建筑给水所需水头的估算.pptx

1第1 1篇给水排水工程2第2 2章建筑给水工程11 2目目 录录2.1 2.1 给水系统、给水方式及管道布置给水系统、给水方式及管道布置2.2 2.2 调蓄与增压设施调蓄与增压设施2.3 2.3 给水管网计算给水管网计算2.4 2.4 高层建筑给水高层建筑给水给水系统的任务给水系统的任务：供应建筑小区、工业区或不同类型建筑物的用水，满足其对水量、水压、水质和水温的要求。2.1给水系统的分类、给水方式及管道布置给水系统的分类、给水方式及管道布置一、建筑给水系统一、建筑给水系统一、建筑给水系统一、建筑给水系统分类：分类：分类：分类：1.1.生活给水系统；生活给水系统；生活给水系统；生活给水系统；2.2.生产给水系统；生产给水系统；生产给水系统；生产给水系统；3.3.消防给水系统；消防给水系统；消防给水系统；消防给水系统；4.4.共用系统共用系统共用系统共用系统组成组成 （1）引入管 联络室内、外管网之间的管段。（2）水表节点 水表装置设置的总称。（3）管道系统 由水平干管、立管、支管、管道配件（闸阀、止回阀等）组成。（4）用水设备 配水龙头、生产用水设备等。（5）附属设备 水箱、贮水池、水泵等。1 1引入管引入管 引入管 连接室外给水管网和建筑物给水管道的管段。重要的建筑和校区宜设两条、两条以上引入管。2 2水表节点水表节点 安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。（1）水表用于计量建筑物的用水量。（2）阀门用于在维修或拆换水表时关断水管。（3）泄水装置用于检修时放空管网。3 3给水管道给水管道 把引入管引入建筑物内的水输送和分配到各把引入管引入建筑物内的水输送和分配到各个用水点。个用水点。水平干管水平干管立管立管支管支管给水管道配件功能：功能：控制流量大小、限制流动方向、调节压力大小，保障控制流量大小、限制流动方向、调节压力大小，保障 系统正常运行。系统正常运行。各种阀门各种阀门配水龙头配水龙头4 4用水设备用水设备 消火栓消火栓生产用水设备生产用水设备5附属设备功能：功能：为给水系统提供水压或贮存、调节水量。为给水系统提供水压或贮存、调节水量。水泵水泵气压给水设备气压给水设备水箱水箱贮水池贮水池室内给水系统（一）给水系统的供水压力 给水方式的选择与供水压力有关。给水方式的选择与供水压力有关。建筑物内给水系统应具有一定的工作压力，以确保供应所有用水设备需用的水量。供水压力可用下列式进行计算：二、给水方式二、给水方式*以上各项水压力及水头损失习惯上以上各项水压力及水头损失习惯上仍以仍以米水柱高米水柱高表示。表示。H-建筑供水所需水头H1-室外供水管与建筑内最不利配水点的高差H2-由供水起点到最不利点管道中沿程损失H3-由供水起点到最不利点管道中局部损失H4-水表水头损失H5-最不利的用水点要求的工作水头 *讨论：如果室外配水管内的供水压力 ，其与 的比较可能有三种不同情况：1）2）3）建筑给水所需水头的估算建筑给水所需水头的估算：一层建筑为10m水头，二层建筑为12m，三层以上建筑每增加一层按增加4m计算，即三层为l6m，四层为20m。（二）给水系统的给水方式（二）给水系统的给水方式1、直接给水方式、直接给水方式 条件：条件：室外配水管网的压力、水量能终日满足室内供水的需用时，可以采用最简单的直接给供水方式。特点：特点：此种方式简单、经济而又安全，是城市建筑中最常用的供水方式。2、设水箱的给水方式、设水箱的给水方式 条件：条件：用水高峰时，供水压力不能满足建筑给水需要的压力 特点：特点：供水简单方便，但水箱有受二次污染的可能，水箱设在建筑顶层，增加建筑负荷，对抗震不利。3、设水箱与水泵的给水方式、设水箱与水泵的给水方式 条件：条件：供水压力不能满足建筑给水需要的压力，用水不均匀，用水量不很大 特点：特点：水泵、水箱配合，水泵从管网或贮水池中抽水，加压向建筑内供水，同时向水箱内贮水，箱满停泵，水箱供水，箱空，启泵直接给水方式设水箱给水方式设水泵和水箱给水方式分区给水方式4、分区供水方式、分区供水方式 适用于多层与高层。上部直接供水，下部使用水泵+水箱5、气压给水方式、气压给水方式组成：组成：水泵+气压钢罐特点：特点：不占用建筑顶层，能保证最高层有足够的水压，尤其是消防水压的需求；但能耗高6、调频水泵给水方式、调频水泵给水方式组成：组成：自动监控系统+变频调速水泵特点特点：不设高位水箱，节省能耗，但设备投资高。条件：条件：室外管网提供的压力经常不足，且不宜设置高位水箱的建筑，可考虑该种方式。即用水泵抽水加压，利用罐中气压变化调节流量和控制水泵运行。气压给水方式调频水泵给水方式1 1、小区管网布置、小区管网布置 （供水安全）小区内的给水管网宜布置成环状，进水管网宜不少于两条，支管或进户管可布置成树枝状。（管线简短）干管布置在用水量大的地段。（便于施工维修）维护、维修的距离要求：与基础相距3m，条件受限时1.51m （不宜损坏）防冻、防压等要求：冰冻线下0.15m，车行道下0.7m。（与其他管线的关系）在共用沟内敷设管道。在污水管之上，热水管之下。管路布置原则管路布置原则管路布置原则管路布置原则*供水安全、不易损坏供水安全、不易损坏供水安全、不易损坏供水安全、不易损坏*管线简短、便于施工维修管线简短、便于施工维修管线简短、便于施工维修管线简短、便于施工维修*与其他管线、建筑、结构协调解决矛盾与其他管线、建筑、结构协调解决矛盾与其他管线、建筑、结构协调解决矛盾与其他管线、建筑、结构协调解决矛盾三、管道布置及敷设三、管道布置及敷设居住小区地下管线间最小净距居住小区地下管线间最小净距给水管给水管污水管污水管雨水管雨水管水平净距垂直净距水平净距垂直净距水平净距垂直净距给水管0.8-1.50.1-0.150.8-1.50.1-0.15污水管0.8-1.50.1-0.150.8-1.50.1-0.15雨水管0.8-1.50.1-0.150.8-1.50.1-0.15低压煤气管0.5-1.00.1-0.151.00.1-0.151.00.1-0.15直埋式热水管1.00.1-0.151.00.1-0.151.00.1-0.15热力管沟0.5-1.01.01.00.1-0.15电力电缆1.0直埋0.5套管0.151.0直埋0.5套管0.251.0直埋0.5套管0.25通信电缆1.0直埋0.5套管0.151.0直埋0.5套管0.151.0直埋0.5套管0.15通信及照明电缆0.51.01.0乔木中心1.01.51.52、管道布置管道布置 1）引入管、水平干管布置：一般采用枝状管网单向供水，设一条引入管；如有要求不间断供水，设两条两条引入管，从室外不同的管段上引入，否则间隔15m以上。布置在用水设备集中，用水量大的地方，简短，直接。枝状管网3）管道敷设 （1）引入管：预留空洞+防止损坏+密封（净空、套管、柔性接头）穿外墙留洞，管顶留有0.10.15m的净空，以防建筑沉降损坏管道。穿地下室外墙，需加套管，用刚性材料或软性材料密封。当建筑物沉降量较大或抗震要求高时，墙两侧的管道上应设柔性接头。2）立管与支管的布置：（1）立管沿墙、柱垂直布置。（2）支管沿墙、梁水平敷设。贴近用水设备，简短，过长会产生穿越门窗、梁柱问题，还会增加与其它管线的矛盾。当出现多数楼层支管过长时，可是适当增加立管的办法来减短支管。（2）水平干管：明敷在地下室或地沟内，可设在专门的设备层或建筑的顶棚内或直埋式（仅当管材耐久性足够，连接可靠时方可采用）。埋地管不得穿越设备基础，或易被压坏、冻坏、震坏的地段，避免穿结构的梁、柱和沉降缝；在不可避免要穿越时，应预留孔洞，预埋套管。（3）立管：有两种方式明敷和暗敷 明敷：沿墙角、或柱边敷设。安装与维修方便，造价低。暗敷：美观，安装与维修较困难。方式一方式一：敷设在专门的管井中方式二方式二：明立于墙角、柱边，再用建筑装饰处理方式三方式三：嵌入墙槽中，表面用钢丝网水泥砂浆抹面（仅当管材耐久性足够，连接可靠时方可采用明装的立管不影响美观和建筑的使用，不穿橱窗、壁柜。给水管道不得穿烟道、风道、污水槽和大、小便槽立管穿越楼面和屋面时应预留套管，并作防渗（4）暗装支管宜敷设在楼面、地面的找平层内或嵌埋在墙槽内。支管直径塑料管不宜超过25mm，覆塑铜管和不锈钢管，不宜大于20mm。立管的套管设置1-立管；2-套管；3-楼板面；4-石棉绳（1）水平管水平管 设支架或吊架（2）立管立管 设管卡支承的间距与管道的材质和管径的大小有关给水管道支承间距给水管道支承间距管径管径mm1520253240506375(80)90(100)110钢管（水平管保温22.52.52.53344不保温2.533.2544.5566钢管（立管）楼层高度5m，每层必须安装1个，楼层高5m，每层不得少于2个，安装高度距地面1.5-1.8m，均匀安装，同一房间，同一高度PVC-U水平管0.60.650.70.91.01.21.31.451.6立管1.01.11.21.41.01.82.12.42.6PVC-C水平管0.80.80.851.01.21.41.51.61.7立管1.01.11.21.41.61.82.12.42.7PEX水平管0.60.70.81.01.21.4立管0.80.91.01.31.61.8管道的支架、吊架及管卡等支承管道的支架、吊架及管卡等支承 设置的目的设置的目的 我国城市给水管网采用低压制，供水可满我国城市给水管网采用低压制，供水可满足低层或多层建筑的供水要求。对于高层和水压要求较高的足低层或多层建筑的供水要求。对于高层和水压要求较高的用户，需采用调蓄和增压措施。用户，需采用调蓄和增压措施。一、单独设高位水箱一、单独设高位水箱 1、作用作用 贮存水量、调节用水量变化和稳定供水水压。2、单设水箱的容积计算单设水箱的容积计算 包括调节容量、消防贮水量和生产事故贮备水量。2.2调蓄与增压设施调蓄与增压设施 1）调节容量 根据室外供水量与室内用水量的逐时变化曲线计算，比较困难。按最高日用水量的20-25%估算。*只有夜间进水水箱容积，用下式估算 2）消防贮水量 一般建筑要求贮10分钟的灭火水量。3）生产事故贮备水量 具体的贮水量由生产工艺确定。3、水箱设置高度 水箱的出水管到最不利用水点间的垂直距离等于等于水箱到最不利用水点所经管道的总的水头损失水头损失与最不利用水点要求的最低工作水头最低工作水头之和。注：当单靠水箱很难满足顶层消防水头的要求时，可加局部增压设备。4、水箱构造水箱的附件水箱的附件（1）进水管）进水管接入箱顶或侧壁顶部室外管网供水，利用水位自动控制阀控制；水泵与水箱工作方式，利用水位控制器控制水泵启闭同时设两条，管道上设检修阀门（2）出水口）出水口 位置高出箱底50mm（3）溢流管）溢流管管径大于进水管1-2级，采用有间隙的间接排放。排放口设水封、滤网不设阀门（4）泄水管）泄水管用于泄空或洗刷排污用，从箱底最低处接出设阀门管径由排空 时间长短确定，一般不小于50mm可连于溢流管（5）通气管）通气管用于通风和维持水箱内水面大气压有弯管加滤网通气管和有风帽形式的通气管（防止异物和昆虫进入水箱）管径保证水位下降时进气和水位上升时排气，一般为50mm（6）检修人孔与水位计）检修人孔与水位计 适用条件：适用条件：室外供水水压经常不足，不能满足室内供水水压要求。室外供水水压经常不足，不能满足室内供水水压要求。通过水泵增压，水箱调蓄，以期达到满足供水的要求。通过水泵增压，水箱调蓄，以期达到满足供水的要求。1、水泵流量、水泵流量（1）无水箱，按供水的设计最大秒流量确定（2）有水箱，水泵的供水流量可采用建筑内最大小时用水量来确定。2、水泵的扬程、水泵的扬程 （1）直接从室外配水管网中吸水时：二、水泵与水箱联合工作系统（2）由贮水池中抽水：3、水箱调节容积（生活用水）、水箱调节容积（生活用水）（1）水泵为自动控制 水泵为自动控制时，水箱调节容积不宜小于最大小时用水量的50。（2）水泵为人工控制 K安全系数，可取1.52.0；Qp水泵供水量（m3/h)；n水泵在1内最大启动次数，一般选用48次/。Qd最高日用水量(m3)；n水泵每天启动次数；Qm水泵运行时段内平均用水量（m3/h)；Tp-水泵启动一次的运行时间 4、水箱的总容积、安装高度及构造、水箱的总容积、安装高度及构造总容积 调节容积+消防备用水量+生产事故设备用水量安装高度 与水泵杨程相配，且满足水箱的出水管到最不利用水点间的垂直距离大于水箱到最不利用水点所经管道的总水头损失与最不利用水点要求的最低工作水头之和。水箱构造 与单独设高位水箱时相同三、气压供水装置三、气压供水装置 工作过程：工作过程：水泵与气压罐的联合工作装置，水泵在向楼层供水的同时，还须将水压入存有压缩空气的密闭罐内，罐内存水增加，压缩空气体积被压缩，达到一定的水位，水泵停止工作，罐内的水在压缩空气的推动下，向各用水点供水。特点特点：应用灵活，可替代屋顶的高位水箱，减轻屋顶荷载，有利于抗震。缺点缺点：水压变化大，罐容量小，调节容量也小，水泵启闭频繁，电耗大。1、气压装置分类、气压装置分类：变压和定压两类，常见的为变压；按罐体形式分立式、卧式和球形；按罐内水气关系分为气水接触式和气水隔离式变压式气压装置 气水隔离式双罐气压装置（定压式）（1）气压罐的水容积调节容积+消防贮水+事故贮备水（2）气压罐的最低供水水压2、气压罐的设计计算（3）气压罐的总体积与最高工作压力计算式中：P1-最低供水水压P2-最高供水压力H1-对低水位到最不利用水点的高度V-气压罐总容积VW-气压罐中水的容积-容积附加系数，立式罐取1.1；卧式罐取1.25；隔膜式去1.05四、变频调速水泵供水四、变频调速水泵供水五、贮水池五、贮水池容积=调节容积+消防贮水量+事故生产贮备水量六、水塔六、水塔建于室外，高度不受限制，应注意保温防冻。2.3给水管网计算计算内容：确定各计算管段上的流量确定管径计算出该管段上的水头损失计算从供水起点到最不利点的总水头损失核算供水压力是否能满足最不利点的要求，并以此作为是否需要采取调整管径或者增压设备等措施的依据，最后达到安全可靠、经济合理的供水目的。一、用水定额 用水定额p36 卫生设备的当量：以一个洗涤盆水龙头在2.0m的工作水头下的出水流量0.2L/s为标准，称一个给水当量，其它卫生器具按其出水流量大小统一换算成当量数，以便计算。室内给水管网的水力计算，就是在满足各用水点的用水情况下，确定给水管的管径及管路的水头损失，并在室外配水管网供水压力不足时，决定采用升压设备。二、设计流量计算 建筑物的用水量是消耗于各种水龙头上，所以应该按管段目上器具的数量，用统计学、概率理论进行流量计算。1、住宅建筑的生活给水管道设计流量计算 住宅给水管的设计流量是按统计最大秒流量计算，这个统计最大值与室内用水设备设置情况、用水标准和气候、生活习惯有关系。1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，求出最高日最高时给水当量的平均出流概率。2）根据计算管段上的给水当量，计算出该管段上卫生器具同时使用概率3）根据计算管段上的给水当量同时出流概率，计算管段上的设计秒流量%1.00.03233.00.019395.00.037151.50.006973.50.023746.00.046292.00.010974.00.028167.00.055552.50.015124.50.032638.00.06489 值对应表值对应表 4）当干管上汇入两条或多条具有不同的支管时，干管的 应取其平均值 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、公共厕所等建筑的给水设计秒流量 根据建筑物用途而定的系数，P41表2-9注：1、若计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具的给水额定流量作设计秒流量；2、若计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加采用；3、综合楼建筑的值应根据楼中各功能区的不同的值加权平均。建筑物名称幼儿园、托儿所、养老院门诊楼、诊疗所办公楼、商场学校医院、疗养院、休养所集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆客运站、会展中心、公共厕所1.21.41.51.82.02.53.0 根据建筑物用途而定的系数根据建筑物用途而定的系数3、工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场运动员休息室、剧院的化妆室、普通理化实验室等建筑生活给水管道的设计秒流量 建筑物内的生活给水全部由室外管网直接供水，按最大统计秒流量计全部由自行加压供给时，引入管设计流量应为贮水池的设计补水流量既有室外管网直接供水，又有自行加压给水时，引入管设计流量取两者叠加值建筑物引入管的设计流量4、小区管网的设计流量计算居住小区规模3000人时，且小区室外管网为枝状管网时，设计流量按各类建筑的统计最高秒流量计算；居住小区规模3000人时，且小区室外管网为环网，设计流量按最高日最高时平均秒流量计算；小区内的文教、医疗保健、社区管理设施以及绿化、景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等均按最高日最高时平均秒流量计算；室外给水管道兼作消防供水管道时，应在上述计算的基础上叠加小区内一次火灾的消防水量。另外需要保证管路末梢的水压不低于0.1MPa三、管道的水力计算 1、水力计算的目的：是在保证满足供水要求的前提下，经济合理地确定各设计管段的管径。在计算前应画出计算草图，按同一管线有同一流量的原则划分计算管段，并编号，从用水最不利点向着供水起点逐段进行计算。2、确定管径：从经济流速和水流噪声控制选定经验值。干管流速：1.02.0m/s；支管流速：0.81.2m/s管内流速可以采用下列经验值经验值：1520mm，1.0m/s；2540mm，1.2m/s；5070mm，1.5m/s；80mm，1.8m/s；对于消火栓给水管道 2.5m/s，自动喷洒灭火系统给水管 2.5m/s；生产和生活合用给水管 2.0m/s。水头损失由两部分组成：沿程水头损失+局部水头损失。1）沿程水头损失：按规范建筑给水排水设计规范（GB500152003）3、管道的水头损失计算2）局部水头损失计算 为了简便，可采用将管件折算成当量长度按沿程损失计算，也可用沿程损失的百分数进行估算。估算值：生活给水管取沿程损失的2530%；对于生产给水、生产生活给水、生产消防给水或生活消防给水取20%；消防给水管网取10%3）总水头损失4、校核供水水压 室外供水水压满足 若不能满足要求，调整管径，减少水头损失或采用增压设备。一、高层建筑一、高层建筑（10层或10层以上居住建筑或超过24米公共建筑）的特性特性 对于高层建筑，层多、楼高，为避免低层管道中静水压力过大，造成管道漏水，甚至损坏管道、附件。启闭龙头时也会引起较大的噪声，并会使低层水龙头出流量过大，造成水量浪费等弊病。故需沿垂直方向分区供水。每区的高度应根据每区最低层处用水设备允许的静水压力而定，一般住宅、旅馆、医院宜为3035 mH2O；办公楼因卫生器具较以上建筑少，且使用不频繁，故卫生器具配水装置处的净水压力可略高些，宜为3545 mH2O。通常每个分区负担的楼层数为1012层层。2.42.4高层建筑给水高层建筑给水二、给水系统二、给水系统生活给水系统+生产给水系统+消防给水系统三、高层建筑的给水方式三、高层建筑的给水方式 给水系统一般采用竖向分区的给水方式。主要有如下几种方式：重力式供水重力式供水 压力式供水压力式供水重力式供水1）分区串联给水方式2）分区并联多管给水方式3）分区单管给水方式分区串联分区串联分区并联分区并联分区单管减压水箱给水方式分区单管减压阀给水方式压力式供水压力式供水（1）气压给水（用气压罐代替高位水箱）并联气压罐给水 气压罐减压阀联合工作给水（2）水泵直接给水 变频调速泵给水方式 多泵并联给水方式（同一供水区设置多台水泵，多种组合）水泵减压给水方式