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给排水基础知识-建筑给水设备

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                                                                             水    泵

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                                                                             水    泵

在室外给水管网压力不足或建筑内部要求保证供水、水压稳定的场合,需设置水箱、水池等贮水设备和水泵、气压装置等升压设备。

一、水泵的选择

水泵是给水系统中的主要升压设备。较多采用离心式水泵。水泵的吸水方式分水泵直接从室外管网抽水和水泵从贮水池抽水两种。消耗直接抽水方式可以充分利用城市管网的压力,系统比较简单,并能保证水质不受到污染。由于水泵直接从管网抽水会使室外管网压力降低,影响对周围其他用户的正常供水。因此只有在室外管网管径较大、压力高、水泵抽水量相对较小时,并经供水部门同意才可采用此方式。当建筑水泵抽水量较大,不允许直接从室外管肉抽水时,需要建造贮水池,水泵从贮水池中抽水。高层民用建筑及大型公共建筑,一般采用这种方式。
水泵的选择原则,应是既满足给水系统所需的总水压与水量的要求,又能在最佳工况点(水泵特性曲线效率最高段)工作,同时还能满足输送介质的特性、温度等要求。
生活给水系统的水泵,宜设一台备用机组。生产给水系统的水泵备用机组,应按工艺要求确定。每组消防水泵应有一台不小于主要消防泵的备用机组。不允许断水的给水系统的水泵,应有不间断的动力供应。
当采用设水泵、水箱的给水试时,通常水泵直接向水箱输水,水泵的出水量与扬程几乎不变,选用离心式恒速水泵即保持高效运行。对于无水量调节设备的给水系统,在电源可靠的条件下,可选用装有自动调速装置(变频调速器)的离心式水泵,其工作原理是在水泵出水口或管网末端安装压力传感器,将测定的压力值,转换成电信号输入压力控制器,再与控制器内根据用户需要设定的压力值比较。

二、水泵装置要求

水泵宜设置自动开关装置。消防水泵的控制应符合有关防火设计规范的要求。
水泵装置宜采用自灌式吸水,当无法做到时,则采用吸入式。当水泵中心线高出吸水井或贮水池水面时,均需设引水装置启动水泵。消防水泵应设计成自灌式充水。
每台水泵宜设置单独的吸水管,尤其是吸入式水泵,若共用吸水管,运行是可能影响其他水泵的启动。
当水泵采用自灌式吸水或直接从室外管网吸水时,吸水管上应设置阀门。
每台水泵的出水管上应设阀门、止回阀和压力表,并应采取防水锤措施。每组消防水泵的出水管应不少于两条与环状网连接,并应装设试验和检查用的放水阀门(一般为DN65)。
室外给水管网允许直接吸水时,水泵宜直接从室外给水管网吸水。但室外给水管网的压力,不得低于100kPa(从地面算起)。
水泵直接从室外给水管网吸水时,应在吸水管上装设阀门和压力表,并应绕水泵设旁通管,旁通管上应装设阀门和止回阀。
吸入式水泵的吸水管应有向水泵方向上升且大于0.005的坡度;如吸水管水平管段变径时,偏心异径管的安装要求管顶平;多台水泵共用吸水管时,吸水管连接应采用管顶平接,以免存气。出水管可滞留空气的管段上方应设排气阀。

三、水泵机组基础

水泵机组基础应牢固地浇注在坚实的地基上。
地脚螺栓长度一般可按螺栓直径的20~30倍取用。
基础周围应有宽度不小于0.7m的通道,基础高度不得小于0.5m;基础高出地板面不得少于0.1m,埋深不得小于邻近地沟的深度。

四、水泵机组的布置

泵房机组布置型式:
1、各机组轴线平行的单排并列布置——适于单吸悬臂式离心泵布置(IS型水泵)即水仅流过叶轮一次即仅受一次增压。
2、各机组轴线呈一直线单行顺列布置——适于双吸式水泵布置(SH型水泵)。
水泵机组的基础端边之间和至墙面的距离不小于1.0m,电机端边至墙的距离还应保证抽出电机转子。

五、水泵管路布置

1、每台水泵宜设置独立的吸水管,直接从吸水池吸水。几台水泵合用吸水管时,吸水管数目不得少于两条,并应装设必要的阀门,当一条吸水管检修时,另一条吸水管能满足泵房设计流量的要求。吸水管长度应尽可能短、管件要少、压力损失要小。吸水管一般采用钢管,其水平段应有沿水流方向向上升的坡度(I≥0.005),以防止管内空气聚集而形成气囊。
2、压水管上应设阀门,当管径≥DN300时,宜采用电动或液动阀门。压水管上可不设止回阀,但在下列情况必须设止回阀。但在下列情况必须设止回阀:水泵并联工作的泵房;真空引水的泵房,管道内的水放空后再抽真空困难;停泵后如无止回阀,给水系统内可能出现负压。

六、水泵隔振防噪

1、应选用低噪声水泵。
2、水泵机组应设隔振装置,基座下宜安装橡胶隔振垫、橡胶隔振器、橡胶减震器、弹簧减振器等。参照《水泵隔振及其安装图集》SS657。
3、在水泵吸水管和出水管上,应设隔振装置,如可挠曲橡胶接头。
4、管道支架和管道穿墙、穿楼板处,应采取防固体传音措施,如泵房采用弹性吊架、弹性托架或在穿墙管道与孔洞间填塞玻璃纤维。
5、必要时建筑上可采取隔声和吸音措施,如泵房采用双层玻璃门窗,墙面、顶棚安装多孔吸音板。
6、基础隔振、管道隔振和支架隔振的隔振垫面积层数、个数和可挠曲接头的数量必须经过计算。
7、消防专用水泵。

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                                               贮水池与吸水井
一、贮水池
贮水池设于建筑物的地下室或建筑物的附近。
设置要求:
1、贮水池应有严格的防渗漏措施,以防贮水渗出或地下水渗入。
2、贮水池设计应保证池内贮水经常流动,不得出现滞流和死角,以防水质变坏。
3、贮水池一般应分为两格,并能独立工作,分别泄空,以便清洗和维修。消防水池容积超过500m3时,应分成两个。
4、生活或生产用水与消防用水合用水池时,应设有消防用水不被挪用的措施,如设置溢流管或在非消防用水水泵的吸水管上,于消防水位处设置透气小孔。
5、游泳池、戏水池、水景池等在能保证常年贮水的条件下,可兼作消防贮备水池。
6、贮水池应设进水管、出水管、溢流管、泄水管、和水位信号装置。溢流管管径应按排泄水池最大流量确定,并宜比进水管大一号。
7、贮水池应设通气管。室外贮水池通气管的设置高度一般为0.7~1.2m,通气管的直径一般为200㎜。
8、贮水池的水位信号应能及时反映到泵房及消防控制室。
9、穿越贮水池壁的管道应设防水套管。
10、贮水池与建筑物贴邻设置时,其间的穿越管路应采取防止因沉降不均而引起损坏的措施,如采用金属软管、橡胶接头等设施。
11、寒冷地区的贮水池应采取保温措施。
12、贮水池宜布置在地下室或室外泵房附近。
13、贮水池内应设吸水坑,吸水坑深度不宜小于1.0m。

二、吸水井(坑)

吸水井(坑)是用来满足水泵吸水要求的构筑物。在吸水井内安装吸水管和喇叭口及吸水底阀。吸水井(坑)的进水量必须大于水泵吸水量。其最小有效容积不得小于最大一台3min的出水量。
吸水井(坑)可设置在底层或地下室,也可设置在室外地下或地上。对于生活饮用水,吸水井(坑)应有防止污染的措施。
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                                                     水  箱
在建筑给水系统中,当需要贮存和调节水量,以及需要稳压和减压时,均可以设置水箱。分高位水箱、减压水箱和断流水箱。
一、水箱附件
1、进水管 
 一般从侧壁接入,当水箱利用管网压力进水时,其进水管出口处应设浮球阀或液压阀。浮球阀一般不少于两个,其直径与进水管相同,每个浮球阀前应装有检修阀门。进水管至水箱上缘应有150-200mm距离。
2、出水管
从侧壁接出的出水管内底或从底部接出时的出水管口顶面,应高出水箱底50㎜,以防污物流入配水管网。出水管口应设置闸阀。
水箱的进、出水管宜分别设置,当进、出水管为同一条管道时,应在出水管上装设止回阀。
当需要加装止回阀时,应采取阻力较小的旋启式止回阀代替升降式止回阀,且标高应低于水箱最低水位1m以上。生活与消防合用一个水箱时,消防出水管上的止回阀应低于生活出水虹吸管的管顶(此时,生活虹吸管的真空被破坏,只保证消防出水管有水流出)至少2m,使其具备一定的压力推动止回阀。当火灾发生时,消防贮备水量才能真正发挥作用。
3、溢流管
用以控制水箱的最高水位,溢流管口应高于设计最高水位20mm。其管径按排泄水箱最大入流量确定,并宜比进水管大1~2。溢流管上不得安装阀门。
溢流管不得与排水系统直接连接,必须采用间接排水,并应有防止尘土、昆虫、蚊蝇等进入的措施。如设置水封、滤网等。
4、泄水管
水箱泄水管应自底部最低处接出。泄水管上装有闸阀(不应装截止阀),可与溢流管相接,但不得与排水系统直接连接。管径一般采用DN50。
5、通气管
供生活饮用水的水箱应设有密封箱盖,箱盖上应设有检修人孔和通气管。通气管可伸至室内或室外,但不得伸到有害气体的地方,管口设滤网,一般应将管口朝下设置。通气管上不得装设阀门、水封等妨碍通气的装置。通气管不得与排水系统和通风道连接。一般采用DN50的管径。
6、液位计
一般应在水箱侧壁上安装玻璃液位计,用于就地指示水位。安装多个液位计时,相邻两个液位计的重叠部分,不宜少于70㎜。若未装液位信号计时,可设信号管给出溢水信号。信号管一般自水箱侧壁接出,其设置高度应使其管内底与溢流管底或喇叭口溢流水面平齐。管径一般采用DN15。信号管可接至经常有人值班房间内的洗脸盆、洗涤盆处。
若水箱液位与水泵连锁,则在水箱侧壁或顶盖上安装液位继电器或信号器,常用的液位继电器或信号器有浮球式、杆式、电容式与浮平式等。
水泵压力进水的水箱高低电控水位均应考虑保持一定的安全容积,停泵瞬时的最高电控水位应低于溢流水位100㎜,而开泵瞬时的最低电控水位应高于设计最低水位20㎜,以免由于误差而造成溢流或放空。
7、水箱盖、内外爬梯及其他有关附件见《给排水标准图集》S151制作及安装。

二、水箱的安装和布置

金属水箱安装用横钢梁或钢筋砼支墩支承。为防止水箱底与支承的接触面腐蚀,要在它们之间垫以石棉橡胶板、橡胶板或塑料板等绝缘材料,热水箱底的垫板还应考虑材料的耐热要求。
整体式钢板水箱的支墩间距见5151;装配式钢板水箱的支墩间距见国标92SS177或按产品说明设置。水箱底距地面宜有不小于800㎜的净空高度,以便安装管道和进行检修;水箱间的位置应便于管道布置,尽量缩短管线长度;水箱间应有良好的通风、采光和防蚊蝇措施,室内最低气温不得低于5℃;水箱间的承重结构应为非燃烧材料;水箱间的净高不应低于2.2m,同时还应满足水箱布置要求。

三、水箱的有效容积

用于水量调节和贮水水箱的有效容积,应根据调节水量、生活和消防储备水量及生产事故备用水量之和计算。

四、水箱的设置高度

水箱的设置高度,应使其最低水位的标高满足最不利配水点(包括消火栓或自动喷水喷头)的流出水压要求。
对于贮备消防用水的水箱,在满足消防流出压力确有困难时,应采取增压、稳压措施,以达到防火设计规范的要求。
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                                                                                                                          气压给水设备
气压给水设备是给水系统中的一种利用密闭储罐内空气的可压缩性进行贮存、调节和送水的装置。其作用相当于高位水箱或水塔。由气压水罐、水泵、空气压缩机、控制器材(压力继电器)等组成。罐内的安装高度可以不受限制,因而在不宜设置水塔和高位水箱的场所采用。这种设备的优点是投资少、建设速度快、容易拆迁、灵活性大,并且水在密闭系统中流动,不会受到污染。缺点是调节能力小,经常费用高,而且变压力的供水压力变化幅度较大,不适于用水量大和要求水压稳定的用水对象,因此使用受到一定限制。
密闭罐:内部充满空气和水;
水泵:将水送到罐内及管网;
空气压缩机:加压水及补充空气漏损;
控制器材:用以启动水泵或空气压缩机。
一、气压给水设备类型
1、按压力稳定情况分
变压式——用户对水压没有特殊要求时,一般常用变压给水设备,气压水罐内的空气容积随供水工况而变。给水系统处于变压状态下工作。其工作过程为水泵工作向管网供水,水泵的供水量大于管网的用水量时,多余的水进入密闭罐并不断占据罐内容积,而罐内空气受到压缩,罐内水压不断升高,当压力达到设定的最大压力时,通过压力开关控制水泵停止工作。此时,密封罐的水在被压缩空气的作用下被送至管网。随着水量的减少,水位下降,罐内的空气体积增大,压力即逐渐减小,当压力降到设定的最小工作压力时,通过压力开关控制水泵启动。如此往复。气压给水系统中的空气与水直接接触,经过一段时间后,空气由于漏失和溶解于水而逐渐减少,因而使调节容积逐渐减小,水泵启动渐趋频繁,因此需要定期予以补充。最常用的是用空气压缩机补气,在小型系统中也可采用水泵压水管中积存的空气补气、水射器补气和定期泄空补气等方式。气压给水设备的水罐可以水平放置也可垂直放置。在水罐的进气管和出水管上,应分别设止水阀和止气阀,以防止水进入空气管道和压缩空气进入配水管网。
定压式——在用户要求水压稳定时,可在变压式气压给水装置的供水管上安装调节阀,使阀后的水压在要求范围内,管网处于恒压工作。
气压给水设备宜采用变压式,当供水压力有恒定要求,应采用定压式。
2、按气压水罐的型式分
补气式——在气压罐内空气与水接触,由于空气渗漏和溶解于水,使罐内空气逐渐损失,罐内空气逐渐减少,为确保给水系统的运行工况,需要随时补气。常用补气方式有空气压缩机、补气罐、泄空补气,或利用水泵出水管中积存空气补气、浙江省射器补气。
隔膜式——靠橡胶囊式弹性隔膜的伸缩变形调节水量,可以一次充气,长期使用,不需补气设备,并有利于保护水质不受污染。

二、空气压缩机及水泵的选择

1、空气压缩机的选择
手摇式和电动空气压缩机。其工作压力应略大于气压水罐的最大工作压力,一般可选用小型空气压缩机。压缩空气管道一般采用焊接管道。
2、水泵的选择
变压式气压给水装置的水泵压力应不小于气压水罐内最大工作压力Pmax;水泵出流量应不小于最大小时用水量;水泵应在高效区内工作。当罐内压力为最小工作压力Pmin时,水泵的流量应不小于系统设计流量。由于变压式气压给水装置的工作压力波动较大,宜选用Q—H特性曲线较陡的水泵。采用定压式时,水泵流量应不小于设计秒流量。
三、气压给水设备的布置
1、气压给水设备的罐顶至建筑结构最低点的距离不得小于1.0m;罐与罐之间及罐壁与墙面的净距不宜小于0.7m。
2、补气式气压水罐应设置在空气清洁的场所。
3、采光和通风良好,不致冻结,环境温度为5~40℃,相对湿度不大于85%。
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