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建筑给水排水多媒体课件,目录,第二章 建筑内部给水系统,第三章 给水压力与设备,第四章 给水系统计算,第五章 消防给水系统,第六章 建筑排水系统,返回首页,第七章 排水系统计算,第一章绪 论,第八章 雨水排除系统,第九章 热水供应系统,第十章 热水供应系统计算,欢 迎 进 入 第6章,建筑排水系统,第6章 建筑排水系统,建筑内排水系统的分类排水系统的基本要求建筑内排水系统组成排水管道组合类型排水管系中水气流动的物理现象排水管道的布置与敷设,6.1 建筑内排水系统的分类,建筑内排水系统的分类,6.2 排水系统的基本要求,系统能迅速通畅地将污废水排到室外。排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生。管线布置合理，简短顺直，工程造价低。,6.3 建筑内排水系统组成,建筑内排水系统组成图,卫生器具受水器,用来满足日常生活和生产过程中各种卫生要求，收集和排除污废水的设备。,常见卫生器具受水器,便溺器具大便器：坐式，蹲式，大便槽小便器：挂式，立式，小便槽冲洗设备：冲洗水箱（高位，低位），冲洗阀洗涤器具洗涤盆污水盆化验盆地漏,洗浴器具洗脸盆浴盆淋浴器盥洗槽净身盆地漏,大便器,小便器,冲洗设备,洗涤器具,地漏,洗浴器具,排水管道,组成 卫生器具排水管、横支管、立管、总干管、出户管。排水管材 塑料管、铸铁管、钢管和带釉陶土管、玻璃钢管、玻璃管，混凝土与钢筋混凝土管。,排水管道介绍,塑料管 排水塑料管主要是硬聚氯乙烯塑料管(简称UPVC管)。铸铁管 管径在50200mm。钢管 主要用于洗脸盆、小便器、浴盆等卫生器具与横支管间的连接短管，管径一般为32、40、50mm。带釉陶土管 耐酸碱腐蚀，主要用于排放腐蚀性工业废水,室内生活污水埋地管也可用陶土管。,排水管道规格,通气管道,作用 1）向排水管内补给空气，水流畅通，减小气压变化幅度，防止水封破坏。2）排出臭气和有害气体。3）使管内有新鲜空气流动，减少废气对管道的锈蚀。,通气管道的种类,1）伸顶通气管 高出屋面0.3m，且大于积雪厚。管径：在北方，比立管大一号;在南方，比立管小一号。2）专用通气管(管径比最底层立管管径小一级)当立管设计流量大于临界流量时设置，且每隔二层与立管相同。3）结合通气管(不小于所连接的较小一根立管管径)10层以上的建筑每隔68层设结合通气管，连接排水立管及通气管。4）环形通气管 横支管连接6个以上的便器，横支管连接4个以上的卫生器具且管道长度大于12m时设置。5）安全通气管 横支管连接卫生器具较多且管线较长时设置。6）卫生器具通气管 卫生标准及控制噪音要求高的排水系统。,通气管道图,清通设备,作用 疏通建筑内部排水管道，保障排水通畅。类型检查口清扫口检查井,检查口,检查口及设置,设置要求立管上，距地面1.0m，间距10m（塑料排水立管宜每隔6层），机械清通15m。底层、最高层应设置。最冷月平均气温低于13的地区，在最高层离室内棚顶0.5m处设置。,清扫口,清扫口及设置,设置要求横管，隔一定间距设1个。连接2个及2个以上大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上宜设置。塑料排水管，连接4个及4个以上大便器的污水横管上宜设置。水流转角大于45度的排水横管上，应设置。生活污废水横管的直线管段上清扫口的最大距离见右表。,6.3.5 抽升设备,设置位置 在建筑地下室，人防建筑物，高层建筑物的地下技术层等高程很低处，不能靠自流排到室外检查井时设置。污废水提升设备内容污水泵的选择污水集水池容积确定污水泵房设计,集水池,集水池容积 a.水泵自动启动时，集水池容积不小于最大一台泵5min的出水量，水泵每小时启动次数不超过6次。b.水泵手动启动时，生活污水集水池容积不大于6h平均小时污水量，工业废水按工艺要求定。,污水局部处理构筑物,化粪池降温池隔油池医院污水消毒池,化粪池,化粪池原理 是一种利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中悬浮性有机物的最初级处理构筑物。优点 结构简单、便于管理、不消耗动力和造价低。缺点 有机物去除率低，出水呈酸性，有恶臭，臭气污染空气，影响环境卫生。,降温池,设置条件 建筑物附属的发热设备和加热设备排污水及工业废水的排水水温超过城市污水排入下水道水质标准中不大于40的规定时，应进行降温处理。降温池降温的方法 二次蒸发 水面散热 加冷水降温,6.4 排水管道组合类型,无通气立管的单立管排水系统有通气立管的单立管排水系统特制配件单立管排水系统双立管排水系统三立管排水系统,6.4.1 无通气立管的单立管排水系统,适用条件 这种形式的立管顶部不与大气连通，适用于立管短，卫生器具少，排水量少，立管顶端不便伸出屋面的情况。,6.4.2 有通气立管的单立管排水系统,适用条件 排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通，适用于一般多层建筑。,特制配件单立管排水系统,适用条件：在横支管与立管连接处，设置特制配件代替一般的三通；在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件代替一般弯头。适用于各类多层、高层建筑。,双立管排水系统,适用条件 由一根排水立管和一根通气立管组成。适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。,三立管排水系统,适用条件由一根生活污水立管，一根生活废水立管共用一根通气立管组成，属外通气系统，适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑。,6.5 排水管系中水气流动现象,建筑排水特点水封作用及破坏原因排水管中的水流状态,建筑排水特点,流态 建筑内部排水系统中是水、气、固三种介质的复杂运动。其中固体物较少，可以简化为水气两相流。特点间断排水水量变化大，气压不稳定流速变化剧烈事故危害大,6.5.2 水封作用及破坏原因,水封与水封高度水封破坏,水封与水封高度,水封是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化，防止管内气体进入室内的措施。水封的设置：水封设在卫生器具排水口下，通常用存水弯来实施。水封的强度：是指存水弯内水封抵抗管道系统内压力变化的能力，其值与存水弯内水量损失有关。水封水量损 失越多，水封强度越小，抵抗管内压力波动的能力越弱。,各式存水弯,水封破坏,水封破坏是指因静态和动态的原因造成存水弯内水封高度减少，不足以抵抗管道内允许的压力变化值（25mmH2O）管内气体进入室内的现象。水封破坏原因自虹吸损失诱导虹吸损失静态损失（毛细管作用，蒸发）,6.5.3 排水管中的水流状态,排水横管中的水流状态横干管设计要求排水立管的水流基本特征立管中水流运动状态,排水横管中的水流状态,特点竖直下落的污水具有较大的动能，进入横管后，由于改变流动方向，流速减小，转化为具有一定水深的横向流动。冲激流历时短，流速大，来势猛，压力变化大。,横干管水流状态,污水由竖直下落进入横管后，横管中的水流状态可分为：急流段、水跃及跃后段、逐渐衰减段。急流段水流速度大，水深较浅，冲刷能力强。急流段末端由于管壁阻力使流速减小，水深 增加形成水跃。在水流继续向前运动中，由于管壁阻力，能 量逐渐减小，水深逐渐减小，趋于均匀流。,横干管设计要求,设计时应将底层横支管与立管底部最小距离应符合表要求。排水支管连接在排出管或排水横干管上时，连接点距立管底部水平距离不宜小于3.0m。不得小于1.5m。当靠近排水立管底部的排水支管的连接不能满足、两条要求时，排水支管应单独排出室外。排水竖支管接入横干管竖直转向管段时，连接点应在转向处以下，且垂直距离h2不小于0.6m。,排水立管的基本特征,立管内水流状态特点 立管内水流呈竖直下落流动状态，水流能量转换和管内压力变化很剧烈。排水立管水流特点断续的非均匀流 水气两相流 管内压力变化,排水立管中压力分布图,立管中水流运动状态,1）附壁螺旋状态流 水流附着管壁作螺旋运动，空气可以自由流通，气压稳定为大气压。2）水膜流 水膜流具有二个主要特征：会形成短时间的水塞隔膜流，1/31/4充水率。水膜运动由变速运动到匀速运动水膜形成后作加速运动，膜的厚度与下降变速运动的速度成反比，在足够长的管段上，当重力与摩擦力相等时，e不变，v亦不变，此时的流速vt终限流速。3）水塞运动 当流量达到充水率1/3以上时隔膜流形成频繁，形成不易破坏的水塞，水塞引起立管气体压力激烈波动，形成有压冲击流。,立管水流状态图,立管中水膜流运动的动力分析,终限流速与终限长度终限流速计算终限长度计算排水立管的设计负荷,终限流速与终限长度,终限流速 立管内的水流并非作自由落体运动，而是在下降之初具有加速度，e与v成反比。水流下降一段距离后，当水流受到的管壁摩擦阻力P与重力 W达到平衡时，做匀速运动，不再变化。这种一直降落到立管底部保持不变的下落速度。终限长度 自水流入口到开始形成终限流速的距离。,终限流速计算1,重力摩擦力牛顿第二定律：（1）（2）,终限流速计算2,终限流速计算3,将式（2）和 代入（1）（3）当 时，则：（4）（5）,将（5）代入（4）,（6）,由图,在终线流速 Vt 时水膜的厚度et。,终限流速计算4,终限流速计算5,将(7)代入（6）（8）取g=9.81m/s2，若QL/s，dcm；取Kp0.00025m（9）,终限长度计算1,由终线长度定义，对复合函数v=f(L)，L=f(t)取导数演算得 终限长度（10）L自水流入口处起的下落距离。将（3）代入（10）,终限长度计算2,两边积分，经数学运算得,排水立管的设计负荷1,排水立管的允许通过流量按水膜流计算。联立以下三式,排水立管的设计负荷2,水膜流时，立管充水率为,排水立管的设计负荷3,当 时，即；即当当 时，,排水立管的设计负荷4,即当把，对应的(终限状态时)水膜流状态时水膜厚度见下桢表,水膜流状态时水膜厚度,6.6 排水管道的布置与敷设,排水管道的布置排水管道的敷设与安装,排水管道的布置1,1排水立管应设在靠近最脏、杂质最多的排水点处，污水管道的布置应尽量减少不必要的转角及曲折，尽量作直线连接。2生活污水立管不得穿越卧室、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧室相邻的内墙。3明装的排水管道应尽量沿墙、梁、柱作平行设置，以保持美观。4管道的安装位置应有足够的空间以利于拆换管件和进行清通和维护。5排水出户管一般按坡度要求埋设于地下，并宜以最短地距离通至室外。,排水管道的布置2,6.排水管道不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调的上方。7.排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、烟道和风道。8.排水管道不得布置在遇水引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备的上面。9.当排出管与给水引入管布置在同一处进出建筑物时，排出管与给水引入管的水平距离不得小于1.0m。,排水管道的敷设与安装1,在标准较高的建筑内所有的排水管道均暗装。管道的连接方式应满足下列要求卫生器具排水管与排水横支管连接时，可采用90斜三通。排水管道的横管与横管、横管与立管的连接，宜采用45三通、45四通、90斜三通、90斜四通。排水立管与排出管端部的连接，宜采用两个45弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90弯头。排水管应避免轴线偏置，当受条件限制时，宜采用乙字弯管或两个45弯头连接。排水管与室外排水管道连接，排出管管顶标高不得低于室外排水管管顶标高。其连接处的水流转角不得小于90，当有大于0.3m的跌落差时，可不受角度限制。,排水管道的敷设与安装2,排水管必须采取可靠的固定措施，立管必须在每层设置支撑支架，横管一般用吊箍吊设在楼板下。为防止埋设在地下地排水管道受机械损坏，排水管道的最小埋设深度。排水管穿过承重墙或基础处，应预留洞口，且管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，一般不小于0.15m。排水管穿过地下室外墙或地下构筑物的墙壁处，应采取防水措施。排水管外表面可能结露，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施。,排水管道的最小埋设深度,清通设施设置标准,.通气系统的布置与敷设1,生活污水和散发有毒气体的生产污水管道应设伸顶通气管。连接4个及4个以上卫生器具，且长度大于12m 的横支管和连接6个及6个以上大便器的横支管上要设环形通气管。对卫生、安静要求高的建筑物内，生活污水管道宜设器具通气管。器具通气管和环形通气管与通气管连接处应 高于卫生器具上边缘0.15m，按不小于0.01的上升坡度与通气立管连接。,通气系统的布置与敷设2,专用通气立管每隔2层，主通气管每隔810 层设结合通气管与污水立管连接。结合通气管下端宜在污水横支管以下与污水立管以斜三通连接，上端可在卫生器具上边缘以上不小于0.15m处与通气立管以斜三通连接。专用通气立管和主通气立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或检查口以上不小于0.15m处与污水立管以斜三通连接，下端在最低污水横支管以下与污水立管以斜三通连接。通气立管不得接纳污水、废水和雨水，通气 管不得与通风管或烟道连接。,欢 迎 进 入 第7章,建筑排水系统的计算,第7章 建筑排水系统的计算,排水定额设计秒流量排水管网的水力计算庭院排水建筑排水计算实例,7.1 排水量定额,表示方式每人每日排放的污水量与时变化系数卫生器具排水定额生活每人每日排放的污水量与时变化系数同给水，平均时和最高时排水量的计算办法也同给水，结果用来设计污水泵，化粪池等。卫生器具排水定额见下祯表，是计算设计流量和确定管经的依据。,卫生器具排水定额,排水当量.l/s，是以污水盆排水量.l/s定义的。其他卫生器具排水当量排水流量.该表还是选择器具排水管的依据。,7.2 设计秒流量,概念 排水设计流量应是建筑内部的最大排水瞬时流量，即设计秒流量。设计秒流量计算方法按同时排水百分数计算按排水当量数计算,按同时排水百分数计算设计秒流量,计算公式 qu计算管段排水设计秒流量，L/s；qp同类型的一个卫生器具排水流量，L/s；n0同类卫生器具数；b卫生器具同时排水百分数，冲洗水箱大便器按计算，其他器具同给水。计算说明 若计算出的设计秒流量小于一个最大卫生器具流量时，应取最大卫生器具流量作为设计秒流量。适用建筑 工业企业生活间，公共浴室，洗衣房，公共食堂，实验室，影剧院，体育场等用水集中的建筑。,7.2.2 按排水当量数计算设计秒流量,计算公式,公式使用说明,当计算的设计秒流量小于管段所有卫生器具排水流量之和时，应以其和为该段设计秒流量。适用建筑：集体宿舍，旅馆，住宅，旅馆，医院，疗养院，休养所等用水分散性建筑物。,7.3 排水管网的水力计算,横管水力计算设计规定计算方法立管水力计算通气管道计算,7.3.1 横管水力计算设计规定,（1）充满度 h/D 1（2）设计流速vminv vmax（3）管道坡度IImin（4）管径D Dmin,设计充满度,充满度 h/D（管道）或h/（渠道）设计充满度 h/D 1（非满流设计）排除气体 调节压力波动 容纳高峰流量,h,h,D,排水管道设计最大充满度,各种排水管道的自清流速,自清流速是水流能带走污物的最小流速与污物成分，管径等有关,管道坡度,通用坡度与最小坡度生活污水管道的坡度工业废水管坡度塑料管的坡度,生活污水管道的坡度,工业废水管坡度,塑料管的坡度,最小管径,最小管径 d50mm 接大便d100mm大便槽排水管 d150mm公共食堂，医院污水盆排水支管,小便槽和连接个及以上小便器的排水支管 d75、干管 d100,横管水力计算方法,计算公式qu 排水设计秒流量，m3/s；w水流断面积m2；v流速，m/s；R水力半径，m；I水力坡度，即管道坡度；n管道粗糙系数可直接查水力计算表计算。,横管水力计算表,横管水力计算表,横管水力计算表,横管水力计算表,7.3.3 立管水力计算,种类设伸顶通气设专用通气立管设特制配件伸顶通气无通气立管的通水能力,排水管道组合类型,排水立管最大允许排水流量,塑料立管最大排水能力,通气管道计算,单立管排水系统伸顶通气与排水立管同径（南方）或大一号（北方）双立管排水系统 一般不宜小于污水立管管径的1/2。最小管径按照下祯表计算。当管长大于50m的时候，通气立管管径与排水立管相同。,通气管道计算,三立管排水系统和多立管排水系统 有根以上排水管与根通气管连接时，应按最大一根排水立管查通气管最小管径表确定共用通气立管管径，且不得小于最大排水管的管径。共用横向通气管管径按照下式计算：,通气管的管径,7.4 庭院排水,排水体制 1.分流制（生活污水、生活废水、雨水）2.合流制（生活污水雨水）排水管道布置原则 1.沿道路及建筑物周围呈直线平行布置。2.与其他管道及建筑物之间距离应符合要求。3.埋深、检查井设置、管道连接方式及接口同室外排水设计规范。,设计计算,最小管径表,7.5 计算实例1,计算实例2,实例解,计算实例实例解,实例解,欢 迎 进 入 第8章,建筑雨水排除系统,第8章 建筑雨水排除系统,建筑雨水排水系统任务建筑物雨水系统分类雨水内排系统流动的物理现象雨水排除系统的计算,8.1 建筑雨水排水系统任务,是建筑物给排水系统的重要组成部分任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。,8.2 建筑物雨水系统分类,建筑物雨水系统分类,建筑物雨水系统分类,檐沟排水,组成 檐沟、水落管管径：75mm，100mm。80*100，80*120间距812m。适用 居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑。排除方式 屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。,檐沟排水图,8.2.2 天沟外排水,概念 天沟是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水道。组成 天沟，雨水斗，排水立管排水方式 雨水屋面天沟立管地面或管道天沟长度 4050m，i=0.003适用 长度100m的多跨工业厂房,天沟排水,适用于排除大型屋面的雨、雪水。特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。,天沟外排水图,内排水系统,内排水系统的概念与应用内排水分类按雨水斗多少分按有无压力分内排雨水系统組成,内排水系统的概念与应用,概念 内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。适用 屋面跨度大、屋面曲折（壳 形、锯齿形）、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况。,内排水图,内排水雨水管道,内排水分类1,单斗雨水排水系统系统 悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。多斗雨水排水系统系统 悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于4个）的系统。选择 在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水，以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排水能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单斗的80%。,内排水分类2,敞开系统 为重力排水，检查井设置在室内，敞开式可以接纳生产废水，省去生产废水的排出管，但在暴雨时可能出现检查井冒水现象。密闭系统 雨水由雨水斗收集，进入雨水立管，或通过悬吊管直接排至室外的系统，室内不设检查井。密闭式排出管为压力排水。选择 为安全可靠，宜采用密闭式排水系统。,内排雨水系统組成,雨水斗连接管：与雨水斗同径100mm。悬吊管：空中吊设，适当位置接立管。i0.005；端头及15m的悬吊管上要设检查口。管材一般为铸铁，固定在墙梁衍架上。立管：与悬吊管同径，且不宜大于300mm,距地面 1.0m设检查口。排出管：DN立管管径。埋地横管：DN200附属构筑物：检查井敞开式；管件封闭式,内排水系统组成图,密闭式内排水,开敞式内排水,雨水斗作用,雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水。对进水具有整流、导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；具有拦截粗大杂质的作用。,各式雨水斗,雨水斗设计,形式 65型、79型、87型。直径 75，100，150，200mm布置要点 雨水斗布置时除按水力计算确定雨水斗的间距和个数，还应考虑建筑结构的特点。伸缩缝、防火墙、沉降缝。87斗系统的立管承接的雨水斗宜在同一层位上。虹吸式系统的雨水斗宜在同一水平面上，各雨水立管单独排除。,内排水组件1,连接管 连接雨水斗与悬吊管的短管。悬吊管 悬吊管与连接管和雨水立管连接，见雨水内排水系统图，对于一些重要的厂房，不允许室内检查井冒水，不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。立管 接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。排出管 将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设 计时，要留有一定的余地。,内排水组件2,埋地横管 密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井之间的管为埋地敷设。检查井 雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于清通，室内雨水埋地管之间要设置检查井。设计时应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于 0.7m。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上水流转角不得小于135。,检查井连接图,屋面雨水系统的特点比较,8.3 内排系统流动的物理现象,单斗系统雨水斗泄流状态悬吊管和立管内的压力变化埋地横管的水气流动多斗系统概念与特点多斗系统的泄流规律,雨水斗泄流状态,雨水斗泄流状态分三个阶段初始阶段 Q-h:泄流量和h速度缓慢。Q-K:K急剧上升，在tA处达到最大。Q-P：压力增加但变化缓慢。水气两相重力流过渡阶段 Q-h：h增加缓慢近似线性,泄流量增长速率小。Q-K：K，tB时 K=0。Q-P：管内压力增加较快。水气两相压力流 饱和阶段 Q-h：Q基本不增加。Q-K:K=0，Q不增加，h，泄水由抽力进行。单相压力流。,雨水斗前水流状态图,泄流量与掺气量，压力的关系,泄流量与天沟水深，时间的关系,悬吊管和立管内的压力变化,流态 压力流，气水混合两相流。压力变化特点 掺气量越大，压力变化幅度越大。压力零点位置随泄流量的增加而上移，满流时位置达到最高点。注意点 正压区接支管应谨慎。,埋地横管的水气流动,水流特点水流掺气半有压非满 波动水跃的流动状态注意点和立管连接处有很大的正压，在一定范围内不能接排水支管建筑屋底层卫生器具有时会冒水,埋地横管的压力分布图,多斗系统,概念 一根悬吊管上接几个（一般不超过4个）雨水斗。特点 一根悬吊管上的不同位置的雨水斗的泄流能力不同，距离立管越远的雨水斗，泄流量越小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。气水两相流，各斗雨水泄流到立管的水力阻力，因配件及立管负压抽吸作用影响不同而有差别。实测资料 近斗泄流能力为远斗泄流能力的数十倍，远斗由于少受或不受立管负压抽吸作用影响。天沟水位高，泄流量亦不会明显增加，故多设亦无实际意义。,多斗系统雨水泄流规律,8.4 排雨水系统的计算,雨量计算水力计算单斗系统水力计算多斗系统水力计算,雨量计算,计算公式,单斗系统水力计算1,1雨水斗泄流量计算(单斗),单斗系统水力计算2,2.雨水斗排泄雨水面积,3.连接管 与雨水斗同径。,单斗系统水力计算3,4.管道的泄流能力(单斗)列1-1与2-2断面方程：,单斗系统水力计算4,5排出管 与立管同径，可以放大一号。6.埋地横管泄流量 埋地横管按单相流计算。开式系统非满流，充满度 闭式系统满流。,多斗系统水力计算,1雨水斗 雨水斗设计流量按下表取值。表 87、65型雨水斗设计流量2悬吊管,多斗悬吊管(金属管)最大排水能力,多斗悬吊管（塑料管）最大排水能力,3立管4.排出管和其他横管 按悬吊管计算。,多斗系统水力计算,欢 迎 进 入 第9章,热水供应系统,第9章 建筑内部热水供应,热水供应系统的任务热水供应系统分类热水供应系统组成热水供应系统供水方式加热设备和器材热水管道的布置与敷设,9.1 热水供应系统的任务,热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是对水温有特殊的要求。供水必须满足用水点对水温、水量，水压，水质的要求，因此热水系统除了水的供应系统：管道、用水器具等外，还有“热”的供应，热源、加热系统等。,9.2 热水供应系统分类,集中热水系统,特点 供水范围大，热水集中制备，管道输送到各配水点。适用 适用于使用要求高，耗热量大，用水点多且分布较密集的建筑。热源 应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热，如无以上热源，应优先采用能保证全年供热的城市热力管网或区域性锅炉房供热。,局部热水供应系统,特点 供水范围小，热水分散制备，配水点较少，且和热源靠近，热水管路短，热损失小。适用 适用于使用要求不高，用水点少且分散的建筑。热源 宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。,区域性热水供应系统,在热电厂、热交换站将水集中加热后，通过热力管网输送到整个建筑群、居民区、城市街坊或整个工业企业的热水系统。,9.3 热水供应系统组成,1.热媒系统（第一循环系统）由热源、水加热器和热媒管网组成。工作过程：锅炉产生的蒸汽或过热水通过热媒管网送到水加热器加热冷水，经过热交换，蒸汽变成冷凝水，靠余压再送到冷凝水池，冷凝水和新补充的软化水经冷凝循环泵再送回锅炉加热为蒸汽。,热水供应系统组成,2.热水系统（第二循环系统）由热水配水管网和回水管网组成。工作过程 被加热到一定温度的热水，从水加热器中出来经配水管网送至各个热水配水点，而水加热中的冷水由屋顶的水箱或给水管网补给。为了保证用水点的水温，在立管和水平干管甚至支管处设置回水管，使部分热水经过循环水泵流回水加热器再加热。3附件包括蒸汽、热水的控制附件及管道连接附件。,9.4 热水供水方式,按加热方式分直接加热热媒与冷水直接混合；间接加热传热面传递能量。按循环与否分全循环配水干管、立管设回水管，保证任意点水温；半循环只在干管设回水管道，保证干管水温。,热水供水方式,按循环动力分自然循环利用热网中配、回管网中的温度差形成自然循环作用水头，使管网维护一定的循环流量，以补偿热损失，保证一定的供水水温；机械循环利用水泵强制水在热水管网内循环，造成一定的循环流量。,热水供水方式,按管路布置图式分 上行下给式 下行上给式按热媒种类分 蒸汽 高温水按系统是否敞开分 开式热水系统配水点关闭，系统仍与大气相通 闭式热水系统配水点关闭，系统不与大气相通,9.4.1 直接加热供水方式,特点：热水锅炉将冷水直接加热到所需的温度，或将蒸汽直接通入冷水混合制备热水。前者热效率高，节能；后者设备简单，热效率高，不需凝水管，但噪音高，运行费用高。适用：适用于具有合格的蒸汽热媒，且对噪音无严格要求的公共浴室，洗衣房、工矿企业等。,间接加热供水方式,特点 将热媒通过水加热器把热量传递给冷却水达到加热冷水的目的，在加热过程中热媒和冷水不接触。该方式冷凝水可重复使用，运行费用低，不产生噪音，供水稳定。适用 适用于要求供水稳定、安全、噪音要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。,直接加热与间接加热图,间接加热并冷却系统,9.4.3 全循环供水方式,特点 指热水干管、立管及支管均能保持热水的循环，各配水龙头随时打开都能提供符合设计水温要求的热水。适用 适用于有特殊要求的高标准建筑中，如：高级宾馆、饭店、高级住宅等。,全循环供水方式图,9.4.4 半循环供水方式,特点 半循环供水方式又分为立管和干管循环供水方式。前者是指热水干管和立管均能保持热水的循环；后者是指仅保持热水干管的热水循环。适用 干管循环用于全日供应热水的建筑和设有定时供水的高层建筑中；后者多用于定时供应热水的建筑中。,半循环供水方式图,半循环：干管循环方式,不循环供水方式,特点 没有循环管道，适用于定时供热水系统，如公共浴室、旅馆等，每天定时供应热水，其他时间没有热水，一般不设循环管道，节约投资。适用 适用于热水供应系统较小，使用要求不高的定时供应系统，如：公共浴室、洗衣房等。,不循环供水图,开式与闭式供水方式,9.5 加热设备和器材,加热设备加热器材,加热设备,小型锅炉水加热器容积式水加热器快速加热器半容积式水加热器半即热式水加热器热水箱,小型锅炉,燃煤锅炉燃气锅炉燃油锅炉电锅炉,容积式水加热器,容积式加热器是内部设有热媒导管的热水贮存器，具有加热冷水和贮存热水两种功能。组成：贮水罐：钢板、密闭压力容器。盘管：铜、钢热媒：蒸汽、高温水特点：具有较大的贮存、调节能力；出水温度稳定；水头损失小；传热系数小，热交换效率低；占地面积大，容积利用率低。适用：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量场所。,容积式水加热器图,快速加热器,快速加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换的一种间接加热设备。特点效率高、体积小、安装搬运方便；无调节能力、水头损失大、在热媒或被加热水的压力不稳定时，出水温度波动大。,快速加热器类型,按热媒分 水水：以高温水为热媒 汽水：以蒸汽为热媒按导管分单管式多管式板式管壳式波纹管式螺旋管式,多管式汽水快速加热器图,单管式汽水快速加热器图,半容积式水加热器,半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。组成贮水罐内藏式快速换热器内循环泵特点 体型小、加热快、换热充分、供热温 度稳定、节水节能，但对循环泵要求质量高。,循环泵作用,提高被加热水流速，增大传热系数和换热能力克服水头损失形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐利用率,半容积式水加热器图,HRV半容积换热器图,半即热式水加热器,半即热式水加热器是带有超前控制，具有量贮存容积的快速式水加热器。特点有预测温控装置，出水温度稳定传热系数大，换热速度快体积小，占地面极小，水流停留时间短，能有效的防止军团菌的滋生自动除垢。,半即热式水加热器,热水箱,类型直接加热水箱：在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器。间接加热水箱：在水箱中安装排管或盘管。适用 公共浴室等用水量大而均匀的定时热水供应系统。,加热器材,自动温度调节装置减压阀疏水器自动排气阀自然补偿管道和伸缩器膨胀管和膨胀罐,自动温度调节装置,位置 安装在水加热设备的热媒管道上控制出水温度，以节水节能。类型直接温度调节装置：温包自动调节阀控制热媒量间接温度调节装置：温包电触点温度计变速开关阀门,自动温度调节装置原理,温度调节器类型直接式自动温度调节装置间接式自动温度调节装置直接式应直立安装，温包放置在水加热器热水出口的附近，它把感受到的温度传给温度调节器，自动调节热媒流量达到自动调温的目的。间接式温包把温度传给电触点温度计，当温度计指针转到大于或低于规定的温度触点时，自动启动电机关小或开大阀门，调节热媒流量，自动调温。,自动温度调节器,自动温度调节器图,减压阀,原理 利用流体通过阀瓣产生阻力而减压型式 波纹管式、活塞式、膜片式计算,减压阀图,疏水器,作用：保证冷凝水及时排放、防止蒸汽漏失位置：安装于以蒸汽为热媒、间接加热，第一循环系统凝结水管道上。型式:浮筒式、吊桶式、热动力式。选择计算：P疏水器前后压差，Pa P50kPa PP1-P2 G疏水器排水量 G kg/h；A排水系数；d疏水器排水阀孔径.,疏水器图,自动排气阀,作用：排出上行下给管网中热水气化产生的气体，以保证管内热水畅通。位置：在管网的最高处安装自动排气阀。,自动排气阀,自然补偿管道和伸缩器,作用：适应管道热伸长的措施补偿方式自然补偿 利用管路布置时形成L、Z型转向，在转弯前后的直线段上设置固定支架。伸缩器补偿 套管伸缩器：适用于管径DN100mm，伸长 量250400mm。方型伸缩器：安全可靠、不漏水，但占用 空间大。波型伸缩器：安装方便、节省面积、外形 美观、耐高温。,自然补偿管道和伸缩器图,钢管热伸长量,计算公式 L0.012（t2r-t1r）L 式中：L 钢管热伸长量。mm；t2r 管中热水最高温度，；t1r 管道周围环境温度，一般取 t1r5；L 计算管段长度，m；0.012 普通钢管的线膨胀系数mm/m.,膨胀管高度（见右图）,膨胀管和膨胀罐,膨胀管和膨胀罐,膨胀管最小管径 膨胀罐：利用密闭膨胀罐的容积，调节热水管 网中水受热后的膨胀量。,闭式膨胀水箱,9.6 热水管道的布置与敷设,干管的直线段应设置足够的伸缩器。横管和立管连接处应采取乙字弯。为了便于排气和泄水，热水横管应有与水流相反的坡度，其值一般0.003，并在管网最低处设置泄水阀，以便检修时泄空存水。管道穿楼板、基础及墙壁应该套管，让其自由伸缩。水加热器或贮水器的冷水供水管和机械循环回水管上应设止回阀。,欢 迎 进 入 第10章,热水供应系统的计算,第10章 热水供应系统的计算,水质、水温及热水用水量定额热水量、耗热量、热媒耗量的计算加热器及贮存设备的选择计算热水管网的水力计算热水管网计算算例,10.1 水质、水温及热水用水量定额,水质水质应符合我国现行的生活饮用水卫生标准;钙镁离子含量：日用水量357mg/L时，需进行水质处理。水温冷水计算水温为当地最冷月平均水温，按下桢表选用。热水水温按按下桢表选用。用水定额按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。,冷水计算水温,热水计算水温,热水用水定额,热水用水定额,10.2 给水系统的计算,设计用水量计算 耗热量计算 热媒耗量计算,设计用水量计算,按用水单位数计算 Qr设计小时用水量，L/h；m用水计算单位数，人数或床位数；Kh热水小时变化系数；qr热水用水量定额，L/人d或L/床d。,设计用水量计算2,按使用热水的卫生器具数计算 Qr 设计小时用水量，L/h；qh 卫生器具的小时用水定额，L/h；b 同类卫生器具同时使用百分数；Kr 热水混合系数。,热水混合系数,根据混合水、冷水、热水以及水温之间的关系，按照热平衡方程式，求出冷热水混合百分数。Qr+QL=Qh QrtrCB+QLtLCB=QhthCB热水占混合水的百分数系数 Kr tr热水系统供水温度，th混合后卫生器具出水温度，tL冷水计算温度，,耗热量计算,计算公式 W 设计小时耗热量，kJ/h；Qr 设计小时热水量，L/h；CB 水的比热，kJ/Kg；tr 热水温度，；tL冷水计算温度，。,10.2.3 热媒耗量计算,采用蒸汽直接加热 Gm 蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；W 设计小时耗热量，kJ/h；I 蒸汽热焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表决定。Qhr蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/h，Qhr=C t,热媒耗量计算2,采用蒸汽间接加热 Gmh 蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；蒸汽的气化热，可查表决定；W 设计小时耗热量，kJ/h。,热媒耗量计算3,采用热水间接加热 Gms 蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kJ/h；tmc 热媒热水供应温度，；tmz 热媒热水回水温度，；Q、CB同上。,10.3 加热器及贮存设备的选择计算,传热面积的计算 Fp 水加热器的传热面积，m2；W 制备热水所需的热量,可按设计小时耗热量计算，W；传热效率的修正系数，热损失附加系数，一般取1.11.2；K 传热材料的传热系数，W/m2；tj 热媒和被加热水的计算温差，；,贮水器容积的计算,理论法 建筑内热水用水曲线逐时耗热曲线根据逐时耗热曲线绘出耗热积分曲线拟定供热曲线经验法 贮水器的贮热量可按经验，由下表确定。,10.4 热水管网的水力计算,第一循环系统计算 目的：确定热媒系统的D、第二循环系统（配水管、回水管系统）计算 目的：确定热水系统的D、,第二循环系统的计算,配水系统计算内容确定DN及（系统所需总水压）计算方法 同冷水，但因水温高,粘滞系数小于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热水水力计算表.计算条件,热水水力计算表,回水管系,自然循环计算内容 确定管网的自然压力、回水管经、循环流量及循环流量在配水、回水管路中的水头损失。实现自然循环条件 Hzr1.35Hx,回水管系,循环作用水头 Hzr 第二循环系统的自然循环压力值，Pa；h 锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m；r2 最远处立管管段中点的水的比重，kg/m3；r1 配水主立管管段中点的水的比重，kg/m3。,管网循环流量,管段的热损失 Ws 计算管段热损失,kJ/h；K 无保温时管道的传热系数，kJ/(m2h)；保温系数；tj 计算管段周围空气温度，；D 管道的外径，m；L 计算管段的长度，m；tc 计算管段的起点水温，；tz 计算管段的终点水温，。,管段的循环流量,管段的循环流量 Qx循环流量，L/s；CB水的比热，kJ/kg；tc、tz计算管路起点、终点的水温，；Ws计算管段的热损失，kJ/h。,计算方法与步骤1,选择计算管路（管路最长、水头损失最大）。按冷水计算方法确定配水管路的管径。初选回水管径，比相应配水管小1#2#。选定计算管路水温降落值（从加热器出口