第2章 建筑给水工程

1第2章建筑给水工程2.1建筑给水系统的分类及组成2.1.1建筑给水系统的分类1.生活给水系统2.生产给水系统3.消防给水系统2.1.2建筑给水系统的组成（见下图）232.2给水水质和用水量标准2.2.1给水水质1.给水水质生活饮用水的水质，应符合现行的国家标准《生活饮用水水质标准》的要求，见表2-1；当生活饮用水水量不足或技术经济比较合理时，可采用生活杂用水作为大便器(槽)和小便器(槽)的冲洗用水，但要满足《生活杂用水水质标准》，见表2-2；生产用水的水质应按生产工艺要求确定；消防用水水质一般无具体要求。2.水质污染的现象及原因1)与水接触的材料、设备管理不善造成水质污染2)非饮用水或其他液体倒流(回流)入生活给水系统，造成水质污染42.2.2用水量标准建筑内用水包括生活、生产和消防用水三部分。1.住宅最高日生活用水定额及小时变化系数见表2-3。2.集体宿舍、旅馆和公共建筑最高日生活用水定额及小时变化系数见表2-4。3.工业企业建筑生活用水定额4.汽车冲洗用水定额2.2.3用水量变化通常用“小时变化系数”Kh来表示hK最高日最大时用水量最高日平均时用水量51.最高日用水量建筑物内生活用水的最高日用水量按以下公式计算：ddQmq(2-1)2.最大小时生活用水量最大小时生活用水量应根据最高日或最大班生活用水量、每天(或最大班)使用时间和小时变化系数进行计算：dhhQQKT(2-2)62.3建筑给水系统所需水压的确定及给水方式2.3.1建筑给水系统所需水压的确定1.计算表达式4321水表7对于居住建筑生活给水管网可按建筑物层数估算从地面算起的最小保证压力，一般一层为100kPa，二层为120kPa，三层及三层以上每增加一层，增加40kPa。（10kPa约为1m水柱）2.计算结果比较H与室外给水管网压力(也称资用压力)H0进行比较。（1）H0略大于建筑所需压力H时，说明设计方案可行。（2）H0略小于建筑所需压力H时，可适当放大部分管段的管径，减小管道系统的压力损失，以达到H0满足室内给水系统所需压力H。（3）H0大于H许多时，可将管网中部分管段的管径调小一些，以节约能源和投资。（4）H大于H0许多时，应在给水系统中设置增压装置。82.3.2室内给水方式1)直接给水方式配水龙头立管阀门水平干管水表泄水管进户管92)设水箱的给水方式水表阀门水箱配水龙头103)设水泵的给水方式泄水阀图3-5设水泵的给水方式引入管水表阀门止回阀贮水池水泵114)设水池、水泵和水箱的给水方式水箱水压线城市管网的贮水池生活水泵126)设气压给水装置的给水方式这种给水方式适用于室外管网水压经常不足，不宜设置高位水箱或水塔的建筑(如隐蔽的国防工程、地震区建筑、建筑艺术要求较高的建筑等)，但对于压力要求稳定的用户不适宜。水泵气压水罐13142.4室内给水管道的布置与敷设2.4.1给水管道的布置1.引入管2.水表结点3.水平干管按照水平配水干管的敷设位置，可以设计成下行上给、上行下给和环状式三种形式。4.立管明设的给水立管穿楼板时，应采取防水措施。（止水带）5.支管15162.4.2给水管道的敷设1.给水管道的敷设形式1)明装2)暗装某学生宿舍卫生间的安装流程17排水立管安装18排水支管安装（卫生间防水及正在进行的闭水实验）192.给水管道的防腐、防冻、防结露沥青胶、防水卷材202.5增压和储水设备2.5.1水泵1.离心泵的工作原理（安装方式有“吸入式”和“灌入式”）2.离心泵的基本工作参数1)流量；2)扬程；3)轴功率、有效功率和效率；4)转速。生活水泵213.离心泵的选择水泵选择的主要依据是给水系统所需要的水量和水压。一般应使所选水泵的流量≥给水系统最大设计流量，使水泵的扬程≥给水系统所需的水压。一般按给水系统所需要的水量和水压附加10%～15%作为选择水泵流量和扬程的参考。4.变频调速水泵变频调速水泵也是离心泵，整个系统由电动机、水泵、传感器、控制器及变频调速器等组成，其转速可以随时调节。5.建筑物中的水泵房水泵房常设在建筑的底层或地下室。应在水泵吸水管和压水管上设隔音装置(如软接头)，水泵下面设减振装置，使水泵与建筑结构部分断开222.5.2储水池与吸水井1.储水池储水池是建筑给水常用调节和储存水量的构筑物，采用钢筋混凝土、砖石等材料制作，形状多为圆形和矩形。某住宅小区正在建设中的储水池，见下图：23某住宅小区正在建设中的水池24消防水位接至生活（生产）水泵吸水管生活水位防虫网罩虹吸破坏管图2.10储水池中消防用水平时不被挪用的措施2541324123D=1.3～1.5dh=1.5～2.0Dh=0.75～1.0Dh=0.8D≮0.5mh=0.5～1.0m213图2.11吸水管进水口在吸水池中的位置26水位控制阀泄水管人孔通气管液位计溢水管出水管≥50图2.12水箱接管示意图273.水箱的有效容积水箱的有效容积应根据调节水量、生活和消防储备水量及生产事故储水量确定。调节水量根据用水与供水的变化曲线确定，但这些资料较难取得，一般根据最高日用水量的百分数按经验确定。当水泵为自动开闭时，生活用水可按最高日用水量的5%计算；当水泵为人工开闭时，生活用水可按最高日用水量的12%计算。对在夜间进水的水箱，应按用水人数和用水定额确定。给水系统单设水箱时，对日用水量不大的建筑，水箱容积可取最高日用水量的50%。生产事故储水量按工艺要求确定。消防储备水量按保证室内10min消防设计流量考虑。282.5.4气压给水设备气压给水设备是一种局部升压和调节水量的给水装置。该设备是用水泵将水压入密闭的罐体内，压缩罐内空气，用水时罐内空气再将存水压入管网，供各用水点用水。其作用相当于高位水箱或水塔，罐的送水压力是压缩空气而不是位置高度，因此气压水罐可以设置于任何高度，施工安装方便，运行可靠，维护和管理方便；由于气压水罐是密闭装置，水质不易被污染；还能消除水锤作用。但气压水罐容量小，调节能力较小，罐内水压变化大，水泵启动频繁，耗电多，经常性费用较高。地震区的建筑和临时性建筑因建筑艺术要求不宜设置高位水箱或水塔的建筑，有隐蔽要求的建筑都可以采用气压给水设备，但对于压力要求稳定的用户不适宜。292.6建筑给水系统设计实例图2.15为某办公楼女卫生间平面图。办公楼共2层，层高3.6m，室内外地面高差为0.6m。每层盥洗间设有淋浴器2个，洗手盆2个，污水池1个；厕所设有冲洗阀式大便器6套。室外给水管道位置如图2.16所示，管径为100mm，管中心标高为–1.5m(以室内一层地面为±0.000m)，室外给水管道的供水压力为250kPa，试进行室内给水系统设计。302.6建筑给水系统设计实例1.设计秒流量的计算对于单栋建筑物，由于用水的不均匀性较大，并且“逐时逐秒”地变化，对于建筑内部给水管道的计算，需要考虑最不利时刻最大用水量，即设计流量。“卫生器具当量”：（表2-7）即把室内最低卫生水平的一个洗涤盆作为标准，其龙头的额定流量为0.2L/s作为一个当量，其他各种用具的给水额定流量均以它为标准换算成当量值的倍数，即“当量数”，这就统一了标准，可以用当量数进行流量计算。2.6.1建筑给水系统水力计算31gg0.2qN2.集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量公式式中：qg—计算管段的给水设计秒流量，L/s；Ng—计算管段的卫生器具给水当量总数；—根据建筑物用途而定的系数，按表2-8查用。323.工业企业生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场馆运动员休息室、剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水管道的设计秒流量qg=Σq0N0b式中：qg—计算管段的给水设计秒流量，L/s；q0—同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s；b—卫生器具的同时给水百分数，按表2-9、表2-10采用。4.住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量计算方法查《建筑给水排水设计规范》GB50015～2003332gπ4qDVg2πqDV5.管道水力计算给水管道水力计算的目的是经济合理地确定出给水管网中各管段的管径、压力损失，确定给水系统所需水压，选定加压装置所需扬程和高位水箱高度。1)管径的确定在求得管网中各设计管段的设计秒流量后，根据流量公式（连续性方程），其中V为经济流速。342)压力损失计算(1)管网的压力损失为各管道沿程损失和局部损失之和。管道沿程压力损失：hy=iL式中：hy—计算管段的沿程压力损失，kPa；i—管段单位长度压力损失，kPa；L—计算管段长度，m。35管道局部压力损失按式计算：hj—管段各局部压力损失之和，kPa；Σξ—管段局部阻力系数之和；V—沿水流方向局部阻力部件下游的流速，m/s；g—重力加速度，m/s2；一般情况下，室内给水管道中局部压力损失可以不进行详细计算，而根据经验采用沿程压力损失的百分数估算。生活给水管道取25%～30%；生产给水管道取20%；消火栓消防给水管道取10%；生活、消防共用给水管道取20%；生产、消防共用给水管道取15%；生活、生产、消防共用给水管道取20%。2j2Vhg362.6.2建筑给水系统设计实例1.建筑给水系统设计的步骤(1)根据给水管网平面布置绘制给水系统图，确定管网中最不利配水点(一般为距引入管起端最远最高，要求的流出压力最大的配水点)，再根据最不利配水点，选定最不利管路(通常为最不利配水点至引入管起端间的管路)作为计算管路，并绘制计算简图。(2)由最不利点起，按流量变化对计算管段进行节点编号，并标注在计算简图上。(3)根据建筑物的类型及性质，正确地选用设计流量计算公式，并计算出各设计管段的给水设计流量。37(4)根据各设计管段的设计流量并选定设计流速，查水力计算表确定出各管段的管径和管段单位长度的压力损失，并计算管段的沿程压力损失值。(5)计算管段的局部压力损失，以及管路的总压力损失。(6)确定建筑物室内给水系统所需的总压力。系统中设有水表时，还需选用水表。并计算水表压力损失值。(7)将室内管网所需的总压力与室外管网提供的压力进行比较。（确定供水方式）(8)设有水箱和水泵的给水系统，还应计算水箱的容积；计算从水箱出口至最不利配点间的压力损失值，以确定水箱的安装高度；计算从引入管起端至水箱进口间所需压力来校核水泵压力等。382.6建筑给水系统设计实例图2.15为某办公楼女卫生间平面图。办公楼共2层，层高3.6m，室内外地面高差为0.6m。每层盥洗间设有淋浴器2个，洗手盆2个，污水池1个；厕所设有冲洗阀式大便器6套。室外给水管道位置如图2.16所示，管径为100mm，管中心标高为–1.5m(以室内一层地面为±0.000m)，室外给水管道的供水压力为250kPa，试进行室内给水系统设计。3933003000420040412.7高层建筑给水系统高层建筑是指10层及10层以上的住宅或建筑高度超过24m的其他建筑。高层建筑如果采用同一给水系统，势必使低层管道中静水压力过大，而产生如下不利现象。(1)需要采用耐高压管材配件及器件而使得工程造价增加。(2)开启阀门或水龙头时，管网中易产生水锤。(3)低层水龙头开启后，由于配水龙头处压力过高，使出流量增加，造成水流喷溅，影响使用，并可能使顶层龙头产生负压抽吸现象，形成回流污染。在高层建筑中，为了充分利用室外管网水压，同时为了防止下层管道中静水压力过大，其给水系统必须进行竖向分区。其分区形式主要有串联式、并联式、减压式和无水箱式。421.分区串联给水方式水箱水箱高区中区水箱水泵低区水池432.分区并联给水方式水箱水箱水泵水箱高区中区低区水池443.分区减压给水方式水泵高区中区水池低区水箱水箱水箱454.减压阀减压给水方式减压阀水箱减压阀高区中区水泵水池低区465.分区无水箱给水方式水泵进水管472.8建筑中水工程所谓“中水”，是相对于“上水”(给水)和“下水”(排水)而言的，其水质介于给水和排水之间。建筑中水工程是指民用建筑或建筑小区使用后的各种污、废水，经处理后回用于建筑或建筑小区作为杂用水的