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建筑设备工程 绪论《建筑设备》的目的与作用建筑设备是为了给人们营造一个安全，合理，舒适的生活与生产环境而设置的一门课程．充分发挥建筑物使用功能,为人们提供卫生舒适和方便的生活与工作环境;为生产提供必要的环境保障;同时建筑消防保护人民生命财产以及经济建设安全等方面． <建筑设备>所包括的专业内容给、排水工程供热、通风及空气调节工程供配电及电气照明工程 讲叙内容①小方面：家庭的上、下水，通风，取暖．②中等方面：一幢建筑，一个小区的供暖，供水，制冷，空调．③大方面：整个城市，一个大型企业的供水，排水等． 建筑设备工程与土建工程之间关系设计阶段：层高、风管、管道井施工阶段：预留空洞 第二章室外给水排水工程概述室外给排水工程是为满足人们生活、生产、消防等用水需要以及将各类用水中所产生的污水收集、处理后排放至水体而建设的一整套工程设施．室外给排水工程是一项集城市用水的取水、净化、输送，城市污水的收集、处理、综合利用，降水的汇集、处理、排放，以及城市防洪、排涝为一体的系统工程． （一）室外给水工程室外给水工程的基本任务：从天然水源取水，并将原水净化到所要求的水质标准后经输配水管网系统送至用户．组成：取水工程、净水工程、输配水工程和泵站等．如图1-1所示 （二）室外排水工程（城市排水）城市排水工程是用来收集、输送、处理、利用和排放城市污水和降水的综合设施．任务：选择污水和降水的出路，收集、输送污水和降水，合理处理后排放或再利用，保护城市水环境． 污水的分类：生活污水（人们在日常生活中使用过的水）工业废水（各种生产过程中排出的污水和废水）降水（雨雪水）城市污水排水系统组成：室内管网系统和设备、室外管网系统、污水泵站以及污水处理厂等．如图1-2所示 排水系统的体制：1、合流制：将生活污水、工业废水和雨水混合在一个管渠内排除的系统．2、分流制：将生活污水和雨水在两个或两个以上各自独立的管线内排除的系统．该种排水方式又可分为：完全分流制：分设污水和雨水两个系统．不完全分流制：只设污水排水系统不设雨水系统． 第三章管道材料、器材及卫生器具室内、外给排水系统是由卫生器具、管道、配件附件以及附属构筑物组成．其根本作用是输送用水、排泄污水．管材及器具、配件的选用直接影响用户的使用和工程质量，影响工程造价．因此，了解给排水工程时，必须熟悉管材、器具等的种类、性能，以便于我们选用． （一）管材、附件及水表：1、室内给排水常用的管材：常用的管材有钢管、铸铁管、塑料管、石棉水泥管等．（1）钢管：分为焊接钢管和无缝钢管．钢管的连接方法有：螺纹连接、法兰连接、焊接．焊接钢管又称为有缝钢管，是水、煤气输送钢管中应用最为广泛的一种．它分为镀锌钢管（白铁管）和非镀锌钢管（黑铁管）两种． （2）铸铁管：与钢管比较具有抗腐蚀性好、使用寿命长、价格低廉等优点；但质地较脆、不耐振动及弯折、工作压力低、重量大．根据用途可分为给水铸铁管和排水铸铁管．给水铸铁管：（可承压）接口形式主要有承插接口和法兰接口两种，承插接口常用于埋地管线，法兰接口用于明装管线中．排水铸铁管：（不可承压）用于排除室内生活污水、屋面雨水以及振动不大场所的生产污废水．排水铸铁管接口形式主要为承插式接口，填塞材料主要为石棉水泥、水泥沙浆、膨胀水泥等． （3）塑料管：塑料管与传统金属管相比，具有重量轻、耐腐蚀、卫生安全、水流阻力小，安装方便等特点．2000年6月1日起，新建住宅中禁止使用镀锌钢管做给水管，推广应用PAP管、PE-X管、PP-R管等塑料管道．同时，淘汰沙模铸造铸铁排水管用于室内排水管道，推广应用硬聚氯乙烯塑料管（CPVC管）．综上所述，塑料管得以广泛应用．塑料管的连接方式：螺纹连接、热熔连接、法兰连接、粘接． 2、附件：（1）控制附件：主要作用是调节水量、水压，控制水流方向以及关断水流，便于管道、仪表和设备检修．常用的有：闸阀、截止阀、蝶阀、止回阀、减压阀以及安全阀等．截止阀：适用于管径小于50mm的管道上．水流阻力较大，开启、关闭力较大．安装具有方向性．闸阀：宜在管径大于50mm的管道上采用，全开时水流阻力小，开启、关闭力较小．安装无方向性．止回阀：又称为单向阀，用来阻止管道中水的反向流动，当水流反向时，该阀将自动关闭．（2）配水附件：主要指各类配水龙头．见后面图示 3、水表：水表是计量建筑用水量的仪表．水表按工作原理分为：流速式水表、容积式水表和活塞式水表．其中流速式水表是目前建筑给水系统中广泛使用的．是根据管径一定，流速与流量成正比的原理计量水的流量的．流速式水表按其结构又分为：旋翼式水表、螺翼式水表．旋翼式水表：叶轮轮轴与水流方向垂直，水流阻力较大，多为小口径水表，宜用于小流量的计量．螺翼式水表：叶轮轮轴与水流方向平行．水流阻力较小，计量范围较大，适用于大流量的计量． 第四章建筑给水（一）　建筑给水工程综述：给水系统应满足人们在生活、生产、消防等各项用水时对水质、水温、水压和水量的要求，设计中还应结合室外给水系统等因素，经技术经济比较而确定．建筑给水系统任务：选定适用、经济合理的最佳供水系统，将城市管网的水从室外管道输送到各种卫生器具、生产设备和消防装置等处，并保证向用户输送水质合格、水量充裕、水压足够的自来水． １、建筑给水系统分类：生活给水系统：为住宅、公共建筑和工业企业内人员提供饮用、盥洗等生活上的用水．要求：1）符合饮用水的质量标准2）水压、水量满足需求3）管线要简短，使用要方便 生产给水系统：为生产工艺提供所要求的用水．要求：1）水质须符合生产工艺的要求冷却水，空调用水，洗衣房用水要求较低电子工业的高纯水，要求很高（静电，灰尘）医药用水，纯度，细菌，毒性物质更低．2）当与生活用水的水质要求不同时，可设分质给水系统． 消防给水系统：为民用建筑、大型公共建筑以及某些生产厂房、仓库的消防系统的消防设备提供用水１）消火栓系统，设置于各种需要设置消防给水系统的地方．２）自动喷洒灭火系统，火灾危险性大，可能的损失严重的建筑物内，需另外添加的灭火系统．如商场等．要求：水压，水量必须满足设计标准，对水质无特殊要求． 2、建筑给水系统的组成：一般情况下，建筑内部给水系统由引入管、给水附件、管道系统、水表节点、升压和贮水设备与室内消防设备等6部分组成。如图3-1所示。（1）引入管：联络室内、外管网之间的管段。（2）给水附件：闸阀、止回阀等控制附件；水嘴、水表等配水附件。（3）管道系统：由水平干管、立管、支管等组成。（4）水表节点：水表装置设置的总称（水表设置在引入管上，在其前后分设闸门和泄水装置）。（5）室内消防设备：消火栓、自动喷水系统或水幕灭火设备等。（6）升压和贮水设备：常用的有贮水池、高位水箱、水泵和气压给水装置等。 ３、供水压力：㈠为满足各用水设备的正常出水（水压，水量），建筑给水系统所需提供的水压（Ｈ）．与之相关的因素包括：最高出水点与引入管的高程差（Ｈ１），管道的阻力损失（ＨＬ），水表的阻力损失（Ｈ２），最不利出水点的出水压力（头）（ＨＦ）．Ｈ=Ｈ１+ＨＬ+Ｈ２+ＨＦmH2O ㈡与城市管网的连接1）当城市管网的供水压力（Ｈo），大于或等于Ｈ时，直接由城市管网供水。２）当城市管网的供水压力（Ｈo），小于Ｈ时，需增加水泵提升供水压力。３）一般配水压力：一层建筑10m，二层12m三层以上，每层加4m水头．４、分区供水系统：在多（高）建筑中，通常采用下部：城市供水压力只能满足下部几层的用水，上部楼层：设水泵和水箱联合供水，形成上下分区供水系统．既可充分利用城市配水管网，又可减小上区供水设备的储水容量．供水安全，经济合理． ５、建筑给水方式以及管道布置：建筑内给水方式有很多种，一般应根据建筑情况、高度、所需压力以及城市配水管网的供水能力和水压等因素来选用．以下为最基本形式：（1）直接供水方式　城市管网的供水能力大于建筑用水的需求　　　　　　　　　　　特点：简单，经济（2）设置水箱的供水方式城市管网的压力有波动，用水在高峰时，压力不足，可只设水箱．它增大了建筑物的负荷，故水箱容积不宜过大（3）设置水箱和水泵的供水方式城市管网供水能力不足，且建筑用水不均匀1.水泵用以提高供水压力，同时向建筑给水系统和水箱供水．水箱满，水泵停．水箱水少到一定量时，水泵重新启动．2.减小了水箱的容积，提高了水泵的运行效率．供水安全经济．（4）分区供水系统　在多（高）建筑中，通常采用下部楼层：城市供水压力只能满足下部几层的用水．上部楼层：设水泵和水箱联合供水，形成上下分区供水系统．既可充分利用城市配水管网，又可减小上区供水设备的储水容量．上述各方式见后图示 管道布置和敷设：A、管道布置：给水管道的布置，在保证供水安全的前提下，力求管线简短，使用方便、减少与建筑、结构、暖通以及电气各方面的矛盾，并应便于施工和竣工后使用中的维修管理工作．（管道布置的要点：引入管、水表、供水干管、立管和支管）B、管道敷设：给水管道的敷设方式主要有明装和暗装两种，为了安装和检修方便，一般多用明装，管道可沿墙壁、梁、柱，地板或天花板下等处附设，并以钩钉、吊环、管卡及托架等固位．管道穿越基础、墙壁、楼板时，应预留孔洞，并避免穿过梁、柱，以免影响结构安全．暗装方式一般应用在特殊要求的建筑中．管道常用吊装固定支架见后图 增压设备城市配水管网的压力通常只满足于大多数低层用户的用水需求．这样可以避免供水压力过高而引起的管道漏水，材料要求过高，运行费用高的一系列问题．由于多层建筑的大量出现，用水量的剧增，用水峰时的水压下降，都使得在建筑给水系统上，必须加设增压设备．增压设备包括：水泵，高位水箱，气压装置及变频调整供水设备等． 一．水泵：机械设备，通过泵中叶轮的转动，将机械能转换为水的势能，使水加压的装置．常用的为离心式水泵．㈠布置的位置；在底层或地下室，减小建筑物的负荷，减小振动对整修建筑物的影响，降低噪音的传递，也便于水泵的吸水．㈡吸水方式：１．直接由配水管网上吸取：(前题)配水管供水量大，水泵吸水时不影响管网的工作．且由供水部门同意．简便，经济，安全可靠2．由贮水池抽取：自备贮水池，水泵由水池抽水加压后，送入建筑给水系统．增大了耗电．贮水池一般存贮生活与消防的共同用水．对配水管网无影响．是一般常用的方法． ㈢水泵的选用指标：１．水泵流量：根据用水量而定．只有水泵时，供水量按设计秒流量确定，水泵-水箱，可采用最大小时供水量．２．扬程：①直接从配水管中吸水的扬程：Ｈp=Ｈ+Ｈ′-Ｈ0Ｈp扬程，Ｈ建筑物所需压力，Ｈ′泵站内管道阻力损失，Ｈ0配水压力 ②由贮水池中抽水的扬程：Ｈp=Ｈs+Ｈd+ＨL+ＨＦＨs水泵轴到贮水池最低水面的距离，Ｈd泵轴到最不利出水点的垂直距离，它与前面所提到的高程差（引入管到最不利出水点的高差）ＨL管道的总水头损失，ＨＦ最不利出水点的出水压力（头） 二．水箱：置于建筑物顶部㈠作用：①存储水②调节用水量③稳定水压适用于：①（单一水箱）配水管内水压周期不足的情况．压力高—储水，压力低—供水②（水泵-水箱）配水管网经常无法满足建筑供水需要（减小了水箱容量，提高了水泵的运行效率）缺点：增加了建筑高度和建筑载荷，有碍美观，不利于抗震． ㈡水箱的构造及构成1．材料：钢板焊接而成（制作方便，费用高，防腐处理），钢筋混凝土制作，不锈钢（成本昂贵，美观），玻璃钢（耐腐性优良），工程塑料2．形状：①圆形（耗材少，结构合理，承压均匀，造价低，但占地，布置不方便）②矩形（布置方便，节省空间，结构复杂（应力处理），耗材，造价高）③球形（美观，承压均匀）安装复杂 ３．构成：通常放在水箱间里，水箱高度不超过2.5m，水箱与大气相通，需进行保暖，通风处理，应装有防虫（蚊，蝇，鸟）设备．４．水箱示意图及说明 ①进水管：由水箱侧壁或顶部接入．由浮球阀或其它信号控制水的注入．②出水管：由水箱侧壁或底部接出，位置应高于池底50mm，以保证出水质量．③溢流管：防止水箱水满，而溢出而设．（避免浮球阀损坏时，水的浪费）设置注意事项：a.管径比进水管大．b管口比控制水面略高．c下端不得直接接入下水管道．d下端出口处应设滤网． ④泄水管：放空水箱中的水，用于清洗水箱，维修水箱．由水箱最低处接出．管径大于≥50mm．可与溢流管组合．⑤通气孔：保证水的呼吸，设置在水箱盖上，管口下弯并设滤网，管径≥50mm．⑥水位计：信号管⑦检修口 三．气压给水装置：（配有水泵，压缩机）局部升压和调节水量的给水设备．（如图） ㈠特点：应用灵活方便，建设快，投资小，供水水质好．容量小，调节水量小，罐内水压变化大，水泵开启频繁，耗电多．㈡布置位置：可在任何位置，如室内，外，地下，地上，各楼层中．㈢工作原理：水泵将水压入罐体内，压缩机加压罐内空气，压迫罐内的水进入建筑给水系统．罐的关水压力是压缩空气，而不是水罐的高度． （二）消防给水工程消防给水系统是扑灭火灾，保护国家财富和人民生命财产安全的给水系统．火灾虽是偶然事故，一旦发生危害无穷，因此对消防供水要求极为严格，必须使供水管网及设备，处于警备状态，保证消防的用水需求．城市消防给水系统建筑消防给水系统 1、城市消防给水系统：（1）水源：消防给水必须有可靠水源，保证消防用水量．水源可用城市给水管网，这是最常用的消防水源．如果城市有天然水体，如河流、湖泊等，水量能够满足，也可以作为消防水源．上述两种水源不能满足消防用水量要求时，可以设置消防贮水池供水，但容量应满足在火灾延续时间内消防用水量的要求． （2）消防给水系统：城市消防给水系统可以分为三种形式：A、低压制给水系统：管网内保持一般建筑生活用水压力，消防时，由消防车水泵加压供水．管网压力应保证不小于10m水柱（地面算起）．B、高压制给水系统：是使给水管网内的压力能保证当消防用水量达到最大而且水枪布置在任何建筑的最高处时，水枪充实水柱仍须不小于10m．C、临时高压制给水系统：是在泵站内加设消防水泵，平时以低压供水，火灾发生时，启动消防水泵，增大管网水压而达到高压给水系统的供水要求． （3）消防给水管网：A、管网布置：一般都与生活、生产给水管网结合设置，为保证供水安全，应采用环状管网．环状管网输水干管不宜少于两条，其中一条发生事故，其余干管仍应通过70%的消防用水总量．同时，消防给水管道的最小管径不小于100mm．B、消火栓：为便于取用给水管消防水量，在管网沿线设置消火栓．消火栓应沿道路设置，宜靠近十字路口间距不大于120m．地上式应有一个100mm和两个65mm的栓口；地下式有100mm和65mm栓口各一个．C、水泵接合器：是消防车向建筑内管网送水的接口设备．水泵接和器的型式有地上式、地下式以及墙壁式三种．如图 2、建筑消防给水系统：建筑消防给水系统是设置在建筑物内部的消防给水管道和设备．一般将该系统分为多层建筑消防系统和高层建筑消防系统．多层建筑（低层）：指9层及9层以下的住宅建筑和建筑高度在24m以下的其他建筑物．高层建筑：指10层及10层以上的住宅建筑以及建筑高度超过24m的其他民用建筑． （1）低层建筑消防系统：主要为消火栓系统．A、系统形式：该系统常采用生活与消防或生产与消防合用系统，简化管道设备，降低造价；在消防要求严格或采用合用系统经济上不合理时，也可采取独立设置消防系统．各形式见后图所示B、消火栓系统组成以及布置：消火栓系统由管网以及消火栓组成．管网应形成环网，应有两条进水管并附有水泵、水箱等设备，立管靠近消火栓．消火栓由消防龙头、水带、水枪组成，并将三者装设于壁龛中，箱侧设有水泵启动及火灾报警按钮．（a）消防龙头：控制水带水流的阀门，口径为50mm和65mm两种．（b）水带：引水的软管，水带直径50mm和65mm，长度10、15、20m等．（c）水枪：为锥形喷嘴，规格13、16、19mm． 消火栓系统布置：①明显，使用方便的地方．如走廊，楼梯口，电梯口．②水枪的充实水柱：一般建筑为至少7米．6层以上的民用建筑和4层以上的厂房、库房至少为10米. ③水枪的保护半径：水枪出来的水柱必须达到建筑物的任何位置．R=Lh+LpLp=Lc·cos450（Lh水带长度，Lp水柱在水平面上的投影长度，Lc水柱充实长度，也即水由水枪喷出时，与地面呈450夹角）④消火栓的间距：不同要求，不同布置．对于一般要求，如下图 较高要求每个地方均有两个水枪的水同时到达．如下图 （2）高层建筑消防系统：消火栓消防系统：（前面已介绍）自动喷水消防系统：该系统在火灾起后能够自动喷水灭火．在火灾发生时，由于喷头封闭元件自动开启喷水灭火，并同时发出报警讯号，灭火及控制火势蔓延的效果高，成功率可达95%以上，对保护建筑，减少火灾损失，防灾灭火起了很大作用．自动喷洒是一种极为有效的灭火给水系统，但该系统的管网以及附属设备等复杂，造价较高，目前，我国主要使用于易燃工厂、高级宾馆、大型公共建筑物中的重要部位，一般情况仍是以消火栓给水系统为主． 自动喷水消防系统：A、自动喷水消防系统分类：a湿式系统：b干式系统：c预作用系统：d雨淋式系统：e水幕系统B、自动喷水消防系统的主要部件：a喷头：b报警阀：c水流报警设备：d火灾探测器 第五章建筑排水、中水及特殊建筑给水排水建筑排水工程所完成的工作是对建筑物内的污水与废水进行收集、输送排出以及进行局部处理.一．排水系统分类：排水有污水和废水之分.污水，水一经使用即成污水，日常生活使用过的水叫生活污水.工业使用过的水即工业废水.其中污染较轻的生产废水（冷却水），污染严重的生产污水（印染）. 污水、废水分类：1．生活污水：日常生活用水后排出的水.包括洗涤，沐浴，厨房用水，粪便污水.特点：通常无毒，有大量的悬浮物，有机物容易滋生细菌，卫生条件差2．工业废水：工业生产中排出的水，随不同的工业，不同的产品，不同的生产工艺（如生产纸张、小化肥比正规化肥生产的污染大），有很大的差别.特点：有的有毒（电镀），有的无毒（冷凝水）有的脏（印染，造纸），有的净（冷却水）3．雨雪水：一般比较清洁，可以直接排入水体或城市雨水排水系统. 二．排水系统分类（有合流制与分流制之分）1．粪便污水排水系统，排入化粪池2．中水排水系统：沐浴，洗涤，一般需回收利用此部分废水时，采用该系统的排放收集系统．上述两类常合为一个生活管道系统。3．工业废水排水系统：排除工业废水的管道系统.4．雨水排水系统：是排除屋面雨水，雪水的排水系统，因其比较清洁，故可直接排入水体. 三．排水系统的组成（7部分） 1．污水、废水收集器具,即为：①生活用水器具，如洗涤盆②生产设备上集水器具（设备上的排水装置）如车床冷却用肥皂水.③屋面雨水的集雨器——雨水斗④地漏（有横管端部时，也兼作清扫口.)2．排水管道①设备排水管，由排水设备到后续管道的部分（设备上带的管道部分）②排水横支管，水平方向输送污水和废水的管道③排水立管，接受横管的来水，向下垂直排泻④排出管，收集一根或几根立管的污水，并从水平方向排至室外污水检查井的管段 3．水封装置排水管道上的一段存水设备，用来阻挡排水管道中产生的臭气，使其不致溢到房间里，以便保持室内空气清洁. 4．通气管作用：保证排水管道与大气相通，以免在排水管中因局部满流——柱塞流时，水流后形成负压，产生抽吸作用，致使设备排水管的水封被破坏，或产生喷射.①通常通气管为排水立管，从屋顶伸出屋面的一段管道，通气管通常伸出屋顶的长度为：不上人屋顶：≥0.30m可上人屋顶：≥2.0m②通气管顶上用铅丝网球或其它格栅罩，以防堵塞. 5．清通部件①检查口：立管上，也有在横管上，有盖压封，发生管道堵塞时，可打开，进行检查、清理. ②清扫口：在排水横管的端部或中部，其端部是可拧开的青铜盖，一旦发生横管堵塞，用于清理.③检查井:排出管的拐弯及两条以上排出管交汇处，检查井最小直径为700mm. 6．提升设备，提升泵：建筑物的地下室或人防建筑，其内部标高低于室外排水管网的标高，常用水泵将地下室的污水抽送出去.7．污水局部处理设备建筑排水不符合水质排放标准时，在排放前局部处理所需设备常用的有：隔油池，化粪池，降温池，酸碱中和池等. ①隔油池：餐厅，厨房等排出的水、机加工车间排水中含有油脂，油脂会凝固在管壁上，堵塞管道，有时也会引起火灾. ②化粪池:用于截留生活污水中大块悬浮物的构造物.拦截后的粪便及其它悬浮物，在池内（通常为1—3月），有机物在微生物的分解作用下，经过一段时间，转化为无机化合物的消化污泥，每隔一段时间，将消化污泥清掏出去作肥料. ③降温池:用以处理某些超过40℃废水.降温池一般多设于室外，尽量利用废水来冷却.对温度较高的污水，应尽可能将其所含热量回收利用. 室内排水管的布置与敷设一．排水管布置的一般原则及特点：1．特点：①常含有大量的悬浮物及纤维类，或大块其它杂质，易阻塞管道.②排水管一般比较粗大，同时排出之水温度相对较低，夏天，有时外管会产生凝露水. 二．原则：①力求简短②减少拐弯（以免塞阻）③不能穿越卧室，客厅，贮藏柜，物品堆放处的上方，不能穿越炉灶上方（漏水损坏物品）④不穿过烟道（引起管道腐蚀）⑤不穿越沉降缝，伸缩缝，重载地段（损坏管道）⑥不穿越冰冻地段（冻裂） 三．室内排水管的布置与敷设1．设备排水管，应设置水封管（S，P型）排水管与存水弯排水管与存水弯间隙连接直接接连（各种水箱的溢水管） 2．排水横支管，设备排水管与立管的连管①力求排水横管简短，少拐弯，沿墙布置，明装为多②由于横管中水流是重力流，因此要有一定的坡度③注意：一不挡窗户，二不穿大梁④暗装时，要留有检修门⑤最底部横支管要与立管管底有一定的高差，以免立管中的水流形成的下压破坏该横管上所连接的水封. 3．排水立管，设在排水量最大，含杂质最多的排水设备附近（如住宅中大便器附近）①一般设在墙角或沿墙，柱垂直布置②为清通立管方便，在排水立管上，从第一层起，每层应设检查口，检查口距地面1.0m③暗装时，立管常布置在管井中 4．排水横干管与排出管横干管：①排水横干管是汇集几条立管的水平干管②横管的排水能力和输送能力比立管小，易堵塞③横干管力求简短，不应拐弯，尽快排出室外④穿越承重墙时，应在墙上留洞，且洞顶与管顶部间隙不小于0.15m⑤穿越地下室外墙时，为防止地下水渗入室内，应做穿墙套管，及防建筑下沉被压坏的措施 排出管：①一般是排水立管最底部直接拐向室外，这时要求使水流顺畅，拐弯处以2个45°弯头连接②也可是排水横干管的延伸部分③排出管与室外排水管交接处设检查井，井距墙≥3.0m，但也不宜太长 5．通气管作用：①使排水管保持正常大气压，使与主管相连接的横支管上的水封不破坏②排除排水管中的臭气种类：①普通通气管，通常直接伸出屋面≥0.3m或≥2.0m的管道②专用通气管，当排水立管的设计流量大于某一最大数值时，专门设置的通气管道 ③环形通气管，多适用于高层及高级住宅区，旅馆.设置条件a．4个及以上卫生器具，与污水立管距离大于12m的污水横支管b．6个及以上大便器的污水横支管④器具通气管，对于在卫生和安静方面要求高的建筑，在生活污水管道上还可设置器具通气管,器具通气管是从每个排水设备的存水弯出口处引出通气管.6．管径的一般规定：①一般排水设备的排水横管及立管50mm②小便池排水管，含油脂的排水管75mm③大便池后排水管100mm 屋面雨水系统一．排除方式1．无组织排水，雨、雪水沿屋面檐口落下，无专门集水和排除设施，适用于低矮建筑（老式平房）2．有组织排水，有专门设置，使其沿一定路线排泄二．有组织排水的具体形式1．水落管外排水方式，将雨雪水引入屋面檐口处的檐沟，在檐沟内设雨水收集口，将雨雪水引入雨水斗和水落管． 落水管的形式：传统的为铸铁管100mm，矩形100×80新形的塑料管（复合材料管）2．天沟外排水方式（如图），多跨厂房，利用两跨之间的低谷做成排水沟——天沟，用雨斗和立管将伸出山墙的雨水排到地面雨水沟或雨水管．排水长度以≤50m为宜．3．屋面雨水的内排方式，屋面面积很大，不宜采用雨落管外排等方式时，可采用内排方式．由雨斗，经立管（室内布置）在直接将雨水接入室内检查井，再由地下雨水管道流入室外检查井． 三．屋面雨水内排水　　　　　　　　　　　系统的组成与布置1．雨水斗，由檐沟，或天沟中接收雨水2．连接短管，雨水斗与悬吊管之间的管段3．悬吊管，横向输水管道，一般是沿着屋架固定，并保持一定坡度，其末端与立管相接．将天沟中的水向立管输送 4．立管，接收悬吊管的来水，并将其垂直泄入地下管道，立管下部常常是有压流．5．排出管：立管与埋地管间的管段，管径应不小于立管管径．6．埋地管：可做成暗管或暗沟．并且：①埋地管径≤600，同时≥200②不得穿越设备基础，可用钢筋混凝土或石棉水泥管③为非满流管，以便留有过气的断面积． 高层建筑给排水系统简介一．高层：10层以上的住宅建筑，或24m以上的公共建筑㈠特点：1．（两大三多）层数多，高度大，面积大，功能多，人数多2．建筑物内设备多，标准高，管线多且大3．通常有设备层，管井 ㈡要求1．供、排水必须可靠，安全2．若有火灾，因为竖井多，火势蔓延快，故需设置独立自救的消防给水系统3．要有自设水泵房，自行供水4．分区供水，以减少每区水压差，以免出现喷溅．同时高层压力不足，甚至产生负压抽吸现象． 二．高层给水方式1．重力供水：在最高处设高位水箱，底层设置贮水池和水泵，水再靠重力流向给水管网．①串联式给水方式，每区设水箱，水泵②并联式给水方式：泵集中设于地下室，各区放水箱 ③单管给水方式：（减压水箱） 2．压力供水①气压给水：用气压罐代替高位水箱，且置于底层（减振，减负重）②水泵直接给水方式（变频调速泵） 三．高层消防给水1．设置室外消火栓2．设消防系统消防给水：1．高压给水系统：正常运行时，能满足该高层生活、消防流量和水压要求（适用于区域集中的高层建筑）2．临时高压给水系统：平时不满足最不利点的消防流量和水压要求，需设专门消防泵，在有火情时启用，使管网内的水压和流量达到灭火要求． 四．高层排水系统通常采用分流排放生活废水（洗涤、沐浴）收集处理后到中水系统，回用作厕所冲洗或浇灌花园用水．中水处理，利用废水进行净化处理后再回用的水，一般利用中水冲洗厕所，浇洒绿地中水系统：包括：调节池（调节水量，水质），沉淀池（除悬浮物），生物反应池（对水中有机物分解），过滤池（过滤消毒）． 五．管道布置㈠位置：立管设在管井中，管井上、下贯穿各层㈡通常设置设备层目的：1．立管无法贯穿时，在此用水平管道做上层立管的新起点．2．为美观，将各种交叉管道置于此．3．放置水箱，水泵㈢贮水池，水泵站，加热换热器通常设在地下室． 第七章　热水及燃气供应热水供应系统在生产和生活中，需要大量的使用热水，随着经济建设的持续增长，人民生活的日益提高，热水的需求量也以倍数的增长变化．过去只有在旅馆，高级住宅区使用的热水系统，已走入寻常人家．热水的使用对人民生活水平的提高，对人民身体的健康，对人体的保护都起着重要的作用． 第一节热水供应方式一．热水供水系统构成：热水加热器，热水管网，及其它附属设备组合而成．二．热水供水系统举例及分类1．解释下页图的工作过程（一个加热器，一个换热器，进水泵，循环泵，热用户）．锅炉加热，换热器取热，循环泵送水，循环管保持水温，给水箱定压，凝水箱存冷背凝水（排气得来）． 2．热水供应系统的分类局部热水供水系统：用于供水点很少的情况，如家庭，食堂等建筑．加热器就是普通的炉灶，煤气热水器，电热水器，太阳能热水器等特点：设备简单，使用方便，造价低．集中热水供水系统：设于热水供应范围较大，用水量多的建筑物，热水的加热，输送动力，贮备都在锅炉房中，输送通过管网．特点：集中管理，节省建筑面积，热效率高．投资大．大型公用设施．区域热水供水系统：建设小区锅炉房或利用城市热水管网集中供应热水． 特点：供水规模大，设备集中，热效率高，使用方便，排污量小．设备复杂，管理要求高．投资很大．二．热水供应的方式（根据建筑物的性质，供水要求，建筑高度，热源情况来定）按加热方式分：直接－间接加热法（热源，热交换器）按管网布置形式：上行下给式（横干管在立管上方）－下行上给式（与自来水相同）按循环情况：无循环，半循环（对于定时供应热水的系统，在供水前半小时用循环泵使干管中的水循环，以减小排放管路中冷水的时间），全循环（管路中一直是热水）（如图） 第二节热水系统的器材与设备由于水温的升高，热水供水中会出现管道的腐蚀（水中在温度较低时，稳定的化学成分开始活跃的结果），热胀冷缩，析出气体，水体膨胀结垢等现象．所以热水系统的器材与设备需有自己的特点． 一．防腐蚀　由于镀锌管在长期使用中，因镀层脱落等原因，会造成严重腐蚀，如锈蚀，穿孔，但其价格低廉，目前我国仍为首选．但国外常采用铜管，（现在国内也开始逐步这样做），同时也有采用聚丁烯管（耐80℃），铝塑复合管，三型聚丙烯（PP-R）管等． 二．热胀冷缩：金属的该性质尤为明显．因此在热水系统中，必须考虑，并予以补偿．常用的方法为选用适宜的伸缩管或管道自身转弯（如∏形）来补偿，或金属波纹伸缩管，同时系统中必须设置膨胀水箱及安全阀，以容纳热水膨胀后的多余水． 三．保温　减少散热损失，在加热设备，热水箱配水管道要设置保温层．保温材料选用导热系数小，价格廉，易施工的泡沫混凝土，膨胀珍珠岩，硅藻土等预构件，包装管外作为保温层．注意：由于聚氨酯发泡材料的成本高，所以在热水保温中使用的较少，在强调保温管的美观的有些场合，现在也有采用． 四．防结垢水中含有钙，镁等盐类，通常被称为硬水．这种水受热后，钙镁的盐类化合物极易在加热器的表面或水的流通管道壁面上结垢．从而降低换热器的传热效果，增大流动阻力，并损坏加热设备，因此危害极大．除垢方法：化学除垢法：在硬水中加入化学成分，如：含有纳离子的“归丽晶”Na3PO4，通过纳对镁，钙的置换，避免钙，镁的盐类在表面集结。Na——Mg(Ca)物理法：电子除垢器，磁水器，利用电磁场的作用，改变水的物理性质，使水垢变为极小的颗粒，悬浮在水中，不结垢于壁． 五．其它设备促循环的回水泵，排气阀，排蒸汽凝结水的疏水器（阻止蒸汽通过，只允许凝结水和不凝性气体及时排除出），温度调节器． 第三节加热方法和加热器一．加热方法：发热体的热能通过壁面直接与水接触，使水得到热量的方法．１．直接加热：利用燃料直接的燃烧，加热锅炉中的水．利用清洁的蒸汽的凝结，加热容器中的水利用电能利用太阳能 ２．间接加热法　冷液体通过换热壁面接收热液体的热量，而升温的方法．应用于有大量余热的电厂，焦化厂等．它可用蒸汽或热水来加热凉水．特点：热媒不会被用户消耗掉，热量被取走后，又送回到锅炉等加热器中，故不用补充热媒水．减少了硬水的处理量。避免锅炉的事故发生。 二．加热器㈠直接加热器１．热水锅炉：过去主要为燃煤锅炉，现今还有燃气，燃油锅炉．安装有卧式和立式两种２．家用型热水器：主要有燃气，电热水器３．太阳能热水器：节能，清洁，安全，常用的有管板式、真空管式 ４．汽水混合加热器：将清洁的蒸汽通过喷射器送入冷水箱中，使汽水充分混合而加热水，其热效率高，设备简单，噪音大 ㈡间接热水器：通过冷热换热器加热按有无贮存水量，分为容积式，即热式，半即热式1．容积式热水加热器加热器内贮存一定的热水量，用以供应和调节热水用量的变化，使供水均匀稳定，它具有加热器和热水箱的双重作用．Fig5-8（下页）特点：安全可靠，热效率低，体积大，占地多． 2．快速热水器（即热式）：没有贮存热水的容积，体积小，加热面积较大，被加热水的流速较容积式的大提高了传热效率，因而加快热水产量，适用于用水量大而均匀的建筑物．（如饭店，医院）随热媒不同，分水—水（管内通水，管外通汽）水—汽（管内流水，管外通汽）快速加热器．两种液体逆向流动，传热效果显著． 3．半即热式热水加热：限量贮水加热器，贮水量小，加热面积大，热效率高，体积（大小）．组成：　筒壳热媒管，加水管，盘管（铜管）　温控器 第四节热水管道的布置布置：1．满足热水供应的前提下，力求管路简短，使用方便，利用维护．2．与冷水管平行敷设，且在冷水管之上（热气上升，冷气下降）以免热，冷相互干扰．3．通常为明装，若要暗装，管槽应尽量在器具下方．4．不能用自然补偿来平衡时，应设置补偿器，如波纹管，拐弯，Π形管，S弯等． 5．在送水管上要设保温层，以减少热损失及烫伤人．6．水平管道应有与水流方向相反的≥0.003的坡度，并在最低处设泄水管，以利排污，泄水，排空．（体现出热水仰头走）7．上行下给式管网，在最高处设排气阀，以免气阻，阻碍热水的流动．下行上给式析气可由龙头放出，可不设排气阀．8．热水贮水箱：加热器应置于锅炉房，以便于管理．设备的前后要安装阀门，同时为防止水的倒流，在加热器，贮水罐，热水锅炉的进水管上设止回阀． 其它：水温的界定洗脸，洗手用热水，供水温度30℃~35℃洗澡（沐浴，盆浴）35℃~40℃洗涤（洗衣，餐具）60℃ 第五节饮用水供应饮用水包括开水，温水，饮用自来水，冷饮水，矿泉水，纯净水，蒸馏水，等离子水等．一．饮用水定额：表5-7（下页），二．饮用水的水质：符合《生活饮用水卫生标准》对于饮用冷水或冷饮水，在接到饮水装置前，为防止贮存，运送过程中的二次污染．还需进行必要的过滤，消毒处理． 三．饮用水温度1．开水：100℃且持续3分钟以上．2．可饮自来水，10℃~30℃四．饮用水供应1．集中制备，集中供应在锅炉房设开水炉或沸水器，集中烧制开水，并设置水龙头，集中制取开水．（如学校）2．集中制备，管道输送锅炉房制备，以管道输送到各饮水点供取用，同时，为保证水温，①管道要保温②设循环管道． 3．分散制备，分散供应将热源蒸汽或电力送至各开水制备点，分散制备、供应．使用极为方便，并能保证水温．大多数多层或高层建筑（24米以上）常采用这种供应方式．注意开水系统在锅炉进水管上应设置磁水器或电子除垢器，以降低结垢，提高传热，延长使用年限． 高层热水供应1．集中热水供应：一幢楼或一个建筑中的整个区，或是某个建筑群，由一个锅炉房或热交换站提供热水．加热设备一般在地下室或设备层，热水由管道向各层楼输送．2．局部热水供应：采用分散的就地加热，就近供给水的方式，热源可以是电、煤气组成：热源，加热设备，热水使用设备． 第八章　采暖在冬季，室外温度低于室内温度，房间的围护结构（墙、屋顶、地板、门窗等）不断向室外散失热量，使房间温度降低，影响人们的正常生活和工作，为使室内保持所需要的温度，就必须向室内供给相应的热量，这种向室内供给热量的工程设备叫做供暖系统．它是供热工程的一部分．在本篇的学习中，我们主要是了解“集中供暖系统”的有关内容．由远离供暖房间的热源、输热管道和散热设备等三部分组成的工程设施，称为“集中供暖系统”． 在集中供暖系统中，把热量从热源输送到散热器的物质叫“热媒”，这些物质有热水、蒸汽和热空气等．以热水和蒸汽作为热媒的集中供暖系统，在工业和民用建筑中得到普遍的应用．它们具有供热量大、节约燃料、减轻污染、运行调节方便、费用低等优点．集中供暖系统的热媒可分为三类：热水、蒸汽和热风．目前应用最广的是以热水和蒸汽作为热媒的集中供暖系统．其中，热水供暖系统是我们主要介绍的内容． 一、热水供暖系统：1、热水供暖系统可按下述方法分类：按热媒参数分：低温热水供暖系统（热媒参数低于100℃）高温热水供暖系统（热媒参数等于或大于100℃）按系统循环动力分：自然（重力）循环和机械循环系统按系统的每组立管根数分：单管和双管系统按系统的管道敷设方式分：垂直式和水平式系统低温热水、机械循环方式的供暖系统是民用建筑的主要供暖形式 2、机械循环热水供暖系统常用的几种形式：（1）双管系统：双管系统中每层散热器并联在立管上，每组散热器可以进行单独调节，双管系统运行时受自然循环作用压力影响，易造成上冷下热的竖向失调现象．（2）垂直单管系统：各层散热器串联在立管上，各立管并联于供回水干管之间，热水逐次顺序进入各层散热器．单管系统构造简单、节约管材、安装方便、造价较底，但各组散热器不能单独调节．（3）水平式系统：热水通过总立管沿水平方向供给各楼层散热器的系统，称之为水平式系统．该系统一般适用于单层工业厂房、大厅、商店等．（4）同程式与异程式系统：供暖系统中，我们还可以将热水供暖系统分为异程式和同程式两种，各个循环环路热水流程基本相同的供暖系统，称之为同程式系统，否则称为异程式系统． 下供下回双管系统 上供下回双管系统 上供下回单管系统 水平顺流式　　水平跨越式 同程式异程式 3、供暖系统所用散热器及主要辅助设备：散热设备的作用是向供暖房间供给热量，以弥补房间的热量损失，从而保证了室内所需要的温度，达到了供暖的目的．散热器目前是我国大量使用的散热设备．（1）散热器的类型：散热器按照材料分为铸铁散热器和钢制散热器两大类．下面介绍几种常用散热器：a.灰铸铁柱型散热器b.灰铸铁翼型散热器c.钢串片式散热器d.钢制板式散热器 散热器内对丝 （2）散热器的安装布置：散热器的布置应以容易造成室内冷、暖空气的对流；室外侵入的冷空气加热迅速；人们的停留区暖和舒适以及尽量少占用室内有效空间和使用面积为原则．通常，房间有外窗时，散热器一般应安装在每个外窗的窗台下，这样由散热器上升的对流热气流就能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流及玻璃冷辐射作用的影响，使流动区的空气比较暖和．楼梯间的散热器应尽量布置在底层．当散热器数量过多可适当合理地布置在下部其他层．这是因为底层散热器所加热的空气能够自由上升，从而补偿上部的热损失．为了防止冻裂，双层外门的外室及门斗内不宜布置散热器．散热器在室内应明装，这样散热效果好，而且易于清除灰尘．特殊情况（如幼儿园内的散热器）需要暗装时，装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积，并方便维修． （3）热水供暖系统主要辅助设备：A、膨胀水箱：热水采暖系统中，热媒加热后体积将会膨胀，为容纳这部分膨水量，系统原则上要设置膨胀水箱；系统温度降低，热媒体积收缩，或者系统水量漏失时，又需要由膨胀水箱将水补入系统．机械循环系统中，膨胀水箱还起着重要的定压作用，因此，它连接在水泵吸入口附近的回水干管上．膨胀水箱一般分方形和圆形，从是否与大气相通又可分为开式和闭式两种．膨胀水箱的配管：膨胀管；循环管；信号管；溢流管；排污管．B、集气罐和自动排气阀：为了保证采暖系统的正常工作，必须及时、方便地将系统中的空气排出．集气罐和自动排气阀的作用就在于此． 4、供暖管路的布置与敷设：供暖管道采用水煤气钢管输送热媒，管道接口形式可采用螺纹连接、焊接、法兰连接．管道的布置与敷设应遵循一定的原则：应力求管路简单、节省管材、便于管理并应考虑不影响房间美观．供暖管道的安装有明装和暗装两种形式．应用时要依建筑物的要求而定．在民用建筑、公共建筑以及工业建筑中一般都应采用明装．装饰要求较高的建筑物，如剧院、礼堂、展览馆、宾馆及某些有特殊要求的建筑物（如：幼儿园）等常用暗装．（1）干管的布置与附设：水平干管要有正确的坡度方向，对于机械循环热水供暖系统管道的坡度为0.002~0.005，一般取0.003，同时应在供暖管道的高点设放气、低点设泄水装置． （2）立管布置与附设：散热器的立管布置与系统形式、散热器布置位置等因素有关．立管一般布置在房间的墙角处，或布置在窗间墙处，楼梯间的立管应单独设置，以免冻结而影响其他房间供暖．立管上下端均应设置阀门，以便于检修．立管穿越楼板时（水平管穿越隔墙时相同），为了使管道可以自由移动而且不损坏楼板或墙面，应在安装位置预埋钢套管．套管内径应稍大于管道的外径，管道与套管之间应填以石棉绳．管道穿越墙壁，套管两端与墙壁相平；管道穿越楼板，套管上端应高出地面20㎜，下端与楼板底面相平．具体做法见后面图示 管道穿越楼板管道穿越墙壁 （3）立管与散热器的连接：垂直系统中，每组散热器应直接与立管连接，也可以采用串联方式．散热器的间距不应超过1.5m；机械循环热水采暖系统串联管的管径不小于25㎜．另外，散热器支管应尽量同侧连接，水平支管应具有一定坡度．要求：支管长度小于或等于500㎜时，坡降为5㎜；支管长度若大于500㎜时，坡降为10㎜．支管与墙面的距离应同立管一致．立管与散热器的连接见后面图示 （4）供暖系统的入口装置：供暖系统的入口是指室外供热网路向热用户供热的连接装置，设有必要的设备、仪表以及控制设备，用来调节控制供向热用户的热媒参数，计量热媒流量和用热量．一般我们称之为热力入口，设有压力表、温度计、循环管、旁通阀、平衡阀、过滤器和泄水阀等．建筑物可设有一个或多个热力入口，供暖管道穿过建筑物基础、墙体等围护结构时，应按规定尺寸预留孔洞．具体做法见后面图示 二、高层建筑供暖的特点：10层及24m以上的建筑物我们称其为高层建筑．高层建筑热水供暖系统的静水压力较大，因此高层建筑供暖系统的形式和与室外热网的连接方式，必须充分考虑散热器的承压能力及外网的压力等因素．同时，还必须解决垂直失调的问题．高层建筑热水供暖系统的主要形式有以下几种：1、分区式供暖系统2、双线式系统3、单、双管混合式系统 三、低温热水地板辐射采暖系统：低温热水地板辐射采暖系统，是采用低于60℃低温水作为热媒，通过直接埋入建筑物地板内的盘管辐射而达到的一种方便灵活的采暖形式．低温热水地板辐射采暖系统，可以克服散热器采暖系统不便于按热计量、分户分室控温等等．后面示意图为低温热水地板辐射采暖系统组成． 1、低温热水地板辐射采暖构造：低温热水地板辐射采暖因水温低，管路基本不结垢，多采用管路一次性埋设于垫层中的作法．地面结构一般由楼板、找平层、绝热层（上部敷设加管）、填充层和地面层组成．找平层：是在填充层或结构层上进行抹平的构造层；绝热层：主要用来控制热量传递方向；填充层：用来埋置、保护加热管并使地面温度均匀；地面层：指完成的建筑地面．如允许地面双向散热时，可不设绝热层．住宅建筑因涉及分户热计量，不应取消绝热层． 2、低温热水地板辐射采暖系统管材：早期，低温热水地板辐射采暖系统均采用钢管或铜管，埋管接头多，施工困难而且渗漏不能彻底解决；管道膨胀较大；系统寿命短，安全性较差．现在，低温热水地板辐射采暖系统均采用塑料管．低温热水地板辐射采暖系统采用的塑料管有：交联铝塑复合管、（PAP、XPAP）；聚丁烯（PB）管；交联聚乙烯（PE-X）管；无规共聚聚丙烯（PP-R）管．这几种塑料管具有耐老化、耐腐蚀、不结垢、承压高、无污染、沿程阻力小等优点． 3、低温热水地板辐射采暖系统特点：由于辐射强度及温度的双重作用，人体所受冷辐射减少，户内地表温度均匀，室温从下而上逐渐减低，给人以脚暖头凉的良好感觉，具有很好的舒适感．同时，还具有节能、热稳定性好、便于实施分户热计量等优点．但是，低温热水地板辐射采暖系统初投资较大，对施工要求高，增加了楼板厚度、减小了室内净高，楼面的结构荷载也加大了．尽管低温热水地板辐射采暖使用寿命长，但一旦损坏进行维修几乎不可能． 四、供暖系统分户热计量：建筑节能是世界建筑技术发展的大趋势，是走可持续发展的必由之路．为实现建设部《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26—95节能50%的目标，提高供热系统运行效率，采取供热按热计量收费是达到这一目标的重要手段．供暖系统按热计量收费是适应社会主义市场经济要求的一大改革，是住宅商品化发展的必然结果．供暖系统按热计量收费势在必行． 分户热计量系统的常见形式：适合热计量的室内采暖系统形式大体分为两种：一种是沿用传统的垂直的上下贯通的所谓“单管式”或“双管式”系统；另一种是适应按户设置热量表形成的单户独立系统的新形式．前者通过每组散热器上安装的热量分配表及建筑入口的总热表，进行热量计量；后者直接由每户的户用热表计量． 1、温控与热计量装置为了实现室内温度控制和分户热量计量，必须要对我国传统的集中供热采暖形式进行改变，通过改变系统形式和增加一系列温度、流量、压力控制设备与热量计量仪表，将传统的稳态供暖系统改变成为动态控制的系统．需要增加的装置：（1）热量表：进行热量测量与计算，并作为结算根据的计量仪器称为热量表（又称能量计、热表）．（2）热量分配表：（3）散热器温控阀：散热器温控阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成． 2、适应按户设置热表的几种室内采暖系统：按户设置热表是指每户系统相对独立，每户入口设一户型热表，户内各散热器相互串联或并联．实现户型热计量以及户型独立调节，是今后供热计量技术的主要发展方向．适应按户设置热表的室内采暖系统有地板辐射采暖系统、散热器采暖系统．其中散热器采暖系统主要有两种形式：一种是户内设置小型分、集水器，散热器之间相互并联，布管方式成放射状，也称之为章鱼法布管．另一种是户内所有散热器串联或并联成环型布置．上述两种方法均需要与建筑设计相互配合才能顺利实现．并且供回水立管设在楼梯间，采用双管系统．见后示意图 3、传统的垂直的上下贯通的所谓“单管式”或“双管式”系统：（1）垂直式单管系统：该原有顺流式单管系统为带跨越管、温控阀的可调节系统，是旧系统改造极为可行的一种方式．一般有两种形式：一种加两通温控阀，一种加三通温控阀．（2）垂直式双管系统：由于双管系统存在的垂直重力失调原因，往往只应用于4层及以下采暖系统．在每组散热器入口处安装温控阀，不仅可使系统具有可调性，而且增大了末端阻力．见后示意图 第九章通风第一节通风的基本概念一、通风的意义1.人新陈代谢中产生的二氧化碳、皮肤表面的代谢产物2.建筑材料中挥发出的有害物，如苯类、醛类等有机物质3.周围土壤中存在的氡等放射性物质4.室外大气中存在的灰尘、二氧化硫使室内的污染物浓度达到有关的标准二、污染物的主要来源在以人为主的室内环境中，污染物主要包括： 依据：空气的动力源泉1)机械通风系统机械通风机作用使空气流动，造成房间通风换气方法，称为机械通风.由于风机的风量和风压可根据需要确定，这种通风方法能保证所需要的通风量，控制房间内的气流方向和速度，并可对进风和排风进行必要的处理，使房间空气达到所要求的参数.因此，机械通风方法得到了广泛应用.2)自然通风系统自然通风是依靠室内外空气的温度差(实际是密度差)造成的热压，或者是室外风造成的风压，使房间内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境.自然通风不需要另外设置动力设备，对于有大量余热的车间，是一种经济、有效的通风方法.其缺点是，无法处理进入室内的空外空气，也难于对从室内向室外排出的污浊空气进行净化处理；其次，自然通风受室外气象条件影响、通风效果不稳定.三、通风系统的分类 1.自然通风的作用原理对于一幢建筑或者一间房间，如果它有两个开口（门或窗等），而且空气在每个开口的两侧压力不相同，那么在压差的作用下，空气在每个开口处形成流动四、自然通风 2.室内、外温差作用下的自然通风原理：如图所示，在建筑外围护结构的不同高度处有两个开口a与b，它们的高差为。假设室内温度为，密度为，室外温度为，密度为，且有即。同时，将开口外侧静压记为与，开口内侧静压记为与。则开口a内外压力差为：开口b内外压力差为：且有时，空气由开口a(b)流出，反之则流入。 现假设，则式中，为重力加速度。可见，空气将由开口b流出。如果和保持不变，则随着空气的流出，室内静压逐渐降低，将由等于零变为小于零，空气将由开口a流入，直至开口a的进风量等于开口b的排风量时，室内静压才保持稳定，且有： 3.室外风压作用下的自然通风 4.利用自然通风的方式 5.有效利用自然通风的建筑措施管道式 6.天窗的做法纵向下沉式天窗横向下沉式天窗 矩形避风天窗 天井式天窗 五、常见的通风系统类型1.全面通风2.局部通风3.置换通风 1.全面通风全面通风是对整个房间进行通风换气。其基本原理是，用清洁空气稀释(冲淡)室内空气中的有害物浓度，同时不断地把污染空气排至室外，保证室内空气环境达到卫生标准。全面通风也称稀释通风1)原理： 全面机械送风系统 全面机械排风系统 2)全面通风送风口和排风口的位置在设计全面通风系统时应遵守一个基本原则：应将干净空气直接送至工作人员所在地或污染物农度低的地方。常用的送、排风方式有上送上排、下送上排及中间送、上下排等多种形式。具体应用时，应根据下列原则选择：进风口应位于排风口上风侧送风口应接近工作人员所在地点，或者污染物浓度低的地带排风口应设在污染物浓度高的地方在整个控制空间内，尽量使室内气流均匀，减少涡流的存在，从而避免污染物在局部地区积聚 3)全面通风送风量的计算如图所示的空间，若该空间中污染物的发生量为，通风量为，空间容积为。通风开始时室内污染物浓度为，送风气流中污染物浓度为，则通风后室内污染物浓度是时间的函数。 现假设：(3)送入室内的空气一进入室内立刻与室内空气充分混合，而且送风量等于排风量，室内、外空气温度相同。(1)均为常数；(2)均匀散发到整个空间; 当时，有可求得全面通风的通风量为但因室内污染物不可能均匀散发，送风也不可能与室内空气充分混合，所以，实际所需的全面通风量要比上式的计算结果大得多，因此，实际的通风量计算式要引入安全系数，即 2.局部通风1)原理：局部通风分为局部进风和局部排风，其基本原理都是通过控制局部气流，使局部工作范围不受有害物的污染，并且造成符合要求的空气环境。 局部排风系统 局部送风系统 密闭罩 排风罩 2)局部通风送风量的计算个案分析3.置换通风1)原理：冷空气下沉、热空气上升的原则2)置换通风送风口和排风口的位置:送风口在下，排风口在上3)置换通风送风量的计算 下面是一种较为直接的经验公式：式中所求送风量,重力加速度；；热源能量，；空气定压比热，；空气的温度膨胀系数，；空气密度，；热对流卷吸系数，；分界面高度，。 第二节通风系统的设备与构件一、风机1.风机在管路中的作用：输送空气2.风机的基本结构：叶轮、电机、外壳3.风机的种类1)离心风机2)轴流风机3)混流风机 1)离心风机用于低压或高压送风系统，特别是低噪音和高风压的系统。叶轮的叶片型式有流线型、后弯叶型、前弯叶型和径向型四种离心风机构造示意图 舒适性空调中的风机一般都使用离心风机。四种叶轮设计构成了风机的四种基本形式：(1)后向型风机的叶片：直线型后倾叶片、曲线型叶片或翼型叶片。直线后倾型：直的单层金属叶片。曲线后向型：弯曲的金属叶片。翼型设计：双层的金属叶片，提高空气流经叶轮的效率。它主要用于运行投资的节省可高于初投资的情况。(2)第四种类型是前向曲线型，它的叶片是弯曲的单层金属叶片。 四种形式叶轮后向型-直线 前向曲线型叶轮与后向曲线型叶轮(1)前向曲线型叶轮大量小型、轻质叶片构成，风机的其他部分也是轻材料。这些都比翼型叶轮要轻。特点：根据设计情况，前向型风机可以以比相同直径的后向型风机低的转速输送更多的空气。任何类型的后向型风机输送相同风量时，前向型可以以后向型一半的速度运行。因此前向曲线型风机噪声更低，再考虑到它低价的特点，使它成为低中压运行中的最佳选择。(2)后向曲线型叶轮风机在大容量、大压差情况下，比前向曲线型风机效率更高，所以在许多中压运行的情况下，多使用后向曲线型风机。 前向曲线叶型：轻型构造低速,大容积低压翼型：高压高效率重型构造两种典型的风机叶轮 2)轴流风机轴流风机的构造如图所示。叶轮由轮毅和铆在其上的叶片组成，叶片与轮毅平面安装成—定的角度。叶片的型式有机翼型扭曲叶片或直叶片；等厚板型扭曲叶片或直叶片等。占地面积小、便于维修、风压较低、风量较大，多用于阻力较小的大风量系统。轴流风机构造示意图 3)混流风机集中了离心风机的高压和轴流的大风量的特点。4)常见的建筑用风机高温消防排烟风机：高温消防排烟风机在正常情况下可用于日常的通风换气。遭遇火险时，抽排室内高温烟气，增强室内空气流通。具有耐高温的特点。适用于高层建筑、烘箱、车库、隧道、地铁、地下商场等场合的通风换气和消防排烟。 斜流风机：该系列风机分为单速和双速两种。具有结构紧凑、体积小、维修方便等优点。可以根据不同的使用场合，采用改变安装角度、改变叶片数、改变转速、改变机号等方法达到多方面的使用要求。 轴流风机 屋顶、侧壁排风机：有普通离心式屋顶风机和低噪声离心式屋顶风机，适用于厂房、仓库、高层建筑、实验室、影剧院、宾馆、医院等场合的局部换气。 空调通风风机：离心空调风机具有性能适用范围大、噪声低、重量轻、安装方便、运行可靠的优点。可以与各空调厂的组合空调机组配套。 排烟柜式风机 4.风机的性能参数与特性曲线1)风机的性能参数风量：单位时间内风机所输送的气体的体积，有效功率：风机在单位时间内传给空气的能量风压：风机产生的总压头（全压），，包括静压和动压 轴功率：风机的输入功率全压效率：风机有效功率与轴功率之比机械传输功率：电机与风机机械传动的能量损失比转数：表征风机在标准状态下的流量、风压和转速之间的关系。同一类型的风机，比转数必然相同。 2)风机的性能曲线为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种公况下风机的全压、功率、效率和风量的关系。不同转速下的这些关系就形成了风机的特性曲线。 风机性能曲线图 5.风机工作状态点的确定1)管路特性曲线已知风道的总阻力为改用风量表示，以圆风管为例，则有 即管路系统的阻力与风量平方成正比，比例常数反映了管路的特性，它主要取决于管道的几何尺寸和局部阻力，管道越小越长，局部阻力越多，则越大。该式称为管道特性方程，虽然可以通过计算得到，但是也可以通过实测风量和阻力来得到此方程的曲线，在坐标中，这是一条通过原点的抛物线。 2)风机工作状态点的确定现在把管道特性曲线按坐标划到风机的特性曲线图上，与风机的曲线相交于点，该点即为风机的工作点。也就是把该台风机连接到具有该管道特性的管路上运行时，风机所产生的风量正好是管内的流量，此时，风机所产生的风压正好克服该流量下管道所产生的阻力。 3)风机的串联和并联两台串联风机：风机流量相同压头是同一流量下的两倍绘制性能曲线 两台并联风机：压头相同流量是同一压头下的两倍绘制性能曲线 二、风管1.形式：圆形和矩形2.材料：砖和混凝土薄钢板玻璃纤维板铝板聚氯乙烯板软管材料 三、局部构件1.风管支架1)作用：防震、承重2)形式：风管与支架的连接：固定与不固定。支架的支撑方式：支架、吊架和托架。 活动支吊架 固定支架 固定吊架 2.弯头直角弯头和弧弯头：改变气流走向 3.三通1)合流三通2)分流三通 4.变径管1)突然扩大和缩小：风量改变。（见左图）2)渐变管：风量改变。（见右图） 5.风管阀门1)调节风量、打开或关断风系统：蝶阀、对开多叶调节阀、三通调节阀2)防火阀：当火灾发生时，切断气流通路，防止火势沿风管蔓延3)止回阀：防止风机停止后气流倒转 四、风管系统设计中的注意事项1.风管布置风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部构件，弯头、三通等构件要安排得当，与风管连接要合理，以减少阻力和噪声。风管上应该设置必要的调节和测量装置或预留安排测量装置的接口。调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。2.风管断面形状在相同面积下，圆形管阻力比矩形管小。矩形风管设计时，长短边比例在3.0以下。 3.风机的进出口布置风机进出口的连接管对风机能力的发挥有很大影响，因为进、出口处空气的动压很大，连接管做法不当，将引起可观的压头损失，而使风量受到严惩损失，为此，必须在管路设计中注意这个问题。1)转弯或弯头的风管内边到风机进口的距离应大于风机进口直径，以保证气流均匀进入风机叶轮。当转弯曲率半径不够时，应弯管处加导流叶片，见下图。2)当风管变径进入风机时，要求见下图，一般以为佳。 3)对双进风风机应保证，如下图所示。 4)在靠近风机出口处的转弯必须与风机叶轮的转动方向一致，以使气流通畅均匀，避免不必要的能量损失。 5)风机出口到转弯处应有不小于3D（D为风机入口直径）的直管段，以免造成不必要的静压损失。6)风机的入口和出口处应加软接头，以关轻振动的影响；软接头材料宜采用人造革或帆布。 4.风口位置1)设在室外空气洁净的地点。2)为防止把排风吸回本系统，进风口应该设在排风口的上风侧并低于排风口。3)进风口下面距室外地面一般不要低于2cm，以免吸入地面灰尘。4)降温系统的进风口宜设在背阳的外墙上。进风口是通风空调系统采集室外新风的入口，其位置应满足以下要求： 第十章空气调节人类生活在空气的环境中，创造良好的空气环境条件（温度、湿度、洁净度等）对保障人们的健康，提高劳动生产率，保证产品质量是不可或缺的。这一任务的完成就是由通风和空调来实现的。空调是采用技术手段把某种特定内部的空气环境控制在一定状态之下，使其能够满足人体舒适或生产工艺的要求。而通风则是将室内被污染的空气直接或经净化后排出室外，再将新鲜的空气补充进来，从而保证室内的空气环境符合卫生标准和满足生产工艺的要求。通风与空调的区别在于空调系统往往把室内空气循环使用，把新风与回风混合后进行热湿处理，然后再送入被调房间；通风系统不循环使用回风，而是对送入室内的室外新鲜空气不作处理或仅作简单处理，并根据需要对排风进行除尘、净化处理后排出或是直接排出室外。 一、建筑通风工程：建筑通风包括从室内排除污浊的空气和向室内补充新鲜空气。前者称为排风，后者称为送风。为了实现送、排风而采用的一系列设备、装置的总体我们称之为通风系统。一般的民用建筑，通常只要求保持室内空气新鲜清洁，并在一定程度上改善室内空气的温度、湿度和空气流速。在这种情况下往往可以采用通过门窗换气、穿堂风降温等手段就能满足要求，不需要进、排风进行处理。因此，我们主要介绍空调工程。 二、空气调节工程：空气调节（简称空调）是用人工的方法把某种特定空间内部的空气环境控制在一定状态下，使其满足生产、生活需求，改善劳动卫生条件。而对空气控制的内容主要包括温度、湿度、空气流速、压力、洁净度以及噪声等参数。一般我们将为生产或科学实验过程服务的空调系统称为“工艺性空调”，而将为保证人体舒适的空调系统称为“舒适性空调”。工艺性空调往往同时需要满足工作人员的舒适性要求，所以二者又是相互关联、统一的。舒适性空调主要应用于公共和民用建筑中，对空气的要求除了保证一定的温湿度以外，还要求保证足够的新鲜空气、适当的空气成分，以及一定的洁净度、一定范围的空气流速。工艺性空调对于现代化生产来说，是必不可少的。工艺性空调一般来说对新鲜空气量没有特殊要求，而主要是对温湿度、洁净度的要求比舒适空调要高。 1、空调系统的分类：空调系统类型很多，分类方法也有很多种。我们主要介绍两种。（一）按处理空调负荷的介质（无论何种空调系统，都需要一种或几种流体作为介质带走作为空调负荷的室内余热、余湿或有害物，从而达到控制室内环境的目的）分：A.全空气系统B.全水系统C.空气-水系统D.制冷剂系统（直接蒸发机组系统） （二）按空气处理设备的集中程度分：A.集中式空调系统B.半集中式空调系统C.分散式空调系统（也称局部系统）2、空调系统的组成：根据上述各种空调系统的分类，可以看到不同的空调系统组成是不同的，一般来说，一个完整的空调系统应由冷热源、空气处理设备、空气输配系统以及被调房间等四个基本部分组成。 以集中式空调系统为例：集中式空调系统属于典型的全空气系统，它的组成及原理示意见后面示意图所示。我们不但可以看出集中式空调系统的完整组成，而且还可以了解该空调系统的工作过程。 三、高层建筑防排烟：高层建筑的功能复杂，设备繁多，特别是一些可燃和化学合成材料在装修上的应用，更增加了火灾的隐患和对人们生命财产安全的威胁。高层建筑内一旦起火，楼梯间、电梯间、管道井等竖井的烟囱效应助长了火势，而且其本身又是火灾垂直方向蔓延的重要途径。另外，高层建筑的高度高，层数多，人员集中，因此进行疏散和扑救更为困难，容易造成大的财产损失和人员伤亡事故。为减少火灾造成的损失，高层建筑内应有完善的防火与排烟措施。高层建筑的防火与排烟，由设备专业所承担的部分是针对于空调和通风系统而言的，其目的是阻止火势通过空调和通风系统蔓延；而所承担的防排烟任务是针对于整个建筑的。目的是将火灾产生的烟气在着火处就地予以排出，防止烟气扩散到其他防烟分区中，从而保证建筑物内人员的安全疏散和火灾的顺利扑救。 1、防火分区与防烟分区：高层建筑中，防火分区与防烟分区的划分是极其重要的。在高层建筑设计时，将建筑平面和空间划分为若干个防火分区与防烟分区，一旦起火，可将火势控制在起火分区并加以扑灭，同时，对防烟分区进行隔断以控制烟气的流动和蔓延。 （1）防火分区防火分区的划分通常由建筑构造设计阶段完成。防火分区之间用防火墙、防火卷帘和耐火楼板进行隔断。每个防火分区允许最大建筑面积的确定都有一定要求。高层建筑通常在竖向以每层划分防火分区，以楼板作为隔断。建筑内设有上下层相连通的走廊、自动扶梯等开口部位时，应把连通部分作为一个防火分区考虑。 （2）防烟分区：防烟分区的划分通常也由建筑专业在建筑构造阶段完成。防烟分区应在防火分区内划分，其间用隔墙、挡烟垂壁等进行分隔，每个防烟分区建筑面积不宜超过500㎡。 2、建筑物的防排烟：高层建筑发生火灾时，建筑物内部人员的疏散方向为：房间→走廊→防烟楼梯间前室→防烟楼梯间→室外。由此可见，防烟楼梯间是人员唯一的垂直疏散通道，而消防电梯是消防队员进行扑救的主要垂直运输工具。为了疏散和扑救的需要，必须确保在疏散和扑救过程中防烟楼梯间和消防电梯井内无烟，因此，应在防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和两者合用前室设置防烟设施。为保证建筑内部人员安全进入防烟楼梯间，应在走廊和房间设置排烟设施。排烟设施分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。另外，100m以上的建筑物由于人员疏散比较困难，因此还应设有避难层或避难间，对其应设置防烟设施。