室外给排水和管材ppt课件.ppt 58页

'建筑设备 第二章城市给水系统第一节给水排水工程引论一．给水排水工程在经济建设中的任务安全、可靠、经济、合理地用水１.安全：用水水质、洪水排放，消防，生产，生活２.可靠：保证供水、尽量不出现意外断水。保证供水水量３.经济：节约用水，不随便浪费水、４.合理：按需用水，如冷却水，可以用中水系统的水，饮用自来水不要用于洗涤。工业废水不要随意排放 城市尽量建在靠近水源的地方（河流、湖泊两岸，地下水丰富的地方），城市取水要在河流的上游，城市的污水排放要置于河流的下游。二．给水、排水的基本内容1．它包括取水——净水——输水——用水——排水等几个环节。它由三个部分组成，即：①城市给水系统、②．建筑给、排水系统、③．城市排水系统。如下图 1.取水构筑物，2.一级泵站，3.净水厂，4.清水池，5.二级泵站，6.输水管，7.城市给水管网，8.水塔、高位水池 第二节给水系统由取水、净水、输水设施三部分组成根据城市规划，地势地形，通过综合考虑，确定出安全可靠，经济合理的给水系统（三种）一．统一给水系统（如图0-1）1．适用条件：水质，水压差别较小的中小城市或工业区2．水质标准：统一为饮用水标准特点：统一的管网供应生产，生活，消防，构造简单，成本低，管理方便。 1.取水构筑物，2.一级泵站，3.净水厂，4.清水池，5.二级泵站，6.输水管，7.给水管网，8.水塔、9.排水管网，10.雨水管网，11.污水管网，12.污水处理13.排水口，14.灌溉农田，15.回用水处理厂 二．分区给水系统（三类）在下列情况的前题下，①地势，地形高差很大，②有山，河分隔，③有明显的功能区别，④各部分用水量较大。用分区供水。㈠．分压给水系统1．适用条件：城市地形高差很大，各区用水压差大2．水质标准：符合饮用水标准3．特点：两个或多个区域，两个管网，要求管理高，构造较统一，系统复杂。图中：1.取水构筑物，2.泵站，3.净水厂，4.高低压泵站，5.低压区，6.高压区 ㈡．分质给水系统1．适用条件：有用水量很大的，对水质要求较低的工业用水2．水质标准：分别符合饮用水标准及工业用水标准3．特点：两个或多个供水系统，管理要求高，避免将水全部处理为饮用水而多花费用。 ㈢．分区给水系统1．适用条件：①超大城市，②地势有自然分割（江，河，山脉）2．水质标准：符合饮用水标准3．特点：两个给水管网系统，管理要求高三．循环给水系统1．适用条件：有用水量很大的工业用水，（如冷却水，使用后水温升高，水质基本未受污染）供水—使用—冷却—降温—补充水—再使用2．水质标准：较低3．特点：水循环使用。 第三节用水量城市用水量是通过城市人口，工业生产，生活标准，其它行业用水情况，由设计部门通过计算得来的，它必须保证生活及生产等的用水。一．用水量的标准（目的：安全可靠的供水）㈠．生活用水量标准(下表）有日用水量平均值，最高值，时变化系数三项内容。特点：1．居住的条件越好，用水量越大，设施越完善，用水量越大２．居住地区：温度越高（南方），用水量越大，温度低（北方），用水量小。３．用水量大的地区：用水量小的地区，相差3~5倍４．用水设施越完善，用水时变化系数越小。 ㈡．工业生产用水量标准1．工业企业中生活用水标准2．工业企业中生产用水标准不同行业，差异很大（例钢厂，铸造厂，电子厂，造纸厂的用水不一样）㈢．消防用水量标准《建筑设计防火规范》（GBJ67-87）《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ45-82）特点：1．居住区人口密度大，人员多，用水量大。2．体积大，用水量多，3．库房>工业>民用建筑 二．用水量变化日常的生产，生活等活动中，用水量随季节（四季），用水集中程度（早中晚）变化夏季用水量大，早晚用水量大——提出变化系数最高日用水量(Qmd):一年之内，用水量最大的一天的用水量（m3）。平均日用水量(Qd):全年内，每天用水量的平均值（m3）。最高时用水量(Qh):一日之内，用水量最大的单位小时的用水量（m3）日用水量变化系数Kd=Qmd/Qd时用水量变化系数Kh=24*Qh/Qmd 三．用水量计算:上述各最高用水量之和乘以（1.15～1.25） 第四节取水工程水源，取水构筑物，一级泵站一．水源（两类）㈠．地下水源（井水，泉水）特点：1．埋于地层，水质清洁，水温低2．取用简便，安全经济3．若过量开采，会导致地面下沉4．水量有时不能保证㈡．地表（面）水源（江、河、湖、水库）特点：1．水量大2．水质较差3．水温随季节变化4．需较完善的净化过程 二．取水构筑物根据水源的不同，构筑物也不同㈠．地下水取水构筑物1．管井：地理水源丰富的地区，水位深，深水泵管井图1．井室2．井壁管3．过滤器4．沉淀管5．粘土封闭6．人工填砾7．深井泵 2．大口井：浅层地下水（深30米以内）3．渗渠：河道，水库的水体下面或岸边，铺设管网收集地下渗流水，埋深3～5米P11fig1-7 ㈡．地面水1．固定式取水构筑物。是永久性取水设施①.取水量大，取水可靠，维护方便②.投资大，工程复杂③.水位变化不大的地面水AB固定式取水构筑物1－进水井，２－泵站，　　　１－进水间，２－吸水间３－立式泵，４－立式电机３－泵站，４－格栅，５－格网， ２．活动式取水构筑物①水源水位涨落幅度大，水量相对较小②投资小，建设快，适应性强 三．一级泵站抽（提）升水源水的泵站由泵房，水泵，水管，附属设备，控制设备等构成 第五节净水工程水源水由于自然或人为因素，都有被污染的可能，为保证人们正常的生产与生活，水源水要进行处理。此为净水工程一．生活饮用水的质量标准（五类35条）1．感官指标：色，味，可见物，透明度2．化学指标：单质元素如铜,锰,铁,锌化合物如酚类盐类3．毒理学指标：氰，氟化物，铅，砷等4．细菌学指标：细菌总数，大肠菌总数5．放射性指标：α，β放射检测，来源于地下水流经的矿物质，核电站的冷却水等 二．净水方法净化结果，根据需求而定加药器消毒器泵站————混凝池—沉淀池—过滤池————澄清池清水池——二泵站1．加药（混凝剂）明矾，硫酸亚铁，碱式氯化铝等2．混凝沉淀：用于去除原水中固体颗粒物，微小的悬浮物（混凝成絮状）3.过滤：下图 快滤池的工作原理进水管1——集水槽2——3——承托层4——排水系统（集水管）5——出水管6冲洗（清理）集水管5——承托层4——砂层3——洗砂排水槽8——洗砂排水管9 4．消毒：物理法：紫外线，超声波化学法：加氯，氯胺，ClO2，臭氧5．清水池，经过上述处理，达到饮用水标准，集中于此。 第六节输配水工程用于将符合标准的水，通过输水管网送到用水户。它包括二泵站，输水管线，配水管网，水塔。在给水系统中，该部分工程量最大，投资额最高。一．二泵站它是输送净水的高压泵站，将净化的水送往用户的动力。二．输水管线送水的总管，不负担配水任务。要求：管线简短，安全，两条以上，以保安全。沿公路敷设最好。三．配水管网向用户输水的直接管道。敷设中要使干管通向用水量最大的区域，力求简短。㈠．管网的布置形式 1．枝式管：（树枝状，主干+分枝）管径随分枝级别的增加、及流量的减少而变细特点：①管网管线最短，供水直接，投资较少②安全性较差③末端封堵，水流停滞，水质易变坏④多用于初建工程 2．环式管网干管构成回路特点：①每个位置都有两个方向的供水，安全，不会停水②管线较长，投资大③小城市一般有数个环网，大城市环数超过两位数 ㈡．管网附属设备控制水流，安全控制，维修。包括阀门（闸门），消火拴，排气阀，泄水阀1．阀门：作用：①控制水流，②调节水流量，③维护控制布置的要求：①过长的干管，个/400~600米。②每个分支管的始部，③其它需控制水流的部分2．消火栓：作用：消防时，消防车从城市配水管网的取水口——消火栓取水位置：配水管线所敷设的路边，十字街口等便于操作的地方（通常在明处）。消火拴间距：<120米/两个，消火拴接口管径>100mm 3．排气阀：排除管道中可能聚集的气体，以免堵塞水的流动，装在管道的最高处。4．泄水阀：用于放水，维修㈢．调节设备1.种类：水塔，高地水池，水厂中的清水池2.作用：①调节供水能力，稳定水压，（供水量>用水量时,……）②改善水泵运行状况，(水流的稳定运行，可使水泵节电。)㈣．水管中水的流速管径小，流速高，流动阻力大，耗电管径大，流速小，流动阻力小，工程造价高通常D>400mm，0.9~1.2m/s<400mm，0.6~0.9m.s 第三章给水管道材料、配件及设备给水管道材料、配件及设备是管网组成的主要构件。需要根据水的工作情况、管网的重要程度，施工的技术及方法，可以获取的材料等多种因素，选取。 第一节管道材料两大类：金属材料与非金属材料一．金属管材料：黑色金属（铸铁及钢管）有色金属（铜，铝）㈠．铸铁管(分低压(小于4atm)，普压（小于7atm），高压(小于9atm)三种)①优点：耐腐蚀性好，价格低，寿命长，用于给水管道缺点：质脆，不耐振动和冲击，重量大(壁厚）②连接：承插，法兰，异口橡胶圈接口(如图)③规格：管径，75～1200mm，长度，3～6m ㈡．钢管④其它：耐压值，0.3～1.0Mpa（城市给水管网出水压力0.3MＰa）室内通常使用普压给水铸铁管，室外排水的铸铁管，因为不承受压力，管壁较薄，重量较轻。铸铁管适宜于做埋地管道㈡．钢管①优点：强度高，耐振动，壁薄质轻，耐耐腐蚀性差，易生锈，常需采取防腐措施。质脆，不和冲击，重量大 ㈡．钢管②连接：法兰，焊接，螺纹，卡箍连接（新型的连接方法，安全可靠）③规格：④其它：耐压值＜＝1.0Mpa加强（厚）钢管＜＝1.5Mpa材料种类电焊管热轧无缝管管径(mm)DN10～140外径32～600厚度(mm)1.5～5.02.5～11长度(mm)4～103～12用途低压各种流体高压流体 ㈡．钢管⑤种类：a；焊接钢管：DN150～1500mm低压流体管镀锌钢管（白铁管）：镀锌的目的在于防腐，防锈，不使水质变坏。通常只能用螺纹连接，（焊接会损坏镀锌层）不镀锌钢管（黑铁管）常用于消防系统和对水质无要求的场合。b：无缝钢管（热轧无缝管）：Φ32～600mm高压流体管 ㈢．铜管美观①优点：耐腐蚀性极好，极强的热传导性，优良的韧性，壁光滑，水力性好。，价格高②连接：焊接为主③规格：管径通常较小。长度，3～6m④其它：耐压值高 非金属管塑料管一．非金属管高分子材料玻璃钢管水泥管 ㈠．钢筋混凝土管钢筋做骨架用于给水压力管，适于地下埋设特点：耐腐蚀，耐久性好，强度高抗渗透，价格便宜，管径大（400～2000mm）重量大，搬运不便。连接：承插，套环连接。规格：表2-3 表.钢筋混凝土管 ㈡．石棉水泥管加有玻璃丝特点：表面光滑，耐腐，寿命长，易加工，价格便宜质脆，强度低，抗冲击性差，易破损。连接：套环，胶圈接口。 ㈢．塑料管有软/硬管之分包括钢塑复合管，聚丙烯管，聚乙烯管，聚氯乙烯管，聚丁烯管。等等.特点：耐腐蚀，加工方便，重量轻耐热性差，直径小，耐紫外线性差，连接：粘接，焊接，螺纹连接㈣．玻璃钢复合管玻璃丝布上涂环氧树脂，分层粘合制成。特点：耐腐蚀，耐压，质轻，表面较光滑。管径大连接：套环连接。 新型管材1、硬聚氯乙烯（PVC-U）管材：较早出现的塑料给水管道，克服了镀锌管易腐蚀的缺点，但PVC管不耐热，只能用于输送低于45℃液体。一般采用粘接剂或橡胶密封圈连接。2、氯化聚氯乙烯（CPVC）管材：CPVC管材克服了普通聚氯乙烯管材不耐热的缺点，可适用于80℃以下的液体输送。3、交联聚乙烯（PE-X）管材：聚乙烯交联以后，强度大幅提高，可用作热水管道，管材可以弯曲，适应于多种用途，但易收缩，安装时应设法补偿，管件多用铜管件。 4、三型聚丙烯（PP-R）管材：目前较为理想的塑料给水管材，耐温，可使用于95℃的热水。热胀系数小、耐高压、抗冲击，可与混凝土一起浇注，管材与管件连接采用焊接。5、聚丙烯、聚乙烯共聚（PP-C）管材：是在PP-R后以聚乙烯、聚丙烯按比例共聚制成。其特点是共聚而不是熔合，聚丙烯具有较好的韧性，参入共聚可合格证一定的强度、耐压耐温，可输送60～80℃的热水，而参入共聚的聚乙烯，可降低成本。6、聚丁烯（PB）管材：PB管材的强度、耐热性、柔韧性都更好，也是一种抗冲击性能较好的管材，管材与管件连接采用焊接。 在塑料管材中加入金属，进一步改善塑料管材性能，出现了一系列塑料金属复合管材。7、铝塑复合管：一般分为五层结构，最外面与最里面是聚乙烯层，中间层为铝，其他两层为粘接剂。这种管材热胀系数小、对热较稳定，可输送60℃左右的热水。将聚乙烯层改为交联聚乙烯后，热稳定性进一步提高，可输送80～90℃的热水。一般多采用铜管件。8、覆塑铜管：铜管较传统的镀锌钢管耐腐蚀、不结垢，较塑料管材强度高、耐高温、耐老化。铜管外面覆塑后，保温性能大大提高，更适合用于热水管道。外塑套与铜管一般不完全紧贴，留有一定空隙，以求通气散热，避免脱层。 9、覆塑钢管：以钢管内覆塑料制成，强度高，特别适用于高层楼宇直上管，又弥补了普通镀锌管易腐蚀的缺点。但钢与塑的热胀系数相差大，在温差大或热水输送场合使用会受到一定限制。外层经防腐处理后，适合户外使用，弥补了大部分新型管材只适合室内使用、须埋墙定形、易老化、易收缩需弯曲爬墙等缺点。 第二节管道配件及附属设备对应于不同的管材，需采用不同的管道配件。一．管道配件㈠．常用铸铁管管道配件：配件特点：以承插连接为主。包括：承插盘，承插渐缩管，（正、斜）三通，（正、斜）四通，900弯头，450弯头，乙字管，大小头，P弯，S弯，套筒，双承管等。 ㈡．常用钢管管件，以螺纹连接为主 包括：变向用的：450，900弯头，直线连接用的：内管箍（对丝）、管箍、补心，异径管箍分叉用的：（异径，等径）三通、四通维修用的：活接头，管塞调节及维修用的：阀门 二．附件安装在管道及设备上的启闭和调节装置的总称。包括：配水附件，控制附件两类。㈠．配水附件：（如图）①．配水龙头a.普通龙头(球形阀式配水龙头):水流变向，阻力较大b.旋塞式配水龙头：设在压力不大的给水系统上，可短时获得较大流量，水流直线流过龙头，阻力小。其缺点，启闭迅速，易产生水击。②．混合龙头，用于调节冷热水的龙头，供盥　　洗，洗涤，浴用。③．其它，消防龙头，等，形式有：鸭嘴式，角式，长脖式等等。 ㈡．控制附件（如图）①．截止阀关闭严密，阻力大，小管径（<50mm）②．闸阀阻力小，有时关不严。③．止回阀用来阻止水流有反向流动a.升降式止回阀：装于水平管上，水头阻力损失大，适于小管径b.旋启式止回阀：直径较大，水平，垂直管道上均可装置。④．浮球阀多装在水箱或水池中。起自动关闭的作用。 ⑤．安全阀/排气阀保安器材，可避免管网和其它设备中压力超过设定的范围，而装的。有弹簧式和拉杆式两种。一．仪器设备㈠．测量流量的有：①．水表（家用或建筑物使用，如图），a.水表是一种流速式计量仪，其原理是：当管道直径一定时，通过水表的水流速度与流量成正比，水流通过水表时推动翼轮转动，通过一系列联运齿轮，记录出用水量。 b.根据翼轮的不同结构，又分为螺翼式和旋翼式两种螺翼式：翼轮转轴与水流方向方向平行，阻力小，适于大流量（大口径）的计量。旋翼式：翼轮转轴与水流方向垂直，水流阻力大，用于小口径的液量计量。复式水表：是螺翼式和旋翼式的组合，用于水流变化很大的流量的计量。 c.水表的选用参数：1.水表特性流量Qs：水流通过水表时，使水头损失达10m的流量值，此值约相当水表机件机械强度达到极限时的流量。2.最大流量Qmax：水表在短时间（每昼夜不超过1小时）内，允许超负荷使用的上限值，约为特性流量的的一半即：Qmax≈Qs/2。3.额定流量Q：水表正常使用时的流量的上限值，Q≈0.3Qs。（正常运行流量）4.最小流量Qmin：水表能准确指示的流量下限值，Qmin≈(1.2%～1.5%)Qs.水表度盘读数与实际流量之间的误差，称为水表误差，一般应≤±2% ②．孔板流量计，文氏表，（大流量，工业用）㈡．测量水压的：压力表，真空表㈢．测量水温的；温度计㈣．测量水位的：水位计'