1、土木建筑學(xué)院 陳 曦 2014-2015學(xué)年 第1學(xué)期,建筑設(shè)備,Building Equipments,第一章 城鎮(zhèn)給水工程,1.1 城鎮(zhèn)用水標(biāo)準(zhǔn)與用水量,1.3 凈水與輸配水工程,1.4 給水管道、配件及設(shè)備,1.2 水源與取水工程,1.1城鎮(zhèn)用水標(biāo)準(zhǔn)與用水量,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（一）生活用水標(biāo)準(zhǔn),一、用水標(biāo)準(zhǔn),（一）生活用水標(biāo)準(zhǔn),一、用水標(biāo)準(zhǔn),（一）生活用水標(biāo)準(zhǔn),一、用水標(biāo)準(zhǔn),（二）工業(yè)生產(chǎn)用水量標(biāo)準(zhǔn),室外給水設(shè)計規(guī)范GB500132006,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（三）消防用水量標(biāo)準(zhǔn),9層及9層以下的居住建筑,10層及10層以上的居住建筑,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（三）消防用水量標(biāo)準(zhǔn),城鎮(zhèn)居住區(qū)室外消防用水量

2、,表1-3,表1-5,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（三）消防用水量標(biāo)準(zhǔn),工廠、倉庫和民用建筑在同一時間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù),表1-4,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（三）消防用水量標(biāo)準(zhǔn),建筑物室外消火栓一次滅火用水量（L/s）,表1-5,一、用水標(biāo)準(zhǔn),（四）其他用水量標(biāo)準(zhǔn),（1）澆灑道路、廣場和綠化用水應(yīng)根據(jù)路面、綠化和氣候土壤調(diào)件而定。一般道路和廣場為2-3L/ （m2d） ，綠化為1-3L/（m2d）。,建筑給水排水設(shè)計規(guī)范GB500152003,（2）汽車沖洗用水，根據(jù)車輛用途、道路路面等級和污染程度以及沖洗方式，按下表確定。單位為L/（輛次）。,（3）未預(yù)見水量，城鎮(zhèn)未預(yù)見水及管閥漏失水量，分別按最高日用水量的8%12%和

3、10%12%計算。,二、用水量變化,最高日用水量：一年之內(nèi)，用水量最大的一天的用水量。 日變化系數(shù)：最高日用水量與平均日用水量的比值。,最高時用水量：在最高日內(nèi)，其中用水量最大的1小時的用水量。 時變化系數(shù)：最高時用水量與最高日平均時用水量的比值。,三、用水量計算,（一）生活用水量,城市居住區(qū)的最高日生活用水量 可用計劃的人口數(shù)與最高日生活用水標(biāo)準(zhǔn)來計算：,工業(yè)企業(yè)職工生活用水量 此項生活用水量為值班職工的生活和淋浴用水量之和即為Q2。,三、用水量計算,（二）生產(chǎn)用水量,生產(chǎn)用水量與生產(chǎn)規(guī)模、種類、工藝有關(guān)，用水標(biāo)準(zhǔn)由工藝提出，其最高日用水量為Q3 。,（三）市政用水量,包括澆灑道路、城市公園

4、及綠化等用水量為Q4 。,三、用水量計算,城市最高日用水量，若采用統(tǒng)一給水系統(tǒng)時：,最高日最高時的用水量,或,（設(shè)計秒流量）,（四）消防用水量,根據(jù)城市規(guī)模、人口數(shù)目，國家規(guī)定同時可能發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)和每次火災(zāi)的消防用水量標(biāo)準(zhǔn)確定。,城市未預(yù)見用水量和城市給水管網(wǎng)的漏失水量,1.2水源與取水工程,一、水源,地下水 特點： 1埋于地層、水質(zhì)清潔、水溫低 2取用簡便、安全經(jīng)濟 3若過量開采，會導(dǎo)致地面下沉 4水量有時不能保證 地表水（地面水） 特點： 1水量大 2水質(zhì)較差 3水溫隨季節(jié)變化 4需較完善的凈化過程,天然淡水,一、水源,（一）地下水,隔水層,承壓水,湖,隔水層,潛水,承壓井,自流井,潛水

5、井,潛水,承壓水,溶洞水,一、水源,（二）地面水,地面水包括江河湖泊和水庫水； 地面水水溫隨著季節(jié)變化； 其水量大于地下水，但水質(zhì)較差。,一、水源,水源規(guī)劃的要點 位置 水質(zhì) 流量（保證率） 衛(wèi)生防護 調(diào)配措施,一、水源,（三）水源地選擇,（四）水源的衛(wèi)生防護,水源應(yīng)設(shè)在水量、水質(zhì)有保障和易于實施水源保護的地段，選用地表水作水源時，水源地應(yīng)在城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)上游，地下水水源地應(yīng)選在不易受污染的蓄水地段。,設(shè)計和使用水源時，應(yīng)遵照我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-1985）的規(guī)定，進行水源的衛(wèi)生防護。,從水源取用原水的設(shè)施稱取水構(gòu)筑物。不同的水源，取水方式不同。,管井圖 1井室 2井壁管 3過濾

6、器 4沉淀管 5粘土封閉 6人工填礫 7深井泵,二、取水工程,（一）地下水取水構(gòu)筑物,2大口井：專用于取淺層地下水的構(gòu)筑物，井徑可達5-10m； 3滲渠：集取地下水取水構(gòu)筑物，可鋪設(shè)于河流、水庫等水體下面或岸邊，鋪設(shè)管網(wǎng)收集地下滲流水，埋深35米。,二、取水工程,1固定式取水構(gòu)筑物 永久性取水設(shè)施 取水量大，取水可靠，維護方便 投資大，工程復(fù)雜 水位變化不大的地面水,二、取水工程,（二）地面水取水構(gòu)筑物,活動式取水構(gòu)筑物 水源水位漲落幅度大，水量相對較小 投資小，建設(shè)快，適應(yīng)性強 可靠性稍差，操作比較麻煩,二、取水工程,1.3 凈水與輸配水工程,一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)本文分十個章節(jié)、一個

7、附錄及參考文獻。 適用范圍說明: 本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類集中式供應(yīng)的生活飲用水，包括自建集中式供水，供應(yīng)日常生活飲用水的供水站，為公共場所、居民社區(qū)提供的分質(zhì)供水，以及用作日常生活的各種形式包裝的水，但不包括飲料和礦泉水。 要求在居民取水點處的水質(zhì)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)介紹,一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)介紹,生活飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（五類 35條） 1感官指標(biāo)：色、味、可見物、透明度 2化學(xué)指標(biāo)：單質(zhì)元素 如銅、錳、鐵、鋅、化合物（如酚類、鹽類） 3毒理學(xué)指標(biāo)：氰、氟化物、鉛、砷等 4細菌學(xué)指標(biāo)：細菌總數(shù)、大腸菌總數(shù) 5放射性指標(biāo)：、放射檢測，來源于地下水流經(jīng)的礦物質(zhì)，核電站的冷卻水

8、等,一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗項目及限值,一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗項目及限值,毒理學(xué)指標(biāo),一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗項目及限值,細菌學(xué)指標(biāo),二、凈化工藝與凈水廠,（一）凈水工藝流程,地面水處理工藝流程,清水池,二、凈化工藝與凈水廠,（一）凈水工藝流程,地下水處理工藝流程,二、凈化工藝與凈水廠,（二）凈水工藝,混凝沉淀,天然水中的細小顆粒，特別是膠體微粒，如極細小的粘土顆粒、硅酸、腐殖質(zhì)和蛋白質(zhì)等自然沉降極慢，需加入混凝劑，使它們互相粘附聚合成較大顆粒，然后從水中沉降下來，此過程稱為混凝沉淀。,二、凈化工藝與凈水廠,（二）凈水工藝,篩除作用：水通過濾料時，比濾層孔

9、隙大的顆粒被截留，隨后，濾層孔隙逐漸變小，較小的顆粒也被截留。 接觸凝聚作用：未被沉淀去除的細小絮凝體或脫穩(wěn)顆粒，因與濾料接觸而被吸附；濾料吸附絮凝體后，其吸附作用進一步增強。濾料表面截留大量有機物和微生物后，可在其表面形成生物膜，使過濾效率增加。,過濾,二、凈化工藝與凈水廠,（二）凈水工藝,消毒,過濾后水質(zhì)清澈、透明，但仍含有細菌，并可能有病原茵，還不適合生活飲用，因此需進行最后消毒處理，殺滅病菌，保證飲水衛(wèi)生。消毒有很多種方法，但大規(guī)模的水質(zhì)消毒常用氯或臭氧。,二、凈化工藝與凈水廠,（三）凈水廠,三、輸水與配水工程,輸水與配水系統(tǒng)由輸水泵站、中途升壓泵站、輸水管和配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物組成。

10、 凈化構(gòu)筑物處理后的出廠水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵從吸水井中吸水，通過輸水干管將水輸往管網(wǎng)。 特點：供水情況直接受用戶用水情況的影響，其出廠流量與水壓在一天內(nèi)各個時段中是不斷變化的。,三、輸水與配水工程,用于將符合標(biāo)準(zhǔn)的水，通過輸水管網(wǎng)送到用水戶。它包括二泵站，輸水管線，配水管網(wǎng)，水塔。在給水系統(tǒng)中，該部分工程量最大，投資額最高。,吸 水 井,輸水泵站,清水池,水塔,管網(wǎng),送水泵站工藝流程,三、輸水與配水工程,輸水泵站也稱二泵站， 它是輸送凈水的高壓泵站，其任務(wù)是由清水池抽水向管網(wǎng)供水。 城市用水量是變化的，向管網(wǎng)供水的壓力隨之變化，一些城市采用現(xiàn)代管網(wǎng)水壓監(jiān)控與水泵調(diào)頻技術(shù)可使

11、只用很少的水泵機組。,中途升壓泵站是用于輸水途中再次提升水壓的泵站。,（一）輸水泵站與中途升壓泵站,三、輸水與配水工程,（二）輸水管,只供輸水而不負擔(dān)配水任務(wù)。輸水管要簡短，其數(shù)目視工程的重要性而定。允許斷水或多水源供水時，可設(shè)一條輸水管；不允許斷水者應(yīng)敷設(shè)兩條或兩條以上的輸水管。輸水管最好沿道路埋設(shè)，有利于施工及維護。為簡化安裝，降低造價，要盡量避免穿越河谷、沼澤、滑坡、山脊、重要鐵路及洪泛區(qū)，否則應(yīng)采取有效防護措施 。,三、輸水與配水工程,（三）配水管網(wǎng),將輸水管引來的水配送到用水區(qū)，供用戶使用。因此，在管網(wǎng)規(guī)劃布置時，應(yīng)根據(jù)供水區(qū)域的建筑規(guī)劃、地形及用水單位的分布情況，使管網(wǎng)布滿全供水區(qū)

12、，滿足各用戶的用水要求。,(a)樹枝式管網(wǎng) (b)環(huán)式管網(wǎng) (c)綜合型管網(wǎng),泵站,三、輸水與配水工程,（四）管網(wǎng)上的附屬設(shè)備,在給水管道上要設(shè)置各種閥門來調(diào)節(jié)水量或進行開閉控制，同時還要在適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置排水閥和排氣閥來保證系統(tǒng)正常運行與維修，這里閥門都安裝在閥門井內(nèi)。,閥門及閥門井,三、輸水與配水工程,（四）管網(wǎng)上的附屬設(shè)備,在給水管網(wǎng)的適當(dāng)?shù)攸c要設(shè)置室外消火栓，以保證有火災(zāi)時消防車能就近取水補救。室外消火栓的安裝有地上式和地下式(設(shè)在室外消火栓井內(nèi))兩種。,室外消火栓,三、輸水與配水工程,（五）調(diào)節(jié)構(gòu)筑物,調(diào)節(jié)構(gòu)筑物有：清水池、管網(wǎng)高地水池或水塔。 清水池在水廠內(nèi)，用來調(diào)節(jié)凈水廠產(chǎn)水與二泵站

13、向外供水的不平衡。 水塔是設(shè)在城市內(nèi)的高架貯水箱，用以調(diào)節(jié)供水與用水量間的不平衡及穩(wěn)定管網(wǎng)內(nèi)壓力。,四、管網(wǎng)水力計算,管網(wǎng)水力計算有三個內(nèi)容： 1 確定計算管段上的流量； 2 根據(jù)流量初選管徑； 3 根據(jù)管徑和流量計算管段上的水頭損失，最后求出管網(wǎng)在滿足輸送設(shè)計流量、保證供水區(qū)內(nèi)水壓要求下的供水總水壓。 供水總水頭,四、管網(wǎng)水力計算,流量已知，根據(jù)流量選擇管徑,給水管道的流速控制范圍： 對于DN100-400mm,v=0.6-0.9m/s; 對于DN400mm,v=0.9-1.4m/s； 對于生活或生產(chǎn)給水管道，一般采用1.0-1.5m/s，不宜大于2.0m/s，當(dāng)有防噪聲要求，且管徑小于或等

14、于25mm時，生活給水管道內(nèi)的流速可采用0.8-1.0m/s； 消火栓給水管道的流速不宜大于2.5m/s； 其自動噴水滅火系統(tǒng)給水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情況下不得大于10m/s。,四、管網(wǎng)水力計算,管段上的水頭損失計算,1）沿程水頭損失,2）局部水頭損失,3）總水頭損失,1.計算公式,四、管網(wǎng)水力計算,2.樹枝式管網(wǎng)的水頭損失計算,3.環(huán)網(wǎng)的水流計算,1）根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定管段中的流量、流向，使節(jié)點上,2）根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定的流量，按經(jīng)濟流速的原則確定管徑，并計算出管段上的水頭損失h。,如果在某一環(huán)內(nèi),進行平差。,當(dāng),時，就可以不再進行修正了。,環(huán)網(wǎng)計算甚為復(fù)雜，一般用電腦編程計算。

15、,1.4給水管道、配件及設(shè)備,給水管道、配件及設(shè)備,給排水管道材料、配件及設(shè)備是管網(wǎng)組成的主要構(gòu)件。需要根據(jù)水的工作情況、管網(wǎng)的重要程度、施工的技術(shù)及方法，可以獲取的材料等多種因素選取。,金屬管&非金屬管,（一）金屬管：還有銅管和不銹鋼管； （二）非金屬管：還有石棉水泥管、玻璃鋼管。,非金屬管,石棉水泥管,鋼筋混凝土管,塑料管,鋼管, 優(yōu)點：強度高、耐振動、壁薄質(zhì)輕。 缺點：耐腐蝕性差、易生銹、常需采取防腐措施。 連接：法蘭、焊接、螺紋、套管、卡箍連接 規(guī)格：,鋼管,其它：耐壓值1.0Mpa ，加強(厚)鋼管1.5Mpa 種類：,A 焊接鋼管：DN1501500mm B 無縫鋼管（熱軋無縫管）

16、：32600mm 高壓流體管 C 鍍鋅鋼管（白鐵管）：分熱鍍鋅和電鍍鋅兩種，鍍鋅的目的在于防腐，防銹，不使水質(zhì)變壞，通常只能用螺紋連接（焊接會損壞鍍鋅層）。 D 不鍍鋅鋼管（黑鐵管）：常用于消防系統(tǒng)和對水質(zhì)無要求的場合。,銅管,優(yōu)點：耐腐蝕性極好，極強的熱傳導(dǎo)性，優(yōu)良的韌性，水力性能好、管材和管件齊全，接口方式多樣，較多的應(yīng)用在熱水管路中 。 缺點：價格高 連接：焊接為主，還有卡套式和法蘭式 其他：銅管不宜與鋼管直接相接，以防電化學(xué)腐蝕,銅管,薄壁不銹鋼管,優(yōu)點： 不銹鋼可長年使用，保證衛(wèi)生的安全性，不必擔(dān)心會出現(xiàn)鍍鋅鋼管常見的“紅水”和銅管上常見的“綠水”； 不銹鋼的抗拉強度是普通鋼管的2倍

17、，是銅管的3倍； 因其耐蝕性及力學(xué)性能優(yōu)良，用鍍鋅鋼管壁厚的約1/3已經(jīng)足夠，所以重量輕，搬運和施工作業(yè)更方便省力； 接頭形式非常多。,缺點： 價格較高； 材質(zhì)強度較硬，施工工藝要求比較高，現(xiàn)場加工非常困難； 導(dǎo)熱系數(shù)大約是鋼管的1/4，是銅管的1/25；與其他管材相比不易吸熱，熱了后又不易冷卻； 熱膨脹系數(shù)與銅管幾乎相同，但為鋼管的1.5倍，為硬質(zhì)聚氯乙烯管的1/4，與銅管一樣需要考慮膨脹引起的伸縮。,薄壁不銹鋼管,鑄鐵管,螺紋連接,卡箍連接,卡套連接,套管接頭是一種兼顧密封及安全的小口徑管道連接件，優(yōu)良的卡套管接頭可以做到： 承受高達管子爆破的壓力而不泄漏，可用于真空及高壓液體系統(tǒng)，可在低溫狀態(tài)下工作保證密封，在管子的最高額定溫度下持久的密封。可重復(fù)拆裝且保證密封。,卡壓連接,壓式管件優(yōu)點如下： 1、連接可靠安全，卡壓式管件連接強度高，抗振動。將連接部位一次性做“死”，避免了“活接頭”松動的可能性。 2、施工便利快捷。管件的現(xiàn)場焊接或套絲作業(yè)施工麻煩，漏水率高，雙卡壓式管件現(xiàn)場安裝極為便利，安裝時間僅為焊接管或套絲管的1/3時間。,三通,三通,異徑斜三通,四通,管箍（管古）,活接,法蘭盤,堵頭（絲堵）,彎頭,P型彎,S型彎,檢查口,清掃口,管卡,閥門的功能分類,）隔斷作用：閘閥截止閥蝶閥球閥隔膜閥 ）調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)閥節(jié)流閥 ）保護作用：安全閥減溫減壓閥 ）功能性作用