建筑給排水.doc

第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)一、流體的主要物理性質(zhì)（一）密度和容重密度（）：指單位體積的均質(zhì)流體所具有的質(zhì)量。M/V（kg/m3)容重（）：指單位體積的均質(zhì)流體所具有的重量。G/V(N/m3)=g流體的密度和容重隨外界壓力和溫度而變化。水：1atm,4時(shí)水9807N/m3水1000kg/m3（二）流體的壓縮性和膨脹性1、壓縮性:流體在外界壓力增加時(shí)體積縮小的性質(zhì)。2、膨脹性:流體在外界溫度升高時(shí)體積增大的性質(zhì)，液體的壓縮性和膨脹性很小，氣體有顯著的壓縮性和膨脹性。（三）流體的粘滯性1、概念流體在黏滯力作用下，具有抵抗流體的相對運(yùn)動(dòng)（或變形）的能力A由存在于流體內(nèi)部相鄰流層間的抵抗其相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力所產(chǎn)生B是流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的特性C流體的粘滯性是流體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生機(jī)械能量損失的根源2、粘滯性對管道內(nèi)水流速度的影響流層單位面積上的內(nèi)摩擦力,切應(yīng)力動(dòng)力黏滯性系數(shù)du/dn流速梯度二、流體靜壓強(qiáng)及其分布規(guī)律（一）流體靜壓強(qiáng)及其特性1、概念p=lim（p/）(0)2、特性a.沿作用面的內(nèi)法線方向b.大小與方位無關(guān)c.任意點(diǎn)的流體靜壓只有一個(gè)值（二）流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律1、自由表面和表面壓強(qiáng)自由表面：指液體和它上面的氣體的交界面。表面壓強(qiáng)（P0）：作用在自由表面上的氣體對液體的壓強(qiáng)（如果表面上的是大氣，用Pa表示）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：Pa1.013105（Pa）工程大氣壓：Pa9.8104（Pa）2、基本方程式的第一種形式P=P0+h（pa)P:靜止流體中某一深度處的壓強(qiáng)(pa)；P0：靜止流體的表面壓強(qiáng)(pa)；：流體的容重(N/m3)；h：指定點(diǎn)的深度(m)。3、基本方程式的第二種形式z1p1/=z2p2/=z0p0/(常數(shù)）當(dāng)p1=p2時(shí)，z1=z2即壓強(qiáng)相等的任意兩點(diǎn)在同一水平面上；當(dāng)z2z1時(shí)，p1p2即位置較低點(diǎn)的壓強(qiáng)恒大于位置較高點(diǎn)的壓強(qiáng)。（三）壓強(qiáng)的度量1、絕對壓強(qiáng)（Pj)：以完全真空為計(jì)量零點(diǎn)2、相對壓強(qiáng)（Px)：以大氣壓強(qiáng)為計(jì)量零點(diǎn)3、真空值（Pv)：當(dāng)流體中某點(diǎn)的Pj小于Pa時(shí)，稱PaPj為真空值三、流體運(yùn)動(dòng)的基本知識（一）描述流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的常用物理量1、過流斷面（）：與流體運(yùn)動(dòng)方向垂直的流體斷面。單位：m22、流量（Q）：單位時(shí)間內(nèi)通過過流斷面的流體體積。單位：m3/s,L/s3、流速（v)：流體在單位時(shí)間內(nèi)所遷移的距離。單位：m/s,cm/sQ=v（二）流體運(yùn)動(dòng)的分類1、按運(yùn)動(dòng)要素是否隨時(shí)間變化恒定流與非恒定流2、按流速沿程是否變化均勻流與非均勻流3、按水流與周邊的接觸情況有壓流：流體在差壓作用下流動(dòng)時(shí)，整個(gè)流體周圍都和固體壁相接觸，沒有自由表面。無壓流：液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)，液體的部分周界與固體壁相接觸，形成自由表面（三）恒定流的連續(xù)性方程Q1=Q2v11=v22或1/2=v2/v1對于有壓管流：v2/v1（d1/d2)2（四）恒定流能量方程1、方程的形式z1+p1/+(v12/2g)=z2+p2/+(v22/2g)+hw1-22、方程中各項(xiàng)的物理意義z:單位重量的流體所具有的重力勢能（位置水頭）p/:單位重量的流體所具有的壓力勢能（壓強(qiáng)水頭）(v2/2g):單位重量的流體所具有的動(dòng)能（流速水頭）:動(dòng)能修正系數(shù)hw1-2:單位重量的流體在斷面11和22間的機(jī)械能損失；水頭損失）（五）水頭損失1、沿程水頭損失：流體在長直管（或明渠）中流動(dòng)，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的機(jī)械能，稱為沿程水頭損失。hf=（L/d）(v2/2g)沿程阻力系數(shù)L管長d管徑v管中平均流速2、局部水頭損失：流體在經(jīng)過邊界形狀發(fā)生變化的管渠部位時(shí)所受的阻力稱為局部阻力。為克服局部阻力而消耗的單位重量流體的機(jī)械能，稱為局部水頭損失。hj=(v2/2g)第二章室外給排水系統(tǒng)概述一、室外給水系統(tǒng)任務(wù)：自水源取水，并將其凈化到所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)送往用戶。（一）室外給水系統(tǒng)的功能和組成1、功能：供應(yīng)城市（鎮(zhèn)）各類建筑所需的生活、生產(chǎn)、消防和市政（如綠化、街道灑水）用水。2、組成：包括取水、凈水和輸配水工程三部分。（1）取水系統(tǒng)包括取水頭部和取水（一級）泵房（2）凈水系統(tǒng)包括設(shè)于城市水廠內(nèi)的沉砂池、絮凝沉淀池、濾池、消毒設(shè)備、清水池等一系列凈水設(shè)施。（3）輸配水系統(tǒng)包括送水（二級）泵房、輸水管和配水管網(wǎng)固定式取水設(shè)施移動(dòng)式取水設(shè)施凈水廠處理流程：（二）給水管網(wǎng)及管網(wǎng)壓力1、輸水管和配水管網(wǎng)（1）輸水管功能：a.把水源的水量輸送到凈水廠；b.當(dāng)凈水廠遠(yuǎn)離供水區(qū)（城區(qū)）時(shí)，從水從凈水廠通過干管送至城區(qū)配水管網(wǎng)。（2）配水管網(wǎng)功能：把經(jīng)過凈化水量配送給各類建筑使用；有干管和支管之分。為了保證供水可靠和便于靈活調(diào)度，大、中城市或大型廠礦企業(yè)配水干管都布置成環(huán)形，但在小城市（鎮(zhèn)）也可布置成樹枝狀。輸配水管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)2、給水管網(wǎng)的布置原則（1）長遠(yuǎn)性原則為避免重復(fù)性投資，給水管網(wǎng)按遠(yuǎn)期規(guī)劃需要布置，并根據(jù)城市規(guī)劃布局要求合理分布于全供水區(qū)。（2）經(jīng)濟(jì)性原則配水管網(wǎng)的干管布置走向按供水主要流向延伸，確保干管盡可能以最短距離到達(dá)主要用水地區(qū)；干管的位置盡可能布置在兩側(cè)均有較大中水用戶的道路上，以減少配水支管的數(shù)量。（3）安全性原則為確保安全供水，干管布置成環(huán)狀網(wǎng)（規(guī)劃區(qū)域周邊地帶個(gè)別管段呈枝狀置）。（4）實(shí)用性原則管道沿規(guī)劃道路布置，敷設(shè)于道路兩邊的人行道下或道路中央綠化帶下免在高級路面或重要道路下敷設(shè)。（5）方便性原則為方便用戶取水，管段上需設(shè)置配水支管接口和給水栓。配水支管接口的口徑一般為DN150200mm；給水栓的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)方便取水，其設(shè)置間距視用水點(diǎn)分布的具體情況而定；管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)置市政消火栓，消火栓的設(shè)置間距為100120m；管網(wǎng)中閥門設(shè)置最大間距不超過1200m；閥門的設(shè)置可保證管路檢修時(shí)關(guān)閉的管道根數(shù)不超過1根。3、管網(wǎng)中的水壓（管網(wǎng)中單位重量的水流具有的壓力勢能）給水管網(wǎng)各處的壓力（也稱作壓強(qiáng)水頭，一種流體的能量形式）叫做管網(wǎng)自由水頭。從水廠送出的水，在管網(wǎng)的起端具有一定的能量（包括流速水頭、壓強(qiáng)水頭和位置水頭），但因?yàn)楣芫W(wǎng)都具有一定長度，輸、配水過程都會(huì)產(chǎn)生水頭損失（單位重量水體的機(jī)械能損失），故無論樹枝管網(wǎng)或環(huán)形管網(wǎng)的各處，其壓力勢能（壓強(qiáng)水頭）是不同的。當(dāng)室內(nèi)供水所需水壓確定后，必須根據(jù)該建筑所在位置，對照該處管網(wǎng)自由水頭（建筑用水水源取自此處），正確選定建筑給水方式，才能保證用水安全可靠。（四）給水方式（給水系統(tǒng)的種類）由于城市發(fā)展規(guī)劃、地形、水源狀況和用水要求等條件的不同，城市給水系統(tǒng)是干差萬別的。但概括起來有下列幾種：1、統(tǒng)一給水系統(tǒng)當(dāng)城鎮(zhèn)市給水系統(tǒng)的水質(zhì)，均按生活用水標(biāo)準(zhǔn)由同一套給水系統(tǒng)統(tǒng)一供應(yīng)各類建筑作生活、生產(chǎn)、消防用水時(shí)，則稱此類給水系統(tǒng)為統(tǒng)一給水系統(tǒng)。這類給水系統(tǒng)適用于新建中、小城市、工業(yè)區(qū)或大型廠礦企業(yè)中用水戶較集中、地形較平均，且對水質(zhì)、水壓要求也比較接近的情況。2、分質(zhì)給水系統(tǒng)當(dāng)一座城市、或大型廠礦企業(yè)的用水，因生產(chǎn)性質(zhì)對水質(zhì)要求不同，特別對其大用水戶，其對水質(zhì)的要求低于生活用水標(biāo)準(zhǔn)，適宜采用分質(zhì)給水系統(tǒng)。這種給水系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，顯然因分質(zhì)供水而節(jié)省了凈水運(yùn)行費(fèi)用，缺點(diǎn)是需設(shè)置兩套凈水設(shè)施和兩套管網(wǎng)，管理工作復(fù)雜。選用這種給水系統(tǒng)應(yīng)作技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析和比較。3、分壓給水系統(tǒng)當(dāng)城市、社區(qū)或大型廠礦企業(yè)用水戶要求水壓差別很大，按統(tǒng)一供水，壓力沒有差別，勢必造成高壓用戶壓力不足而增加局部增壓設(shè)備，這種分散增壓不但增加管理工作量，而且能耗也大，此時(shí)可采用分壓給水系統(tǒng)。4分區(qū)給水系統(tǒng)這種系統(tǒng)多用于大、中城鎮(zhèn)面積比較遼闊、地形有明顯高、低分區(qū)變化、城鎮(zhèn)規(guī)劃功能劃分明確，具有分期建設(shè)的條件。為了保證供水可靠性，區(qū)間應(yīng)有管道聯(lián)通，以便能夠區(qū)間互相支援靈活調(diào)度。二、室外排水系統(tǒng)任務(wù)：保護(hù)環(huán)境免受污染；促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展；保證人體健康；維持人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)的衛(wèi)生環(huán)境。主要內(nèi)容：收集各種污水并及時(shí)輸送到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，設(shè)置處理廠進(jìn)行必要的處理。基本組成：排水網(wǎng)管和污水處理系統(tǒng)（）室外排水體制1、排水的種類生活污水：糞便污水，盥洗、洗滌廢水等工業(yè)廢水：包括生產(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水降水：屋面雨（雪）水、地面雨水徑流2、排水體制（1）合流制排水體制特點(diǎn)：生活污水、生產(chǎn)污（廢）水和雨（雪）水共用一套管渠集流。若對混合水并不加處理，直接分散排入水體稱為直泄式合流制。這種排水體系隨著城鎮(zhèn)發(fā)展，對水體污染逐漸嚴(yán)重，一般不再采用。若把合流的污廢水和雨水先送到沿河截流干渠或干管，晴天時(shí)水量較小，截流干管（渠）把水送到污水廠處理達(dá)標(biāo)后排放水體；降雨時(shí)水量增大，此時(shí)原集流管渠小流量污水會(huì)被增加的雨水稀釋，污染程度減輕，超出處理廠能夠處理水量的部分溢流排入河道水體，這種體制被稱為截流式合流制排水體制。（2）分流制排水體制特點(diǎn)是把生活污水、工業(yè)廢水和雨水徑流用兩套或兩套以上管渠匯集和導(dǎo)流。一般把生活污水與生產(chǎn)污水送到污水處理廠，經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，再送到水體（江、河、湖、海）；雨（雪）水徑流和部分污染較輕的生產(chǎn)廢水經(jīng)匯集后，就近排入水體。由于分流制排水體制對保護(hù)環(huán)境有利，為近代城市發(fā)展所采用，而舊城市的更新排水系統(tǒng)也逐步采用分流制排水系統(tǒng)。合流制排水體制分流制排水體制（二）室外排水系統(tǒng)的分類和組成1、生活污水排水系統(tǒng)包括建筑排水系統(tǒng)、小區(qū)排水系統(tǒng)、污水提升泵站及壓力排水管、污水處理廠、污水出口設(shè)施等5個(gè)部分組成。建筑和小區(qū)（庭院或街坊）排水管道，是接納和匯集建筑物內(nèi)排放污水的起點(diǎn)和初始管路。污水提升及壓力排水管是在排水管網(wǎng)不能重力排放時(shí)才設(shè)置。進(jìn)行建筑排水設(shè)計(jì)首先必須調(diào)查清楚該建筑所在街坊；允許排入污水管道的性質(zhì)（污水管、雨水管）位置、直徑、管底埋深和坡度走向。城市污水排水系統(tǒng)示意圖小區(qū)和街坊污水管道平面布置示意2、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)其組成部分主要有：車間內(nèi)排水系統(tǒng)、廠區(qū)排水管系、污水泵站及壓力管道、廢水處理站等五個(gè)部分。工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)平面示意圖3、城市雨水排水系統(tǒng)其組成部分有：建筑排水系統(tǒng)、小區(qū)或廠區(qū)雨水管渠、街道雨水管渠、排洪溝（雨水總渠）、出水口等五部分。必要時(shí)也設(shè)雨水泵站。（三）排水系統(tǒng)的布置1、排水管道布置原則（1）長度和坡度.應(yīng)依據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃地勢情況以長度最短順坡布設(shè)。雨水管道應(yīng)就近排入水體。（2）管道埋深.排水管道埋深，按管頂最小埋深不宜小于0.7m，并且其管頂可敷于凍土以下0.15m，按此所確定的深度尚有結(jié)凍和壓壞時(shí)，應(yīng)有保溫和加固措施。2、污水泵站的設(shè)置原則（1）一般采用獨(dú)立、地下、自灌提升方式；（2）泵房距居住建筑應(yīng)大于25m，泵站設(shè)備間凈高應(yīng)按有無吊車起重設(shè)備確定，一般最小高度3.0m；（3）泵站房間除有良好通風(fēng)、采光外，根據(jù)地區(qū)氣候和是否有人值班決定是否設(shè)置采暖設(shè)備。3雨水井的設(shè)置是分流制雨水管渠和合流制管渠上收集雨水的構(gòu)筑物，一般設(shè)于道路交叉路口邊側(cè)，或直線道路適當(dāng)距離邊側(cè)，或邊側(cè)低洼處。雨水經(jīng)雨水口流進(jìn)與其連通的連接管后進(jìn)入排水管渠。4.排水檢查井的設(shè)置功能是便于管渠清通其間堵塞物，所以一般在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、管渠尺寸變化和管渠坡度改變處以及直線段相距一定距離處都應(yīng)設(shè)置排水檢查井。5污水處理廠的廠址的確定一般應(yīng)設(shè)于污水能自流入廠內(nèi)的地勢較低處并位于城市（鎮(zhèn)）水體下游，與居民區(qū)有一定隔離帶，主導(dǎo)風(fēng)向下方，不能被洪水浸淹，地質(zhì)條件好，地形有坡度。（四）污水處理方法1、物理法a.沉淀b.氣浮c.格柵攔截d.過濾2、化學(xué)法a.中和b.離子交換法c.混凝3、生物法a.好氧生物法b.厭氧生物法4、綜合法a.物理法生物法化學(xué)法第三章管材、附件和水表一、常用給排水管材的種類和使用性能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(diǎn)：強(qiáng)度大，重量輕，接頭方便，長度達(dá)接頭小，水力條件好；易腐蝕，造價(jià)高c.適用范圍：高壓管段、室內(nèi)管道（不埋地）d.連接方式：螺紋，焊接，法蘭2、鑄鐵管a.分類：高壓鑄鐵管、普壓鑄鐵管、低壓鑄鐵管b.特點(diǎn)：給水管：耐腐蝕，壽命長；重量大，難安裝、質(zhì)地脆，易損壞。排水管：造價(jià)低；耐久性好c.適用范圍：埋地給水管道、室內(nèi)排水管道d.連接方式：承接，法蘭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(diǎn)：強(qiáng)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(nèi)給排水管段d.連接方式：螺紋，承接，法蘭，粘接二、常用管道連接方式（1）螺紋連接（2）焊接（3）粘接（4）法蘭連接（5）承插連接三、給水附件1、配水附件：裝在衛(wèi)生器具及用水點(diǎn)的各式水龍頭，用以調(diào)節(jié)和分配水流2、控制附件：各類閥門，調(diào)節(jié)水量、水壓、關(guān)斷水流、改變水流方向a.截止閥b.閘閥c.止回閥d.浮球閥e.安全閥四、水表