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1、室内给水工程2.2.1室内给水系统的分类和组成 2.2.2室内给水系统的给水方式 2.2.3室内给水常用的管材、管件、阀门及连接 室内给水工程 室内给水工程1.分类室内给水系统按供水对象及其用途可以分三类：(1)生活给水系统供民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、盥洗、洗涤、沐浴等生活上的用水。要求水质必须严格符合国家规定的饮用水质标准。(2)生产给水系统供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤，以及各类产品制作过程中所需的生产用水。生产用水对水质、水量、水压以及安全方面的要求由于工艺不同，差异是很大的。2.2.1室内给水系统的分类和组成(3)消防给水系统供层数较多或高层民用建筑、大型公共建筑
2、、国家重点保护的古建筑及某些生产车间的消防系统的消防设备用水。消防用水对水质要求不高，但必须按建筑设计防火规范的有关规定，保证有足够的水量和水压。实际上，上述三种给水系统并不一定需要单独设置，应按水质、水压、水温及室外给水系统情况，并考虑到技术、经济和可靠性等方面的约束条件，可以相互组成不同的共用系统，如生活、生产、消防共用给水系统；生活、生产共用给水系统；生活、消防共用给水系统；生产、消防共用给水系统等。在工业企业内，给水系统比较复杂，由于生产过程中所需水压、水质、水温等不同，又常常分设成数个单独的给水系统。为了节约用水，将生产用水又划分为循环使用及重复使用给水系统。2.组成组成一般情况下室
3、内给水系统由下列各部分组成，如图2.12所示。(1)引入管对一幢单独建筑物而言，引入管是穿过建筑物承重墙或基础，自室外给水管将水引入室内给水管网的管段，也称进户管。对于一个工厂、一个建筑群体、一个学校区，引入管是指总进水管。图室内给水系统(2)水表节点水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的阀门、泄水装置的总称。阀门用以修理和拆换水表时关闭管网；泄水装置主要用于系统检修时放空管网、检测水表精度及测定进户点压力值。为了使水流平稳流经水表，确保其计量准确，在水表前后应有符合产品标准规定的直线管段。水表及其前后的附件一般设在水表井中，如图2.13所示。温暖地区的水表井一般设在室外，寒冷地区为避免
4、水表冻裂，可将水表设在采暖房间内。图水表节点(a)无旁通管的水表节点；(b)有旁通管的水表节点在建筑内部的给水系统中，除了在引入管上安装水表外，在需计量水量的某些部位和设备的配水管上也要安装水表。为利于节约用水，住宅建筑每户的进户管上均应安装分户水表。分户水表或分户水表的数字显示宜设在户外的管道井中，走道的壁龛内或集中于水箱间，以便于查表。(3)给水管道 给水管道包括水平或垂直干管、立管、横支管等。(4)配水龙头和用水设备(5)给水附件用于管道系统中调节水量、水压，控制水流方向，以及关断水流，便于管道、仪表和调和设备检修的各类阀门，如截止阀、止回阀、闸阀等。(6)加压和贮水设备在室外给水管网水
5、量、压力不足或室内对安全供水、水压稳定有要求时，需在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等各种加压、贮水设备。(7)给水局部处理设施给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案，是根据建筑物的性质、高度、配水点的布置情况以及室内所需水压、室外管网水压和水量等因素而决定的给水系统的布置形式。合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素，如技术因素包括：供水可靠性、水质、对城市给水系统的影响、节水节能效果、操作管理、自动化程度等；经济因素包括：基建投资、年经常费用、现值等；社会和环境因素包括：对建筑立面和城市观瞻的影响、对结构和基础的影响、占地面积对环境的影响、建设难度和建设周期、抗寒防冻性能、分期
6、建设的灵活性、对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。一般工程中常用的给水方式有如下几种：室内给水系统的给水方式室内给水系统的给水方式1.直接给水方式直接给水方式室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间均能保证满足室内管网最不利点需要时，采用此方式(图)，即室内给水系统直接在室外管网压力下工作，为简单的给水方式。图直接给水方式若一天内室外给水管网压力大部分时间不足，且室内用水量较大又较均匀时，则可采用单设水泵的给水方式。此时由于出水量均匀，水泵工作稳定，电能消耗比较经济。这种给水方式适用于生产车间的局部增压给水，一般民用建筑物极少采用。当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；当建筑物内用
7、水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。为充分利用室外管网压力，节省电能，当水泵与室外管网直接连接时，应设旁通管，如图(a)所示。室内给水系统的给水方式室内给水系统的给水方式图设水泵的给水方式当室外管网压力足够大时，可自动开启旁通管的逆止阀直接向建筑物内供水。因水泵直接从室外管网抽水，会使外网压力降低，影响附近用户用水，严重时还可能造成外网负压，在管道接口不严时，其周围土壤中的渗漏水会吸入管内，污染水质，所以当采用水泵直接从室外管网抽水时，必须征得供水部门的同意，并在管道连接处采取必要的防护措施，以免污染水质。为避免上述问题，可在系统中增设贮水池，采用水泵与室外管网
8、间接连接的方式，如图(b)所示。3.设水箱的给水方式设水箱的给水方式当市政管网提供的水压周期性不足时可采用设水箱的给水方式。当低峰用水时(一般在夜间)，利用室外管网提供的水压，直接向建筑内部给水系统供水并向水箱进水，水箱贮备水量；当高峰用水时(一般白天)，室外管网提供的水压不足，由水箱向建筑内部给水系统供水如图(a)所示。当室外给水管网水压偏高或不稳定时，为保证建筑内给水系统的良好工况或满足稳压供水的要求，也可采用设水箱的给水方式，以达到调节水压和水量的目的，如图(b)所示。图设水箱的给水方式 设水箱的给水方式图设水箱的给水方式图设水箱的给水方式图设水箱的给水方式图4.设水泵和水箱的联合给水方
9、式当室外给水管网中压力低于或周期性低于室内给水管网所需水压，而且室内用水量又很不均匀时，宜采用设置水泵和水箱的联合给水方式，如图2.17所示。这种给水方式由于水泵可及时向水箱充水，使水箱容积大为减小；又因为水箱的调节作用，水泵出水量稳定，可以使水泵在高效率下工作；水箱如采用浮球继电器等装置，还可使水泵启动自动化。故这种方式技术上合理、供水可靠，虽然设备费用较大，但其长期效果是经济的。图设水箱、水泵的给水方式5.竖向分区供水的给水方式在层数较多的建筑物中，室外给水管网水压往往只能供到建筑物下面几层，而不能供到建筑物上层时，为了充分有效地利用室外管网的水压，常将建筑物分成上下两个供水区，如图2.1
10、8所示。下区直接在城市管网压力下工作，上区则由水泵水箱联合给水(水泵水箱按上区需要考虑)。两区间可由一根或几根立管连通，在分区处装设阀门，必要时可使整个管网全由水箱供水或由室外管网直接向水箱充水。如果设有室内消防时，消防水泵则要按上下两区用水考虑。这种给水方式对建筑物低层设有洗衣房、浴室、大型餐厅和厨房等用水量大的建筑物尤有经济意义。图分区给水方式6.设气压给水设备的给水方式设气压给水设备的给水方式在给水系统中设置气压给水设备，利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性，升压供水。气压水罐的作用相当于高位水箱，但其位置可根据需要设置在高处或低处。该给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内
11、给水管网所需水压，室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱时采用，如图所示。图气压给水方式1.水泵；2.止回阀；3.气压水罐；4.压力信号器；5.液位信号器；6.控制器；7.补气装置；8.排气阀；9.安全阀；10.阀门室内给水系统是由管道和各种管件、附件连接而成。管道材料及附件的选用合适与否，对于工程质量、造价及使用都会产生直接的影响。因此，应熟悉管道材料的种类、规格、性能等，这样才能做到因地制宜，按需选材，以达到选用、经济、在可能条件下注意美观的建设方针。2.2.3室内给水常用的管材、管件、阀门及室内给水常用的管材、管件、阀门及连接连接1.管道材料管道材料给水管材应根据给水要求选用。建筑内部生产和
12、消防给水管道，一般采用钢管、给水铸铁管或塑料管；建筑内部生活给水管道，一般采用塑料管或钢管。(1)钢管用于给水工程中的钢管主要有焊接钢管和无缝钢管两种。焊接钢管又分为镀锌钢管和不镀锌钢管。镀锌钢管的目的是防锈、防腐、不使水质变坏，延长使用年限。生活给水管应采用镀锌钢管(DN150mm)，自动喷水灭火系统的消防给水管应采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管，并且要求采用热浸镀锌工艺生产的产品。只有水流经常流动的管道及对水质没有特殊要求的生产用水或独立的消防系统，才允许采用非镀锌钢管。钢管具有较高的机械强度和刚度，管道内表面光滑，水力条件好，承受流体的压力大，抗震性能好，长度大接头少，加工安装方便，但抗腐蚀性
13、能差，造价较高。(2)塑料管目前多用的是硬聚氯乙烯塑料管(PVC)，其常温下使用有轻型管、重型管两种。塑料管具有优良的化学稳定性，耐腐蚀，不受酸、碱、盐、油类等物质的侵蚀，物理机械性能亦好，不燃烧、无不良气味、质轻而坚，比重仅为钢的1/5，而且管壁光滑，容易切割，并可制成各种颜色，也可代替金属管材以节省金属，但塑料管强度低、耐久性差，耐温性差、因而使用受到一定限制。给水塑料管，除硬聚氯乙烯管外，还有聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。(3)铜管铜管可以有效的防止卫生洁具被污染，且光亮美观、豪华气派。目前其连接配件、阀门等也配套产出。在我国应用几十年的过程中，证实其效果好，但由于管材造价高，现在多在宾
14、馆等较高级的建筑中采用。(4)复合管复合管包括钢塑复合管和铝塑复合管等多种类型。钢塑复合管分衬塑和涂塑两大系列。第一系列为衬塑的钢塑复合管兼有钢材强度高和塑料耐腐蚀的优点，但需在工厂预制，不宜在施工现场切割。第二系列为涂塑钢管，系将高分子粒末均匀地涂敷在金属表面经固化或塑化后，在金属表面形成一层光滑、致密的塑料涂层，它也具备第一系列的优点。铝塑复合管内外壁均为聚乙烯，中间以铝合金为骨架，该种管材具有重量轻、耐压强度好，输送流体阻力小，耐化学腐蚀性强，接口少、安装方便、耐热、可挠曲、美观等优点，是一种可用于给水、排水、供暖、煤气等方面的多种用途管材。目前规格为DN1540mm，在建筑给水范围可用
15、于给水分支管。2.管道附件管道附件给水管道附件如装在卫生器具及用水点的各式水龙头，用以调节和分配水流。(1)配水龙头球形阀式配水龙头，装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽上的均属此种，水流经过此种水龙头因改变流向，故阻力较大，如图2.20(aMPa左右)的给水系统上，这种龙头旋转90即可完全开启，可短时获得较大流量，又因水流呈直线经过龙头，阻力较小，但由于启闭迅速，容易产生水击，配水点处不宜采用。其适于用在浴池、洗衣房、开水间等处，如图2.20(b)所示。图配水龙头(a)球形阀式配水龙头；(b)旋塞式配水龙头(2)盥洗龙头盥洗龙头设在洗脸盆上，专用供冷水或热水用，有莲篷式、鸭嘴角式、长脖式等几种形式。(
16、3)混合龙头混合龙头用以调节冷、热水的龙头，供洗涤、浴用等，式样很多。此外，还有小便斗龙头、皮带龙头、消防龙头、电子自动龙头等 3.阀门阀门图控制附件(1)截止阀见图2.21(a)，截止阀可用来关闭水流但不能调节流量。此阀关闭后是严密的，但水流阻力较大。截止阀适用在管径小于50mm的管段上或经常开启的管段上。(2)闸阀见图2.21(b)，闸阀全开时水流呈直线通过，阻力小；但水中杂质落入阀座后，使阀不能关闭到底，因而产生磨损和漏水。管径大于50mm时宜用闸阀。(3)蝶阀见图2.21(g)，蝶阀为盘状圆板启闭件，绕其自身中轴旋转改变管道轴线间的夹角，而控制水流通过，具有结构简单、尺寸紧凑、启闭灵活
17、、开启度指示清楚、水流阻力小等优点。在双向流动的管段上应采用闸阀或蝶阀。(4)止回阀见图2.21(c)、(d)，止回阀用来阻止水流的反向流动。如用于水泵出口的管路上作为水泵停泵时的保护装置。止回阀按结构可分为升降式和旋启式两种类型。升降式止回阀装于水平管道上，水头损失较大，只适用于小管径；旋启式止回阀一般直径较大，水平、垂直管道上均可装置。止回阀有严格的方向性，安装时应十分注意阀板或阀芯启闭既要与水流方向一致，又要在重力作用下能自行关闭，以防止常开不闭的状态。(5)浮球阀见图2.21(e)，浮球阀是一种可以自动进水自动关闭的阀门，多装在水箱或水池内。当水箱充水到既定水位时，浮球随水位浮起，关闭
18、进水口；当水位下84711222212降时，浮球下落，进水口启，于是自动向水箱充水。浮球阀口径为15100mm，与各种管径规格相同。(6)安全阀见图2.21(f)，安全阀是一种保安器材，为了避免管网和其他设备中压力超过规定的范围而使管网、用具或密闭水箱受到破坏，需装此阀。其一般有弹簧式、杠杆式两种。4.管道连接管道连接(1)钢管钢管的连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接。螺纹连接多用于明装管道，是利用配件连接，连接配件的形式及其应用见图2.22。配件用可锻铸铁制成，抗蚀性及机械强度均较大，也分镀锌和不镀锌两种，钢制配件较少。选用时，管件应与管材一致。镀锌钢管必须用螺纹连接。焊接多用于暗装管道，接
19、头紧密、不漏水、施工迅速、不需配件，但不能拆卸。焊接只能用于非镀锌钢管，因为镀锌钢管焊接时锌层被破坏，反而加速锈蚀。法兰连接用于较大管径的管道上，将法兰盘焊接或用螺纹连接在管端，再以螺栓连接之。其一般用于连接闸阀、止回阀、水泵、水表等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。图2.22钢管螺纹连接配件及连接方法(2)给水铸铁管给水铸铁管常用承插连接方法和法兰连接方法。配件也相应带有承插口或法兰盘。(3)塑料管塑料管道可采用螺纹连接(配件为注塑制品)、焊接(热空气焊)、法兰连接、黏接等方法。2.3.1水表2.3.2贮水池、吸水井 2.3.3水箱 2.3.4水泵 2.3.5气压给水设备 2.3室内给水系
20、统常用设备水表是一种计量用户累计用水量的仪表。它主要由外壳、翼轮和减速指示机构组成。目前建筑内给水系统中广泛采用流速式水表。这种水表是根据管径一定时，通过水表的水流速度与流量成正比的原理来测量的。水流通过水表时推动翼轮旋转，翼片转轴传动一系列联动齿轮(减速装置)，再传递到记录装置，在度盘指针下便可读到流量的累积值。2.3.1水表1.水表的类型和性能参数水表的类型和性能参数流速式水表按翼轮构造不同分为旋翼式和螺翼式。旋翼式的翼轮转轴与水流方向垂直，水流阻力较大，多为小口径水表，宜用测量小的流量。螺翼式的翼轮转轴与水流方向平行，阻力较小，适用于大流量的大口径水表。流速式水表按其计数机件所处状态又分
21、为干式和湿式两种。干式水表的计数机件用金属圆盘与水隔开；湿式水表的计数机件浸在水中，在计数度盘上装一块厚玻璃(或钢化玻璃)用以承受水压。湿式水表机件简单、计量准确、密封性能好，但只能用在水中不含杂质的管道上，因为水质浊度高，将降低精度，产生磨损并缩短水表寿命。图2.23(a)为旋翼式水表，(b)为螺翼式水表。水表的规格性能由产品样本提供，见表和表。图流速式水表(a)旋翼式水表；(b)螺翼式水表水表性能各参数的意义为：1)流通能力：水流通水能产生10kPa水头损失时的流量。2)特性流量：指水表中产生100kPa水头损失时的流量值。此值为水表的特性指标，如以KB表示其特性系数，根据水力学原理则有下
22、式：HB Q2B /KB(2.1)KB Q2B /HB(2.2)式中：HB水流通过水表的水头损失(kPa)；QB 通过水表的流量(m3/h)；KB 水表特性系数；Qt 水表特性流量(m3/h)；100 通过特性流量时水表水头损失(kPa)。对于水平螺翼式水表，根据式()并结合其流通能力的定义，也可以表达为KB QL2 /HB()式中：QL水表流通能力(m3/h)；10 通过流通能力时水表水头损失(kPa)。3)最大流量：只允许水表在短时间内超负荷使用的流量上限值。4)额定流量：水表长期正常运转流量上限值。5)最小流量：水表开始准确指示的流量值，为水表使用的下限值。6)灵敏度：水表能连续记录(开
23、始运转)的流量值，也称起步流量。2.水表的选用(1)水表类型的选择首先应考虑所计量的用水量及其变化幅度、水温、工作压力、单向或正逆向流动、计量范围及水质情况，再来考虑冷水表的类型。一般情况下，DN50mm时，应采用旋翼式水表；DN50mm时，应采用螺翼式水表；当通过的流量变幅较大时，应采用复式水表。(2)水表公称直径的确定用水量均匀的给水系统，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房等建筑内部给水系统，给水设计秒流量能在较长时间内出现，因此应以此作为水表的额定流量来确定水表口径。给水量不均匀的给水系统，如住宅、集体宿舍、旅馆等建筑内部给水系统，给水设计秒流量只能在较短时间内出现，因此应以此作为水表的
24、最大流量来确定水表口径。(3)水表的水头损失应按式计算，同时应按表规定，复核水表的水头损失。表表2.7按最大小时流量选用水表时的允许水头损失值按最大小时流量选用水表时的允许水头损失值(单位：单位：kPa)类型,正常用水时 ,消防时旋翼式,25,50螺翼式,13,301.贮贮水池水池贮水池的有效容积与水源的供水能力和用水要求有关，应根据调节水量、消防贮备水量和生产事故备用水量确定，并满足下式要求：Vy(QbQg)TbVxVs ()QgTt(QbQg)Tb ()式中：Vy贮水池的有效容积(m3)；Qb 水泵出水量(m3/h)；Qg 水源的供水能力(m3/h)；Tb 水泵运行时间(h)；Tt 水泵运
25、行时间隔时间(h)；Vx 消防贮备水量(m3)；Vs 生产事故贮备水量(m3)。贮水池、吸水井贮水池、吸水井在水源的供水能力Qg可以保证消防或事故时的正常平均小时用水量时，可不设贮水池，而仅设吸水池(井)。贮水池的容积不宜过大，以防水质腐化，在必须大量贮备(超过全天用水量)时，应有补充加氯措施，以保持一定的余氯量。当资料不足时，贮水池的调节容积(QbQg)Tb，不得小于全天用水量的10%。贮水池可布置在室内地下室或室外泵房附近；消防和生产事故贮水池也可兼作喷泉水池、水景池和游泳池等，但不得少于两格；生活用贮水池不得兼作它用；贮水池的设计应保证池内贮水经常流动，防止滞流和死角，以防腐化变质，贮水
26、池至少应分成两格，以便清洗和检修；消防贮水池的贮备量包括室外消防贮水量时，应设有供消防车取水用的吸水口；在消防与生活或生产合用一个贮水池时，应有消防贮水平时不被动用的措施。贮水池应有防水措施，防止贮水渗漏和地下水渗入；贮存生活饮用水的贮水池，应有防止生活饮用水被污染的措施。2.吸水池吸水池(井井)在不需设置贮水池，外部管网又不允许直接抽水时，应设置吸水池(井)。吸水池(井)的有效容积不得小于最大一台水泵的3min出水量。吸水池(井)的尺寸应能满足吸水管、浮球阀等布置、安装、检修和正常运行的要求。吸水管在池(井)内布置的最小尺寸如图所示。吸水池(井)可设置在室内底层或地下室，也可设置在室外地下或
27、地上；对于生活饮用水，吸水池(井)应有防止污染的措施。图吸水管在池(井)内的布置最小尺寸D()d；L1()D；L2()D；H；h，h室内给水系统中，在需要增压、稳压、减压或需要贮存一定的水量时，均可设置水箱。水箱一般用钢板、钢筋混凝土或玻璃钢制作，外形有圆形及矩形两种，圆形水箱结构上较为经济，矩形水箱则便于布置。用钢板焊制的水箱其内外表面均应防腐，并且要求水箱的内表面涂料不应影响水质，多采用樟丹做水箱内表面涂料。玻璃钢水箱重量轻、强度高、耐腐蚀，造型美观、安装维修方便，而且大容积水箱可现场组装，所以已逐渐被普遍采用。2.3.3水箱水箱1.水箱上通常要设置下列管道(图2.25)图水箱附件示意图(
28、1)进水管当水箱直接由管网进水时，进水管上应装设不少于两个浮球阀或液压水位控制阀，为了检修的需要，在每个阀前设置阀门。进水管距水箱上缘应有150200mm距离。当水箱利用水泵压力进水，并采用水箱液位自动控制水泵启闭时，在进水管出口处可不设浮球阀或液压水位控制阀。进水管管径按水泵流量或室内设计秒流量计算决定。(2)出水管管口下缘应高出水箱底50100mm，以防污物流入配水管网。出水管与进水管可以分别和水箱连接，也可以合用一条管道，合用时出水管上设有止回阀。(3)溢流管用以控制水箱的最高水位，溢流管口底应在允许最高水位以上20mm，距箱顶不小于150mm，管径应比进水管大12号，但在水箱底以下可与
29、进水管径相同。为了保护水箱中水质不被污染，溢流管不得与污水管道直接连接，必须经过断流水箱，并有水封装置才可接入。水箱装置在平屋顶上时，溢水可直接流在屋面上。溢流管上不允许装设阀门。(4)水位信号管安装在水箱壁溢流管口标高以下10mm处，管径1520mm，信号管另一端通到经常有值班人员房间的污水池上，以便随时发现水箱浮球设备失灵而能及时修理。(5)泄水管为放空水箱和排出冲洗水箱之污水，管口由水箱底部接出连接在溢流管上，管径4050mm，在排水管上需装设阀门。(6)通气管供生活饮用水的水箱，当贮量较大时，宜在箱盖上设通气管，以使箱内空气流通。其管径一般不小于50mm，管口应朝下并设网罩。2.水箱的
30、安装水箱的安装m。放置水箱的房间应有良好的采光、通风，室温不得低于5，如水箱有结冻和结露可能时，要采取保温措施。m，水箱之间最小距离应按表2.8采用。3.水箱容积的确定水箱的容积，应根据用水量和流入量的变化曲线确定，但实践中获得上述资料较为困难，因此水箱容积的确定大多数是通过近似计算公式或经验数据计算而定。(1)给水系统单设水箱时的容积VQt (2.6)式中：V水箱的调节容积(m3)；Q 由水箱供水的最大连续平均小时用水量(m3/h)；t 由水箱供水的最大连续出水小时数(h)。(2)设水泵联合工作的水箱容积当水泵为自动启动时：式中：V水箱的调节容积(m3)；qb 水泵出水量(m3/h)；nb
31、水泵一小时内启动次数。当水泵为手动启动时：VtbQ()式中：V水箱调节容积；Qmax 建筑物最大日用水量(m3/d)；nd 一日内水泵启动次数；Q 水泵运行时间内，建筑物平均小时用水量(m3/h)；tb 水泵运行一次所需时间(h)。若无上述资料，水箱调节容积可根据生活日用水量的百分数来确定。如单设水箱，对日用水量(Qd)不大的建筑物，水箱调节容积可取(50%100%)Qd；日用水量较大的建筑物，取(25%30%)Qd。如由水泵向水箱充水，且水泵为自动启动时，取(5%8%)Qd；如水泵为手动启动时，取(12%20%)Qd。当水箱兼供消防贮水时，水箱除调节容积外，其消防专用水量按下式计算：()式中
32、：Vf消防专用水量(m3)；qxh 室内消防设计流量(L/s)；Tx 水箱保证时间，Tx 10min。在室外给水管网压力经常或周期性不足的情况下，为了保证室内给水管网所需压力，常设置水泵。在消防给水系统中，为了供应消防时所需的压力，也常需设置水泵。室内给水系统中一般采用离心泵。离心泵具有结构简单、体积小、效率高、运转平稳等优点，故在建筑设备工程中得到广泛应用。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点。图2.26所示为离心泵装置。2.3.4水泵水泵图离心泵装置图1.工作轮；2.叶片；3.泵壳(压水室)；4.吸水管；5.压水管；6.拦污栅；7.底阀；8.加水漏斗；
33、9.阀门；10.泵轴；11.填料函；M.压力计；V.真空计开动水泵前，要使泵壳及吸水管中充满水，以排除泵内空气。当叶轮高速转动时，在离心力的作用下，叶片槽道中的水从叶轮中心被甩向泵壳，使水获得动能与压能。由于泵壳的断面是逐渐扩大的，所以水进入泵壳后流速逐渐减小，部分动能转化为压能，因而泵出口处的水便具有较高的压力，流入压水管。在水被甩走的同时，水泵进口处形成真空，由于大气压力的作用，将吸水池中的水通过吸水管压向水泵进口，进而流入泵体。由于电动机带动叶轮连续地供水，即不断地将水压送到用水点或高位水箱。离心式水泵的工作方式有“吸入式”和“灌入式”两种：泵轴高于吸水池水面的称为“吸入式”；吸水池水面
34、高于泵轴的称为“灌入式”，这时不仅可省掉真空泵等抽气设备，而且也有利于水泵的运行和管理。一般说来，设水泵的室内给水系统多与高位水箱联合工作，为了减小水箱的容积，水泵的开停应采用自动控制，而“灌入式”最易满足此种要求。为了正确地选用水泵，必须知道水泵的基本工作参数：流量：在单位时间内通过水泵的水的体积，以符号Q表示，单位常用L/s或m3/h表示。总扬程：当水流过水泵时，水所获得的比能增值，用符号H表示，单位为mH2O1)。1轴功率：水泵从电动机处所得到的全部功率，用符号N表示，单位为kW。选择水泵时，必须根据给水系统最大小时的设计流量和相当于该设计流量时系统所需的压力，按水泵性能表确定所选水泵型
35、号。通常使水泵的流量和扬程稍大于设计流量和系统所需的压力，采用10%15%的附加值。水泵的扬程可按下式计算：当水泵直接由室外管网抽水时，水泵总扬程：HbZH2H3H0 (2.10)式中：Hb水泵所需总扬程(mH2O)；Z 水泵的压水几何高度，即自连接引入管处室外给水管轴线至最不利配水点(或消火栓)间的垂直距离(m)；H2 吸水管和压水管内总水头损失(mH2O)；H3 最不利配水点(或消火栓)处所需的流出水头(mH2O)；H0 资用水头，即引入管连接处室外管网的最小压力(mH2O)。当水泵从贮水池抽水时，水泵总扬程：HbZ1Z2H2H3 (2.11)式中：Hb水泵所需总扬程；Z1 水泵吸水几何高
36、度，即泵轴至贮水池最低水面间的垂直距离；Z2 同式(2.10)Z。水泵直接抽水方式可以充分利用城市管网的压力，经济上合理，并保证水质不致受到污染。但是在很多情况下，水泵直接从管网抽水会使室外管网压力降低，影响对周围其他用户的正常供水，尤其是由于城市工业的迅速发展，居住建筑不断增加，室外给水管网供水量紧张，为保证室外管网的正常工作，直接抽水方式必须加以限制。只有在室外管网管径较大、压力高、水泵抽水量相对较小时才可采用，同时仍必须征得城市供水部门的同意。当室内水泵抽水量较大，不允许直接从室外管网抽水时，需要建造贮水池，水泵从贮水池中抽水。从贮水池中抽水的缺点是不能利用城市管网的水压，水泵多余消耗电
37、能，而且水池水质易被污染。高层民用建筑、大型公共建筑及由城市管网供水的工业企业，一般采用这种方式，此时水池即是调节池亦兼做贮水池用。上述两种抽水加压方式，水泵均宜采用自动开关装置(尤其自灌式)，以使运行管理方便。水泵的启闭当无水箱时，由电力继电器根据室外管网的压力变化来控制；有水箱时，可通过设置在水箱中的浮球式水位继电器控制。供生活用水水泵，按建筑物的重要性考虑设置备用机组一台，对小型用水建筑允许短时间断水时，可不设置备用机组。生产及消防所需水泵的备用数，应按工艺要求及有关防火规定确定。水泵机组通常设置在水泵房，在供水量较大的情况下，常将水泵并联工作，此时两台或两台以上的水泵同时向压力管路供水
38、。当水泵房机组供水量大于200m3/h，泵房应有一间面积为1015m2的修理间和一间面积约为5m2的库房。水泵房应有排水措施，光线和通风良好，并不致结冻。在有防振或对安静要求较高的房间的上下和邻接房间内，不得设置水泵，必要时应在水泵吸水管和压水管上设隔音装置，水泵下面设减震装置，使水泵与建筑结构部分断开。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，尽量减少泵高度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。m；口径小于或等于50mm的小型泵，此距离可适当减小。水泵机组端头到墙壁或相邻机组产间距应比轴的长度多出0.5m。机组和配电箱间通道不得小于
39、1.5m。水泵基础至少应高出地面0.1m。当水泵较小时，为了节省泵房面积，也可两台同型号水泵共用一基础，周围留有0.7m通道。泵房的高度在无吊车起重设备时，应不小于3.2m(指室内地面至梁底的距离)。当有吊车起重设备时应按具体情况决定。泵房的门的宽度和高度，应根据设备运入的方便决定。开窗总面积应不小于泵房地板面积的地1/6，靠近配电箱处不得开窗(可用固定窗)。气压给水设备是利用密闭压力罐内的压缩空气，将罐中的水送到管网中各配水点，其作用相当于水塔或高位水箱，用以调节、贮存水量和保持系统所需的压力。1.气压给水设备气压给水设备由下面几个基本部分组成：1)密闭罐：内部充满空气和水。2)水泵：将水送
40、到罐内。3)空气压缩机：加压水及补充空气漏损。4)控制器材：用以启动水泵或空气压缩机。气压给水设备气压给水设备2.气压给水设备的类型气压给水设备的类型变压式气压给水设备：在外部管网压力经常不足，用户对水压允许有一定波动时，常采用变压式给水设备进行加压和流量调节，见图(a)。由于该种给水方式中设水泵向室内给水系统加压供水，使罐中的空气被压缩过程中不断获得能量，直至使罐中的起始压力高于系统所需求的设计压力，罐中的水在压缩空气压力下，被压送至给水管网，随着罐内水量减少，空气体积膨胀，压力减小。当压力降至设计最小工作压力时，压力控制器动作，使水泵启动。水泵出水除供用户外，多余部分进入气压水罐，空气又被
41、压缩，压力上升。当压力升至最大工作压力时，压力控制器动作，使水泵关闭。变压式的供水压力变化幅度较大，不适于用水量大和要求水压稳定的用水对象，因而使用受到一定限制。定压式气压给水设备：在用户要求水压稳定时，可在变压式气压给水装置的供水管上安装压力调节阀，调节后水压在要求范围内，使管网处于恒压下工作，见图2.27(b)。图气压给水设备(a)变压式气压给水设备；(b)定压式气压给水设备；(c)隔膜式气压给水设备1.水泵；2.止回阀；3.气压水罐；4.压力信号器；5.液位信号器；6.控制器；7.补气装置；8.排气阀；9.安全阀；10.压力调节阀；11.隔膜式气压罐隔膜式气压给水设备：为简化气压给水装置
42、，采用胶质隔膜，压缩空气在罐内通过隔膜将压力传递给水体，不与水体接触，保护水质免遭脏空气和空气压缩机润滑油的污染。因取消了较为复杂的补气设备，减少了投资费用，也节省了机房占地面积，简化了设备管理，见图2.27(c)。3.气压给水的特点气压给水的特点由于气压给水设备系统中供水压力是借罐内压缩空气维持，故罐体的安装高度可不受限制；施工安装简便，便于扩建、改建和拆迁；给水压力可在一定范围内进行调节；在不宜设置水塔和高位水箱的场所，如隐蔽的国防工程、地震区建筑物、建筑艺术要求较高以及消防要求较高的建筑物中可采用气压罐代替高位水箱或水塔；水质不易被污染，投资少、建设速度快、容易拆迁，便于实现自动控制和集
43、中管理。但是调节能力小，变压式气压给水压力变动较大，可能影响给水配件的使用寿命和使用不便，对压力要求稳定的用户不适用；由于气压水罐的调节容积一般较小，水泵启动较频繁，除双罐恒压式外，水泵在变压下工作平均效率较低，对于恒压式空气压缩机也需频繁启动运行，所以能量消耗较大、设备寿命较短、经常费用较高；气压水罐的有效容积一般只占总容积的1/61/3，所以耗用钢材较多；由于有效容积较小，一旦发生失电或自控失灵，则断水概率较大；补气式装置若在出水管上未设止气阀时，失灵时罐中的空气可能串入给水管网，影响计量的准确性或造成其他事故，同时在重新启动时要重新补气，给操作带来麻烦，使启动时间延长。4.气压给水罐的计
44、算(1)贮罐总容积Vz(2.12)式中：Vz贮罐总容积(m3)；Vx调节水容积(m3)；pmin设计最小工作压力，一般不小于2030mH2O，即pminH3H2Z；H3 最不利配水点要求的流出水头(mH2O)；H2 配水管网的总水头损失(mH2O)；Z 最不利配水点与气压给水设备最低水位的标高差(m)；pmax设计最大工作压力(mH2O)；b空气罐内最小与最大工作压力的比值，应按技术经济计算决定，一般采用；水罐容积附加系数，卧式水罐，立式水罐；Vk空气部分容积(m3)。(2)空气部分容积 (2.13)式中符号同上。(3)空气压缩机的选择较小的气压给水设备，可以采用手摇空气压缩机，中、大型设备一
45、般采用电动空气压缩机。空气压缩机的工作压力，按稍大于pmax选用。由于空气的损失量较小，一般最小型的空气压缩机即可满足要求。由于一般空气管道长度不大，且空气通过管路的阻抗值很小，所以管道压力损失略而不计。空气管一般选2025mm焊接钢管。(4)水泵的选择变压式设备，选择水泵应根据pmin(等于给水系统所需压力H)和采用的b值确定出pmax。要尽量使水泵在压力为pmin时，水泵流量应不小于设计秒流量；当压力为pmax时，水泵流量应不小于最大小时流量；罐内平均压力时，水泵出水量应不小于最大小时流量的1.2倍。定压式设备计算与变压式给水设备相同，但水泵应根据pmin选择，流量应不小于设计秒流量。气压给水设备中水泵装置也可以采用流量较小的几台水泵并联运行，以使水泵在较好效率下运行。室内给水系统的水力计算2.4.1室内给水所需水量2.4.2室内给水配管计算 2.4.3管道水头损失的计算 2.4.4室内给水所需水压