给排水设计，建筑设备，建筑给排水
第一节 给水系统和给水方式
一、建筑给水系统及其分类
（一）建筑给水系统分类
生活给水系统（饮用水、杂用水给水系统等）
生产给水系统
消防给水系统（消火栓、自动喷水灭火系统等）
根据实际条件，可组成不同的联合给水系统：
生活--消防
生产--消防
生产--生活
生活--生产--消防
（二）给水系统的组成
1、引入管（进户管）：自室外给水管接至室内给水管网的管段。
2、水表节点：安装在引入管上的水表、水表前后设置的阀门、放水口等装置的总称。
3、室内给水管网：水平干管、立管、支管。
4、给水附件：管路上的各种配水龙头、阀门。
5、升压贮水设备：水泵、水箱、水池、气压装置等。
6、消防设备：消火栓、喷淋系统等。
二、建筑给水管网所需的压力
建筑给水管网中的压力是保证将所需的水量供到各配水点，并保证最高最远的配水龙头（即最不利配水点）具有一定的流出水头。可由下式确定
式中
HS·U---室内给水管网所需的压力，KPa（mH2O）；
H1---室内给水引入管起点至最高最远配水点的几何高度，m；
H2---计算管路的沿程水头损失与局部水头损失之和，KPa（mH2O）；
H3---水流经水表时的水头损失，KPa（mH2O）；
H4---计算管路最高最远配水点所需之流出水头，KPa（mH2O）。
三、给水方式
1、直接给水方式：
室外给水管网Q、H’在任何时间内均满足建筑内部的要求。
2、单设水箱给水方式：
室外给水管网供水压力H’周期性 （或大部分时间）满足H，只在用水高峰时不满足；
建筑供水系统要求稳压供水。
3、单设水泵给水方式：
H’大部分时间不满足H情况下采用之。
（1）恒速泵：用水量大且用水均匀时采用；
（2）变速泵：用水量不均匀时采用。
（3）水泵直接从室外管网吸水；
（4）水泵从贮水池吸水。
4、水箱与水泵给水方式：
H’大部分时间不满足H，且用水量又不均匀时采用。
通常采用恒速泵即可；
水泵的运行由水箱水位控制。
5.分区给水方式
多层和高层建筑中，H0只能满足下层给水要求，上层不能满足，为了充分利用H0，上区由水箱和水泵、或水泵供水；下区用简单供水。
两区之间由个别立管连接，分区处设闸门，但消防系统要上下区联合考虑和布置。
6.
气压给水方式：
用于不宜建造高位水箱的场所。
7.分质给水方式
建筑物内要求水质不同时可采用：
饮用水
杂用水
消火栓用水
生产用水
自动喷水灭火系统用水
四、消防给水
（一）消防系统的设置
低层建筑物及厂房内，消防给水可以与生活、生产给水共同组成一个系统。
高层建筑一般设置独立的消防给水系统。
消防系统设置场所是根据《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范〉等要求设计。
（二）室内消火栓给水系统
由水枪、水带、消火栓、管网、水源等组成，当室外管网压力不足时需设置消防水泵。
水枪：是产生充实水柱（具有一定压力）的灭火工具，
喷口直径有13、16、19mm三种规格。
消火栓：是具有内扣式接口的球形阀配水龙头，一端与消防立管相连，另一端与水带连接，直径为50、60mm
室内消火栓的配置，应保证所规定的水柱股数同时达到室内任何地点。当要求有一股水柱到达室内任何角落且消火栓双排布置时，其布置间距可按下式计算：
S---消火栓布置间距，m；
R---消火栓作用半径，m；
L---水带长度。0.9是考虑到水带转弯曲折的折减系数；
Sk---充实水柱长度，m。
（三）自动喷水灭火系统
有湿式、干式、预作用式、水幕系统、水喷雾系统等多种形式，最常用的是湿式自动喷水灭火系统和水幕系统。
五、几种采用两相流体作为灭火剂的消防设备简介
泡沫灭火系统
CO2灭火系统
喷雾灭火系统
蒸汽灭火系统
干粉灭火系统
第二节 水泵和贮水设备
一、离心式水泵（简称离心泵）
在离心泵中，水靠离心力由径向甩出，从而得到很高的压力，将水输送到需要的地方。
离心泵的工作方式有“吸入式”和“灌入式”。
离心泵的基本工作参数主要有：流量、总扬程、轴功率。
选择离心泵时，必须根据给水系统最大小时的设计流量q和相当于该设计流量时系统所需的压力HS.U，按水泵性能表确定所选水泵型号。
二、水泵房
水泵机组通常设置在水泵房
水泵机组的布置原则为：管线最短、弯头最少，管路便于连接，布置力求紧凑，尽量减少泵房平面尺寸以降低建筑造价，并考虑到扩建和发展，同时注意起吊设备时的方便。
泵房的高度在无吊车起重设备时，应不小于3.2米。
泵房的门的宽度和高度，应根据设备运入的方便决定。
三、高位水箱
在下列情况下，常设置高位水箱：
室外给水管网中的压力周期性地小于室内给水管网所需的压力；
在某些建筑物内，有时需要贮有事故备用水及消防贮备水量；
室内给水系统中，需要保证有恒定的压力（如浴室供水）等。
四、水塔与贮水箱
在城镇给水管网向居住小区供水时，当存在二者不相协调的工况下，可设水塔或贮水池。
第三节 室内给水管网的布置和敷设
一、引入管和水表节点
（一）引入管
引入管自室外管网将水引入室内
引入管的数目根据房屋的使用性质及消防要求等因素确定。
引入管的埋设深度主要根据城市或小区给水管网的埋深及当地的气候。
引入管穿越承重墙或基础时，应注意管道的保护。
（二）水表节点
二、管网布置和敷设
（一）管网布置
室内给水管网的布置与建筑物的性质、结构情况、用水要求及用水点的位置等有关。
（二）管道敷设
根据建筑物的性质及要求，给水管道的敷设有明装和暗装两种。
三、管道的防腐、防冻、防结露及防噪声
（一）防腐
明装或暗装的给水管道，除镀锌钢管和塑料管道外，必须进行管道防腐。
（二）防冻与防结露
在寒冷地区，对于敷设在冬季不采暖建筑内与安装在受室外冷空气影响的门厅过道等处的管道，应采取相应的保温、防冻措施。
（三）防噪声
噪声的来源有下列几个方面：
1.由于器材的损坏，在某些地方产生机械的敲击声；
2.管道中水的流速太高，通过阀门时，以及在管径突变及流速急变处，可能产生噪声；
3.水泵工作时发出的噪声；
4.由于管中压力大，流速高引起水锤发出噪声。
第四节
用水定额、设计秒流量和居住小区室外设计流量
一、用水定额及居住小区设计用水量
用水定额：某一度量单位内（单位时间、单位产品等）被居民或其他用户所消费的水量。
对于生活饮用水，用水定额就是居民每人每天所消费的水量，它随各地的气候条件、生活习惯、生活水平及卫生设备的设置情况而各不相同。
对于生产用水，用水定额主要根据生产工艺过程、设备情况和地区条件等因素决定。
居民小区给水设计用水量应包括以下多项用水量：
1.居民生活用水量,计算公式：
式中
Qh---最大时用水量 L/h；
Qd---最高日用水量 L/d；
T---建筑物用水时间，h；
Kh---小时变化系数。
2.小区绿化浇洒用水定额；
3.小区道路、广场的浇洒定额；
4.小区管网流失水量和未预见水量；
5.小区消防用水量。
二、设计秒流量、建筑物引入管的设计流量和建筑小区室外给水管道设计流量
（1）设计秒流量
室内给水管网的任一计算管段中生活用水点设计秒流量是按该管段卫生器具给水量同时出流概率来确定的，计算式为：
式中
Qg：计算管段的设计秒流量，L/S;
U：计算管段的卫生器具给水当量 的同时出流概率，%；
Ng：每户设置的卫生器具给水当量数。
U按下式计算：
Ao---对应于不同U0的系数，U0为计算管道最大用水时，卫生器具给水当量平均出流概率
.
Uo---计算公式如下：
Qo---最高日用水量的用水定额（L/人·d）；
m---每户用水人数；
Kh---小时变化系数；
T---用水时数（h）；
有两条或两条以上具有不同最大用水时的卫生器具给水当量平均出流概率的给水干管，该给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率按下时计算：
：给水干管承载的卫生器具给水当量平均出流概率；
Uoi：支管最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率；
Ngi：相应支管的卫生器具给水当量总数。
对集体宿舍、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、公共厕所等建筑生活给水设计秒流量，应按下式计算：
α：根据建筑物用途确定的系数值 ；
Ng：计算管段的卫生器具给水当量数。
对工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或餐馆的厨房，体育场馆运动员休息室，剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水管道的设计秒流量，应按下式计算：
式中
Q0：同类型的一个卫生器具给水额定流量（L/s）；
N0：同类型卫生器具数；
b：卫生器具的同时给水的百分数。
（2）建筑物的给水引入管中设计秒流量
当建筑物内生活用水由室外给水管网直接供水时，应取生活用水设计秒流量；
当建筑物内生活用水全部由自行加压供水时，引入管的设计秒流量应为贮水调节池设计补水量，但其值宜介于建筑物最高日日最大时和最高日平均时生活用水量之间；
当全部自行加压供水时，则应按室外直接供水和全部自行加压供水的各自计算设计流量值叠加之和作为引入管道设计流量。
（3）建筑小区室外给水管道设计流量
建筑小区室外给水管道设计流量，按我国《规范》中规定应按以下情况计算：
（A）居住小区的人口在3000人（包括3000人）以下，室外给水管网，为枝状管网供应住宅及小区内配套设施如文体，餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活用水其设计流量应按上述建筑物给水引入管的设计流量，及计算式（4-5）、（4-6）、（4-7）确定管道的节点流量和管道流量值。
（B）居住小区人口在3000人以上，室外给水管网为环状管网（包括与市政管网结成环状管网），其住宅应按最大用水时平均秒流量为计算管段的节点流量。对居住小区内配套建筑如文体、餐饮、娱乐、商铺及市场等设施的生活用水设计流量应最大用水时平均秒流量为节点流量，对文教、医疗保健、新区管理、绿化景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，则均以平均用水小时平均秒流量计算节点流量。
第五节 管网水力计算简介
一、管径的确定
已知给水管道设计秒流量根据流量公式
式中
q---管段设计秒流量，m3/s；
v---管段中的流速，m/s；
d---管径，m。
确定流速v，便可求得管径d。
管径的选定应从技术上和经济上两方面来综合考虑
二、管网水头损失的计算
管网的水头损失为管网中新确定的计算管路的沿程水头损失和局部损失之和。
计算管路沿程水头损失的计算式：
式中
i：单位管长的沿程水头损失（kPa/m）；
di：管道计算内径（m）；
Qg：给水设计流量（m3/s）；
Ch：海澄一威廉系数，各种塑料管，内衬（涂）塑管Ch=100，铜管、不锈钢管Ch=130；衬水泥、树脂的铸铁管Ch=130；普通钢管、铸铁管Ch=100。
L：计算管道长度（m）；
hg：计算管道沿程水头损失（kPa）。
计算管路的局部水头损失，宜采用管（配）件当量长度法或按管件链接状况以管路沿程水头损失百分数估算。
水表水头损失当选定产品型号应按该产品生产厂家提供的资料进行计算。若未确定产品型号时，可进行估算，即小区引入管水表生活用水工况时，宜取0.03Mpa，校核消防工况时，宜取0.05Mpa。
第六节 高层建筑给水系统特点
一、高层建筑给水系统
（一）高层建筑给水竖向分区
竖向分区的供水方式：
1.并联分区给水方式；
2.串联分区给水方式；
3.减压分区给水方式。
（二）贮水池
高层建筑一般需设贮水池存贮一部分水量作为调节水量，以保证在市政给水系统发生故障或用水高峰时仍能满足建筑供水需要。
贮水池可设置在建筑物外部或室内地下室。
贮水池有效容积为生活贮备水量和消防贮备水量二者之和，即：
式中
Vg：贮水池有效容积，m3；
Vb：生活贮备水量，m3，其容积经验上可不小
于建筑日用水量20-30%；
Va:消防贮备水量，m3，按高层建筑消防标准确定。
（三）高层建筑给水管路布置
高层建筑各分区的给水管网，可根据供水安全要求布置成树枝管网、竖向环网或水平向环状网。对供水范围较大的管网，可设置两个水箱，各个水箱上分别设出水管接至管网。此外，为减少检修或故障时的停水影响范围，应在管网上适当设置闸阀，控制水龙头的数量，缩小停水范围。
三、高层建筑消防给水系统
（一）高、低层建筑消防给水系统的划分
低层建筑消防给水系统：消防车利用室外给水管网为水源，能够直接有效地扑救建筑物室内任何地点的火灾，则该建筑的消防给水系统称为低层建筑消防给水系统。
高层建筑消防给水系统：建筑高度超过消防车有效的灭火高度，主要靠室内消防给水设备扑救火灾的消防给水系统，称为高层建筑消防给水系统
。
（二）高层建筑室内消火栓给水系统
1.消火栓给水系统用水量
高层建筑根据其使用性质，火灾危险，疏散和扑救难度等进行分类。
根据消防部门长期积累的火灾统计资料和火场灭火经验，并考虑各种建筑物的用途，火灾危险性及可燃物等因素，制订出了高层建筑消防用水量标准，在进行消防给水设计时，其消防用水量不应小于规定的用水量。
2.室内消火栓
室内消火栓应设在明显易于取用的地点，严禁伪装消火栓，消防电梯前室应设消火栓。
当消火栓单排布置时可按下列公式计算：
式中
S：高层建筑室内消火栓布置间距，m。若 计算出的数值大于30m时，仍采用30m；
R：消火栓作用半径，m，其值可按式（4-3）计算；
b：消火栓最大保护宽度，m。
3.自救式小口径胶管消火栓（水喉）
小口径胶管消火栓是供给居住人员扑救初期火灾而设置的，它的优点是轻便，容易操作，使用时不会打折，对没有受过消防训练的人员也能使用。由于水喉出水量相对较小，不用单独计算消防水量，并且可以与普通消火栓合用栓箱。小口径胶管消火栓主要由卷盘、摇臂、底座支架以及胶管和水枪组成。胶管内径有13、19mm两种，胶管长度有20、25、30m三种规格，胶管可任意配用口径为6、7、8mm的喷嘴（出流量为0.2-1.26L/s）。为了有效地扑救初期火灾，高层建筑应在消火栓处配备小口径胶管消火栓。
4.室内消防给水管网
高层建筑的室内消防给水管网必须与生活给水管网分开设置。
消防给水管道的进水管不应少于两条，并宜从不同的方向引入。
高层建筑消防给水管网有不分区给水系统和分区给水系统。建筑高度不超过50m的高层建筑，可采用不分区消防给水系统。对于高度超过50m的建筑，宜采用分区消防给水系统。
（三）消防水池、消防水箱和消防水泵
1.消防水池
消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内、外消防用水总量的要求。
消防水池宜分设成两个，其补充水的时间不应超过48h。
2.消防水箱
消防水箱宜与其他用水的水箱合用。
3.消防水泵
消防水泵应根据消防设计流量和所需的扬程选择。
第七节
绿化供水系统和建筑冷饮水供应和冷却水系统简介
一、庭院绿化喷洒供水系统
有固定式和微灌式两种方式。
二、冷饮水系统
其系统有集中制备分散供应式和集中制备管道输送式。
三、冷却水系统
在工业生产中某些生产工艺及民用公共建筑设置集中空调系统，须设置冷却水系统。系统有开式和闭式之分。开式循环冷却水系统是由冷却塔、换热器、循环用水泵和管路等组成。闭式循环冷却水系统则由闭式贮罐（水箱）、换热器、循环泵、冷却塔、管路组成。
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