3建筑排水管道的布置敷设与安装土木工程学院Word下载.docx
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薛永飞
职称
副教授
院（部）
实践教师
上课日期
2014年9月1日
第1讲
章节
第一章绪论
教学目的要求
1.掌握流体定义
2.流体受力表现与性质
3.理解流体运动状态
重点及处理方法
流体力学的术语，讲演
难点及处理方法
粘性的术语，讲演
授课方式
多媒体讲授
时间
分配
教学内容
建筑设备技术基础知识
第1章流体运动的基本规律
1.1流体的主要物理性质
1.1.1质量密度和重力密度
1.1.2流体的压缩性和热胀性
（1）液体的压缩性和热胀性
1）液体的压缩性
体积压缩率
2）液体的热胀性
体积膨胀系数αV
3）等压过程
5）多变过程
多变过程方程：
牛顿内摩擦定律
1.2流体运动的参数、分类和模型
1.2.1描述流体运动的几个主要物理参数
1）压力（p）
理想流体之间相互的作用力是以压力表达。
2）流量
单位时间内流体流过某控制断面的流体量称为流量。
3）断面平均流速（v）
断面平均流速
1.2.2流体运动的分类与模型
（1）流线与迹线
1）流线
流体运动时，在某一时刻流体中通过连续质点绘制的曲线，这条曲线就称为该时刻的一条流线。
2）迹线
流体运动时，流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线。
流线与迹线是两个完全不同的概念。
（2）压力流与无压流
1）压力流
流体在压差作用下流动时，流体与固体壁周围都接触，流体无自由表面。
2）无压流
重力流。
指液体在重力作用下流动时，液体的一部分周界与固体壁相接触，另一部分则与空气相接触，形成自由表面。
（3）恒定流与非恒定流
（4）均匀流与非均匀流
（5）流管与总流及流动模型
1）流管
在研究流体运动基本规律中，取总流代表实际流体，并且忽略其粘滞性以及在一定条件下不计流体压缩性和热胀性称为不可压缩性流体；
考虑其压缩性和热胀性的流体称为可压缩性流体。
理论上称这些流体为流动模型。
1.3一维流体恒定流的连续性方程
1.4一维流体恒定总流能量方程
1.4.1恒定总流实际液体的能量方程
伯努里方程式:
水头损失
1.5流动阻力和流动状态
1.5.1流体流动的两种形态——层流和紊流
细流，层流，紊流
非圆管流中的雷诺数为
写成压头损失的形式
1.5.3沿程阻力系数λ和流速系数C的确定
（1）尼古拉兹实验曲线
尼古拉兹实验装置如图1.11所示
1）层流区
2）层、紊流转变的过渡区
3）紊流区
（2）沿程阻力系数的一些经验公式
1）对于通风管道，采用柯罗布鲁克公式
（3）流速系数C的经验公式
1）曼宁公式
15分钟
35分钟
10分钟
20分钟
主要教学方法与
手段
讲授法讲演
课后作业
参考资料
见参考书
教学后记
2014年9月8日
第2讲
传热方式
电工基础知识
建筑设备总论
传热方式的理解，讲演
复习
传热原理
2.1导热（热传导）
2.1.1导热
所谓导热是指温度不同的物体直接接触时，或物体内部温度不同的相邻部分之间，热由高温侧向低温侧传递的现象。
2.1.2导热量
平壁导热公式
一维稳定导热的傅立叶定律表达式
（1）多层平壁
三层平壁的每层
或通过单位长度管状的热流量
2.2.2对流换热
工程上最关心的是流动着的流体与温度不同的壁面接触时，它们之间所发生的热量交换过程，例如，管内流动的热水与管内壁面间的换热，称之为对流换热。
2.2.3对流换热的计算
方程式
2.3热辐射及辐射换热
2.3.1热辐射
所谓热辐射指依靠物体表面向外发射热射线来传递能量的现象。
2.3.2辐射能的计算
黑体的辐射能
2.3.3辐射换热的计算
2.4传热过程及传热系数
2.4.1稳定传热方程
总的传热量
3.1电流、电压、电阻与电功率
3.1.1电源与电流
电源是一种将非电能转换成电能的装置，该装置将化学能或机械能转换为电能。
电流是带电质点在物体中作有规则的运动，大小为单位时间内通过导体横截面的电荷量
3.1.2电位、电压（U）与电动势（E）
电路中某点的电位是指电场力将单位正电荷从该点移动到参考点（零点位）所做的功。
电路中某两点的电压是指该两点间的电位差，即电场力将单位正电荷从某点移动到另一点所做的功，度量单位为伏特（V）。
电源内部分离电荷使电源两个极上堆积大量的正、负电荷形成电位差，而维持电位差的能力称为电动势（E），其单位为伏特（V）。
3.1.3电阻（R）
3.1.4电路
（2）一段含源电路的欧姆定律
（3）单一闭合回路的欧姆定律
3.1.7克希荷夫定律
克希荷夫第一定律（KCL）：
在分支电路中，三条或三条以上的通电导线会合的一点，称为分支点或节点。
在任一节点处，流向节点的电流之和等于流出节点的电流之和，若规定流入节点电流为正则流出该节点电流为负。
则在同一瞬时和同一节点相联的各支路电流的代数和恒等于零。
3.2电磁效应与电磁感应
3.2.1电磁效应
磁感应强度（磁通密度）与磁通二者的关系
3.2.2电磁感应
（1）感应电动势
（2）涡流、自感与互感
①自感
（2）电阻的串联和并联
1）电阻串联
2）电阻并联
3）混联电路
3.3.2交流电源与交流电路
（1）单相正弦交流电源
正弦交流电数学式
相位差
（2）单相交流电路
1）纯电阻交流电路
2）纯电感交流电路
纯电感电路的瞬时功率
3）电阻、电感串联交流电路
电压最大值和相位角
欧姆定律
瞬时电流表达式
容抗
2）三相交流电压——三相四线供电及三相三线供电
3）三相交流负载电路
3.4变压器工作原理
3.4.1变压器工作原理源于电磁感应原理
40分钟
50分钟
2014年9月15日
第3讲
第一章建筑给水系统
掌握建筑内部给水系统的分类及组成
掌握建筑内部给水方式及特点
了解建筑内部给水管道的布置与敷设
了解高层建筑给水系统的特点
掌握高层建筑给水方式的选择
给水方式，讲演
给水方式，讲演与讨论
项目1.1建筑室内给水系统的分类和组成
1.1.1建筑内给水系统的分类
1．生活给水系统
2.生产给水系统
3.消防给水系统
1.1.2室内给水系统的组成
1引入管又称入户管，是一个与室外供水管网连的总进水管。
2水表节点水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的阀门、泄水装置的总称。
（1）水表：
是一种计量用水量的仪表，如图1-2所示。
水表的分类方法很多：
（2）阀门：
关闭管网，以便修理和拆换水表。
（3）泄水阀：
检修时放空管网，检测水表精度、测进户点压力。
（4）旁通管：
提高安全供水的可靠性。
3.给水管网 建筑给水管网包括：
给水干管、立管和支管。
工程中常用的给水管材有：
（1）金属管
（2）塑料管：
（3）复合管
（4）管材的选择
5）当采用塑料管材时，系统压力≯0.6MPa，水温不超过管材的规定；
6）给水泵房内管道宜采用法兰连接的衬塑钢管或涂塑钢管及配件。
4.给水附件给水附件指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向以及断流后便于管道、仪器和设备检修用的各种阀门。
配水附件——各式龙头；
控制附件——截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀等。
常用阀门如图1-4所示。
（1）截止阀：
水流单向流动；
管径≯50mm；
需要调节流量、水压；
经常启闭的管段上。
闸阀、蝶阀：
水流需双向流动；
管径＞50mm。
空间小的部位宜采用蝶阀。
（3）止回阀：
阻止管道中水的反向流动。
按结构形式分为旋启式和升降式两种。
（4）其它阀门
5.升压和贮水设备
6.计量仪表
项目1.2给水方式
1.2.1给水方式
直接给水方式
供水方式：
室外管网与室内管网直接相连，利用室外管网水压直接工作。
特点：
系统简单，安装维护可靠，充分利用室外管网压力，内部无贮水设备，外停内停。
水泵水箱供水方式
（1）单设水箱供水
室内外管道直接相连，屋顶加设水箱，室外管网压力充足时（夜间）向水箱充水；
当室外管网压力不足时（白天），由水箱供室内用水。
特点：
1）节能2）无需设管理人员3）减轻市政管网高峰负荷（众多屋顶水箱，总容量很大，起到调节作用）4）屋顶造型不美观5）水箱水质易污染。
（2）水泵水箱联合供水
适用：
室外管网压力经常不足且室内用水又不很均匀的供水方式，水箱充满后，由水箱供水，以保证用水。
特点：
水泵及时向水箱充水，使水箱容积减小，又由于水箱的调节作用，使水泵工作状态稳定，可以使其在高效率下工作，同时水箱的调节，可以延时供水，供水压力稳定，可以在水箱上设置液体继电器，使水泵启闭自动化。
3.水泵给水方式
（1）恒速泵
室外管网压力经常不满足要求，室内用水量大且均匀，多用于生产给水。
（2）变频调速泵供水
当建筑物内用水量大且用水不均匀时，可采用变频调速供水方式。
变负荷运行，节省减少能量浪费，不需设调节水箱。
4.分区给水方式
供水方式：
下区由市政管网压力直接供水；
上区由水泵水箱联合供水，两区间设连通管，并设阀门，必要时，室内整个管网用水均可由水泵、水箱联合供或由室外管网供水。
5.气压给水方式 外部给水管网不能满足内部用水点水压要求，水压经常不足，且用水量不均匀而又不宜或无法设置高位水箱的场合，可采用气压给水方式。
气压结水方式利用气压水罐调节水量和控制水泵运行。
其优点是能满足用水点水压要求，不需没高位水箱，供水可靠、卫生。
1.2.2室内给水系统的管路式
1.下行上给式：
水平干管敷设在地下室天花板下，专门的地沟内或在底层直接埋地敷设，自下向上供水。
民用建筑直接从事外管网供水时，多采用此方式。
2.上行下给式：
水平干管设于顶层天花板下，吊顶中，自上向下供水。
项目1.3室内给水管道的布置和敷设
1.3.1给水管道的布置
1.引入管
2.室内给水管网布置与建筑性质、外形、结构状况、卫生器具布置及采用的给水方式有关
力求长度最短,尽可能呈直线走，平行于墙梁柱，照顾美观，考虑施工检修方便。
干管尽量靠近大用户或不允许间断供水，以保证供水可靠，减少管道转输流量，使大口径管道最短。
不得敷设在排水间、烟道和风道内，不允许穿过大小便槽、橱窗、壁柜、木装修。
避开沉降缝，如果必须穿越时，应采取相应的技术措施
车间内给水管道可架空可埋地，架空时，不得妨碍生产操作及交通，不在设备上通过。
不允许在遇水会引起爆炸、燃烧或损坏的原料、产品、设备上面布管道。
埋地应避开设备基础，避免压坏或震坏。
给水管道的敷设方式
3.引入管安装
1）引入管敷设时，应尽量与建筑物外墙垂直。
在穿过建筑物基础时，应预留孔洞或预埋钢套管，直径比引入管大200mm,引入管管顶距洞顶或套管顶大于100mm,孔洞与管道之间的间隙用黏土填实，两端用1:
2水泥砂浆封口；
在由基础下部进入室内或穿过建筑物地下室进入室内时，用混凝土支座支撑。
2）防冰防压室外部分管顶标高在冰冻线以下20cm；
覆土深度不小于0.7~1.0m。
4.水表安装
水表应安装在便于检修和读数，不受曝晒、不结冻、不受污染及机械损伤的地方。
螺翼式水表前应有8~10倍公称直径的直线段
旋翼式水表前后应有300mm直线段，以保证表前水流平稳，计量准确。
1.3.3管道防腐、防冻、防露、防漏的技术措施
项目1.4高层建筑给水系统
工程实例：
重庆建筑大学设计的重庆医科大学附属第一医院外科大楼，总建筑面积37756m2，地下有两层，地上有二十三层，建筑高度89.1m。
生活给水系统采用分区给水方式，四层及四层以下由城市管网直接供水，五层及五层以上由贮水池——水泵——屋顶水箱——减压阀减压给水，高区部分有两个分区。
1.4.1高层建筑给水系统的特点
当建筑高度很大时，若采用同一个供水系统供水，建筑底层的配水点所受到的静水压力会很大，将会产生以下弊端:
（1）配水龙头开启时，水流喷溅严重，使用不便。
（2）当配水龙头及阀门关闭时容易产生水锤，不但会引起噪音还会损坏管道及附件，造成漏水。
（3）由于压力过高，龙头、阀门等给水配件容易受到磨损.缩短使用寿命，同时增加了维修工作量。
（4）流速过大，会产生水流噪声、振动噪声，影响室内安静。
1.4.2高层建筑给水方式
高区部分可以采用的分区给水方式有：
高位水箱给水方式；
气压罐给水方式；
变频调速水泵给水方式；
无负压供水。
1.高位水箱给水方式
高位水箱给水是应用较为普遍的一种高楼供水方式。
它主要由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网组成。
高位水箱在给水系统中的作用，主要是贮水、调节水量和稳定水压。
高位水箱给水方式又可分为并联给水方式、串联给水方式、减压水箱给水方式、减压阀给水方式等。
（1）并联给水方式 这种方式是各分区独立设置水箱和水泵，水泵集中布置在建筑底层或地下室，分别向各区进行无塔供水。
（2）串联给水方式
该方式是将水泵和水箱分散设置于各区的楼层中，低区水箱兼作上一区的水池，水泵由下区水箱抽水送至上区水箱，再由水箱向各区供水。
（3）减压给水方式
减压给水方式是将整个高层建筑用水量全部由设置于底层的水泵提升至屋顶水箱，然后再通过各区减压装置减压后将水送至各个区给水系统的给水方式。
2.气压罐给水方式 气压罐给水方式通常采用气压罐并联给水方式和气压罐减压阀给水方式。
（1）气压罐并联给水方式 这种供水设备是将气压给水设备集中设于建筑物地下室或设定的某一场所，通过并联的主干管分别向各区管网供水的方式。
（2）气压罐减压阀给水方式 它是将气压罐给水设备设于建筑底层或地下室集中加压，在下部分区供水管路上设减压阀减压，以免下部分区管网内压力过大，而造成管路、用水器具和设备的损坏。
3．水泵变频调速供水方式
在无水箱水泵直接供水系统中，有的高层建筑采用变频调速供水装置。
通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化。
调节水泵的转速，可以改变水泵的流量、扬程和功率，使出水量适应用水量的变化，并使水泵变流量供水时保持高效运行。
4无负压供水方式
（1）无负压供水设备的工作原理
无负压供水设备进水管与自来水管网直接相连，水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管，设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压，将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水；
（2）设备特点：
无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐，节省了一大笔投资。
节能效果显著，设备直接与自来水管串接，在自来水厂一次供水管网压力的基础上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充分利用管网的压力，用水低峰期，设备甚至不需要运行，与传统给水设备比，节能达30%-90%。
安装简便，只需连接进出水管，施工周期短，安装简单。
运行稳定，振动小，噪音低（噪音值低于50分贝）。
系统供水稳定，充分保证系统末端压力。
1.4.4高层建筑给水管路图式
给水管路图式与高层建筑采用的供水方式、加压设备设置位置、建筑和结构的布局有关。
主要有以下三种基本形式：
1、下行上给式。
。
2上行下给式。
3环状式。
5分钟
2014年9月22日
第4讲
第二章建筑污水排水系统
掌握建筑排水系统的分类、组成及排水方式；
了解常用的排水管材及排水附件；
掌握建筑排水管道系统的布置与敷设方法；
了解常用卫生器具的安装要求；
掌握排水管道系统安装施工质量验收规范；
了解高层建筑的排水特点；
掌握高层建筑排水管道系统的布置与敷设方法
建筑排水系统的分类、组成及排水方式，讲演
排水方式，高层建筑的排水特点，讲演
2.1排水系统的分类及组成
2.1.1排水系统的任务及特点
排水系统的任务：
2.1.2排水系统的分类
生活污废水排水系统
生产污废水排水系统
屋面雨雪水排水系统
2.1.3排水系统的组成
卫生器具和生产设备受水器
排水管道系统
通气管道
清通设备
抽升设备
污水局部处理设备
……
卫生器具和生产设备受水器是室内给水系统的终点、排水系统的起点。
主要用于收集和排除各种污废水，满足日常生活和生产过程的卫生及生产要求。
建筑内部常用的卫生器具包括盥洗、沐浴器具、洗涤器具、便溺器具、地漏等。
2.2建筑排水方式
2.2.1污水排放条件
污水排放标准
浓度标准
总量控制标准
国家排放标准
行业排放标准
地方排放标准
污水排放的一般条件
根据现行的各类标准，建筑内部产生的污水要排入城市排水管网，一般应该满足以下条件：
污水排放温度t＜40℃；
污水酸碱度呈中性，PH=6～9；
污水中不含大量固体杂质；
污水中不含大量汽油等易燃液体、有毒物、病原体及放射性物质。
2.2.2排水方式
合流制
直排式合流制
直排式是指混合污废水不经处理和利用，就近直接排入水体。
早期的排水系统都采用直排式，这种方式简单易行、投资最省，但是污水未经任何处理即行排放，使受纳水体遭受严重污染。
改建或新建建筑均不宜采用这种方式。
截流式合流制
截流式是在直排式排水系统的建设基础上，沿水体岸边增建一条截流干管，并在干管末端设置污水处理厂。
同时，在截流干管与原干管相交前或相交处设置溢流井。
分流制
完全分流制
完全分流制排水系统既有污水排水系统，又有雨水排水系统。
生活污废水、工业污废水通过污水排水系统排至污水处理厂，处理后排入水体；
雨水通过雨水排水系统直接排入水体。
这种排水方式环保效益较好，但是仍然有雨水的初期污染问题，投资较高，新建城市一般采用完全分流制。
（2）不完全分流制
不完全分流制系统只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。
污水通过污水排水系统，处理后排入水体，而雨水沿天然地面，街道边沟，水渠等排泄。
2.2.3排水方式的选择
合流制排水系统的优点是工程总造价低，节省维护费用，缺点是要增加污水处理的负荷量。
分流制的优点是水力条件较好，由于污、废水分流，有利于分别处理和再利用，缺点是工程造价高，维护费用多。
排水系统采用分流制还是合流制，应根据污废水的性质、污染程度、污废水综合利用的可能性和处理要求等因素来确定。
2.3建筑排水管道的布置敷设与安装
2.3.1排水管材及管件
排水铸铁管
硬聚氯乙烯塑料管
其他如钢管、混凝土管、陶土管等
2.3.2排水管道的布置与敷设
排水管道的布置原则
排水畅通，水力条件好；
使用安全可靠，不影响室内环境卫生；
管线简单，工程造价低，占地面积小，美观；
施工安装简便、易于维护管理；
兼顾其它管线的布置与敷设。
排水管道的敷设方法
排水管道的敷设类似于给水管道，有明敷和暗敷两种形式。
明敷时管道沿墙、梁、柱平行外露设置，明敷管道维护方便、造价低，但管道表面易积灰且不美观；
暗敷时管道设在专门的管廊、管道井、沟槽中；
为了便于清通和用于特殊的地方，有时也可采用明沟排除污水。
2.3.3通气管道的布置与敷设
对于建筑层数不高，卫生器具不多的污水管道应设置伸顶通气管；
建筑层数较高，卫生器具较多，排水量较大时，宜将排水管道和通气管道分开，设专用通气管道。
2.3.4清通设备的布置与敷设
检查口
检查口一般装设于立管，供立管或立管与横支管连接处有异物堵塞时清掏用，多层或高层建筑的排水立管上每隔一层就应装一个，检查口间距不大于10m。
但在立管的最底层和设有卫生器具的两层以上坡顶建筑物的最高层必须设置检查口，平顶建筑可用通气口代替检查口。
另外，立管如装有乙字管，则应在该层乙字管上部装设检查口。
检查口设置高度一般从地面至检查口中心1m为宜。
当排水横管管段超过规定长度时，也应设置检查口。
检查口在安装时，应使盖板向外，并与墙面成45°
角，检查口中心距离地1.0m，并应高出该层卫生器具上边缘至少0.15m。
当排水立管暗装在管槽或管井中时，在检查口处应该设置检修孔或检修门。
清扫口
清扫口一般装于横支管上，尤其是各层横支管连接卫生器具较多时，横支管起点均应装置清扫口。
当连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上的卫生器具的污水横管、水流转角小于135°
的污水横管，均应设置清扫口。
清扫口安装不应高出地面，必须与地面平齐。
为了便于清掏，清扫口与墙面应保持一定距离，一般不宜小于0.15m。
2.3.5管道安装施工质量验收规范
排水管道的安装工艺流程：
安装准备→支吊架制作安装→管道预制→排
水干管安装→排水立管安装→排水支管安装→灌水试验
室内排水管道的安装应遵守先地下后地上的原则。
安装顺序依次为排出管（
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