第2章水量水压增压贮水设备

第2章建筑内部给水所需水压水量增压贮水设备2-1给水所需压力室内给水系统所需压力，应该能将所需要的流量输送到建筑内最不利点的配水龙头处或用水设备处，并保证有足够的流出水头。最不利点：离供水点最高最远点，有时为大用户处；流出水头（最低工作压力）：各种配水龙头或用水设备获得规定出水量（额定流量）而必须的最小压力。（P23表2.1.1)2-1给水所需压力H1H4HH2+H3H——建筑内给水系统所需总水压,kPa；H=H1+H2+H3+H4H1——克服引入管起点至最不利配水点位置高度所需要的静水压，kPa；H2——计算管路水头损失，kPa；H3——水表水头损失，kPa；H4——最不利配水点所需最低工作压力，kPa。各种配水龙头或用水设备为获得规定的额定流量而必须的最小压力。见书中P23表2.1.1层数(n)12345增加1层所需水压(mH2O)1012162024增加4mH2O所需水压(kPa)100120160200240增加40kPa设计初水压估算：适用于层高≤3.5m的民用建筑，压力为自地坪算起的最小保证压力。2-2给水所需水量一、生活用水量标准1．住宅生活用水量标准及时变化系数(见附表)（P25表2.2.1）2．集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水量标准（P26表2.2.2）用水对象单位时间内所需用水量的规定数值。用水定额L/人·d、L/床·d、L/m2·d最高日生活用水量，m3/d设计单位数，人或床位数三、最大时用水量每日（或最大班）使用时间，h时变化系数最大小时生活用水量，m3/h二、最高日用水量见P25表2.2.12-3增压贮水设备三、水箱一、水泵二、贮水池四、气压给水装置一、水泵1.分类参考图片：S单级双吸卧式泵、DG多级卧式泵；DL多级立式泵、1）水泵的能量消耗要比直接抽升方式大；2）需建贮水池，增加基建费用；3）水池贮水其水质易受污染。间接抽升1）充分利用市政管网压力，2）不需建水池，减少基建投资和水池所占面积；3）减少水质受到污染的机会；4）有可能因回流而污染城市生活饮用水；5）造成室外管网局部水压下降，影响附近用户用水。•直接抽升2．水泵抽吸方式3．水泵的流量及扬程室外管网提供的最小压力水泵1）流量直接抽升无水箱——按系统设计秒流量确定。有水箱——按最大时流量Qh确定。2）扬程间接抽升4．水泵装置的运行方式水泵1）恒速运行方式水泵在恒定转速n下运行QQ-H水泵特性曲线Q-∑H水泵特性曲线n工况点MQ设计H设计H0Q1工况点M1△H问题：设计流量Q设计在一天用水中出现机率较小，多数情况下用水量小于Q设计；泵扬程浪费△H4．水泵装置的运行方式水泵2）变速运行水泵转速n随机调整。目前建筑给水排水系统多采用变频调速方式。变频调速原理：按叶轮相似定律，在不同转速下运行的统一台水泵，有如下规律：Q1Q2＝n2n1H1H2＝n2n12N1N2＝n2n13式中：n1、n2-不同转速；Q1、Q2-不同转速下流量；H1、H2-不同转速下扬程；N1、N2-不同转速下功率4．水泵装置的运行方式水泵根据电工学知识：n=式中：n-电机转速；f-电机定子供电频率；P-磁极对数；s-转差率。60fP（1-s）变频调速泵即通过改变f→调节电机转速n→改变水泵转速n→改变Q-H特性曲线→节能。4．水泵装置的运行方式水泵调速恒压供水方式：QQ-H水泵特性曲线Q-∑H水泵特性曲线n工况点MQ设计H设计H0Q1工况点M1△Hn1恒定不变△H1实际应用方式（附图）5．一般要求水泵1）水泵应在高效区运行。2）采用间接抽水时，水泵宜设计成自灌式。3）自灌式水泵，单独的吸水管，其流速1.0～1.2m/s。4）每台水泵采用单独从吸水总管上自灌吸水，总管内的流速应小于1.0m/s。水泵吸水管与吸水总管应采用管顶平接。水泵5）每台水泵的出水管上，设压力表、止回阀和闸阀；自灌式水泵吸水管上设闸板阀；非自灌式水泵入口处应装设真空表。6）水泵直接从市政给水管网吸水时，吸水口处市政管网的压力不得低于0.1MPa。7）生活水泵的备用泵不小于最大一台运行水泵的供水能力。（接上页）1）建筑物内设置的水泵机组，不应与需要安静的房间相毗邻。2）水泵房应有充足的光线和良好的通风。采暖≮16℃，无人值班≮5℃。3）水泵机组布置（见附图1）。（见附图2）6．水泵的布置水泵6.减少水泵噪音的措施：水泵（1）用低噪音水泵。（2）水泵基础下安装隔振装置。（3）水泵的进出水管上应设置可曲挠接头。（4）管道支架宜采用弹性吊架、弹性托架。（5）泵房的墙壁和天花板应采取隔音吸音处理。1)只有一条引水管，建筑物不允许停水；2)室外管网进水量小于建筑所需设计流量；3)室外管网不允许直接抽水。贮水池二、贮水池1.设置条件2.设置要求1)水池布置位置及配管均应满足水质防护要求；2)生活贮水量超过500m3时，应分成两个格或分设两个。4）水泵基础高出地面一般为0.1～0.3m。5）基础平面尺寸应较水泵机座每边宽出10~15cm。基础深度根据机座底脚螺栓直径的20～30倍采取，但不应小于0.5m。6）水泵应隔振(见附图)。水泵（接上页）贮水池措施一在生活水泵吸水管上开小孔措施二设溢流墙消防水不被动用的措施3.贮水池有效容积贮水池生产事故贮水消防贮水量贮水池有效容积调节水量经验：，不得大于48h的用水量。理论上：水泵出水量水池进水量水泵连续运行时间且满足：水泵运行间隔时间消防贮水量Vf=3.6（Qf-Ql）Tx消防水量，最低限值见P70表3.2.1P393附录3.1作用：增压、稳压、减压、贮水材质：不锈钢、钢筋砼、玻璃钢防腐：钢板水箱内外均应防腐，防腐涂料无毒。水箱三、水箱1.水箱配管（见附图）1）进水管:设闸门、浮球阀2个；距箱顶200mm。2）出水管:可与进水管共用，设单向阀。3）溢流管:高于最高液位50mm，管径比进水管大1～2#,箱底以下可与进水管同径。4）泄水管:40～50mm。5）信号管:溢流管口以下10mm，DN20。6）通气管:管径一般≮50mm。（动态图）2．水箱布置形式箱外壁至墙面距离（m）水箱之间净距（m）水箱顶至建筑结构最低点间距离（m）有阀侧无阀侧圆形矩形0.81.00.50.70.70.70.60.6水箱水箱的位置应便于管道布置，尽量缩短管道的长度。水箱间应有良好通风、采光、防蚊蝇措施，气温≮5°C。水箱间净高≮2.2m，且应满足水箱布置要求。水箱底距地面≮400mm。水箱布置间距要求:3.水箱容积水箱有效容积调节容积消防贮水容积•单设水箱水箱供水的最大连续平均小时用水量水箱供水的最大连续出水小时数•水泵－水箱联合供水•水泵为自动启动C—安全系数(1.5~2)；qb—水泵出水量m3/h；Kb—水泵1h启动次数，4~8次/h。•水泵－水箱联合供水水箱容积公式推导:qbqgqb-qg水泵工作周期T=T1+T2式中：T1—水泵充水时间；T2—水箱放水时间。T1=Vsqb-qgqb-qgT2=VsT=T1+T2=qb-qgVs+qb-qgVs=Kb1式中：Kb—水泵启动频率整理上式得：Vs=Kb1qb（qbqg-qg2）求Vs极大值，令dVsdqg=0，得：qg=12qb，代入（2）式得：（1）（2）Vs=qb4Kb，考虑到安全系数C=1.5~2.0则有：Vs=4KbCqb•水泵为手动启动Qmax—最高日用水量m3/d；nb—水泵1d启动次数；Q‘—水泵运行时间内，建筑物平均小时用水量m3/h；tb—水泵运行一次所需时间，h。自动启动Vs≥5%Qd人工操作Vs≥12%Qd经验：消防贮水容积Vf—消防贮水容积（m3）；qxh—室内消防设计流量（L/s）；Tx—水箱供水时间，10min；自动启动Vs≥5%Qd人工操作Vs≥12%Qd经验：下限值见P70表3.2.1，实际值应由计算而得。ZX∑hHC4．水箱的设置高度水箱Zx≥Hc＋Σh高位水箱的最低液位与最不利配水点之间的垂直压力差，kPa(或mH2O）水箱出水口至最不利配水点的管道总水头损失，kPa(或mH2O）最不利点流出水头，kPa(或mH2O）原理：波义耳－马略特定律，T=C，一定质量的气体的绝对压力和它所占的体积成反比。PV=C1．组成及工作原理气压给水装置定义：气压给水设备是利用密闭贮罐内压缩空气的压力变化，调节和压送水量，起到增压和水量调节的作用。四、气压给水设备组成：气压水罐、水泵机组、管路系统、电控系统、（补气装置）(见附图)。2．分类气压给水装置1）变压式和恒压式变压式恒压式2）补气式和隔膜式补气式：利用空压机补气、定期泄空补气、在水泵出水管上安装水射器或补气罐补气等方式。隔膜式：隔膜主要有帽形、囊形两类。（见附图）优点：气水分离，水质得以保证；省去补气、排气等气量调节装置；自控系统简单。缺点：隔膜应有一定抗疲劳强度、不透水性和化学稳定性。3.计算气压给水装置1）贮罐总容积气压给水装置αβ规范推荐0.50.650.750.85相应的α↑Vq↑耗费钢材α↓Ｐ２↑耗电增加2）水泵的选择气压给水装置流量：扬程：气压罐最低工作压力，MPa。气压罐最大工作压力，MPa最大时用水量m3/h(1)单罐变压(2)双罐定压设计秒流量室内所需压力4.特点气压给水装置优点：灵活性大，位置不受限，安装方便，占地小，水质不易受污染，有助于水锤消除。缺点：调解容积小，供水压力变化大，耗电大5.适用：需升压但不宜设水塔和水箱2－4水质防护一、水质污染的现象及原因1.与水接触的材料选择不当（1）人孔、通气管、溢流管（2）地下室水池防水不良或损坏（3）贮水池位置或高程布置不合理.2.贮水时间过长余氯耗尽，微生物繁殖，水质腐败3.管理不当（1）生活饮用水管道因回流造成污染。4.回流污染H0HH1H2（2）生活饮用水与非饮用水管道连接造成污染——直接混接。市政管网水表供生产给水供生活给水泵站止回阀河流（3）饮用水与用水设备连接,用水设备上又接有其他管道——间接混接。（4）埋地管道或阀门等附件连接不严密，当饮用水断流，管道中出现负压，被污染的地下水进入。正确错误溢流管进水管用水设备二、水质污染的防治措施2.生活用水不得因管道产生回流污染。1.各给水系统（生活给水、直饮水、生活杂用水）应各自独立、自成系统，不得串接。3.建筑内二次供水设施的生活饮用水箱应独立设置，其贮量不得超过48h的用水量，并不允许其他用水的溢流水进入。4.埋地式生活贮水池与化粪池、污水处理构筑物的净距不应小于10m。5.建筑物内的生活贮水池应采用独立结构形式，不得利用建筑物本体结构作为水池的壁板、底板及顶盖。6.生活水池（箱）与其他用水水池（箱）并列设置时，应有各自独立的池壁，不得合用同一分隔墙；两池壁之间的缝隙渗水，应自流排出。7.建筑内的生活水池（箱）应设在专用的房间内，其上方的房间不应设有厕所、卫生间、厨房、污水处理间等。2）水池（箱）必须有盖并密封；人孔应有密封盖并加锁；水池透气管不得进入其他房间。8.生活水池（箱）的构造和配管应符合下列要求：3）进出水管布置应在水池的不同侧，以避免水流短路，必要时应设导流装置。1）水池（箱）的材质、衬砌材料、内壁涂料应采用不污染水质的材料：4）通气管、溢流管应装防虫网罩，严禁通气管与排水系统通气管和风道相连。5）溢水管、泄水管不得与排水系统直接相连。要保证0.2m的空气隔断。附图水泵机组布置1.0配电盘玻璃纤维隔振垫0.7电机N20kw水泵DN100mm0.20.71.20.70.70.2可曲扰接头弹性吊架附图水泵隔振1.0配电盘玻璃纤维隔振垫0.7电机N20kw水泵DN100mm0.20.71.20.70.70.2可曲扰接头弹性吊架附图水箱配管、附件示意图附图气压给水设备附图定压式气压给水设备附图隔膜式气压给水装置附表住宅最高日生活用水定额及小时变化系数直接抽升方式间接抽升方式集水坑