建筑设备课件2009

作业：第二次1、地下水、地表水的取水构筑物有哪些，有什么特点？2、净水的工艺流程、方法。第三次1、室内给水系统的分类、适用场合。2、室内给水方式、应用条件。建筑设备主讲人：顾向阳电话：[phone]Email:[e-mail]第一章绪论建筑设备工程：是指为建筑物的使用者提供生活和工作服务，满足人们舒适、安全、健康，以及提高工作效率的各种设施和系统的总称。它包括给水、排水、热水供应、煤气、供暖、通风、空调、供电、照明、消防、电梯、通讯、音响、电视、建筑自动化等设施和系统。一、建筑设备在建筑工程中的作用和地位各种建筑设备系统在建筑物中起着不同的作用，完成不同的功能。1、建筑给水排水系统：通过管网把清洁、卫生自来水输送到各个用户，提供了与人们息息相关的水，同时顺畅地把使用过后的污水排入市政排水网，经污水处理处理后排入相应的水体，保护了环境。2、热水供应系统集中制备和供应热水或饮用水，使居住者的生活质量得以显著提高。3、建筑暖通空调系统冬天时节能够营造室内温暖的环境，免除人们受严寒的困扰；炎热的夏季，为人们创造一个清凉、舒适宜人的室内空气环境，而不必去面对那令人难以承受的酷热；通风空调系统还能为许多工业生产、科学研究部门提供必须的环境条件，成为生产过程不可缺少的组成部分；3、消防系统：能保障入们的生命、财产安全；4、照明系统：除了给人们带来光明外，还能创造出五彩缤纷、千姿百态的视觉效果，给人以美的享受。；5、通讯系统：通过信息网络，把人们更为紧密地联系在一起，使得时空进一步缩小，工作更有效率：6、建筑自动化系统：将整个建筑物建筑设备系统有机地联系在一起，智能地完成各种指令，自动调节各种设备，使其始终运行于最佳状态，提供一个安全、舒适、高效而节能的工作生活环境。二、建筑设备包含的内容建筑设备主要包括给水排水、暖通空调以及电气等设备，这些设备构成了物业设备的主体。1、给排水部分主要包括室内给水系统、室内饮水系统、室内热水供应系统、室内排水系统、水景工程给排水系统及游泳池给排水系统等。2、消防工程：主要包括消火栓消防系统、自动喷淋灭火系统、雨淋灭火系统和其他非水消防系统。如干粉灭火系统、泡沫灭火系统、卤代烷灭火系统以及二氧化碳灭火系统等。3、供热、供燃气、通风与空调工程包括室内供暖及热源、室内燃气供应、建筑物通风及防排烟系统、空气调节系统及冷源等。4、建筑电气包括低压配电系统、建筑照明、建筑防雷、消防控制系统、通信与广播及有线电视系统等。三、建筑设备工程与建筑学、土木工程专业的关系设置在建筑物内的设备系统，只有与建筑、结构、装修及生产工艺设备等相互协调才能有效发挥其功能。同时为了提高建筑的整体使用价值，充分突出建筑特点，必须对其建筑设备予以高度重视，要综合考虑、协调处理建筑设备与建筑布置、建筑装饰、建筑结构诸系统之间的关系，力争使建筑的综合功能达到较高水平。对于建筑装饰专业、室内设计专业、建筑学专业、物业管理专业和其他建筑类专业的学生来说，学习和掌握建筑设备的基本知识是至关重要的。在建筑设计过程中，建筑没备设计与建筑、结构设计之间，应进行允分的协商。建筑、结构设计者，应当了解建筑设备的系统构造、特点，了解在不同的建筑环境中建筑设备所采用的不同处理方式。四、建筑设备技术的发展由于近代科学技术的发展和学科间的互相渗透和互相影响，促使建筑设备技术朝着外形美观化，运行高效、节能化，管理智能化，构造小型化方向发展。1、材料科学的发展促进了建筑设备技术的快速发展和新品种的不断涌现。2、节能技术和环保技术的不断开发和应用，促使新型设备的不断出现，建筑设备正朝着高效、节能、环保和小型化方向发展。3、新能源利用技术和电子技术的应用，使建筑设备工程技术不断更新。4、建筑设备施工技术的发展，大量工厂化预制设备系统的应用，大大加快了施工速度，保证了施工质量，获得了良好的经济效益。五、本课程的学习要求《建筑设备》是一门专业技术课。学习本课程的目的在于掌握建筑设备工程技术的基本知识，具有综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间的关系的能力，从而做出适用、经济的建筑和结构设。并掌握—般建筑的水电设计汁的原则和方法。此外，在领会本学科基本原理的基础上，加强设计和施工实践，完整地掌握建筑设备工程技术。六、考核本课程考核采用平时考查与期末考查相结合，其中平时考查主要包括作业、出勤、提问等占30%，期末考查占70%。也可采用其他考核方式。参考教材：1、建筑设备王继明等中国建筑工业出版社2、建筑设备工程王孝清中国建筑工业出版社3、建筑设备工程王东萍哈尔滨工业大学出版社4、建筑设备工程韦节廷武汉工业大学出版社第二章建筑设备的基础知识§2.1流体的主要性质物质在自然界中通常按其存在状态不同分为三种状态：固态、液态和气态。液体和气体因具有较大的流动性称为流体。研究流体处于静止状态与运动状态的力学规律及其实际应用的科学称为流体力学，它是力学的一个分支。流体中由于各质点之间的内聚力很小，不能承受拉力，静止流体也不能承受剪切力。流体具有较大的流动性，不能形成固定的形状。但流体在密闭状态下却能承受较大的压力。－、惯性1、流体的惯性：流体与其他物质一样，具有保持其原有运动状态的特性，大小是用其质量来衡量。（1）密度（2）重度常用流体的密度和重度：4℃度水标准大气压ρ＝1000kg/m3γ=9.807KN/m3水银标准大气压0℃是水的13.6倍干空气在标准大气压，温度20℃时ρ＝1.2kg/m3γ=11.82N/m3二、流体的粘滞性1、流体的粘滞性：流体在运动时，由于内摩擦力的作用，使流体具有抵抗相对变形的惯性。2、流体在管道中流速分布管道中的管心的流速最大，向着管壁的方向逐渐减小，管壁处的流速最小，流速按某种曲线规律变化。因为相邻两流层的接触面上产生了阻碍流层相对运动的内摩擦力。流体在运动过程中，必须克服内摩擦阻力，并且不断消耗运动流体所具有的能量。3、流体粘滞性大小通常用两个系数来反映。动力粘滞性系数μ和运动沾滞性系数ν，其大小与流体的种类有关。粘滞性大的，两系数值也大。两者受温度和压力的影响而变化。液体温度升高，两系数减小。而气体则相反。液体的内分子间的吸引力是主要因素。对于气体分子间的碰撞是主要因素。三、流体的压缩性及热胀性1、流体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质称为流体压缩性；2、流体温度升高，体积增大，密度减小的性质称为流体的热胀性液体的压缩性和热胀性都很小。水从一个大气压到100个大气压体积下降0.5/10000；每增加一度仅增加1.5/10000.工程中，在大多数情况下可忽略二者的影响。在研究有压管路中的水击现象和热水供应系统时应考虑。§2.2流体静压强分布规律流体处于静止状态时，不显示粘滞性，流体静力学的中心问题是研究流体静压强的分布规律1、流体静压强及其特性Pplim流体静压强具有两个基本特性：(1)静止压强的方向指向受压面，并与受压面垂直。(2)流体中任一点静水压强的大小与作用的方位无关。2、流体静压强的分布规律在静止的液体中任取一垂直小柱体，底面积为dω,高为h，由静力平衡方程，的静压强00pdhddp整理上述方程得hpp0由上式得流体静压强的分布规律如下：（1）静止液体内任一点的压强等于液面上的压强加上液体重度与深度的积；（2）在静止的液体内，压强随深度按直线规律变化；（3）在静止的液体内同一深度点的压强相等，构成一个水平等压面；（4）液面压强可等值在静止液体内传递。流体静压强的另一种表示方式静水压强方程的另一种表示形式侧压管水头由静水压强基本公式)(1001zzpp)(2002zzpp将上述两式整理一下：得0011pzpz0022pzpzC001122pzpzpz在这里Z称为位置水头，称为压强水头，称为侧压管水头。在同一容器中，各点的侧压管水头相等。ppz3、工程计算中压强的表示方法表示方法(1)绝对压强以绝对真空为零点计算的压强称为绝对压强，用pj表示。(2)相对压强以大气压强pa为零点计算的压强称为相对压强，用p表示。在实际工程中，通常采用相对压强对于上式，如果为负值，我们则说该流体处于真空状态用ajPPPPPPPjak真空度的值在0——98KN/㎡压强关系图压强的度量单位有三种单位面积的压力N/㎡(称为帕)工程大气压表示：1工程大气压＝98.07KP用液柱高度表示§2.3流体动力学的基本概念一、流体动力学的基本概念1、元流：流体运动时，为研究方便我们把流体中一微小面积形成的一股流束称为元流。2、总流：流体运动时，无数元流的总和称为总流。3、过流断面：流体运动时，与流体的运动方向垂直的流体横断面。过流断面可能是平面，也可能是曲面，形状有圆形、矩形、梯形等。4、流量在单位时间内流体通过过流断面的体积或质量。5、流速：在单位时间内流体移动所通过的距离。二、流体运动类型影响流体运动的因素很多，流体运动的状态也是多种多样的。根据流体运动的一些主要特征，流体运动的主要分为以下几种类型。1、有压流流体在压差作用下流动，流体各个过流断面的整个周界都与固体壁相接触，没有自由表面，这种流体运动称为有压流或压力流，也称为管流。如供热管道中的汽、水带热体，给水管中的水流都是有压流。2无压流流体在重力作用下流动，流体各个过流断面的部分周界与固体壁相接触、具有自由表面，这种流体的运动称为无压流或重力流，或称为明渠流。如天然河道、明渠、排水管中的水流都是无压流。3、恒定流流体运动时，流体中任一位置的压强、流速等运动要素不随时间变化，这种流体运动称为恒定流。4、非恒定流流体运动时，流体中任一位置的运动要素如压强、流速等随时间变化而变化，这种流体运动称为非恒定流。在实际建筑设备工程中，为使研究的问题得到合理的简化，在绝大多数情况下都可以把流体的运动状态看作是恒定流，但在研究如水泵或风机等启动时的流体运动情况时，其流速和压强随时间变化较大，流体的运动须看作是非恒定流。§2.4流体流动阻力与能量损失的基本概念一、流体的流动形态流体在流动中，由于流速不同而呈现出两种不同的流动形态：层流和紊流1、当流体流速较低时，水流是成层成束地流动，各流层之间无质点的掺混现象，这种水流形态称为层流。2、流速较大时，质点或液团相互混掺，流速放大，混掺程度愈大，这种水流形态称为紊流。在建筑设备工程中，绝大多数的流体运动都处于紊流形态。只有在流速很小，管径很细或粘滞性很大的流体运动时才可能发生层流运动，如地下水渗流、油管输送等。二、流动阻力和能量损失的两种形式1、流动阻力：流体在流动过程中既受到存在相对运动的各流层间内摩擦力的作用，又受到流体与固体边壁之间摩擦阻力的作用，同时固体边壁形状的变化，也会对流体流动产生阻力。这些阻力称为流动阻力。2、水头损失：单位质量的流体在流动中所消耗的机械能称为能量损失或称水头损失3、根据流动阻力和水头损失产生的位置不同分为两种：沿程流动阻力、沿程水头损失；局部流动阻力、局部水头损失。（1）流体在长宜管(或明渠)中流动时，所受到的摩接力称为沿程阻力。（2）为了克服沿程阻力，单位质量的流体所消耗的机械能称为沿程水头损失。用表示。fh（3）流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使流体流速的大小和方向发生显著变化，甚至使主流脱离边壁形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，从而对流体运动形成了阻力。这种阻力称为局部阻力。（4）为了克服局部阻力，单位质量的流体所消耗的机械能称为局部水头损失，通常用表示。（5）整个管道的总水头损失：jhjhhhfw三、沿程水头损失和局部水头损失计算1、沿程水头损失：采用理论和实验相结合的方法，建立半经验的公式来进行计算。2、局部水头损失：流体动能乘以局部阻力系数得到局部阻力系数根据管配件、附件不同，由实验测得。gdlhf22ghf22给水排水工程一、给水排水工程引论1、给水排水工程在经济建设中的任务水是生命之源。人类的生存活动必须安全可靠、经济合理的用水。污水处理2、给水排水工程的基本内容