第三章 管材、器材及卫生器具

第三章管材、配件、设备及卫生器具第一节、给水管道材料、配件及设备第二节、排水管材和卫生器具第三节、水质与环境的污染防治第四节、给排水工程节能节水措施复习思考题本章重点：管材、附件及水表，卫生器具及冲洗设备，水质与环境的污染防治。第一节给水管道材料、配件及设备1.1给水管道材料1.2管道配件及附属设备1.3增压设备给水管道材料、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。1.1给水管道材料两大类：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，3～6m㈡．钢管④其它：耐压值，0.3～1.0Mpa（城市给水管网出水压力0.3MＰa）过去室内通常使用普压给水铸铁管，现在用球墨铸铁管，过去的普通铸铁管已不让用于给水管道系统。铸铁管适宜于做埋地管道，大多用于室外给水管道。（室外排水的铸铁管，因为不承受压力，管壁较薄，重量较轻。）㈡．钢管①优点：强度高，耐振动，壁薄质轻。缺点：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：耐压值高二、非金属管塑料管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：p26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。三、介绍几种新型管材：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。1.2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，淋浴用。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。三．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1.3增压设备城市配水管网的压力通常只满足于大多数低层用户的用水需求。这样可以避免供水压力过高而引起的管道漏水，材料要求过高，运行费用高的一系列问题。由于多层建筑的大量出现，用水量的剧增，用水峰时的水压下降，都使得在建筑给水系统上，必须加设增压设备。增压设备包括：水泵，高位水箱，气压装置及变频调整供水设备等。一．水泵：机械设备，通过泵中叶轮的转动，将机械能转换为水的势能，使水加压的装置。常用的为离心式水泵。㈠．布置的位置；在底层或地下室，（减小建筑物的负荷，减小振动对整修建筑物的影响，降低噪音的传递，也便于水泵的吸水。㈡．吸水方式：１．直接由配水管网上吸取：(前提)配水管供水量大，水泵吸水时不影响管网的工作。且由供水部门同意。简便，经济，安全可靠2．由贮水池抽取：自备贮水池，水泵由水池抽水加压后，送入建筑给水系统。增大了耗电。贮水池一般存贮生活与消防的共同用水。对配水管网无影响。是一般常用的方法。㈢．水泵的选用指标：１．水泵流量：根据用水量而定。只有水泵时，供水量按设计秒流量确定，水泵-水箱，可采用最大小时供水量。２．扬程：①．直接从配水管中吸水的扬程：Ｈp=Ｈ+Ｈ′-Ｈ0Ｈp扬程，Ｈ建筑物所需压力，Ｈ′泵站内管道阻力损失，Ｈ0配水压力②．由贮水池中抽水的扬程：Ｈp=Ｈs+Ｈd+ＨL+ＨＦＨp扬程，Ｈs水泵轴到贮水池最低水面的距离，Ｈd泵轴到最不利出水点的垂直距离，它与前面所提到的高程差（引入管到最不利出水点的高差）ＨL管道的总水头损失，ＨＦ最不利出水点的出水压力（头）水泵2水池3不利点水泵抽水示意图二．水箱：置于建筑物顶部，㈠．作用：①．存储水，②．调节用水量，③．稳定水压。适用于：①．（单一水箱）配水管内水压周期不足的情况。压力高—储水。压力低—供水②．（水泵-水箱）配水管网经常无法满足建筑供水需要。（减小了水箱容量，提高了水泵的运行效率）缺点：增加了建筑高度和建筑载荷，有碍美观，不利于抗震。㈡．水箱的构造及构成1．材料：钢板焊接（制作方便，费用高，需做防腐处理），钢筋混凝土制作，不锈钢（成本昂贵，美观），玻璃钢（耐腐性优良），工程塑料。2．形状：①圆形（耗材少，结构合理，承压均匀，造价低，但占地，布置不方便）②矩形（布置方便，节省空间，结构复杂（应力处理），耗材，造价高。）③球形（美观，承压均匀）安装复杂。（上海东方明珠）３．构成：通常放在水箱间里，水箱高度不超过2.5m。水箱与大气相通，需进行保温，通风处理，应装有防虫（蚊，蝇，鸟）设备（如防虫密目网）４．水箱示意图及说明①．进水管：由水箱侧壁或顶部接入。由浮球阀或其它信号控制水的注入。②．出水管：由水箱侧壁或底部接出，位置应高于池底50mm，以保证出水质量。③．溢流管：防止水箱水满，而溢出而设。（避免浮球阀损坏时，水的浪费）设置注意事项．a.管径比进水管大。b管口比控制水面略高。c下端不得直接接入下水管道。d下端出口处应设滤网.④．泄水管：放空水箱中的水，用于清洗水箱，维修水箱。由水箱最低处接出。管径大于≥50mm。可与溢流管组合。⑤．通气孔：保证水的呼吸，设置在水箱盖上，管口下弯并设滤网，管径≥50mm，⑥．水位计，信号管⑦．检修口。三．气压给水装置：（配有水泵，压缩机）局部升压和调节水量的给水设备。（如图）㈠．特点：应用灵活方便，建设快，投资小，供水水质好。容量小，调节水量小，罐内水压变化大，水泵开启频繁，耗电多。㈡．布置位置：可在任何位置，如室内，外，地下，地上，各楼层中。㈢．工作原理：水泵将水压入罐体内，压缩机加压罐内空气，压迫罐内的水进入建筑给水系统。罐的关水压力是压缩空气，而不是水罐的高度。第二节排水管材和卫生器具一．室内排水管材过去一般采用排水铸铁管（相对于给水管较薄），目前多采用硬聚氯乙烯管（当选取的质量不恰当时，排水的噪音大）1．排水铸铁管承插连接，不能承受高压，常用于一般的生活污水、雨水、工业废水排水管道。一般用石棉水泥、膨胀水泥等。2．硬聚氯乙烯排水管耐腐蚀，光滑，易切割，粘接，但耐热性差（尤