§1－1給水系統(tǒng)的分類和組成
一、給水系統(tǒng)的分類
給水系統(tǒng)按用途可分為3類：
（1）生活給水系統(tǒng)
水量不均勻，水質需符合規(guī)定的飲用水質標準
（2）生產給水系統(tǒng)
水量均勻，水質隨生產工藝而異
（3）消防給水系統(tǒng)
有較高的水壓要求
二、給水系統(tǒng)的組成
1、引入管：建筑（小區(qū)）總進水管
2、水表節(jié)點：水表及前后的閥門、瀉水裝置
3、管道系統(tǒng)：給水干管、立管和支管
4、配水裝置和用水設備：各類配水龍頭及生產、消防設備
5、給水附件：起調節(jié)和控制作用的各類閥門
6、增壓和貯水設備：包括水泵、水箱和氣壓貯水設備。
三、給水系統(tǒng)的管材、附件和水表
1、常用給水管材及連接方法
（1）鋼管
a.分類：無縫鋼管
焊接鋼管（鍍鋅鋼管和不鍍鋅鋼管）
b.特點：強度大，重量輕；易腐蝕
c.適用范圍：高壓管段、室內管道（不埋地）
（2）鑄鐵管
a.分類：高壓鑄鐵管b.特點：耐腐蝕，壽命長；
普壓鑄鐵管重量大，難安裝
低壓鑄鐵管質地脆，易損壞
c.適用范圍：埋地給水管道、室內排水管道
（3）塑料管
a.分類：聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、鋁塑管
b.特點：強度高，重量輕，耐腐蝕，易安裝；耐久性差
c.使用范圍：廣泛用于室內給排水管段
2、給水管道的連接
（1）螺紋連接（2）焊接
（3）粘接（4）法蘭連接
3、給水附件
（1）配水附件：各類水龍頭
（2）控制附件：各類閥門
a.截止閥b.閘閥c.止回閥
d.浮球閥e.安全閥
4、水表
（1）作用：計量用水量
（2）工作原理：管徑一定時，流量與流速成正比
（3）構造：表殼、翼輪、減速裝置、記錄裝置
（4）分類：a.螺翼式水表和旋翼式水表
b.干式水表和濕式水表
（5）性能：（用性能參數表示）
（6）選用原則：通過水表的設計生活用水量接近（不
超過）水表的額定（公稱）流量
（7）安裝地點：便于安裝、維護和檢修
給水方式的基本類型（低層建筑給水方式）有以下幾種：
1.直接給水方式
適用條件：外網的水壓在一天中的任何時刻均能滿足室內水壓要求。
主要特點：簡單，經濟，無能耗，易管理。
2.設水箱的給水方式
適用條件：a.外網的水壓周期性不足；
b.外網的水壓偏高或不穩(wěn)定。
主要特點：a.低峰時由外網直接供水，水箱貯水；高峰時由水箱補水。簡單，經濟，無能耗，易管理。
b.利用水箱的固定安裝高度實現減壓或穩(wěn)壓供水。
3.設水泵的給水方式
適用條件：外網的水壓經常性不足
a.建筑內部用水均勻時，采用恒速水泵供水方式
b.建筑內部用水不均勻時，采用變速水泵供水方式
直吸式水泵工作方式
斷流式水泵工作方式
4.水泵、水箱聯(lián)合給水方式
適用條件：外網的水壓經常性不足且建筑內部用水不均勻
主要特點：a.由水泵向小型水箱及時供水，保證系統(tǒng)水壓；
b.采用恒速水泵增壓，確保高效工作；
c.通過水箱調節(jié)供水和用水之間的不平衡流量。
5.氣壓給水方式
適用條件：外網的水壓經常性不足，建筑內部用水不均勻，且不宜采用水泵、水箱供水
主要特點:a.利用密閉罐內空氣的壓縮性能來貯存、調節(jié)和輸送流量;
b.設備簡單，管理方便，可置于建筑中任意部位。
6.分區(qū)給水方式
適用條件：外網的水壓能滿足部分樓層供水需要
主要特點:a.將建筑分為若干個給水區(qū)域，下部區(qū)域采用直接給水方式，上部區(qū)域采用水泵（或水泵、水箱聯(lián)合）供水方式。
b.可充分利用外網的水壓，節(jié)約系統(tǒng)運行能耗。
c.節(jié)省設備投資，降低基建費用，利于設備維護。
7.環(huán)狀網給水方式
適用條件：不允許斷水的給水系統(tǒng)（建筑消防系統(tǒng),部分工業(yè)給水系統(tǒng)）。
主要特點：干管和立管連接成環(huán)，多根引入管供水。
8.分質給水方式
主要特點：根據不同用途所需的不同水質，分別設置獨立的給水系統(tǒng)。
§1－3給水管道的布置和敷設
一、管道布置原則和布置形式
1、管道布置基本原則
（1）安全、經濟供水的原則；
管道盡可能與墻、梁、柱平行，呈直線走向；
干管應布置在用水量大或不允許斷水的配水點附近；
不允許間斷供水的建筑應設兩條引入管。
（2）保護管道免受損壞的原則；
避開重物和生產設備基礎；
不宜穿過伸縮縫和沉降縫；
不宜設置在環(huán)境污濁處。
（3）與建筑其它設施協(xié)調一致的原則；
不宜穿過配電間；
不防礙生產操作和交通運輸；
遠離危險物。
（4）方便安裝維修的原則。
2、管道布置形式
（1）下行上給式：干管設在用水點下方（如直接供水方式）
（2）上行下給式：干管設在用水點上方（如水箱供水方式）
（3）中分式：干管設在技術層中，向上、下供水（一般用于高層建筑中）。
二、管道敷設
1、敷設形式
明裝和暗裝
2、敷設要求
（1）橫管與立管的敷設要求；
（2）引入管的敷設方法；
（3）埋地管段的敷設方法；
（4）管道的空間敷設方法。
第2章建筑消防系統(tǒng)
§2-1建筑消防概述
建筑消防分類：
1、按建筑高度分：
低層建筑消防
高層建筑消防
2、按消防設備分：
消火栓系統(tǒng)
自動噴灑滅火系統(tǒng)
鹵代烷滅火系統(tǒng)
二氧化碳滅火系統(tǒng)
泡沫滅火系統(tǒng)
§2-2消火栓給水系統(tǒng)
一、設置條件
按《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行
二、消火栓系統(tǒng)的組成與供水方式
１、組成
（1）水槍
（2）水龍帶
（3）消火栓
（4）水泵接合器
（5）消防管道
（6）消防水池
（7）消防水箱
2、消防給水方式
（1）簡單消防系統(tǒng)
（2）設水箱的消防系統(tǒng)
（3）設水泵、水箱的消防系統(tǒng)
三、消火栓系統(tǒng)的布置
１、設置原則
保證所要求的水柱股數同時
到達室內任何角落
２、消火栓保護半徑和充實水柱長度
?。遥妫剑欤洌欤?/p>
３、消火栓設置間距ｌｆ
?。ǎ幔﹩闻艈喂伞。ǎ猓﹩闻烹p股
４、消火栓設置注意事項
５、管道布置方法
§2-3消火栓系統(tǒng)的水力計算
水力計算的基本內容：
1、選擇消火栓并確定栓口壓力
2、確定消防管網的管徑
3、消防水壓校核及消防泵的選擇
一、消火栓口所需的水壓
Hxh=Hq+hd+Hk
Hq—水槍噴嘴處的壓力（kPa）；
hd—水帶的水頭損失（kPa）；
Hk—栓口水頭損失，按20kPa計。
1、Hq的計算：
Hq=αf×Hm×10/（1-φ×αf×Hm）
Hm—充實水柱長度（m）；
αf—實驗系數；
φ—與噴嘴口徑有關的系數。
2、hd的計算：
hd=AzLdqxh2
Az—水帶阻力系數；
Ld—水帶長度，m；
qxh—水槍射流量，L/s。
qxh=（BHq）1/2
B—水槍水流特性系數；
Hq—水槍噴嘴處壓力。
二、管網水力計算步驟
1、根據規(guī)范要求進行流量分配，查
水力計算表，確定立管和干管管徑；
消防管道的經濟流速范圍：
1.4~1.8m/s（小于2.5m/s）
2、選擇最不利管路和最不利消火栓；
3、計算最不利管路的水頭損失；
4、校核消防水壓（或確定消防泵所需揚程）：
H消=Hxh+H1+H2
Hxh—最不利消火栓的栓口壓力（KPa）；
H1—消防引入管起點（或貯水池最低水位）
與最不利消火栓的高差×10；
H2—最不利消防管路中的水頭損失（KPa）。
三、消防水池、水箱的貯水容積
1、消防水池
低層建筑貯存1小時消防用水量
高層建筑貯存2~3小時消防用水量
2、消防水箱
貯存10分鐘火災初期建筑自救水量
計算公式：
V=（60×q消防×T）/1000（立方米）
T—消防用水時間（分鐘）；
q消防—消防用水量（消火栓+自噴）。
§2-4自動噴水滅火系統(tǒng)及布置
一、自噴系統(tǒng)種類、功能、組成和適用范圍
1、種類
根據管網工作特點分為：
濕式自動噴水滅火系統(tǒng)
干式自動噴水滅火系統(tǒng)
預作用噴水滅火系統(tǒng)
雨淋噴水滅火系統(tǒng)
水幕系統(tǒng)
2、功能
自動開啟噴頭灑水滅火
并給出火警信號
3、組成
灑水噴頭a）按釋放機構分
b）按用途分
c）按安裝方法分
灑水管網
控制信號閥（也稱報警閥，設有延遲器）
報警裝置：a）水流指示器
b）水力警鈴
c）壓力開關（電動警鈴）
d）感煙、感光裝置
水源
4、基本工作流程
5、適用范圍
（1）火災危險性較大，起火蔓延很快
的場所；
（2）容易自燃，同時無人管理的倉庫；
（3）對消防要求較高的建筑或個別房
間。
三、噴頭和管網的布置
1、噴頭的布置
噴頭布置間距：
正方形布置：X=B=2Rcos45°
長方形布置：（A2+B2）1/2≤2R
噴頭布置的一般要求：
2、管網的布置
（1）管網布置形式
側邊布置
中央布置
（2）管道負荷
a、每根配水支管或配水管的管徑均不應小于
25mm；
b、配水支管上的噴頭數應符合下列要求：
輕危險級和普通危險級建筑物不應超過8個；
嚴重危險級建筑物不應超過6個。
（3）管道排水
噴水系統(tǒng)的管道應設有不小于0.002的
坡度坡向立管，以便瀉空。
§2-5高層建筑的消防系統(tǒng)
一、技術要求
與低層建筑相比，火災危險性較大
24m≤H≤50m，“自救”+“外救”
H≥50m，完全依靠“自救
二、技術措施
1、消防系統(tǒng)的分類和選擇
（1）常高壓和臨時高壓給水系統(tǒng)
（2）區(qū)域集中消防給水系統(tǒng)和獨立消防給水系統(tǒng)
（3）消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)
2、消防給水方式
（1）分區(qū)和不分區(qū)給水方式
消防給水系統(tǒng)的分區(qū)標準
（2）消防高位水箱的設置
設置條件和安裝高度要求
3、消防給水系統(tǒng)的設置
（1）貯水池的設置
（2）消防卷盤
（3）消火栓設備
（4）水泵接合器的設置
（5）栓口壓力和減壓裝置
§3-1排水系統(tǒng)的分類和組成
系統(tǒng)的分類
按污廢水的來源分為：
生活污水排水系統(tǒng)
工業(yè)廢水排水系統(tǒng)
屋面雨水排水系統(tǒng)
排水體制:
分流制
排水系統(tǒng)的組成
（1）衛(wèi)生器具和生產設備受水器
●常用衛(wèi)生器具的種類及特點
便溺用衛(wèi)生器具及沖洗設備
盥洗、沐浴用衛(wèi)生器具
洗滌用衛(wèi)生器具
專用衛(wèi)生器具
●衛(wèi)生器具常規(guī)設計“三大件”
洗臉盆、浴盆、坐式大便器
合流制
附：常用大便器種類及配套沖洗設備
大便器種類配套沖洗設備
坐式大便器低位水箱
蹲式大便器高位水箱、沖洗閥
大便槽高位水箱（自動）
（2）排水管系
器具排水管、排水橫管、排水立管、出戶管
（3）通氣管系
伸頂通氣管和輔助通氣管系
（4）清通設備
檢查口、清掃口、檢查井
（5）抽升設備
（6）污廢水局部處理設施
化糞池、醫(yī)院污水處理設施等
§3-2排水管系和通氣管系
排水管系
（1）器具排水管
（2）排水橫管
（3）排水立管
（4）出戶管
排水管道組合類型
（1）單立管排水系統(tǒng)
（2）雙立管排水系統(tǒng)
（3）三立管排水系統(tǒng)
通氣管系
通氣管系的作用
（1）使室內污水管道與大氣相通，使管道中散發(fā)的有毒有害氣體排入大氣；
（2）保持管道中的氣壓平衡，防止存水彎中的水封受到破壞，使管內水流暢通；
（3）經常有新鮮空氣流通于管道內，可避免管道因廢氣而遭受銹蝕。
通氣管系的種類及設置原則
（1）種類
A伸頂通氣管
B輔助通氣管系
（A）專用通氣立管
（B）主、副通氣立管和環(huán)形通氣管
（C）安全通氣管
（D）結合通氣管
（2）設置原則
一般2層或2層以上的生活污水管道，有污水立管，必須設置伸頂通氣管；只有1層的建筑可以不設伸頂管；底層單獨出戶管不設伸頂管；
當立管所承納的排水負荷較大，立管所承擔的排水負荷超過臨界流量時，需設置專用通氣立管，以增加立管的通氣能力；
當橫管所承納的排水負荷較大時，需設置主、副通氣立管和環(huán)形通氣管，以增加橫管的通氣能力；
a)排水橫管上有4個以上衛(wèi)生器具，且管長大于12米
b)排水橫管上有6個以上便器
c)排水橫管的充滿度大于0.5
橫管長度大于12米時，需設置安全通氣管；
結合通氣管用于聯(lián)結排水立管和通氣立管。
通氣管系的安裝
伸頂通氣管的安裝
a）伸出屋頂高度0.5~0.7m
b）上人屋面不小于1.8m
c）出口4m內有門窗時，高于門窗上邊緣0.6m
d）不能設在挑出部位下（陽臺、遮陽板、遮雨板）
輔助通氣管的安裝
a）通氣立管上下端的位置
b）環(huán)形、安全通氣管的末端高度
c）結合通氣管的數量及安裝方法
通氣管的管徑確定
a）通氣立管的管徑與排水立管的管徑相同或小一級
b）結合通氣管管徑與通氣立管管徑相同
c）匯合通氣管斷面面積
總管斷面積F=fmax+m∑fn
§3-3排水管系中水氣流動的物理現象
建筑內部排水流動特點
水封的作用及其破壞原因
橫管內的水流狀態(tài)
立管內的水流狀態(tài)
排水立管的通水能力
影響立管壓力波動的因素及防止措施
建筑內部排水流動特點
排水管道按非滿流設計，且污水中含有固體雜質，因此，排水系統(tǒng)中的水流運動為水、氣、固三相流動。其主要特點包括：
（1）間歇排水，水量、氣壓變化幅度大；
（2）流速變化劇烈；
（3）事故危害大。
為合理設計建筑內部排水系統(tǒng)，既要使排水安全暢通，又要做到管線短，管徑小、造價低，因此需專門研究建筑內部排水管系中的水氣流動物理現象。
水封的作用及其破壞原因
水封的作用
利用一定高度的靜水壓力來抵抗排水管內氣壓變化，防止管內臭氣和有毒、有害氣體進入室內。
水封的破壞及其原因
因靜態(tài)和動態(tài)原因造成存水彎內水封高度減少，不足以抵抗管道內允許的壓力變化值時，管道內的氣體進入室內的現象叫作水封破壞。
（1）負壓抽吸
（2）正壓噴濺
（3）自虹吸現象
（4）靜態(tài)原因
橫管內的水流狀態(tài)
能量轉換
水流狀態(tài)
a）急流段b）水躍段
c）躍后段d）衰減段
橫管內的壓力變化
a）橫支管內的壓力變化
b）橫干管內的壓力變化
立管內的水流狀態(tài)
排水立管的水流特點
（1）斷續(xù)的非均勻流（2）水氣兩相流
（3）管內壓力變化
立管內的壓力變化
水流流動狀態(tài)
A.附壁螺旋流（充水率ωt/ωj≤1/4）
特點：a）水流沿管壁周邊向下作螺旋運動；
b）水流挾氣作用不顯著，管內氣壓穩(wěn)定。
B.水膜流（1/4≤ωt/ωj≤1/3）
特點：a）水流沿管壁周邊作下落運動，形成有一定厚度的帶有橫向隔膜的附壁環(huán)狀水膜流；
b）橫向隔膜厚度薄不穩(wěn)定，易被管內氣流沖破，管內氣壓波動不大,不會造成水封的破壞。
C.水塞流（ωt/ωj≥1/3）
特點：a）水膜厚度增加，橫向隔膜形成頻繁，有水塞形成；
b）管內氣壓波動大，造成水封的破壞。
結論：
在同時考慮排水系統(tǒng)安全可靠和經濟合理的情況下，排水系統(tǒng)內的最佳水流狀態(tài)應為水膜流狀態(tài)。此時既可保證一定的排水負荷，又能維持管內氣壓穩(wěn)定，使管內水流暢通。
排水立管的通水能力
水膜流運動的力學分析
目的：確定水膜流階段排水立管在允許壓力波動范圍內的最大排水能力
A）水膜流的運動特征
水膜流形成后比較穩(wěn)定，向下作加速運動,水膜厚度近似與下降速度成反比。隨著水流下降速度的增加，水膜所受管壁摩擦力也隨著增加。直至水膜所受的管壁摩擦力與重力達到平衡時，水膜的下降速度與厚度不再變化，此時的流速稱作終限流速（vt）；從排水橫支管水流入口至終限流速形成處的高度稱作終限長度（Lt）。
B）水膜流運動的力學分析
排水立管中的水膜可近似看作一個中空的圓柱狀物體（圖5-28），在下降過程中同時受到重力W和管壁摩擦力P的作用。
取一個長度為△L的單元體進行分析，根據牛頓第二定律有：
F=ma=m（dv/dt）=W–P（5-2）
其中W=mg=Q·ρ·t·g（5-3）
P=τ·π·dj·△L（5-4）
τ=（λ/8）·ρ·v2（5-5）
λ=0.1212（KP/e)1/3(5-6)
v=△L/t(5-7)
將（5-3、4、5、6、7）帶入（5-2），整理后有：
（m/ρt）·（dv/dt）
=Q·g-（0.1212π/8）·（Kp/e)1/3v3·dj(5-8)
當水膜達到終限流速vt時，水膜厚度達到終限流速時的水膜厚度et，此時水流速度不再改變，
加速度a=dv/dt=0，式（5-8）可整理為：
vt=[（21Q·g/dj）·（e/Kp）1/3]1/3(5-9)
終限流速時的排水流量Q=etvtπdj(5-10)
將（5-10）帶入（5-9）得
vt=2.22（g3/Kp）1/10·（Q/dj）2/5
=4.4（1/Kp）1/10·（Q/dj）2/5
=1.75（1/Kp）1/10·（Q/dj）2/5
（Q：L/s，dj：cm）(5-11)
Q=0.3686（1/Kp）1/6[（dj–et）et]5/3/dj2/3
(5-14)
化簡后有：
Q=0.0365（1/Kp）1/6α5/3/dj8/3(5-15)
其中，Q：排水流量，L/s；
α：充水率（α=ωt/ωj）
dj：立管內徑，m；
Kp：當量粗糙高度，見表5-6。
影響立管內壓力波動的因素及防止措施
立管（橫支管入口處）最大負壓
P1=-ρβvt2
或P1=-1.53ρβ（1/Kp）1/5（Q/dj）4/5
P1：立管內最大負壓值，Pa；
ρ：空氣密度，kg/m3；
Kp：管壁粗糙高度，m；
Q：排水流量，L/s；
dj：管道內徑，cm；
β：空氣阻力系數，
β=1+ξ+λ（L/dj）+K
結論
立管內最大負壓值與管壁粗糙高度、管徑成反比；
立管內最大負壓值與排水流量、終限流速和空氣阻力系數成正比；
不設伸頂通氣管時，ξ=∞，造成負壓很大，水封受到破壞。
穩(wěn)定壓力和增大通水能力的措施減小終限流速
A.增加管內壁粗糙高度；
B.設乙字彎消能措施；
C.利用濺水方法使下落水流與空氣混合，降低流速（瑞士，蘇維脫排水系統(tǒng)）；
D.使水流沿切線方向進入立管旋流而下，降低流速（法國，空氣芯水膜旋流排水系統(tǒng)）。
減小水舌阻力系數
A.設置通氣立管；
B.利用空氣芯避免水舌；
C.橫支管與立管相連時采用異徑三通或順水三通。
聯(lián)系客服
