第1章高层建筑给水系统

李亚峰张胜朴芬淑主编第1章高层建筑给水系统1.1高层建筑给水系统的技术要求及竖向分区1.2高层建筑给水方式1.3高层建筑给水管道的布置与敷设1.4高层建筑给水管道常用的管道材料与管件1.5高层建筑给水系统的升压贮水设备1.6高层建筑给水系统的设计计算1.7高层建筑给水系统计算实例1.1高层建筑给水系统的技术要求及竖向分区1.1.1高层建筑给水系统的分类及组成1.1.2技术要求1.1.3竖向分区1.1.1高层建筑给水系统的分类及组成高层建筑给水系统按供水用途可分为生活给水系统、消防给水系统、生产给水系统、中水系统、直饮水系统等。高层建筑给水系统与普通建筑给水系统一样，也是由引入管、水表节点、管道系统、给水附件、增压和贮水设备、消防设备等组成。1.1.2技术要求（1）必须采用高压管材、零件及配水器材，使设备材料费用增加。（2）容易产生水锤及水锤噪声，水龙头、阀门等附件易被磨损，使用寿命缩短。（3）使低层水龙头的流出水头过大，不仅使水流成射流喷溅，影响使用，而且管道内流速增加，以致产生流水噪声、振动噪声，并有可能使顶层给水龙头产生负压抽吸，形成回流污染。1.1.3竖向分区国家名称给水系统压力分区范围值（kPa）办公楼公寓、旅馆美国500～600400日本400～500300～350表1-1美国和日本高层建筑给水系统压力分区范围值1.2高层建筑给水方式1.2.1.串联给水方式1.2.2并联给水方式1.2.3减压给水方式1.2.1.串联给水方式图1-1串联给水方式图1-2并联给水方式1.2.2并联给水方式1.2.2.1有水箱并联给水方式1.2.2.2无水箱并联给水方式1.2.2.1有水箱并联给水方式图1-3并联单管供水方式1.2.2.2无水箱并联给水方式图1-4无水箱并联给水方式1.2.3减压给水方式1.2.3.1有水箱减压给水方式1.2.3.2无水箱减压给水方式1.2.3.1有水箱减压给水方式（a）(b)图1-5减压给水方式a-减压水箱给水方式；b-减压阀给水方式图1-6延长浮球阀启闭时间的措施A-浮球阀；A1-浮球；B-小水箱；C-阀；D-浮球图1-7垂直立管循序减压给水方式1.2.3.2无水箱减压给水方式图1-8无水箱减压阀给水方式图1-9比例式减压阀1-螺栓；2-螺母；3-垫圈；4-垫圈；5-出口法兰；6-阀体；7-O形密封圈；8-环套；9--O形密封圈；10-活塞套；11--O形密封圈；12-活塞；13-进口法兰图1-10室外高、低压给水管网直接供水方式1.3高层建筑给水管道的布置与敷设1.3.1给水管网布置方式1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求1.3.1给水管网布置方式下行上给式上行下给式中分式环状式图1-11中分式1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求（1）室内生活给水管道宜布置成枝状管网，单向供水。（2）室内给水管道不应穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间，并应避免在生产设备、配电柜上方通过。室内给水管道的布置，不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。（3）室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧、爆炸的原料、产品和设备的上面。（4）埋地敷设的给水管道应避免布置在可能受重物压坏处。管道不得穿越生产设备基础，在特殊情况下必须穿越时，应采取有效的保护措施。（5）给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。给水管道不宜穿越橱窗、壁柜。给水管道不得穿过大便槽和小便槽，且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。（6）给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。如必须穿越时，应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求（7）塑料给水管道在室内宜暗设。明设时立管应布置在不易受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施。（8）塑料给水管道不得布置在灶台上边缘；明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m，距燃气热水器边缘不宜小于0.2m。达不到此要求时，应有保护措施。塑料给水管道不得与水加热器或热水炉直接连接，应有不小于0.4m的金属管段过渡。（9）室内给水管道上的各种阀门，宜装设在便于检修和便于操作的位置。（10）建筑物内埋地敷设的生活给水管与排水管之间的最小净距，平行埋设时不宜小于0.50m；交叉埋设时不应小于0.15m，且给水管应在排水管的上面。（11）给水管道的伸缩补偿装置，应按直线长度、管材的线胀系数、环境温度和管内水温的变化、管道节点的允许位移量等因素经计算确定。应利用管道自身的折角补偿温度变形。（12）当给水管道结露会影响环境，引起装饰、物品等受损害时，给水管道应做防结露保冷层，防结露保冷层的计算和构造，可按现行国家标准《设备及管道保冷技术通则》GB／T11790执行。1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求（13）给水管道暗设时，应符合下列要求：1）不得直接敷设在建筑物结构层内；2）干管和立管应敷设在吊顶、管井、管窿内，支管宜敷设在楼(地)面的垫层内或沿墙敷设在管槽内；3）敷设在垫层或墙体管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm；4）敷设在垫层或墙体管槽内的给水管管材宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材；5）敷设在垫层或墙体管槽内的管材，不得有卡套式或卡环式接口，柔性管材宜采用分水器向各卫生器具配水，中途不得有连接配件，两端接口应明露。（14）管道井的尺寸，应根据管道数量、管径大小、排列方式、维修条件，结合建筑平面和结构形式等合理确定。需进人维修管道的管井，其维修人员的工作通道净宽度不宜小于0.6m。管道井应每层设外开检修门。管道井的井壁和检修门的耐火极限和管道井的竖向防火隔断应符合消防规范的规定。1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求（15）给水管道应避免穿越人防地下室，必须穿越时应按现行国家标准《人民防空地下室设计规范》GB50038的要求设置防护阀门等措施。（16）需要泄空的给水管道，其横管宜设有0.002～0.005的坡度坡向泄水装置。（17）给水管道穿越下列部位或接管时，应设置防水套管：1）穿越地下室或地下构筑物的外墙处；2）穿越屋面处（注：有可靠的防水措施时，可不设套管。）；3）穿越钢筋混凝土水池(箱)的壁板或底板连接管道时。（18）明设的给水立管穿越楼板时，应采取防水措施。（19）在室外明设的给水管道，应避免受阳光直接照射，塑料给水管还应有有效保护措施；在结冻地区应做保温层，保温层的外壳应密封防渗。（20）敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防冻措施。（21）布置管道时其周围要有一定的空间，给水管道与其他管道和建筑结构的最小间距见表1-2。需进入检修的管道井，其通道不宜小于0.6m。给水管道名称室内墙面(mm)地沟壁和其它管道(mm)梁、柱、设备(mm)排水管备注水平间距(mm)垂直净距(mm)引入管---1000150在排水管上方横干管10010050此处无焊缝500150在排水管上方立管管径(mm)-----322532~503575~10050125~15060表1-2给水管与其它管道和建筑结构之间的最小间距管道名称穿楼板穿屋面穿(内)墙备注UPVC管孔洞大于管外径50—与楼板同CPVC管套管内径比管外径大与楼板同为热水管PP-R管孔洞比外径大PEX管孔洞宜大于管外径70mm，套管内径不宜大于管外径50ram与楼板同与楼板同PAP管孔洞或套管的内径比管外径大30—与楼板同与楼板同铜管孔洞比管外径大50～100mm与楼板同薄壁不锈钢管(可用塑料套管)(须用金属套管)孔洞比管外径大50～钢塑复合管孔洞尺寸为管道外径加与楼板同（22）管道穿越楼板、屋顶、墙所需留洞(或套管)的尺寸见表1-3。表1-3管道穿越楼板、屋顶、墙所需留洞(或套管)的尺寸1.3.2给水管道的布置与敷设的相关要求（23）管道在空间敷设时，必须采取固定，以保证施工方便和安全供水。固定管道常用支架、托架和吊环，其安装间距与管材有关，表1-4为水平钢管支架最大间距。公称直径(mm)1520253240507080100125150200250300保温管(m)22.52.52.533444.567788.5不保温管(m)2.533.2544.55666.5789.51112表1-4水平钢管支架最大间距表1-4水平钢管支架最大间距1.4高层建筑给水管道常用的管道材料与管件1.4.1塑料管1.4.2钢管1.4.3给水铸铁管1.4.4铝塑复合管1.4.5给水铜管1.4.6薄壁不锈钢管图1-12螺纹连接配件1-管接头；2-异径接头；3-活接头；4-补心；5-弯头；6-45。弯头；7-异径弯头；8-内接头；9-管堵；10-等径三通；11-异径三通；12-根母；13-四通；14-异径四通1.5高层建筑给水系统的升压贮水设备1.5.1水泵装置1.5.2贮水池1.5.3高位水箱1.5.1水泵装置1.5.1.1水泵的选择1.5.1.2水泵调速运行1.5.1.3变频调速自动供水设备1.5.1.1水泵的选择选择水泵首先要确定水泵的流量和与此流量相对应的扬程，然后合理选用水泵型号，使水泵在高效区工作。水泵的流量按下列原则确定：水泵后无水箱等调节装置时，应按设计秒流量确定；水泵后有水箱等调节装置时，一般按最大小时流量确定。调速泵在额定转速的工作点，应位于水泵高效区的末端。水泵的扬程应满足最不利配水点或消火栓等所需要的水压要求。1.5.1.2水泵调速运行水泵运行方式有恒速运行和调速运行两种。采用高位水箱给水和气压罐给水应采用恒速运行，无水箱给水方式可以采用调速运行，也可以采用恒速运行，应视具体情况而定。在建筑给水系统中，目前普遍采用变频调速1.5.1.3变频调速自动供水设备变频调速自动供水设备主要由控制器、变频器、压力变送器、水泵等级成。图1-13为水泵出口压力恒定控制的微机供水系统示意图。图1-13水泵出口压力恒定控制的微机供水系统示意图1-贮水池；2-水泵；3-压力变送器；4-控制器；5-变频器；6-电机1.5.2贮水池在城市给水管网不能满足流量要求时，应在室内地下室或室外泵房附近设置贮水池，以补充供水量不足。贮水池一般用钢筋混凝土制成，也有采用各种钢板或玻璃钢制作。贮水池所用材料不得对其贮水水质造成任何污染。池壁内常有喷刷无毒瓷釉涂料、饮水用油漆，或食品级玻璃钢和贴瓷砖等。贮水池有效容积由生活用水调节容积、消防贮水容积和生产事故贮水容积三部分组成。设计规范中对水箱生活用水调节容积的确定有明确规定：建筑物内低位贮水池的生活用水调节容积可以按建筑最高日用水量的20％~25％确定；居住小区加压泵站的贮水池的生活用水调节容积可以按最高日用水量15％~20％确定。1.5.3高位水箱高位水箱具有贮备水量、增压、稳压、减压和调节水泵工作的作用。水箱一般用各种钢板、玻璃钢、塑料或钢筋混凝土制作。钢板水箱内表面必须进行防腐处理，防腐材料不得污染水质。水箱的形状有圆形、方形、矩阵形和球形。水箱一般应设进水管、出水管、溢流管、排水管、通气管、液位计、人孔等。高层建筑内高位水箱的设置与要求和普通建筑内高位水箱的要求是一样的，具体可参照设计规范的有关规定。1.6高层建筑给水系统的设计计算1.6.1给水系统所需压力1.6.2给水系统所需水量1.6.3给水设计流量1.6.4建筑给水管道的设计计算1.6.1给水系统所需压力图1-14建筑内部给水系统所需的压力1.6.2给水系统所需水量1.6.2.1用水定额1.6.2.2最高日用水量和最大小时用水量1.住宅生活用水定额住宅类别卫生器具设置标准生活用水定额(L/人•d)小时变化系数普通住宅Ⅰ有大便器、洗涤盆85~1503.0~2.5Ⅱ有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备130~3002.8~2.3Ⅲ有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、集中热水供应（或家用热水机组）和沐浴设备180~3202.5~2.0别墅有大