建筑设备课件pdf

课程要求课程主要内容室内给排水供暖、通风及空气调节建筑电气学习基础流体力学热工基础电工基础教学目的掌握民用和工业建筑中建筑设备系统的基本知识掌握设备在建筑物内与结构及生产工艺设备的相互配合与协调了解建筑设备系统的选择设计原则和设计过程培养学生综合考虑和施工能力课程要求（Continued）技能目标能初步看懂与建筑、结构配套的给排水、暖通图纸能初步看懂与建筑、结构配套的照明、电气、通讯图纸能知道设备管道等对建筑设计、施工的影响考核方式期末成绩：随堂笔试，占总成绩80％平时成绩：作业、出勤、能力训练等，占总成绩20％参考数目《建筑设备工程》韦节廷主编武汉理工大学出版社1999《建筑设备》王继明主编中国建筑工业出版社1997《物业设备管理》张贯益主编华中示范大学出版社1999课堂要求绪论相关学科建筑：几何、文学、美学设备：机械、冶金工程：制造、施工技术研究内容给水、排水、热水供暖、通风、空气调节天然气、供电发展趋势新材料：高分子合成材料新设备：节约资源型（真空厕所）新能源：太阳能新施工技术：预制设备（整体卫生间、厨房）第1章流体力学基本常识1流体概述流体种类：固体、液体、气体流体特征−不受拉−不抵抗切力−能承受压力2流体的主要物理性质密度和容重流体的粘滞性流体的压缩性和热胀性连续介质第1章流体力学基本常识（Continued）3流体静压强及其分布规律流体静止状态的受力−不显示粘滞力−不存在切向应力−不承受拉力流体静压强的概念−压强：P＝F/S−流体静压强：−压强单位：1Pa＝1N/m2流体静压强的特征−流体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强−流体的压强随深度的增大而增大−在同一深度，流体向各个方向的压强相等−流体密度越大，压强越大0limpPδωω→∆=∆第1章流体力学基本常识（Continued）3流体静压强及其分布规律（Continued）流体静压强的基本方程式等压面：流体中压强相等的各点所组成的面−自由表面：液体与气体的交界面−分界面：平衡状态下两种不同液体的分界面−水平面：静止、同种类、连续液体的水平面压强单位的换算−1个工程大气压=10mH2O=735.6mmHg=98kN/m2=9800Pa压强的测量−液柱测压计−金属压力表、真空表0PPghρ=+第1章流体力学基本常识（Continued）3流体静压强及其分布规律（Continued）例题1往盛着水的烧杯中放入木块，水不外溢；放入木块后，水对杯底的压强、压力与放入前比较A.压强不变，压力不变B.压强增大，压力增大C.压强不变，压力增大D.压强增大，压力不变例题2三个完全相同的容器，里面分别装有质量相等的三种不同液体，容器都是圆柱形，那么（1）这三个容器底受到液体的压强pa_____pb_____pc（2）三种液体的密度相比较ρa_____ρc_____ρb（3）三容器对桌面的压强pA_____pB_____pC4流体运动的基本知识基本概念−压力流和无压流−恒定流和非恒定流：运动要素是否随时间变化−流线与迹线−均匀流与非均匀流：流线是否直线渐变流急变流−元流、总流、过流断面、流量、平均流速第1章流体力学基本常识（Continued）流态作用力接触面积有无自由面压力流压差流体整个周围和固体接触无无压流重力流体部分周界与固体接触，部分与气体接触有第1章流体力学基本常识（Continued）4流体运动的基本知识（Continued）恒定流的连续性方程式（质量守恒）−质量流量连续性方程−重量流量连续性方程−体积流量连续性方程（不可压缩液体）1122111222QQvvρρρωρω=⇒=112211122212QQvvGGγγγωγω=⇒=⇒=12121122QQvvρρωω=⇒=⇒=第1章流体力学基本常识（Continued）4流体运动的基本知识（Continued）例题−直径d为100mm的输水管道中有一变截面管段，若测得管内流量Q为10L/s，变截面弯管段最小截面处的断面平均流速v0=20.3m/s，求输水管的断面平均流速v及最小截面处的直径d0。2321.014.341101041×××==−dQvπ=1.27m/s220201.03.2027.1×==dvvd=0.000626d0=0.0250m=25mm0000ddddddddQQvvρρωω=⇒=⇒=第1章流体力学基本常识（Continued）4流体运动的基本知识（Continued）恒定流能量方程式（能量守恒伯努力方程）22111222121222PvPvZZhggωααγγ−++=+++第1章流体力学基本常识（Continued）4流体运动的基本知识（Continued）例题−如图断面突然缩小管道，已知d1=200mm，d2=150mm，Q=50L/s，水银比压计读数h=500mmHg，求hwwhgvpzgvpz+++=++222222221111αγαγ（1）由连续方程：11AQv==1.59m/s，gv221=0.129m22AQv==2.83m/s，gv222=0.408m（2）由水银比压计公式：hhpzpz6.12)()(2211=−′=+−+γγγγγ=0.63m代入能量方程++−++=yvpzyvpzhw2222221111αγαγ取α1≈α2≈α≈1.0hw=0.35m第1章流体力学基本常识（Continued）5流动阻力和水头损失水头损失(为了克服流动阻力而消耗的机械能量就是水头损失)−沿程阻力:流体在长直管（或明渠）中的流动沿程水头损失−局部阻力：流体在局部地区发生急剧变化，流体质点间产生剧烈碰撞（弯头、闸门、变径）局部水头损失−水头损失流动的两种型态−层流：各流层间没有质点的惨混现象−紊流：质点或液团相互混掺，流速愈大，混掺程度愈烈−判断标准（雷诺数Re）（d－圆管直径；R－水力半径＝过流断面/湿周长）wfjhhh=+fhjh管形雷诺数计算方法及划分界限圆管2000层流＝20002000紊流明渠500层流＝500500紊流Revdυ=RevRυ=第1章流体力学基本常识（Continued）5流动阻力和水头损失（Continued）沿程水头损失−圆管−非圆管局部水头损失−计算：−产生原因（右图）总水头损失22jvhgζ=22flvhdgλ=242flvhRgλ=2222fjlvvhhhdggωλζ=+=+∑∑∑∑第1章流体力学基本常识（Continued）5流动阻力和水头损失（Continued）沿程阻力系数λ和谢才系数C的确定−尼古拉兹曲线确定λ＝f(Re,Δ/d)层流区：Re2300，试验点成直线（Ⅰ），λ只与Re有关系，与Δ/d（粗糙度）无关。λ＝64/Re层流和紊流的过渡区：曲线（Ⅱ），2300Re4000，λ与Re和与Δ/d（粗糙度）都有关系紊流区Re4000根据图中实验曲线分为3个区域：»水力光滑区：又成为一条直线（Ⅲ），λ只与Re有关系，与Δ/d（粗糙度）无关。λ＝0.3164/Re1/4»水力过渡区：水力光滑区，曲线（Ⅳ），λ与Re和与Δ/d（粗糙度）都有关系»阻力平方区：Re相当大，直线且平行与横轴（Ⅴ），λ与Re没有关系，只与Δ/d（粗糙度）有关尼古拉兹实验第1章流体力学基本常识（Continued）5流动阻力和水头损失（Continued）沿程阻力系数λ和谢才系数C的确定（Continued）−沿程阻力系数λ的经验公式层流区：λ＝64/Re水力光滑区：λ＝0.3164/Re1/4水力过渡区:粗糙区（阻力平方区）：»当v=1.2m/s,λ＝0.021/d0.3»当v1.2m/s,λ＝0.0179/d0.3(1+0.867/v)0.3−流速系数（谢才系数）曼宁公式：C＝R1/6/nn－粗糙系数2e1.42(lgR)dλ=∆第1章流体力学基本常识（Continued）6孔口出流简介，管嘴出流及气体射流（自学）孔口出流−孔口自由出流−淹没出流H0=H1-H20022cchQvgHgHωεωϕµω===022gHvQjωµω==CCεω：收缩断面－第2章室外给排水工程1给排水工程概述系统图学科分支−水源保护−饮用水安全−供水、排水管网−污水处理一泵站净水厂二泵站室外管网室内给排水排水管网污水泵站污水处理水源第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述水源水源种类水质处理可使用量缺点地下水井水、泉水、溶洞水好简单少易发生沉降地表水江、河、湖、水库、海差异较大复杂多受旱、涝的影响石砭峪水库八水绕长安第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述（Continued）取水工程−地下水−地表水固定式取水构筑物移动式取水构筑物：浮船式，缆车式山区浅水河流构筑物取水构筑物适合的水文地质条件管井取水量大、含水层厚、埋藏深大口井含水层较薄、埋藏较浅渗渠含水层更薄、埋藏更浅固定式岸边式取水河床式取水斗槽式取水取水位置岸边河心修斗槽，加深取水深度使用条件河岸陡，岸边有一定水深岸坡平缓，主流离岸远河流缺水和泥沙大岸边式取水构筑物河床式取水构筑物浮船式取水构筑物缆车式取水构筑物第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述（Continued）净水工艺−水质标准生活饮用水水质标准»感官性状和一般化学指标»毒理学指标»细菌学指标»放射性指标工业用水水质标准−地表水净水工艺流程第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述（Continued）净水工艺（Continued）−混凝作用原理：胶体脱稳混凝剂：Fe3＋，Al3＋−沉淀平流式沉淀池竖流式沉淀池辐流式沉淀池斜管、斜板沉淀池进水排泥排泥出水h1h2h3h4污泥斗斜板进水槽出水槽H中心进水周边出水辐流式沉淀池平流沉淀池竖流沉淀池斜板沉淀池第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述（Continued）净水工艺（Continued）−过滤滤料：石英砂，无烟煤，均质滤料反冲洗滤池：普通快滤池，虹吸滤池，无阀滤池普通快滤池虹吸滤池无阀滤池第2章室外给排水工程（Continued）2室外给水工程概述（Continued）净水工艺（Continued）−消毒目的»消灭水中细菌和病原菌»保证净化后的水在输送到用户之前不致二次污染理论：物理法，化学法消毒剂：漂白粉、氯消毒、臭氧消毒副产物（DisinfectionbyProducts）：THMs自来水厂布局第2章室外给排水工程（Continued）3输配水工程要素−输水管−配水管网−调节构筑物输水管布置要求−单管线：允许间断供水或多水源供水−双管线：不允许间断供水−沿道路敷设，便于检修配水管布置要求−配水干管的路线应通过用水量较大地区−最大用户位于管网始端−配水管网均匀布置在整个用水地区（环状和树状）水塔的作用：调节−当供水用水，水塔蓄水−当供水用水，水塔供水第2章室外给排水工程（Continued）3输配水工程（Continued）泵站−一级泵站：水源地取水泵站第2章室外给排水工程（Continued）3输配水工程（Continued）泵站（Continued）−二级泵站：水厂清水池抽吸送入输水管网第2章室外给排水工程（Continued）4室外排水工程城市污水分类−生活污水：大量有机物、细菌、N、P等污染物−工业废水生产废水：轻度污染生产污水：重度污染，含有毒、有害物质（如重金属和氰类物质）雨水特点−初期雨水污染物含量较高−洪峰流量远远大于污水流量排水系统的构成−排水管网及附属构筑物−污水处理系统第2章室外给排水工程（Continued）4室外排水工程（Continued）排水系统的制式−合流制：生活污水、工业废水、雨水用同一管渠排除的系统直流式：混合污水用同一管渠未经处理