第2章 给水系统设计定.docx
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第2章给水系统设计定
第2章给水系统设计
2.1给水管道的布置与敷设
2.1.1管道布置
给水管道的布置按供水可靠度不同可分为枝状和环状两种形式,按水平干管位置不同可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。
枝状管网单向供水,可靠性差,但节省管材,造价低;环状管网双向甚至多向供水,可靠性高,但管线长,造价高。
上行下给供水方式的干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中,由上向下供水,适用于设置高位水箱的建筑;下行上给供水方式的干管埋地、设在底层或地下室中,由下向上供水,适用于利用市政管网直接供水或增压设备位于底层但不设高位水箱的建筑;中分式的干管设在中间技术夹层或某中间层的吊顶内,由中间向上、下两个方向供水,适用于屋顶用作露天茶座、舞厅并设有中间技术夹层的建筑。
给水管道布置是否合理,直接关系到给水系统的工程投资、运行费用、供水可靠性、安装维护、操作使用,甚至会影响到生产和建筑物的使用。
因此,在管道布置时,不仅需要与供暖、通风、燃气、电力、通讯等其他管线的布置相互协调,还要重点考虑以下几个因素:
1.经济合理
室内生活给水管道宜布置成枝状管网,单向供水。
为减少工程量,降低造价,缩短管网向最不利点输水的管道长度,减少管路水头损失,节省运行费用,给水管道布置时应力求长度最短,当建筑物内卫生器具布置不均匀时,引入管应从建筑物用水量最大处引入;当建筑物内卫生器具布置比较均匀时,引入管应从建筑物中部引入。
给水干管、立管应尽量靠近用水量最大设备处,以减少管道转输流量,使大口径管道长度最短。
2.供水可靠、运行安全
当建筑物不允许间断供水时,引入管要设置两条或两条以上,并应由市政管网的不同侧引入,在室内将管道连成环状或贯通状双向供水。
如不可能时,可由同侧引入,但两根引入管间距不得小于15m,并应在接管点间设置阀门。
如条件不可能满足,可采取设贮水池(箱)或增设第二水源等安全供水措施。
给水干管应尽可能靠近不允许间断供水的用水点,以提高供水可靠性。
当管道埋地时,应当避免被重物压坏或被设备振坏;管道不得穿越生产设备基础,在特殊情况下必须穿越时,应采取有效的保护措施;为避免管道腐蚀,管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内。
生活给水管道不宜与输送易燃、可燃或有害的液体或气体的管道同管廊(沟)敷设。
室内给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝,必须穿过时,应采取保护措施。
常用的措施有:
软性接头法,即用橡胶软管或金属波纹管连接沉降缝或伸缩缝两边的管道;丝扣弯头法,在建筑沉降过程中,两边的沉降差由丝扣弯头的旋转来补偿,仅适用于小管径的管道;活动支架法,在沉降缝两侧设支架,使管道只能垂直位移,以适应沉降、伸缩的应力。
丝扣弯头法与活动支架法分别见图2-1和图2-2。
3.便于安装维修及操作使用
布置给水管道时,其周围要留有一定的空间,以满足安装、维修的要求。
室内给水立管与墙面的最小净距见表2-1。
表2-1室内给水立管与墙面的最小净距
立管管径mm
<32
32~50
70~100
125~150
与墙面净距mm
25
35
50
60
敷设在室外综合管廊(沟)内的给水管道,宜在热水和热力管道下方,冷冻管和排水管的上方。
给水管道与各种管道之间的净距,应满足安装操作的需要,且不宜小于0.3m。
室内给水管道上的各种阀门,宜装设在便于检修和操作的位置。
室外给水管道上的阀门,宜设置在阀门井或阀门套筒内。
管道井应每层设外开检修门,管道井的尺寸,应根据管道数量、管径大小、排列方式、维修条件,结合建筑平面和结构形式等合理确定。
需进人维修管道的管井,其维修人员的工作通道净宽度不宜小于0.6m。
4.不影响生产和建筑物的使用
室内给水管道不允许穿过橱窗、壁柜、吊柜、木装修处;不能布置在妨碍生产操作和交通运输处;不应穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间,并应避免在生产设备上方通过;工厂车间内的给水管道不得布置在遇水会引起燃烧、爆炸的原料、产品和设备的上面;给水管道应避免穿越人防地下室,必须穿越时应按人防工程要求设置防爆阀门。
2.1.2管道敷设
1.敷设方式
给水管道的敷设,根据建筑对卫生、美观方面的要求,一般分为明设和暗设两类。
1).明设
管道沿墙、梁、柱、天花板下暴露敷设。
其优点是造价低,施工安装和维护修理均较方便。
缺点是由于管道表面积灰、产生凝结水等影响环境卫生,而且管道外露影响房屋内部的美观。
一般装修标准不高的民用建筑和大部分生产车间均采用明设方式。
2).暗设
将管道直接埋地或埋设在墙槽、楼板找平层中,或隐蔽敷设在地下室、技术夹层、管道井、管沟或吊顶内。
管道暗设卫生条件好,美观,对于标准较高的高层建筑、宾馆、实验室等均采用暗设;在工业企业中,针对某些生产工艺要求,如精密仪器或电子元件车间要求室内洁净无尘时,也采用暗设。
暗设的缺点是造价高,施工复杂、维修困难。
2.敷设要求
室外给水管道的覆土深度,应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。
管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m,行车道下的管线覆土深度不宜小于0.7m。
明设的给水管道应设在不显眼处,并尽可能呈直线走向与墙、梁、柱平行敷设;给水管道暗设时,不得直接敷设在建筑物结构层内;干管和立管应敷设在吊顶、管井、管窿内,支管宜敷设在楼(地)面的找平层内或沿墙敷设在管槽内;敷设在找平层或管槽内的给水支管宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材,外径不宜大于25mm;敷设在找平层或管槽内采用卡套式或卡环式接口连接的管材,宜采用分水器向各卫生器具配水,中途不得有连接配件,两端接口应明露。
室内冷、热水管上、下平行敷设时,冷水管应在热水管下方,垂直平行敷设时,冷水管应在热水管右侧。
在给水管道穿越屋面、地下室或地下构筑物的外墙、钢筋混凝土水池(箱)的壁板或底板处,应设置防水套管:
明设的给水立管穿越楼板时,应采取防水措施。
管道在空间敷设时,必须采取固定措施,以保证施工方便和供水安全。
固定管道可用管卡、吊环、托架等,如图2-3所示。
管道在穿过建筑物内墙、基础及楼板时均应预留孔洞口,暗设管道在墙中敷设时,也应预留墙槽,
表2-2给水管预留孔洞、墙槽尺寸(mm)
管道名称
管径
明管预留孔洞长(高)×宽
暗管墙槽宽×深
立管
≤25
100×100
130×130
32~50
150×150
150×130
70~100
200×200
200×200
2根立管
≤32
150×100
200×130
横支管
≤25
100×100
60×60
32~40
150×130
150×100
入户管
≤100
300×200
以免临时打洞、刨槽影响建筑结构的强度。
管道预留孔洞和墙槽的尺寸见表2-2。
横管穿过预留洞时,管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量,以保护管道不致因建筑沉降而损坏,一般不小于0.1m。
引入管进入建筑内有两种情况,一种由浅基础下面通过,另一种穿过建筑物基础或地下室墙壁,如图2-4(a)和(b)。
需要泄空的给水管道,其横管宜设有0.002~0.005的坡度坡向泄水装置。
3.
防护措施
为保证给水管道在较长年限内正常工作,除应加强维护管理外,在布置和敷设过程中还需要采取以下防护措施。
1).防腐
明设和暗设的金属管道都要采取防腐措施,通常的防腐做法是首先对管道除锈,使之露出金属光泽,然后在管外壁刷涂防腐涂料。
明设的焊接钢管和铸铁管外刷防锈漆1道,银粉面漆2道;镀锌钢管外刷银粉面漆2道;暗设和埋地管道均刷沥青漆2道。
防腐层应采用具有足够的耐压强度、良好的防水性、绝缘性和化学稳定性、能与被保护管道牢固黏结、无毒的材料。
2).防冻、防露
对设在最低温度低于摄氏零度以下场所的给水管道和设备,如寒冷地区的屋顶水箱、冬季不采暖的房间、地下室、管井、管沟中的管道以及敷设在受室外冷空气影响的门厅、过道等处的管道,应当在涂刷底漆后,做保温层进行保温防冻。
保温层的外壳,应密封防渗。
在环境温度较高、空气湿度较大的房间(如厨房、洗衣房、某些生产车间),当管道内水温低于环境温度时,管道及设备的外壁可能产生凝结水,会引起管道或设备腐蚀,影响使用及环境卫生,导致建筑装饰和室内物品受到损害,必须采取防结露措施,防结露保冷层的计算和构造,按现行的《设备及管道保冷技术通则》执行。
3).防高温
在室外明设的给水管道,应避免受阳光直接照射,塑料给水管还应有有效保护措施;室内塑料给水管道不得与水加热器或热水炉直接连接,应有不小于0.4m的金属管段过渡;塑料给水管道不得布置在灶台上边缘,塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m,距燃气热水器边缘不宜小于0.2m。
给水管道因水温变化而引起伸缩,必须予以补偿。
塑料管的线膨胀系数是钢管的7~10倍,必须予以重视。
伸缩补偿装置应按管段的直线长度、管材的线性膨胀系数、环境温度和水温的变化幅度、管道节点允许位移量等因素计算确定,但应尽量利用管道自身的折角补偿温度变形。
4).防振
当管道中水流速度过大时,启闭水龙头、阀门,易出现水锤现象,引起管道、附件的振动,不但会损坏管道附件造成漏水,还会产生噪声。
所以在设计时应控制管道的水流速度,在系统中尽量减少使用电磁阀或速闭型水栓。
住宅建筑进户管的阀门后,装设可曲挠橡胶接头进行隔振;并可在管道支架、管卡内衬垫减振材料,减少噪声的扩散。
2.2给水所需水量及水压
2.2.1用水定额与卫生器具额定流量
1.用水定额
用水定额是对不同的用水对象,在一定时期内制订相对合理的单位用水量的数值,是国家根据各个地区的人民生活水平、消防和生产用水情况,经调查统计而制定的,主要有生活用水定额、生产用水定额、消防用水定额。
用水定额是确定设计用水量的主要参数之一,合理选定用水定额直接关系到给水系统的规模及工程造价。
1).生活用水定额及小时变化系数
生活用水定额是指每个用水单位(如每人每日、每床位每日、每顾客每次、每m2营业面积等)用于生活目的所消耗的水量,一般以升为单位。
根据建筑物的类型具体分为住宅最高日生活用水定额、集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及工业企业建筑生活、淋浴用水定额等。
生活用水量每日都发生着变化,在一日之内用水量也是不均匀的。
最高日用水时间内最大一小时的用水量称为最大时用水量,最高日最大时用水量与平均时用水量的比值称为小时变化系数。
住宅的最高日生活用水定额及小时变化系数,根据住宅类别、建筑标准、卫生器具完善程度和区域等因素,可按表2-3确定。
表2-3住宅最高日生活用水定额及小时变化系数
住宅类别
卫生器具设置标准
用水定额(L/人•d)
小时变化系数Kh
普通住宅
Ⅰ
有大便器、洗涤盆
85~150
3.0~2.5
Ⅱ
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备
130~300
2.8~2.3
Ⅲ
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、
集中热水供应(或家用热水机组)和沐浴设备
180~320
2.5~2.0
别墅
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、洒水栓,
家用热水机组和沐浴设备
200~350
2.3~1.8
集体宿舍、旅馆和公共建筑的生活用水量定额及小时变化系数,根据卫生器具完善程度和区域条件,可按表2-4确定。
表2-4集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数
序号
建筑物名称
单位
最高日生活用水定额(L)
使用时数(h)
小时变化系数Kh
1
单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中心、普通旅馆
设公用盥洗室
设公用盥洗室、淋浴室
设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室
设单独卫生间、公用洗衣室
每人每日
每人海日
每人每日
每人海日
50~100
80~130
100~150
120~200
24
3.0~2.5
2
宾馆客房
旅客
员工
每床位每日
每人每日
250~400
80~100
24
2.5~2.0
3
医院住院部
设公用盥洗室
设公用盥洗室、淋浴室
设单独卫生间
医务人员
门诊部、诊疗所
疗养院、休养所住房部
每床位每日
每床位每日
每床位每日
每人每班
每病人每次
每床位每日
100~200
150~250
250~400
150~250
10~15
200~300
24
24
24
8
8~12
24
2.5~2.0
2.5~2.0
2.5~2.0
2.0~1.5
1.5~1.2
2.0~1.5
4
养老院、托老所
全托
日托
每人每日
每人每日
100~150
50~80
24
10
2.5~2.0
2.0
5
幼儿园、托儿所
有住宿
无住宿
每儿童每日
每儿童每日
50~100
30~50
24
10
3.0~2.5
2.0
6
公共浴室
淋浴
浴盆、淋浴
桑拿浴(淋浴、按摩池)
每顾客每次
每顾客每次
每顾客每次
100
120~150
150~200
12
12
12
2.0~1.5
7
理发室、美容院
每顾客每次
40~100
12
2.0~1.5
8
洗衣房
每kg干衣
40~80
8
1.5~1.2
9
餐饮业
中餐酒楼
快餐店、职工及学生食堂
酒吧、咖啡馆、茶座、卡拉OK房
每顾客每次
每顾客每次
每顾客每次
40~60
20~25
5~15
10~12
12~16
8~18
1.5~1.2
1.5~1.2
1.5~1.2
10
商场
员工及顾客
每m2营业厅面积每日
5~8
12
1.5~1.2
11
办公楼
每人每班
30~50
8~10
1.5~1.2
12
教学、实验楼
中小学校
高等院校
每学生每日
每学生每日
20~40
40~50
8~9
8~9
1.5~1.2
1.5~1.2
13
电影院、剧院
每观众每场
3~5
3
1.5~1.2
14
健身中心
每人每次
30~50
8~12
1.5~1.2
15
体育场(馆)
运动员淋浴
观众
每人每次
每人每场
30~40
3
-
4
3.0~2.0
1.2
16
会议厅
每座位每次
6~8
4
1.5~1.2
17
客运站旅客、展览中心观众
每人次
3~6
8~16
1.5~1.2
18
菜市场地面冲洗及保鲜用水
每m2每日
10~20
8~10
2.5~2.0
19
停车库地面冲洗水
每m2每次
2~3
6~8
1.0
注:
1除养老院、托儿所、幼儿园的用水定额中含食堂用水,其它均不含食堂用水。
2除注明外,均不含员工生活用水,员工用水定额为每人每班40~60L。
3医疗建筑用水中已含医疗用水。
4空调用水应另计。
工业企业建筑,管理人员的生活用水定额可取30~50L/人·班;车间工人的生活用水定额应根据车间性质确定,一般宜采用30~50L/人·班;用水时间为8h,小时变化系数为1.5~2.5。
表2-5汽车冲洗用水量定额(L/辆·次)
冲洗方式
软管冲洗
高压水枪冲洗
循环用水冲洗
抹车
轿车
200~300
40~60
20~30
10~15
公共汽车
载重汽车
400~500
80~120
40~60
15~30
工业企业建筑淋浴用水定额,应根据《工业企业设计卫生标准》中的车间的卫生特征,并与兴建单位充分协商后确定,对于一般轻污染的工业企业,可采用40~60L/人·次,延续供水时间为1h。
2).生产用水定额
工业生产种类繁多,即使同类生产,也会由于工艺不同致使用水量有很大差异,设计时可参阅有关设计规范和规定或由工艺方面提供用水资料。
汽车冲洗用水定额,应根据车辆用途、道路路面等级和沾污程度,以及采用的冲洗方式,可按表2-5确定。
3).消防用水量
消防用水量是指用以扑灭火灾的消防设施所需水量,一般划分为室外、室内消防用水量。
室内消防用水量包括消火栓用水量和自动喷水灭火系统的消防用水量,应根据现行的《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》确定,详细介绍见第6章。
2.卫生器具额定流量
生活用水量是通过各种卫生器具和用水设备消耗的,卫生器具的供水能力与所连接的管道直径、配水阀前的工作压力有关。
给水额定流量是卫生器具配水出口在单位时间内流出的规定的水量,为保证卫生器具能够满足使用要求,对各种卫生器具连接管的直径和最低工作压力都有相应规定,详见表2-6。
表2-6中的卫生器具当量是以某一卫生器具的流量为基数,其它卫生器具的流量与该流量的比值,是为方便管道水力计算而引进的概念。
表2-6卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力
序号
给水配件名称
额定流量(L/s)
当量
连接管公称管径(mm)
最低工作压力(MPa)
1
洗涤盆、拖布盆、盥洗槽
单阀水嘴
单阀水嘴
混合水嘴
0.15~0.20
0.30~0.40
0.15~0.20(0.14)
0.75~1.00
1.50~2.00
0.75~1.00(0.50)
15
20
15
0.050
2
洗脸盆
单阀水嘴
混合水嘴
0.15
0.15(0.10)
0.75
0.75(0.50)
15
15
0.050
3
洗手盆
感应水嘴
混合水嘴
0.10
0.15(0.10)
0.50
0.75(0.50)
15
15
0.050
4
浴盆
单阀水嘴
混合水嘴(含带淋浴转换器)
0.20
0.24(0.20)
1.00
1.20(1.00)
15
15
0.050
0.050~0.070
5
淋浴器
混合阀
0.15(0.10)
0.75(0.50)
15
0.050~0.100
6
大便器
冲洗水箱浮球阀
延时自闭式冲洗阀
0.10
1.20
0.50
6.00
15
25
0.020
0.100~0.150
7
小便器
手动或自动自闭式冲洗阀
自动冲洗水箱进水阀
0.10
0.10
0.50
0.50
15
15
0.050
0.020
8
小便槽穿孔冲洗管(每m长)
0.05
0.25
15~20
0.015
9
净身盆冲洗水嘴
0.10(0.07)
0.50(0.35)
15
0.050
10
医院倒便器
0.20
1.00
15
0.050
11
实验室化验水嘴(鹅颈)
单联
双联
三联
0.07
0.15
0.20
0.35
0.75
1.00
15
15
15
0.020
0.020
0.020
12
饮水器喷嘴
0.05
0.25
15
0.050
13
洒水栓
0.40
0.70
2.00
3.50
20
25
0.050~0.100
0.050~0.100
14
室内地面冲洗水嘴
0.20
1.00
15
0.050
15
家用洗衣机水嘴
0.20
1.00
15
0.050
注:
1表中括弧内的数值系在有热水供应时,单独计算冷水或热水时使用。
2当浴盆上附设淋浴器时,或混合水嘴有淋浴器转换开关时,其额定流量和当量只计水嘴,不计淋浴器。
但水压应按淋浴器计。
3家用燃气热水器,所需水压按产品要求和热水供应系统最不利配水点所需工作压力确定。
4绿地的自动喷灌应按产品要求设计。
2.2.2
给水系统所需水压
给水系统中相对于水源点(如直接给水方式的引入管、增压给水方式的水泵出水管、高位水箱)而言,静扬程(配水点位置标高减去水源点位置标高)、总水头损失、卫生器具最低工作压力三者之和最大的配水点称为最不利点。
建筑内部给水系统的水压必须保证最不利点的用水要求,水泵增压给水方式中水泵扬程应该由第1章的式(1-1)和式(1-2)计算确定;对于如图2-5所示的直接给水方式,系统所需水压可按(2-1)式计算:
+H5(2-1)
式中:
——引入管接管处应该保证的最低水压,kPa;
——由最不利配水点与引入管起点的高程差产生的静压差,kPa;
——设计流量通过水表时产生的水头损失,kPa;
——设计流量下引入管起点至最不利配水点的总水头损失,kPa;
——最不利点配水附件所需最低工作压力,kPa;
对于居住建筑的生活给水系统,在进行方案的初步设计时,可根据建筑层数估算自室外地面算起系统所需的水压。
一般1层建筑物为100kPa;2层建筑物为120kPa;3层及3层以上建筑物,每增加1层,水压增加40kPa。
对采用竖向分区供水方案的高层建筑,也可根据已知的室外给水管网能够保证的最低水压,按上述标准初步确定由市政管网直接供水的范围。
竖向分区的高层建筑生活给水系统,各分区最不利配水点的水压,都应满足用水水压要求;并且各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa;对于水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施。
由高位水箱供水的系统,水箱设置高度可由(2-2)式确定:
(2-2)
式中:
——水箱最低动水位标高,m;
——最不利配水点标高,m;
——设计流量下水箱至最不利配水点的总水头损失,m(H2O);
——最不利点配水附件所需最低工作压力,m(H2O)。
2.3给水设计流量与管道水力计算
2.3.1设计流量
给水设计流量是给水系统中的设备和管道在使用过程中可能出现的最大流量,它不仅是确定设备规格和管道直径的主要依据,也是计算管道水头损失,进而确定给水系统所需压力的主要依据。
因此,设计流量的确定应符合建筑内部的用水规律。
根据给水系统中是否存在调节构筑物以及调节构筑物所处位置不同,设计流量可能是最大用水小时的平均秒流量或是卫生器具按配水最不利情况组合出流的最大短时流量,又称设计秒流量。
一般情况下,室内配水管网、气压给水设备、变频调速给水设备、不设高位水箱的增压水泵采用设计秒流量;设有高位水箱的增压水泵采用最大小时平均秒流量;当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时,引入管的设计流量采用设计秒流量;当建筑物内的生活用水全部经贮水池后自行加压供给时,引入管的设计流量采用最大用水小时平均秒流量;当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水,又有自行加压供水时,引入管的设计流量等于直接供水部分的设计秒流量加上加压部分的最大用水小时平均秒流量。
1.最大用水小时平均秒流量
最大用水小时平均秒流量可根据国家制定的生活用水定额、用水单位数、小时变化系数和用水时数,按(2-3)式计算:
(2-3)
式中:
——最大小时平均秒流量,L/s;
——用水单位数,人数或床位数等;
——生活用水定额,L/(人·d),L/(床·d)或l/(人·班)等;
——小时变化系数;
——用水时数,h。
生活用水定额随建筑物类型、卫生器具的设置标准、用水对象不同而不同。
由于我国幅员辽阔,气候条件、生活习惯、水资源状况
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- 第2章 给水系统设计定 给水 系统 设计
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