市政管道工程施工 教学大纲 69页

-69-建筑给水排水工程\n-69-内容第一章建筑内部给水系统第二章建筑消防系统第三章建筑内部排水系统第四章建筑屋面雨水排水系统第五章建筑内部热水供应系统第六章饮水供应第七章居住小区给水排水工程第八章建筑中水工程第九章专用建筑给水排水工程第一章建筑内部给水系统目的、要求本章目的及要求通过本章学习，了解给水系统的分类和组成；了解气压给水设备；变频调速供水设备的特点；掌握几种常见给水方式及适用条件。并能正确选用；掌握给水管道的布置和敷设原则；掌握水箱、水池容积的确定方法，掌握设计秒流量的计算，掌握管道水力计算的步骤、方法。本章重点及难点重点：常见的几种给水方式、给水管道的布置和敷设；水质污染的原因及预防，水力计算。难点：给水方式的选择；水力计算第一节给水系统的分类与组成1、分类*生活（水质、水压、水量）*生产（根据工艺需要）*消防（水量、水压）\n-69-注意：这三类基本给水系统可以独立设置，也可设置成组合各异的共同系统2、组成水源：自备水源，城市水源*引入管：室外给水管网引入建筑内管网的管段*水表节点：安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门、泄水装置给水管网：干管、立管、支管*配水装置与附件：配水龙头、消火栓、喷头、各类阀门*增压和贮水设备：水泵、水池等*给水局部处理设施：设备、构筑物进行再处理第二节给水方式1、给水方式概念它指建筑内给水系统的具体组成与具体布置的实施方案。2、给水方式类型*利用外网水压直接给水方式*设有增压和贮水设备给水方式*分区给水方式*分质给水方式条件：根据不同用途所需的不同水质，设置不同给水系统。优点：节约用水。缺点：工程量大、造价高。利用外网水压直接给水方式*室外管网直接给水方式（图1-3）*单设水箱的给水方式（图1-4）条件：在用水高峰时段出现不足时，或者建筑室内要求水压稳定，并且该建筑物具备设置高位水箱优点：系统比较简单、投资较小，充分利用外网压力，节省电耗，系统具有一定的贮备水量，供水的安全可靠性较好。缺点：设置了高位水箱，增加了结构荷载，容易形成二次污染。设有增压和贮水设备给水方式*单设恒速水泵（图1-5）*设水泵和水箱联合供水（图1-6）*设贮水池、水泵、水箱（图1-7）*设气压给水设备（图1-8）*设变频调速给水装置\n-69-条件：当室外给水管网的水压经常不足时优点：水泵的工作效率高缺点：使外网压力降低，还可能形成外网负压，在管道接口不严密处，可能造成水质污染。条件：当室外管网的水压经常不足、室内用水不均匀，且室外管网允许直接抽水优点：水泵能及时向水箱供水，减小水箱容积，又有调节作用缺点：管道系统复杂条件：建筑用水可靠性要求高，室外管网水量、水压经常不足，且不允许直接从外网抽水，或外网不能保证建筑的高峰用水，且水量大，或要求贮备一定水量的消防水量时优点：水池、水箱具有一定水量，停水停电时可延长供水，供水可靠且水压稳定缺点：不能利用外网水压，安装维护较麻烦，投资较大，且有水泵振动和噪音条件：当室外给水网管压力低于或经常不能满足室内所需水压、室内用水不均匀，且不易设置高位水箱时优点：不需设高位水箱，可利用外网水压，供水可靠且卫生缺点：变压式水箱给水水压波动较大，水泵平均效率较低，能源消耗大分区给水方式条件：用于多层和高层（多于10层）形式：1.利用外网水压的分区（图1-9）2.设水箱的分区：并联水泵、水箱（图1-10）串联水泵、水箱（图1-11）减压水箱（图1-12）减压阀（图1-13）3.无水箱优点：有效地利用外网的水压缺点：可靠性较差并联水泵水箱优点：各区自成一体，互不影响；水泵集中，管理维护方面；运行动力费用较低。缺点：水泵数量多，耗用管材较多，设备费用偏高；分区水箱占用楼房空间多；有高压水泵和高压管道。串联水泵水箱\n-69-优点：无高压水泵和高压管道；运行动力费用低。缺点：水泵分散设置，占用楼房的平面、空间较大；水泵设在楼层上，防震、隔音要求高，维修不便；若下部发生故障，将影响上部的供水。减压水箱优点：水泵数量少，水泵房面积少，设备费用低，管理维护简单；各分区减压水箱容积少缺点：水泵运行动力费用高；屋顶水箱容积大；建筑物高度大、分区较多时，下区减压水箱中浮球阀承压过大，造成关闭不严；上部管道发生故障时，将影响下部供水。减压阀优点：水泵和水箱占楼房的平面和空间少缺点：对减压阀的质量要求高无水箱多台水泵组合远行：并列（恒速水泵机组合）(图1-14）减压阀（图1-15）气压给水装置并列气压给水装置（图1-16）气压给水装置与减压阀（图1-17）变频调速给水装置无水箱多台水泵组合远行：并列（恒速水泵机组合）(图1-14）减压阀（图1-15）气压给水装置并列气压给水装置（图1-16）气压给水装置与减压阀（图1-17）变频调速给水装置无水箱并列优点：增加了建筑物有效使用面积；运行费用低；供水可靠性好。缺点：所用水泵较多，造价高，初期投资大。无水箱减压阀优点：系统简单缺点：水泵多，造价高，运行费用高，供水可靠性较差。并列气压罐优点：每个分区都有气压水罐，可靠性好。缺点：初期投资大，气压水罐容积小，水泵启动频繁，耗电量较多。气压给水与减压阀给水优点：投资较省，气压水罐容积大，水泵启动次数少。缺点：整个建筑一个系统各分区之间将相互影响。\n-69-上述分类方式不容易记，也可以自己分类具体如下给水方式：*直接给水方式*设水箱：单设水箱水泵、水箱贮水池、水泵、水箱设加压装置*单设恒速泵（贮水池）*水泵、水箱*贮水池、水泵、水箱*变频泵*气压给水设备分区*利用外网水压*高层分区：串联并联单管（分区数较少)平行（广泛应用）减压减压水箱减压阀分区无水箱泵（各区）如何选择给水方式应当全面分析该项工程所涉及的各项因素，主要因素如下：1、技术因素供水可靠性；水质；节水节能效果；操作管理、自动化程度、对城市给水系统的影响等。2、经济因素基建投资、年经常费用、现值等3、社会和环境因素建筑物立面和城市观瞻的影响；结构、占地面积、建设难度和建设周期等第三节常用管材、附件和水表补充1、为什么要淘汰镀锌钢管？原因是目前使用的自来水镀锌钢管存在的缺点为：锈蚀—管道由于长期工作。镀锌层逐渐磨损脱落，钢体外露管壁锈蚀，出现黄水，污染水质，污染卫生器具。结垢—长久的锈蚀使管道断面缩小、阻力增大*滋生细菌（军团菌）结果造成水质污染。\n-69-使用寿命相对较短—镀锌钢管的使用寿命为8-12年，实际使用时间往往更短，而一般的塑料给水管寿命可达50年。*1、香港水务局在1995年起已明确规定，新建筑中不得使用镀锌钢管，旧建筑物原有管道必须限期改造。*2、上海也已规定，凡是1998年5月1日起设计的施工图和1998年10月1开工的住宅和多层公共建筑，其室内的给水管道，禁止设计，使用镀锌钢管，推广使用塑料给水管。二、我国长期采用镀锌钢管的原因*它质地坚硬，刚度大，适用于易撞击的环境。*镀锌钢管及配件市场供应完善。*施工经验成熟，易于配套成龙，水管敷设过程完成快速。*总体价格便宜（指管道、配件及安装全套）常用管道材料（给水、热水）一、塑料管1、种类*低塑性聚氯乙烯（PVC-U）*氯化聚氯乙烯（PVC-C）*聚乙烯（PE）*中密度聚乙烯（MDPE）*高密度聚乙烯（HDPE）*交联聚乙烯（PEX）*聚丁烯（PB）*丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）*III型聚丙烯和改性聚丙烯(PP-R)*低塑必聚氯乙烯（PVC-U)*超强筋管（埋地，上海氯威塑料公司1999年1月1日）*PSP（聚氯乙烯芯层发泡管）室内外排水管2、特点*良好的化学稳定性（耐腐蚀、不受酸、碱、盐、油类等物质的侵蚀）*物理机械性能也很好（不燃烧、无不良气味、质轻且坚 r塑=1/5r钢）*运输安装方便*壁光滑，水流阻力小*容易切割，还可制成各种颜色*易老化（抗紫外线性能差），受温度影响大二、其他新型管材铝塑复合管钢塑复合管玻璃钢不锈钢\n-69-附有：阳江市坚诚塑料营销有限公司坚盛塑料管材（“碧水牌”）铝塑复合管（PE-AL-PE1014型）检测报告东荣不锈钢食用管（宣传页）机制缠绕玻璃钢管道、容器、（宣传页）三、铜管*防止卫生器具被污染，且光亮美观，豪华气派，价格校高四、钢管（镀锌）*（热侵），旨度高，抗震性能好，接头较少，但抗腐蚀性差五、铸铁管*耐腐蚀，T长，价格较低，但性脆，长度小，G大管材选用（根据水质要求，建筑使用要求，经济等）*生活用水:生活给水管应选耐腐蚀和连接方便的管材，一般是塑料管，塑料和金属的复合管（薄壁铜管）、不锈钢、玻璃钢（埋地、塑料、球墨铸铁管）*消防给水：热浸镀锌钢管*热水：热浸镀锌钢管、塑料管、塑料复合管、薄壁铜管、不锈钢*排水：塑料管（超强筋管、PN>=400mm、水泥排水管—埋地）管道配件与管道连接*塑料管：螺纹、焊接、法兰、螺纹卡套压接、承插口、胶粘接*铜管：螺纹卡套压接、焊接*复合管：钢塑（一般螺纹）铝塑(螺纹卡套压接）*不锈钢：伸缩可挠性接头*钢管：螺纹、焊接、法兰*铸铁管：承插管道附件（调节水量、水压、控制水流方向、关断水流）*配水附件*配水龙头*盥洗龙头等（调节分配流量）*混合龙头*控制附件控制附件*截止阀*闸阀*蝶阀*止回阀*浮球阀（液位控制阀）*减压阀*安全阀水表1、流速式*旋翼式*螺翼式\n-69-*复式其中上述两种又分为：*干式、湿式*就地（表盘、数码)、远传*冷水、热水*单向流、双向流流速式水表技术参数*流通能力QL：水流通过通过水表产生10kpa水头损失的流量值。HB=QB²/KB*特性流量Qt：(100kpa)KB=Qt²/100（旋）KB=QL²/10（螺）*Qmax：只允许在短时间内承受的上限值。*Qmin：水表能够开始准确指示的流量值，是正常运转的下限值。*灵敏度：能够开始连续指示的流量。*额定流量Qe：可以长时间正常运转的上限流量值。选用流水式水表方法*一般优选湿式不表*DN≤50(旋）DN>50（螺）Q变化大，复式*水表口径确定*用水Q均匀Qg≤Qe*用水Q不均匀Qg≤Qmax*通过水表的HB不应超过允许值旋正<25,消<50螺正<13,消<30*生活、消防合用，通过水表的设计流量不大于水表的最大流量。2、容积式3、TM卡智能*原理：内部置有微电脑测控系统，通过传感器检测水量。*特点：*先交费，后用水，使供水部门提前收回资金、减少拖欠水费的损失。*自动计费、主动交费，减轻劳动强度。*减少计量纠纷，还能提示人们节约用水，保护和利用水资源*自动化，提高工作效率水表安装补充水表的安装*水表应安装在便于检修和读数，不受曝晒，冻结，污染和机械损伤的地方，住建筑中的分户水表，一般宜安装在卫生间内。安装水表的管段尽量沿内墙的长边布置。*螺翼式水表的上游侧，应保证长度为8-10倍水表公称直径的直管段，其它类型水表的前后，则应有不小于300mm的直线管段*旋翼式和垂直螺翼式水表应水平安装，水平螺翼式和容积式水表可水平倾斜，或垂直安装，垂直时水流方向必须自下而上。\n-69-*设有消火栓的建筑物，因断水可能影响生产和其它不允许断水的建筑物，如只有一条引入管时，应绕水表安装旁通管*水表前后和旁通管上均应装设检修阀门，水表与表后阀门间应装设泄水装置。*当水表可能反转，影响计量和损坏时，应在水表后装设止回阀*室内水表安装，可以参照S145。*补充：水表出户的做法（DBJT19-02-2003)第四节给水管道的布置与敷设一、考虑因素（给水管道布置与敷设）*深入了解该建筑物的建筑和结构的设计情况，使用功能，其他建筑设备的设计方案*考虑本建筑消防给水，热水供应，建筑中水，建筑排水等系统的设计方案及管道敷设原则二、布置原则*满足良好的水力条件，确保供水的可靠，力求经济合理*保证建筑物的使用功能和生产安全*保证给水管道的正常使用*便于管道的安装与维修*管道的布置形式管道的布置形式*按供水可靠程度*枝状（一般）*环状（高层建筑）*按水平干管的敷设位置*上行下给*下行上给*中分式四、防护*防腐*防冻*防露*防漏*防振*防噪本节：重点是布置原则，难点是敷设（与施工相配合）给水塑料管暗设敷设方法补充给水塑料管暗设敷设方法：如果是砖墙，对于支管来说，则宜在砖墙上开管槽，管道直着嵌入并用管卡将管子固定在管槽内。管槽宽度宜为管子外径De+20mm，槽深为管外径De，只要使管子不露出砖坯墙即可。\n-69-如果是钢筋砼剪力墙，则支管应敷设贴于墙表面，并用管卡固定于墙面，待土建墙面施工时，用高标号水泥砂浆抹平，或用钢板网包裹于管道外侧，用水泥砂浆抹平，然后在外面贴磁砖等装饰材料。*在吊顶内敷设时，应有意弯曲走向，并作支承架。*对于一户二卫，三卫且穿过客厅的情况，一种办法是管道直埋于地坪找平层（只适用于De20）的管子。埋于找平层中的管子，不得有任何连接件。或者埋在钢筋砼的楼板中，但必须有套管，并且有防止混凝土浇捣时流入套管的措施。*立管应敷设在管道井中。*厨房中的管道宜敷设在柜后,可不必嵌入墙内。以上暗设管道均需在试压后无渗漏的情况下，帮能进行土建施工。补充铝塑管道布置及敷设第五节水质防护一、加强水质防护的意义从城市给水管网引入小区和建筑的水其水质都符合生活饮用水卫生标准》，由于小区和建筑内的给水系统设计，施工安装和管理维护不当，就可能造成水质被污染的现象，导致疾病传播，直接危害人民的健康和生命，或者导致产品质量不合格，影响工业的发展。二、水质污染的现象及原因*与水接触的材料选择不当*水在贮水池（箱）中停留时间过长*管理不善*构造、连接不合理：饮用水与非饮用水直接连接1、配水附件安装不当2、饮用水与非饮用水直接连接3、埋地管道与阀门等附件连接不严密三、水质污染的防止措施（＊）*贮水池（箱）的本体材料和表面涂料，不得影响水质，玻璃钢应为食品级的，管材宜选用耐腐蚀；不得污染区域内敷设管道，验收前应进行清洗和封闭。*贮水池（箱）定期清洗，池中容积过大，仅靠生活用水不能更新时，应采取补充加氯和其他灭菌措施，水流合理，消防水不被动用。*贮水池（箱）的人孔盖应是带锁的密封盖，地下水池的人孔凸台应高出地0.15m,通气管和溢流管口要设铜丝网罩。*1、饮用水管道不得与其它管道直接相连，必须连接时，必须保证生活饮用水管道的水压高于其他管道内的压力，并且在两种管道连接处装设空气隔断阀或在连接处设两个止回阀，同时中间加设排水口，生活饮用水管道在与加热设备连接时，应防止热水回流（装止回阀）2、生活饮用水的配水口与用水设备溢流水位之间，应有不小于出水口直径2.5倍空气间隙\n-69-补充例子*1951年6月，在日本长野县，因自来水断水时吸入污水，造成500人肠炎,死亡3人。*1990年6月16日，某地57研究所发生50多人腹泻,(水池溢流管倒流）*1991年，某城市一单位有20多人腹泻，呕吐（屋顶水箱清洗时，因止回阀失灵，水箱进出管合用）第六节给水设计流量一、建筑内用水情况和用水定额二、给水系统设计流量最高日用水量Qd=mqd/1000式中Qd—最高日用水量m³/dm---用水单位数（人数，床位等）qd---最高日生活用水定额L/(人.d)、L/(床位.d)（表1-10）确定储水池容积最大小时用水量Qh=Qd/T.Kp=Qp.Kh用于确定水泵流量和高位水箱容积设计秒流量设计秒流量为建筑内卫生器具配水最不利情况的瞬时高峰流量。它的确定有三种方法：1、平方根法2、经验法3、概率法当前，我国的计算方法为：二、对于集体宿舍，宾馆，医院，疗养院，办公楼，中小学教学楼，商场，客运站，会展中心，公共厕所，幼儿园等建筑，用水设备使用不集中，给水设计秒流量qg=0.2¶（Ng）½注：1、当计算出的qg小于该管段上1个最大卫生器具的给水额定流量时，应以该管段上1个最大卫生器具的洽水额定流量作为设计秒流量。2、当qg大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值时，应以该管段上卫生器具给水额定流量累加值作为设计秒流量。3、当有大便器延时自闭部洗阀的给水管段，大便器延时自闭式冲洗阀的给水当量取0.5，将计算得到的qg附加1.1L/S的附加流量后，作为该管段的设计秒流量。4、综合楼建筑的¶值应按加权平均法计算。5当某幢建筑为两种及以上用途的综合性建筑，加权平均法确定的¶¶=¶1N1+¶2N2+¶3N3+……+¶nNn/åN三、对于工业企业生活间，公共浴室，洗衣房，公共食堂，实验室，影剧院，体育场馆，普通理化实验室等建筑的生活给水管道的设计秒流量qg=åq0n0b注：1\n-69-、如计算值小于该管上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。2、大便器自闭式冲洗阀应单列计算，当单列计算值小于1.2L/S时，以1.2L/S计算；大于1.2L/S时，以计算值计算。补充：目前城镇住宅每户的实际给排水设备及其当量每户给水设备、当量及流量排水*洗涤池当量=1.0*洗脸当量=0.8(单阀有塞）*浴缸当量=1.0*坐式大便器当量=0.5*洗衣机龙头当量=1.2第七节给水管网水力计算一、计算目的与类型1、计算目的一是确定给水管网各管段的管径（表1-18）二是求出计算管路所需的水压2、计算类型（1）复核型（如直接给水方式的供水系统校核水压）（2）设计型（如设有升压，贮水设备等，计算确定升压装置的扬程和水箱高度）二、管径的确定方法d=（4qg/pn）½*生活，生产给水管道，一般可采用1.0--1.5m/s，不宜大于2.0m/s*当有防噪声要求，且管径≤25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8-1.0m/s*消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s*自动喷灭火系统给水管道的流速宜采用控制流速，必要时可超过5m/s，但<10m/s、水头损失的计算hy=iLhj=å§v²/2gv塑料管道局部水头损失取沿程水头损失的百分数ü粘接和热熔连接的塑料管为30%ü卡环，卡套式机械连接的塑料管为50%－60%ü钢塑复合管，生活给水管为40%，消防给水管道为30%v金属管道局部水头损失取沿程水头损失的百分数ü生活给水管网为25%－30%ü生产给水管网，生活，消防共用给水管，生活，生产，消防共用给水管网为20%ü生产，消防共用给水管网为15%ü消火烇系统消防给水管网为10%ü自动喷水灭火系统消防给水管网为20%四、给水系统所需的供水压力　　　H=H1+H2+H3+H4+H5六、管网水力计算的方法和步骤v初定给水方式\n-69-v布置给水管道，并绘制出平面图及轴测图v绘制水力计算用表格v节点编号v选择最不利点v计算qgv查水力计算表，进行管网的水力计算v校核H0>H(5%-10%)v确定非计算管路的水头损头v对升压，贮水设备进行计算习题课例：一幢3层高的集体宿舍，其给水排水平面图布置（图1－30）所示，每一层卫生器具的设置与数量完全相同，管道采用热浸镀锌钢管。室外给水管在宿舍的东测，地下埋深为0.80m，室外管网的常年水压H0为0.18Ｍpa(以引入管轴线算起）　：１、初定给水方式（B+1)＊４=6mH2O　　２、绘出系统图（附图一）　　３、绘出水力计算用表格　　４、节点编号　　５、确定最不利管路　　６、选qg=0.2（Ng）½+kNg，计算各管段流量　　７、查钢管水力计算表　　８、计算H，并与Ｈ０相比较　注意点v最不利点的确定vＨ０大于Ｈ５%－１０%较合理v对于复杂的管网可采用计算机进行计算第八节　给水增压与调节设备一、水泵v适用建筑给水系统的水泵类型　　离心式水泵　立式管道泵v选择１、流量　　　　无水箱qg有水箱qh(注V大时，也可qp)2、扬程ü从贮水池吸水向管网Hb=Hz+Hs+Hcü贮水池吸水向水箱Hb=Hz+Hs+Hvü由室外管网吸水向室内管网Hb=Hz+Hs+Hc-Ho注意点：当水泵直接由室外管网吸水向室内管网输水时，计算出Hb选定水泵后，还应以室外给水管网的最大压力校核水泵的工作效率和超压情况。若超压过大，会损坏管道或附件，则应设水泵回流管，管网泄压管（安全阀）等v水泵的设置（与水泵与泵站课讲的相符）\n-69-二、贮水池v容积计算V≥(qb-qg)Tb+Vx+VsqgTt≥(qb-qg)Tb(qb-qg)Tb按最高日用水量的20%-25%确定v贮水池设置v吸水井吸水井的容积应大于最大一台水泵3min的出水量吸水井的尺寸应满足吸水井管的布置，安装和水泵正常工作的要求四、水箱（高位水箱）v*有效容积1、生活用水（调节）a.水泵自动qd×10%b.人工操作qd×12%c.仅在夜间进水用水人数和用水定额确定2、生产用水—按工艺要求确定3、消防用水---前10min室内消防设计流量v*设置高度H≥Hs+HcH---水箱最低水位到配水最不利点位置高度所需的静水压，kpaHs---水箱出口到最不利点管路的总水头损失，kpaHc---最不利点用水设备的流出水头，kpa注：贮备消防水量的水箱，满足消防设备所需压力有困难时，应采取设置增压泵等措施v水箱的配管与附件（图1-35）进水管、出水管、溢流管、泄水管、水位信号装置、通气管、人孔v水箱的布置与安装水箱间：t≥5°Ch≥2.2m承重結构应为非燃烧材料水箱：分成两格或两个间距见表1-21五、气压给水设备气压给水设备是利用密闭罐内空气的可压缩性，进行贮存、调节、压送水量和保持水压的装置，其作用相当于高位水箱或水塔。v分类与组成按罐内水气接触方式补气式(图1-38）隔膜式（图1-39）按输水压力的稳定状态变压式（图1-36）定压式（图1-37）注：1、补气方法采用空气压缩机，在水泵吸水管上安装补气阀，在水泵出水管上安装水射器或补气罐，且进气口要设置空气过滤器2、定压式是在变压式供水管道\n-69-上安装压力调节阀，将调节阀出口水压控制在要求范围内，使供水压力稳定v特点：1、优点I.灵活性大，设置位置限制条件少，便于隐蔽II.便于安装，拆缷，搬迁，扩建，改造III.便于维护管理IV.占地面积少，施工速度快，土建费用低V.水质不易被污染VI.具有消除管网系统中水击的作用缺点1）贮水量少，调节容积小（15%-35%)（2）H不太稳定，影响配件的使用寿命（3）供水可靠性较差，一旦停电或自控失灵，进水的机率较大（4）耗电较多，水泵启动频繁，能耗大（最好2台水泵并联工作）v气压给水设备计算1、气压罐容积V总容积=bVx/1-¶bVx(调节）=cqb/4n(生活调节容积）c—安全系数，宜采用1.5—2.0b---容积附加系数，补气式、卧式1.25，隔膜式1.05，立式1.10n---水泵h内最大启动次数，一般采用6-8次qb—平均工作压力时（p1+p2/2),配套水泵的计算流量，其值不应小于管网¶b—p1/p2(工作力之比），宜采用0.65-0.85p1---气压罐内最低工作压力（绝对压力）p2---气压罐内最高工作压力（绝对压力）2、水泵选择流量、扬程特性曲线较陡的扬程(变压式）p1Q-qgp2Q-Qhp1+p2/2Q≥Qh×1.2扬程（定压式）p1、qg附：补气式气压给水设备和隔膜式气压人水设备产品介绍思考题：如何选择气压给水设备？六、变频调速供水设备v特点1、优点a.效率高，耗能低b.运行稳定可靠，自动化程度高c.设备紧凑，占地面积少d.对管网系统中用水量变化适应能力强、缺点a.造价高b.管理水平亦高些\n-69-a.电源可靠v设备分类恒压变流量变压变流量v计算与选型Ø设计流量的计算设备如用建筑内，其出水量应按管网无调节装置以设计秒流量作为设计流量。设备如用建筑小区内，其出水量应与给水管网的设计流量相同（如加压的服务范围为居住小区干管网，应取小区最大小时流量作为设计流量，如加压服务范围为居住组团管网，应按其担负的卫生器具当量总数计算得出的设计秒流量作为设计流量）。Ø设计扬程的计算1、若设备确定为变频调速恒压变流量供水设备，可根据管网设计流量时管网中最不利供水点的要求，计算出设备的供水扬程，此扬程即为设计扬程（Hs)·2、若设备为变频调速变压变流量供水设备，可根据管网设计流量时管网中最不利点的要求，计算出设备的供水扬程（Hs),以Hs作为设备出口变压的上限值，再根据管网运行的特性设定出口分时段变压，或按管网特性曲线数学模型设定变压流量供水。变压变流量供水设备也可用管网最不利点恒压供水压力，进行设定，控制设备操作运行。注：ü采用变频调速供水设备时，应有双电源或双回路供电ü电机应有过载、短路、过压、缺相、欠压过热等保护功能ü水泵的工作点应在水泵特性曲线最高效率点附近，水泵最不利工况点尽量靠近水耱高效区右端作业：P579，10，16第二章建筑消防目的及要求：通过本章学习，让学生了解消防系统的类型，组成，水量，水压的计算。掌握高低层建筑室内消火栓工作原理，适用范围。了解室外消防系统的作用，闭式自动喷水灭火系统的作用，组成及水力计算。重点与难点重点：高低层建筑室内消火栓，闭式自动喷水灭火系统的作用，组成及水力计算。难点：高层建筑室内消火栓，闭式自动喷水灭火系统的水力计算。自动喷水灭火系统的原理。第一节消防系统的类型工作原理和适用范围一、分类室外1、城市2、小区3、单栋建筑室外室内1、消火栓2、自动喷水灭火系统3、其他使用非水灭火剂的固定灭火系统\n-69-二、工作原理及适用范围灭火剂的灭火原理为：冷却、窒息、隔离和化学抑制消火栓,自动喷水灭火：上述两种都需冷却，可用于多种火灾。CO2---窒息并伴有少量冷却，适用于图书馆的珍藏库、图书楼、档案室、大型计算机房、电信广播的重要设备机房、贵重设备室和自备发电机房等干粉---化学抑制（少许冷却）可扑救可燃气体，易燃与可燃和电气设备火灾卤代烷—化学抑制可用于贵重仪表，档案，总控制室等泡沫---隔离可用于烃类液体火焰与油类火灾第二节室外消防系统一、作用与系统Ø作用：1.是供消防车从该系统取水，经水泵接合器向室内消防系统供水，增补内消防用水不足2.是消防车从该系统取水，供消防车，曲臂车等带架水枪用水，控制救火灾Ø组成：室外消防水源，室外消防管道和室外消火栓组成二、室外消防水源、水量与水压v1.室外消防水源v由市政给水管网提供（一般为低压室外消防系统）v有条件时可就近利用天然水源供室外消防用水（此时考虑天然水源地与保护建筑的距离，天然水源的水量与水位，以及天然水源与保护建筑之间的交通条件）v可利用建筑的室内（外）水池中的储备消防用水作为室外消防水源设置消防水池的条件：1.市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水总量2.市政给水管道为技术状或只有一条进水管（对于多层建筑消防用水总量不超过25L/S，对于高层建筑二类居住建筑除外）注：1、消防水池一般设计成室内、外消防共用水池2、市政给水管网为环状，能保证发生火灾向消防水池延续补水时，消防水池容量可减去灾延续时间内的水量，水池充水的时间不超过48h3、水池总容积超过500m³，应分隔成两个能独立使用的水池。4、储存室外消防流量的消防水池应设取水口或取水井，其最低水位应保证消防车的消防水泵吸水高度不超过6.00m,如不能保证时，可在消防水泵房内设专用加压泵由消防水池直接取水向室外消防供水管网供水。供消防车取水的消防水池，其保护半径不得大于150m。5、取水口或取水井的有效容积不应小于7.2m³，消防水池与取水口（井）之间的连接管道的管径不小于200mm6、室外消防水池与被保护建筑的外墙距离不宜小于5m,并不宜大于100m7、寒冷地区的消防水池应有防冻措施v2.室外消防水量Ø城市与居住区的消防用水量（可作为室外给水管网设计时管网校核的依据）Q=N.qN—同一时间火灾次数见表2—1q---一次灭火用水量（l/次）见表2—2Ø建筑室外消防用水量见表2---3,表2—14)同一时间内的火灾次数表表2-1\n-69-注：在计算室外消防用水量时，如果城市或居住区给水管网设计流量中的消防用水量小于建筑室外用水量时，应考虑将不足部分和建筑室内消防用水量一齐储存于消防水池内。v3.室外消防水压室外消防管网v高压：经常保持足够高的水压，灭火时不需要使用消防车或其他移动式泵，而直接出水H=H0+h1+h2v临时：平时水压不高，在泵站内设置高压消防泵，当发生火警时，消防泵开动达到要求。v低压：平时水压较低，灭火时水枪所需要的压力，由消防车或移动式消防泵供给（Qmax.H≮100kpa)三、消防管道和消防栓的布置v消防管道的布置（从市政给水干管接居住小区、工厂和公共建筑物室外）布置形式：枝状：只在管网建设初期或室外消防水量少于15L/s环状：一般采用v室外消火栓的布置v室外消火栓分地上式与地下式两种。北方®地下南方®地上或地下直径为150mm或100mm及两个65mm的栓口v间距≤120m，保护半径≤150mv在市政消火栓保护半径150m以内，消防用水量不超过15L/s时，可不再设置室外消火栓v室外消火栓的数量确定方法（按室外消火栓用水量经计算确定外，还应至少与水泵接合器数量相等）v应沿道路设置，道宽>60m时，宜在两边设置，并宜靠近十字路口距车行道>40m,距建筑物>5m讨论：室外消火栓设置数量问题（与实际、规范相适应）第三节低层建筑室内消火栓消防系统低层与高层建筑物的划分是根据我国目前普遍使用的登高消防器材的性能、消防车的供水能力及建筑的結构状况，并参照国外低、高层建筑划分标准制定：低层与高层建筑的高度分界线为24m高层与超高层建筑的高度分界线为100m1.建筑高度：室外地面到女儿墙或檐口的高度2.低层建筑的室内消火栓系统：是指9层及9层以下的住宅建筑、高度小于24米以下的其他民用建筑和高度不超过24m的厂房、车库以及单层公共建筑的室内消火栓消防系统，这种建筑物的火灾，能依靠一般消防车的供水能力直接进行灭火。一、设置范围及系统组成v设置范围（见规范）v组成：消火栓设备（水枪，水带和消火栓）、消防管道、消防水池，高位水箱、水泵接合器及增压水泵。v给水方式\n-69-1.无加压泵和水箱室外给水管网的压力和流量均能满足室内最不利点消火栓要求（可与生活给水系统合用）。2.设有水箱（独立）（高峰时不能满足）水压变化较大,储存前10min水量,以后由消防车供应.3.升压和贮水（经常不能满足水量、水压）水泵、水箱气压给水设备变频调速供水装置二、水量与水压v消防水量（见表2—6表2---7)若建筑物内设有消火栓的同时，还没有自动喷水等，应为两者流量之和。v消防水压（即为最不利消火栓的栓口压力+åh+静压差)Ø消火栓栓口压力Hxh=Hq+hd+HkHq---水枪喷嘴处的压力kpaHd---水带的水头损失kpaHk---消火全口水并没有损失20kpaHq=qxh²/BHq=10¶fHm/(1-j¶fHm)ØHm的确定Ø1.Hm的长度可按室内最高着火点离地面高度，水枪喷嘴离地面离度和水枪倾角算出：Hm=(H1-H2)/sina=2½(H1-H2)H1---室内最高着火点离地面的高度H2---水枪喷嘴高地面的高度¶---水枪的倾角(45ºc-60ºc)注：Hm概念—指从消防水枪射出的消防射流中最有效的一段射流长度（75%--90%的水量，穿过直径26--38cm圆圈）。2.低层Hm规定：一般建筑物不应小于7m3.甲、乙类厂房，超过6层的民用建筑和超过4层的厂房库房应不小于10m(19mm口径)注：如计算值小于规定值，应按规定计算如计算值大于规定值，应按计算值进行Ø水龙带的水头损失Øhd=10AdLqx²(kpa)ØAd—水带的比阻L---水带的长度（m)qx---水带通过的流量L/s三、室内消火栓给水系统布置v消火栓消防管道布置（见规范）v合用或单独设置vN>10Q>15L/s，至少要两条进水管与室外环状网连接，并应将室内管道连成环状或将进水管与室外管道连成环状。v消火栓设置（见规范）v消火栓间距（>30<50)\n-69-v单排一股水柱s1=2(R²+b²)½R=Ld+Ls(Ld=L×0.8Ls=Hm.cos45º)v单排两股水柱s2=(R²-b²)½v多排一股水柱sn=2½Rv多排两股水柱sn=sn/2※高层≤30m，其它≤50m四、消防管道系统水力计算v计算目的（基本上同给水）v步骤vHmv栓口Hxhv实际消防射流量和流量分配v消防管道的管径计算v消防管道的水头损失ü消防水压计算H与H0比较ü水箱设置高度，贮水池，水箱容积，升压选取ü消火栓出口压力校核五、系统中的水箱、水泵及减压节流装置v水箱容积（消防）Vx=0.6qxqx–L/s<25L/s12m³Vx-m³>25L/s18m³设置高度：应保证最不利消火栓静水压力h<100m0.07Mpav水泵吸水管出水管备用泵设置通讯设备要求动力机械要求q是室内消防计算流量，扬程为最不利消火栓出口水压减压节流装置（常用的为减压孔板）hd=sQ²s---孔板的阻抗系数Q---通过孔板的流量hd—通过孔板应减去的压力值v水池（消防）Vf=3.6(Qf-Qt).Tx式中：Vf---消防水池储存消防水量m³Qf---室内消防用水量与室外消防用水量（给水管网不能保证）之和L/sQt---市政管网可连续补充的水量L/sTx---火灾持续时间h\n-69-44习题课例：某市一幢长38.28m，宽14.34m,层高2.8m八层集体宿舍楼，耐火等级为二级，建筑体积为12000m³,平屋顶，室内消火栓系统，如下图所示：试确定系统各管段的管径及系统消防设计水压已知系统用管材为低压流体输送用焊接钢管SN65直角单出口式室内消火栓，φ65麻织水长度25m,qZ65N9mm直流式不枪，800×650×200S163（甲型）解：1、消防设计流量的确定本建筑属于其它类型建筑，从表2—6可知，消火栓用水量为15L/s，同时使水枪数量为3支，每支水枪最小出流量5L/s，每根竖管最小流量为10L/s10L/s(1)（2）本建筑超过六层，其充实水柱采用10m，当喷嘴口径为19mm的消防水枪出流量为5.2L/s，出口压力170kpa2、最不于利消火栓口处压力确定Hxh=Hd+Hq+20=AdLdqxh²+q²xh/B+20=0.43×25×5.2²+5.2²/0.1577+20=220.7KPa3、水力计算选最不利计算管1-2-3-4-BHxh2=Hxh1+2.8+åh1-2Hxh2=Adldq²xh2+qxh2/B+20下面是消4、系统设计压力的计算H=H1+Hxh1+åh+H4第四节高层建筑室内消火栓消防系统高层建筑室内消火栓消防防系统，是指10层和10层以上的住宅建筑，建筑高度在24m以上的其他民用建筑和工业建筑的室内消火栓消防给水环境，高层建筑中高层部分的火灾扑救因一般消防车的供水能力已达不到，因而应立足于自救。一、高层建筑室内消防特点v火种多，火势猛，蔓延快v消防扑救困难\n-69-v人员疏散困难v经济损失大二、消防水量与水压v消防水量（应按《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》规定确定）v消防水压（计算方法同低层建筑）、水源及室内消火栓给水方式（图2-10）v1.水源(同室外消防）v2.消火栓给水方式v不分区:当建筑高度不超过50m或最低处消火栓静水压力不超过0.80Mpav分区：当建筑高度超过50m或最低处消火栓静水压力超过0.80Mpa分区的给水方式：并联，串联，设置减压阀四.高层建筑室内消火栓管道和消火栓的布置及水力计算v1.高层建筑室内消火栓消防管道系统布置vv独立的消火栓消防系统，水池，水箱可以合用v室内消防管道应布置成空间环网，期间消防立管的布置应保证同层相邻的的两个消火栓水枪射出的充实水柱能同时到达室内任何部位消防系统水力计算表：\n-69-Ø对于≤18层，每层≤8户，建筑面积≤650m²的一般塔式住宅，允许设一根立管（消防电梯前室除外），但必须采用双阀双出口的消火栓。Ø消防管网的进水管不应少于两条（塔式住宅除外）Ø竖管直径应按流量确定，但不应<100mm。Ø2.高层建筑室内消火栓布置要求（见规范）Ø3.水力计算（同低层）v\n-69-。五、消防给水系统中增压和减压节流装置v1.消火栓系统增压装置Ø气压罐及增压泵Ø管道泵稳压泵（较少）气压罐及增压泵一.泵设计参数1、消火栓专用q=5L/sH=最不利栓口压力2、自洒q=1L/sH=5m喷头压力二.气压罐V≥4501、消火栓专用V≥300L2、自洒V≥150LH1、p1取二者大值2、p2=（r1+0.098）/(1-bVH/V)-0.098v减压节流装置(同低层）第五节自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是一种发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火同时发出火警的消防灭火设施。一.自动喷水分类：1、开式雨淋水幕2、闭式湿式（图2-11），干式（2-12），干湿两用式，预作用（2-13）二.工作原理：\n-69-\n-69-\n-69-三、闭式自动喷水灭火系统v1.组成：水源，加压贮水设备，喷头，管网，报警装置v水源：室外管网，贮水池，天然水源v喷头：分类（1）、玻璃球洒水喷头，易熔合金（感温元件）（2）、直立型，下垂型，边墙型，普通型，吊顶型和干式下垂型喷头（溅水盘形式和安装位置）（3）、各种颜色（感温级别）\n-69-喷头：布置喷头之间的水平距离应根据不同火灾危险等级确定，布置形式可采用正方形。长方形，菱形，还有其它规定（如房间内任部位都要受到喷水保护，还应有一定的喷水强度）ü管网（布置）根据一区气候条件和建筑物内是否采暖情况分为：l湿式：管网中充满有压水，常年温度不低天4ºcl干式：管网中充有有压空气，适用于采暖期长而建筑内无采暖的场所l干、湿式：环境温度周期变化较大的地区l预作用：管网中平时不充水（无压），发生火灾时，火灾控测器，报警器，自动控制系统，控制阀门排气，充水，由干式、湿式适用于对建筑装饰要求高，灭火及时的建筑物。ü报警装置报警阀：作用是开启和在闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。水力警铃：湿式，宜安装在报警阀附近（6m与DN有关）水流指示器：湿式，各楼层配水干管或支管上，报警控制器，并指示火灾楼层压力开关：向消防控制室传送信号或启动消防水泵延迟器：用于防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报火灾控测器：感烟，温，光，应布置在房间或走道的顶棚下面末端试水装置：检验水压，检测水流指示器及报警阀和自动喷水灭火系统的消防水泵联动装置可靠性的检测设备。v2.系统的设计与计算ü建筑物，构筑物的危险等级和系统设计数据的确定ü喷头布置和管网系统设计（按规范）（1）、喷头布置\n-69-（2）、喷头布置要求（3）、管网系统设计ü水力计算自动喷水为灭火系统水力计算的目的在于确定管径，计算管网所需的供水压力，确定高位水箱的高度和选择消防泵。设计流量是管网水力计算的基本参数，是指最不利一组作用面积内的喷头的流量之和为系统的设计流量。流量：水力计算方法有两种｛确定流量Q设计=（1.15---1.30）Qt｝1、作用面积法先按表2—19中对基本设计数据的要求，选定最不利工作作用面积（以下表示的位置，此作用面积的形式宜采用长方形，长边L≥1.2(F)½，且长边平行于配水支管。对于轻危险级和中危险级建筑物的自动喷水灭火系统，计算时可假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头喷水量取值，且应保证作用面积内的平均喷水强度不小于表2—19中的规定。对轻、中危险级最不利点处作用面积内任意四只喷头围合范围内的平均喷水强度，不应低于表中85﹪；对于严重危险级按实际压力计算流量，以保证任意四个喷头围合范围内的平均喷水强度，不应低于表中数值。对于严重危险级建、构筑物的自动喷水灭火系统,在作用面积内每只喷头的喷水量应按喷头处的实际水压计算确定,以保证作用面积内任意四个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不小于2-19的规定值对仅在走道内布置1排喷头,计算动作喷头数按每层5个.对雨淋喷水灭火系统和水幕系统,其喷水量按每个设计喷水区内的全部喷头开启计算.2、特性系数法a、调整系数法：从系统设计最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力，喷水量和管段的鸭绿江积流量，水头损失，直至某管段计流量达到设计流量为止，此后的管段流量不再计，仅计算水头损失。q=kH½h=10AlQ²b、管系特性系数法：BgI=Q²4-5/H5BgII=Q²6-d/H6压力：H=Z+h0+hr+åhH---系统所需的水压kpah0—最不利喷头的工作压力kpahr---报警阀的局部损失（见手册中P109，表2、3—18）hr=BQ²)Z---最不利喷点处与给水管或消防水泵的中心线之间的静扬程。Kpa减压常用的减压措施：减压阀、减压孔板、节流管减压孔板的计算方法参照消火栓系统，但应注意：a、减压孔板应设置在DN≥50mm的水平管段上，前后管段长度均不小于该管段５db、孔口直径大于等于设置安装管段直径的30%且不应小于２０mm应采用不锈钢c、节流管内流速不应大于２０m/s,长度不宜小于１米直径按上游管段直径的０.５。计算步骤及例题1、计算步骤Ø绘制系统图Ø最不利区（点）开始，节点编号.\n-69-Ø计算最不利面积内的喷水量，若按特性系数法进行水力计算时为最不利点开始逐段增加到设计流量为止，计算该流量下管系的水头损失.Ø校核：校核各管段之允许流速（见P108表2-3-16,Ve=KcQ)Ø所需压力及对供水设备进行计算2、例：按作用面积法进行管道水力计算某一类重要高层办公楼，最高层至地面60m，自动喷水配水干管至作用面积边缘长10m，选用四川消防机械厂吊顶型喷头，其特性系数为80，喷头数压力0.1Mpa，设计喷水强度为6L/min.m²,作用面积为200m2，选定为长方形长边L=(200)½×1.2=17m，短边长为12m，喷头按每只保护面积为11m²（附图）解：1、喷头流量Q=kp½=1.33L/s2、作用面积内Q=20×1.33=26.6L/s3、校核Q设/Q理=26.6/(204×6)/60=1.3平均喷水强度80×20/204=7.84L/min.m²>64、h=z+h0+hr+åh作业：P1092、4、10”\n-69-http://mysms.diy.163.com/sms/1/6lake/6.htm\n-69-下一页上一页\n-69-辅助系统——消防电话*GT1511多线制消防电话总机，分8、16、24、32、40路*GT1511Z总线制消防电话总机，需配接GT1513电话模块，最多可编码80个，可重码*主机与任一分机可相互呼叫、通话*通话可输出到广播系统、可电子录音*可快速拨发119下一页up\n-69-下一页上一页下一页上一页\n-69-下一页上一页下一页消火栓图片\n-69-下一页上一页\n-69-上一页本章目的及要求²掌握建筑排水工程的基本理论（排水系统的分类、组成；排水系统常用管材；管道布置及敷设原则;水力计算方法、步骤），最终达到具有一般建筑排水工程的设计功能.重点、难点v重点:排水管道布置及敷设；排水系统水力计算方法、步骤；卫生器具\n-69-和布置。难点：水力计算方法、步骤。第一节排水系统的分类、体制和组成一、分类v生活污水　粪便污水(大便器、小便器)　　　　生活废水（洗涤盆、淋浴设备、洗脸盆、化验盆）v生产排水　　生产废水（轻度污染、水温提高）　　　　　　生产污水（污染较重）v屋面雨雪水二、排水体制1、分类（1）分流制：指居住建筑和公共建筑中粪便污水和生活废水；工业建筑生产污水和废水各自由单独的排水管道系统排除。　　　　（2）合流制：指建筑中两种或两种以上的污、废水合用一套排水管道系统排除。2、选择（污水性质、污染程度、外部排水体制、综合利用、中水开发等）三、组成（图3-1）1、卫生器具及生产设备受水器2、排水管道3、通气管道（作用）4、清通设备5、提升设备6、污水局部处理构筑物第二节　　卫生器具及其设备和布置　一、卫生器具材料要求：二、卫生器具及冲洗设备1、　　　　　大便器　坐式　　　大便蹲式v便溺有　大便槽　　　　　小便器　　　　　　小便　v洗脸盆　2.盥洗净身盆　　　　盥洗台浴盆　　3.沐浴沐浴器　　　　　洗涤4．洗涤　化验盆　　污水盆2、　　高　手动　　　　冲洗水箱　　自动冲洗设备　　　　　低　冲洗（特点）\n-69-　　　　　　冲洗阀　　　虹吸　（特点）上一页　　　三、卫生器具的设置和布置1、卫生器具设置种（见规范）数量2、卫生器具布置　卫生器具的布置：应根据厨房、卫生间、公共厕所的平面位置、房间大小、建筑质量标准、有无管道井或竖槽、卫生器具数量及单位尺寸等，既要满足使用方便、容易清洁、占房间面积小，还要考虑管道布置提供良好的水力条件，尽量做到管道少、管线短、排水通畅。卫生间内卫生器具布置最小间距（附图）\n-69-上一页第三节　排水管材与附件一、金属管材及附件（了解）二、排水塑料管（重点）1、特点：重量轻、耐腐蚀、不结垢、内壁光滑、水流阻力小，外表美观、重量轻、容易切割、便于安装、节省投资、节能等优点，也有强度低、耐温差、易老化、防火性能差等缺点。2、伸缩节设置：①、立管穿越楼层处为固定支承且排水支管在楼板之下接入时，伸缩节应设置于水流汇合管件之下。②、立管穿越楼层处为非固定支承时，伸缩节应设置于水流汇合管件之上或之下。③、横管上设置伸缩节应设于水流汇合管件上游端。④、立管穿越楼板处为固定支承时，伸缩节不得固定；伸缩节固定支承时，立管楼层处不得固定。⑤、伸缩节插口应顺水流方向。⑥、埋地或埋设于墙体、混凝土柱体内的管道不应设置伸缩节。三、附件：1、存水弯：（SP形）水封高度（50-100）2、检查口和清洁口①即管在底层和楼层转弯时应设检查口，检查口中心距地面1m，在最冷月平均气温低于-13℃的地区，立管尚应在最高层离室内顶棚0.5m处设置检查口。②、立管宜每层设一个检查口。③、在小流转角小于135°的横干管上应设检查口或清扫口。\n-69-④、公共建筑内，在连接4个及其以上的大便器的污水横管上宜设清洁口。⑤、横管排出管直线距离大于表3-8中的规定值，应设置检查口或清扫口。3、地漏（设置要求）4、其他附件隔油具•滤毛器和集污器吸气阀第四节排水管道的布置与敷设一、排水管道布置与敷设的原则•1、力条件好、排水通畅•2、使用安全可靠、防止污染•3、工程造价低（管线短）•4、施工安装方便、易于维护管理•5、占地面积小、美观二、排水管道的布置与敷设（见规范16）三、排水管道的防腐、保温、防堵第五节排水管道系统的水力计算建筑内部排水管道系统水力计算的目的是确定排水系统各管段的管径、横向管道的坡度、各控制点的标高和管件的组合形式一、排水定额•建筑内部排水定额有两种：一种是以每人每日为标准，另一种是以卫生器具为标准。*1、排水当量：以污水盆的排水流量0.33L/S作为一个排水当量，将其他卫生器具的排水流量与0.33L/S的比值，作为该种卫生器具的排水当量。2、各种卫生器具的排水当量和当量值见表3-14，工业废水排水量标准和时变化系数应按生产工艺要求确定。二、排水设计流量•1、最大时排水量（=最高时生活用水量）此值主要用于设计选型污水系、化粪池、地埋式生化处理装置的型号规格等。2、设计秒流量（保证最不利时刻的最大排水量安全及时排放，此值用于确定DN）（1）住宅、集体宿舍、旅馆、医院幼儿园、办公楼和学校等：qu=0.12¶(Np)½+qmax注：计算值大于该管段上所有卫生器具流量累加值时，应以累加值作为设计秒流量。（2）公业企业生活间公共浴室洗衣房公共食堂实验室影剧院体育场等：qu=åqp.no.b注：计算值小于一个大便器的排水流量时，应按一个大便器的排水量三、排水管道系统水力计算（表3-23）•1、排水横管的水力计算：•（1）水流特点：分为急流段、水跃及跃后段、逐渐衰减段、均匀流段•（2）排水横管水力计算设计规定a、充满度（排除有毒气体空气流动及补充接纳意外的高峰流量）b、自清流速（能将管道内杂质带走的最小流速，以达到管道自净的目的.）\n-69-c、最大流速（保护管壁不被污水中坚硬的杂质带走的高速流动所磨损和防止过大的水流冲刷。）a、管道坡度通用坡度：正常情况下应采用的坡度最小坡度：必须保证的坡度注：一般情况下应采用通用坡度，而当排水横管过长或坡降值过大，受建筑空间限制时，可采用最小坡度。e、最小管径1、公共食堂厨房内的污水采用管道排除时，其DN值比计算值大一号2、干管管径不得小于100mm，支管DN753、多层住宅房间的立管管径不宜小于75mm4、DN≥75(医院污物洗涤盆支管)5、DN≥100(凡连接大便器的支管)（3）水力计算基本公式及方法qn=w.vv=1/nR2/3I½方法是查水力计算表或查图。2、排水立管（1）水流特点附壁螺旋流水膜流水塞流（2）排水立管通水能力的测定（见表3-24）（3）排水立管管径确定的方法（根据最大排水能力确定的）见表3-253-26、注：a、仅设伸顶通气管情况下，pvc-u排水立管是铸铁管的1-2倍。b、设置特殊管件单立管的通水能力的增加30％c、设置消能装置的立管，如管内壁有螺旋流线的管材配以旋流管件组成的立管，其通水能力约为伸顶通气管的排水塑料立管的通水能力的1.2倍。第六节排水通气系统一、排水通气系统的作用与类型1、排水通气系统的作用2、排水通气系统的类型（1）伸顶：排水立管与最上层排水横支管连接处向上垂直延伸至室外作通气用的管道。（2）专用：仅与排水立管相连接，为排水立管内空气流通而设置的垂直通气管道。（3）主通气：连接环形通气管和排水立管、并为排水横支管和立管空气流通而设置的专用（4）副通气立管：仅与环形通气管相连接，使排水横支管内空气流通而设置的（5）结合通气管：排水立管与通气的连接管段。（6）环形通气管：在多个卫生器具的排水横支管上，从最始端卫生器具的下游端接至通气立管的一段通气管段。（7）器具通气管：卫生器具存水弯出口端接至主通气管的管段。（8）汇合通气管：连接数根通气管或排水立管顶端通气部分，并延伸至室外大气的通气管段。二、排水通气管的设置条件、布置与敷设（见课p146）三、通气管道计算\n-69-1、伸顶与立管DN相同，但在最冷月平均气温低于-13℃的的区，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处将DN放大一级。2、专用、主通气、副通气、器具、环形通气管的最小管径可按表3-30确定。但通气立管长度在50m以下者，其DN应与排水立管相同；若两个或两个以上排水立管同时与一根通气立管相连时，应以最大一根排水立管按表3-30确定，且不宜小于其余一根排水立管的管径。3、结合通气管的管径不宜小于通气立管的管径。4、汇合通气管的断面积应为最大一根通气管的断面积加其余通气管断面积之和的0.25倍。DN≥(d²max+0.25åd²i)½注：算出的DN若为非标准管径时，应靠上一级。第七节特殊单立管排水系统一、特殊单立管系统适用条件和组成室内排水系统功能的完善与否，在很大程度上取决于通气措施的优劣。随着城市建筑的日益发展，高层建筑的大量兴建，促使排水系统的不断改进。由于设置双立管系统，致使管道繁杂，增加了管材耗量，多占用了面积，施工困难，造价高。因而，到了60年代，出现了取消了专用通气系统的单立管系统。1、特殊单立管系统适用条件：（1）排水流量超过了普通单立管排水系统排水立管最大排水能力。（2）横管与立管的连接点较多。（3）同层接入排水立管的横支管数量较的。（4）卫生间或管道井面积较小。（5）难以设置专用通气管的建筑。2、组成建筑内部排水管道系统中每层排水横支管与排水立管的连接处排水立管与横干管或排出管的连接处上述两种情况都要安装特殊配件管二、几种特殊单立管系统1、苏维托组成气水混合器，（长80cm，（瑞士、苏玛）横支管接入口有三个方向，1959年提出，1961年用。它的作用是能限制立管内的液体及气流的速度，并使从支管流来的污水有效地同立管中气混合气水分离器，作用是把气体从污水中分离出来，以保证污水通畅地流入出户。优点：减少立管内的压力波动、据国外资料（10层试验），负压值≤40mmH2O，普通160mmH2O,节省造价25％2、旋流单立管系统（法国勒格、理查和鲁夫）1967年旋流式接头配件：通过导旋叶片沿立管断面切线方向以旋流状态进入立管。（接口有4-接口，一个大便器）12块叶片特殊排水弯头：45°弯管，内含特殊叶片，迫使下落水流溅向对壁而沿着弯头后方流下，这样避免出户管横干管中发生水跃而封闭立管中的气流，以致造成过大的气压优点：创造了条件形成水膜流，压力波动幅度较小，排水能力大大提高。3、高奇马排水系统（芯形）（日本、小岛德厚1973年）高奇马接头配件（环流器）：防止横支管形成水舌，气水混合高奇马角笛形弯头：大小头带检查口的90°弯头，气水分离，消除水跃，避免正压。\n-69-4、UPVC螺旋排水系统（韩国，90年代）偏心三通导流螺旋线（6条间距50mm，呈三角形突起）上述两种优点形成水膜流、气压稳定、噪音低三、特殊单立管排水系统在我国的应用1、应用过程70年代末和80年代初，我国的太原、天津、北京、长沙、上海、广州曾用过苏维脱。其排水能力优于普通单立管排水系统，目前，没有更大范围得到推广。2、应用现状90年代中后期，随着对建筑排水体系的研讨向纵深方向发展，引起了重视；目前，我国已经编制了《特殊单立管排水系统设计规程》介绍推荐了我国引进、改进和开发的5种以上部特制配件和3种下部配件。除上述特制外，还有通州市五佳铸锻总厂与日本共同研制的速微特特殊单立管系统，具有气水分离、消除水塞、压力平衡、排水量大的特点，并且安装简便，迅速、体积较小。现已编制《高层、超高层单立管排水系统速微特系统设计指南》、《旋式速微特单立管排水系统安装图》标准图集应用的工程有京广新世界饭店（北京50层）长富宫大饭店（北京25层）奥林匹克饭店（北京12层）太平洋大饭店（上海27层）例：六层集体宿舍，进行水力计算（塑料管）（见挂图平面图系统图）解：甲系统a、横支管（L3）（六个水龙头）当量总数（每层Np=6）qv=0.12¶(NP)½+qmax=0.12×1.5×6½+0.33=0.77l/s查表3-20得：DN=50mmV=0.924m/sh/D=0.5i=0.026b、横支管（L4）当量总数（每层Np=7）qv=0.12×1.57½+0.33=0.81l/s查表3-20得：DN=50mmV=0.98m/sh/D=0.5i=0.026\n-69-2、立管a、立管L3Np=6×6=36qv=0.12¶N½P+qmax=0.18×6+0.33=1.41查表3-23DN75b、立管L4Np=6×7=42qv=0.18×（42）½+0.33=1.49l/s查表3-26DN753、横干管（排出管）横干管：qv=1.49l/s查表DN75v=0.775m/sh/D=0.5i=0.026排出管：Np=36+42=78qv=0.18(78)½+0.33=1.92l/s查表DN75v=0.998m/sh/D=0.5i=0.026查图：但选用DN90v=0.68m/si=0.00614、通气管：L3DN75L4DN75乙系统：1、横支管a、（L1）Np=4.5×4=18qv=0.18×(18)½+1.5=2.26l/s查图v=0.57m/sh/D=0.5i=0.026b、（L2）Np=0.33+1=1.9qv=0.18(1.9)½+0.33=0.58查表DN=50v=0.69h/d=0.58但：选用DN75i=0.0262、立管a、立管L1Np=6×18=108qv=0.18(108)½+1.5=3.37l/s选DN110mmb、立管L2Np=61.9=11.4qv=0.18(114)½+0.33=0.94l/s选：DN75mm3、横管（排出管）横管：qv=0.94l/s查图：v=0.49m/si=0.0041取i=0.026DN75排出管：qv=0.18×(11.4)½+108+1.5=3.47l/s查表3-23得：De110h/D=0.5v=0.82但选De125i=0.004v=0.65（查图）4、通气管：L1De110L2De75\n-69-§3-8污水的抽升和局部处理一、污、废抽升1、排水泵及其选择种类：潜水泵、液下泵、卧式泵流量：设计秒流量（自动）、最大时（手动）扬程：径计算H=H1+∑h+富裕水头2、集水池容积：≥最大一台排水泵5mm的出水量。启动次≥6（自动）≤6h平均小时污水量（手动）工业废水按工艺要求确定3、污水泵房：（按照水泵房的设计总要求，严格控制与二次供水水池的距离）二、污、废水局部处理1、化粪池V总=V+V3V=V1+V2V=(aNqt/24×1000)+aNnT(1-b)km/(1-c)×10002、隔油井（公共食堂、饮食业和食品加工车间排放含动、植物油脂）3、降温池：大于40℃4、地埋式污水处理装置作业：p1598、17、2三章图片下一页上一页返回主页上一页下一页上一页下一页\n-69-下一页分体坐式大便器上一页\n-69-内容本章目的：重点掌握屋面雨水排除系统的分类，掌握各种雨水排除系统的适用条件及组成，会选择屋面雨水排除方式重点重点：各种排除系统的适用条件难点：屋面雨水排除系统选择第一节屋面雨水排除系统分类一、按雨水管道布置v外排水系统（图4-1）v檐沟1、屋面雨水—檐沟—雨水斗—外立管—散水坡—雨水口或屋面雨水—檐沟—雨水斗—外立管—连接管—检查井\n-69-上一页2、适用条件：一般居住建筑、屋面面积较小的公用建筑和单跨工业厂房3、设置：一般为8—16m工业建筑可达24mØ长天沟（图4-2）1、屋面雨水—天沟—排至建筑物两端—雨水斗—外立管—室外地面水井2、适用条件：大型屋面（大面积民用与工业建筑）3、设计或复核确定天沟断面尺寸\n-69-上一页内排水（图4-4）1、屋面雨水---雨水斗—连接管—悬吊管—立管——检查井——室内埋地管2、适用长件：大屋面面积（跨度甚大的工业厂房，尤其是屋面有天窗多跨度，锯齿形屋面或壳形屋面，对建筑物立面处理较高的建筑物，大屋面建筑和寒冷地区的建筑，不允许在外墙设置雨水立管。3、水力计算v混合排水系统：大型工业厂房的屋面形式复杂，可采用几种不同形式的雨水排除系统二、按管内水流情况分类1、重力流雨水排水系统：檐内外排水，敞开式内排水系统2、压力流雨水排水系统：长天沟，密闭内排水系统3、屋面雨水排除系统的选择屋面雨水排除必须按重力流或压力流设计，根据实际情况（屋面情况、建筑情况、气候条件等）综合考虑确定。\n-69-上一页内容上一页本章目的：\n-69-了解热水供应系统的发展情况；组成及供水方式及其选用；掌握热水系统中特殊附件和器材的作用及安装位置；掌握热水管道布置与敷设原则；掌握热水及水温、水质要求；掌握加热方式的特点及条件。重点、难点重点：热水系统的分类、组成及供水方式；特殊附件和器材的作用；管道布置与敷设原则。难点：热水系统的选用，特殊附件和器材的安装位置。§5-1热水供应系统一、热水供应系统的分类及其特点：热水供应局部特点：供水范围小、热水分散制备、管路知、热损失小、使用灵活适用对象：热水用水量较小且较分散的建筑。如：单元式住宅、医院（一个或几个）。集中特点：范围大、集中制备、供一幢或几幢、管网复杂、设备多、一次性投资大、可靠适用对象：使用要求高、耗热量大、用水点多且较集中。如：高级居住建筑、旅馆。区域特点：范围更大、一般是城市片区、居住小区、区域性锅炉房或热交换站制备。管网理复杂、热损失大、自动化控制技术先进、管路水平要求高、一次性投资大。适用对象：有热电站、工业锅炉房所引出的热水网、居住集中。二、组成（主要指集中）1、第一循环系统（热媒系统）：热源、水加热器和热媒管网组成。2、第二循环系统（热水供应系统）：配水和回水管网3、附件：温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀管（罐、箱）、管道自动补偿器、闸阀、水嘴、自动排气器。三、热源和热水供应系统热源的选择目前常采用的热源为燃气、燃油、燃媒、有条件可利用地热、太阳能、工业余热、废热选择：因地制宜、经济技术、安全可靠§5-2热水用水定额、水温、水质一、热水用水定额两种用水单位数水温按60℃L/m.d见表5-1卫生器具单位数L/m.d见表5-2二、水温1、热水使用温度见表5-2见表5-32、热水供应温度表5-3注意：温降值：热水锅炉或水加热器出水温与系统最不利配水点的水温差3、冷水计算温度：见表5-4（无资料当地地表水或地下水最冷月平均水温为依据。三、水质1、热水使用的水质要求生活用热水的水质符合《生活饮用水卫生和标准》，生产由工艺要求确定。2、集中热水供求系统被加热水的水质要求\n-69-一般情况下,日用水量小于10m3(60℃)的热水供应系统,被加热水可不进行处理,日用水量大(等)于10m3(60℃),且原水总硬度大于357mg/l时,进行水质处理.§5-3热水加热方式和供应方式一、直接加热方式(图5-2）a、定义：直接加热方式也称一次换热方式，是利用燃气、燃油、燃媒为燃料的热水锅炉，把冷水直接加热到所需热水温度，或者是将蒸汽或高温水通过穿孔管或喷射器直接与冷水接触混合制备热水，还有电热水器、燃气热水器、太阳能热水器。b、特点：设备简单、热效率高、节能，但噪声大，对热媒质量要求高。c、适用对象：有高质量的热媒，对噪声要求不严格，或定时供应热水的公共浴室、洗衣房、工矿企业等用户。（小水量的局部热水供应）上一页2、间接加热方式a、定义：也称二次换热方式，是利用热媒通过水加热器把热量传递给冷水，而热媒在整个加热过程中与被加热水不直接接触。b、特点：设备较复杂，占地面积广，热功率低（但能回收冷凝水）噪声小，运行安全稳定，被加热水不会造成污染。c、适用对象：供水安全可靠、稳定、噪声低的旅馆、医院、办公楼等。二、加热设备1、直接加热设备（1）热水锅炉（燃媒、燃油、气）燃煤：使用燃料价格低，成本低，但存在烟尘和煤渣，对环境造成污染，不采用。燃油气：体积小，燃烧器工作全部自动化，热效率可高达90%以上，供水系统简单，排污总量少，管理方便等（产品瑞士豪纬牌热水炉）目前，全新水火相容热水炉（95%）\n-69-（2）汽水混合加热器蒸汽送到加热地点，通过多孔管划喷射器等与被加热水充分混合，以得到热水，适用于耗热量小的热水供应系统或局部热水供应。a、多孔管：蒸汽通过设在水中的多孔管而喷出，在铜管或钢管上钻许多直径为3mm的小孔，小孔的总面积应为多孔管断面的2-3倍。这种加热方式设备最简单，但蒸汽凝结时会产生瞬间真空，当水挤入填补这个真空时则产生很大噪音。b、消声喷射器：蒸汽通过设在水中的消声喷射器将蒸汽与冷水直接接触，也分为多孔管，消声喷射器，但蒸汽应从高出水箱水位0.5m处引入，可避免冷水在蒸汽切断时被吸入蒸汽管内。（3）加热水箱：（4）燃气、电、太阳能热水器燃气：带烟道，不允许销售直排式电：容积式，快速式太阳能：当地纬度少10度效果较好（5-10月份），集热器朝向正南，但允许偏东偏西15°以内。2、直接加热设备单管束全容积双管束容积式多管束间接半容积RV大型浮动盘管单管式全快速多管束快速式波纹板螺旋板式半即热式　热高型浮头型（1）容积式：立、卧式（2）半容积式：带有适量贮存和调节容积的内藏式容积式水加热器，将一个快速式换热器嵌入一个贮热容积内（它为半即热式水容积的5倍）内有循环泵和无循环泵。（3）快速式：汽水、水-水、效率高、占地面积小、水头损失大、不能贮存热水。在蒸汽或压力不稳定时，出水温度变化较大。（4）半即热式：在汽-水换热条件下，换热系数为容积式换热系数的2、5-4倍，水温能控制在±2、2℃（5）加热水箱：加盘管，比较少见。三、加热设备选择加热设备应根据使用特点、耗热能、热源、维护管理及卫生防菌等因素选择。并应符合热效应高、换热效果好、节能、燃料燃烧安全、消烟除尘、水头损失小、构造简单、安全可靠、操作维修方便。1、当采用自备热源时，宜采用一次加热直接供应热水，也可采用二次加热间接供应热水的自带换热器机组或外配容积式、半容积式的热水机组。\n-69-2、当采用整齐或高温水为热源时，有条件时尽可能利用工业余热、废热、地热；加热设备宜采用导流型容积式水加热器、半容积式水加热器；有可靠灵敏的温控调节装置且热源充足，也可采用半即热式、快速式。3、电力充沛的地区可采用电加热器。4、气候条件技术成熟的情况下可采用太阳能热水器或利用太阳能生产热水。四、加热设备的布置设备的布置定位必须满足相关规定、产品样本等的有关规定。尤其的高压锅炉不宜设在居住和公共建筑内，宜设置在单独建筑中，否则应征得消防、锅炉监察和环保部门的同意。还应满足检修的要求。五、热水供水方式1、开式、闭式（图5-4）2、不循环、半循环、全循环3、同程式（图5-8）、异程式4、自然循环、机械循环5、全日供应、定时供应\n-69-§5-4热水供应系统的管材与附件一、热水供应系统的管材和管件选择管材主要考虑保证水质和安全可靠经济。管材应采用热浸镀锌钢管、薄壁铜管、不锈钢、塑料管、钢塑复合管。不同种类的管材，响应有配套的管件，其型号规格与管材配合使用，但不同的管材、管件，有不同的连接方法。二、热水供应系统中的主要附件1、自动温度调节装置（控制水温）直接式：温包内装低沸点的液体，插装在加热器出口的管道内，感受温度的变化，产生压力升降，压力通过毛细导管传到装置在热媒管道上的调节阀，自动调节进入加热器的热媒量。温包和调节阀应垂直装置，主要由温包、干温元件、调节阀组成启动电机关小阀门，减少热媒质量，降低水加热器出口水温。当指针转到低于规定的温度触点时，即启动电机开大阀门，增加热媒质量，升高水加热器出口水温。间接式：温包把探测到的温度变化传导到电触点压力式温度计，电触点压力式温度计装有所需温度控制范围内的两个触点，当指针转到大于水加热器出口所规定温度触点时，即启动电机开大阀门，增加热媒量，升高水加热器出口水温。2、伸缩器：（避免因受热膨胀伸长而产生内应力，引起管道的弯曲、破裂或接头松动，而采取补偿管道因温度变化造成伸缩的措施。）自然伸缩补偿：L型、Z型、方型补偿器DL=¶（t2-t1）L伸缩器：套管式伸缩吕、波纹管伸缩可曲挠橡胶接头、伸缩器、球形。3、疏水器：（机械型吊桶式、热动力型圆盘式）阻汽排水、安装在蒸汽的凝结水管道。4、排气阀：水在加热\n-69-工程中会产生原溶解于水中的气体逸出和管网中热水化的气体，这些气体会引起噪声、振动，应及时加以排除。5、减压阀、安全阀减压阀：热水供应系统中的减压，是热交换设备应采用蒸汽为热媒，当蒸汽压力大于热交换设备所承受的压力时，应在蒸汽管道上设置减压阀，把蒸汽压力减至热交换设备允许的压力值，以保证设备运行安全，供蒸汽介质减压常用的有：活塞式、膜片式、波纹管式。安全阀：它是一种保安器材，安装在管网和其他设备中，其作用是避免压力超过规定的范围而造成管网和设备等的破坏。热水供应系统中宜采用微启式弹簧安全阀：P+30kpa(闭式加热器上）6、膨胀管和膨胀水箱高度：h=H(rl/rr-1)：　　　　H------锅炉水加热器底部至高位箱水面高度，m．rl、rr——冷水热水的密度kg/m3　容积：Vp=0.0018DtVs：　　　　Vs-----系统内的水容量,L注：（1）膨胀罐或水箱的调节容积不应小于热水管网水加热后体积膨胀量。（2）膨胀罐常安装在水加热器的冷水进水管或热水回水管。§5-6热水管网的布置与敷设一、热水管网的布置（1）下行上给式，水平干管可布置在地沟内或地下室顶部，决不允许埋地。（2）干管的直线段应有足够的伸缩器（3）上行下给式，水平干管应≥0.003的坡度，与水流方向相反，应敷设最高层吊顶内或专用技术设备层中，并在最高点设自动排气阀排气。（4）热水与冷水一般平行布置热冷（5）高层建筑热水供应系统，应与冷水给水系统一样，采取竖向分区，且要求各区的水加热器和贮水器，均应由同区的给水系统供应。若需减压，则减压的条件和采取的具体措施与冷水相同。二、热水管网的敷设（1）明装（2）暗装（3）热水管道穿楼板，基础墙壁处应设套管，若地面有集水可能，套管应高出地面50-100mm.（4）设置阀门、止回阀a、配水管道或回水管道的分干管处；配水立管和回水立管的端点；居住建筑和公共建筑中每一户或单元的热水支管上，均应设阀门。b、水加热器或贮水器的冷水供水管和机械循环第二循环回水管上应设置回阀。三、热水管道的保温与防腐1、防腐：热水管网若采用低碳钢管和设备为防止腐蚀而采取防腐常采用的防腐材料为油漆底面2、保温：目的：是减少介质在输送过程中的热散失，从而降低热水制备、循环流量的热量，经济国、良好的环境。方法(1)胶泥涂抹:保温材料和水调成胶泥抹在管子上或缠在管子外面的草绳上.\n-69-(2)预制块法:将保温瓦块包在管子周围,并用铁丝捆扎.(3)缠包法:将保温材料制成绳状或带状缠绕在管道上,常用保温材料:矿渣棉毡玻璃棉毡稻草绳石棉绳.(4)填充法:将松散或纤维状的保温材料填充于设备或管道周围特制的套子或铁丝网中进行保温.给水排水标准图集87S159中提供了管道和设备的结构图和直接查表确定厚度的图表，同时也为施工提供了详图和工程量的统计计算方法。作业：P2211、2、4§5-7热水用水量、耗热量、热媒耗、加热设备选型计算v热水供应系统的计算内容Ø第一循环系统设备选型计算热媒管道的计算凝结水管管径确定Ø第二循环系统热水配水管计算热水回水管计算循环水泵的确定v热水量计算（用于热水机组的选型）1、按用水单位数计算（人数或床位数）Qr=kh.m.qr/T_-------(5-8)式是Qr---设计小时热水量L/h[最大小时用水量]m---用水计算单位数，人数或床位数qr---热水用水量定额，L/（人.d）或L/（床/d）T----热水使用时间,h　kh---热水小时变化系数，全天供应热水系统可按表5-17、5-18、5-19采用２、按使用热水的卫生器具数计算Qr=kh.m.qr/T_-------(5-8)式是Qr---设计小时热水量L/h[最大小时用水量]m---用水计算单位数，人数或床位数qr---热水用水量定额，L/（人.d）或L/（床/d）T----热水使用时间,h　kh---热水小时变化系数，全天供应热水系统可按表5-17、5-18、5-19采用ü旅馆客房卫生间内浴盆按30%－50%计，其他器具不计ü医院、疗养院的病房内卫生间的浴盆按25－50%计，其它器具不计ü住宅一户有多个卫生间时，只按一个卫生间计算.只计算浴盆,同时给水百分数按手、册选取.热平衡方程Gr(tr-tl)=Gh(tn-tl)r/Gh=tn-tl/tr-tl=krv具有多功能的综合性建筑，当其热水由同一热水供应系统时，设计小时热水量可按同一时间内出现用水高峰的主要用水部门的设计小时热水用量加上其他部门的平均小时热水用量计算v由于不同类型的卫生器具所需混合水温度不同，必须把所需用混合水温的用水量统\n-69-一到设计所确定的热水温度，最终计算出供应热水的用水量，可按下式换算Kr=th-tl/tr-tlKr－热水在混合水温（使用水温）时混合水量中所占的比例(可查表)Th－混合水温度，°C，按表5-2确定Tr－热水系统供水温度，°C，按表5-3确定Tl－冷水计算温度，°C，按表5-4确定式Qr＝åqn.n0.b实际上是Qr表示的是混合水用水量Ｌ/h真正的热水用量（设计小时热水量）Qr应改写成Qr＝åKrqn.n0.b３、热水设计秒流量v热水配水管网中各管段设计秒流量的计算公式，计算方法与冷水系统相同，但应选用卫生器具热水给水的额定流量，当量，支管管径和流出水头。vqg=0.2a(Ng)½+KNgqg=åq.n.b三、耗热量计算v1、设计热水供应系统的设计小时耗热量，据已计算出的设计小时热水量Qr和冷、热水温差计算确定：　　Q＝cB(tr-t1)Qr－－(5-11)1瓦特（Ｗ）＝１焦耳／秒　１Ｗ＝１Ｊ／Ｓ式中Q－设计小时耗热量　ＫＪ／hQr－设计小时热水量Ｌ／hcB－水的比热KJ/kg.°C，一般取Cb=4.19KJ/kg.°CTr－热水温度，°C，一般为加热设备出口水量Tl－冷水计算温度，°Cv2、设计小时供热量　它是热水供应系统对加热设备的要求指标，也是热水加热设备的性能指标。　集中热水加热设备系统中的锅炉，水加热设备的设计小时供热量应据日热水用量小时变化曲线，加热方式及锅炉、水加热设备的工作制度经计算确定。当无条件时，可按下列原则确定（１）容积式加热器或贮热容积及与其相当的水加热器，热水机组，按下式计算：　　Qg=Qh-1.163hVr/T(tr-tl)（5-12)　　cB－4190J/kg.°C4190J/h=4190J/3600s=1.163wQg－容积式水加热器的设计小时供热量，ＷQh－设小时耗热量，Ｗh－有效贮热容积系数容积式水加热器h＝0.75导流型容积式水加热器h=0.85Vr－总贮热容积，ＬＴ－设计小时耗热量持续时间，h,T=2－４tr－热水温度，°C，按设计水加热器出水温度或贮水温度计。（２）半容积式水加热器，或贮热容积与其相当的水加热器，热水机组的供热量按设计小时耗热量计算\n-69-（３）半即热式，快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的供热量按设计秒流量计算三、热媒耗量计算v1、蒸汽直接加热时，蒸汽耗量计算：Ｇm=(1.1－1.2)Q/i-Qhr－－（5-13)式中：Ｇm－蒸汽直接加热时的蒸汽耗量，kg/h;Q－设计小时耗热量KJ/h按蒸汽绝对压力查表5-20　Qhr－蒸汽与冷水混合后的热量KJ/kg按Qhr=cB.tr计算　　　CB－水的比热　KJ/kg°C　CB=4.19KJ/kg°C　　　tr－热水温度°CI—蒸汽的热焓Iv2、蒸汽通过热交换器间接加热时，蒸汽耗量按下列公式计算：Gmh=(1.1－1.2)Q/rh－(5-14)式中：Gmh－蒸汽间接加热时，蒸汽耗量，kg/hQ－设计小时耗热量KJ/h　　　rh－蒸汽的汽化热，　KJ/kg，按蒸汽绝对压力查表5-20上一页v3、热媒为热水通过热变换器间接加热时，热水耗量：　Gms=(1.1－1.2)Q/cB(tmc–tmz)（5-15)式中：Gms－热媒为热水时的热媒耗量，kg/h　　　Q－设计小时耗热量，KJ/h　　　cB－水的比热　cB=4.19KJ/kg°C　　　tmc－热媒为热水时，进入热交换器的温度，分别按低温水95°C高温水110－150°C采用tmz－热媒为热水时，流出热交换器的温度，一般为60－75°C\n-69-1.1－1.2——是热媒系统的热损失系数四、热水加热设备和热水，贮水箱的计算Ø加热设备－在热水系统中既能加热又能起贮存作用的设备有　容积式水加热器　加热水水箱Ø贮水箱－在热水系统中只起贮存热水的设备有　贮水罐　贮水热水箱Ø加热设备主要计算其贮热水容积、传热面积Ø贮水箱（设备）仅计算其贮存容积Ø(一)加热设备的选型计算１、贮水箱容积的计算　　经验公式:贮水箱的贮热量≮45分钟的设计小时耗热量，其容积为Ｖ=TQ/(tr-tl)cB60(5－20)式中：Ｖ－热水贮水箱（器）的贮水容积，Ｌ；　　　　Ｔ－不小于多长时间的设计小时耗热量的时间，min，按表5－24中规定使用　　　　Ｑ－热水供应系统的设计小时耗热量KJ/h　　　　cB－水的比热，cB=4.19KJ/kg°C　　　　tr－热水温度°C　　　　tl－冷水温度°C　　　　60－换算系数，Ｔ－Min，Ｔ/60=Min/60=小时（h）２、容积式水加热器计算（属表面式水加热器）Ø容积的确定：它本身就是一个贮水箱　　　　　　　V=TQ/(tr-tl)cB60　当冷水从水加热器下部进入，热水从水加热上部送出时，为防止罐内因冷、热混合，在用水量较大或使用终了时水温降低过多，其容积应附加20－25%Ø加热面积（传热面积）容积式水加热器中的Ｕ形管的散热面积（加热面积）Ｆ：　Ｆjr=crQz/ek△tj(5-16)式中：Ｆjr－表面式水加热器的加热面积（加热Ｕ形管盘管的面积）m²Qz－制备热水所需热量，按设计小时耗热量计算，ＷＫ－传热系数W/m².°C；查表5-21e－由于水垢，铁锈和热媒分布不均匀影响传热效率的系数一般取e=0.8－0.6Cr－热水供应系统的热损失系数，见表5-23tj－热媒和被加热水的计算温差，°C采用算术平均温差△tj＝(tmc+tmz)/2-(tc+tz)/2tmc、tmz－热媒的初温和终温当热媒为蒸汽时，采用蒸汽的饱和温度。蒸汽压力<70kpa时，蒸汽的饱和温度查表≤70kpa时，蒸汽的饱和温度按100°C计a.当热媒为热水时，应按热力管网供回水的最低温度计，但是热媒的初温与被加热水的终温的温差≮10°CØ水加热器的选择a.\n-69-据水加热器的（计算出的）容积Ｖ，查手册第八册常用设备，选择确定加热器的型号；a.根据Ｕ形管的加热面积查手册，选择Ｕ形管的型号和根数开式热水箱的计算与容积式水加热相同，按所需加热面积选择适当管径的钢管做加热盘管Ø(二)、加热设备的水头损失1、容积式水加热器、加热水箱因为被加水的Ｖ小，一般为Ｖ=0.1m左右，所以h小，所以在实际工程中在确定机械循环水泵扬程时，可忽略不计。2、快速式水加热器快速式水加热器为紊流,流速大,管程也长,△H=(λL/dj+∑ζ)V2/2gdj---传热管计算管径,m三、锅炉的选择计算（了解）　　锅炉属于发热设备。在较大的集中热水系统中，锅炉一般由采暖，供热专业设计人员结合整个建筑的采暖、空调、食堂用蒸汽等，综合考虑，统一设计选择。给排水专业设计人员提供出设计小时耗热量即可。对于小型建筑物的热水泵系统可单独选择锅炉，按下式计算：　　　　Qg=(1.1－1.2）Q式中：Qg－锅炉小时供热量，KJ/h　Q－设计小时耗热量，KJ/h　　　1.1－1.2——热水系统的热损失附加系数由Qg从锅炉样本中查出锅炉发热量Qk，应保证Qk≥Qg，具体富裕量应据今后的发展和一些零星用量等因素确定习题例题：某城市住宅楼一座４０户，每户平均人口按４人计，每户设有卫生器具，浴盆１个，洗脸盆１个，坐便器１个，厨房洗涤盆１，拟设集中热水供应，自来水为地下水源（水温tc=10°C),当地热水用水量定额为120L/人.d(tr=65°C),若热媒为高压蒸汽（表压Ｐ=0.2Mpa)，试确定热水用量和选择容积式水加热器。解：１、热水用量：按公式(5-8)计算－Qr=kr.mqr/24　查表5-15得kn=4.13因为Qr=kr.mqr/24＝4.13×40×4×120/24=3304L/h2、选择容积式水加热器按公式(5-11)－Q=(tr-tl)cBQr计算耗热量　　Q=4.190KJ/kg°C×3304L/h(65-10)°C=761406.8KJ/h=761406.8×1000/3600=211502J/s=211502W\n-69-按式(5-20)－Ｖ=TQ/(tr-tl)cB60计算容积式水加热器的有效容积　　　　　Ｖ=TQ/(tr-tl)cB60=60×761406.8/(65-10)×4.19×60=3304(L)设加热排管占加热器的容积为0.5－3%，则加热器选型用容积为　　Vj=1.05V　　　=1.05×3304　　　=3469L　　　=3.5m³v加热盘管的传热面积Ｆjr按式－(5-16)－Ｆjr=crQz/ek△tj计算cr=1.2查表5-23e=0.6k=31405-21Qz=Q=211502W=761406.8KJ/h△tj＝(tmc+tmz)/2-(tc+tz)/2＝(132.9+132.9)/2-(10+68)/2＝132.9-37.5　　　＝95.4°CＦjr=1.2×761406.8/0.6×3140×95.4=5.08m²§5-8热水配水管网和热媒配水管网水力计算一、热水配水管网计算目的：确定管径，计算水头损失，确定循环　方式，计算循环水泵的扬程和热量方法：与冷水给水系统相同　　　即计算出管段的设计秒流量，按允许流速值查水力计算表（热水），定管径、i1àhl、hj。注意:　与冷水不同之处（1）、由于热水系统中水温较高，易结垢造成管内径缩小，粗糙系数增大，因而水头损失计算公式不同，所以，热水管网水力计算应使用热水管道水力计算表，见表5-26。\n-69-　（2）、热水配水管道内的允许流速值为当管径DN≤25mm时，V允=0.6~0.8m/s；DN>25mm时，V允=0.8~1.5m/s。对噪声要求严格的高标准建筑，取流速下限值，反之取上限。（3）、机械循环方式中热水配水管网的局部损失可按相应各段沿程水头损失的25%~30%值算；　自然循环方式中热水配水管网的kj应按公式详细计算得出。　（4）热水配水管网的最小管径DN≮20mm。二、回水管网的计算。热水供应系统中，为保证用水点的热水温度，往往设置回水管网与配水管网成循环。由于循环动力不同，分为自然循环和机械循环两种类型。两者在计算中虽有不同，但其基础理论有着密切联系。1、自然循环管网计算：在自然循环管网中，由于管网布置形式不同，如图5-42，上行上给、下行下给，则产生的压力水头也不相同：（1）上行下给式的压力水头：Hzr=△h(γ3-γ4)/10(5-23)Hzr-热水循环系统(第二循环系统)管网循环产生的压力水头;循环流量在通过配水管网和回水管网时造成的水头损失,应以计算管路按下列公式计算:Hhx=Hp+Hh(5-25)Hhx-循环流量通过配水管网和回水管网计算管路的总水头损失,mmh2o;Hp-循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头损失,mmh2o;上一页△h-热水贮罐的中心与上行横干管管段中心点的标高差m;\n-69-γ3-最远处立管管段中点的水的重度N/m3;γ4-配水立管管段中点的水的重度,N/m3.(2)、下行上给式的压力水头:Hzr=[(△h-△h1)(γ5-γ6)+△h1(γ7-γ8)]/10-----(5-24)式中Hzr-第二循环管网自然循环产生的压力水头,mmh2o.△h-热水贮罐的中心至主管顶部的标高差,m;△h1-锅炉或水加热器的中心至主管底部的标高差,m;γ5.γ6-最远处回水立管和配水管管段中点水的重度,N/m3;γ7.γ8-锅炉或水加热器到立管底部回水管和配水管管段中点的重度N/m3.(3)、自然循环水头损失热水配水管的管径:通过水力计算确定.回水管的管径:比相应位置配水管段管径小1号.但最小管径DN回≮20mm。Hh-循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失,mmh2o.(4)、自然循环应满足的条件按下列公式计算:Hzr≥1.35(Hkx+Hj)-(5-26)式中Hzr-自然循环的压力水头,mmh2o;Hkx-循环流量通过配水管网和回水管网计算管路的总水管损失,mmh2o;不满足如下两个条件:a相差不大,调整管径.b相差较大,采用机械循环.(5)、循环流量的计算.循环流量的作用:使配水管网经常保持一定流量的热水携带足够的热量,来补偿全部热水配水管网的热损失,以保证各配水温度达到用户要求.①热水配水管网的热损失(各段分别计算),按下式计算:Qs=pDKL(1-h)[(tc+tz)/2-tk]式中Qs-计算管段热损失,KJ/h;D-计算管道外径,m;K-无保温时管道的传热系数,普通钢管K=43.96KJ/(m2h0c),-保温系数,无保温时η=0;简单保温时,=0.6,较好保温时h=0.7~0.8;tc-计算管段的起点水温,0C;tz-计算管段的终点水温,0C;tk-计算管段周围空气温度,按5-27确定.注意:Tc和Tz应如何求?计算管段的起点水温和终点水温Tz,按温降因素法计算:M=[L(1-h)]/d△t=M△T/∑Mtz=tc-△t=tc-M△T/∑M式中M-计算管段温降因素;d-计算管段长度,m;h-保温系数,同公式(5-27);无保温系数时h=0,简单保温时h=0.6,较好保温时h=0.7~0.8;△t-计算管段温度降,0C;△T-配水管网起点和终点水温差,一般△T=5~15%0C;∑M-计算管段温降因素之和;tc-计算管段起点水温,0C;tz-计算管段终点水温,0C;计算管段的起点和终点水温,还可依据管网最不利配水点的总温降tc-tz=△\n-69-T=5~15%按各管段的长度用近似法估算:即假定热水温度降低与配水计算管路的长度成正比.计算管段的温降:△t=△Tl/L(0C).式中l-计算管段长,m;L-循环管网计算总长,即从热水器出口到最不利供水点的长,m;△T-配水管网的总温降,0C;△t-计算管段的温降.0C.如第一管段:起点水温tc-即热水器出口水温,一般tc=70~750C.(c~1段),终点水温tz=t1=tc-△t1第二段:起点水温tc=t1即第二段的起点即是第一段的终点.tz=t2=t1-△t2②、总循环流量:热水压管网中为循环目的所携带的热量应等于管网的总热损失qx=∑Qs/CB△T=(KJ/h)/[(KJ/(kj0C.)]0C.式中qx-热水供系统的总循环流量kg/h.可按上边计算确定也可按设计时耗热量的3~5%计算;CB-水的比热，CB=4.19kj/kg0C；△T-配水管网起点和终点水温差0C.一般△T=5~15%0C。③、各配水管段的循环流量计算：以图5-43中三通节点1处前后的循环流量确定为例，依次进行循环流量的分配。在图中三通节点1处，据节点流量守恒原理，建立热平衡关系式，其中配水管网的起点水温为tc。终点水温为tz，节点水温为t1。第Ⅰ管段（c~1）上一页的循环流量qXI=qx(总循环流量）三通节点1日进口处的热平衡方程为：\n-69-cBqXI(t1-tz)=QsⅡ+QSⅢ+QSIV+QSV-------①三通节点1的出口（直通）处的热平衡方程为：cBqXⅡ(t1-tz)=QsⅡ+QSⅢ+QSIV-------②②/①得qXⅡ=QsⅡ+QSⅢ+QSIVqXI/（QsⅡ+QSⅢ+QSIV+QSV）----------（5-34）可看出任一管段的循环流量qx（n+1）等于该管..段本身及其后所有管段的热损失之和与前一管段及其后所有管段的热损失之和的比再乘以前一管段的循环流量qx（n）。上式qXⅡ=（QsⅡ+QSⅢ+QSIV）qXI/（QsⅡ+QSⅢ+QSIV+QSV）可改写成qXⅡ=(QsⅡ+QSⅢ+QSIVqXI/（QsⅠ+QsⅡ+QSⅢ+QSIV+QSV-QsⅠ）=(∑QsⅡqxⅠ）/（∑QsⅠQSⅠ）所以上式可写成普通式：P(n+1)x=(∑Qs(n+1)qnx)/(∑Qsn-Qsn)式中：q(n+1)x----第n+1管段通过的循环流量，kg/h。qnx------第n管段通过的循环流量，kg/h。∑Qs(n+1)------（n+1）管段本身及其后所有管段的热损失之和，kj/h；∑Qsn-----第n管段本身及其后所有管段的热损失之和，kj/h；Qsn------第n管段本身的热损失，kj/h。④、复核各管段的终点水温，按下式计算：Tz′=tc-Qs/CBPx′CBqx△t=QS所以△t=Qq/CBPxtq=tc-△t式中tz′—各管段终点水温，0C；tc——各管段起点水温，0C；Qs——各管段热损失，KJ/h；qx′——各管段循环流量，kg/h;CB——水的比热。　若计算结果与原来热水配水管网确定的终点水温tz相差较大，应以公式tz′=tc-Qs/CBqx’计算的实际水温tz′代入tz〞=（tz+tz′）/2作为各管段的终点水温，重新进行①~④的计算·2、机械循环供应系统管网的计算·名词——附加循环流量·①全日供应选泵：Qb、Hb·②定时供应·3、热媒管网的计算·（1）热媒为热水·热媒耗量（即热媒流量kg/h）在前面已算出，这里主要是定出热媒供回水的管径和总水头损失。规定热媒在供回水管中流速v≯1.2m/s，每m长管的沿程损失R=5~10mm/m，依据热媒耗量Gms查表5-28即可得供回水管管管径。其总水头损失Hh=hf+hj如图5-45，当锅炉与水加热器或贮水器连接时，热媒管网的热水自然循环压力值按下式计算：\n-69-Hzr=△h（r1-r2）式中Hzr——自然循环系统热水循环压力，pa；△h——锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m；γ1——锅炉出口管中水的平均重度，N/m3γ2——水加热器或热水罐回水管中水的平均重度，N/m3。当Hzr>Hh时，可形成自然循环为了保证系统的运行可供，应满足Hzr≥（1.1～1.5）Hh否则应调整水加热器贮罐的高度，或者改用机械循环。（2）、热媒为蒸汽时，热媒管网的计算热媒耗量前面已经算出Gm这里只需定出高压蒸汽管道的管径和凝水管管径①DN汽热媒高压蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失，查表5-29和表5-30确定。由表5-29定允许流速由表5-30据热媒耗量G和允许流速v定DN和比压降R0。②DN凝：　蒸汽在水加热器中进行加热交换后，由于温下降而形成凝结水，凝结水从加热器出口至疏水器的一段为a~b段，如图5-46，在这一段中汽水混合的两相流动，其管径带按通过的设计小时耗量查表5-31确定。即据设计小时耗热量查表5-31得DN（疏水器前）凝结水量是通过疏水器后的余压，输送到凝结水厢，如图5-46中b~c段（疏水器后的管段）当余压凝结水厢微微开式时，其b~c管段通过的热量按下列公式计算：Qj=1.25QQj——余压凝结水管段中的计算热量，KJ/h。Q——设计小时耗热量。KJ/h1.25——考虑系统启动时凝结水的增大系数。据Qj查表5-32确定管径DNbc。