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1、建筑设备讲义绪论绪 论一、建筑一、建筑设备设备的的概念的的概念建筑建筑设备设备由三个部分由三个部分组组成：成：建筑给水排水、建筑暖通空调、建筑电气设备主要包括：主要包括：建筑给水、建筑排水、建筑消防、建筑热水供应、建筑供暖、通风与空气调节、燃气供应、建筑电气等二、学二、学习习 建筑建筑设备设备 课课程的目的程的目的建筑设备是建筑学、建筑装饰等建筑类专业的一门重要基础课程。学习本课程的目的，在于掌握建筑给水、建筑排水、建筑消防、建筑供暖、通风与空调、建筑电气等建筑设备的基本知识，能识读这些工种的施工图纸，培养综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间的关系的能力，从而提高在建筑装饰设计与施工中
2、综合解决各种技术问题的能力。通过对建筑设备课程的学习，我们就要知道建筑设备由三个基本部分组成：建筑给水排水、建筑暖通空调、建筑电气设备。建筑设备是建筑物的一个组成部分,建筑设备虽然系统繁多，但其组成形式大体相同，都是由设备和管线所组成。设备或集中在专用设备间，或分散布置在建筑物的各个部分。设备和管线的位置和面积与建筑物的房间功能分割不无关系。分布在建筑物的墙和顶棚上的设备及必要的管线必须与建筑物的装饰效果相协调，各种电气线路的管线走向、敷设必须与建筑施工、装饰施工相配合。在了解建筑设备的功能和用途的和基础上，学会建筑设备的系统布局及其规范、规定，在以后的工作中积极与设备工程师密切配合，合理安排
3、建筑设备及空间。三、建筑三、建筑设备设备的重要地位用的重要地位用四、建筑四、建筑设备设备与建筑、建筑装与建筑、建筑装饰饰及室内及室内设计专业设计专业的关系的关系 五、建筑五、建筑设备设备的的发发展展趋势趋势建筑设备发展比较迅速，电子技术、智能技术的应用（音视频技术：智能对话、有线电视系统、建筑电话通讯系统、视频防盗监控设备等），产生了许多新型的建筑设备，造就了新型的智能建筑，同时建筑设备的投资也在增大，有的建筑物其中建筑设备的投资以占据了总投资的 1/3。 。上 篇建 筑给 水排 水第一章 流体力学的基本知识本章学习要点：对流体力学基本知识有一个基本了解，所涉及的名词、概念及规律能基本掌握，不
4、对公式推导进行详细分析。本章的概念是学习建筑给排水的基础，要求对理论概念理解准确。流体力学是研究流体（液体、气体）平衡和运动的力学规律及其应用的科学。它在环境保护、市政建设、土木建筑、交通运输、化工、机械、动力、航空、水利等工程中，得到广泛地应用。第一第一节节 流体的基本特征及流体力学的基本概念流体的基本特征及流体力学的基本概念一、流体的基本特征一、流体的基本特征流体运动的规律与作用于流体的外部因素及条件有关（例如水的压力、温度等），但主要决定于流体本身的内在物理性质。1、易流动性2、质量及密度 m/V3、重量及重度 G/V 单位为 N/m3 1kg=9.8N4、黏性流体在运动时，具有抵抗剪切
5、变形能力的性质，称黏性。它是由于流体内部分子运动的能量传输所应起。当某流层对于相邻层发生相对位移而引起体积变形时，流体中所产生的切力（也称内摩擦力）就是这一性质的表现。由于内摩擦力，流体部分机械能转化为热能而消失。 （在能量方程式中称为水头损失）例举：河流中水流的流速梯度（图形板画）流层间的切力（内摩擦力，作用与相邻流层间的力，非流层内部的力）T 的大小与流体的黏性有关（），并与流速梯度 du/dy 和接触面及 A 成正比，而与接触面积上的压力无关，即T=A（du/dy）单位面积上的切力的切力，即切应力 为=A（du/dy）黏度（与流体黏性有关的系数，单位为 Pas） 的数值随流体种类的不同而
6、不同，且随流体压强和温度的变化而变化。对于液体来说，随着温度升高，黏度值减少；对于气体来说则反之。5、压缩和膨胀性当作用在在流体的压强增大时流体体积减小，压强减小时流体体积增大的性质称流体的压缩性，实际上又可称为流体的弹性。当流体所受的温度升高或降低时，流体体积膨胀或收缩的性质称为流体的膨胀性。流体的压缩性，一般以压缩系数 和体积模数 K 来表示。不同流体具有不同的 和 K，同一流体中它们随温度和压强的变化而变化。一般情况下，水的压缩性和膨胀性都很小，可忽略不计。在某些特殊情况下，如水击（高压强）、热水输送（高温度）等，需考虑压缩性和膨胀性。二、流体静力学二、流体静力学概念：P78（一）（一）
7、压强压强的的计计量量单单位和表示方法位和表示方法压强的法定计量单位：帕（Pa）标准大气压：温度为 0，纬度为 450时，海平面上的压强，用 atm 表示。相当于 760水银柱对柱底部所产生的压强。1atm1.013105Pa大气压强的计量方法：1、绝对压强（p ）：以完全真空状态为压强零点，所测得的压强为绝对压强。2、相对压强（pa）：以当地大气压强作为零点测得的压强。3、绝对压强与相对压强的关系：绝对压强与相对压强之间相差一个大气压（当地气压）p= p- pa绝对压强值总是正值，但与标准大气压强值相比可能大于标准大气压强也可能小于标准大气压强。相相对压强对压强可正可可正可负负，例如，广州的高
8、程大约是在 20m80m 的范围，如以平均高程 50m 作为相对压强的基准点，那么大于 50m 的压强就为正值，小于 50m 的压强就为负值。在水工建筑物中在水工建筑物中，水流和建筑物的表面均受大气压的作用。在计算建筑物受力时，不需考虑大气压的作用，常用相对压强来表示。在今后的讨论和计算中，一般是指相对压强，一定要用绝对压强来表示的话则应加以说明。如果自由表面的压强 p0pa，(自由表面上未设置加压装置)则有 p=h（此时，以当地大气压为零点进行计算）。4、真空压强：但流体中某点的绝对压强小于大气压时，流体中就出现真空。真空压强以 pv表示：pvpa - p就是某点的绝对压强（ （设设置了减置
9、了减压设备压设备，如抽水机里的真空，如抽水机里的真空泵泵等，改等，改变变了抽水机内外的了抽水机内外的绝对压强绝对压强，外部的水在大气，外部的水在大气压压的作用下的作用下进进入抽水机里）入抽水机里）小于大气压的部分，不是绝对压强本身，也就是说该点相对压强的绝对值就是真空压强。提一个小问题：同学们如果到西藏旅游，最关心的是什么？（提示：外部生存条件的改变）若用液柱高度来表示真空压强的大小即真空度 hvhv= pv / 可以用水或水银的重度几种几种压强压强区分（区分（见图见图 P.9 图图 1-2） ）同学同学们们自己看自己看 10 分分钟钟，看看明白没有，看看明白没有（二）静止流体（二）静止流体压
10、强压强特性及其分布特性及其分布1、流体静压强的的两个特性（矢量特性）一是流体静压强的方向总是沿着作用面的内法线方向，即垂直作用面并指向作用面。二是静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关，即同一点上静止压强大小均相等。例如液体在试管同一截面上的各点的压强是相等的。2、重力作用下流体的平衡方程在许多实际工程中，静止流体所受的质量力只有重力。这种流体称为静止重力流体。对于静止不可压缩均质流体来说，总有一平衡方程式Z+p/=C 对于静止流体中任意两点，上式可写为Z1+p1/Z2+p2/或p2=p1+(Z1-Z2)=p1+hZ单位位能（从某一基准面算起所具有的位能）p/单位压能（单位重量
11、所具有的压能）流体静力学基本方程式的物理意流体静力学基本方程式的物理意义义在静止流体中任一点的单位位能与单位压能之和，亦即单位势能为常数对于气体来说，由于重度 较小，气体中任意两点的静压强高差不大时，可认为相等。对于液体来说，在自由表面上的静压强 po常为大气压，是已知的。由上式可知，液体中任一点的静压强 p 为p=p0+h该式称为：水静力学基本方程（P.10）3、静压强分布图液体静压强的分布随淹没深度 h 的变化而呈梯度变化。例举：水池的设计及施工方法（最大压力在距水池底部 1/3 总高度处）（三）压强的测量方法（同学们自己看）三、流体三、流体动动力学（力学（对对基本概念理解）基本概念理解）
12、流体动力学是研究运动而不涉及力的规律及其在工程中的应用。凡表征流体运动的各种物理量，如质量力、表面力、速度、密度、动能、能量等，都是运动要素。研究流体运动就是研究其运动要素随时间和空间的变化以及建立它们之间的关系。（一）基本概念（一）基本概念（P.1214） ）1、恒定流与非恒定流2、压力流与无压流3、流线和迹线4、均匀流与非均匀流5、元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速（1）元流流体运动时，在流体中截取一个微积分微小面积 d，并从 d 面上各点引出流线，流线形成一股流速称为元流，见图 1-8（P.13）。在元流内的流体不回流到元流外面，在元流外面的流体亦不会流进元流中去。由于 d 很小，
13、可以认为 d 上各点的运动要素（压强与流速）相等。（2）总流无数元流的总和称为总流。（3）过流断面流体运动时，与元流或总流的全部流线正交的横断面称为过流断面。用d 或 表示，单位为或 cm2。均匀流的过流断面为平面；渐变流的过流断面可视为平面；非均匀流的过流断面为曲面。见图 1-9（p.13）（4）流量流体运动时，单位时间内通过过流断面的流体体积称为体积流量，用符号 Q 表示，单位是 m3/s 或 L/s。一般流量是指体积流量。（5）断面平均流速流体运动时，断面各点流速一般不易确定，而工程中无须确定时，可采用断面平均流速（v）来简化流动。如图 1-10（p.14）所示。流量、过流断面和平均流速
14、的关系v=Q/（二）恒定流的（二）恒定流的连续连续方程式方程式恒定流连续线方程式是流体运动的基本方程式之一。工程中应用广泛。表达式Q1Q2 （流体不可压缩时） 在一个时间段内流体进出的质量相等。1v1=2v2（三）恒定（三）恒定总总流能量方程式流能量方程式利用能量守恒定律导出1、恒定总流实际液体的能量方程式1738 年荷兰科学家伯努里根据功能原理建立了不考虑黏性作用的理想液体能量方程式。然后，考虑液体黏性影响，推出 1-1 和 2-2 断面（见图 1-11 P.14）间流段实际液体恒定总流的能量方程伯努里方程式z1+p1/+12/2g= z2+p2/+22/2g+h1-2z1、z2 过流断面
15、1-1、2-2 单位重量液体位能，也称位置水位置水头头；p1/、p2/过流断面 1-1、2-2 单位重量液体压能，也称压强压强水水头头；12/2g、22/2g过流断面 1-1、2-2 单位重量液体动能，也称流速水流速水头头；h1-2单位重量液体通过流段 1-2 的平均能量损失，也称水头损失（1-2 距离很短是水头损失很小，可不考虑，当长距离供水时，需考虑中途设置加压站以保持一定的供水压力）动能修正系数，为用断面平均流速 代替质点实际流速 u 计算所造成误差的修正。能量方程式中每一项单位都是长度，都可以在断面上用铅直线段在图中表示出来。这可以对方程式中各项在流动过程中的变化关系以更形象地描述（压
16、强和流速可用测压管和测速管测定）。总水头线：把各个断面上的总水头 H（z+p/+2/2g）连成一条线，则此线为总水头线如图 1-12 虚线。在实际水流中由于水头损失 h1-2的存在，所以总水头线不可能是水平线，他总是沿流程下降的倾斜线。总水头坡度（水力坡度）：总水头沿流程的降低值 h1-2与沿程长度 l 的比值，用 i 表示ih/l测压管水头线：把各个过流断面上的测压管所测得的测压管水头（z+p/）连成线，如图 1-12 中实线所示，则该线称为测压管水头线，测压管线可能是水平线（供水管管径无变化，无渐变截面），也可能升高或下降，也可能是曲线。2、实际气体恒定总流的能量方程式（请同学们自己看一看）提示：公式中，由于气体重量很小，放弃 z 重力作功第二第二节节 流流动动阻力和流阻力和流动损动损失失一、流动的两种形态层流和
