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1、第三章 建筑内部给水系统l建筑给水系统的分类和组成l管材、附件和水表l供水方式l增压和贮水设备l给水管道的布置和敷设l给水系统的设计计算一、建筑给水系统的分类和组成l系统的分类生活给水系统 ：水质需满足生活饮用水水质要求 生产给水系统：水量较稳定，水质随生产工艺而异消防给水系统：对水质要求不高，需保证水量和水压l系统的组成（1）引入管 （2）水表节点 （3）管道系统（4）给水附件 （5）增压和贮水设备给水系统的组成二、管材、附件和水表1、常用给水管材 （1）钢管a.分类：无缝钢管焊接钢管（镀锌钢管和不镀锌钢管） b.特点：强度大，重量轻；易腐蚀c.适用范围：高压管段、室内管道（不埋地） （2）
2、铸铁管a.分类：高压铸铁管 b.特点：耐腐蚀，寿命长；普压铸铁管 重量大，难安装低压铸铁管 质地脆，易损坏c.适用范围：埋地给水管道、室内排水管道 （3）塑料管a.分类：聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、铝塑管b.特点：强度高，重量轻，耐腐蚀，易安装；耐久性差c.使用范围：广泛用于室内给排水管段2、给水管道的连接（1）螺纹连接 （2）焊接（3）粘接 （4）法兰连接 3、给水附件（1）配水附件：各类水龙头（2）控制附件：各类阀门a.截止阀 b.闸阀 c.止回阀d.浮球阀 e.安全阀4、水表（1）作用：计量用水量 （2）工作原理：管径一定时，流量与流速成正比 （3）构造：表壳、翼轮、减速装置、记录装
3、置 （4）分类：a.螺翼式水表和旋翼式水表b.干式水表和湿式水表 （5）性能：（用性能参数表示）（6）选用原则：通过水表的设计生活用水量接近（不超过）水表的额定（公称）流量 （7）安装地点：便于安装、维护和检修三、给水系统的水压和供水方式 1、系统所需的水压两个概念： 流出水头 管网最不利点 （1）利用建筑层数粗略估算系统所需水压 （2）给水系统的水压计算公式：H = H1 + H2 + H3 + HBH: 建筑给水系统所需的水压（m);H1: 引入管起点至最不利点的高差（m);H2： 最不利点的流出水头（m); H3： 引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（m);HB： 水流流经水表的
4、水头损失（m);2、给水方式给水方式是指建筑内部给水系统的供水方案。选择确 定给水方式需考虑以下几方面因素：（1）技术因素：包括供水可靠性，水质，节水节能效果，系统的运行管理等；（2）经济因素：包括基建投资，系统运行费用等；（3）社会及环境因素：系统对建筑外观、建筑结构的影响，占地面积，对环境的影响等。（1）直接（简单）给水方式适用条件：外网的水压在一天中的任何时刻均能满足室内水压要求。（P44 图42）主要特点：简单，经济，无能耗，易管理。（2）设水箱的给水方式适用条件：a.外网的水压周期性不足；b.外网的水压偏高或不稳定。 主要特点：a.低峰时由外网直接供水，水箱贮水；高峰时由水箱补水。简
5、单，经济，无能耗，易管理。b.利用水箱的固定安装高度实现减压或稳压供水。【设水箱的给水方式】（3）设水泵的给水方式适用条件：外网的水压经常性不足a. 建筑内部用水均匀时，采用恒速水泵供水方式b. 建筑内部用水不均匀时，采用变速水泵供水方式（水泵工作方式: 直吸式水泵工作方式断流式水泵工作方式）【设水泵的给水方式】【设水泵的给水方式】直吸式断流式A.可充分利用外网水压；B. 不易产生二次污染；C. 影响周围用户用水A.不能充分利用外网水压；B. 易产生二次污染；C. 不影响周围用户用水（4）水泵、水箱联合给水方式适用条件：外网的水压经常性不足且建筑内部用水不均匀主要特点：a.由水泵向小型水箱及时
6、供水，保证系统水压；b.采用恒速水泵增压，确保高效工作；c.通过水箱调节供水和用水之间的不平衡流量。（P44 图43）【水泵、水箱联合给水方式】（5）气压给水方式适用条件：外网的水压经常性不足，建筑内部用水不均匀，且不宜采用水泵、水箱供水主要特点: a.利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节和输送流量;b.设备简单，管理方便，可置于建筑中任意部位。【气压给水装置的组成】（1）密闭罐（2）水泵（3）补气装置（4）控制装置 HminHmax（6）分区给水方式适用条件：外网的水压能满足部分楼层供水需要主要特点: a.将建筑分为若干个给水区域，下部区域采用直接给水方式，上部区域采用水泵（或水泵、水箱联
7、合）供水方式。b.可充分利用外网的水压，节约系统运行能耗。c.节省设备投资，降低基建费用，利于设备维护。【分区给水方式】四、增压、贮水设备 （一）水泵装置1、水泵的基本构造、工作原理和工作性能（1）水泵的基本构造（P49，图4-10）泵壳、叶轮、吸水管和压水管、阀门和其它附件（2）工作原理（3）工作性能A. 流量（Q） B. 扬程（H）C. 轴功率（N） D. 效率（）A.流量（Q）在单位时间内通过水泵的水的体积（m3/h)B.水泵的扬程（H）为保证用水点的流出水头而增加的机械能（kPa ）C.轴功率（N）水泵从电动机处所得到的全部功率（kW）N=QH【水泵的性能参数】按启动时的充水方式：1）
8、自吸式:2）自灌式按吸水管与外网的连接方式：1）直吸式 2）断流式按水泵转速是否随用水情况而变化：1）变速式2）恒速式2.水泵的工作方式水泵工作方式(1)自灌式启动（）: 泵轴低于贮水池 最低水位自吸式启动 泵轴高于贮水池 最高水位真空泵水泵工作方式(2)直吸式断流式A.可充分利用外网水压；B. 不易产生二次污染；C. 影响周围用户用水A.不能充分利用外网水压；B. 易产生二次污染；C. 不影响周围用户用水水泵工作方式(3) 变频（变速）供水基本原理水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频 率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程， 使水泵工况处于高效运行范围内。变速供水的基
9、本原理：传感器传感器将水泵后的压力变化数据变为电 讯号输入控制器控制器中，经控制器处理后传递给 变频器变频器，改变电机点电源的工作频率，从而 改变水泵水泵的转速，起到增加或减少供水量的 作用，以适应用水量的变化。建筑物的用水 量是随时变化的，甚至会出现零流量，而变 频又有一定的限度，因此，建筑的变频供水 系统往往由几台水泵组合而成。控制器传感器（压力 检出传送器）变频器3.水泵房及其布置A.面积和高度B.机组布置间距和检修空间的预留C.基础设置 D.起重设备的设置E.排水通风设施贮水池的容积V = VS + VX + V事故VS : 生活用水调节容积（m3）； VX：消防贮水容积（m3）； V
10、事故：事故贮水容积（m3）。(二) 贮水池VSVxV事故VS （生活用水调节容积）的确定 （1）按经验法确定：取最高日用水量的10 （2）按计算公式确定：Vs = (qb-ql)Tbqb: 水泵的出流量（建筑的最大时用水量） （ m3/h ）；ql: 水池的进水量（从市政管网接管）（ m3/h ）；Tb :水泵连续运行时间（ h ）。Vx （消防贮水容积）的确定 计算公式：Vs= 60qxTx / 1000 (m3)qx：消防设计流量（L/s);Tx: 消防灭火时间（min), Tx= 60180min.V事故（事故贮水容积）的确定 按经验法：V事故= （Vs+ Vx）5贮水池中防止消防用水被
11、动用的措施（三）水箱装置1. 水箱的作用1）贮水和调节作用 2）减压作用3）稳压作用2. 水箱的种类及规格按用途分：1）高位水箱 2）减压水箱 3）冲洗水箱 4）断流水箱按材料分：1）钢制，复合或不锈钢水箱 2）钢筋混凝土水池3）塑料和玻璃钢水箱（参见图示）钢制水箱的型号112#3. 水箱上的管道设施及安装1）进水管 4）排水（放空）管2）出水管 5）信号管（液位计）3）溢流管 6）通气管4.水箱的容积和安装高度的确定 (1)水箱的容积 V = VS + VX+ V事故 VS ：生活用水调节容积（m3）； VX ：消防容积（火灾初期自救用水）（m3）； V事故：事故用水容积（m3）。水箱容积组
12、成VSVXV事故生活用水调节容积 消防容积 事故容积 确定VS： 1）只设水箱的给水方式经验公式：大型建筑 VS =（1020）% Qd 中小型建筑 VS =（50100）% Qd Qd 建筑的最高日用水量， m3/d。2）水泵水箱联合供水方式a.水泵手动启动时经验公式： VS =（1220）% Qd b.水泵自动启动时经验公式： VS =（58）% Qd确定VX：VX = 60qXTX1000 （m3）qX：消防设计流量（L/s）；TX：消防灭火时间，取10min。确定V事故：按经验，取 25% Qh。(2)水箱的安装高度水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水头 ，要根据管道的水力计算确定
13、。 A. 水力条件hsH2 + H3H2：最不利点的流出水头；H3：最不利管路的水头损失（mH2O）。B. 安装要求 h10.4m水箱的安装高度hsh1(四)气压给水装置利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节和输送 水量的装置。1. 气压给水装置的组成（1）密闭罐（2）水泵（3）补气装置（4）控制装置Hmax压力继电器调压阀Hmin2.气压给水装置的分类和工作原理(1) 分类 按充水、充气方式：双罐式单罐式按供水压力是否变化：定压式变压式按气水接触方式：补气式隔膜式(2)工作原理a.送水过程工作初期 工作末期 PPminPmaxHmaxHminHHmax压力继电器调压阀Hminb.补水过程由压
14、力继电器控制。c.补气过程由液位继电器控制。补气方法：A.简单补气法B.空压机补气C.补气罐补气3.气压给水装置的工作特点及适用条件1、工作特点优点：1）灵活性大设置位置不受限制；2）占地面积小，工期短，土建费用低；3）可自动工作，便于管理；4）水质不易受污染。缺点：1）调节容积小，贮水量少；2）采用压力容器，耗用钢材多；3）采用变压式设备时有压力波动；4）能耗大。2、适用条件有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水箱的场所 ，如地震区、军事性建筑、临时建筑。1.管道布置的基本要求（1）确保安全供水和良好的水利条件，力求经济合理；（2）保护管道不受损坏；（3）不影响安全生产和建筑物的使用；（4）便
15、于安装维修。2.布置形式（1）上行下给式 （2）下行上给式五、给水管道的布置六、给水系统的设计计算1、建筑所需水量 （1）建筑生活用水的不均匀性及其原因影响用水的主要因素有：A.建筑物的性质B.气候条件和生活习惯C.卫生设备完善程度D.管理水平（2）建筑生活用水定额（用水量标准）我国各种不同类型的建筑物的生活用水量标准，是 国家组织有关单位在325个观测区实测资料的基础上参考 国外情况确定的。包括：A.住宅生活用水定额B.集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额C.工业企业建筑生活用水定额D.居住区生活用水定额(3)最高日用水量和最大时用水量l 最高日用水量 QdQd = mqdm：用水单位数（人数，床位数）；qd：用水定额（L/人，d）。l 最大时用水量 QhQh = Kh（Qd / T）Kh：时变化系数； T：建筑用水时间（hr）。 建筑内的生活用水量在1昼夜、1小时里都是不均匀 的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内 卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，即 设计秒流量。（1）给水管道设计秒流量的确定方法A.经验法B.平方根法（半理论半经验法）C.概率法2.给水管网设计秒流量(2)我国的确定方法A. 对于用水时间集中，设备使用集中，同时给水百分数高 的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、食堂、剧院、 体育馆等，采用经验法。qg =q
