量均以它为标准换算成当量值的倍数,即“当量数”,这就统一了标准,可以用当量数进行流量计算。,室内给水管网的任一计算管段中生活用水的设计秒流量是按该管段卫生器具给水量同时出流概率来确定。,qg:计算管段的给水设计秒流量, L/s; U:计算管段的卫生器具给
19、水量同时出 流概率 Ng:计算管段的卫生器具给水当量总 数;,U决定于c和Ng; c 决定于U0; U0可以计算得到, 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公式,qg:计算管段的给水设计秒流量,L/s; :根据建筑物用途而定的系数,按表 查用; Ng:计算管段的卫生器具给水当量总 数;,工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等。,qg计算管段的给水流量,L/s; q0同类型的一个卫生器具给水额定流 量,L/s; n0同类型卫生器具数; b 卫生器具的同时给水百分数,2 建
20、筑物引入管的设计流量,当建筑物内生活用水由室外给水管网直接供水时,应取生活用水设计秒流量;当建筑物内生活用水全部由自行加压供水时,引入管的设计流量应为贮水调节池设计补水量,但其値应介于建筑物最高日最大时和最高日平均时生活用水量之间。,2 建筑物引入管的设计流量,当全部自行加压供水时,则应按室外直接供水和全部自行加压供水的各自计算设计流量值叠加之和作为引入管道的设计流量。,3 建筑小区室外给水管道设计流量,室外给水管网为枝状管网供水时,住宅、配套设施分别按前述公式计算。,居住小区人口在3000人以下时,室外给水管网为环状管网供水时,住宅应按最大用水时平均秒流量为计算管段的节点流量;文体、餐饮等应
21、以最大用水时平均秒流量为节点流量;文教、医疗保健以平均用水小时的平均秒流量为节点流量。,居住小区人口在3000人以上时,则不论管网形式,均应在各自流量基础上,还应再叠加区内一次火灾最大消防流量对管道进行水力计算。,居住小区室外给水管网若兼建筑消防供水,第5节 管网水力计算简介,水力计算的目的:确定各管段的管径;确定各管段的水头损失。,管网分成很多串联或并联的计算管段,水力计算针对每一个计算管段,然后将一段一段的计算管段加起来。,一、管径的确定,根据流量计算公式:q (/4)d2v,q管段设计秒流量,m3/s; d管径,m 。 v管段中的流速,m/s;,管段中的流速的确定:干管、立管流速:0.8
22、1.0m/s;支管流速:0.60.8m/s。消火栓系统给水管道内水流速度不宜大 于2.5m/s。自动喷水系统给水管道内水流速度不宜大于5.0m/s。,二、管网水头损失的计算,计算管段的水头损失为管道的沿程水头损失及局部水头损失之和;管网的水头损失为各计算管段的水头损失之和。,1、管道的沿程水头损失,hgiL,hg管道沿程水头损失,mH20; i单位管长的沿程水头损失,mmH20/m; L管道长度,m。,1、管道的沿程水头损失,di:管道计算内经,m; qg:给水设计流量,m3/S; Ch:威廉系数。,2、管道的局部水头损失,一般不需详细计算,可按管道沿程水头损失的百分数采用。,第6节 高层建筑
23、室内给水系统特点,高层建筑分界: 10层及10层以上的住宅建筑 建筑高度超过24m的公共建筑,高层建筑特点:,室内设备多、标准高,使用人数多,必须保证供水安全可靠;,管道系统静水压力较大,管道及管件承压高,应进行合理的竖向分区;,高层建筑特点:,楼层多、管线长,要求管材质量好,管道要考虑防震、防沉降、防噪音、防水锤、防管道伸缩变位;,人流频繁,各类井道多,必须设消防给水系统;,各种管道较多,一般需设置技术层。,一、高层建筑生活给水系统,(一)高层建筑给水系统竖向分区,高层建筑给水系统的不利因素:,由于静水 压力过大,必须采用耐高压管材、管件及配水器材; 由于压力过高,造成零件磨损,寿命降低,漏
24、水增加,检修频繁; 由于压力过大,容易产生水锤及水锤噪声; 维修管理费用和水泵运转电费增加;,下层水龙头的流出水头过大,产生流水噪声、振动噪声,龙头开启,水会呈射流喷溅影响使用,还使顶层水龙头产生负压及抽吸现象,形成回流污染;,解决上述问题的办法:竖向分区,给水系统分区的水压范围(最不利点卫生器具给水配件处的静水压力,旅馆、医院、住宅建筑:3035mH2O 办公楼建筑:3545mH2O 层高在 3.5m以下的建筑,以1012层作为一个供水分区。, 竖向分区的供水方式:,1、并联分区给水方式 各分区独立设置水箱和水泵,各区水泵集中设置在底层或地下室水泵房内。,2、分区串联给水方式 各分区独立设置
25、水箱和水泵,各区水泵分散设置在技术层中,低层的水箱兼作上一区的水池。,3、减压分区给水方式 整个楼层的用水量全部由设置在低层的水泵提升到屋顶总水箱后,再分送至各分区水箱,分区水箱起减压作用(释放静水压力)。,4、分区减压阀给水方式 与减压水箱类似,不同的是用减压阀代替 减压水箱。 整个楼层的用水量全部由设置在低层的水泵提升到屋顶总水箱后,再分送至各分区,各分区设减压阀起减压作用。 有使用前途。,(二)贮水池,因用水量很大,不允许生活水泵直接从外管网抽水,需要设置水池,由水泵从水池中抽水。,(二)贮水池,水池的有效容积应满足:不小于同时工作水泵15分钟的最大出水量;,吸水池的尺寸应满足各部件安装
26、、维修和正常运行的要求; 水泵开启运行的需要。,二、高层建筑消防给水系统,(一)高、低层建筑消防给水系统的划分,主要取决于城市消防队的灭火能力 低层建筑消防给水系统:利用室外消防车 高层建筑消防给水系统:立足于“室内自救”,(二)高层建筑室内消火栓给水系统,消防用水要求:火灾起始十分钟内能保证供给足够的消防用水量和消防水压; 还应满足火灾起始十分钟后三小时以内的消防用水量的要求。 见表45,高层建筑消火栓消防用水量。,1、消火栓给水系统用水量,2、室内消火栓,(1)栓口直径65 mm,水带长度25 m, 水枪喷咀口径宜采用19mm 。每支水枪的消防射流量5 l/s。,2、室内消火栓,(2)消防
27、竖管的布置应保证同层两个消火栓水枪的充实水柱同时达到本层任何部位;消火栓的间距不应大于30m;消火栓的消防射流充实水柱不应小于10m ,重要建筑其充实水柱不应小于13m 。,2、室内消火栓,(4)每个消火栓处应设启动消防水泵的远距离启动按钮。,室内消火栓消防人员使用。,(3)屋顶消火栓处的静水压力7mH2O,居住人员(非消防人员)使用。,3、自救式小口径胶管消火栓(又称水喉),4、室内消防给水管网,(1)高层建筑的室内消防给水管网必须与生活给水管网分开设置。,(2)高层建筑的室内消防给水管网在竖向、水平方向均布置成环状。,4、室内消防给水管网,(3)消防给水管道的进水管不应少于两条,并宜从建筑物的不同方向引入。,(4)水泵接合器的作用:消防车向建筑内管网输送消防水的接口设备。 室内消防给水管网水泵接合器的个数不应少于2个。,水泵接合器的特点:大火灾时,用消防车取室外消火栓、消防水池或天然水源的水,通过水泵接合器将水送入室内消防给水管网,补充建筑中的灭火水量。,水泵接合器的布置:接合器应设于消防车使用方便之处,并距消火栓或贮水池周围15 40m 之内。 水泵接合器的型式:地上式、地下式、墙壁上,高层建筑消防给水管网,分为不分区给水系统、分区给水系统。 a)建筑高度 50 m ,可采用不分区消防给水系统。 b)建筑高度 50 m , 宜采用分区消防给水系统。,
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