《建筑给水》PPT课件.ppt

建筑设备工程,建 筑 给 水,康侍民,第四章,2,一、建筑给水系统及其分类任务将室外给水管的水引入室内，并送到各用水点。组成引入管水表节点管道系统给水附件升压和贮水设备,4.1 给水系统和给水方式,分类1.生活给水系统水质必须符合国家规定的生活饮用水卫生标准。2.生产给水系统水质、水量、水压及安全等要求，因生产工艺不同而有很大差异。3.消防给水系统一般用于层数较多的民用建筑、大型公共建筑及某些生产车间等。水质要求不高，但其水压、和水量必须满足建筑防火规范的要求。,3,4.1 给水系统和给水方式,二、给水压力建筑物需要的给水压力与下有关：楼层数（高度）、供水点位置、出水压力要求。水压计算所需进水压力：H=Hg+Hz+HpHg最高用水点距引入管中心线的高差，Hz给水系统的阻力损失（包括管路和水表、阀门等附件），Hp最远配水点所需流出水头。,4,4.1 给水系统和给水方式,流出水头指各种配水龙头或用水设备，为获得规定的出水量（额定流量）而必须的最小压力。用来克服配水龙头内的摩擦、冲击和流速变化所产生的水流阻力。最小压力估算,5,4.1 给水系统和给水方式,三、给水方式影响因素建筑物状况：性质、高度、配水点布置外网压力需用压力用水量变化基本原则尽量直供尽量利用室外管网的水压直接供水；系统合并消防给水尽量与生活或生产给水合并；安全承压系统最低处设备静水压力不得超过设备的承压能力，否则应考虑分区,6,4.1 给水系统和给水方式,主要方式1.直接给水方式（简单给水方式）由室外管网直接供水给室内所有用水点，又称简单给水方式。特点：简单、经济，可避免二次污染。适用：室外管网水压、水量昼夜均能满足建筑内部用水需要的场所。问题：当室外管网压力不足时如何解决？当室内用户用水量很不稳定，且高峰需水量较大，外网供水量不够时如何解决？,7,4.1 给水系统和给水方式,2.水泵、水箱给水方式三种方式：水泵单独给水方式适用：室外压力大多时间不足，室内用水量较大且较均匀的建筑。对用水不均匀性较大的建筑，如住宅、高层建筑等，可考虑采用变速水泵运行方式，使水泵供水与建筑用水相接近。,8,4.1 给水系统和给水方式,水箱单独给水适用：室外水压大部分时间能满足，室内日用水量不大的建筑物中采用。在用水高峰时，由水箱调节。非高峰时间（一般在夜间），室外水压较高，由外网向水箱充水。这种方式要求准确的选择水箱容积，实际用水情况不易掌握。,9,4.1 给水系统和给水方式,水泵和水箱联合给水方式适用：室外压力经常或周期性不足，室内用水量很不均匀时。水泵起增压的作用，水箱起调节水量的作用。,10,4.1 给水系统和给水方式,3.气压给水方式利用密闭压力罐内的压缩空气，将罐中的水送到管网中各配水点。集加压、贮存和调节于一体。气压水罐：贮水、加压。用途：代替高位水箱。优点：投资少、建设速度快、灵活性大、容易拆迁、水质不易污染；缺点：调节容积小、供水压力波动大、水泵效率低、能耗高、造价高。,11,4.1 给水系统和给水方式,3.气压给水方式工作原理：水泵将水压入罐体，压缩机加压罐内空气，压迫罐内的水进入建筑给水系统，水的压力由压缩空气提供而不是水罐的高度产生的重力。,12,4.1 给水系统和给水方式,4.分区给水方式适用于：数层数较多，外网压力不足的建筑。采用直接给水方式，上部若干楼层水压不够；若全部采用水泵、水箱联合给水方式，整栋建筑水量较大，水泵和水箱容量要求大，且建筑底部管网系统内会产生较大的水静压力，特别对于高层建筑，底部管道接头和配水附件极易损坏。,13,4.1 给水系统和给水方式,4.分区给水方式分成上下两个供水区：下区采用直接给水，由城市管网直接供水；上区由水箱或水泵、水箱联合供水。优点：充分利用外网压力，不浪费能量。可减小水泵和水箱的规格。,14,4.1 给水系统和给水方式,四、消防给水消火栓自动喷淋室内消火栓给水系统任务：不同建筑类别要求不同。少层建筑供扑灭建筑物内初期火灾使用。依靠室外消防车直接扑救室内任何火灾。高层建筑立足自救，依靠室内消火栓灭火。设置按相关“防火规范”执行。,15,4.1 给水系统和给水方式,组成：水枪水带,16,4.1 给水系统和给水方式,组成：消火栓消防管网水源（消防水泵、水箱）,17,4.1 给水系统和给水方式,自动喷水灭火系统自动喷水、火灾报警。1.系统类型闭式喷头的喷口由热敏元件组成的释放机构所密封。用于一般可燃物场所的灭火。,18,4.1 给水系统和给水方式,四种闭式类型：湿式喷水灭火系统在喷水管网中经常充满有压力的水，失火时，闭式喷头的闭锁装置熔化脱落，水即自动喷水灭火，同时发出火警信号。使用简便，喷洒迅速，适用于常年温度高于4的房间。干式喷水灭火系统平时喷水管网中充满有压气体，只是在报警阀前的管道中经常充满压力水。作用迟缓、管理麻烦，设备投资大。适用于低于4或高于70的场合。,19,4.1 给水系统和给水方式,干湿式喷水灭火系统温暖季节充水，冬季充气。预作用喷水灭火系统平时充气；有火情时火灾探测器传递信号开启阀门向管网中充水，干式变为湿式；当火灾温度继续升高，喷头热敏元件作用，开启喷水。可减少误报发生水渍。,20,4.1 给水系统和给水方式,开式开式喷头，其出水口是敞开状态，由管网上的控制装置启动系统成组喷水。用于容易瞬间形成大面积火灾的场所灭火。类型：雨淋喷水灭火系统（洪水系统）发生火灾后，所有喷头一齐喷水灭火的自动喷水灭火系统。适用于燃烧猛烈、火势蔓延快、火灾损失大、要求迅速灭火的场所。,21,4.1 给水系统和给水方式,水幕系统主要用来阻隔火焰、热气流和热辐射的传播。水喷雾系统通过水喷雾喷头的机械作用，使喷出的水成为细小粒径的水雾，促使消防用水更迅速汽化，带走大量汽化热，冷却燃烧物质表面并以产生的水蒸汽隔开燃烧所需的氧气。,22,4.1 给水系统和给水方式,2.系统组成喷头报警阀报警装置喷水管网加压装置要求：设置自动喷水灭火设备的建筑物，还必需同时设置室内消火栓系统。,23,4.1 给水系统和给水方式,五、其它消防设备当不能使用水来作为灭火剂时，根据对象不同还可采用其它介质作为灭火剂的消防灭火系统，如：泡沫灭火、CO2灭火、喷雾灭火、蒸汽灭火、干粉灭火等。,24,4.1 给水系统和给水方式,25,25,4.2 水泵和贮水设备,一、水泵水泵装置建筑内部给水系统中一般采用离心泵。作用为流体输送提供动力，以保证流体输送所需要的压力和流量。工作原理：靠高速旋转的叶轮带动叶轮中的水作圆周，产生离心力，水流在离心力的作用下获得压能而输送出去。,4.2 水泵和贮水设备,立式泵 卧式泵,26,27,27,4.2 水泵和贮水设备,工作方式吸入式泵轴高于吸水池水面；,28,28,4.2 水泵和贮水设备,工作方式灌入式吸水池水面高于泵轴。,4.2 水泵和贮水设备,29,3.连接方式直接抽水直接由配水管网上吸水。优点：可充分利用城市管网的压力，系统比较简单，水质不易受到污染。缺点：会降低室外管网压力，影响周围其它用户的正常供水。限制使用。,4.2 水泵和贮水设备,30,贮水池抽水自备贮水池，水泵由水池抽水。贮水池通常同时存储生活和消防用水，对市政管网不造成压力影响，但水泵电能增加，水池水质易受到污染。,4.2 水泵和贮水设备,泵的选择基本参数：流量单位时间内通过水泵的水体积。水量传输的多少，m3/h、L/s扬程水泵进、出口压力差。水量输送的距离和高度，mH2O、Pa轴功率水泵从电机处所获得的全部功率。kW,31,4.2 水泵和贮水设备,选择水泵：1.水泵流量水泵、水箱联合给水系统：水泵流量取给水系统最大小时设计流量；单设水泵系统：水泵流量按给水系统设计秒流量确定。,32,4.2 水泵和贮水设备,选择水泵：2.水泵扬程水的提升高度 管路系统阻力出水点所需出水压力P=P2-P1考虑到磨损使效能降低以及设计误差，流量和扬程分别留出10%15%的余量。,33,水泵出口处压力P2,水泵入口处压力P1,4.2 水泵和贮水设备,二、水泵房1.布置位置底层、地下层。分区给水方式中，上区水泵设在技术层。减小建筑物的负荷，减小振动对建筑物的影响，降低噪声传递，也便于水泵吸水。要求远离安静房间，采取减震隔音措施。,34,水泵隔振安装结构示意图,4.2 水泵和贮水设备,2.建筑高度与耐火等级泵房建筑净高不小于3.2m；采用固定吊车时应保证起吊物底部与越过物顶部净距不小于0.5m。耐火等级：水泵房建筑应为12级耐火等级。,35,0.5m,4.2 水泵和贮水设备,3.机组布置基础间距基础高度一般高出地坪0.10.3m；基础深度：一般0.5m。,36,4.2 水泵和贮水设备,通道宽度主要人行道：1.2m；配电盘前：低压1.5m，高压2.0m。检修场地泵房内应设检修场地，面积由机组外形尺寸确定，周围留出走道宽度0.7m。修理间：1015m2 库房：5m2,37,机组流量大于200m3/h时：,4.2 水泵和贮水设备,通风采光排水泵房应当光线充足，通风良好。采光面积：一般为地板面积的1/71/6。地面设排水沟：排水沟以0.01的坡度坡向集水坑。,38,4.2 水泵和贮水设备,三、高位水箱作用：贮存、调节水量和保证水压。水箱容积有效容积构成因素：生活调节水量消防贮备水量安全备用水量三者之和。,39,4.2 水泵和贮水设备,水箱构造1.形状矩形、圆形、特殊形。水深一般为0.72.5m,40,4.2 水泵和贮水设备,41,4.2 水泵和贮水设备,2.材料钢筋砼、搪瓷钢板、不锈钢板、食品级玻璃钢等。3.接管进水管：由水箱侧壁或顶部接入，浮球阀或其它装置控制水的注入。出水管：由水箱侧壁或底部接出，高于池底50mm，保证出水水质。,42,4.2 水泵和贮水设备,3.接管溢流管：防止水箱水满溢出。泄水管：放空水箱中的水，用于清洗、维修。通气管：保证水箱内的大气压力平衡。,43,4.2 水泵和贮水设备,安装和布置钢梁和砼支墩支撑；箱底距水箱间地面高度：不小于0.4m；水箱间净高不小于2.2m，便于管道布置；水箱间应有良好的通风采光条件，室温不低于5，在有冻结及结露可能时，应采取保温及防结露措施。一般居住和公共建筑内，可设置一个水箱；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。,44,4.2 水泵和贮水设备,四、贮水池1.作用存贮和调节水量，并兼作水泵吸水之用。当市政给水系统发生故障或用水高峰时，通过贮水池的调节仍能满足建筑供水需要。2.位置可设置在室外或室内地下室。生活用水水池应远离化粪池、厕所、厨房等，溢流口标高应高出室外地坪0.01m。高层建筑一股都需要设置贮水池。,45,4.2 水泵和贮水设备,正在施工的室外贮水池：,46,4.3 室内给水管网的布置和敷设,一、引入管和水表节点引入管1.引入管数目一般室内给水管网只设一根；用水量大，设有消防给水系统，且不允许断水的大型或多层建筑，可设置二根或更多引入管。一般：1根量大、消防、不准断水：2根,47,4.3 室内给水管网的布置和敷设,一、引入管和水表节点引入管2.位置与深度方向：垂直于外墙进入；位置：宜选择建筑物最大用水量处和不允许断水处接入，并应考虑水表的安装和维护管理；室外埋深：由土壤冰冻深度及地面荷载决定。通常敷设在冰冻线下200mm，覆土不小于0.71.0m。,48,4.3 室内给水管网的布置和敷设,一、引入管和水表节点引入管3.入室方式浅埋基础从基础底部穿过；深埋基础穿过外墙基础或地下室墙壁进入。两种方式均需保护引入管不会因建筑物沉降而受到破坏。,49,4.3 室内给水管网的布置和敷设,水表节点1.位置：一般装设在建筑物外墙内或室外专门的水表井中。2.要求：防冻，装置水表的地方气温应在2以上；便于检修；查表方便；不受污染、不被损坏。,50,4.3 室内给水管网的布置和敷设,二、管网布置和敷设管路图式按水平干管的敷设位置，可分为：1.下行上给式水平干管敷设在底层或地下室天花板下。直接供水方式多采用这种方式。,51,4.3 室内给水管网的布置和敷设,2.上行下给式水平干管敷设在顶层天花板下或吊顶内。一般有屋顶水箱时采用这种形式。3.中分式水平干管敷设在中间技术层内或某中间层的吊顶内，向上下两个方向供水。,52,4.3 室内给水管网的布置和敷设,管道敷设明装、暗装。要求：安全可靠、满足维修及美观需求。明敷管道：尽量沿墙、梁、柱直线敷设；暗设管道：横管应敷设在地下室、设备层、管沟和顶棚内；立管应敷设在管井或竖向管槽内。,53,4.3 室内给水管网的布置和敷设,管道敷设管井每层需设检修门，暗设管道阀门处应留有检修门，以利于检修。管道应尽量避免穿越梁、柱，更不能在梁柱上凿孔。管道穿墙和楼板应预留孔洞，待管道装妥后，用水泥砂浆堵塞，以防孔洞影响结构强度。还应注意：防腐、防冻、防露、防漏及防噪声。,54,55,55,4.4 用水定额与设计用水量,一、用水定额用水定额某一度量单位内（单位时间、单位产品）被居民或其他用水者所消费的水量。按用水对象而不同：居民生活用水随地区（气候、生活习惯）和生活水平（设备类型和设置情况）而有不同。按有关设计规范取值。特点：一天中用水量变化较大。,56,56,4.4 用水定额与设计用水量,公共建筑用水视建筑类型和卫生设备设置状况确定，查设计规范取值。生产用水根据工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件确定。一种是按单位产品计算，另一种是按单位设备计算。特点是：在生产班期间内用水量均匀且有规律。消防用水与房屋性质、大小、层高及用途有关。按消防规范确定。,57,57,4.4 用水定额与设计用水量,二、设计用水量概念最高日用水量：按最高日用水定额确定的用水量。Qd=mqd(L/d)m用水单位数，人、床位；qd最高日用水定额，L/人d。平均小时用水量：最大日用水量在用水时间内的小时平均值，按平均日用水定额确定的用水量。Qp=Qd/T(L/h)T建筑物内一天的用水时间，h/d。,58,58,4.4 用水定额与设计用水量,最大小时用水量：Qh=Kh Qd/T(L/h)Kh时变化系数，最大小时用水量与平均小时用水量的比值。Kh=Qh/Qp,59,59,4.4 用水定额与设计用水量,设计秒流量以秒为时间段，最不利时刻的最大用水量。与建筑物内卫生器具的类型、数目及使用情况有关。卫生器具的给水当量为计算方便，以污水盆上使用的15mm直径普通水龙头在出流水头为2m时全开的流量。0.2L/s为1个给水当量（N）。,60,60,4.4 用水定额与设计用水量,设计秒流量的计算理论值：管段上所有配水龙头的流量之和；实际用水情况：需要引入三个修正系数：不同型卫生器具的同时作用百分数；同型卫生器具的同时作用百分数；配水龙头出流特性影响的流量降低百分数一般配水龙头的流量随龙头开启程度而逐渐增加。,61,61,4.4 用水定额与设计用水量,实际计算分为三种：1.室内给水管道与建筑类型和功能有关。按建筑类型分别采用不同的计算公式计算（如教材式4-5和式4-7）。2.建筑物给水引入管与建筑物给水方式有关。按建筑物给水方式，如是直接供水还是自行加压供水不同，采用不同的计算方法。,62,62,4.4 用水定额与设计用水量,3.小区室外给水管道与小区规模和服务设施有关。按小区人口和配套设施确定。,4.5 管道的水力计算,水力计算的目的：确定管网中各管段的管径和阻力损失，决定室内给水所需的压力。一、管径的确定计算公式管径的大小与管道所输送的流量及流速有关。q管段设计秒流量，m3/s；v管内流速，m/s；d管内径，m。,63,4.5 管网水力计算,管径计算：已知管段的设计秒流量q，选定流速v，便可得管径d。,64,4.5 管网水力计算,流速的影响在流量确定条件下：经济性：流速越高管径越小，投资越少；技术性：流速高则噪声大、振动大；且对配水龙头的出水量和压力产生极不稳定的影响。,65,4.5 管网水力计算,流速的确定原则：根据用水对象（生产、生活、消防等）和噪声要求；节省投资；降低噪声；减小阻力。经过经济技术比较确定。,66,4.5 管网水力计算,二、管网水头损失的计算阻力损失水流流过管道产生的能量消耗。常以水柱高度mH2O来表示，又称水头损失。计算内容：沿程损失hy由于流体分子间及与管壁的摩擦所消耗的能量，沿长度方向发生。hy=iL(kPa)（教材式4-10）i 单位管长水头损失，kPa/m，可由教材式4-9估算；（1mH2O=10kPa）L 计算管段长度，m。,67,4.5 管网水力计算,局部损失hj流体通过管道附件（阀门、三通、弯头等）产生局部旋涡和撞击而使系统消耗的能量。一般根据管道类别（生活、生产、消防等），按沿程损失的百分比计算。总阻力hz管网总阻力为各管道沿程阻力与局部阻力之和。hz=hy+hj,68,4.6 高层建筑给水系统,高层建筑给水系统特点：楼层多、高度大；系统静水压力大；给水管网需要竖向分区。减小分区系统高度，降低静水压力。避免水击形成噪声与振动，同时还不会因水压过大，水流喷溅而使用不便。,69,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式并联给水方式优点：各区水泵集中设置在底层或地下室，便于维护管理；各区给水系统相互独立，互不影响，供水较安全可靠。,70,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式并联给水方式缺点：上数区水泵扬程较大，管材耗用较多；水泵型号较多，水箱占用建筑使用面积。,71,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式串联给水方式优点：各区水泵按满足本区要 求设计（流量和扬程），工作效率高，能耗较少；管材总耗量少，节省初 投资。,72,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式串联给水方式缺点：水泵、水箱设在各区的技术层内，对技术层要求较高。需防振、防噪声、防漏水等。水泵分散布置，维护管理不便。,73,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式串联给水方式缺点：下数区的水箱容积过大，增加结构负荷和造价。工作不可靠，下面任一区发生事故，上数区供水便受影响。缺点较多，应用较少，一般用于100m的超高层建筑。,74,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式减压给水方式1.减压水箱方式底层水泵将整全部用水送至最高层水箱，由最高层总水箱向下通过各区水箱减压，依次向各下区供水。,75,屋顶水箱,减压水箱,贮水池,水泵,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式减压给水方式1.减压水箱方式优点：水泵型号少，布置集中，便于维护管理；减压水箱容积较小，便于布置；水泵、管道投资节省。,76,屋顶水箱,减压水箱,贮水池,水泵,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式减压给水方式1.减压水箱方式缺点：最高层总水箱容积大，增加了结构荷载；一次提升能耗大，转输管道管径需增加；安全可靠性差，上面任一区管道和水箱等设备出问题，都会影响下面的供水。,77,屋顶水箱,减压水箱,贮水池,水泵,4.6 高层建筑给水系统,一、高层建筑给水方式减压给水方式2.减压阀方式由屋顶水箱通过减压阀向各下区供水，代替各分区减压水箱。,78,4.6 高层建筑给水系统,这种方式安装方便，节省投资，提高建筑面积使用率。,79,屋顶水箱,减压阀,贮水池,水泵,4.6 高层建筑给水系统,二、高层建筑消防给水系统高层建筑立足自救。高层建筑室内消火栓给水系统1.消火栓布置各层均应设置（无可燃物的设备层除外）。保证有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。消火栓间距由计算确定，最大不应超过30m；栓口距地面1.1m。消火栓宜设在明显易于取用的地点，消防电梯前室设室内消火栓。,80,4.6 高层建筑给水系统,2.消防给水管道布置独立系统高层建筑消火栓给水系统应为独立系统，不得与生产、生活给水系统合用，但水池、水箱可以合用。（少层建筑消防给水宜与生产、生活给水管道系统合并）环状布置高层消防给水管道，不管是否分区，均应布置成环状网。,81,4.6 高层建筑给水系统,2.消防给水管道布置多头进水引入管不少于两条，宜从不同方向引入消防水池或消防泵房。水泵接合器建筑物外墙或附近应设消防水泵结合器，供消防车向室内管网供水。,82,4.6 高层建筑给水系统,消防水池、水箱、水泵1.消防水池容量原则应满足火灾延续时间内室内外消防用水总量的要求。消火栓灭火系统：一般为2-3小时；自动喷水灭火：按1小时计算。消防水池容量超过1000m3时，应分设两座或分成两格。,83,4.6 高层建筑给水系统,设置可合可分消防水池宜与生产、生活合用，也可独立设置。保水措施当与生产、生活用水合用一个水池时，应有消防用水不作他用的技术措施。补水时间消防水池的补水时间不宜超过48小时，缺水地区或独立的石油库区可延长到96小时。,84,4.6 高层建筑给水系统,2.消防水箱容量消防水箱应贮存10分钟的消防用水量。当室内消防流量不超过25L/s时，消防贮水量不宜大于12m3，当消防流量超过25L/s时，消防贮水量不宜大于18m3。,85,4.6 高层建筑给水系统,设置屋顶设置高层建筑屋顶设置消防水箱。靠重力保证室内最不利点消火栓和自动喷水喷头所需的压力。合用保障消防用水和其他用水可合用一个水箱时，应有消防贮水不被挪用的技术措施。水泵启动水箱箱底标高不能满足最不利点消火栓水压要求时，应在每个消火栓箱内或箱外设置直接启动消防水泵的按钮。,86,4.6 高层建筑给水系统,3.消防水泵引水措施消防水泵应有独立的吸水管，宜采用自灌式引水。,87,4.6 高层建筑给水系统,安全措施备用泵消防水泵房应配备备用泵，其工作能力不应小于一台主要泵。出水管备用消防水泵房应有不少于两条出水管与环网连接。每条出水管按全部用水量设计，出水管上宜设检查用的放水阀。供电保障应设备用电力，可采用双电源或双回路供电，有困难时，可配备发电机组。,88,4.6 高层建筑给水系统,自动控制消防水泵须装置自动控制设备，以保证能及时启动。,89,建筑室内给水,