《生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例綜述》5400字

目錄 1 1 1 2=0.48MPa>0.32MPa 3 3 3 3 4 5 5 7（1）允許范圍內(nèi)盡可能通過外部水壓達(dá)成直接供水。如果一棟建筑的用水要求不能僅通過外部管網(wǎng)的水壓和流量實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，那么這棟建筑的上層用戶應(yīng)該通過增加加壓和留兩條街設(shè)備來滿足其用水要求，而下層用戶就應(yīng)該盡可能的直接通過外部管網(wǎng)水壓滿足用水需求。（2）除相關(guān)工業(yè)建筑、較高的山和樓層數(shù)多的建筑需要高標(biāo)準(zhǔn)的防火要求外，針對(duì)一般民用及沒有特別消防要求的對(duì)象而言，消防與生活給水系統(tǒng)是共用的，不但能夠降低成本，而且能提升便利程度。然而這有一個(gè)前提，那就是生活給水管道需要確保清潔。（3）滿足用水量且保證供水的安全可靠、不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的供水不穩(wěn)定情況的前提下，要使得造價(jià)低，給水方式穩(wěn)定。（1）依靠管網(wǎng)自身壓力的給水方式①直接的供水方式：如果一個(gè)建筑的所有用戶關(guān)于給水水量和水壓的需求都能通過室外管網(wǎng)滿足的情況下，即其壓力能向建筑的最高處（最不利配水點(diǎn)）供水，則由其直接向整個(gè)樓層供水，市政管網(wǎng)無需依靠水泵等加壓設(shè)備，就是說可以直接借助室外管網(wǎng)供水，這種方式不需要太多的成本，性價(jià)比很高，同時(shí)也能匹配居民需要，但其也有缺點(diǎn)，那就是穩(wěn)定性不足，一旦官網(wǎng)受到干擾，那么就會(huì)對(duì)供水帶來影響。假設(shè)有停電等情況，那么供水就會(huì)耽誤。②設(shè)水箱的給水方式：通常而言，如果建筑高度較高，那么往往會(huì)借助分區(qū)供水模式規(guī)劃水箱，以此來讓高層的水得到供應(yīng)。除此之外，假設(shè)室外供水不穩(wěn)定，那么就需要水箱來彌補(bǔ)這一不足。水箱當(dāng)中平時(shí)要有存量水，但由于其易受污染，因此需對(duì)其作出保護(hù)。（2）依靠水泵升壓給水方式①設(shè)水泵的給水方式：通常而言，市政管網(wǎng)給水壓力大，但可匹配全樓層用水量時(shí)使用。樓層太高，市政給水壓力不足時(shí)高層無法用水需要設(shè)置水泵來實(shí)現(xiàn)高區(qū)的供水。②設(shè)水泵、水箱的給水方式：設(shè)水泵往高層區(qū)域供水，水箱使供水更加穩(wěn)定。一般來說，當(dāng)室外給水管網(wǎng)供水壓力過小，用戶用水量較大時(shí)，即給水管網(wǎng)可能不能滿足整個(gè)樓層的的用水量時(shí)設(shè)置水箱。水箱的主要功能是使高層地區(qū)的供水更加穩(wěn)定，受室外管網(wǎng)的影響較小。通過水泵將水抽至高層水箱，滿足居民用水需求。此外，地下可設(shè)置儲(chǔ)水箱，這樣的話水泵通過抽取儲(chǔ)水箱中的水并提供給上方水箱，增強(qiáng)供水流程的可靠性，使其更安全和穩(wěn)定。③分區(qū)給水方式：當(dāng)室外管網(wǎng)的供水壓力不能滿足整層的用水要求時(shí)，可采用分區(qū)供水。根據(jù)低、高地區(qū)的供水要求，選擇不同的供水方式。水泵或水泵及水箱設(shè)置為分區(qū)后供水方式選擇，通過計(jì)算可確定低區(qū)和高區(qū)的范圍，使低區(qū)完全在室外管網(wǎng)的供水壓力范圍內(nèi)，并可利用室外管網(wǎng)的壓力供水。對(duì)于高處區(qū)域，可選擇其他供水方式，如水泵、水泵水箱、儲(chǔ)水箱等。④分質(zhì)給水方式：由于生活水源中含有各種物質(zhì)，不同的用戶或不同的場合對(duì)水質(zhì)有不同的要求，不同地方對(duì)水質(zhì)的要求也有很大差異。不適合在同一管道中供水。因此，需要根據(jù)不同的場合、不同的用戶和不同的衛(wèi)生器具選擇不同的水源進(jìn)行供水。因此，本研究的建筑需要重新確定能夠滿足各個(gè)用戶供水需求的給水方式并設(shè)置不同的獨(dú)立生活供水系統(tǒng)。目前我們可以知道的是這棟建筑有11層，其給水系統(tǒng)所需壓力可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算法計(jì)算H=120+40×(n-2)=120+40×9=480kPa=0.48MPa>0.32MPa此處0.32MPa為南充市市政管網(wǎng)的供水壓力，根此上式計(jì)算，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用分區(qū)給水方式，低區(qū)1~6層，滿足市政供水壓力要求，選擇室外管網(wǎng)供水模式，高區(qū)為提升穩(wěn)定性，選擇水泵水箱模式，同時(shí)規(guī)劃可由水泵抽水地下車庫貯水池，以此進(jìn)一步提升高區(qū)供水穩(wěn)定能力。（1）引入管：這是自室外給水管網(wǎng)入室內(nèi)的管道，通過這部分可把室外管網(wǎng)和室內(nèi)用水器具相連，在整個(gè)系統(tǒng)中非常重要。（2）水表節(jié)點(diǎn)：由閥門、蝶閥、止回閥、水表構(gòu)成的泄水裝置及其前后設(shè)置的閥門和設(shè)置在引水管上的水表的總稱，（3）給水管網(wǎng)：把水資源送至各用戶處管網(wǎng)的總稱。（4）給水附件：負(fù)責(zé)控制整個(gè)給水系統(tǒng)中的水流方向及調(diào)節(jié)水壓與水量時(shí)用到很多小設(shè)備與器具。（5）配水設(shè)施：指整個(gè)系統(tǒng)終端用戶用水器具等。（6）增壓和給水設(shè)備：給水、供水壓力不足時(shí)加用水泵等增壓設(shè)備，（7）水表：記錄用水量。（1）鋼管：空心，長度要比直徑大得多，不需要太多費(fèi)用，通常在公路橋梁里都可以看到，性價(jià)比很高。圓形、方形等都十分常見，就材質(zhì)而言，有碳素、低合金、合金、不銹鋼、復(fù)合管材等多種類型，又以不銹鋼使用最為普遍，然而本次設(shè)計(jì)將節(jié)能指標(biāo)考量在內(nèi)，為讓后期維護(hù)更為簡便，所以選擇新型管材作為材料。（2）鑄鐵管：即鑄鐵澆鑄的管材，能抗衡很大的壓力，成本不是很高，在抗腐蝕方面性能很強(qiáng)。其中又以球墨鑄鐵管使用最為普遍，安全性及可靠程度都有所保障，且后續(xù)維護(hù)也較為簡便，為自來水管道的理想選擇用料。但鑄鐵管材質(zhì)重量過大，必須通過大型的器械才能裝配，因此一般不建議采用。（3）塑料管：通常由合成樹脂加工而來。[13]其材料容易獲得，成本很低，在長時(shí)間使用的情況下，依然能夠抗氧化，其具有諸如使用壽命長、改善生活環(huán)境、安裝方便、衛(wèi)生安全和節(jié)約各種能源的優(yōu)點(diǎn)，此外塑料管的性質(zhì)使其耐腐性和耐壓性高化能力強(qiáng)且水流阻力小，因此很普遍地用在排水設(shè)計(jì)方面，特別是雨水系統(tǒng)中，使用地更多，PVC管更是有著極高的出現(xiàn)頻率。[14]在裝配方面十分簡易。近年來，在社會(huì)對(duì)環(huán)保領(lǐng)域愈發(fā)關(guān)注的背景下，越來越多的系統(tǒng)開始選用塑料管，其沒有太大的重量，抗腐蝕水平高，并且十分節(jié)能，因此用得非常普遍，受到了一般民眾的極大歡迎。參考表1.1，選擇塑料管，密度不高，穩(wěn)定能力強(qiáng)，輸送起來便捷，價(jià)格不高。表1.1常見常用管材性能對(duì)比表管材類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鋼管硬度大、抗壓能力強(qiáng)，重量輕易內(nèi)折、結(jié)疤鑄鐵管使用時(shí)間長、性價(jià)比高材質(zhì)較脆、較重塑料管性價(jià)比高、來源廣泛、材質(zhì)輕、安裝方便抗壓強(qiáng)度小、易斷（1）管道布置①先是要保證供水安全與建筑設(shè)計(jì)合理，另外也要確保建筑的經(jīng)濟(jì)性。另外，管道要最大程度和和墻、梁、柱平行，不影響生活，管網(wǎng)之間盡量采用直線布置，這樣可以節(jié)省材料，降低成本。假設(shè)建筑要不間斷供水，那么可根據(jù)具體情況接入和室內(nèi)相連的進(jìn)戶管。②保障管道不受損。上方要留空間，防止上方的物體塌陷或重物壓力過大導(dǎo)致管道受到破壞，室內(nèi)的立管也需要進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，設(shè)在離重物遠(yuǎn)的位置，特別是埋地管道，要防止上方有重物，這些可有效保護(hù)管材的完整性。除此之外，假設(shè)管道需穿越設(shè)備，則要按照現(xiàn)實(shí)狀況作出分析。③需要以不損毀建筑內(nèi)另外物品為前提。不對(duì)家具及電器等使用帶來妨礙，也不經(jīng)過窗戶等。④另外，需要留有特定空間供后期的維護(hù)。⑤給水系統(tǒng)參照枝狀網(wǎng)分布，下行上給給水方式。（2）管道敷設(shè)①規(guī)劃給水管道有明裝、暗裝之分，與室外及室內(nèi)各自對(duì)應(yīng)。前者指規(guī)劃于墻、柱外，也就是視野范圍內(nèi)可以看到，鋪設(shè)起來較為簡單，不需要太高的價(jià)格，之后的維護(hù)也十分簡便，然而其會(huì)影響外觀，所以很多人會(huì)拒絕。而后者就是指在視野范圍內(nèi)無法看到，該種方式需要耗費(fèi)的成本更多，難度也更高，之后的維護(hù)也較為繁瑣，然而在外觀方面有優(yōu)勢，所以很多人會(huì)選擇。本次設(shè)計(jì)對(duì)象是Ⅱ類住宅樓，給排水管道都是塑料管，所以選擇后者。②水平給水管應(yīng)留有備用空間。當(dāng)水平管道穿過這些預(yù)留空間時(shí)，還應(yīng)在管道上方預(yù)留一個(gè)巨大的空間，以使管道的使用更加安全。室外管網(wǎng)必須覆蓋防凍外殼，或采取其他保護(hù)措施，以避免冰凍造成的損壞和影響使用，并最大限度地保護(hù)管網(wǎng)的完整性。每個(gè)部分都應(yīng)該仔細(xì)考慮。此外，供水管道需要保持清潔衛(wèi)生。安裝時(shí)，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離衛(wèi)生間和其他地方。在公共建筑中，供水管道應(yīng)遠(yuǎn)離大便池和小便器，并確保管道距離大便池和小便器超過1m，至少超過0.5m。埋地干管還需與廁所等場所保持一定距離，以避免清潔水源。③室外給水管網(wǎng)立管要防止長時(shí)間被太陽照射，就算是塑料管，假設(shè)長期被太陽照射，其生命周期也會(huì)縮短。此外，在地下室等低溫區(qū)域鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防凍措施。建筑11層，共3個(gè)單元，每單元每層2個(gè)住戶，設(shè)每戶4人，則共264人。因?yàn)槠錇榈蛯用裼米≌瑓⒄毡?.1，選擇符合環(huán)保要求、裝配方便的塑料管，同時(shí)由于設(shè)計(jì)對(duì)象是普通二類住宅，據(jù)表1.2有最高日用水定額qd=270L/（人·d），系數(shù)Kh=2.6，據(jù)表1.3有洗滌盆、洗臉盆、大便器、淋浴器給水量分別為0.75、0.75、0.5、0.75。表1.2最高日生活用水定額及小時(shí)變化系數(shù)住宅類別衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)用水定額qd/L/（人·d）小時(shí)變化系數(shù)Kh使用時(shí)間/h普通住宅Ⅰ有大便器、洗滌盆85～1501.0～2.524Ⅱ有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機(jī)、熱水器和沐浴設(shè)備130～3002.8～2.324Ⅲ有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機(jī)、集中熱水供應(yīng)(或家用熱水集組)和沐浴設(shè)備180～3202.5～2.024表1.3衛(wèi)生器具給水額定流量、當(dāng)量、連接管徑和最低工作壓力給水配件額定流量（L/s）當(dāng)量連接管公稱直徑(mm)最低工作壓力(MPa)洗滌盆混合水嘴0.15～0.2（0.14）0.75～1（0.7）150.050洗臉盆混合水嘴0.15（0.10）0.75（0.5）150.050浴盆混合水嘴（含帶淋浴轉(zhuǎn)換器）0.24（0.20）1.20（1.00）150.050～0.070大便器沖洗水箱0.100.5150.020家用洗衣機(jī)水嘴0.201.0150.050洗手盆感應(yīng)水嘴0.100.50150.050表1.4生活給水管道的水流速度公稱直徑（mm）15~2025~4050~70≥80水流速度（m/s）≤1.0≤1.2≤1.5≤1.8由于室外給水管網(wǎng)壓力為0.32MPa，經(jīng)計(jì)算全部樓層的供水要求，故1到6層選擇直接給水模式，7到11層選擇設(shè)水泵水箱供水模式。給水系統(tǒng)生活用水量計(jì)算根據(jù)最高日用水量公式式（1.1）=264×270=71280L/d=71.28m3/d平均時(shí)用水量公式式（1.2）=71280/24=2970L/h=2.97m3/h最大小時(shí)用水量公式式（1.3）=2970×2.6=7722L/h=7.722m3/h設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算給水管道的設(shè)計(jì)秒流量公式：式（1.4）式中；；；。給水當(dāng)量同時(shí)出流概率計(jì)算公式式（1.5）式中式中管段最高用水時(shí)間概率算法公式為：式（1.6）式中：最高日用水定額，L/（人·d）；：用水人數(shù)，人；：小時(shí)變化系數(shù)；：用水時(shí)間；表1.5與的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.00.3234.02.8161.50.6974.51.2632.01.0975.01.7152.51.5126.04.6291.01.9397.05.5551.52.3748.06.489圖1.11~6層給水管網(wǎng)水力計(jì)算圖關(guān)于1~6層的低層區(qū)管網(wǎng)水力計(jì)算結(jié)果可參照表1.6：表1.61~6層各個(gè)管段的設(shè)計(jì)計(jì)算編號(hào)當(dāng)量總數(shù)Ng同時(shí)出流概率U（%）設(shè)計(jì)秒流量qg（L/s）管徑DN（mm）流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i(kPa/m)管段長度L(m)管段沿程水頭損失hy=iL(kPa)管段沿程水頭損失累計(jì)(kPa)0-10.751000.15150.750.5640.90.5080.5081-21.25920.23200.610.2710.90.2440.7522-32750.30200.790.42241.6882.4403-42.75640.35250.530.11650.5801.0204-55.5470.51250.760.29030.8701.8905-611340.76320.750.21030.6304.5206-716.5290.95320.930.31130.9335.4537-822261.13400.680.13530.4055.8588-927.5231.29400.770.17030.5106.3689-1033221.43400.860.20181.6087.97610-1199142.85501.080.32751.6359.611管路局部水頭損失按沿程0.3倍測算，故管路總水頭損耗：H2=1.3∑hi=1.3×9.611=12.494kPa（3）水表水頭損失參照研究建筑的實(shí)際需求把兩個(gè)水表分別安裝在3-4和10-11管段上，計(jì)算得到，q3-4=0.35L/s=1.26m3/h，q10-11=2.85L/s=10.26m3/h。因此，必須選用常用大于1.26m3/h流量的水表，查表得到過載流量為3m3/h的15mm的分戶水表的常用流量也滿足要求，按照公式，計(jì)算得到分戶水表的水頭損失為：hd=1.262/（32/100）=17.64kPa選擇常用流量為15m3h/的50mm口徑總水表即可符合要求，過載流量為30m3/h，按照上述公式，計(jì)算得到總水表的水頭損失為：Hd=10.262/（302/100）=11.696kPa故水表的總水頭損失為：H3=hd+Hd=17.64+11.696=29.336kPa（4）壓力校核目前可以知道的是該建筑每層高1.0m，室外管網(wǎng)到最不利配水點(diǎn)沐浴器的高差：H1=1.0×6=18m=180kPa故有：H=H1+H2+H3+H4=180+12.494+29.336+50=271.83kPa<320kPa=0.32MPa因此，0.32MPa的室外管網(wǎng)壓力滿足要求。下面對(duì)高層區(qū)7~11層進(jìn)行水力計(jì)算：（5）水箱容積測算為避免停電使得供水受阻，水箱容積要和全樓層用水量相匹配，另外，該建筑有地下室，其中有車庫與貯水池，水箱供水由水泵自貯水池中抽水至高區(qū)水箱，然后再想用戶供水，因此不與室外管網(wǎng)相連，所以本建筑的最大小時(shí)用水量應(yīng)該作為水泵的出水量，即取qb=7.722m3/h，取C=2.0，則：V=Cqb/4kb=2×7.722/（4×8）=0.48m3設(shè)水箱尺寸長為2m，寬2m，高1m，故容積為：2×2×0.7=2.8m3。在水箱中的水位占總水箱容積的70%的條件下，滿足用水。圖1.27~11層給水管網(wǎng)水力計(jì)算圖高層管路的具體計(jì)算數(shù)值見表1.7：表1.77~11層各個(gè)管段的設(shè)計(jì)計(jì)算編號(hào)當(dāng)量總數(shù)Ng同時(shí)出流概率U（%）設(shè)計(jì)秒流量qg（L/s）管徑DN（mm）流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i(kPa/m)管段長度L(m)管段沿程水頭損失hy=iL(kPa)管段沿程水頭損失累計(jì)(kPa)0-10.751000.15150.750.5640.90.5080.5081-21.25920.23200.610.2710.90.2440.7522-32750.30200.790.42241.6882.4403-42.75640.35250.530.11650.5801.0204-55.5470.51250.760.29030.8701.8905-611340.76320.750.21030.6304.5206-716.5290.95320.930.31130.9335.4537-822261.13400.680