【導(dǎo)讀】介紹一些施工及管理方面的基本知識(shí)和技術(shù)。這是一門專業(yè)技術(shù)課程，是給排水專業(yè)的必修。送至城市管網(wǎng)的水按建筑的要求送至各個(gè)用水點(diǎn)，從而滿足用戶對(duì)水量、水壓方面的要求，進(jìn)而提供安全、便利的用水條件。提到安全，要強(qiáng)調(diào)消防給水。物的安全度，對(duì)保障建筑財(cái)產(chǎn)及人身安全具有極為重要的意義。試想，一幢高層建筑或者一。如地宮，隨著建筑高度的增加，體積的增大，裝修等級(jí)的。提高，消防給水應(yīng)該給予高度的重視。如松花江冬季最冷月平均水溫5℃，建筑內(nèi)如設(shè)淋浴其使用溫度為40℃；如設(shè)游泳池，為此，我們需要采取一系列工程技術(shù)設(shè)施，以解決加熱、送配及相應(yīng)的問。排水方式應(yīng)根據(jù)排水性質(zhì)、水量、受污染程度及室外排水管網(wǎng)。和處理設(shè)施情況而定。并列組成完整的給排水體系。程度，是建筑物標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的重要標(biāo)志之一。型豪華賓館的興建。排水工程技術(shù)人員的責(zé)任和義務(wù)，這責(zé)任，責(zé)無旁貸；這義務(wù)，義不容辭。

　　

【正文】 mH20 ( H —— kPa 時(shí)， B =) B — — 噴頭特性系數(shù)，噴頭一定，該值為常數(shù)，故噴頭出水量與作用于每個(gè)噴頭上的工作水頭有關(guān)。 噴頭 管段 特性系數(shù)B 某點(diǎn)壓力H ( mH20) 流量 Q (l/s) 2Q d A mL 1 1H = 1q = 12 121 qQ ?? = 25 21?h = 2 2112 ??? hHH = ??q = 23 2132 qqQ ??? = 32 32?h = 3 3223 ??? hHH= ??q = 34 32143 qqqQ ???? = 32 43?h = 4 4334 ??? hHH= ??q = 45 Q =+ = 40 54?h = 《建筑給水排水工程》教案 29 56 5445 ??? hHH =+ = Q = 40 65?h = 6 6556 ??? hHH= 67 dQ ??? ?? 66576 節(jié)點(diǎn) 管段 噴頭特性系數(shù) 節(jié)點(diǎn)壓力H ( mH20) 流量 Q (l/s) 2Q 管徑d (mm) 比阻A (S2/A2) 管長(zhǎng)L 沿程損失2ALQh? 1 1H = 1q = 1BH = 12 121 qQ ?? = 25 21?h = 2 2112 ??? hHH=5+ = 22 BHq ? = 23 2132 qqQ ??? = 32 32?h = 3 3223 ??? hHH=+ = 33 BHq ? = ? = 34 32143 qqqQ ???? = 32 43?h = 4 4334 ??? hHH= 44 BHq ? = ? = 45 432154 qqqqQ ?????=+ 40 54?h = 《建筑給水排水工程》教案 30 = 56 5445 ??? hHH = 5465 ?? ? = 40 65?h = 6 6556 ??? hHH =+ = 67 dQ ??? ?? 66576 dQ?6 =?，采用與管段 Ⅰ 相同計(jì)算法，得 39。6 ?? HH mH20，為保證最不利點(diǎn)，節(jié)點(diǎn) 6 壓力值只能是 mH20，∴ dQ?6 ＞ 65?Q 。 由于管段 Ⅰ 與管段 Ⅱ的水力條件相同 (管徑、管材、噴頭口徑 ) ∴管路特性系數(shù)相同 2QHS? 2 45 452 45 4554 ?? ?? ???? Q HHQHS=2455?HH 26626 66 d dd dd Q HHQHS ?? ?? ????=266dQH? dSS ?? ? 654 56546666 ??????? ????QHHSHSHQddl/s )1(565456545466576 ??????? ?????? HHQHHQ dl/s 式中：56HH —— 流量調(diào)整系數(shù)，∵ 6H ＞ 39。6H ，故管段 Ⅱ 的流量為管段 Ⅰ流量的倍數(shù)。 按此方法進(jìn)行流量計(jì)算直至滿足規(guī)定流量后，管段的流量不再增加，管徑并不變化，求h? 。 2. 平均噴水強(qiáng)度法。例，按中危險(xiǎn)級(jí) ①選擇最不利位置劃作用面積 b ≤ ， b =17m， a =12m，實(shí)際作用面積為 204m，共布 20 個(gè)噴頭。 ② 每個(gè)噴頭流量 令 令 《建筑給水排水工程》教案 31 ???? BHq l/s ③作用面積內(nèi)噴頭灑水量： ???Q l/s ④理論流量 60 6204 ???理Ql/s ???? 理設(shè) l/s ⑤作用面積內(nèi)平均噴灑水強(qiáng)度 820 4 ????Ql/m2 min＞規(guī)定 6 l/m2 min ⑥校核作用面積內(nèi)任意四個(gè)噴頭的實(shí)際保護(hù)面積內(nèi)的平均噴水強(qiáng)度不大于也不小于規(guī)定值的 20% ?? ＜ ?? ，符合不大于 20%的規(guī)定值 ?? ＞ ?? ，不符合，基本符合。 第 5章 建筑內(nèi)部的排水系統(tǒng) 51 排水系統(tǒng)的分類和組成 一 . 污水管道分類 合流制：將上述三類污廢水中的兩類或三類統(tǒng)一用一套管道系統(tǒng)排出。 分流制：分別設(shè)置管道系統(tǒng)排出 二 . 建筑內(nèi)排水系統(tǒng)組成 1. 衛(wèi)生器具或生產(chǎn)設(shè)備受水口 2. 排水管系 衛(wèi)生器具排水管；橫支管；立管；總干管；出戶管 3. 通氣管系 通氣管系作用： 1) 向排水管內(nèi)補(bǔ)給空氣，水流暢通，減小氣壓變化幅度，防止水封破壞 2) 排出臭氣和有害氣體 3) 使管 內(nèi)有新鮮空氣流動(dòng)，減少?gòu)U氣對(duì)管道的銹蝕 通氣管形式 1) 伸頂通氣 離出屋面 ，且大于積雪厚 管徑：北方 比立管大一號(hào) 南方 比立管小一號(hào) 2) 專用通氣管 (管徑比最底層立管管徑小一級(jí) ) 當(dāng)立管設(shè)計(jì)流量大于臨界流量時(shí)設(shè)置，且每隔二層與立管相同 3) 結(jié)合通氣管 (不小于所連接的較小一根立管管徑 ) 10 層以上的建筑每隔 6~8 層設(shè)結(jié)合通氣管，連續(xù)排水立管及通氣管 《建筑給水排水工程》教案 32 4) 環(huán)形通氣管 (管徑見 p105 表 61) 橫支管連接 6 個(gè)以上的便器，橫支管連接 4 個(gè)以上的衛(wèi)生器具且管道長(zhǎng)度大于 12m 時(shí)設(shè)置。 5) 安全通氣管 橫支管連接衛(wèi)生器具較多且管線較 長(zhǎng)時(shí)設(shè)置 6) 衛(wèi)生器具通氣管 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及控制噪音要求高的排水系統(tǒng)。 4. 清通設(shè)備 檢查口：立管上，距地面 ，隔 10m 設(shè)置，頂、底層設(shè)。 清掃口：橫管，隔一定間距清通用 5. 抽升系統(tǒng) 6. 室外排水管道：室外第一個(gè)檢查井至城市下水道之間管道。 7. 污水局部處理構(gòu)筑物。 52 排水管系中的水氣流動(dòng)的物理現(xiàn)象 一 . 水封及水封破壞 二 . 排水橫管中的水、氣流動(dòng) 水流流態(tài)和基本特征 圖 51 橫支管內(nèi)壓力變化 1. 沖激流 水流特點(diǎn)：歷時(shí)短，流速大，來勢(shì)猛，尤其是大變器的支管上更明顯。 現(xiàn)象：形成水躍 ，使水面壅起，短時(shí)間充滿管道斷面，流速增加，動(dòng)能亦增加。這種不穩(wěn)定的非均勻流 —— 沖激流。一定時(shí)間后水面下降，流速下降。 《建筑給水排水工程》教案 33 結(jié)論：沖激流雖然在短時(shí)間內(nèi)形成高峰流量，但由于設(shè)計(jì)充滿度的考慮，使管道有足夠的空間容納高峰流量，且 v↑ ，故不會(huì)冒水。 沖激流以較高的流速?zèng)_刷沉積物，有利于排水支管的排水功能。 2. 壓力變化 排水管 —— 非滿流，給空氣留有自由空間，沖激流狀態(tài)下，排水點(diǎn)處形成水塞，使空氣不能自由流動(dòng)，引起壓力波動(dòng)，如： ① B 點(diǎn)大量排水，形成水塞，充滿管道， AB 管段氣體受到壓縮，壓力升高，正壓， BD段氣體受壓縮，形成正壓，使存水彎中水層上升直至破壞，稱正壓噴濺。 ② 隨水流排出， AB 管空氣隨水流流走，且由空間增大而變擴(kuò)疏，形成負(fù)壓，抽吸 A 存水彎中的水層，使之下降，甚至全部流失。當(dāng)滿流水流至 C 點(diǎn)，會(huì)因慣性抽吸 C 點(diǎn)水層水，使之下降，甚至全部抽走 —— 抽吸 沖激流引起正壓負(fù)壓變化，不利于排水橫支管正常工作。 注意：對(duì)多層建筑地下橫管來說所，當(dāng)立管排來水量過大時(shí)，在立管底部產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖激流，此時(shí)參混在水中的氣體受阻不能自由運(yùn)動(dòng)，受到強(qiáng)烈 的使管內(nèi)壓力 增加，形成正壓區(qū)，嚴(yán)重時(shí) ,將污水從底層衛(wèi)生器具存水彎中 反噴出來，因此在無專用通氣立管時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將底層橫支管與地下橫管中心線距離應(yīng)有最小高度。 5~6 層 (低 )； 7~9 層 3m； 20 層 6m。 且規(guī)定立管底部距橫支管水平距離不得小于 。 三 . 排水立管中的水、氣流動(dòng) 圖 52 立管水流狀態(tài) 1. 立管中水氣流的基本特征 ① 斷續(xù)的非均勻流； ② 水氣兩相 —— 部分充滿水，水流夾氣； ③ 形成氣壓核心 —— 水流中空部分包卷著氣體 (水包氣 )引起壓力變化 2. 立管中水流運(yùn)動(dòng)的三個(gè)階段 ① 附壁螺旋狀態(tài)流 《建筑給水排水工程》教案 34 流量小時(shí)，水流附著管壁作螺旋運(yùn)動(dòng) (因水流受到管壁摩擦阻力 )，空氣可以自由流通，氣壓穩(wěn)定為大氣壓。 ② 水膜流 水流增加到足以覆蓋住管壁，管壁的吸附力大于水的表面張力，使水流附著在管壁作片狀的水膜流狀態(tài)下落。 水膜流具有二個(gè)主要特征： a. 會(huì)形成短時(shí)間的水塞 —— 隔膜流，但管道中有足夠的空氣量可以沖破水塞，使之繼續(xù)作水膜運(yùn)動(dòng)， 1/3~1/4 充水率。 b. 水膜運(yùn)動(dòng)由變速運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng) 水膜形成后作加速運(yùn)動(dòng)，膜的厚度與下降變速運(yùn)動(dòng)的速度成正比，在足夠長(zhǎng)的管段上，當(dāng)重力與摩擦力相等時(shí)， e 不變， v 亦不變，此時(shí)的流速 tv 終限流速 ③ 水塞運(yùn)動(dòng) 當(dāng)流量達(dá)到充水率 1/3 以上時(shí)隔膜流形成頻繁，形成不易破壞的水塞，水塞引起立管氣體壓力激烈波動(dòng)，形成有壓沖擊流，在其前方形成正壓，后方則為負(fù)壓，其數(shù)值足以對(duì)衛(wèi)生器具水封產(chǎn)生回壓及抽吸現(xiàn)象，不利排水工況 綜上，對(duì)于一定的管徑的立管，夾氣水流的大小，決定著立管工況的優(yōu)劣，因此必須把立管的水流流量控制在一定的范圍內(nèi)，以免在水流下降的過程中引起管道內(nèi)壓力的波動(dòng)。立管的最適宜流量應(yīng)在水膜形成的范圍內(nèi)，即充水率為 1/3~1/4，此時(shí)，即充分發(fā)揮了立管的通水能力，而其壓力波動(dòng)又不至于太大 (控制在允許范圍內(nèi) )，立管設(shè)計(jì)流量負(fù)荷極限值，依此原則確定。 3. 排水立管中水膜流運(yùn)動(dòng)的動(dòng)水力分析 力學(xué)分析的目的：確定各種管徑立管的通水能力。 水膜 —— 中空的圓柱體狀 若按自由落體其下降 gHv 2? 試驗(yàn)表明：立管內(nèi)的水流并非作自由落體運(yùn)動(dòng)，而是在下降之初具有加速度， e 與 v 成正比。水流下降一段距離后，當(dāng)水流受到的管壁摩擦阻 力 P 與重力 W 等平衡時(shí)，便做勻速運(yùn)動(dòng) a =0， e 不再變化。這種一直降落到立管底部保持不變的下落速度 —— 終限流速。自水流入口到開始形成終限流速的距離，稱為終限流速。 根據(jù)牛頓第二定律，建立排水立管中水膜流動(dòng)運(yùn)動(dòng)的微分方程式，按終限流速和終限長(zhǎng)度的定義，并引入有關(guān)參數(shù)，經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算得： 52101 )()1(jpt dQKv ?? 或 52(4jut dQv ? tt vL ? 或 54)(jut dQL ? 其中： tv —— 終限流速 (m/s) uQ —— 污水立管下落的水流的流量 (L/s) 《建筑給水排水工程》教案 35 jd —— 立管內(nèi)徑 (cm) tL —— 終限長(zhǎng)度 pK —— 管壁粗糙高度 (m)， (新 鑄鐵管 pK =25 105m) 分析： ①對(duì) DN100 立管，當(dāng) uQ =9l/s 時(shí)， tv =4m/s，當(dāng) Q 、 v 超過上述值時(shí)，立管中的水流為非水膜狀態(tài)。 ② DN100， Q =9l/s， tL =，說明污水由立管經(jīng)過 降落后，流速 v 和 e 不變，流態(tài)穩(wěn)定。表明橫支管的排水在立管內(nèi)引起了壓立變化，不會(huì)對(duì)相鄰層橫支管的水封產(chǎn)生影響。 水力學(xué)分析的目的：確定立管在壓立允許波動(dòng)范圍內(nèi)最大通水能力，提供立管設(shè)計(jì)依據(jù)，我們把下降的水膜視為一中空的圓錐體。取 L? 長(zhǎng)度的基本小環(huán)，該脫離體在變加速下降過程中同時(shí)受到二個(gè)力的作用： ①重力↓ gtQmgW ????? ? ②摩擦力↑ LdP j ????? ?? 根據(jù)牛頓第二定律： PWdtdvmmaF ????? Ldgmdtdvm j ???????? ?? Qt vLdgdtdv j82??????? ?? 紊流： 28 v??? ??? 其中： m —— t 時(shí)刻內(nèi)通過該斷面的水流質(zhì)量 (kg) g —— 重力加速度 (m/s2) Q —— 下落水流流量 (m3/s)