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1、建筑设备建筑给水排水暖通空气调节建筑电气 第一章 绪论 建筑给排水工程的任务建筑给水排水课程安排水力学的基本原理 一 建筑给排水工程的任务为工业与民用建筑的提供的系统设施 为提供方便 人员生活生产活动 方便舒适卫生安全 给水热水排水消防 生活生产 二 建筑给排水课程安排 介绍流体力学的基本原理 2学时 室外给水排水工程基本原理 2学时 室内给水 排水 消防及热水系统的基本原理 设计方法及施工管理的基本知识 14学时 三 水力学的基本原理1 流体运动的基本概念 1 压力流与无压流压力流 流体在压差作用下的流动 特征 流体整个周界和固体壁相接触 没有自由表面 无压流 流体在重力作用下的流动 特征
2、流体周界部分和固体壁相接触部分与大气相接触形成自由表面 2 恒定流与非恒定流恒定流 流体运动时 流体中任一位置的压强 流速等运动要素不随时间变化的流动 非恒定流 流体运动时 流体中任一位置的压强 流速等运动要素随时间变化的流动 3 流线与迹线流线 流体运动时 在流速场中画出某一时刻的这样的一条曲线 它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线相切 该曲线就称为该时刻的一条流线 迹线 流体运动时 流体中某一质点在连续时段内的运动轨迹 称为迹线 4 均匀流与非均匀流均匀流 流体运动时 流线是平行直线的流动称为均匀流 非均匀流 流体运动时 流线不是平行直线的流动称为非均匀流 5 过流断面与流量过
3、流断面 流体运动时 与全部流线正交的断面称为过流断面 显然 均匀流过流断面是平面 非均匀流过流断面是曲面 流量 流体运动时 单位时间通过过流断面的流体体积 符号 Q 单位 立方米 小时 升 秒 2 恒定总流的连续性方程 1 数学式 Q1 Q2或V1 1 V2 2 2 物理意义 恒定总流流速与断面积成反比 3 三个基本前提 流动是恒定流 流体是连续价质 流体不能从元流侧壁流入或流出 3 恒定总流的能量方程 1 数学式过流断面1 1 2 2上单位重量流体的位能 称位置水头 过流断面1 1 2 2上单位重量流体的压能 称压力水头 过流断面1 1 2 2上单位重量流体的动能 称流速水头 动能修正系数
4、用平均流速代替质点流速u 2 物理意义 断面1 1的总能量 断面2 2总能量 1 2能量损失 3 三点说明 能量方程中每一项的量纲 单位 都是长度 都可用断面上的垂直液柱高度表示 对每一个断面i的称为总水头 相当于总能量 测速管原理 4 能量方程的几何意义 第二章 室外给排水工程 室外给水工程室外排水工程 第一节 室外给水工程一 室外给水工程的任务从水源取水 经净化处理达到用户要求的相应的水质标准后 通过市政管网以相应的送达用户接口 二 室外给水水源的种类1 地下水 指埋藏在地下孔隙 裂隙 溶洞含水介质中储存运移的水体 特点 水质清洁 水温稳定 分布面广 矿化度高 2 地表水 指江河 湖泊 蓄
5、水库等水体 特点 浑浊度高 水温变幅大 矿化度低 易受工农业污染 水质水量 三 室外给水系统 地面水水源 的组成 集水进 一级泵站 从天然水源取水反应池 沉淀池 加絮凝剂使泥沙 胶体 发生聚沉 过滤 通过石英砂的接触絮凝作用 进一步去除水中细小的泥砂 加氯消毒 杀死水中致病微生物 保持水中余氯 防止二次污染 出厂水不小于0 3毫克 升 管网末稍不小于0 05毫克 升 清水池 调节水厂产 出水量 保证消毒有效接触时间 二级泵房 加压向管网供水 岸边式河床式 取水泵房 沉淀池 滤池 二泵房 三 室外给水管网的布置1 形式 枝状环状 优点 造价低不足 可靠性差 管网末端易产生死水 优点 可靠性高不足
6、 造价高 一般新区采用枝状网 逐步完善为环状网 二 敷设1 沿道路敷设2 在道路下位置 第二节 室外排水工程一 室外排水工程的任务将污水有组织地由一定系统收集 并处理达到排放标准排回天然水体回用标准重复利用二 城市排水的分类1 生活污水 人们生活中排泄 废弃的各种污水 便溺 洗涤 沐浴污水 特征 污水中含有大量有机物 生化需氧量 BOD 2 生产污水 生产过程中排放 废弃的各种污水 洗涤产品 废弃生产原料 特征 成份复杂 因行业面异 化学需氧量 COD 3 雨水 降水产生的污水 特征 初期BOD高 短期径流量大 不及时排除泛滥成灾 三 排水制度1 什么是排水制度排水制度是指城市污水 雨水的排除
7、方式 2 常见的排水制度 1 合流制将雨水 污水合用同一套管道系统排除 特点 管道造价省 污水不可能全部处理 直接排放污染环境 2 分流制将雨水 污水分用两套管道系统排除 特点 管道造价高 雨水直接排入 污水处理后排放 不污染环境 3 截流式合流制将合流雨 污水管在排入天然水体前 用截流管收集 晴天送污水处理厂处理 暴雨时 部分合流污水送污水处理厂 超截流比部分直排天然水体 特点 管道造价折中 污水不能全部处理 对环境有一定的污染 3 排水制度的选择新城市 区 选择分流制 旧城改造 选择截流式合流制 四 排水管道设计的基本规定排水管按重力流设计 其中 污水管按非满流设计雨水管按满流设计 1 雨
8、水管瞬时流量大 充分利用管径 2 短时雨水地面小量满溢危害小 1 为未预见水量留有余地 避免污水外溢 2 利用污水管通风排气 3 便于管道疏通 维护 五 室外排水系统的组成 曝气沉砂池 初沉池 曝气池 二沉池 六 排水管道的布置与敷设1 布置原则 污水管尽可能以重力管送污水厂 管道尽可能顺地面坡度敷设 排水管应避免穿越河流 铁路 地下构筑物 与其它管线有规范的间距要求 2 敷设 平面 排水管一般敷设在道路两侧绿地上 或道路下 竖向 管内底在冰冻线上0 15米 管外顶在车行道下覆土不小于0 7米 七 检查井1 作用 用于清通 检修 连接排水管道 2 设置条件 排水管道在转弯 变径 变坡 支管接入
9、和一定距离的直管上 3 形式 4 检查井内管道竖向管顶平接 井型 井盖 方型园型 方型园型 室内给水系统室内给水方式给水管道的布置管材 水池 水泵室内给水水力计算 第三章 室内给水工程 第一节室内给水系统一 分类1 生活给水系统为住宅 公建 工业建筑职工生活提供符合水质 水量 水压 水温要求的用水 饮用烹调盥洗洗涤沐浴 2 生产给水系统为各种不同工艺要求的工业生产提供符合水质 水量 水压 水温要求的用水3 消防给水系统为建筑消防系统提供符合水量 水压要求的用水二 给水系统的组成 引入管 穿越建筑承重墙或基础的管道 室内给水与室给水的联络管 洗涤冷却原料 水表节点 安装在水平管上的水表及其前后的
10、阀门 泄水装置 管网系统 室内给水水干平管 立管 支管 给水附件 给水管路上闸门 止回阀 配水龙头 升压 贮水设备 室外给水管压力 水量不足时 为保证室内用水设置的贮水池 水泵房 消防设备 为实现建筑消防扑灭火灾的设备 如消火栓喷头等 三 室内给水系统所需压力1 最不利点的概念一幢建筑中的某一点 当该点的水量 水压能满足要求时 其它所有用水点的水量 水压均能满足要求 2 建筑给水系统的水压 室外地面起算 显然当市政管网供水压力Hg H时 市政管网直供水 市政管网供水压力Hg H时 设加压泵 市政管网供水压力Hg周期性 H时 设屋顶水箱 第二节室内给水方式一 低层建筑给水式1 直接给水方式图式
11、说明 室内给水管与市政给水管直接连接 适用场合 Hg H优缺点 简单 节能 水质有保障 2 设水箱给水方式图式 说明 市政给水管向水箱供水 水箱向管网供水 适用场合 Hg周期性 H 室内供水水压要求稳定 优缺点 简单 节能 屋顶水箱水质不能保障 3 设水泵的给水方式图式 说明 市政给水管 水池 水泵 管网供水 适用场合 Hg长性 H 优缺点 水压不足时简单 节能 水泵须变频 4 设水泵及水箱的给水方式图式 说明 市政给水管 水池 水泵 水箱 管网供水 适用场合 Hg长性 H 优缺点 水压不足时简单 节能 水泵不须变频 屋顶水箱对水质的保证性不高 说明 水泵向用户供水 适用场合 Hg长性 H 优
12、缺点 不设水箱 水泵不变频 管网压力波动太大 调节能力太小 5 气压给水方式图式 用户气压罐 大于用户水量 小于用户水量 用户气压罐 用户 上述五种方案中工程中应用最多的是 方案一与方案三 二 高层建筑给水方式1 高层建筑给水的基本特征高层建筑给水的基本特征是分区给水2 高层建筑给水分区的基本依据各卫生器具最低配水点的静压不宜大于0 45MPa 特殊情况下不大于0 55MPa 水压大于0 35MPa入户管或配水横管宜设减压或调压设施 一般卫生器具的最佳工作压力在0 2 0 35MPa之间 3 高层建筑给水的图式 1 并联给水形式 每个区都有各自独立的水泵 水箱 适用场合 建筑高度小于100米优
13、缺点 各区相互独立 泵房相对集中 水泵台数多 管道多 2 串联给水形式 高区用水用水泵从低区水箱抽水逐级增压 适用场合 建筑高度超过150米的建筑 优缺点 管道压力低 管线简单 水泵分散 不利管理 建筑中部有噪音 3 减压给水 3 实际工程中的优化方案及组合做法 第三节 给水管道的布置一 引入管和水表节点1 引入管平面 用水量最大处引入 立面 室外地面下600 进入室内后升至室内地面下3002 水表布置住宅 分户水表企事业用户 用户水表 3 管网布置 1 下行上给 2 上行下给 3 环状4 给水管穿过伸缩 沉降缝的处理 第四节室内给水水力计算一 用水量标准某一量度单位内 单位时间 单位产品 居
14、民或其它用水单位所消耗的水量 二 变化系数 时变化系数日变化系数 三 最高日用水量 m 用水单位数 q 用水量标准 四 设计秒流量1 定义 给水管在最不利时刻的最大流量 2 卫生器具给水当量为了计算方便 将DN15水龙头的定额流量0 2升 秒 作为一个定量标准 其它卫生器具的流量折算成它的倍数 管网计算时 统计管道担负的卫生器具数相当于几个水龙头 3 管段的设计秒流量按不均匀系数计算 用于住宅 旅馆 办公楼 医院学校等 其中 k 与建筑用途决定的系数 N 当量数 按同时用水百分数计算 用于工业企业生活间 食堂 影剧院 体育馆等其中 同一类型卫行器具定额流量 n 同类型卫生器具数 b 卫生器具同
15、时给水百分数 例1 住宅 五层 每层两户 每户洗涤池1个 脸盆1个 座便器1个 洗衣机1个 浴盆1个 求单元进户管的设计秒流量 解 当量总数5 2 1 0 75 0 5 1 1 42 5结论 该单元卫生器具总量相当于42 5个水龙头 但单元总管只相当于7个龙头同时开水 例2 集体宿舍盥洗间洗涤槽有12个龙头 求 盥洗间进水管设计秒流量五 给水管水力计算1 管径支管0 6 1 2米 秒 干管1 2 1 8米 秒 v消火栓v 2 5米 秒自动喷水灭火系统v 5米 秒 2 水头损失沿程 i 单位管长水头损失l 管长局部 一般按hj 20 hy计 第五节管材 水池 水泵一 管材1 钢管焊接钢管分类无缝
16、钢管 镀锌 不镀锌 压力等级 1 0MPa 压力等级 由壁厚决定 主要规格 DN15 20 25 32 40 50 70 80 100 150 无缝钢管 108 4 0 159 4 5 203 6 0 连接方式 丝扣 焊接 卡箍 法兰 特点 经济 高强 2 给水铸铁管普通铸铁管分类球墨铸铁管 主要规格 DN75 DN100 DN150 DN200 DN250 DN300 DN1500 法兰连接方式 承插 青铅 石棉水泥 橡胶圈特点 耐腐 3 薄壁紫铜管规格 外径 壁厚 3 0 5 360 10 连接方式 承插式焊接 特点 高强 耐腐 不结垢 节头不漏水 用于建筑热水管 4 不锈钢管规格 外径 壁厚 15 88 0 6 50 8 1 0 连接方式 卡压式连接 特点 高强 耐腐 不结垢 节头会漏水 用于建筑冷热水管 5 塑料管 1 PP R管 给水聚丙烯管 规格 De20 25 32 40 50 63 DN15 20 25 32 40 50 连接方式 热熔特点 防腐蚀 流阻小 安装维修方便 温度系数大 主要用于室内给水 2 HDPE管 高密度聚乙烯 规格 De50 63 90 110 16
