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1、第三章 建筑内部给水系统,建筑给水系统的分类和组成 管材、附件和水表 供水方式 增压和贮水设备 给水管道的布置和敷设 给水系统的设计计算,一、建筑给水系统的分类和组成,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 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
2、管道（不埋地） （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
3、与流速成正比 （3）构造：表壳、翼轮、减速装置、记录装置 （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 + HB H: 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：
4、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
5、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
6、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
7、装置,（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 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 B. 扬程 C. 轴功率 D. 效率,水泵工作方式,2.工作方式分类： 按启动时的充水方式：1）自吸式: 2）
8、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,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
9、的基本原理： 传感器将水泵后的压力变化数据变为电讯号输入控制器中，经控制器处理后传递给变频器，改变电机点电源的工作频率，从而改变水泵的转速，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。,3.水泵流量和扬程 （1）流量：单位时间内提升的水量 A. 室内用水较均匀时，取建筑的最大时用水量 B. 室内用水不均匀时，取管网的设计秒流量,(2)水泵的扬程：为保证用水点的流出水头而增加 的机械能 A. 直吸式工作方式 Hb = H1 + H2 + H3 + HB H0 Hb :水泵的扬程
10、（mH2O); 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（mH2O); H3: 最不利管段的水头损失（mH2O); HB：通过水表的水头损失（mH2O)； H0 ：外网资用水头（mH2O)。,H1,H0,B. 断流式工作方式 Hb = H1 + H2 + H3 Hb :水泵的扬程（mH2O); H1: 贮水池最低水位至最不利点的高差（m）; H2: 最不利点的流出水头（mH2O); H3: 最不利管段的水头损失（mH2O);,3.水泵的选择 特点：小流量，大扬程 选择：1）恒速水泵：用于建筑内部用水均匀时或与水箱联 合使用； 2）变速水泵：用于建筑内部用水不均匀时
11、 4.泵房的布置 A.水泵数量 B.机组布置原则 C.检修空间的预留 D.基础设置 E.起重设备的设置 F.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事故：事故贮水容积（m3）。,(二) 贮水池,VS,Vx,V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)Tb qb: 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 ）。,V
12、x （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,水箱材料应具备的条件：符合卫生要求，不易积垢，便于清洗，结构轻巧 水箱材料的应用与发展：目前国内的水箱主 要有钢制（不锈钢）水箱和混凝土水箱（
13、池）两种，但这两种水箱对水质都有一定的污染，并且容易积垢 ，不便清洗。六十年代初，日本首先研制成功玻璃钢（复合材料）水箱，很快在欧美各国得到推广使用。 玻璃钢水箱的优点：重量轻，抗渗漏、锈蚀，不易积垢，易清洗，保温和抗震性能好，自重轻、减少房屋基础的 承重荷载，防腐层不易脱落，可有效防止二次污染等。 现在玻璃钢水箱的应用在国内发展很快。日本和欧美等国，均立法在住宅中禁止使用钢筋混凝土水箱，推广玻璃钢水箱。,【附】关于水箱材料的常识,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
14、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）。,水箱容积组成,VS,VX,V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）%
15、 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。 A. 水力条件 hsH2 + H3 H2：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,(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）
16、水泵 （3）补气装置 （4）控制装置,2.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,P,Pmin,Pmax,Hmax,Hmin,H,b.补水过程 由压力继电器控制。 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
