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第一章建筑给水系统
建筑给水工程是供应小区范围内和建筑内部的生活用水、生产用水和消防用水的一系列工程设施的组合.
建筑给水系统按用途可分为三类:生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统。
1、生活给水系统
为民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、盥洗等生活方面所设的供水系统.
生活给水系统又分为:单一给水系统和分质给水系统
单一给水系统:生活给水系统,符合饮用水水质标准;
分质给水系统:直饮水系统、生活用水系统、中水系统.
要求:对水压、水量和水质都有要求。水质必须符合国家规定的饮用水水质标准。
2、生产给水系统
指工业建筑或公共建筑在生产过程中使用的给水系统,供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤,以及各类产品制造过程中所需的生产用水或生产原料.
要求:不同的生产工艺对水质、水压和水量要求也不同。
生产给水系统又分为:直流水系统、循环水系统、复用水系统。
3、消防给水系统
消防给水是供给以水为灭火的各类消防设备用水的供水系统。
根据《建筑设计放火规范》的规定,对于某些层数较多的民用建筑、大型公共建筑及容易发生火灾的仓库、生产车间等,必须设置室内消防给水系统.
要求:对水质无要求,但必须保证足够的水量和水压.
建筑中三类给水系统,可以按照水质、水压和水量以及室内外给水系统情况,考虑技术、经济和安全条件等方面因素,:
生活—-生产共用给水系统
生活-—消防共用给水系统
生产—-消防共用给水系统
生活-—生产—-消防共用给水系统
一般建筑给水系统主要由一下几部分组成:
1、引入管
自市政给水管网将水引入室内的管段,也称进户管。
2、水表节点
指安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。
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3、给水管网
给水系统中水平干管、立管、支管的总称。
4、给水附件
管道系统中调节和控制水量的各类阀门、水龙头等总称。
控制附件:闸阀、止回阀、截止阀等;
配水附件:淋浴器、水龙头、冲洗阀等。
5、升压和贮水设备
在室外管网压力不足或室内对安全用水、水压稳定有要求时,需设置水箱、水泵、气压给水装置、水池等增压和贮水设备。
6、消防设备
消火栓、报警阀、水流指示器、水泵结合器、喷头等.
7、给水局部处理设备
给水深处理构筑物和设备。
1。3建筑给水方式
供水方式即供水方案,取决于室内给水系统的需求和市政管网提供的水压、水量。典型的给水方式主要有一下几种:
1、直接给水方式
如图1—2
(1)适用条件:当室外管网的水压、水量能经常满足用水要求,建筑内部给水无特殊要求时,采用此种方式.
(2)优点:供水较可靠,系统简单,投资省,并可以充分利用室外管网的压力,节约能源。
(3)缺点:系统内部无贮备水量,室外管网停水时室内立即断水。
2、设水箱给水方式
如图1—3
(1)这种方式是将建筑内部给水系统与室外给水管网直接,并利用室外管网压力供水,同时设高位水箱调节流量和压力
(2)适用条件:当一天内室外管网大部分时间内能满足建筑内用水要求,仅在用水高峰时,由于室外管网压力降低而不能保证建筑物上层用水时,采用此种方式。
(3)优点:系统简单,投资省,可以充分利用室外管网的压力,节省能源;供水可靠性比直接供水方式好
(4)缺点:设置水箱会增加结构负荷。
一般建筑物内水箱的容积不大于20m3.
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3、设水池、水泵、水箱的给水方式
(1)如图示1—4
(2)适用条件:当室外管网中的水压经常或周期性地低于建筑内部给水系统所需压力,建筑内部用水量较大且不均匀时,宜采用设置水泵和水箱的联合供水方式。
(3)优点:1)供水可靠,供水压力比较稳定;2)水泵可及时向水箱充水,使水箱的容积大为减小;3)在水箱中采用水位继电器等装置,可以使水泵启闭自动化;4)可以使水泵在高效率下工作.
(4)缺点:系统复杂,管理麻烦;投资较大。
4、气压给水方式
当遇到设有贮水池、水泵和水箱的给水方式的适用条件时,且建筑物不宜设置高位水箱,可采用气压给水方式。
5、设变频调速水泵的给水方式
变频调速水泵又称变频调速给水设备,是将单片机技术、变频技术和水泵机组相结合的给水设备。
优点:高效运行,节能效果显著;
多台水泵循环启动,可靠性高;
全程自动化
结构紧凑,便于管理
水质不会二次污染
水压稳定,适应能力强
缺点:价格贵;对环境要求高;停电即停水,需有备用电源。
6、分区给水方式
高层建筑常采用竖向分区的供水方式。若不分区,水压过高,会给建筑带来许多不利之处,如:①龙头开启,水流喷溅,影响使用:②管网须用耐高压管材、零件及配水附件;③由于压力过高、水嘴、阀门、浮球阀等器材磨损迅速,受命缩短,漏水增加,检修频繁;④低层龙头流出水头过大,产生噪音;⑤水压过大,易产生水锤及水锤噪音;⑥维修管理费和运行电费增高。
为了消除上述弊端,高层建筑高度达到某一程度时,其给水系统必须做竖向分区,每个分区负担的层数一般为10~12层。
主要的分区方式有:串联式、并联式和减压式。
、管件及其附属配件
一、管材
建筑给水常用的管材可分为金属管和非金属管。
1、金属管
(1)钢管
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常用金属管有:钢管、铸铁管、铜管、不锈钢管等。
钢管有焊接钢管和无缝钢管两种。同时每种钢管又分为镀锌(白管)和不镀锌(黑管)两种。
钢管连接方式:螺纹连接(丝扣)、焊接和法兰连接.
民用建筑和公共建筑生活用水可采用镀锌钢管,消防喷淋、雨淋系统报警阀后必须使用热浸镀锌钢管,消火栓系统可使用钢管。
镀锌钢管逐渐被塑料管代替。
(2)铸铁管
分为灰口铸铁和球墨铸铁。
(3)铜管
一般用于输送酸类、盐类等具有腐蚀性流体,也可用于冷、热水配水管.
优点:重量轻、经久耐用、节能节流、水质卫生,常用于高档建筑的冷热水管.
连接方式:焊接、螺纹连接。
2、非金属管
(1)、塑料管
优点:化学稳定性好,耐腐蚀,物理性能好,不燃烧、无不良气味、质轻而硬,密度仅为钢的1/5,壁光滑、易切割.
缺点:强度低,耐久性和耐高温性差。
目前应用较多的塑料管有:聚***乙烯管(PVC)、聚丙烯管(PP)、聚乙烯管(PE)、聚丁烯管等。
连接方式:承插粘接、螺纹连接、热熔连接、法兰连接.
(2)、复合管
常用的有铝塑复合管、钢塑复合管。
铝塑复合管内外壁式塑料层,中间夹以铝合金为骨架.
优点:重量轻、耐压强度好,阻力小,耐腐蚀性强,可曲挠、接口少,安装方便。
连接方式:铜管件以卡箍、卡套式连接(螺纹挤压)。
二、管件
管道螺纹时,在延长、转弯、分支、变径等处,都要使用相应的管件来连接。焊接时使用管件较少,主要使用弯头。
常用管件有:管箍、活接头(由任)、弯头、三通、四通、丝堵、。
管箍-—连接两根同径或异径管;
活接头--用于需要经常拆卸的部位;
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三通或四通—-管道分支处;
弯头-—管道转变方向时使用,有45º和90º弯头等;
丝堵——用来堵塞管道一端活预留孔;
三、附属配件
附件是安装在管道及设备上启闭和调节装置的总称。一般分为配水附件和控制附件两大类。
配水附件用来调节和分配水流。如各式水龙头。
控制附件用来调节水量、水压、关断水流、改变水流方向。如球形阀、闸阀、截止阀、止回阀、浮球阀、安全阀等。
(一)配水附件
1、球形阀配水式龙头
用于洗涤盆、污水盆、盥洗槽等处。
2、旋塞式配水龙头
阻力小,启闭灵活。用于浴池、洗衣房、开水间等处。
3、盥洗龙头
设在洗脸盆上,有鸭嘴式、角式、长脖式等。
4、混合龙头
可调节冷热水比例,可供淋浴洗涤用,样式很多.
5、其他
脚踏龙头、延时自闭龙头、红外线电子自控龙头。
(二)控制附件
1、截止阀
开启和关断水流,不能调节流量。关闭严密,但水流阻力大,安装时主意方向。主要用在管径小于50㎜的管道上.
2、闸阀
开启和关闭水流,也可调节流量。水流阻力小,但关闭不严密。主要用于管径大于50㎜的管道上。
3、止回阀
用来阻止水流的反方向流动。安装时主意方向性,不可装反。主要用于水泵出口、水表出口等处。
止回阀有两种:
升降式止回阀——装于水平管道上,水头损失较大,只适用于小管径。
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旋启式止回阀——一般直径较大,水平、垂直管道上均可安装。
适用于输送清洁介质,对于带固体颗粒和粘性较大的介质不适用。
4、球阀
利用一个中间开孔的球体做阀心,靠旋转球体来控制阀的开启。
优点:结构简单,体积小,重量轻,开关迅速,操作方便,流体阻力小。
5、浮球阀
可以自动进水、自动关闭。多安装于水池或水箱上用来控制水位。
口径为15㎜~100㎜。
6、电动阀、电磁阀
在自动要求高的供水系统中采用电动阀或电磁阀。电动阀调节流量,电磁阀起启闭作用。
7、安全阀
为了管网和其他设备中压力不超过规定的范围,须装安全阀。安全阀有弹簧式和杠杆式两大类。
8、减压阀
。
9、蝶阀
结构简单,外形尺寸小,适合做大口径的阀门。适用于输送水、空气、煤气等介质.
10、疏水阀(疏水器)
作用是排除加热设备或蒸汽管网中的凝结水,同时阻止蒸汽的泄露。
四、水表
用来测量用水量,建筑中广泛适用流速式水表。
原理:当管径一定时,通过水表的水流速度与流量成正比。
分类:流速式水表分为旋翼式和螺翼式两种。
旋翼式水表的翼轮转轴与水流方向垂直,水流阻力大,多为***水表,宜用于测量小流量.
螺翼式水表的翼轮转轴与水流方向平行,阻力较小,适用于大流量的计量,多为大口径水表。
水表的特性参数有:流通能力QL、特性流量Qt、最大流量Qmax、额定流量Qe、最小流量Qmin、灵敏度ql.
最大流量Qmax——指允许水表在短时间内(每昼夜不超过1h)超负荷运转的流量上限值。
额定流量Qe—-指水表长期正常运转的工作流量。
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最小流量Qmin—-指水表能准确计数的流量下限值。
灵敏度ql-—指水流通过水表时,水表指针由静止开始转动的最小启动流量。
(一)
一、给水管道布置
1。基本原则
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(1)水力条件好、安全可靠、经济合理
1)管道尽可能与墙、梁、柱平行布置,短而直,降低造价.
2)引入管宜从建筑物用水量最大处引入。当建筑用水量比较均匀时,可从建筑物中央部分引入。在一般情况下,,则应设成两条引入管,且由城市管网不同侧引入,如只能由建筑物同侧引入,则两引入管间距不得小于10m,,应加刚性防水套管或在基础上预留洞口。
3)室内给水干管宜靠近用水量最大处.
(2)便于安装维修
1)留有空间,便于维修更换附件
2)引入管应有0。003的坡度,坡向阀门井、水表井,以便于放水检修。
(3)不影响生产安全和建筑物的使用
1)不得妨碍生产操作,交通运输和建筑物使用
2)不得布置在遇水引起爆炸、燃烧或损坏原料、产品和设备的上面。
3)不得穿越配电间
4)不得穿越橱窗、壁橱及木装修。
5)如管道有可能结露,应采取防结露措施。
(4)保护管道不受损坏、防止水质污染
1)不得敷设在烟道、风道内,不得敷设在排水沟内,不得穿越大小便池.
2)不宜穿过伸缩缝、沉降缝和抗震缝,如必须穿过,应采取相应的处理措施。
3)不得穿越设备基础,如必须穿越,则应相应处理。
4)给水管道宜敷设在不冻结的房间内。
2。布置形式
按照水平干管的布置位置和形式,室内给水系统可分为:
下行上给式
水平干管布置在底层地下或地沟内,自下而上供水。用于直接给水方式.
上行下给式
水平配水干管常明设在屋顶下面或暗设在吊顶内或直接敷设在屋面上,自上而下通过立管供水。用于有屋顶水箱的给水方式。
中分式由中间向上、下两个方向供水。
二、给水管道敷设
1。敷设形式
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根据建筑物性质及对美观要求不同,给水管道敷设可分为明装或暗装。
管道沿墙、梁、柱、楼板下敷设。明装管道施工方便,出现问题易于查找。缺点是不美观,此种方式适合于要求不高的公共及民用建筑、工业建筑。
2。暗装
把管道布置在管道井、技术层、地下室、吊顶内、墙上预留槽内、楼板预留槽内,。最大缺点是维修不便,一旦漏水维护工作量大。
2。敷设要求
给水管可单独敷设,也可与其他管道一同敷设。
与其他管道共同敷设时,给水管宜敷设在排水管、冷冻管的上面或热水管、蒸汽管的下面.
给水管不宜与易燃、可燃或有害的液体气体共同敷设.
.
引入管埋设深度主要根据当地气候、,并应敷设在冰冻线一下200mm处.
引入管穿越地下室外墙或地下构筑物墙壁时,应加刚性防水套管或在基础上预留洞口。如图1—9。
三、管道及设备的防腐、防冻、防结露及防噪声
1、防腐
明设黑铁管需做防腐处理,最简单防腐过程是:将管道和设备表面除锈,刷红丹防锈漆两道,再刷银粉一至两遍.
钢管埋地时,无论黑铁管、白铁管都应做防腐层。要求不高时,可刷沥青漆两遍.
2、防冻、防结露
给水管线敷设部位如气温可能低于零度,应采取防冻措施,常用做法是在管道外包岩棉管壳,管壳外再做保护层,如缠塑料、缠玻璃布、刷调和漆等.
给水管线如明装敷设在吊顶或建筑物其他部位,则气候炎热、湿度较大的季节会结露。这时应采取防结露措施以防止结露水破坏吊顶装修和室内物品等。具体做法可参照防冻措施。
3、防噪声
给水管道或设备工作时产生噪声原因很多,如由于流速过高产生噪声、水泵运转产生噪声等。
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防止噪声措施,要求建筑物给水系统设计时,要把流速控制在允许范围内。建筑设计时水泵房、卫生间不靠近卧室及其他需安静的房间.
为防止水泵或设备运转产生噪声,可在设备进出口设挠性接头,泵基础采取减振措施,必要时可在泵房内贴附吸声材料。
管道内的水,必须有一定压力才能输送到建筑物内最不利点(通常为最高最远点),
给水系统所需压力由下式计算:
H=H1+H2+H3+H4
式中H-—室内给水系统所需水压(kPa);
H1—-——最不利配水点与室外引入管起端间静压差(kPa);
H2-—计算管路(最不利配水点至引入管起点间管路,亦称最不利管路)压力损失(kPa);
H3——水流通过水表压力损失(kPa);
H4——最不利配水点所需流出压力(kPa).
流出压力是指各种卫生器具配水龙头或用水设备处,为获得规定出水量需要的最小压力,一般可取15~20kPa.
一、水泵
1、水泵工作原理
。
离心泵附件:充水设备、底阀、吸水管、真空表、压力表、止回阀、闸阀和压水管等。
(1)流量(Q)泵在单位时间内输送水的体积,称为泵的流量,以q表示,单位为m3/h或L/s。
(2)扬程(H)单位重量的水在通过水泵以后获得的能量,称为水泵扬程,用H表示,单位为m。
(3)轴功率(N)水泵从电机处所获得的全部功率,单位KW。
有效功率(Nu)单位时间内通过水泵的水获得的能量.
(4)效率(η)水泵的有效功率与轴功率的比值称为效率。
(5)转速水泵转速是指叶轮每分钟的转数,用符号n表示,单位为r/min。
(6)吸程吸程也称允许吸上真空高度,也就是水泵运转时吸水口前允许产生真空度的数值,通常以Hs表示,单位为mH2O。