第2章-建筑內(nèi)部給水所需的水壓、水量與增壓貯水設(shè)備

第2章建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的計(jì)算

§2－1給水系統(tǒng)所需水壓

1.兩個(gè)基本概念①額定流量與流出水頭(最低工作壓力)②管網(wǎng)最不利點(diǎn)(最不利配水點(diǎn))2.給水系統(tǒng)所需的水壓（1）利用建筑層數(shù)粗略估算系統(tǒng)所需水壓一層：10mH20二層：12mH20三層及以上：12＋4×（n-2)mH20

（2）給水系統(tǒng)的水壓計(jì)算公式（圖2.1.1）

H=H1+H2+H3+H4

H:建筑給水系統(tǒng)所需的水壓（kPa);H1:引入管起點(diǎn)至最不利點(diǎn)的高差（kPa);

H2：引入管起點(diǎn)至最不利點(diǎn)的供水管路中的水頭損失（kPa);H3：水流流經(jīng)水表的水頭損失（kPa)；

H4：最不利點(diǎn)的流出水頭（kPa)（表2.1.1）。你能利用貝努利方程推導(dǎo)給水系統(tǒng)的水壓計(jì)算公式嗎?

§2－2給水所需水量

1、建筑用水量的一般特點(diǎn)及計(jì)算方法（1）生產(chǎn)用水量比較均勻，可按單位產(chǎn)品或單位時(shí)間耗水量進(jìn)行計(jì)算（略）；（2）生活用水量受多種因素的影響而有較大幅度的變化，可根據(jù)國(guó)家制定的用水定額進(jìn)行估算；（3）消防用水量與建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、耐火等級(jí)等因素有關(guān)，為保證滅火效果，消防水量按需要同時(shí)開(kāi)啟的消防滅火設(shè)備用水量之和計(jì)算（見(jiàn)第3章）。

2、建筑生活用水量的估算（1）建筑生活用水的不均勻性及其原因

影響用水的主要因素有：A.建筑物的性質(zhì)B.氣候條件和生活習(xí)慣C.衛(wèi)生設(shè)備完善程度D.管理水平

（2）建筑生活用水定額（用水量標(biāo)準(zhǔn)）我國(guó)各種不同類型的建筑物的生活用水量標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)家組織有關(guān)單位在325個(gè)觀測(cè)區(qū)實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)上參考國(guó)外情況確定的。包括：A.住宅生活用水定額（表2.2.1）B.集體宿舍、旅館等公共建筑生活用水定額（表2.2.2）C.工業(yè)企業(yè)建筑生活、淋浴用水定額（表2.2.3）

（3）建筑生活用水量的估算最高日用水量Qd

Qd=m×qdm：用水單位數(shù)（人數(shù)，床位數(shù)）；qd：用水定額（L/人，d）。

最大時(shí)用水量QhQh=Kh（Qd/T）Kh：時(shí)變化系數(shù)；T：建筑用水時(shí)間（hr）?！?－3增壓、貯水設(shè)備一、水泵1、水泵工作方式

按啟動(dòng)時(shí)的充水方式：1）吸入式

2）灌入式按吸水管與外網(wǎng)的連接方式：1）直吸式

2）斷流式按水泵轉(zhuǎn)速是否變化：1）恒速水泵供水方式2）變速水泵供水方式水泵工作方式（1）自灌式啟動(dòng)（√）:泵軸低于貯水池最低水位自吸式啟動(dòng)泵軸高于貯水池最高水位真空泵直吸式斷流式A.可充分利用外網(wǎng)水壓；B.不易產(chǎn)生二次污染；C.影響周圍用戶用水A.不能充分利用外網(wǎng)水壓；B.易產(chǎn)生二次污染；C.不影響周圍用戶用水水泵工作方式（2）水泵工作方式（3）

—變頻（變速）供水基本原理水泵變頻（變速）供水是指通過(guò)改變水泵電機(jī)的工作頻率，從而調(diào)節(jié)水泵葉輪的轉(zhuǎn)速，控制水泵的出水量和揚(yáng)程，使水泵工況處于高效運(yùn)行范圍內(nèi)。

變速供水的基本原理是：傳感器將水泵后的壓力變化數(shù)據(jù)變?yōu)殡娪嵦?hào)輸入控制器中，經(jīng)控制器處理后傳遞給變頻器，改變電機(jī)點(diǎn)電源的工作頻率，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速，起到增加或減少供水量的作用，以適應(yīng)用水量的變化。建筑物的用水量是隨時(shí)變化的，甚至?xí)霈F(xiàn)零流量，而變頻又有一定的限度，因此，建筑的變頻供水系統(tǒng)往往由幾臺(tái)水泵組合而成?？刂破鱾鞲衅鳎▔毫z出傳送器）變頻器2、水泵流量和揚(yáng)程的確定（1）流量

A.室內(nèi)用水較均勻時(shí)，取建筑的最大時(shí)用水量

B.室內(nèi)用水不均勻時(shí)，取管網(wǎng)的高峰用水量（設(shè)計(jì)秒流量）

（2）水泵的揚(yáng)程A.直吸式工作方式

Hb

≥H1+H2+H3+H4－H0

Hb:水泵的揚(yáng)程（kPa）;H1:引入管起點(diǎn)至最不利點(diǎn)所需的靜水壓（kPa）;H2:最不利管路中的水頭損失（kPa）;H3:通過(guò)水表的水頭損失（kPa）；H4：最不利點(diǎn)的流出水頭（kPa）;

H0：外網(wǎng)資用水頭（kPa）。00H1H2H3H4H0B.斷流式工作方式

Hb≥H1+H2+H4

Hb:水泵的揚(yáng)程（kPa）;H1:貯水池最低水位至最不利點(diǎn)所需的靜水壓（kPa）;H2:最不利管路中的水頭損失（kPa）；H4:最不利點(diǎn)的流出水頭（kPa）。3.水泵的選型特點(diǎn)：小流量，大揚(yáng)程原則：1）選擇低噪聲、節(jié)能型水泵；2）設(shè)置備用泵選擇：1）恒速水泵：用于建筑內(nèi)部用水均勻時(shí)或與水箱聯(lián)合使用；2）變速水泵：用于建筑內(nèi)部用水不均勻時(shí)4.泵房的布置（自學(xué)）二、貯水池1、貯水池的容積

V=VS+VX+V事故

VS:生活用水調(diào)節(jié)容積（m3）；VX：消防貯水容積（m3）；

V事故：事故貯水容積（m3）。VSVxV事故（1）按經(jīng)驗(yàn)法確定（只設(shè)水泵時(shí)或資料不足時(shí)）取最高日用水量的20％～25％（2）按計(jì)算公式確定（水泵水箱聯(lián)合供水時(shí)）：

Vs=(qb-qj)Tb（注意容積校核問(wèn)題）

qb:水泵的出流量（水箱的進(jìn)水量）（

m3/h）；

qj:水池的進(jìn)水量（

m3/h）；

Tb:水泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間（h）,即水箱進(jìn)水時(shí)間;

Tb＝V箱/(qb-qp)

qp：水箱的出水量（取最高日平均時(shí)水量）（

m3/h）。2、VS（生活用水調(diào)節(jié)容積）的確定3、Vx（消防貯水容積）的確定計(jì)算公式：

Vs=60×qx×Tx/1000

(m3)

qx：消防設(shè)計(jì)流量（L/s);

Tx:消防滅火時(shí)間（min),Tx=60～180min.4、V事故（事故貯水容積）的確定

按經(jīng)驗(yàn)法：V事故=25％Qh5、貯水池設(shè)置要點(diǎn)（1）合理設(shè)置管路，注意防止水質(zhì)腐化；（2）設(shè)置φ800-1000mm人孔以利設(shè)備檢修；（3）貯水池內(nèi)的消防用水不得動(dòng)用(參見(jiàn)圖示)；（4）容積較大時(shí)應(yīng)分格，保證檢修時(shí)的連續(xù)供水。貯水池中防止消防用水被動(dòng)用的措施三、水箱1、水箱的種類及規(guī)格

按用途分：1）高位水箱2）減壓水箱

3）沖洗水箱4）斷流水箱

按材料分：1）鋼制，復(fù)合或不銹鋼水箱

2）鋼筋混凝土水池3）塑料和玻璃鋼水箱（參見(jiàn)圖示）

鋼制水箱的型號(hào)1＃~12#水箱材料應(yīng)具備的條件：符合衛(wèi)生要求，不易積垢，便于清洗，結(jié)構(gòu)輕巧水箱材料的應(yīng)用與發(fā)展：目前國(guó)內(nèi)的水箱主要有鋼制（不銹鋼）水箱和混凝土水箱（池）兩種，但這兩種水箱對(duì)水質(zhì)都有一定的污染，并且容易積垢，不便清洗。六十年代初，日本首先研制成功玻璃鋼（復(fù)合材料）水箱，很快在歐美各國(guó)得到推廣使用。玻璃鋼水箱的優(yōu)點(diǎn)：重量輕，抗?jié)B漏、銹蝕，不易積垢，易清洗，保溫和抗震性能好，自重輕、減少房屋基礎(chǔ)的承重荷載，防腐層不易脫落，可有效防止二次污染等?，F(xiàn)在玻璃鋼水箱的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快。日本和歐美等國(guó)，均立法在住宅中禁止使用鋼筋混凝土水箱，推廣玻璃鋼水箱?！靖健筷P(guān)于水箱材料的常識(shí)

2、高位水箱的作用

1）貯水調(diào)節(jié)作用

2）減壓作用

3）穩(wěn)壓作用3、高位水箱上的管道設(shè)施及安裝

1）進(jìn)水管4）排水（泄水）管

2）出水管5）信號(hào)管（或液位繼電器）

3）溢流管6）通氣管4、高位水箱的容積和安裝高度的確定（1）水箱的容積V=VS+VX+V事故VS：生活用水調(diào)節(jié)容積（m3）；VX：消防容積（火災(zāi)初期自救用水）（m3）；V事故：事故用水（m3）。VSVXV事故生活用水調(diào)節(jié)容積——消防容積——事故容積——水箱容積組成確定VS：1）由外網(wǎng)直接供水（只設(shè)水箱的給水方式）

理論公式：VS=QL×tL

（×）（2.5.7）

QL——水箱供水的連續(xù)平均小時(shí)用水量，m3；

tL——水箱供水的連續(xù)時(shí)間，hr。經(jīng)驗(yàn)公式：大型建筑VS=（10～20）%Qd

中小型建筑VS=（50～100）%Qd

Qd——建筑的最高日用水量，m3/d。

2）由水泵供水（水泵水箱聯(lián)合供水方式）

a.人工啟動(dòng)水泵時(shí)

理論公式：公式（2.5.8）（×）經(jīng)驗(yàn)公式：VS=（12～20）%Qd

b.水泵自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)

理論公式：VS=C×（qb/4Kb）（2.5.9）qb：水泵出水量（水箱進(jìn)水量）；Kb：水泵1hr內(nèi)啟動(dòng)次數(shù)；C：安全系數(shù)，取1.5～2.0。經(jīng)驗(yàn)公式：VS=（5～8）%Qd

或≥50％Qh[附：公式推導(dǎo)]水泵工作周期（運(yùn)行+間歇）t=水箱充水時(shí)間t1+水箱放水時(shí)間t2

=1/Kb——（1）又：t1=Vs/（qb-qg）（水箱充水時(shí)間）

t2=Vs/qg（水箱放水時(shí)間）——（2）將（2）帶入（1）得到含Vs的方程，求Vs的最小值，得

Vs=qb/4Kb

確定VX：

VX=60×qX×TX／1000（m3）qX：消防設(shè)計(jì)流量（L/s）；TX：消防滅火時(shí)間，取10min。

確定V事故：

按經(jīng)驗(yàn)，取25%Qh。（2）水箱的安裝高度

水箱的安裝高度應(yīng)滿足最不利用水點(diǎn)的流出水頭，要根據(jù)管道的水力計(jì)算確定。

A.水力條件

hs≥H2+H4

H2：最不利管路的水頭損失（kPa）；H4：最不利配水點(diǎn)的流出水頭（kPa）。

B.安裝要求

h1≥0.8m水箱的安裝高度hs

h1hs≥H2+H4h1≥0.8m四、氣壓給水裝置

利用密閉罐內(nèi)空氣的壓縮性能來(lái)貯存、調(diào)節(jié)和輸送水量的裝置。1.氣壓給水裝置的組成

（1）密閉罐（2）水泵（3）補(bǔ)氣裝置（4）控制裝置

液位繼電器Hmax壓力繼電器調(diào)壓閥Hmin2.氣壓給水裝置的分類和工作原理（1）分類

按充水、充氣方式：雙罐式單罐式按供水壓力是否變化：定壓式變壓式按氣水接觸方式：補(bǔ)氣式隔膜式（2）工作原理（變壓式）A.送水過(guò)程

工作初期工作末期

PPminPmaxHmaxHminHHmax壓力繼電器調(diào)壓閥HminB.補(bǔ)水過(guò)程由壓力繼電器控制。C.補(bǔ)氣過(guò)程由液位繼電器控制。補(bǔ)氣方法：a.空壓機(jī)補(bǔ)氣

b.補(bǔ)氣罐補(bǔ)氣（補(bǔ)氣過(guò)程及多余氣量排除）

3.氣壓給水裝置的工作特點(diǎn)及適用條件

（1）工作特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1）靈活性大設(shè)置位置不受限制；2）占地面積小，工期短，土建費(fèi)用低；3）可自動(dòng)工作，便于管理；4）水質(zhì)不易受污染。

缺點(diǎn)：1）調(diào)節(jié)容積小，貯水量少；2）采用壓力容器，耗用鋼材多；3）采用變壓式設(shè)備時(shí)有壓力波動(dòng)；4）能耗大。

（2）適用條件有升壓要求，但不適宜設(shè)置水塔和高位水箱的場(chǎng)所，如地震區(qū)、軍事性建筑、臨時(shí)建筑。4.氣壓給水裝置的設(shè)置要求

（1）設(shè)置于室內(nèi)（2）設(shè)備之間及其與建筑結(jié)構(gòu)間的最小間距（3）設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)置（4）水質(zhì)防護(hù)及安全供水措施5.氣壓給水裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）氣壓水罐的總?cè)莘e

Vq=βVql/(1-αb)

Vq：氣壓水罐的總?cè)莘e，m3;

Vql：氣壓水罐的水調(diào)節(jié)容積，相當(dāng)于水泵水箱聯(lián)合供水時(shí)的水箱生活用水調(diào)節(jié)容積，m3;β：β=P1/P0=Vq/V1,容積附加系數(shù)，取1.05-1.25;

αb：氣壓罐最小工作壓力（即給水管網(wǎng)所需壓力）與最大工作壓力之比，取0.65-0.85。

（2）補(bǔ)水泵的流量和揚(yáng)程A.變壓式和單罐定壓式氣壓罐

（用于建筑內(nèi)部用水量較均勻時(shí)）水泵揚(yáng)程取罐內(nèi)平均壓力，即Hb=(P1+P2)/2

水泵流量取建筑的最大時(shí)用水量，Qb≥1.2Qhb.雙罐定壓式氣壓罐

（用于建筑內(nèi)部用水量不均勻時(shí)）水泵揚(yáng)程取給水系統(tǒng)所需壓力，即Hb=P1

水泵流量取建筑的管網(wǎng)設(shè)計(jì)秒流量，Qb≥qg設(shè)計(jì)計(jì)算方法舉例教材第50頁(yè)[例2.2]

§2－4水質(zhì)防護(hù)一、水質(zhì)污染的現(xiàn)象及原因

1、貯水帶來(lái)的污染（1）貯水池（箱）的制作材料或防腐涂料選擇不當(dāng)，有毒物質(zhì)逐漸溶于水中；（2）水在貯水池（箱）中的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，