绪论 0.20.2我国建筑设备的发展状况我国建筑设备的发展状况 0.30.3建筑设备工程与土建工程之间的关系建筑设备工程与土建工程之间的关系 0.10.1建筑设备工程课程包括的主要内建筑设备工程课程包括的主要内绪论绪论建筑设备工程是工业与民用建筑专业、监理专业、物业管理专业及相关专业的辅助课程，它与建筑工程是相辅相成的，因此建筑行业的从业人员学习建筑设备的相关知识是很有必要的。建筑设备工程主要介绍建筑设备工程的基础知识，以及室内外给排水、供暖工程、通风与空调工程、建筑电气等方面的知识。0.1.1建筑设备工程的基本知识0.1.2室内外给排水0.1.3供暖工程0.1.4通风与空调工程0.1.5建筑电气0.1建筑设备工程课程包括的主要内容在设备工程中，无论是室内外给排水、供暖工程还是通风与空调工程，其中涉及的介质如冷水、热水、蒸汽、空气等都是流体。流体作为一种物质状态，有其很重要的特性。我们必须对流体的特性和规律有一定的了解，才可以更好的学习设备工程的知识。在供暖工程中，采暖热负荷的计算、散热器的选择和计算都要用到传热学的知识，因此传热学也是设备工程基础知识中必不可少的一部分，对于常用的建筑电气，也要求我们对电工学的知识有一定程度的了解。0.1.1建筑设备工程的基本知识主要介绍室外给排水、室内给排水、室内的热水供应等几方面的内容，其中涉及室外给水系统的组成及施工要求、室内给水系统的组成、室内给水设备、给排水系统常用管材、室内给排水的水力计算、室内外给排水的施工及验收规范等内容。通过上述学习，应对室内外给排水的系统有充分的了解，掌握施工图识图、施工图设计的基本知识和施工的要求。0.1.2室内外给排水室内外给排水供暖工程是北方寒冷区域为了达到冬季的供暖要求而设的供热系统。我们主要学习供暖工程的系统形式、采暖热负荷的组成、供暖系统所需的主要设备、供暖系统的施工要求、供暖系统施工图的识图与设计、供暖室外管网的布置、供暖热源的组成和设施等方面的知识。0.1.3供暖工程通风与空调工程主要是为了达到人体的舒适要求或生产工艺要求而对自然空气进行处理并输送的工程系统。根据环境保护的要求，产生大量污染大气的粉尘或有害气体的生产过程，必须经过处理达到国家排放标准后才允许排放。另外，随着科学技术的发展，许多生产和科研项目对空气环境提出一些特殊的要求。如集成电路生产车间、精密仪器生产车间等，不仅对空气的温度、湿度提出了要求，还对空气的清洁度提出了要求。在公共与民用建筑中，冬季送热、夏季送冷都需要通风与空调系统来完成。对通风与空调系统，主要学习通风系统的组成、通风系统的施工、空气调节的基本知识、空气处理、空调系统施工、通风与空调工程施工图的识图等方面的知识。0.1.4通风与空调工程主要介绍常用的电气照明、建筑物的防雷与接地装置、建筑物的电话线、闭路天线等弱电系统等内容。通过学习，应对电气照明系统有一定的了解，掌握电气照明施工图的识图及施工的要求。0.1.5建筑电气随着我国建筑业的发展，无论是在生活还是生产方面，对建筑设备工程中的供水、供热、供气和供电等的要求和标准日益提高，如卫生间的卫生设施要求功能完善、形式多样，多功能的电气设备和信息电子装置逐步进入千家万户。顺应需求市场的要求，美观、适用、多种功能的新型设备不断出现，例如：节水型卫生器具的开发和推广使用；高效节能换热设备的创新；各种通风空调技术的普及和发展；功能完善、种类繁多的设备不断涌现。这些产品、设备和技术正在不断完善着建筑物的功能，提高着人们的生活质量。0.2 我 国 建 筑 设 备 的 发 展 状 况建筑设备工程是工业与民用建筑中不可缺少的部分，是独立的单位工程，必须与建筑工程相互配合才能发挥其使用效益。因此无论是设计阶段还是施工阶段，都要求建筑工程和设备工程之间密切配合。例如：在住宅和公共建筑中，都要有卫生间，而卫生间的建筑面积与卫生器具的种类、数量以及管道的布置方式密切相关。又如，我国北方地区，均需要供暖系统，而采暖形式的选择和布置，又与房屋建筑的建筑功能、建筑形式等有很大关系。再如，在综合性建筑中，上下层卫生间的位置有无错位，避免排水管道从房间的不合适的位置穿过。0.3建筑设备工程与土建工程之间的关系还有，当梁的截面尺寸较大，而房间的净高又有限制，暖气管道在顶棚下设置就有困难，在这种情况下，就必须采用其他的采暖系统形式，改变暖气管道的布置位置。另外，设备工程中都离不开管道，在建筑物中要安装这些管道，就不可避免的要穿越墙体、楼板和基础，土建施工中要预留穿楼板的孔洞，如果不预留，临时凿洞，既浪费劳动力又影响施工质量，这些问题都说明了土建工程和设备工程之间有着密不可分的关系，土建施工人员必须对设备工程的知识引起足够的重视。 1.11.1流体动力学的基本知识流体动力学的基本知识 1.21.2传热学的基本知识传热学的基本知识 1.31.3电工基本知识电工基本知识1.11.1流体动力学的基本知识流体动力学的基本知识1.1.1流体的主要力学性质1.1.2描述流体运动的几个有关概念1.1.3流体运动的分类1.1.4恒定流连续性方程1.1.5恒定元流能量方程1.1.6流动阻力和流动损失s流体的流动性是流体的最基本的特性，流动性是指流体不能承受切向力，如果有切向力存在，即使切向力很微小，流体也会发生变形。流体的流动性主要是由其力学性质决定的，流体的主要力学性质有：1.质量密度和重力密度2.流体的黏滞性3.流体的压缩性和热胀性1.1.1流体的主要力学性质1.质量密度和重力密度在描述固体物质的惯性和重力特性时，通常用物体的质量和重力，而流体因为没有固定的体积，在描述其惯性大小和重力大小时，用单位体积的质量和单位体积的重力来表示，即质量密度()和重力密度()。质量密度定义式为M/vV(kg/m3)(1.1)式中：M流体的质量(kg)；V流体的体积(m3)。重力密度定义式为G/V(N/m3)(1.2)式中：G流体的重量(N)；V流体的体积(m3)。由上两式可知G/VMg/Vg(1.3)2.流体的黏滞性流体的黏滞性流体流动时，流体内部各质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗流体质点间相对运动的性质，称作流体的黏滞性。管段中断面流速分布如图1.1所示。图1.1平板间的速度分布根据牛顿摩擦定律，可得到流体黏滞力的表达式为TAdu/dy(1.4)式中：流体的黏滞系数；A流层间的接触面积(m2)；du/dy流速梯度，表示流速沿垂直于流速方向的变化率。若用代表单位面积上流体的黏滞力，又称作切向力T/Adu/dy(1.5)流体黏滞性的大小除了用黏滞系数来表示外，还可用黏滞系数与流体密度的比值来表示，即/(1.6)为了区分这两个系数，称作动力黏性系数，称作运动黏性系数。3.流体的压缩性和热胀性流体的压缩性和热胀性流体受压、体积缩小、密度增大的性质，称作流体的压缩性；流体受热、体积膨胀、密度减小的性质，称作流体的热胀性。对于液体和气体，其压缩性和热胀性有所区别，因此要分别进行研究。(1)液体的压缩性和热胀性液体的压缩性通常用压缩系数来表示，它的意义是：在一定温度下，升高一个单位压力时，流体体积的相对缩小量。液体的压缩性也可用体积弹性模数E(E为压缩系数的倒数)来表示，它是指单位体积的相对变化所需的压力增量。液体的压缩性很小，通过计算，水的压力再增加一个标准大气压时，其体积只缩小了1/20000。因此，在实际工程中，可认为液体流体的密度在整个流动过程中是不变的，即认为是不可压缩流体。流体的膨胀性通常用膨胀系数来表示。它是指在一定的压力下温度升高1K时，流体体积的相对增加量。不同的流体随着温度的变化，其体积都有所变化，因此在实际工程中，要考虑受热体积膨胀带来的危害。(2)气体的压缩性和热胀性气体的压缩性和热胀性比液体较明显，在常温常压下，气体的压强p、比容v、温度T三个基本参数之间满足理想气体状态方程式pvRT(1.7)通过以上的介绍，我们知道流体的物理性质是比较复杂的，如果在研究流体的运动规律时，考虑全部因素，则无法进行准确的研究，而我们在实际工程中通常研究的都是流体的宏观运动，因此在实际工程中，首先我们把流体视作连续介质，即在我们的研究空间内，流体是质点间无孔隙的连续体；其次，在一些问题的研究中，流体可以看做无黏性流体，即忽略流体的黏滞性影响；再次，把流体看做不可压缩流体，液体的压缩性很小，可以忽略，而对气体来讲，在气体流速不超过音速的情况下，其压缩性对流体的宏观运动影响很小，因此也视为不可压缩流体。1.1.21.1.2描述流体运动的几个有关描述流体运动的几个有关概念概念1.流线和迹线流线是同一时刻连续流体质点的流动方向线；迹线是同一质点在连续时间内的流动轨迹线。流线是为了形象化的描述流体的运动而引入的概念。在实际工程中，我们通常关心的是流体在某一固定断面或固定空间的运动状况，而不关心其来龙去脉，因此我们主要来研究流线。流线可以反映流体流动的一些性质，如图1.2所示。通过流场中的每一个点都可以绘一条流线，所以流线布满整个流场。流线绘出后，流体的流动状况就一目了然。某点的流速方向就是流线在该点的切线方向；流线的疏密可以反映流速的大小，流线越疏，流速越小，流线越密，流速越大；流线不能相交，也不能是折线，只能是一条光滑的曲线或直线。图1.2流线2.过流断面前面引入了流线的概念，我们通过流线来定义过流断面。在垂直于流动方向的平面上，取任意封闭曲线，经过封闭曲线上的全部点作流线，这些流线组成管状流面，称为流管。流管以内的流动总体，称为流束。垂直于流束的断面，称为流束的过流断面。3.元流、总流当流束以一根流线为极限，而使流束的过流断面面积趋近于零时，这根流束就成为元流。在设备专业实际工程中，用以输送流体的管道流动，由于流场具有长形流动的几何形态，因此整个流动可以看做无数元流相加，这样的流动总体称为总流；处处垂直于总流中全部流线的断面，是总流的过流断面。4.流量流体流动时，单位时间内通过过流断面的流体体积称为流体的体积流量。一般用Q来表示，单位为m3/s或L/s。流体的流量一般是指体积流量。要计算流量的大小，我们假设流体在管道内流动，任意取出一过流断面，断面上的流速分布如图1.3所示。图1.3断面平均流速在断面上取元面积dA，u为dA上的流速，则dA断面上全部质点单位时间的位移为u，即单位时间内从dA面积上流过的流体体积为dQudA则单位时间内流过全部断面A的流体体积Q即为QudA(1.8)式中：Q该断面的流量。v断面平均流速，即过流断面面积乘断面平均流速v所得到的流量，等于该断面以实际流速通过的流量，即QvA(1.9)则vQ/AudA/A(1.10)流体运动有不同的分类方法，下面分别介绍。1.根据流动的流体的周界与固体壁面的接触情况来划分(1)压力流流体在压差作用下流动时，整个流体的周界与固体壁面都接触，流体无自由表面，这种流动称作压力流。如室内给水系统的水在管道中的流动，空调工程中的空气在风管道中的流动，供热工程中热水或蒸汽在管道中的流动等，都是压力流。1.1.3流体运动的分类流体运动的分类压力流有三个特点：1)流体充满整个管道。2)不能形成自由表面。3)流体对管壁有一定的压力。(2)无压流无压流又称为重力流，流体流动时，流体的部分周界与固体壁面相接触，另一部分周界与空气相接触，这种流动称作无压流。如室内排水系统中污水在管道中的流动，水渠中的水在水渠里的流动等都是无压流。无压流有两个特点：1)液体流体没有充满管道，所以在室内排水中引入了充满度的概念，即污水在管道中的深度h与管径D的比值称做管道的充满度，充满度的大小在排水系统设计中是很重要的参数。2)液体流体在管道或水渠中能够形成自由表面。压力流和无压流的图解如图1.4(a)(c)所示。图1.4压力流、无压流图解2.根据流体流动时压力、流速等运动要素随时间是否变化来根据流体流动时压力、流速等运动要素随时间是否变化来划分划分(1)恒定流要定义恒定流和非恒定流的概念，我们以打开水龙头的过程为例：打开之前，水处于静止状态，称为静止平衡，打开后的短暂时间内，水从喷口流出，流速从零迅速增加到某一流速，在这个过程中，流速时刻在发生变化，称为运动的不平衡状态，当达到某一流速后，即维持不变，此时称为运动的平衡状态。处于运动平衡状态的流体，各点的流速不随时间变化，由流速决定的压强、黏性力和惯性力也不随时间变化，这种流动称为恒定流。(2)非恒定流处于运动不平衡状态的流体，它的各点的流速随着时间变化，各点的压强、黏性力、惯性力也随着速度的变化而变化，这种流动称为非恒定流。在实际工程中所接触的流体流动，都可以视作恒定流动，给分析和计算带来很大方便。恒定流连续性方程是由质量守恒定律得出的，质量守恒定律告诉我们，同一流体的质量在运动过程中不生不灭，即流体运动到任何地方，其质量是恒定不变的。如图1.5所示，在恒定流条件下，可以考虑以下几点：图1.5恒定流连续方程图解1.1.4恒定流连续性方程1)由于是恒定流，流体的各点的流速不随时间发生变化。2)流体是连续介质，中间不会形成空隙。3)流体不能从研究对象流体的侧壁流入或流出。在恒定流的管道上取-和-两个过流断面，根据质量守恒定律，通过断面-的质量流量等于通过断面-的质量流量，假设断面-处的断面面积为A1，流体的密度为1，流入的流体体积流量为Q1；假定断面-处的断面面积为A2，流体的密度为2，流出的流体体积流量为Q2，即1Q12Q2 (1.11)若在管道上取n个过流断面，则式(1.11)可写成1Q12Q2 nQn (1.12)由前面学习可知，在设备工程中的流体都可视作不可压缩流体，即各个过流断面上的流体密度不变，为常数。因此，流体的连续性方程可以写成Q1Q2Qn(1.13)因为QvA，代入上式得v1A1v2A2vnAn(1.14)从上式可以得出v1v2vn1/A11/A21/An(1.15)从连续性方程可以看出，连续性方程确立了总流各过流断面平均流速沿流向的变化规律，只要总流的流量已知或任意断面的流速已知，则其他断面的流速即可算出。【例1.1】如图1.6所示管段。d12.5cm，d25cm，d310cm。当流量为4L/s时，求各管段的平均流速。图1.6【解】根据连续性方程Qv1A1v2A2v3A3v1Q/A1815cm/s8.15m/s同理可得v22.04m/sv30.51m/s以上所列连续性方程，不但只限于两断面之间，还可推广到任意空间，在管道的三通处，无论分流还是合流，质量守恒定律仍然成立，即分流时QQ1Q2合流时Q1Q2Q能量的守恒和转换定律告诉我们：能量即不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转换成另一种形式，或者从一种物体转移到另一个物体，而在转换或转移过程中能量的总和保持不变。流体有三种能量即位能、压能和动能。位能用Z来表示，压能用来表示，动能用来表示。当流体在管道中流动时，根据能量守恒定律，这三种能量的总和保持不变，也就是说，在理想流动的某管段上取两个断面1-1和2-2，该两个断面上的三种能量之和是相等的，即Z1P1/u1 / 2gZ2P2/ u2 / 2g (1.16)式(1.16)就是理想流动时的能量守恒方程，也称作伯努利方程。1.1.5恒定元流能量方程实际上，流体在管道内流动，由于流体本身存在黏滞力，以及管道的内壁面有一定的粗糙度，流体在流动是由流动阻力存在，也就是流体在流动过程中要消耗一部分能量来克服这种流动阻力，这样h必然使得这部分能量变成热能而损失掉。若单位重量的流体从-断面流道-断面的消耗掉的能量为h，则式(1.16)就变成Z1P1/u1 / 2gZ2P2/ u2 / 2g h式(1.17)就是流体实际流动时的伯努利方程。伯努利方程在实际工程中应用很广，下面通过举例来说明。流体在流动过程中，主要有两种阻力：一种是沿程阻力，一种是局部阻力。因此，流体在流动过程中由于流动阻力的存在而造成的能量损失相应的有两种，一种是沿程损失；一种是局部损失。1.沿程阻力和沿程损失由于流体具有黏滞性且管壁的表面不光滑，流体在运动过程中会产生内摩擦力和管壁造成的摩擦力，从而使一部分能量以热能的形式散发形成能量损失。在边界条件不发生变化的管段上，流动阻力只有沿程不变的摩擦力或切应力，称为沿程阻力；克服沿程阻力而造成的能量损失，称为沿程损失。1.1.6流动阻力和流动损失.2.局部阻力和局部损失流体在流动过程中，当流经如三通、弯头、阀门等管道中管件和附件时，对流体形成局部障碍，流体的流动状况发生急剧变化。在边界条件发生急剧变化的区域，由于出现了漩涡区和速度分布的改组，则形成集中的阻力，这种阻力称为局部阻力；克服局部阻力而造成的能量损失，称为局部损失。3.能量损失的计算公式工程中常用的能量损失的计算公式为：沿程损失(1.18)局部损失hj=u2/(2g)(1.19)式中：L管长(m)；d管径(m)；g重力加速度(m/s)；v断面平均流速(m/s)(对局部损失来讲，为局部阻力损失过后的流速)；沿程阻力系数；局部阻力系数。由此可知，流体流动过程中的总的能量损失，等于各计算管段的沿程损失与局部损失之和，hhlhj传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。我们在设备工程中所涉及的传热学的知识，主要是为了学习供暖工程打基础。在供暖工程中，供暖热负荷的确定需要计算围护结构的传热量，建筑物的围护结构传热主要是通过外墙、外窗、外门、顶棚和地面。1.2传热学的基本知识在这些围护结构的热量传递过程中要经历三个阶段(如图1.8所示)，以外墙的热量传递过程为例：1)热量由室内空气以对流换热和物体间的辐射换热的方式传给墙壁的内表面。2)墙壁的内表面以固体导热的方式传递到墙壁外表面。3)墙壁外表面以对流换热和物体间辐射换热的方式把热量传递给室外环境。图1.8冷热流体间的传热过程显然，在其他条件不变时，室内外温差越大，传热量越大。又如散热器内热媒的传热过程，同样经历三个阶段，热媒的热量以对流换热方式传到散热器壁内侧，再以导热方式传递到壁外侧，然后壁外侧以对流换热和物体间辐射换热的方式传给室内。从以上的例子可以看到，整个的传热过程实际上是由导热、对流、辐射三种基本的传热方式组成。因此要研究整个传热过程的规律，首先对三种基本的传热方式的传热规律进行分析。1.2.1导热1.2.2对流1.2.3热辐射1.2.4传热过程导热是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行的热量传递现象。在地球引力范围内，单纯的导热只能发生在密实的固体中。在导热过程中，导热的热流量与壁两侧的温差成正比，与壁的厚度成反比，并与材料的导热性能有关。1.2.1导热其基本的计算式为Q/tF (1.20)或q/t (1.21)式中：Q热流量(W)；q 热流通量(W/m2)； 导热系数，它反映材料导热能力的大小W/(m)； 壁厚(m)；t 壁两侧的温差()； F 壁面积(m2)。以上就是导热的热流量的计算公式。在传热分析中，常常用到电学中欧姆定律的形式，即电流I电位差E/电阻R以此形式把热流量的计算公式改写为热流量Q温度差t/热阻R(1.22)在导热中，为了区分导热热阻和后面的对流换热热阻及传热热阻，导热热阻用R表示，可以得出Qt/R(1.23)式中：R导热热阻，则平壁的导热热阻R(/W)，对于单位面积，导热热阻为/(m/W)。利用热阻概念分析传热问题，是传热学中普遍使用的方法。对流是依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处。与导热一样，其也是传热的一种基本方式。但工程实际中所遇到的传热问题，例如在传热的三个阶段中的第一个阶段和第三个阶段，往往是流体与固体壁面接触时的换热，在这种情况下，换热过程就不单有流体的对流作用，同时伴随着导热，我们把导热和对流共同存在的过程，称为对流换热过程。对流换热过程是一个受许多因素影响的复杂过程，其基本的计算式为Q(twtf)F(1.24)或q(twtf)(1.25)1.2.2对流对流式中：tw固体壁表面温度()；tf流体温度()；换热系数，其意义是指1m2壁面积上，当流体与壁之间的温差为1时，每秒钟所传递的热量W/(m2)。同样如果利用热阻的概念，对流换热过程的热阻用R来表示，则式(1.24)可写成Qtw-tf/R(1.26)其中对流换热热阻R1/(/W)，对于单位面积，换热热阻为1/(m2/W)。通过以上对导热和对流换热过程的介绍，我们知道，无论导热和对流，都必须通过冷热物体的直接接触来传递热量，但热辐射则不同。热辐射是依靠物体表面发射可见和不可见的射线来传递热量。物体表面每平方米每秒对外辐射的热量称为辐射力E，其大小与物体表面性质和温度有关。1.2.3热辐射物体间辐射换热的特点是：在热辐射过程中伴随着能量形式的转换(物体内能-电磁波能-物体内能)；不需要冷热物体直接接触；无论温度高低，物体都在不停的发射电磁波能。只是，若物体温度相同，则相互辐射的能量相等，若温度不同，则高温物体向低温物体辐射的能量大于低温物体向高温物体辐射的能量，其结果是热量由高温物体传到低温物体。但必须指出，辐射换热量的计算过程相对比较复杂。在上述三阶段传热过程的第一个阶段和第三个阶段都存在辐射换热，并且既有对流换热，又有辐射换热。为了便于分析，当辐射换热不是主要因素时，一般把辐射换热量折算成对流换热量，相应的加大对流换热系数来考虑辐射因素。在此对辐射换热量的计算不作详尽介绍。初步了解了三种基本的换热方式之后，我们再看整个传热过程，就可以导出整个传热过程的热流量的计算公式。如图1.9所示，一大平壁：图1.9通过平壁的传热过程1.2.4传热过程传热过程假设两侧的流体温度为tf1、tf2，壁两侧的对流换热系数分别为1、2，壁两侧的温度分别为tw1、tw2，壁的导热系数为，壁厚为，壁面积为F，传热处于稳定状态，因为壁的长度和宽度远远大于壁厚，可以认为热流方向和壁面垂直，则沿着传热过程列出三个阶段的热流量的计算式为Q1(tf1tw1)FQ(tw1tw2)FQ(tw2tf2)F传热过程的热流量可用下式表示：QKAtQKF(tf1tf2)KFt(1.27)若传热热阻为Rk，则可得RkR1RR2(1.28)可见，传热过程的热阻等于热流体、冷流体的换热热阻及壁的导热热阻之和。传热热阻的大小与壁两侧流体的性质、流动情况、壁的材料、面积、形状等许多因素有关。从传热过程来看，工程中的传热可分为两种类型：一种是增强传热，即提高换热设备的换热能力，例如提高换热设备的换热能力，尽量减小设备的尺寸；另一种是减弱传热，即减少热损失保持室内适宜的工作温度，例如建筑物围护结构和管道的保温层。与建筑配套的设备工程，对传热学不再作详尽研究，主要是为供暖工程中供暖设计热负荷的确定和理解打基础。1.3.1直流电路1.3.2电阻的串、并联电路1.3.3正弦交流电的基本物理量1.3.4三相电路1.3电工基本知识1.电路的组成电流的通路称为电路。电路通常由电源、负载以及连接电源和负载的中间环节三部分组成，其形式是多种多样的。图1.10是一个最简单的电路，它是由一只灯泡、一个开关及连接导线组成。当开关K闭合时，电路中就有电流通过，灯泡发光。图1.10简单照明电路1.3.1直流电路电源是提供电路中所需电能的装置，它可以将其他形式的能量转化为电能。电源有电池、发电机、整流电源等。负载是电路中消耗电能的器件或设备，是将电能转化为其他形式能量的装置，如电灯、电动机、电镀槽、扬声器等。中间环节是传送、分配和控制电能的部分，主要包括将电源与负载连接成闭合回路的导线、熔断器、开关等。一般把电源内部的电流通路称为内电路，其电流方向是从负极指向正极；把负载和中间环节构成的电流通路称为外电路，其电流方向是从正极指向负极。2.电路的作用电路的作用主要有两个：一是实现电能的传送和转换；二是实现信息的处理与传递。(1)电能的输送和变换解决这方面的问题，就是通常所说的电力工程，它包括发电、变电、输电、配电、电力的照明用电，以及交直流电之间的整流和逆变等。对于这些电路来说，一般要求尽可能小的能量损耗和尽可能高的效率。(2)信息的传递和处理这一类电路中，虽然也有能量的输送和变换问题，但其量值很小，人们关心的是如何准确地传递和处理信息，保证信息不失真，如语言、音乐、文字、图像的广播和接收等电路。3.欧姆定律流过电阻的电流与该电阻两端的电压成正比，与该电阻成反比，这就是欧姆定律。它是电路的最基本定律，应用时通常分为下述几种形式。(1)一段无源电路的欧姆定律闭合回路中的一段电路，如果不包含电动势而仅含有电阻，那么这段电路被称为一段电阻电路或一段无源电路，如图1.11所示。图1.11一段无源电路根据在电路图上所选的电压和电流的正方向的不同，欧姆定律表达式中可带正号或负号。当电压和电流的正方向一致时，如图1.11(a)所示，则有UIR；当两者正方向相反时，如图1.11(b)所示，则有UIR。需要注意的是：一个式子中有两种不同意义的正负号。一种是根据电压和电流的正方向确定的，如上式中的正负号；另一种是根据电压和电流本身有正值和负值之分而确定的。在应用欧姆定律进行电路计算时，要注意两种正负号，首先按电压和电流的正方向列出式子，确定电压和电流符号前的正负号然后把电压和电流本身的正值或负值代进去。(2)一段有源电源的电路一段含有电源的电路称为一段有源电路，其各电量的正方向如图1.12所示图1.12一段有源电路根据电位的概念，由图1.12(a)可得UUaoUobEIR同理，由图1.12(b)可得UEIR因此，有源电路的欧姆定律可用下式表示：(1.29)式中：U一段有源电路的端电压(V)；E电路的电动势(V)；R电路中的电阻()。电动势E和电压U前面正负号确定原则是：当电动势的正方向和电压的正方向分别与电流的正方向一致时取正号；相反时取负号。(3)全电路欧姆定律图1.13是最简单的闭合回路，R是负载电阻，R0是电源内阻图1.13单回路电路根据一段电路欧姆定律可知：UIREIR0则有(1.30)这就是全电路欧姆定律。可以全述如下：全电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。电阻(负载)由于连接方式不同，可以得到不同的电路形式，电阻的串联与并联是负载的最基本连接方式，混联是在一个电路中，既有相互串联的电阻，又有相互并联的电阻。1.电阻的串联把若干个电阻依次连接，使电流只有一个通路，电阻的这种连接称为电阻串联，如图1.14所示。图1.14电阻串联电路1.3.2电阻的串、并联电路(1)电阻串联的性质在串联电路中，由于电流只有一个通路，所以流过各电阻的电流为同一电流，即I1I2I3I (1.31)从图中也不难看出，电路两端的总电压，等于各部分电路两端的电压之和，即UU1U2U3 (1.32)在串联电路中，若将串联电阻的总电阻R表示，根据公式UIR，可以得出RR1R2R3(1.33)即串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。对任意n个电阻串联，则有RR1R2Rn (1.34)(2)串联电路的电压比根据电阻串联的等效关系，电路中的电流所以 U1IR1R1 (1.35) U2IR2R2(1.36) U3IR3R3 (1.37)可见，在串联电路中，任意电阻上分得的电压取决于该电阻与总电阻的比值，这些比值R1/R、R2/R、R3/R称为分压比。2.电阻的并联把若干个电阻并排连接起来，使电流有多条通路，电阻的这种连接称为电阻的并联，如图1.15所示。图1.15电阻并联电路电阻并联的性质：在并联电路中，由于加在相互并联的各支路的电压是同一电压，所以，各并联电阻上的电压相同，即U1U2U3U (1.38)在并联电路中，由图1.15的电压容易看出，并联电路的总电流等于各并联支路的电流之和，即I I1I2I3 (1.39)在并联电路中，所有并联电阻的等效电阻R，可以利用欧姆定律导出，由于所以:II1I2I3等式两边同除以U，则可见，在并联电路中，总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。对任意n个电阻相并联，则有两种情况的计算公式是常用的，它们是：1)若有几个相同的电阻R1并联，则其等效电阻为(1.41)2)若两个电阻R1和R2并联，则其等效电阻为(1.42)一个正弦量有三要素，即变化频率、初相角和振幅。三要素表示了一个正弦量与时间的函数关系，对于一个正弦量来说，由三要素来惟一确定它。一个典型的正弦交流电流的正弦函数式为iImsin(t)(1.43)式中：i交流电的瞬时值；Im交流电的最大值；交流电的角频率；表示交流电的初相角。1.3.3正弦交流电的基本物理量一个正弦量有三要素，即变化频率、初相角和振幅。三要素表示了一个正弦量与时间的函数关系，对于一个正弦量来说，由三要素来惟一确定它。一个典型的正弦交流电流的正弦函数式为iImsin(t)(1.43)式中：i交流电的瞬时值；Im交流电的最大值；交流电的角频率；表示交流电的初相角。交流电的波形图如图1.16所示。图1.16正弦交流电流1.交流电的频率与周期交流电的频率与周期(1)周期正弦交流电完成往复变化一周所需的时间叫周期，用字母T表示，如图1.17所示。周期的单位是s(秒)，它表示了交流电变化一周的时间。周期大表示交流电变化一周所需时间长，波形变化慢；周期小表示交流电变化一周所需时间短，波形变化快。图1.17周期(2)频率每秒时间内正弦交流电往复变化的次数叫频率，也就是每秒钟内交流电变化的周期数。用字母f表示，频率的单位是Hz(赫兹)，更高频率的单位是kHz(千赫)或MHz(兆赫)。频率与周期显然是互为倒数关系的，即或(1.44)我国工业电力网的标准频率(简称工频)是50Hz。(3)电角速度正弦交流电变化一个周期，相当于正弦函数变化2弧度。为避免与机械角度相混淆，把它称为电角度，交流电在每秒钟变化的电角度叫电角速度，用表示，单位是rad/s(弧度/秒)。电角速度与周期及频率的关系为2f(1.45)2.交流电的相位(1)相位与初相角交流电是随时间变化的，在不同时刻对应不同的电角度，从而得到不同的瞬时值，在交流电变化过程中，用t表示交流电随时间变化进程。我们把t叫正弦量的相位，它是随时间变化的角度，所以也叫相位角。t0时的相位角叫初相角，初相角的大小和正负与计时起点(t0)有关。计时起点是为分析研究正弦量而任意选取的。由于正弦量是重复出现的周期变化量，所以，一般相位角都用绝对值小于180以内的角度来表示。(2)相位差两个同频率的正弦量在任何瞬时的相位之差叫相位差。由于频率相同，所以相位差始终是个固定值，等于两个交流电初相角之差，不随时间的变化而变化，如图1.18中的u和i波形 图1.18两个同频率正弦量的相位差其三角函数式为UUmsin(t1)iImsin(t2)则它们的相位差为(t1)(t2)12(1.46)由于u先到达正的最大值或零值，那么，在相位上就称u超前i，i滞后于u，超前或滞后的角度为。若两个同频率的正弦量具有相同的初相角，即120则称这两个正弦量为同相位，它们将同时达到零值或最大值，在电路中它们的方向总是相同的。若两个同频率的正弦量的相位差为180或180，即12180则称这两个正弦量为反相位，它们中的一个达到正的最大值时，另一个恰好达到负的最大值，在电路中它们的方向总是相反的。3.交流电的大小交流电的大小(1)瞬时值交流电在任一时刻的实际值叫瞬时值，瞬时值是不停地随时间变化的，是时间的函数。不同时刻其值不同，我们规定交流电瞬时值用小写字母表示，如u、i、p分别表示正弦交流电压、电流及功率的瞬时值。(2)最大值交流电在变化过程中所出现的最大瞬时值叫最大值，也就是正弦量的振幅，用大写字母并加注角标m表示，如Um、Im分别表示正弦交流电压和电流的最大值。通常把正弦交流电的频率、初相角和最大值称为正弦量的三要素。一个正弦量由这三个要素惟一确定。(3)有效值正弦交流电的瞬时值和幅值只是交流电某一瞬时的数值，不能反映交流电在电路中做功的实际效果，而且测量和计算都不方便。为此，在电工技术中常用有效值来表示交流电的大小。有效值是分析和计算交流电路的重要工具，如交流电路中的电压220V、380V都是指有效值，有效值用大写字母表示，如U、I分别表示交流电压和电流的有效值。交流电的有效值是根据电流热效应原理来确定的。在两个阻值相同的电阻上，分别通以直流电流I和交流电流i，如果在相同时间内，两个电阻所消耗的电能相等，则这两个电流的做功能力是相等的，这时，直流电的数值就称为交流电的有效值，即交流电的有效值就是与它的平均耗能相等的直流临时性数值。三相交流远距离输电在1891年获得成功后，便得到迅速发展。目前，电力系统都采用三相三线制输电、三相四线制配电。三相交流与单相交流相比具有以下优点：在输送的功率、电压相同和距离、线路损失相等的情况下，采用三相制输电可大大节省输电线的用铜(或铝)量。工农业生产上广泛使用的三相异步电动机是以三相交流作为电源的，它与单相电动机相比，具有体积小、价格低、效率高、性能好等优点。三相交流发电机与单相的相比，在体积相同时，三相交流发电机具有输出功率大、效率高等优点。由于建筑施工现场既有动力负荷，又有照明负荷，因此一般都采用三相四线制供电。所谓三相四线制就是三根相线一根零线的供电体制。三根相线与零线之间的电压是一组频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称电压。单相交流电是三相交流电中的一相，三相交流电可视为三个特殊单相交流电的组合。1.三相电源(1)三相发电机的结构、工作原理三相发电机主要由定子和转子两部分组成。定子是固定的，包括定子铁心与定子绕组。定子铁心是由硅钢片叠成的圆筒，筒的内圆周表面冲有均匀分布的槽，用来嵌放三相定子绕组。三相定子绕组的结构(包括导线材质、截面积、匝数等)完全相同。首端分别用A、B、C表示；末端分别用X、Y、Z来表示，三个首端(或末端)在空间互差120如图1.19所示。转子是一个绕中心轴旋转的磁极。转子铁心一般用直流电磁铁制成。转子绕组绕在转子铁心上，采用直流励磁。选择合适的极面形状和转子绕组的布置方式，可使转子与定子之间空气隙中的磁感应强度按正弦规律分布。图1.19三相发电机原理图当转子由原动机带动按顺时针方向以的速度匀速转动时，三相定子绕组依次被磁力线切割而产生正弦感应电动势eA、eB、eC。它们具有以下三个特点：1)由于三相绕组以同一速度切割磁力线，所以，三个电动势的频率相同。2)由于三相绕组的结构完全相同，因此，三个电动势的最大值相等。3)由于三相绕组在空间互差120，所以，三个电动势之间相互存在着120的相位差。由图1.19可知，当磁极S转到A处时，A相的感应电动势eA达到正的幅值；经过120后，S极转到B处，B相的感应电动势eB达到正的幅值；再经过120后，S极转到C处，C相的感应电动势eC达到正的幅值。所以，eA在相位上超前eB120，eC在相位上超前eA120。我们规定电动势的正方向从每相绕组的末端指向首端。若以A相电动势为参考，则三相电动势的瞬时值表达式为eAEmsinteBEmsin(t120) (1.47)eCEmsin(t120)有效值相量表达式为EAE0EBE120 (1.48)ECE120式中，eA、eB、eC波形图和相量图分别如图1.20和图1.21所示。图1.20三相电动势波形图图1.21三相电动势相量图频率相同、幅值(或有效值)相等、相位互差120的三个电动势称为对称三相电动势；能提供对称三相电动势的电源称为对称三相电源。发电厂提供的三相电源均为对称三相电源。很明显，对称三相电动势瞬时值的和及相量和均等于零，即eAeBeC0EAEBEC0(1.49)(2) 三相电源的连接三相交流发电机中，三个互相分开的定子绕组怎样连接组成三相电源呢？三相电源有两种连接方式：一种是星形(Y)连接，另一种是三角形()连接。1) 星形(Y)连接。将三相定子绕组的三个末端X、Y、Z连在一起，从三个首端A、B、C分别引出三根导线，这种连接方式称为三相电源的星形连接。三个末端的连接点N称为电源中点，从中点N引出的导线称为中线，用黑色或白色导线来表示。通常，中点与大地连在一起，此时中点又称为零点，用0表示，中线又称为零线。从三个首端分别引出的三根导线统称为相线，俗称火线，分别用黄、绿、红三色表示。从发电机或变压器引出一根中线和三根相线的供电方式称为三相四线制；不引出中线只引出三根相线的供电方式称为三相三线制。1.3.4三相电路三相四线制可以向负载提供两种电压：一种是相电压，即相线与中线之间的电压，分别用uA、uB、uC表示(或一般用up表示)；另一种是线电压，即两根相线之间的电压，分别用uAB、uBC、uCA表示(或一般地用uL表示)，如图1.22所示。图1.22三相发电机绕组的星形连接2)三角形()连接。如图1.23所示，将一相绕组的末端(或首端)与它相邻的另一相绕组的首端(或末端)依次相连，即X与B、Y与C、Z与A分别相连，再从三个连接点A、B、C分别引出三根导线，这种连接方式称为三相电源的三角形()连接。图1.23三相发电机绕组的三角形连接 作三角形连接的三相绕组在没有负载时本身就构成了一个闭合回路。若三相电动势对称，由于对称三相电动势任一时刻瞬时值的和等于零，所以回路中不会产生环流。但若三相电动势不对称，或者某相绕组首尾端接错，那么闭合回路中将会产生很大的环流，可能烧坏发电机绕组。因此，发电机通常接成星形，极少接成三角形。2.负载的星形连接三相负载包括两类：一类为必须接上三相电源才能正常工作的三相用电设备，例如，三相异步电动机，这类负载多为对称三相负载。另一类是分别接在各相电源中的三组单相用电设备的组合，这类负载多为不对称三相负载。若每相负载的阻抗模相同，阻抗角相等，即|ZA|ZB|ZC|，ABC，且三相负载的性质相同，则此三相负载称为对称三相负载，否则称为不对称三相负载。三相负载有两种接法：星形连接与三角形连接。若每相负载的额定电压等于电源相电压，即等于电源线电压的1/时，则三相负载应采用星形连接。三相负载星形连接的接法是：将每相负载的一端连接在一起，称为负载中点，而将另一端分别接到三根相线上。负载不对称时，负载中点必须接在电源中线上，如图1.24所示。图1.24三相负载星形连接的实际电路(1)不对称负载的星形连接在图1.25中，ZA、ZB、ZC为非对称三相负载，采用星形连接。图1.25三相不对称负载的星形连接若忽略线路电压降不计，那么加在各相负载两端的电压分别等于电源相电压A、B、C，在各相电压的作用下，便有电流分别通过各相线、负载和中线。通过各相负载的电流称为相电流，分别用Ia、Ib、Ic表示，其正方向规定为从负载的一端流向负载。中点通过中线的电流称为中线电流，用IN表示，其正方向规定为从负载中点流向电源中点。通过相线的电流，称为线电流，分别为A、B、C；其正方向规定为从电源流向负载。很明显，三相负载星形连接时，不管负载对称与否，都有：若忽略线路阻抗压降，则各相负载承受的电压为对称的电源相电压。流过某一相线的线电流和流过该相负载的相电流为同一电流，即线电流等于相电流。由于有中线，各相负载与电源构成各自的回路。因此，三相电路中的各相阻抗、电流、功率等均可按单相电路的方法来计算。由于电源相电压iA、iB、iC为对称三相电压，而ZA、ZB、ZC为非对称三相负载，所以线电流IA、IB、IC为非对称三相电流。根据克希荷夫定律得INIAIBIC(1.50)由于IA、IB、IC不对称，因此中线电流N一般不等于零。中线电流的大小随负载不对称程度而异，各相负载越接近对称，中线电流就越小。一般情况下，中线电流总小于最大一相的线电流，因此，在三相四线制供配电线路中，中线截面可以比相线截面小一个等级。(2)对称负载的星形连接三相异步电动机是最常见的对称三相负载。对称三相负载星形连接时，由于相电压对称，各相负载相同，所以，各相电流(或线电流)也一定对称。若以A为参考，则对称三相电流为AIA0BIA120(1.51)CIA120综上所述，对称三相电路的电压和电流都是对称的。因此，计算对称三相电路，只需计算其中一相即可，其余两相可按对称关系直接写出。由于三相电流对称，故其瞬时值的和与相量和均等于零，即(1.52)中线中没有电流流过，故可省去中线，成为星形连接的三相三线制，如图1.26所示。此时虽无中线，但各相负载承受的电压仍为对称的电源相电压。图1.26三相对称负载的星形连接三相三线制在输电与配电线路中运用广泛，例如，三相异步电动机均只用三根相线供电，其相量图如图1.27所示。图1.27三相对称感性负载的相量图中线省去后，三个相电流便借助于各相线及各相负载互成回路。任一瞬间三相电流的流通状况不外乎下列两种情形：当三相负载均无电流通过时，则流进(或流出)两相的电流之和必等于流出(或流进)另一相的电流。当有一相电流为零时，则流进(或流出)另一相的电流必等于流出(或流进)第三相的电流。1.1流体的主要力学性质有哪些？实际工程中是如何考虑的？1.2什么叫流线？流线可以表示出流体的哪些性质？1.3什么叫恒定流和非恒定流？1.4压力流和无压流各有什么特点？1.5恒定流的连续性方程是什么？1.6恒定流的能量守恒表达式是什么？1.7流体流动过程中有哪两种能量损失？如何计算？1.8在稳态传热过程中，例如经过墙壁，要经历哪三个阶段？1.9什么是导热？什么是对流换热？1.10辐射换热有什么特点？在我们的研究范围内是如何考虑的？1.11传热过程中的热流量如何计算？1.12电路主要由哪几部分组成？1.13某用户离电源较远，所使用的日光灯必须在天尚未黑、其他用户开灯以前接通电源，否则等到万家灯火的时候，这家的日光灯总是不能启动，你能说出是什么原因吗？1.14已知正弦电压u100sin(100t60)V，试求：(1)幅值、有效值、角频率、频率、周期和初相角；(2)t0时的电压值，u0时的最小时间。1.15某建筑工地把一批额定电压为220V、功率为100W的白炽灯和额定电压为220V、功率为500W的碘钨灯接入UL380V的三相似限制电源中，若A相接有灯泡20个，碘钨灯2支，B相接有灯泡25个，碘钨灯1支，C相接有灯泡20个，碘钨灯3支，白炽灯和碘钨灯均为电阻性负载，求各相电流、线电流、中线电流和三相总的有功功率。本章主要介绍室内室外给排水方面的知识，包括给本章主要介绍室内室外给排水方面的知识，包括给排水系统的组成，管道的布置要求，所使用的管材和管件，排水系统的组成，管道的布置要求，所使用的管材和管件，施工中的具体要求及设计过程，并详细介绍了给排水施工施工中的具体要求及设计过程，并详细介绍了给排水施工图识图知识。图识图知识。2.1室外给排水室外给排水2.2室内给水工程2.3室内给水系统常用设备2.4室内给水系统的水力计算2.5室内消防给水2.6室内热水供应2.7室内排水2.8室内给排水系统施工及识图2.1.1室外给水系统组成2.1.2室外给水管道施工2.1.3施工及验收规范2.1.4室外排水2.1室外给排水室外给水工程是为满足城乡居民及工业生产等用水需要而建造的工程设施，它所供给的水在水量、水压和水质方面应适合各种用户的不同要求。因此室外给水工程的任务是自水源取水，并将其净化到所要求的水质标准后，经输配水管网系统送往用户。2.1.1室外给水系统组成1.水源水源给水水源可分为两大类。一类为地面水，如江水、河水、湖水、水库及海水等；另一类为地下水，如井水、泉水、喀斯特溶洞水等。一般说来，地下水的物理、化学及细菌性质等均较地面水好，无需复杂的净化处理即可使用。显然，采用地下水作水源具有经济、安全及便于维护管理等优点。因此，符合卫生要求的地下水，应首先考虑作为饮用水的水源。但在取集地下水时，必须遵循开采量应小于动储量的原则，否则将使地下水源遭受破坏，甚至引起陆沉。2.取水工程取水工程要解决的是从天然水源中取(集)水的方法以及取水构筑物的构造形式等问题。水源的种类决定着取水构筑物的构造形式及净水工程的组成。地下水取水构筑物的形式，与地下水埋深、含水层厚度等水文地质条件有关。管井是室外给水系统中广泛采用的地下水取水构筑物，常用管井的直径在150600mm的范围，井深在300m以内，适用于取水量大，含水层厚度在5m以上，而埋藏深度大于15m的情况；大口井通常井径在310m，井深在30m以内，适用于含水层较薄而埋藏较浅的情况；渗渠用于含水层更薄而埋藏更浅的情况。地面水取水构筑物的形式很多，常见的有河床式、岸边式以及缆车式、浮船式等。在仅有山溪小河的地方取水，常用低坝、低栏栅等取水构筑物。3.净水工程净水工程水源水中往往含有各种杂质，如地下水常含有各种矿物盐类；而地面水则常含有泥砂、水草腐殖质、溶解性气体、各种盐类、细菌及病原菌等。由于用户对水质都有一定的要求，故未经处理的水不能直接送往用户。净水工程的任务就是要对从取水构筑物送来的原水进行净化、消毒等处理，使其符合供水水质标准。水的净化方法和净化程度根据水源的水质和用户对水质的要求而定。生活用水净化须符合我国现行的生活饮用水水质标准。工业用水的水质标准和生活饮用水不完全相同，如锅炉用水要求水质具有较低的硬度；纺织工业对水中的含铁量限制较严；而制药工业、电子工业则需要含盐量极低的脱盐水。因此，工业用水应按照生产工艺对水质的具体要求来确定相应的水质标准及净化工艺。城市自来水厂只满足生活用水的水质标准。对水质有特殊要求的工业企业，常单独建造生产给水系统。但用水量不大，而允许自城市给水管网取水时，则可用自来水为水源再进行一步处理。地面水的净化工艺流程，应根据水源水质和用户对水质的要求确定。一般以供给饮用水为目的的工艺流程，主要包括混凝、沉淀、过滤及消毒四个部分。由于细小的悬浮杂质沉淀甚慢，胶体物质根本不能自然沉淀，所以在原水进入沉淀池之前需投加混凝剂，经过混合、反应(属混凝过程)使水中悬浮物及胶体物质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体而后通过沉淀池进行重力分离，达到除去胶体物质的目的。沉淀池的形式很多，常用的有平流式、竖流式及辐流式等。近年来由于浅池理论的发展和应用，斜板和斜管式的上向流、同向流沉淀池也逐渐推广使用。各类澄清池的使用也很普遍。经沉淀后的水，浑浊度应不超过20mg/L。为达到饮用水水质标准所规定的浊度要求(5mg/L)尚需进行过滤。常用的滤池有普通快滤池、虹吸滤池及无阀滤池等。以地下水为水源时，则因其水质较好而无需进行沉淀过滤处理，一般只需消毒即可。在水的处理过程中，虽然同时有大部分细菌被除去，但由于地面水的细菌含量较高，残留于处理水中的细菌仍为数甚多，并可能有病原菌传播疾病，故必须进行消毒处理。消毒的目的有二：一是消灭水中的细菌和病原菌，以满足“饮用水水质标准”的有关要求；二是保证净化后的水在输送到用户之前不致被再次污染。消毒通常在过滤以后进行，其方法有物理法和化学法两种。物理法有紫外线、超声波、加热法等；化学法有氯法或氯胺法以及臭氧法等。我国目前广泛采用的是氯法。图2.1为以地面水为水源的自来水厂平面布置图例。它是由生产构筑物、辅助构筑物和合理的道路布置等组成。生产构筑物指澄清池、虹吸滤池、清水池及泵站等；辅助构筑物指机修间、办公室、化验室、库房等。图2.1水厂平面布置图4.输配水工程输配水工程净水工程只解决了水质问题，输配水工程则是解决如何把净化后的水输送到用水地区并分配到各用水点的问题。输配水工程通常包括输水管道、配水管网以及调节构筑物等。输水管是把净水厂和配水管网联系起来的管道。其特点是只输水而不配水。允许间断供水的给水工程或多水源供水的给水工程一般只设一条输水管；不允许间断供水的给水工程一般应设两条或两条以上的输水管。考虑供水安全、施工方便、节约劳动力，输水管最好能全部或部分重力输水，尽量沿现有道路或规划道路敷设，并避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁道及洪水泛滥淹没的地区。长距离输水管可采用重力管和压力管相结合的方式，通过技术经济比较，在中间适当部位设加压泵站。输水管的最小坡度应大于15D(D为管径，以mm计)，若管线坡度小于1时，应每隔0.51km装置排气阀。配水管网的任务是将输水管送来的水分配到用户。它是根据用水地区的地形及最大用水户分布情况并结合城市规划来进行布置。配水干管的路线应通过用水量较大的地区，并以最短的距离向最大用户供水。在城市规划设计中，应把最大用户置于管网之始端，以减少配水管的管径而降低工程造价。配水管网应均匀地布置在整个用水地区。其形式有环状与枝状两种。为了减少初期的建设投资，新建居民区或工业区一开始可做成枝状管网，待将来扩建时再发展成环状管网。水塔或高位水池和清水池是给水系统的调节设施。其作用是调节供水量与用水量之间的不平衡状况，并保证管网所需水压。因为自来水公司供水量在目前的技术状况下，在某段时间里是个固定的量，而用户用水的情况却较为复杂，随时都在变化。这就出现了供需之间的矛盾。水塔或高位水池能够把用水低峰时管网中多余的水暂时储存起来，而在用水高峰时再送入管网。这样就可以保证管网压力的基本稳定，同时也使水泵能经常在高效率范围内运行。但水塔的调节能力非常有限，只有当小城镇或工业企业内部的调节水量较小，或仅需平衡水压时才适用。对于更大的调节范围，水塔则基本上起不到调节作用。清水池与二级站可以直接对给水系统起调节作用；清水池也可以同时对一、二级泵站的供水与送水起调节作用。一般地说，一级泵站的设计流量是按最高日的平均时来考虑，而二级泵站的设计流量则是按最高日的最大时来考虑，并且是按用水量高峰出现的规律分时段进行分级供水。当二级泵站的送水量小于一级泵站的送水量时，多余的水便存入清水池。到用水高峰时，二级泵站的送水量就大于一级泵站的供水量，这时清水池中所储存的水和刚刚净化后的水便被一起送入管网。较理想的情况是不论在任何时段，供水量均等于送水量，或送水量均等于用水量。这样就可以大大减少调节容量而节省调节构筑物的基础投资和能耗。5.泵站泵站泵站是把整个给水系统连为一体的枢纽，是保证给水系统正常运行的关键。在给水系统中，通常把水源的取水泵站称为一级泵站，而把连接清水池和输配水系统的送水泵站称为二级泵站。一级泵站的任务是把水源的水抽升上来，送至净化构筑物。二级泵站的任务是把净化后的水，由清水池抽吸并送入输配水管网而供给用户。当城市给水管网的水压富裕时，建筑物的给水尽可能由城市管网直接供水，一般不允许水泵直接从城市管网吸水的方式，这会影响城市给水管网向周围其他用户的正常供水。在高层建筑、大型公用建筑，以及由于城市管网水压太低不能满足生活、生产和消防用水时的水压和水量时，一般在水泵和城市给水管网之间设置贮水池，水泵从贮水池吸水，并采用自灌式的装置形式。泵站的主要设备有水泵及其引水装置，配套电机及配电设备和起重设备等。图2.2为一个设有平台的半地下室二级泵房平面及剖面图。图2.2半地下室泵房(1)对管道敷设要求给水管道应与污水管道平面间距不小于3m，管道穿越主道路时，需保证覆土层或加套管，给水管道的埋设深度应在冰冻线以下，其余要求见施工与验收规范。(2)开挖管沟开挖管沟可以采用人工开挖和机械开挖。到管道数目较多时采用机械大开挖，对管径较小且单根管道多采用人工开挖。人工开挖时，土的堆放应考虑下管方案，采用机械下管时，可向沟两侧堆放，人工下管应单侧堆放，距沟边不小于1m的距离。机械挖沟时，应留出人工清土300mm的余量，防止超挖。对于地下水位高于沟底的管沟，应采取降水措施，不得带水施工。2.1.2室外给水管道施工(3)管道铺设对给水铸铁管采用单根下管，焊接钢管可在沟上连接。人工下管多采用压绳法下管。下管还可采用倒链、三角架的方法，也可采用吊车下管。(4)调管接口根据管道中心桩调直管道，承插铸铁管的插口插入承口的深度及环形间隙应符合规范要求，钢管在调直时，应注意对口的间隙及坡口角度及钝边的高度符合规定。钢管施焊应先打底层，然后罩面层，面层焊缝宽度均匀，焊纹走向平直，不允许出现焊瘤、咬边、夹渣等。(5)铸铁管挡板施工给水铸铁管在施工时，一般在弯头处、三通的支管顶端或管道末端堵头处，往往由于管内水压力的作用或土壤条件差等因素，使得这些部位产生一个向外的推力。因此对于管径比较大的管道，应设置混凝土挡板来抵消向外的推力。(6)管道的试压给水管道试压时，管道长度不宜超过1000m，如图2.3所示的连接试压管段。图2.3给水铸铁管打压图1.打压泵；2.压力表；3.承口堵板；4.插口堵板；5.排气管；6.旁通管；7.泄水管；8.千斤顶试压堵板采用钢板制作，堵板套入承口及插口时，应留有不小于1520mm的接口间隙。管段末端的千斤顶应放在中心位置上，不得有偏移。试压程序：将试压管段按照如图所示连接好，并接通电源及试压泵的电源，挖好排水槽及集水坑。压力表需预先经校验且规格应在试验压力的1.52倍范围之内。打开进水阀(即旁通阀)向管内灌水，同时打开排气阀，当水灌满后关闭旁通阀及排气阀。浸泡24h，使其接口部位的石棉水泥或膨胀水泥强度增加。检查灌水后的接口处或铸铁管本身有无漏水渗水情况，检查千斤顶有无松动，确认没有问题，即可进行升压。升压应缓慢，每次以升压0.2MPa为宜。升压至工作压力时应停泵检查，然后继续升压至试验压力，停泵稳压并检查，一般10min内压力降不超过0.05MPa即为合格。填写记录并签字，即可以放水，拆除打压设备及管道。(1)一般规定室外给水、排水管道坐标和标高应符合设计要求，其偏差不得超过书上表2.1的规定。给水管道与污水管道在不同标高平行铺设，其垂直间距在500mm以内，给水管管径等于或小于200mm，管壁间距不得小于1.5m；管径大于200mm，不得小于3m。在地下水位较高、雨季或冬季安装管道，应根据实际情况采取降水、排水或防冻等措施。管道和支墩，不得直接铺设在冻土和未经处理的松土上。2.1.3施工及验收规范施工及验收规范(2)给水管道安装铸铁管承插接口的对口间隙就不小于3mm，最大间隙不得大于表2.2的规定。沿直线铺设，承插接口的环形间隙应符合表2.3的规定。承插接口填料宜采用石棉水泥或膨胀水泥，如遇有侵蚀性地下水，应在接口处涂抹沥青防腐层，如有特殊要求亦可用青铅接口，铅的纯度应在99%以上。预应力钢筋混凝土管或自应力钢筋混凝土管的承插接口，除设计有特殊要求外，一般宜采用橡胶圈。在土壤或地下水对橡胶圈有腐蚀的地段，在回填土前，应用沥青胶泥、沥青麻或沥青锯末等材料封闭胶圈接口。管道的接口法兰应安装在检查井或地沟内，不得埋在土壤中，如必须将法兰埋在土壤中，应采取防腐蚀措施。给水检查井内的管道安装，如设计无要求，井壁距法兰或承口的距离：管径小于450mm，应不小于250mm；管径大于450mm，应不小于350mm。给水管道的压力试验，如无设计要求，应符合下列规定：水压试验的管段长度一般不超过1000m；应在管件支墩做完，并达到要求强度后做压力试验，对未做支墩的管件应做临时后背；埋地管道，须在管基检查合格，管身上部回填土不小于500mm后，方可做压力试验；管道水压试验的压力应符合表2.4的规定。(3)室外给水工程验收时，应根据工程内容，严格按建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50242-2002)执行。人类的生活和生产活动都要使用水，水一经使用即成污水。日常生活使用过的水叫生活污水，里面含有大量的有机物及细菌、病原菌等污染物质。工业生产使用过的水叫工业废水。雨水因挟带流经地区的特有物质而受到污染，排泄不畅时可形成水害。因此排水工程的基本任务是保护环境免受污染，促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：收集各种污水并及时地将其输送至适当地点；妥善处理后排放或再利用。2.1.4室外排水室外排水1.排水管网排水管网排水管网的布置与地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水的种类和污染程度等因素有关。在地势向水体方向略有倾斜的地区，排水系统可布置为正交截流式，即排水流域的干管与等高线垂直相交，而主干管(截流管)敷设于排水区域的最低处，且走向与等高线平行。这样既便于干管污水的自流接入，又可以减小截流管的埋设坡度，图2.4排水管网主干管布置示意图(a)正交截流式；(b)平行式；(c)分区式；(d)放射式在地势向水体方向有较大倾斜的地区，为了避免因干管坡度及管网流速过大，使管道受到严重冲刷，可采用平行式布置，即主干管与等高线垂直，而干管与等高线平行。这种布置虽然主干管的坡度较大，但可设置为数不多的跌水井来改善干管的水力条件。在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流汇集到同一条主干管时，可分别在高地区和低地区敷设各自独立的排水系统，如图2.4(b)所示。此外，还有分区式及放射式等布置形式，如图2.4(c)和图2.4(d)所示。2.污水处理厂污水处理厂污水处理厂是处理和利用污水及污泥的一系列工艺构筑物与附属构筑物的综合体。城市污水处理厂一般设置在城市河流的下游地段，并与居民区域城市边界保持一定的卫生防护距离。城市污水厂总平面图如图2.5所示。图2.5城市污水处理厂总平面图1.办公化验楼；2.污水提升泵房；3.沉砂池；4.一沉池；5.曝气池；6.二沉池；7.活性污泥浓缩池；8.污泥预热池；9.消化池；10.消化污泥浓缩池；11.污泥脱水车间；12.中心控制室；13.污泥回流泵房；14.鼓风机车间；15.锅炉房；16.储气柜；17.食堂；18.变电室；19.生活区；20.事故干化场污水处理实质上就是采用各种手段和技术，将污水中的污染物质分离出来，或将其转化为无害物质，从而使污水得到净化。现代污水处理技术，按作用原理可分为物理法、化学法和生物法三种。污水的物理处理法，就是利用物理作用分离污水中主要呈悬浮固体状态的污染物质。其方法有：筛滤、沉淀、气浮、过滤和反渗透等。污水的化学处理方法，是利用化学反应的作用来分离、回收污水中处于各种形态的污染物质。其主要处理方法有中和、混凝、电解、氧化还原气提、萃取及离子交换等。化学法多用于处理工业生产污水。污水的生物处理法，则是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质，转化为稳定、无害的物质。现代的生物处理法，按作用微生物，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。前者广泛用于处理城市污水及有机生产污水，其方法有活性污泥法、生物膜法及生物接触氧化法等。生物塘是与活性污泥法相近的简易生物处理法，污水灌溉是与生物膜法相近的无色生物处理法。厌氧生物处理法，多用于处理污水处理过程中所产生的污泥和高浓度有机废水。zsx生活污水和工业生产污水中所含的污染物质是多种多样的，很难只用一种方法就能够把所有的污染物质全部除去，因此一种污水往往要用由几种方法组成的处理系统，才能达到所要求的处理程度。对某种污水而言，究竟采用由哪些方法组成的处理系统，则应根据污水的水质和水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，受纳水体的可利用自净容量，并通过调查研究和经济比较后方可决定。调查研究和科学实验是确定污水处理系统或流程的重要途径。城市污水处理的典型流程如图2.6所示。图2.6城市污水处理典型流程由图可知，在城市污水处理典型流程中，物理处理部分即一级处理，生物处理部分为二级处理，而污泥处理采用厌氧生物处理即消化。为缩小污泥消化池的容积，二沉池的污泥在进入消化池前需进行浓缩。消化后的污泥经脱水和干燥后可进行综合利用，污泥气可做化工原料或燃料使用。污水处理流程的组合，一般应遵循先易后难，先简后繁的规律，即首先去除大块垃圾和漂浮物质，然后再依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质，亦即首先使用物理法，然后再使用化学法和生物处理法。3.排水口排水口排水管道排入水体的排水口的位置和形式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。排水口与水体岸边连接处应采取防冲、加固等措施，一般用浆砌块石做护墙和铺底，在受冻胀影响的地区，排水口应考虑用耐冻胀材料砌筑。常见排水口形式有一字式、八字式、门字式等，具体做法见全国通用给水排水标准图集(S222)。为使污水与水体水混合较好，排水管渠排水口一般采用淹没式，其位置除考虑上述因素外，还应取得当地卫生主管部门的同意。如果需要污水与水体水流充分混合，则排水口可长距离伸入水体分散出口，此时应设置标志，并取得航运管理部门的同意。雨水管渠排水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以免水体水倒灌。当出口标高比水体水面高出太多时，应考虑设置单级或多级跌水。4.排水体制排水体制生活污水、工业废水和雨水是采用同一个管道系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管道系统来排除，这种不同排除方式所形成的排水系统称做排水体制。排水体制一般分为合流制与分流制两种类型。合流制是将生活污水、工业废水和雨水排泄到同一个管渠内排除的系统。最早出现的合流制排水系统是将泄入其中的污水和雨水不经处理而直接就近排入水体。其缺点是污水未经处理即行排放，使受纳水体遭受严重污染。很多古老城市大都采用这种系统。为此在改造老市的合流制排水系统时，常采用设置截流干管的方法，把晴天和雨天初期降雨时的所有污水都输送到污水厂，经处理后再排入水体。当管道中的雨水径流量和污水量超过截流管的输水能力时，则有一部分混合污水自溢流井溢出而直接泄入水体。这就是所谓的截流式合流制排水系统，虽较前有所改善，但仍不能彻底消除对水体的污染，如图2.7(a)所示。图2.7合流制与分流制排水系统图(a)合流制；(b)分流制分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统，如图2.7(b)所示。其优点是污水能得到全部处理；管道水力条件较好；可分期修建。主要缺点是降雨初期的雨水对水体仍有污染。我国新建城市和工矿区多采用分流制。对于分期建设的城市，可先设置污水排水系统，待城市发展成型后，再增设雨水排水系统。在工业企业中不仅要采取雨、污分流的排水系统，而且要根据工业废水化学和物理性质的不同，分设几种排水系统，以利于废水的重复利用和有用物质的回收。排水制式的选择是一项很复杂很重要的工作，应根据城市及工矿企业的规划、环境保护的要求、污水利用的情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定，条件不同的地区，也可采用不同的排水制式。5.布线原则布线原则排水管线在布置时应遵循以下原则：污水应尽可能以最短距离并以重力流的方式排泄到污水处理厂；管道应尽可能平行地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深；地形平坦处的小流量管道应以最短路线与干管相接；当管道埋深达到最大允许值时，如再继续挖深则将增加施工的难度而不经济，应考虑设置污水泵站中途提升，但应力求减少泵站的数量；管道应尽量避免或减少穿越河道、铁路及其他地下构筑物；当城市为分期建设时，第一期工程的干管内应有较大的流量通过，以免因初期流速太小而影响管道的正常排水。为检查及清通排水管网，在管道坡度改变处、转弯处、管径改变以及支管接入等处应设置排水检查井。直线管段内排水检查井的距离与管径大小有关，就污水管而言，当管径小于700mm时，最大井距为50m；当管径等于7001500mm时，最大井距为75m；当管径大于1500mm时，最大井距为120m。6.管材及施工(1)对管渠材料的要求排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。外部荷载包括土壤的重量-静荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。压力管及倒虹管一般要考虑内部水压。自流管道发生淤塞时或雨水管渠系统的检查井内充水时，也可能引起内部水压。此外，为了保证排水管道在运输和施工中不致破裂，也必须使管道具有足够的强度。排水管渠应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能，以免在污水或地下水的侵蚀作用(酸、碱或其他)下很快损坏。排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。因为污水从管渠渗出至土壤，将污染地下水或邻近水体；或者破坏管道及附近房屋的基础。地下水渗入管渠，不但降低管渠的排水能力，而且将增大污水泵站及处理构筑物的负荷。排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量节省管渠的造价及运输和施工的费用。(2)常用排水管道的材料1)混凝土管和钢筋混凝土管。混凝土和钢筋混凝土管可在专门的工厂预制，也可在现场浇制。混凝土管和钢筋混凝土管有三种形式：承插式、企口式、平口式。混凝土管的管径一般不超过600mm、长度不大于1m。为了抵抗外压力，直径大于400mm时，一般配加钢筋制成钢筋混凝土管，其长度在13m之间。各种混凝土管、钢筋混凝土管的规格，详见给水排水设计手册第八册中的离心成型混凝土和钢筋混凝土排水管部分。混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根据抗压的不同要求，制成无压管、低压管、预应力管等，所以在排水管道系统中得到普遍应用。混凝土管和钢筋混凝土管除用作一般自流排水管道外，钢筋混凝土管及预应力钢筋混凝土管亦可用作泵站的压力管及倒虹管。它们的主要缺点是抵抗酸、碱侵蚀及抗渗性能较差、管节短、接头多、施工复杂。在地震烈度大于8度的地区及饱和松砂、淤泥和淤泥土质、冲填土、杂填土的地区不宜敷设。另外，大管径自重大，搬运不便。2)陶土管。陶土管是由塑性黏土制成的。为了防止在焙烧过程中产生裂缝，通常加入耐火黏土及石英砂(按一定比例)，经过研细、调和、制坯、烘干、焙烧等过程制成。根据需要可制成无釉、单面釉、双面釉的陶土管。若采用耐酸黏土和耐酸填充物，还可以制成特种耐酸陶土管。陶土管制成圆形断面，有承插式和平口式两种形式，直径般不超过500600mm，有效长度为400800mm。带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨损，抗腐蚀。但陶土管质脆易碎，抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地方。此外，管节短，需要较多的接口，使施工费用增加。由于陶土管能满足污水管道在技术方面的一般要求，耐酸抗腐蚀性好，所以在世界各国被广泛采用，尤其适用于排除酸碱废水。3)金属管。常用的金属管有铸铁管或钢管。室外重力流排水管道一般很少采用金属管，只有当排水管道承受高内压，高外压或对渗漏要求特别高的地方，如排水泵站的进出水管、穿越铁路、河道的倒虹管或靠近给水管道和房屋基础时，才采用金属管。在地震烈度大于8度或地下水位高，流沙严重的地区也采用金属管。金属管质地坚固，抗压、抗震、抗渗性能好；内壁光滑、水流阻力小；管子每节长度大，接头少，但价格昂贵，钢管抵抗酸碱腐蚀及地下水侵蚀的能力差。因此，在采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意绝缘。4)石棉水泥管。石棉水泥管是用石棉纤维和水泥制成的。石棉水泥管为平口管，用套管连接。管径在50600mm之间，长度在2.54m之间。管壁厚度决定于所受的内外压力，有低压和高压石棉水泥管两种，分别用于自流管道和压力管道。石棉水泥管具有强度大、表面光滑、密实不透水、导热系数低(是铸铁管导热系数的1/200，是陶土管导热系数的1/3)、重量轻、抗腐蚀性强、易于加工(可锯可钻)及每节管子的长度大等优点。但石棉水泥管质脆，抵抗砂粒磨损的能力差，生产量不多，目前在我国排水工程中尚未大量采用。5)大型排水渠道。排水管道的预制管管径般小于2m，实际上大于1.5m的很少用。当管道断面小，不能满足设计要求时，通常就在现场建造大型排水渠道。建造大型排水渠道常用的建筑材料有砖、石、陶土块、混凝土块、钢筋混凝土块和钢筋混凝土等。采用钢筋混凝土时，要在施工现场支模浇制；采用其他几种材料时，在施工现场主要是铺砌或安装。在多数情况下，建造大型排水渠道，常采用两种以上材料。渠道的上部称做渠顶，下部称做渠底，常和基础做在一起，两壁称做渠身。图2.8为一大型排水渠道，由混凝土和砖两种材料建成。基础及顶盖为混凝土及钢筋混凝土，渠身用砖砌筑。这种渠道的跨度可达3m，施工也较方便。砖砌渠道在国内外排水工程中应用较早，目前在我国仍普遍使用。常用的断面形式有圆形、半椭圆形等，图2.8大型排水渠道可用普通砖或特制的楔形砖砌筑。当砖的质地良好时，砖砌渠道能抵抗污水或地下水的腐蚀作用，很耐久，因此能用于排泄有腐蚀性的废水。在石料丰富的地区，常采用条石、方石或毛石砌筑渠道。通常将渠顶砌成拱形，渠底和渠身扁光、勾缝，以使水力性能良好。图2.9为某地用条石砌筑的合流制排水渠道。图2.10及图2.11为预制混凝土装配式渠道。装配式渠道预制块材料一般用混凝土或钢筋混凝土，也可用砖砌。为了增强渠道结构的整体性、减少渗漏的可能性以及加快施工进度，在设备条件许可的情况下应尽量加大预制块的尺寸。渠道的底部是在施工现场用混凝土浇制的。图2.9条石砌渠道(单位：mm)图2.10预制混凝土块拱形渠道图2.11预制混凝土块污水渠道(3)管渠材料的选择合理地选择管渠材料，对降低排水系统的造价影响很大。选择排水管渠材料时，应综合考虑技术、经济及其他方面的因素。根据排除的污水性质，当排除生活污水及中性或弱碱性(pH811)的工业废水时，上述各种管材都能使用。排除碱性(pH10)的工业废水时可用木管、铸铁管或砖渠，也可在钢筋混凝土渠内做塑料衬砌。排除弱酸性(pH56)的工业废水可用陶土管、石棉水泥管或砖渠。排除强酸性(pH5)的工业废水时可用耐酸陶土管及耐酸水泥砌筑的砖渠或用塑料衬砌的钢筋混凝土渠。根据管道受压、管道埋设地点及土质条件，压力管段(泵站压力管、倒虹管)一般都可采用金属管、钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管。在地震区、施工条件较差的地区(地下水位高、有流沙等)以及铁路穿越地区等，亦可采用金属管。而在一般地区的重力流管道常采用陶土管、混凝土管、钢筋混凝土管。总之，选择管渠材料时，在满足技术要求的前提下，应尽可能就地取材，采用当地易于自制、便于供应和运输方便的材料，以使运输及施工总费用降至最低。7.施工及验收规范施工及验收规范(1)一般规定同给水管道(2)排水管道安装承插或套箍接口，应采用水泥砂浆或沥青胶泥填塞。环形间隙应均匀，填料凹入承口边缘不得大于5mm。在有侵蚀性土壤或水中，应使用耐腐蚀性的水泥。抹带接口，其管径小于或等于600mm，应刷去抹带部分管口浆皮；管径大于600mm，应将抹带部分的管口凿毛。承插排水管和管件的承口(带有双承口的管件除外)，应与水流方向相反。非金属管污水管道，应做渗水试验。(3)室外排水工程验收时，应根据工程内容，严格按建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50242-2002)执行2.2.1室内给水系统的分类和组成2.2.2室内给水系统的给水方式2.2.3室内给水常用的管材、管件、阀门及连接2 . 2室 内 给 水 工 程1.分类室内给水系统按供水对象及其用途可以分三类：(1)生活给水系统供民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、盥洗、洗涤、沐浴等生活上的用水。要求水质必须严格符合国家规定的饮用水质标准。(2)生产给水系统供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤，以及各类产品制作过程中所需的生产用水。生产用水对水质、水量、水压以及安全方面的要求由于工艺不同，差异是很大的。2.2.1室内给水系统的分类和组成(3)消防给水系统供层数较多或高层民用建筑、大型公共建筑、国家重点保护的古建筑及某些生产车间的消防系统的消防设备用水。消防用水对水质要求不高，但必须按建筑设计防火规范的有关规定，保证有足够的水量和水压。实际上，上述三种给水系统并不一定需要单独设置，应按水质、水压、水温及室外给水系统情况，并考虑到技术、经济和可靠性等方面的约束条件，可以相互组成不同的共用系统，如生活、生产、消防共用给水系统；生活、生产共用给水系统；生活、消防共用给水系统；生产、消防共用给水系统等。在工业企业内，给水系统比较复杂，由于生产过程中所需水压、水质、水温等不同，又常常分设成数个单独的给水系统。为了节约用水，将生产用水又划分为循环使用及重复使用给水系统。2.组成组成一般情况下室内给水系统由下列各部分组成，如图2.12所示。(1)引入管对一幢单独建筑物而言，引入管是穿过建筑物承重墙或基础，自室外给水管将水引入室内给水管网的管段，也称进户管。对于一个工厂、一个建筑群体、一个学校区，引入管是指总进水管。图2.12室内给水系统(2)水表节点水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的阀门、泄水装置的总称。阀门用以修理和拆换水表时关闭管网；泄水装置主要用于系统检修时放空管网、检测水表精度及测定进户点压力值。为了使水流平稳流经水表，确保其计量准确，在水表前后应有符合产品标准规定的直线管段。水表及其前后的附件一般设在水表井中，如图2.13所示。温暖地区的水表井一般设在室外，寒冷地区为避免水表冻裂，可将水表设在采暖房间内。图2.13水表节点(a)无旁通管的水表节点；(b)有旁通管的水表节点在建筑内部的给水系统中，除了在引入管上安装水表外，在需计量水量的某些部位和设备的配水管上也要安装水表。为利于节约用水，住宅建筑每户的进户管上均应安装分户水表。分户水表或分户水表的数字显示宜设在户外的管道井中，走道的壁龛内或集中于水箱间，以便于查表。(3)给水管道给水管道包括水平或垂直干管、立管、横支管等。(4)配水龙头和用水设备(5)给水附件用于管道系统中调节水量、水压，控制水流方向，以及关断水流，便于管道、仪表和调和设备检修的各类阀门，如截止阀、止回阀、闸阀等。(6)加压和贮水设备在室外给水管网水量、压力不足或室内对安全供水、水压稳定有要求时，需在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等各种加压、贮水设备。(7)给水局部处理设施给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案，是根据建筑物的性质、高度、配水点的布置情况以及室内所需水压、室外管网水压和水量等因素而决定的给水系统的布置形式。合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素，如技术因素包括：供水可靠性、水质、对城市给水系统的影响、节水节能效果、操作管理、自动化程度等；经济因素包括：基建投资、年经常费用、现值等；社会和环境因素包括：对建筑立面和城市观瞻的影响、对结构和基础的影响、占地面积对环境的影响、建设难度和建设周期、抗寒防冻性能、分期建设的灵活性、对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。一般工程中常用的给水方式有如下几种：2.2.2室内给水系统的给水方式室内给水系统的给水方式1.直接给水方式直接给水方式室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间均能保证满足室内管网最不利点需要时，采用此方式(图2.14)，即室内给水系统直接在室外管网压力下工作，为简单的给水方式。图2.14直接给水方式若一天内室外给水管网压力大部分时间不足，且室内用水量较大又较均匀时，则可采用单设水泵的给水方式。此时由于出水量均匀，水泵工作稳定，电能消耗比较经济。这种给水方式适用于生产车间的局部增压给水，一般民用建筑物极少采用。当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；当建筑物内用水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。为充分利用室外管网压力，节省电能，当水泵与室外管网直接连接时，应设旁通管，如图2.15(a)所示。2.2.2室内给水系统的给水方式室内给水系统的给水方式图2.15设水泵的给水方式当室外管网压力足够大时，可自动开启旁通管的逆止阀直接向建筑物内供水。因水泵直接从室外管网抽水，会使外网压力降低，影响附近用户用水，严重时还可能造成外网负压，在管道接口不严时，其周围土壤中的渗漏水会吸入管内，污染水质，所以当采用水泵直接从室外管网抽水时，必须征得供水部门的同意，并在管道连接处采取必要的防护措施，以免污染水质。为避免上述问题，可在系统中增设贮水池，采用水泵与室外管网间接连接的方式，如图2.15(b)所示。3.设水箱的给水方式设水箱的给水方式当市政管网提供的水压周期性不足时可采用设水箱的给水方式。当低峰用水时(一般在夜间)，利用室外管网提供的水压，直接向建筑内部给水系统供水并向水箱进水，水箱贮备水量；当高峰用水时(一般白天)，室外管网提供的水压不足，由水箱向建筑内部给水系统供水如图2.16(a)所示。当室外给水管网水压偏高或不稳定时，为保证建筑内给水系统的良好工况或满足稳压供水的要求，也可采用设水箱的给水方式，以达到调节水压和水量的目的，如图2.16(b)所示。图2.16设水箱的给水方式4.设水泵和水箱的联合给水方式当室外给水管网中压力低于或周期性低于室内给水管网所需水压，而且室内用水量又很不均匀时，宜采用设置水泵和水箱的联合给水方式，如图2.17所示。这种给水方式由于水泵可及时向水箱充水，使水箱容积大为减小；又因为水箱的调节作用，水泵出水量稳定，可以使水泵在高效率下工作；水箱如采用浮球继电器等装置，还可使水泵启动自动化。故这种方式技术上合理、供水可靠，虽然设备费用较大，但其长期效果是经济的。图2.17设水箱、水泵的给水方式5.竖向分区供水的给水方式在层数较多的建筑物中，室外给水管网水压往往只能供到建筑物下面几层，而不能供到建筑物上层时，为了充分有效地利用室外管网的水压，常将建筑物分成上下两个供水区，如图2.18所示。下区直接在城市管网压力下工作，上区则由水泵水箱联合给水(水泵水箱按上区需要考虑)。两区间可由一根或几根立管连通，在分区处装设阀门，必要时可使整个管网全由水箱供水或由室外管网直接向水箱充水。如果设有室内消防时，消防水泵则要按上下两区用水考虑。这种给水方式对建筑物低层设有洗衣房、浴室、大型餐厅和厨房等用水量大的建筑物尤有经济意义。图2.18分区给水方式6.设气压给水设备的给水方式设气压给水设备的给水方式在给水系统中设置气压给水设备，利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性，升压供水。气压水罐的作用相当于高位水箱，但其位置可根据需要设置在高处或低处。该给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需水压，室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱时采用，如图2.19所示。图2.19气压给水方式1.水泵；2.止回阀；3.气压水罐；4.压力信号器；5.液位信号器；6.控制器；7.补气装置；8.排气阀；9.安全阀；10.阀门室内给水系统是由管道和各种管件、附件连接而成。管道材料及附件的选用合适与否，对于工程质量、造价及使用都会产生直接的影响。因此，应熟悉管道材料的种类、规格、性能等，这样才能做到因地制宜，按需选材，以达到选用、经济、在可能条件下注意美观的建设方针。2.2.3室内给水常用的管材、管件、阀门及连接室内给水常用的管材、管件、阀门及连接1.管道材料管道材料给水管材应根据给水要求选用。建筑内部生产和消防给水管道，一般采用钢管、给水铸铁管或塑料管；建筑内部生活给水管道，一般采用塑料管或钢管。(1)钢管用于给水工程中的钢管主要有焊接钢管和无缝钢管两种。焊接钢管又分为镀锌钢管和不镀锌钢管。镀锌钢管的目的是防锈、防腐、不使水质变坏，延长使用年限。生活给水管应采用镀锌钢管(DN150mm)，自动喷水灭火系统的消防给水管应采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管，并且要求采用热浸镀锌工艺生产的产品。只有水流经常流动的管道及对水质没有特殊要求的生产用水或独立的消防系统，才允许采用非镀锌钢管。钢管具有较高的机械强度和刚度，管道内表面光滑，水力条件好，承受流体的压力大，抗震性能好，长度大接头少，加工安装方便，但抗腐蚀性能差，造价较高。(2)塑料管目前多用的是硬聚氯乙烯塑料管(PVC)，其常温下使用有轻型管、重型管两种。塑料管具有优良的化学稳定性，耐腐蚀，不受酸、碱、盐、油类等物质的侵蚀，物理机械性能亦好，不燃烧、无不良气味、质轻而坚，比重仅为钢的1/5，而且管壁光滑，容易切割，并可制成各种颜色，也可代替金属管材以节省金属，但塑料管强度低、耐久性差，耐温性差、因而使用受到一定限制。给水塑料管，除硬聚氯乙烯管外，还有聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。(3)铜管铜管可以有效的防止卫生洁具被污染，且光亮美观、豪华气派。目前其连接配件、阀门等也配套产出。在我国应用几十年的过程中，证实其效果好，但由于管材造价高，现在多在宾馆等较高级的建筑中采用。(4)复合管复合管包括钢塑复合管和铝塑复合管等多种类型。钢塑复合管分衬塑和涂塑两大系列。第一系列为衬塑的钢塑复合管兼有钢材强度高和塑料耐腐蚀的优点，但需在工厂预制，不宜在施工现场切割。第二系列为涂塑钢管，系将高分子粒末均匀地涂敷在金属表面经固化或塑化后，在金属表面形成一层光滑、致密的塑料涂层，它也具备第一系列的优点。铝塑复合管内外壁均为聚乙烯，中间以铝合金为骨架，该种管材具有重量轻、耐压强度好，输送流体阻力小，耐化学腐蚀性强，接口少、安装方便、耐热、可挠曲、美观等优点，是一种可用于给水、排水、供暖、煤气等方面的多种用途管材。目前规格为DN1540mm，在建筑给水范围可用于给水分支管。2.管道附件管道附件给水管道附件如装在卫生器具及用水点的各式水龙头，用以调节和分配水流。(1)配水龙头球形阀式配水龙头，装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽上的均属此种，水流经过此种水龙头因改变流向，故阻力较大，如图2.20(a)所示；旋塞式配水龙头，设在压力不大(0.1MPa左右)的给水系统上，这种龙头旋转90即可完全开启，可短时获得较大流量，又因水流呈直线经过龙头，阻力较小，但由于启闭迅速，容易产生水击，配水点处不宜采用。其适于用在浴池、洗衣房、开水间等处，如图2.20(b)所示。图2.20配水龙头(a)球形阀式配水龙头；(b)旋塞式配水龙头(2)盥洗龙头盥洗龙头设在洗脸盆上，专用供冷水或热水用，有莲篷式、鸭嘴角式、长脖式等几种形式。(3)混合龙头混合龙头用以调节冷、热水的龙头，供洗涤、浴用等，式样很多。此外，还有小便斗龙头、皮带龙头、消防龙头、电子自动龙头等3.阀门阀门图2.21控制附件(1)截止阀见图2.21(a)，截止阀可用来关闭水流但不能调节流量。此阀关闭后是严密的，但水流阻力较大。截止阀适用在管径小于50mm的管段上或经常开启的管段上。(2)闸阀见图2.21(b)，闸阀全开时水流呈直线通过，阻力小；但水中杂质落入阀座后，使阀不能关闭到底，因而产生磨损和漏水。管径大于50mm时宜用闸阀。(3)蝶阀见图2.21(g)，蝶阀为盘状圆板启闭件，绕其自身中轴旋转改变管道轴线间的夹角，而控制水流通过，具有结构简单、尺寸紧凑、启闭灵活、开启度指示清楚、水流阻力小等优点。在双向流动的管段上应采用闸阀或蝶阀。(4)止回阀见图2.21(c)、(d)，止回阀用来阻止水流的反向流动。如用于水泵出口的管路上作为水泵停泵时的保护装置。止回阀按结构可分为升降式和旋启式两种类型。升降式止回阀装于水平管道上，水头损失较大，只适用于小管径；旋启式止回阀一般直径较大，水平、垂直管道上均可装置。止回阀有严格的方向性，安装时应十分注意阀板或阀芯启闭既要与水流方向一致，又要在重力作用下能自行关闭，以防止常开不闭的状态。(5)浮球阀见图2.21(e)，浮球阀是一种可以自动进水自动关闭的阀门，多装在水箱或水池内。当水箱充水到既定水位时，浮球随水位浮起，关闭进水口；当水位下84711222212降时，浮球下落，进水口启，于是自动向水箱充水。浮球阀口径为15100mm，与各种管径规格相同。(6)安全阀见图2.21(f)，安全阀是一种保安器材，为了避免管网和其他设备中压力超过规定的范围而使管网、用具或密闭水箱受到破坏，需装此阀。其一般有弹簧式、杠杆式两种。4.管道连接管道连接(1)钢管钢管的连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接。螺纹连接多用于明装管道，是利用配件连接，连接配件的形式及其应用见图2.22。配件用可锻铸铁制成，抗蚀性及机械强度均较大，也分镀锌和不镀锌两种，钢制配件较少。选用时，管件应与管材一致。镀锌钢管必须用螺纹连接。焊接多用于暗装管道，接头紧密、不漏水、施工迅速、不需配件，但不能拆卸。焊接只能用于非镀锌钢管，因为镀锌钢管焊接时锌层被破坏，反而加速锈蚀。法兰连接用于较大管径的管道上，将法兰盘焊接或用螺纹连接在管端，再以螺栓连接之。其一般用于连接闸阀、止回阀、水泵、水表等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。图2.22钢管螺纹连接配件及连接方法1.管箍；2.异径管箍；3.活接头；4.补心；5.90弯头；6.45弯头；7.异径弯头；8.外螺丝；9.堵头；10.等径三通；11.异径三通；12.螺母；13.等径四通；14.异径四通(2)给水铸铁管给水铸铁管常用承插连接方法和法兰连接方法。配件也相应带有承插口或法兰盘。(3)塑料管塑料管道可采用螺纹连接(配件为注塑制品)、焊接(热空气焊)、法兰连接、黏接等方法。2.3.1水表2.3.2贮水池、吸水井2.3.3水箱2.3.4水泵2.3.5气压给水设备2.3 室 内 给 水 系 统 常 用 设 备水表是一种计量用户累计用水量的仪表。它主要由外壳、翼轮和减速指示机构组成。目前建筑内给水系统中广泛采用流速式水表。这种水表是根据管径一定时，通过水表的水流速度与流量成正比的原理来测量的。水流通过水表时推动翼轮旋转，翼片转轴传动一系列联动齿轮(减速装置)，再传递到记录装置，在度盘指针下便可读到流量的累积值。2.3.1水表1.水表的类型和性能参数水表的类型和性能参数流速式水表按翼轮构造不同分为旋翼式和螺翼式。旋翼式的翼轮转轴与水流方向垂直，水流阻力较大，多为小口径水表，宜用测量小的流量。螺翼式的翼轮转轴与水流方向平行，阻力较小，适用于大流量的大口径水表。流速式水表按其计数机件所处状态又分为干式和湿式两种。干式水表的计数机件用金属圆盘与水隔开；湿式水表的计数机件浸在水中，在计数度盘上装一块厚玻璃(或钢化玻璃)用以承受水压。湿式水表机件简单、计量准确、密封性能好，但只能用在水中不含杂质的管道上，因为水质浊度高，将降低精度，产生磨损并缩短水表寿命。图2.23(a)为旋翼式水表，(b)为螺翼式水表。水表的规格性能由产品样本提供，见表2.5和表2.6。图2.23流速式水表(a)旋翼式水表；(b)螺翼式水表水表性能各参数的意义为：1)流通能力：水流通水能产生10kPa水头损失时的流量。2)特性流量：指水表中产生100kPa水头损失时的流量值。此值为水表的特性指标，如以KB表示其特性系数，根据水力学原理则有下式：HBQ2B/KB(2.1)KBQ2B/HB(2.2)式中：HB水流通过水表的水头损失(kPa)；QB通过水表的流量(m3/h)；KB水表特性系数；Qt水表特性流量(m3/h)；100通过特性流量时水表水头损失(kPa)。对于水平螺翼式水表，根据式(2.1)并结合其流通能力的定义，也可以表达为KBQL2/HB(2.3)式中：QL水表流通能力(m3/h)；10通过流通能力时水表水头损失(kPa)。3)最大流量：只允许水表在短时间内超负荷使用的流量上限值。4)额定流量：水表长期正常运转流量上限值。5)最小流量：水表开始准确指示的流量值，为水表使用的下限值。6)灵敏度：水表能连续记录(开始运转)的流量值，也称起步流量。2.水表的选用(1)水表类型的选择首先应考虑所计量的用水量及其变化幅度、水温、工作压力、单向或正逆向流动、计量范围及水质情况，再来考虑冷水表的类型。一般情况下，DN50mm时，应采用旋翼式水表；DN50mm时，应采用螺翼式水表；当通过的流量变幅较大时，应采用复式水表。(2)水表公称直径的确定用水量均匀的给水系统，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房等建筑内部给水系统，给水设计秒流量能在较长时间内出现，因此应以此作为水表的额定流量来确定水表口径。给水量不均匀的给水系统，如住宅、集体宿舍、旅馆等建筑内部给水系统，给水设计秒流量只能在较短时间内出现，因此应以此作为水表的最大流量来确定水表口径。(3)水表的水头损失应按式2.1计算，同时应按表2.7规定，复核水表的水头损失。表表2.7按最大小时流量选用水表时的允许水头损失值按最大小时流量选用水表时的允许水头损失值(单位：单位：kPa)类型,正常用水时,消防时旋翼式,25,50螺翼式,13,301.贮水池水池贮水池的有效容积与水源的供水能力和用水要求有关，应根据调节水量、消防贮备水量和生产事故备用水量确定，并满足下式要求：Vy(QbQg)TbVxVs (2.4)QgTt(QbQg)Tb (2.5)式中：Vy贮水池的有效容积(m3)；Qb 水泵出水量(m3/h)； Qg 水源的供水能力(m3/h)；Tb 水泵运行时间(h)；Tt 水泵运行时间隔时间(h)；Vx 消防贮备水量(m3)；Vs 生产事故贮备水量(m3)。2.3.2贮水池、吸水井贮水池、吸水井在水源的供水能力Qg可以保证消防或事故时的正常平均小时用水量时，可不设贮水池，而仅设吸水池(井)。贮水池的容积不宜过大，以防水质腐化，在必须大量贮备(超过全天用水量)时，应有补充加氯措施，以保持一定的余氯量。当资料不足时，贮水池的调节容积(QbQg)Tb，不得小于全天用水量的10%。贮水池可布置在室内地下室或室外泵房附近；消防和生产事故贮水池也可兼作喷泉水池、水景池和游泳池等，但不得少于两格；生活用贮水池不得兼作它用；贮水池的设计应保证池内贮水经常流动，防止滞流和死角，以防腐化变质，贮水池至少应分成两格，以便清洗和检修；消防贮水池的贮备量包括室外消防贮水量时，应设有供消防车取水用的吸水口；在消防与生活或生产合用一个贮水池时，应有消防贮水平时不被动用的措施。贮水池应有防水措施，防止贮水渗漏和地下水渗入；贮存生活饮用水的贮水池，应有防止生活饮用水被污染的措施。2.吸水池吸水池(井井)在不需设置贮水池，外部管网又不允许直接抽水时，应设置吸水池(井)。吸水池(井)的有效容积不得小于最大一台水泵的3min出水量。吸水池(井)的尺寸应能满足吸水管、浮球阀等布置、安装、检修和正常运行的要求。吸水管在池(井)内布置的最小尺寸如图2.24所示。吸水池(井)可设置在室内底层或地下室，也可设置在室外地下或地上；对于生活饮用水，吸水池(井)应有防止污染的措施。图2.24吸水管在池(井)内的布置最小尺寸D(1.31.5)d； L1(0.751.0)D；L2(1.52.0)D； H0.51.0m； h0.8d，h0.5m室内给水系统中，在需要增压、稳压、减压或需要贮存一定的水量时，均可设置水箱。水箱一般用钢板、钢筋混凝土或玻璃钢制作，外形有圆形及矩形两种，圆形水箱结构上较为经济，矩形水箱则便于布置。用钢板焊制的水箱其内外表面均应防腐，并且要求水箱的内表面涂料不应影响水质，多采用樟丹做水箱内表面涂料。玻璃钢水箱重量轻、强度高、耐腐蚀，造型美观、安装维修方便，而且大容积水箱可现场组装，所以已逐渐被普遍采用。2.3.3水箱水箱1.水箱上通常要设置下列管道(图2.25)图2.25水箱附件示意图(1)进水管当水箱直接由管网进水时，进水管上应装设不少于两个浮球阀或液压水位控制阀，为了检修的需要，在每个阀前设置阀门。进水管距水箱上缘应有150200mm距离。当水箱利用水泵压力进水，并采用水箱液位自动控制水泵启闭时，在进水管出口处可不设浮球阀或液压水位控制阀。进水管管径按水泵流量或室内设计秒流量计算决定。(2)出水管管口下缘应高出水箱底50100mm，以防污物流入配水管网。出水管与进水管可以分别和水箱连接，也可以合用一条管道，合用时出水管上设有止回阀。(3)溢流管用以控制水箱的最高水位，溢流管口底应在允许最高水位以上20mm，距箱顶不小于150mm，管径应比进水管大12号，但在水箱底以下可与进水管径相同。为了保护水箱中水质不被污染，溢流管不得与污水管道直接连接，必须经过断流水箱，并有水封装置才可接入。水箱装置在平屋顶上时，溢水可直接流在屋面上。溢流管上不允许装设阀门。(4)水位信号管安装在水箱壁溢流管口标高以下10mm处，管径1520mm，信号管另一端通到经常有值班人员房间的污水池上，以便随时发现水箱浮球设备失灵而能及时修理。(5)泄水管为放空水箱和排出冲洗水箱之污水，管口由水箱底部接出连接在溢流管上，管径4050mm，在排水管上需装设阀门。(6)通气管供生活饮用水的水箱，当贮量较大时，宜在箱盖上设通气管，以使箱内空气流通。其管径一般不小于50mm，管口应朝下并设网罩。2.水箱的安装水箱的安装水箱的安装高度与建筑物高度、配水管道长度、管径及设计流量有关。水箱的安装高度应满足建筑物内最不利配水点所需的流出水头，并经管道的水力计算确定。根据构造上要求，水箱底距顶层板面的高度最小不得小于0.4m。放置水箱的房间应有良好的采光、通风，室温不得低于5，如水箱有结冻和结露可能时，要采取保温措施。为严格保护水质不受污染，水箱应加盖，上面留有通气孔。设水箱的房间净高不得小于2.2m，水箱之间最小距离应按表2.8采用。3.水箱容积的确定水箱的容积，应根据用水量和流入量的变化曲线确定，但实践中获得上述资料较为困难，因此水箱容积的确定大多数是通过近似计算公式或经验数据计算而定。(1)给水系统单设水箱时的容积VQt(2.6)式中：V水箱的调节容积(m3)；Q由水箱供水的最大连续平均小时用水量(m3/h)；t由水箱供水的最大连续出水小时数(h)。(2)设水泵联合工作的水箱容积当水泵为自动启动时：式中：V水箱的调节容积(m3)；qb 水泵出水量(m3/h)；nb 水泵一小时内启动次数。当水泵为手动启动时：VtbQ(2.8)式中：V水箱调节容积；Qmax 建筑物最大日用水量(m3/d)；nd 一日内水泵启动次数；Q 水泵运行时间内，建筑物平均小时用水量(m3/h)；tb 水泵运行一次所需时间(h)。若无上述资料，水箱调节容积可根据生活日用水量的百分数来确定。如单设水箱，对日用水量(Qd)不大的建筑物，水箱调节容积可取(50%100%)Qd；日用水量较大的建筑物，取(25%30%)Qd。如由水泵向水箱充水，且水泵为自动启动时，取(5%8%)Qd；如水泵为手动启动时，取(12%20%)Qd。当水箱兼供消防贮水时，水箱除调节容积外，其消防专用水量按下式计算：(2.9)式中：Vf消防专用水量(m3)；qxh 室内消防设计流量(L/s)；Tx 水箱保证时间， Tx 10min。在室外给水管网压力经常或周期性不足的情况下，为了保证室内给水管网所需压力，常设置水泵。在消防给水系统中，为了供应消防时所需的压力，也常需设置水泵。室内给水系统中一般采用离心泵。离心泵具有结构简单、体积小、效率高、运转平稳等优点，故在建筑设备工程中得到广泛应用。在离心泵中，水靠离心力由径向甩出，从而得到很高的压力，将水输送到需要的地点。图2.26所示为离心泵装置。2.3.4水泵水泵图2.26离心泵装置图1.工作轮；2.叶片；3.泵壳(压水室)；4.吸水管；5.压水管；6.拦污栅；7.底阀；8.加水漏斗；9.阀门；10.泵轴；11.填料函；M.压力计；V.真空计开动水泵前，要使泵壳及吸水管中充满水，以排除泵内空气。当叶轮高速转动时，在离心力的作用下，叶片槽道中的水从叶轮中心被甩向泵壳，使水获得动能与压能。由于泵壳的断面是逐渐扩大的，所以水进入泵壳后流速逐渐减小，部分动能转化为压能，因而泵出口处的水便具有较高的压力，流入压水管。在水被甩走的同时，水泵进口处形成真空，由于大气压力的作用，将吸水池中的水通过吸水管压向水泵进口，进而流入泵体。由于电动机带动叶轮连续地供水，即不断地将水压送到用水点或高位水箱。离心式水泵的工作方式有“吸入式”和“灌入式”两种：泵轴高于吸水池水面的称为“吸入式”；吸水池水面高于泵轴的称为“灌入式”，这时不仅可省掉真空泵等抽气设备，而且也有利于水泵的运行和管理。一般说来，设水泵的室内给水系统多与高位水箱联合工作，为了减小水箱的容积，水泵的开停应采用自动控制，而“灌入式”最易满足此种要求。为了正确地选用水泵，必须知道水泵的基本工作参数：流量：在单位时间内通过水泵的水的体积，以符号Q表示，单位常用L/s或m3/h表示。总扬程：当水流过水泵时，水所获得的比能增值，用符号H表示，单位为mH2O1)。1轴功率：水泵从电动机处所得到的全部功率，用符号N表示，单位为kW。选择水泵时，必须根据给水系统最大小时的设计流量和相当于该设计流量时系统所需的压力，按水泵性能表确定所选水泵型号。通常使水泵的流量和扬程稍大于设计流量和系统所需的压力，采用10%15%的附加值。水泵的扬程可按下式计算：当水泵直接由室外管网抽水时，水泵总扬程：HbZH2H3H0(2.10)式中：Hb水泵所需总扬程(mH2O)；Z水泵的压水几何高度，即自连接引入管处室外给水管轴线至最不利配水点(或消火栓)间的垂直距离(m)；H2吸水管和压水管内总水头损失(mH2O)；H3最不利配水点(或消火栓)处所需的流出水头(mH2O)；H0资用水头，即引入管连接处室外管网的最小压力(mH2O)。当水泵从贮水池抽水时，水泵总扬程：HbZ1Z2H2H3(2.11)式中：Hb水泵所需总扬程；Z1水泵吸水几何高度，即泵轴至贮水池最低水面间的垂直距离；Z2同式(2.10)Z。水泵直接抽水方式可以充分利用城市管网的压力，经济上合理，并保证水质不致受到污染。但是在很多情况下，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，尤其是由于城市工业的迅速发展，居住建筑不断增加，室外给水管网供水量紧张，为保证室外管网的正常工作，直接抽水方式必须加以限制。只有在室外管网管径较大、压力高、水泵抽水量相对较小时才可采用，同时仍必须征得城市供水部门的同意。当室内水泵抽水量较大，不允许直接从室外管网抽水时，需要建造贮水池，水泵从贮水池中抽水。从贮水池中抽水的缺点是不能利用城市管网的水压，水泵多余消耗电能，而且水池水质易被污染。高层民用建筑、大型公共建筑及由城市管网供水的工业企业，一般采用这种方式，此时水池即是调节池亦兼做贮水池用。上述两种抽水加压方式，水泵均宜采用自动开关装置(尤其自灌式)，以使运行管理方便。水泵的启闭当无水箱时，由电力继电器根据室外管网的压力变化来控制；有水箱时，可通过设置在水箱中的浮球式水位继电器控制。供生活用水水泵，按建筑物的重要性考虑设置备用机组一台，对小型用水建筑允许短时间断水时，可不设置备用机组。生产及消防所需水泵的备用数，应按工艺要求及有关防火规定确定。水泵机组通常设置在水泵房，在供水量较大的情况下，常将水泵并联工作，此时两台或两台以上的水泵同时向压力管路供水。当水泵房机组供水量大于200m3/h，泵房应有一间面积为1015m2的修理间和一间面积约为5m2的库房。水泵房应有排水措施，光线和通风良好，并不致结冻。在有防振或对安静要求较高的房间的上下和邻接房间内，不得设置水泵，必要时应在水泵吸水管和压水管上设隔音装置，水泵下面设减震装置，使水泵与建筑结构部分断开。水泵机组的布置原则为：管线最短，弯头最少，管路便于连接，布置力求紧凑，尽量减少泵高度平面尺寸以降低建筑造价，并考虑到扩建和发展，同时注意起吊设备时的方便。水泵机组并排安装的间距，应当使检修时在机组间能放置拆下来的电机和泵体。从机组基础的侧面至墙面以及相邻基础的距离不宜小于0.7m；口径小于或等于50mm的小型泵，此距离可适当减小。水泵机组端头到墙壁或相邻机组产间距应比轴的长度多出0.5m。机组和配电箱间通道不得小于1.5m。水泵基础至少应高出地面0.1m。当水泵较小时，为了节省泵房面积，也可两台同型号水泵共用一基础，周围留有0.7m通道。泵房的高度在无吊车起重设备时，应不小于3.2m(指室内地面至梁底的距离)。当有吊车起重设备时应按具体情况决定。泵房的门的宽度和高度，应根据设备运入的方便决定。开窗总面积应不小于泵房地板面积的地1/6，靠近配电箱处不得开窗(可用固定窗)。气压给水设备是利用密闭压力罐内的压缩空气，将罐中的水送到管网中各配水点，其作用相当于水塔或高位水箱，用以调节、贮存水量和保持系统所需的压力。1.气压给水设备气压给水设备由下面几个基本部分组成：1)密闭罐：内部充满空气和水。2)水泵：将水送到罐内。3)空气压缩机：加压水及补充空气漏损。4)控制器材：用以启动水泵或空气压缩机。2.3.5气压给水设备气压给水设备2.气压给水设备的类型气压给水设备的类型变压式气压给水设备：在外部管网压力经常不足，用户对水压允许有一定波动时，常采用变压式给水设备进行加压和流量调节，见图2.27(a)。由于该种给水方式中设水泵向室内给水系统加压供水，使罐中的空气被压缩过程中不断获得能量，直至使罐中的起始压力高于系统所需求的设计压力，罐中的水在压缩空气压力下，被压送至给水管网，随着罐内水量减少，空气体积膨胀，压力减小。当压力降至设计最小工作压力时，压力控制器动作，使水泵启动。水泵出水除供用户外，多余部分进入气压水罐，空气又被压缩，压力上升。当压力升至最大工作压力时，压力控制器动作，使水泵关闭。变压式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，因而使用受到一定限制。定压式气压给水设备：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压力调节阀，调节后水压在要求范围内，使管网处于恒压下工作，见图2.27(b)。图2.27气压给水设备(a)变压式气压给水设备；(b)定压式气压给水设备；(c)隔膜式气压给水设备1.水泵；2.止回阀；3.气压水罐；4.压力信号器；5.液位信号器；6.控制器；7.补气装置；8.排气阀；9.安全阀；10.压力调节阀；11.隔膜式气压罐隔膜式气压给水设备：为简化气压给水装置，采用胶质隔膜，压缩空气在罐内通过隔膜将压力传递给水体，不与水体接触，保护水质免遭脏空气和空气压缩机润滑油的污染。因取消了较为复杂的补气设备，减少了投资费用，也节省了机房占地面积，简化了设备管理，见图2.27(c)。3.气压给水的特点气压给水的特点由于气压给水设备系统中供水压力是借罐内压缩空气维持，故罐体的安装高度可不受限制；施工安装简便，便于扩建、改建和拆迁；给水压力可在一定范围内进行调节；在不宜设置水塔和高位水箱的场所，如隐蔽的国防工程、地震区建筑物、建筑艺术要求较高以及消防要求较高的建筑物中可采用气压罐代替高位水箱或水塔；水质不易被污染，投资少、建设速度快、容易拆迁，便于实现自动控制和集中管理。但是调节能力小，变压式气压给水压力变动较大，可能影响给水配件的使用寿命和使用不便，对压力要求稳定的用户不适用；由于气压水罐的调节容积一般较小，水泵启动较频繁，除双罐恒压式外，水泵在变压下工作平均效率较低，对于恒压式空气压缩机也需频繁启动运行，所以能量消耗较大、设备寿命较短、经常费用较高；气压水罐的有效容积一般只占总容积的1/61/3，所以耗用钢材较多；由于有效容积较小，一旦发生失电或自控失灵，则断水概率较大；补气式装置若在出水管上未设止气阀时，失灵时罐中的空气可能串入给水管网，影响计量的准确性或造成其他事故，同时在重新启动时要重新补气，给操作带来麻烦，使启动时间延长。4.气压给水罐的计算(1)贮罐总容积Vz(2.12)式中：Vz贮罐总容积(m3)；Vx调节水容积(m3)；pmin设计最小工作压力，一般不小于2030mH2O，即pminH3H2Z；H3最不利配水点要求的流出水头(mH2O)；H2配水管网的总水头损失(mH2O)；Z最不利配水点与气压给水设备最低水位的标高差(m)；pmax设计最大工作压力(mH2O)；b空气罐内最小与最大工作压力的比值，应按技术经济计算决定，一般采用0.650.85；水罐容积附加系数，卧式水罐1.25，立式水罐1.10；Vk空气部分容积(m3)。(2)空气部分容积(2.13)式中符号同上。(3)空气压缩机的选择较小的气压给水设备，可以采用手摇空气压缩机，中、大型设备一般采用电动空气压缩机。空气压缩机的工作压力，按稍大于pmax选用。由于空气的损失量较小，一般最小型的空气压缩机即可满足要求。由于一般空气管道长度不大，且空气通过管路的阻抗值很小，所以管道压力损失略而不计。空气管一般选2025mm焊接钢管。(4)水泵的选择变压式设备，选择水泵应根据pmin(等于给水系统所需压力H)和采用的b值确定出pmax。要尽量使水泵在压力为pmin时，水泵流量应不小于设计秒流量；当压力为pmax时，水泵流量应不小于最大小时流量；罐内平均压力时，水泵出水量应不小于最大小时流量的1.2倍。定压式设备计算与变压式给水设备相同，但水泵应根据pmin选择，流量应不小于设计秒流量。气压给水设备中水泵装置也可以采用流量较小的几台水泵并联运行，以使水泵在较好效率下运行。2.4室内给水系统的水力计算2.4.1室内给水所需水量2.4.2室内给水配管计算2.4.3管道水头损失的计算2.4.4室内给水所需水压建筑物内生产用水量是根据工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件等确定的。计量方法有两种：一种是按消耗在单位产品上的水量计算；一种是按单位时间内消耗在某种生产设备上的水量计算。无论哪种计算方法，生产用水在整个生产班期间内比较均匀且有规律性。建筑物内的生活用水为满足生活上的各种需要所消耗的用水，其用量是根据建筑物内卫生设备的完善程度、气候、使用者的生活习惯、水价等因素确定。生活用水，特别是住宅，一天中用水的变化较大，而且随气候、生活习惯的不同，各地差别也很大。一般来说，卫生器具越多，设备越完善，用水的不均匀性越小。2.4.1室内给水所需水量1. 最大小时用水量和小时变化系数最大小时用水量和小时变化系数用水量标准是指在某一度量单位内(单位时间、单位产品等)被居民或其他用水者所消费的水量。在给水系统设计中，除了需要知道用水量标准外，为了决定设计流量，还必须知道用户用水量在一天24h内的变化情况，通常用“时变化系数”来表示：Kh最高日最大时用水量/最高日平均时用水量(2.14)生产用水量标准通常是由工艺设计人员提出的，若还不能满足计算要求，可向同类工厂作调查研究后加以确定。我国各种不同类型的建筑物的生活用水量标准及小时变化系数，是根据国家基本建设委员会批准的。根据规范规定，按设计要求就可以求定建筑物内生活用水的最高日用水量及最大小时用水量。Qdmqd(2.15)式中：Qd最高日用水量(L/d)；m用水单位数(人、床位等)；qd用水量标准L/(人d)。(2.16)式中：Qh最大小时用水量(L/h)；T建筑物内的用水时间(h)；Kh小时变化系数。用最大小时用水量Qh来设计给水管道，能够适应室外给水管网或街坊、厂区、建筑群。因为室外给水管网服务的区域大，卫生设备数量及使用人数多，而且参差交错使用，使用水量大致保持在某一范围的可能性较大，显得用水比较均匀。对于单个建筑物，根据最大小时用水量来选择设备，能够满足要求。但用于计算管道，因为配水不均匀性规律不同于小时变化系数，则需要建立设计秒流量公式。2.消防用水量按照我国建筑设计防火规范(GBJ17-86)的规定，各种建筑物消防用水量及要求同时使用的水枪数量可查表2.9和表2.10。室内给水系统配管计算，是在绘出管网轴测图后进行的。其目的是求定各管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需的水压，进而将给水方式确定下来。1.设计秒流量设计秒流量在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并且“逐时逐秒”地在变化。因此，在设计室内给水管网时，必须考虑到这种“逐时逐秒”的变化情况，以期求得最不利时刻的最大用水量，这就是管网计算中所需要的设计秒流量。2.4.2室内给水配管计算室内给水配管计算建筑内给水管网的设计秒流量与建筑物的性质、人数、人们活动的情况、水的使用方法、适当的卫生器具设置数、卫生器具给水流率有关，世界各国在这方面进行了不少研究，制定出建筑内管网秒流量的计算方法，寻求出相应的计算公式：一是经验法，虽然简捷方便，但不够精确；二是平方根法，其计算结果偏小；三是概率法，该法理论方法正确，但需在合理地确定卫生器具设置定额，进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上，才能建立正确的计算公式。目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，然后又结合一些经验数据，制成图表，供设计使用十分简便。当前我国生活给水管网设计秒流量的计算方法，按建筑的用水特点分为两种：1) 按卫生器具同时作用系数求定设计秒流量。用水时间集中，用水设备使用集中，同时给水百分数高的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等，可直接以卫生器具数量、额定流量和同时给水百分数计算设计秒流量，公式如下：qgq0n0b (2.17)式中：qg计算管段的给水设计秒流量(L/s)；q0 同一类型的一个卫生器具给水额定流量(L/s)；n0 同类型卫生器具数；b 卫生器具的同时给水百分数，按表2.11采用。用以上公式计算连接卫生器具少，同时给水百分数又小的给水管段时，计算结果有时会小于该管段上一个最大卫生器具的给水额定流量，这时应采用一个最大卫生器具的给水额定流量作为设计秒流量。2)按秒不均匀系数求定设计秒流量。用水时间长，用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器具数量增加而减少的建筑，如住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等，因生活用水量是通过室内各类卫生器具的配水装置使用放水来反映的。为简化计算，以安装在污水盆上，支管直径为15mm的一般球形阀配水龙头饮水器,3060,30,30的额定流量0.2L/s作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值，见表2.12。这样，便可把管段上不同类型卫生器具的流量，2)双管供水系统单独计算冷水或热水时，应按表中“一个阀开”的给水额定流量及当量值采用。统一换算成当量总数，便于各管段设计秒流量的计算，公式如下：qg0.2kNg(2.18)式中：qg计算管段的设计秒流量(L/s)；Ng计算管段的卫生器具给水当量总数；、k根据建筑用途而定的系数，按表2.13采用。2管段.控制流速当的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水管道所需的压力。流速过小，又将造成管材的浪费。考虑上述因素，设计时给水管道流速应控制在正常范围内：生活或生产给水管道，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的水流速度，可采用0.81.0m/s；消火栓系统中的消防给水管道，不宜大于2.5m/s；自动喷水灭火系统给水管道，不宜大于5.0m/s，但其配水支管在个别情况下，可控制在10m/s以内。3.管径的确定按建筑物性质和卫生器具当量数求得各管段的设计秒流量，再选定适当的流速，即可根据水力学公式计算管径：(2.19)(2.20)式中：qg计算管段的设计秒流量(m3/s)；d计算管段的管径(m)；v管段中的流速(m/s)。对于一般建筑，也可以根据管道所负担的卫生器具当量数，按表2.14概略地确定管径。(1)给水管网水头损失的计算建筑内部给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分。管段的沿程水头损失按公式(2.21)计算：hyil(2.21)式中：hy管段的沿程水头损失(mH2O)；i单位长度的沿程水头损失(mH2O/m)；l管段长度(m)。设计计算时，由管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，直接使用“给水钢管水力计算表”、“给水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”，查得管径和单位长度的水头损失i。2.4.4室内给水所需水压室内给水所需水压由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多，详细计算较为繁琐，因此在实际工程中给水管网的局部水头损失，一般不作详细计算，可按下列管网沿程水头损失的百分数采用：生活给水管网为25%30%；生产给水管网为20%；消火栓系统消防给水管网为10%；自动喷水灭火系统消防给水管网为20%；生活和消防共用给水管网为25%；生活、生产和消防共用给水管网为20%。(2)水表的水头损失水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的。水表的水头损失可按公式(2.1)计算，并应满足表2.7的规定，否则应放大水表的口径。根据卫生器具和用水设备用途要求而规定的，其配水装置单位时间的出水量为额定流量。各种配水装置为克服给水配件内的摩擦、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小静水压力称流出水头。建筑内部给水系统的压力，必须能将需要的流量输送到建筑物内最不利点(通常为最高最远点)的配水龙头或用水设备处，并保证有足够的流出水头，参见图2.28，其计算公式如下：HH1H2H3H4(2.22)式中：H建筑内部给水系统所需的水压(mH2O)；H1引入管起点至配水最不利点位置的几何高度(m)；H2引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程水头损失与局部水头损失之和(mH2O)；H3水流通过水表时的水头损失(mH2O)；H4计算管路最不利配水点所需的流出水头(mH2O)。图2.28室内给水管网所需压力图为了在初步设计阶段能估算出室内给水系统所需压力，对于民用建筑生活给水系统，可按建筑物的层数粗略估计自室外地面算起所需的最小保证压力值，一般一层建筑物为10mH2O；二层建筑物为12mH2O；三层及三层以上的建筑物，每增加一层增加4mH2O。对于引入管或室内管道较长或层高超过3.5m时，上述值应适当增加。根据给水方式，给水管网水力计算的方法步骤略有差别，现将最常用的给水方式的水力计算分述如下。下行上给的给水方式：1)根据建筑图上的卫生器具的分布，建筑功能综合要求及图中提供的空间，布置给水管道，并绘制其平面图和轴测图。2)根据流量变化，对管网的节点进行编号，并标明各计算管段长度。选出要求压力最大的管路作为计算管路。3)按建筑物性质及公式(2.18)或公式(2.19)计算各管段的设计秒流量。4)进行水力计算，在允许范围内确定流速，计算设计管路中各管段的直径和水头损失；如选用水表，应计算出水表的水头损失。5)按计算结果，确定建筑物所需的总水头H，并与城市给水系统提供的水头H0比较，确定选用的给水方式：若H H0，即满足要求；若H0稍小于H，可适当放大某几段管径，使H H0；若H0小于H很多，则需要考虑设水箱和水泵的给水方式。6)设水箱和水泵的给水方式，其计算内容有：求定水箱和贮水池容积；计算从水箱出水口到最不利点所需的压力；决定水箱底的安装高度；计算从引入管起点到水箱进口间所需的压力；选择水泵；配管计算。上行下给的给水方式：1)在上行干管中选择要求压力最大的管路作为计算管路。2)划分计算管段，计算各管段的设计秒流量，求定各管段的直径和水头损失，求定计算管路的总损失，此即所需的水箱底的安装高度。此值不宜过大，以免要求水箱架设太高，增加建筑物结构上的困难和影响建筑物造型的美观。3)计算各立管。根据各节点处已知压力和立管几何高度，自下而上按已知压力选择管径，控制其流速不宜过大，产生噪声。2.5.1室内消防给水类别2.5.2消火栓给水系统的组成及设置2.5.3自动喷水灭火系统的分类、组成及设置2.5.4高层建筑消防的重要性及消防给水方式2.5 室 内 消 防 给 水在一般建筑物及厂房内，消防给水通常是与生活、生产给水共同构成一个系统，当建筑物对消防要求很高或者共用系统不经济或技术上不可能时(如高层建筑、生产对水质水压有特殊要求等)设置独立的消防给水系统。室内消防给水系统当前一般分为三类，即消火栓消防系统(普通消防系统)、自动喷水消防系统和其他固定灭火设施。消防给水管道可采用低压管道、高压管道和临时高压管道。1.低压管道低压管道管网内平时水压较低，火场上水枪需要的压力，由消防水车或其他移动式消防泵加压形成，保障最不利点消火栓的压力0.1MPa。2.5.1室内消防给水类别2. 高压管道高压管道管网内经常保持足够的压力，火场上不需使用消防车或其他移动式水泵加压，而直接由消火栓接出水带、水枪灭火。高压管道最不利点处消火栓的压力可按下式计算：H栓10H标h带h枪(2.23)式中：H栓管网最不利点处消火栓应保持的压力(kPa)；H标消火栓与站在最不利点水枪手的标高差(不应超过24m)；h带6条DN65麻质水带的水头损失之和(kPa)；h枪充实水柱不小于10m，流量不小于5L/s时，口径19mm水枪所需的压力(kPa)。3.临时高压管道在临时高压给水管道内，平时水压不高，在水泵站内设有高压消防水泵，当接到火警时，高压消防水泵开动后，使管网内的压力升到高压给水管道的压力要求。城镇、居住区、企业事业单位的室外消防给水管道，在有可能利用地势设置高位水池，或设置集中高压水泵房，就有采用高压给水管道的可能。在一般情况下，多采用临时高压消防给水系统。4.临时高压给水系统临时高压给水系统当城镇、居住区或企业事业单位内有高层建筑时，一般情况下，能直接采用室外高压或临时高压消防给水系统的很少见到。因此，常采用区域(即数幢或几幢建筑物)合用泵房加压或独立(即每幢建筑物设水泵房)的临时高压给水系统，以保证数幢建筑的室内消火栓(室内其他消防设备)或一幢建筑物的室内消火栓(室内其他消防设备)的水压要求。区域高压或临时高压的消防给水系统，可以采用室外或室内均为高压或临时高压的消防给水系统，也可以采用室内为高压或临时高压，而室外为低压消防给水系统。室内采用高压或临时高压消防给水系统时，一般情况下，室外采用低压消防给水系统。气压给水装置只能形成临时高压。高层建筑必须设置独立的消防给水系统，按消防给水压力的不同，可分为高压和临时高压消防给水系统；按消防给水系统供水范围的大小，可分为区域集中高压(或临时高压)消防给水系统和独立高压(或临时高压)消防给水系统；按消防给水系统灭火方式的不同，可分为消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。1.消火栓给水系统的组成消火栓给水系统的组成消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵等组成。(1)消火栓设备是由水枪、水带和消火栓组成，均安装在消火栓箱内，如图2.29所示。图2.29消火栓箱(单位：mm)2.5.2消火栓给水系统的组成及设置水枪一般为直流式，用铝或塑料制成。喷嘴口径有13mm、16mm、19mm三种。口径13mm水枪配备直径50mm水带，16mm水枪可配50mm或65mm水带，19mm水枪配备65mm水带。低层建筑的消火栓可选用13mm或16mm口径水枪，高层建筑的消火栓用19mm口径水枪。水带口径有50mm、65mm两种，长度一般为15m、20m、25m、30m四种；水带材质有麻织和化纤两种，有衬胶与不衬胶之分，衬胶水带阻力较小。水带长度应根据水力计算选定。消火栓均为内扣式接口的球形阀式龙头，有单出口和双出口之分。双出口消火栓直径为65mm，如图2.30所示；单出口消火栓直径有50mm和65mm两种。当每支水枪最小流量小于5L/s时选用直径50mm消火栓；最小流量大于5L/s时选用65mm消火栓。图2.30双出口消火栓1.双出口消火栓；2.水枪；3.水带接口；4.水带；5.按钮(2)消防卷盘(消防水喉设备)由25mm的小口径消火栓、内径19mm的胶带和口径不小于6mm的消防卷盘喷嘴组成。通常将消火栓水枪和水带按要求配套置于消火栓箱内，需要设置消防卷盘时，可按要求配套单独装入一箱内或将以上四种组件装于一个箱内，如图2.31所示。图2.31室内消火栓、消防卷盘组合型安装图1.消火栓箱；2.消火栓；3.水枪；4.水龙带；5.水龙带接扣；6.挂架；7.消防卷盘；8.闸阀；9.钢管；10.消防按钮；11.消防卷盘喷嘴(3)水泵接合器在建筑消防给水系统中均应设置水泵接合器。水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端由消防给水管网水平干管引出，另一端设在消防车易于接近的地方。如图2.32所示。图2.32地上消防水泵接合器安装图1.消防接口本体；2.止回阀；3.安全阀；4.闸阀(4)消防管道建筑物内消防管道是否与其他给水系统合并或独立设置，应根据建筑物的性质和进行技术经济比较后确定。单独消防系统的给水管一般采用非镀锌钢管(水煤气钢管)或给水铸铁管。与生活、生产给水系统合用时，采用镀锌钢管或给水铸铁管。(5)消防水池消防水池用于无室外消防水源情况下，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。消防水池可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。消防水池应设有水位控制阀的进水管和溢水管、通气管、泄水管、出水管及水位指示器等附属装置。根据各种用水系统的供水水质要求是否一致，可将消防水池与生活或生产贮水池合用，也可单独设置。(6)消防水箱消防水箱对扑救初期火灾起着重要作用，为确保其自动供水的可靠性，应采用重力自流供水方式；消防水箱宜与生活(或生产)高位水箱合用，以保持箱内贮水经常流动、防止水质变坏；水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应贮存有室内10min的消防用水量。2.消火栓消火栓给水系水系统的的设置置(1)消火栓的设置 室内消火栓应符合下列要求：1) 设有消防给水的建筑物，其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓。2) 室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位(建筑高度24m，且体积5000m3的库房可采用一支)，均用单出口消火栓布置，这是因为考虑到消火栓是室内主要灭火设备，在任何情况下，均可使用室内消火栓进行灭火。因此，当相邻一个消火栓受到火灾威胁而不能使用时，该消火栓和不能使用的消火栓相邻的一个消火栓协同仍能保护任何部位。3)消防电梯前室应设室内消火栓。4)室内消火栓应设在明显易于取用地点。栓口离地面高度为1.1m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90角。5)冷库的室内消火栓应设在常温穿堂内或楼梯间内。6)设有室内消火栓的建筑，如为平屋顶时宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓。在寒冷地区，屋顶消火栓可设在顶层出口处、水箱间或采取防冻技术措施。7)同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带，以方便使用。8)高层工业建筑和水箱设置高度不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮或报警信号装置，并应有保护设施。9)设置常高压给水系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷火灭火设备等的水量和水压时，可不设消防水箱。临时高压给水系统应在建筑筹措最高部位设置重力自流的消防水箱。(2)水枪充实水柱长度根据防火要求，从水枪射出的水流应具有射到着火点和足够冲击扑灭火焰的能力。充实水柱是指靠近水枪口的一段密集不分散的射流，充实水柱长度是直流水枪灭火时的有效射程，是水枪射流中在260380mm直径圆断面内、包含全部水量75%90%的密实水柱长度，如图2.33所示。火灾发生时，火场能见度低，要使水柱能喷到着火点、防止火焰的热辐射和着火物下落烧伤消防人员，消防员必须距着火点有一定的距离，因此要求水枪的充实水柱应有一定长度。充实水柱的确定方法(图2.34)如下：Sk(2.24)式中：Sk所需水枪的喷射充实水柱长度(m)；水枪倾角(一般为4560)；H1室内最高着火点离地面高度(m)；H2水枪喷嘴离地面高度，一般取1m。图2.33直流水枪的密集射流图2.34倾斜射流的Sk根据实验数据统计，当水枪充实水柱长度小于7m时，火场的辐射热使消防人员无法接近着火点、达到有效灭火的目的；当水枪的充实水柱长度大于15m时，因射流的反作用力而使消防人员无法把握水枪灭火。表2.15为各类建筑要求水枪充实水柱长度，设计时可参照选用。(3)消火栓的保护半径消火栓的保护半径系指某种规格的消火栓、水枪和一定长度的水带配套后，并考虑当消防人员使用该设备时有一定安全保障的条件下，以消火栓为圆心，消火栓能充分发挥其作用的半径。消火栓的保护半径可按公式(2.25)计算：RLdLs(2.25)式中：R消火栓保护半径(m)；Ld水带敷设长度(m)，每根水带长度不应超过25m。应乘以水带的转弯曲折系数0.8；Ls水枪充实水柱在平面上的投影长度；LsSkcos。(4)消火栓的间距室内消火栓间距应由计算确定，并且高层工业建筑、高架库房，甲、乙类厂房，室内消火栓的间距不应超过30m；其他单层和多层建筑室内消火栓的间距不应超过50m。1)当室内宽度较小，只有一排消火栓，并且要求有一股水柱达到室内任何部位时见图2.35(a)，消火栓的间距按下式计算：S12(R2b2)1/2(2.26)式中：S11股水柱时消火栓间距；R消火栓的保护半径；b消火栓的最长保护宽度，外廊式建筑为建筑物宽度，内廊式建筑为走道两侧中较大一边的宽度。图2.35消火栓布置间距(a)单排1股水柱到达室内任何部位；(b)单排2股水柱到达室内任何部位；(c)多排1股水柱到达室内任何部位；(d)多排2股水柱到达室内任何部位2)当室内只有一排消火栓，且要求有两股水柱同时达到室内任何部位时见图2.35(b)消火栓的间距按下式计算：S2(R2b2)1/2(2.27)式中：S22股水柱时的消火栓间距。3)当房间较宽，需要布置多排消火栓，且要求有一股水柱达到室内任何部位时见图2.35(c)，其消火栓间距可按下式计算：SnR(2.28)4)当室内需要布置多排消火栓，且要求有两股水柱达到室内任何部位时，可按图2.35(d)布置，即将按式(2.28)确定的间距缩短一半。(5)消防给水管道的设置当室内消防用水量大于15L/s，消火栓个数多于10个时，室内消防给水管道应布置成环状，进水管应布置两条。对于79层单元式住宅，允许采用一条进水管。对于塔式和通廊式住宅，体积大于10000m3的其他民用建筑，厂房和多于4层的库房，当室内消防立管2条时，至少每两条竖管相连组成环状管网。79层单元式住宅的消防立管允许布置成枝状。每条竖管的直径应按最不利点消火栓出水并根据表2.9规定的流量确定。当每根竖管最小流量分别不小于下列值时：1)5L/s时，按最上层消火栓出水进行计算竖管管径。2)10L/s时，按最上二层消火栓出水进行计算竖管管径。3)15L/s时，按最上三层消火栓出水进行计算竖管管径。消火栓给水管网应与自动喷水灭火管网分开设置。若布置有困难时，可共用给水干管。在自动喷水灭火系统报警阀后不允许设消火栓。室内消防给水管道应该用阀门分成若干独立段，如某段损坏时，检修关闭停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。闸门的设置应便于管网维修和使用安全，并应有明显的启闭标志。多层、高层厂房、库房和多层民用建筑室内消防给水管网上阀门的布置，应保证其中一条竖管检修时，其余竖管仍能供应消防水量。超过三条竖管时，可关闭两条，其余竖管仍能供应消防水。超过六层的住宅和超过五层的其他民用建筑、超过四层的厂房和库房，高层工业建筑，其室内消防给水管网应设消防水泵接合器，水泵接合器应设在消防车易于到达的地点，同时还应考虑在其附近1540m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。每个水泵接合器进水流量可达到1015L/s，水泵接合器的数量应按室内消防用水量计算确定，一般不少于两个。消防用水与其他用水合并的室内管道，当其他用水达到最大秒流量时，应能供应全部消防用水量。但其中淋浴用水量可按计算用水量的15%计算，洗刷用水量可不计算在内。当生产、生活用水量达到最大，且市政给水管道仍能满足室内外消防用水水量时，室内消防泵的吸水管宜直接从市政管道接出吸水。1.分类和组成分类和组成(1)湿式喷水灭火系统该系统由闭式喷头、湿式报警阀、报警装置、管网及供水设施等组成，如图2.36所示。火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，水流指示器被感应送出电信号，在报警控制器上指示某一区域已在喷水。持续喷水造成报警阀的上部水压低于下部水压，其压力差值达到一定值时，原来处于闭装的报警阀就会自动开启。此时，消防水通过湿式报警阀，流向干管和配水管供水灭火。同时一部分水流沿着报警阀的环行槽进入延迟器、压力开关及水力警铃等设施发出火警信号。此外，根据水流指示器和压力开关的信号或消防水箱的水位信号，控制箱内控制器能自动启动消防泵向管网加压供水，达到持续自动供水的目的。2.5.3自动喷水灭火系统的分类、组成及设置自动喷水灭火系统的分类、组成及设置该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工、管理，灭火速度快、控火效率高，比较经济、适用范围广的优点，但由于管网中充有水压，当渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用。适用安装在常年室温不低于4且不高于70能用水灭火的建筑物、构筑物内。图2.36湿式自动喷水灭火系统图式(a)组成示意图；(b)工作原理流程图1.消防水池；2.消防泵；3.管网；4.控制蝶阀；5.压力表；6.湿式报警阀；7.泄放试验阀；8.水流指示器；9.喷头；10.高位水箱、稳压泵或气压给水设备；11.延时器；12.过滤器；13.水力警铃；14.压力开关；15.报警控制器；16.非标控制箱；17.水泵启动箱；18.探测器；19.水泵接合器(2)干式喷水灭火系统该系统是由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、干式报警控制装置、充气设备、排气设备和供水设施等组成，如图2.37所示。图2.37干式自动喷水灭火系统图式1.供水管；2.闸阀；3.干式阀；4.压力表；5、6.截止阀；7.过滤器；8.压力开关；9.水力警铃；10.空压机；11.止回阀；12.压力表；13.安全阀；14.压力开关；15.火灾报警控制箱；16.水流指示器；17.闭式喷头；18.火灾探测器该系统与湿式喷水灭火系统类似，只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满有压气体。火灾时，喷头首先喷出气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。其特点是：报警阀后的管道无水，不怕冻、不怕环境温度高，也可用在水渍不会造成严重损失的场所。干式和湿式系统相比较，多增设一套充气设备，一次性投资高、平时管理较复杂、灭火速度较慢。其适用于温度低于4或温度高于70以上场所。(3)预作用喷水灭火系统该系统由预作用阀门、闭式喷头、管网、报警装置、供水设施以及探测和控制系统组成，如图2.38所示。图2.38预作用喷水灭火系统图1.总控制阀；2.预作用阀；3.检修闸阀；4.压力表；5.过滤器；6.截止阀；7.手动开启截止阀；8.电磁阀；9.压力开关；10.水力警铃；11.压力开关(启闭空压机)；12.低气压报警压力开关；13.止回阀；14.压力表；15.空压机；16.火灾报警控制箱；17.水流指示器；18.火灾探测器；19.闭式喷头在雨淋阀(属干式报警阀)之后的管道系统，平时充以有压或无压气体(空气或氮气)，当火灾发生时，与喷头一起安装在现场的火灾探测器，首先探测出火灾的存在，发出声响报警信号，控制器在将报警信号做声光显示的同时，开启雨淋阀，使消防水进入管网，并在很短时间内完成充水(不宜大于3min)，即原为干式系统迅速转变为湿式系统，完成预作用程序。该过程靠温感尚未形成动作，迟后闭式喷头才会喷水灭火。该种系统综合运用了火灾自动探测控制技术和自动喷水灭火技术，兼容了湿式和干式系统的特点。系统平时为干式，火灾发生时立刻变成湿式，同时进行火灾初期报警。系统由干式转为湿式的过程含有灭火预备功能，故称为预作用喷水灭火系统。这种系统由于有独到的功能和特点，因此，有取代干式灭火系统的趋势。预作用喷水灭火系统适用于冬季结冰和不能采暖的建筑物内，以及不允许有误喷而造成水渍损失的建筑物(如高级旅馆、医院、重要办公楼、大型商场等)和构筑物。(4)雨淋喷水灭火系统该系统由开式喷头、管道系统、雨淋阀、火灾探测器、报警控制装置、控制组件和供水设备等组成，如图2.39所示。图2.39雨淋喷水灭火系统图(a)电动启动；(b)传动管启动平时，雨淋阀后的管网充满水或压缩空气，其中的压力与进水管中水压相同，此时，雨淋阀由于传动系统中的水压作用而紧紧关闭着。当建筑物发生火灾时，火灾探测器感受到火灾因素，便立即向控制器送出火灾信号，控制器将此信号做声光显示并相应输出控制信号，由自动控制装置打开集中控制阀门，自动地释放掉传动管网中有压力的水，使传动系统中的水压骤然降低，使整个保护区域所有喷头喷水灭火。该系统具有出水量大、灭火及时的优点，适用于火灾蔓延快、危险性大的建筑或部位。(5)水幕系统该系统由水幕喷头、控制阀(雨淋阀或干式报警阀等)、探测系统、报警系统和管道等组成，如图2.40所示。水幕系统中用开式水幕喷头，将水喷洒成水帘幕状，不能直接用来扑灭火灾，与防火卷帘、防火幕配合使用，对它们进行冷却和提高它们的耐火性能，阻止火势扩大和蔓延。其也可单独使用，用来保护建筑物的门窗、洞口或在大空间造成防火水帘起防火分隔作用。该系统具有出水量大、灭火及时的优点，适用于火灾蔓延快、危险性大的建筑或部位。2.5.3自动喷水灭火系统的分类、组自动喷水灭火系统的分类、组成及设置成及设置图2.40水幕系统图1.水池；2.水泵；3.供水闸阀；4.雨淋阀；5.止回阀；6.压力表；7.电磁阀；8.按钮；9.试警铃阀；10.警铃管阀；11.放水阀；12.滤网；13.压力开关； 14.警铃； 15.手动快开阀； 16.水箱(6)水喷雾灭火系统该系统由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成，如图2.41所示。其灭火机理是当水以细小的雾状水滴喷射到正在燃烧的物质表面时，产生表面冷却、窒息、乳化和稀释的综合效应，实现灭火。水喷雾灭火系统具有适用范围广的优点，不仅可以提高扑灭固体火灾的灭火效率，同时由于水雾具有不会造成液体火飞溅、电气绝缘性好的特点，在扑灭可燃液体火灾、电气火灾中均得到广泛的应用。图2.41变压器水喷雾灭火系统布置示意1.变压器；2.水雾喷头；3.排水阀2.自动喷水灭火系统设置规定自动喷水灭火系统设置规定(1)在建筑设计防火规范(GBJ16-87)、自动喷水灭火系统设计规范(GBJ84-85)和高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)中做出了设置规定，应设置闭式自动喷水灭火设备的部位。单层公共建筑以及单层、多层和高层工业建筑：1)等于或大于50000纱锭的棉纺厂的开包、清花车间；等于或大于50000锭的麻纺厂的分级、梳麻车间；服装、针织高层厂房；面积超过1500m2的木器厂房；火柴厂的烤梗、筛选部位；泡沫塑料厂的预发、成型、切片、压花部位。2)每座占地面积超过1000m2的棉、毛、丝、麻、化纤、毛皮及其制品库房；每座占地面积超过600m2的火柴库房；建筑面积超过500m2的可燃物品的地下库房；可燃、难燃物品的高架库房和高层库房(冷库除外)；省级以上或藏书量超过100万册图书馆的书库。3)超过1500个座位的剧院观众厅、舞台上部(屋顶采用金属构件时)、化妆室、道具室、储藏室、贵宾室；超过2000个座位的会堂或礼堂的观众厅、舞台上部，储藏室、贵宾室；超过3000个座位的体育馆、观众厅的吊顶上部、贵宾室、器材间、运动员休息室。4)省级邮政楼的信函和包裹分检间、邮袋库。5)每层面积超过3000m2或建筑面积超过9000m2的百货商场、展览大厅。6)设有空气调节系统的旅馆和综合办公楼内的走道、办公室、餐厅、商店、库房和无楼层服务台的客房。7)飞机发动机试验台的准备部位。8)国家级文物保护单位的重点砖木或水结构建筑。高层民用建筑：1)建筑高度超过100m的一类高层建筑(除面积小于5m2的卫生间、厕所和不宜用水扑救的部位外)，建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位(除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外)：公共活动用房、走道、办公室、旅馆的客房、可燃物品库房、高级住宅的居住用房、自动扶梯底部和垃圾道顶部。2)二类高层建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过200m2的可燃物品库房。3)高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间。(2)应设雨淋喷水灭火设备的部位1)火柴厂的氯酸钾压碾厂房，建筑面积超过100m2生产使用硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞胶片、硝化纤维的厂房。2)建筑面积超过60m2或储存量超过2t的硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞胶片、硝化纤维库房。3)日装瓶数量超过3000瓶的液化石油气储配站的灌瓶间、实瓶库。4)超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、舞台的葡萄架下部。5)建筑面积超过400m2的演播室，建筑面积超过500m2的电影摄影棚。6)乒乓球厂的轧坯、切片、磨球、分球检验部位。(3)应设水幕设备的部位1)超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、礼堂的舞台口，以及与舞台相连的侧台、后台的门窗洞口。2)应设防火墙等防火分隔物而无法设置的开口部位。3)防火卷帘或防火幕的上部。4)高层建筑超过800个座位的剧院、礼堂的舞台口宜设防火幕或水幕分隔。(4)应设水喷雾灭火系统的部位1)单台储油量大于5t的电力变压器。2)飞机发动机试验台的试车部位。3)一类民用高层主体建筑内的可燃油浸电力变压器室，充有可燃油高压电容器和多油开关室等。3.自动喷水灭火系统的组件(1)喷头闭式喷头是一种直接喷水灭火的组件，是带热敏感元件及其密封组件的自动喷头。该热敏感元件可在预定温度范围下动作，使热敏感元件及其密封组件脱离喷头主体，并按规定的形状和水量在规定的保护面积内喷水灭火。它的性能好坏直接关系着系统的启动和灭火、控火效果。此种喷头按热敏感元件划分，可分为玻璃球喷头和易熔元件喷头两种类型；按安装形式、布水形状又分为直立型、下垂型、边墙型、吊顶型和干式下垂型等，如图2.42所示。它们的适用场所、安装朝向和喷水量分布，见表2.16。另外还有四种具有特殊结构或用途的喷头：自动启闭洒水喷头、快速反应洒水喷头、扩大覆盖面洒水喷头和大水滴洒水喷头。图2.42闭式喷头构造示意图(a)玻璃球洒水喷头；(b)易熔合金洒水喷头(1.支架，2.合金锁片，3.溅水盘)；(c)直立型；(d)下垂型；(e)边墙型(立式、水平式)；(f)吊顶型 (1.支架，2.装饰罩，3.吊顶)；(g)普通型；(h)干式下垂型(1.热敏元件，2.钢球，3.铜球密封圈，4.套筒，5.吊顶，6.装饰罩)干式下垂型洒水喷头,专用于干式喷水灭火系统的下垂型喷头,向下安装,同下垂型开式喷头根据用途分为开启式、水幕、喷雾三种类型，构造如图2.43所示。选择喷头时应注意下列情况：应严格按照环境温度来选用喷头温级。为了准确有效地使喷头发挥作用，在不同的环境温度场所内设置喷头时，喷头公称动作温度要比环境温度高30左右。在蒸汽压力小于0.1MPa的散热器附近2m以内的空间，采用高温级喷头(121149)；26m以内在空气热流趋向的一面采用中温级喷头(79107)。在没有保温的蒸汽管上方0.76m和两侧0.3m以内的空间，应采用中温级喷头(79107)；在低压蒸汽安全阀旁边2m以内，采用高温级喷头(121149)。在既无绝热措施，又无通风的木板或瓦楞铁皮房顶的闷顶中，以及受到日光曝晒的玻璃天窗下，应采用中温级喷头(79107)。在装置喷头的场所，应注意防止腐蚀性气体的侵蚀，为此要进行防腐处理。不得受外力的撞击，经常清除喷头上的尘土。图2.43开式喷头构造示意图(a)开启式洒水喷头(1.双臂下垂型，2.单臂下垂型，3.双臂直立型，4.双臂边墙型)；(b)水幕喷头(1.双隙式，2.单隙式，3.窗口式，4.檐口式)；(c)喷雾喷头(1、2.高速喷雾式，3.中速喷雾式)1.高层建筑消防的重要性高层建筑消防的重要性高层建筑一般多为钢筋混凝土框架结构或钢结构，耐火等级一般较高，因而人们往往容易忽视其发生火灾的可能性。但实践证明，国内外高层建筑发生火灾的事例并不罕见，而且一旦发生火灾其危害性更大，原因如下：1)高层建筑中的人员众多，人流频繁，相互隔开的房间数又多，这就给严密控制火灾的发生造成困难，再加建筑物内大装修，家具设备、窗帘、地毯等易燃品多，因此常因烟火的余星、电气设备走火和检修时工具(如焊枪)的使用不当等因素而引起火灾。2)高层建筑的竖井多，诸如电梯井、管道井、楼梯间和垃圾管井等，这些竖井和横向的通风管道正好是促使火势蔓延的有利条件，加上楼高风大，火焰的扩散就更加迅速。灭火，减少损失，仍应充分利用和发挥室外消防设施的救火能力，“外救”、“自救”协同工作，提高灭火效率。一般高度在24m以下的裙房在2.5.4高层建筑消防的重要性及消防给水方式高层建筑消防的重要性及消防给水方式“外救”的能力范围内，应以“外救”为主；高度在2450m的部位，室外消防设施仍可通过水泵接合器升压送水，应立足“自救”并借助“外救”两者同时发挥作用；50m以上部位，已超过了室外消防设施的供水能力，则应完全依靠“自救”灭火。3)由于目前我国消防设备能力所限，24m以上建筑火灾时从室外扑救困难，消防队员身负消防设备沿楼梯或云梯登高救火，体力明显下降，还需在热辐射强、烟雾浓的环境下工作，均增加了控火、灭火的难度。4)由于我国登高消防车辆不能满足高层安全疏散的需要，室内普通电梯又因火灾时切断电源而停止工作，楼梯成为疏散的主要通道，因人多，火灾时楼梯拥挤，疏散速度缓慢，而烟气扩散迅速，又含有一氧化碳等有害气体，在浓烟中23min人就会窒息晕倒，楼梯间串入了烟气，必将进一步增加人员、物资疏散的困难。由于目前我国登高消防车的工作高度约24m，消防云梯一般为3048m，普通消防车通过水泵接合器向室内消防系统输水的供水高度约为50m，因此发生火灾时建筑的高层部分已无法依靠室外消防设施协助救火，所以高层建筑消防给水设计应立足“自救”，即立足于用室内消防设施来扑救火灾。这是高层建筑消防与低层、多层建筑消防的主要区别，也是高层建筑消防的核心。但高层建筑发生火灾时，为尽快2.高层建筑的消防给水方式高层建筑的消防给水方式高层建筑消防给水系统有分区、不分区两种给水方式，后者为一栋建筑采用同一消防给水系统供水，见图2.44。当消火栓给水系统中，消火栓口处压力超过0.8MPa、自动喷水灭火系统中管网压力超过1.2MPa时，则需分区供水，否则消防给水系统压力过高，必然带来以下弊病：灭火时，水枪、喷头出水量过大，高位水箱中的消防贮水量会很快用完，不利于扑救初期火灾；消防管道易漏水；消防设备、附件易损坏，一般自动喷水灭火系统中报警阀的工作压力为1.2MPa，若管网中的压力过高，将造成报警阀损坏，影响系统的正常工作，而室内使用的水龙带一般工作压力不超过1MPa，当室内最低处消火栓口静压为0.8MPa时，为满足最不利消火栓所需压力，消防管道的工作压力已接近1MPa，若最低处消火栓口压力大于0.8MPa，消防水泵启动时可能造成水龙带损坏，使系统失去救火能力。同时管网压力过高，水枪水压过大，救火人员也不易把握，不利于救火操作。图2.44不分区的消防给水系统1.水池；2.消防水泵；3.水箱；4.消火栓；5.试验消火栓；6.水泵接合器；7.水池进水管；8.水箱进水管图2.45串联分区消防给水方式1.水池；2.区消防水泵；3.区消防水泵；4.区水箱；5.区水箱；6.水泵接合器；7.水池进水管；8.水箱进水管图2.46并联分区消防给水方式1.水池；2.区消防水泵；3.区消防水泵；4.区水箱；5.区水箱；6.区水泵接合器；7.区水泵接合器；8.水池进水管；9.水箱进水管图2.45和图2.46分别为串联分区消防给水方式和并联分区消防给水方式示意图。其中并联供水特点是水泵集中布置，便于管理，适用于建筑高度不超过100m的情况；串联供水特点是系统内设中转水箱(池)，中转水箱的蓄水由生活给水补给，消防时生活给水补给流量不能满足消防要求，随水箱水位降低，形成的信号使下一区的消防水泵自动开泵补给。不论是分区或不分区的消防给水系统若为高压消防给水系统，均不需设置水箱，由室外高压管网直接供水。若为临时高压消防给水系统，为确保消防初期灭火用水，均需设高位水箱，其容积确定方法同第三节所述。高度超过100m的高层建筑贮水量可适当增加。水箱的设置高度应满足最不利喷头处工作压力不低于0.05MPa和建筑高度不超过100m，最不利点消火栓静水压不低于0.07MPa或建筑高度超过100m，最不利点消火栓静水压不低于0.15MPa的要求。否则，应在系统中设增压设备，以保证火灾初期消防水泵开启前，消防系统的水压要求。增压设备可采用稳压泵如图2.47所示，也可采用气压给水设备。消火栓给水系统和自动喷水灭火系统中增压泵、稳压泵的出水量可分别以1个消火栓的出水量5L/s和1个喷头的出水量不小于1L/s计。气压给水设备在系统中既可升压又可起到控制消防泵启动的作用，当救火放水时，气压罐压力下降，压力传感器动作控制水泵起动，所以气压罐只需保证消防水泵启动前所需水量，一般火灾初起以2支水枪、5个喷头工作考虑，消防泵启动时间以30s计，故气压水罐容积宜为450L，若以两个消防给水系统分别设置气压水罐，其容积则应按以上原则分别确定。图2.47设稳压泵的分区给水方式1.水池；2.消防主泵；3.稳压泵；4.水箱；5.阀门；6.水流指示器；7.喷头；8.压力开关；9.水泵接合器2.6.1热水供应系统形式2.6.2热水加热的方式2.6.3热水供应系统管道布置2.6.4加热设备2.6室室内内热热水水供供应应建筑内部的热水供应系统按热水供水范围的大小，可分为局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。各种系统的选用主要根据建筑物所在地区热力系统完善程度和建筑物使用性质、使用热水点的数量、水量和水温等因素确定。1.集中热水供应系统集中热水供应系统该系统是在专用锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热，通过热水管网输送至整幢或几幢建筑的热水供应系统，供水范围大，热水集中制备，用管道输送到各配水点，如图2.48所示。2.6.1热水供应系统形式图2.48集中热水供应系统1.锅炉；2.热媒上升管(蒸汽管蒸汽管)；3.热媒下降管(凝凝结水管水管)；4.水加热器；5.给水泵(凝凝结水水泵)；6.给水管；7.给水箱(凝凝结水箱水箱)；8.配水干管；9.配水立管；10.配水支管；11.配水龙头；12.回水立管；13.回水干管；14.透气管；15.冷水箱；16.循环水泵；17.浮球阀集中热水供应系统适用于使用要求高、热水量较大，用水点多且分布比较集中的建筑，如较高级居住建筑、旅馆、公共浴室、医院、疗养院、体育馆、游泳池、大型饭店等公共建筑，布置较集中的工业企业建筑等。热源在条件允许时应首先利用工业余热、废热、地热和太阳能，若无上述可利用热源时，则应优先采用能保证全年供热的城市热力管网或区域性锅炉房供热，选用以上热源建筑内可不设专用锅炉房，既可节约能源，又可减少环境污染。2.区域热水供应系统区域热水供应系统该系统中，水在区域性锅炉房或热交换站集中加热，通过市政热水管网输送至整个建筑群、城市街道或整个工业企业的热水供应系统，如图2.49所示。图2.49区域热水供应系统1.热水锅炉；2.循环水泵；3.补给水泵；4.压力调节阀；5.除污器；6.补充水处理装置；7.供暖散热器；8.生活热水加热器；9.生活用热水3.局部热水供应系统局部热水供应系统采用各种小型加热器在用水场所就地加热，供局部范围内的一个或几个用水点使用的热水系统称局部热水供应系统。如采用小型燃气加热器、蒸汽加热器、电加热器、炉灶、太阳能加热器等，将冷水加热供给单个厨房、浴室、生活间等用水，如图2.50所示。局部热水供应系统供水范围小，热水分散制备。一般靠近用水点设置小型加热设备供一个或几个配水点使用，热水管路短，热损失小。适用于热水用水量较小且较分散的建筑，如一般单元式居住建筑、医院、诊所等公共建筑和布置较分散的车间、卫生间等工业建筑。其热源宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。图2.50局部热水供应方式(a)炉灶加热； (b)小型单管快速加热； (c)汽-水直接混合加热； (d)管式太阳能热水装置； (e)管式加热器在屋顶； (f)管式加热器充当窗户遮篷； (g)管式加热器在地面上； (h)管式加热器在单层屋顶上1.直接加热直接加热直接加热也称一次换热，是利用以燃气、燃油、燃煤为燃料的热水锅炉，把冷水直接加热到所需要的温度，或是将蒸汽直接通入冷水混合制备热水。热水锅炉直接加热具有热效率高、节能的特点；蒸汽直接加热方式具有设备简单、热效率高、无需冷凝水管的优点，但噪声大，对蒸汽质量要求高，由于冷凝水不能回收致使锅炉供水量大，且需对大量的补充水进行水质处理，故运行费用高。该方式仅适用于具有合格的蒸汽热媒、且对噪声无严格要求的公共浴室、洗衣房、工矿企业等用户。2.6.2热水加热的方式2.间接加热间接加热也称二次换热，是将热媒通过水加热器把热量传递给冷水达到加热冷水的目的，在加热过程中热媒与被加热水不直接接触。该方式的优点是回收的冷凝水可重复利用，只需对少量补充水进行软化处理，运行费用低，一加热时不产生噪声，蒸汽不会对热水产生污染，供水安全稳定。其适用于要求供水稳定、安全，噪声要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。热水管道的布置原则是在满足使用、便于维修管理的情况下管线最短。热水干管可以敷设在室内地沟、地下室顶部、建筑物最高层或专用设备技术层内。一般建筑物的热水管线为明装，只有在卫生设备标准要求高的建筑物及高层建筑热水管道才暗装。暗装管线放置在预留沟槽、管道竖井内。明装管道尽可能布置在卫生间或非居住房间，一般与冷水管平行。热水水平和垂直管道当不能靠自然补偿达到补偿效果时应通过计算设置补偿器。热水上行下给配水管网最高点应设置排气装置，下行上给立管上配水阀可代替排气装置。所有热水供应管网应在最低点都设有泄水管接于泄水池上部。泄水管上应设阀门、丝堵。泄水管直径一般采用DN2550。所有热水配、回水横管应有不小于0.003坡度，坡向便于排气和泄水方向。配水立管与配、回水干管的连接均应如图2.51所示。2.6.3热水供应系统管道布置热水供应系统管道布置图2.51热水立管与水平干管的连接方式1.吊顶；2.地板或沟盖板；3.配水横管；4.回水管热水管穿过基础、墙壁和楼板时均应设置套管，套管直径应大于穿越管道直径12号，穿楼板用的套管要高出地面50100mm，套管和管道之间用柔性材料填满，以防楼板集水时由楼板孔流到下一层。穿基础的套管应密封，防止地下水渗入室内。热水系统应在配、回水总干管处、立管上，多于五个配水支管的管段上装设阀门，使局部管段检修时不致中断大部分管路配水。为了满足运行调节和检修的要求，应在热水交换器、锅炉、循环水泵自动温度调节器和疏水器等设备的进出口的管道上装设阀门以便检修或调节流量用。为了减少散热，热水系统的配水干管道、机械循环回水干管、有冻结可能的自然循环回水管、水加热器、贮水罐等应保温。保温材料应选取导热系数小、耐热性高和价格低的材料。保温做法有湿抹式、预制式、填充式、包扎式和浇灌式等。常用的保温材料有石棉硅藻土、碳酸镁石棉灰等。1.一次换热设备一次换热设备(1)燃煤热水锅炉该种设备多数为供暧系统制造，中小型热水锅炉也可用于热水供应系统。其中快装卧式内燃炉具有总效率高、体积小、安装简单等优点。(2)燃油(燃气)中央热水机组具有的燃烧器工作全部自动化、烟气导向合理、燃烧完全、烟气和被加热水的流程使传热充分、热效率高达90%以上、供水系统简单、管理方便等优点，如图2.52所示。2.6.4加热设备加热设备图2.52燃油(燃气)锅炉构造示意图1.安全阀；2.热媒出口；3.油(煤气)燃烧器；4.一级加热管；5.二级加热管；6.三级加热管；7.泄空阀；8.回水(或冷水)入口；9.导流器；10.风机；11.风挡；12.烟道(3)燃气加热器快速式(直流式)燃气加热器一般安装在用水点就地加热，可随时点燃燃气，立即取得热水，供一个或少数几个配水点用水。其常用于厨房、浴室、医院手术室等局部热水供应系统。其主要由燃烧器、燃烧室、加热盘管、传热片、安全控制装置、外壳和排烟罩等组成。容积式燃气加热器具有一定的贮水容积，可供几个配水点或整个管网用水，在使用前需要预先加热，其单位时间内的燃气耗量和烟气量较小，可用于住宅、公共建筑和工业企业的局部或集中热水供应系统。其主要由燃烧器、燃烧室、小火装置、安全控制装置、温度调节器、温度计、压力表、防风排烟罩、贮水箱、烟管和折流板等组成。(4)汽水混合加热器属于汽、水直接混合加热的设备。因不回收冷凝水，故要求水蒸气中不能含有或混入危害人体健康的杂质，其外形似热水系统的高位热水箱。(5)太阳能热水器与其他加热设备相比，有结构简单、维护方便、安全、节省燃料、运行费用低，不存在环境污染问题等优点，但一次性投资高，受天气、季节、地理位置的影响不能稳定连续运行，在燃料价格较高的地区，并具备一定条件时尚可应用。(6)电加热器快速式电加热器无贮水容积或贮水容积很小，不需在使用前预先加热，水通过电加热器即可被加热到使用温度，所以可随时获得一定温度的热水。其使用方便、热损失小、容易调节出水温度、体积小、安装方便，但消耗电功率较大。容积式电加热器具备一定的贮水容积，需在使用前预先加热，当贮备水达到一定温度后才能开始使用。由于贮备不定的水量，设备体积较大，同时水在设备内停留时间较长、贮水温度较高，所以热损失较大，占地较多，但要求功率较小。2.二次换热设备二次换热设备(1)容积式水加热器是内部设有热媒导管的承压并贮存一定热水的间接加热设备，具有加热冷水和贮备热水双重功能，热媒为蒸气或热水，见图2.53。卧式容积式水加热器容积0.51.5m3，换热面积0.8650.82m2；立式容积式水加热器容积0.534.28m3，换热面积1.426.46m2。图2.53容积式水加热器(卧式)容积式水加热器具有容量大、阻力小、供水安全、出水水温稳定等优点，但也存在传热效果差、容积利用率低、占地面积大、热效率低、回水温度高、热媒热量利用不充分等缺点。(2)快速式水加热器是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换热的一种间接加热设备。根据热媒不同，可分为汽-水和水-水两种类型。根据加热导管构造不同，又可分为单管式、多管式、板式、管壳式、波纹板式、螺旋板式等多种形式。快速式水加热器具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点，缺点是不能贮存热水，水头损失大，在热媒或被加热水压力不稳定时，出水温度波动较大，仅适用于用水量大，而且比较均匀的热水供应系统或建筑物热水采暖系统。(3)半容积式水加热器是由英国引进的带有适量贮存与调节容积的设备。由贮热水罐、内藏式快速换热器和内循环泵3个主要部分组成，如图2.54所示。图2.54半容积式水加热器构造示意图贮热水罐与快速换热器隔离，被加热水在快速换热器内迅速加热后，通过热水配水管进入贮热水罐，当管网中热水用水低于设计用水量时，热水的一部分落到贮罐底部，与补充水(冷水)一道经内循环泵升压后再次进入快速换热器加热，当管网中热水用量达到设计用水量时，贮罐内没有循环水。内循环泵的作用为：提高被加热水的流速，以增大传热系数和换热能力；克服被加热水流经换热器时的阻力损失；形成被加热水的连续循环，消除冷水区或温水区使贮罐容积的利用率达到100%。内循环泵的流量根据不同型号的加热器而定，扬程在2060kPa之间。半容积式水加热器具有体型小、加热快、换热充分、供水温度稳定、节水节能的优点，但由于内循环泵不间断地运行，需要有极高的质量保证。(4)半即热式水加热器是带有超前控制系统，具有少量贮存容积，但能快速补充热量的加热器，如图2.55所示。热媒经控制阀和底部入口通过立管进入各并联盘管，冷凝水入立管后由底部流出，冷水从底部经孔板入罐，同时有少量冷水进入分流管。入罐冷水经转向器均匀进入罐底并向上流过盘管得到加热，热水由上出口流出。部分热水在顶部进入感温管开口端，冷水以与热水用水量成比例的流量由分流管同时入感温管，感温元件读出瞬间感温管内的冷、热水平均温度，即向控制阀发出信号，按需要调节控制阀，以保持所需的热水输出温度。只要一有热水需求，热水出口处的水温仍未下降，感温元件就能发出信号开启控制阀，具有预测性。加热盘管内的热媒由于不断改向，加热时盘管颤动，形成局部紊流区，属于“紊流加热”，故传热系数大、换热速度快，又具有预测温控装置，其热水出水温度一般能控制在2.2内，所以其热水贮存容量小，同时由于盘管内外温差的作用，盘管不断收缩、膨胀，可使传热面上的水垢自动脱落，适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。但在使用时应具备两个条件：必须保证充足的热源；必须装有预测管结构的可靠的温度控制阀。图2.55半即热式水加热器构造示意图2.7.1室内排水的任务和特点2.7.2室内排水系统的分类及组成2.7.3排水管道材料及附件2.7.4室内排水的配管计算2.7.5卫生器具及安装2 . 7室 内 排 水室内排水系统的任务就是把室内的生活污水、工业废水和屋面雨、雪水等及时畅通无阻地排至室外排水管网或处理构筑物，为人们提供良好的生活、生产、工作和学习环境。同时防止室外排水管道中的有害气体、臭气及有害虫类进入室内，并为室外污水的处理和综合利用提供便利条件。因为排水管道内污水中含有固体杂物，所以建筑内部排水系统中是水、气、固三种介质的复杂运动。其中，固体物较少，可以简化为水气两相流。建筑内部排水主要特点是：2.7.1室内排水的任务和特点(1)水量气压变化幅度大建筑内部排水管网接纳的排水量少，且不均匀，排水历时短，高峰流量时可能充满整个管道断面，而大部分时间管道内可能没有水。管内水面和气压不稳定，水气容易掺和。(2)流速变化剧烈建筑内部横管与立管交替连接，当水流由横向管进入立管时，流速急骤增大，水气混合；当水流由立管进入横管时，流速急骤减小，水气分离。(3)事故危害大建筑内部排水不畅，污水外溢到室内地面，或管内气压波动，有毒有害气体进入房间，将直接危害人体健康，影响室内环境卫生，其危害性大。综上所述，一个完善的室内排水系统必须具有下列特点：1)管道布置合理和管道最省，以及能迅速排除由卫生器具或生产设备所排出的污(废)水。2)使排水管道内的气压波动尽量稳定，从而防止管道系统水封被破坏，避免排水管道中有毒或有害的气体进入室内。3)管道及设备的安装必须牢固，不致因建筑物或管道本身发生少许震动和变位时使管道系统漏水。4)为污水综合利用及处理提供有利条件，尽可能做到清污分流，减少有毒或有害物质污水的排放量，并保证污水处理构筑物的处理效果。1.根据所接纳排除的污废水性质，建筑内部排水系统可分为三类根据所接纳排除的污废水性质，建筑内部排水系统可分为三类(1)生活污水系统生活污水系统排除居住建筑、公共建筑及工厂生活间的污(废)水。有时，由于污(废)水处理、卫生条件或杂用水水源的需要，把生活排水系统又进一步分为排除冲洗便器的生活污水排水系统和排除盥洗、洗涤废水的生活废水排水系统。生活废水经过处理后，可作为杂用水，用来冲洗厕所、浇洒绿地和道路、冲洗汽车等。(2)生产废水系统生产废水系统排除工艺生产过程中产生的污废水。为便于污废水的处理和综合利用，按污染程度可分为生产污水排水系统和生产废水排水系统。生产污水污染较重，需要经过处理，达到排放标准后排放；生产废水污染较轻，如机械设备冷却水，生产废水可作为杂用水水源，也可经过简单处理后(如降温)回用或排入水体。1.根据所接纳排除的污废水性质，建筑内部排水系统可分为三类根据所接纳排除的污废水性质，建筑内部排水系统可分为三类(1)生活污水系统生活污水系统排除居住建筑、公共建筑及工厂生活间的污(废)水。有时，由于污(废)水处理、卫生条件或杂用水水源的需要，把生活排水系统又进一步分为排除冲洗便器的生活污水排水系统和排除盥洗、洗涤废水的生活废水排水系统。生活废水经过处理后，可作为杂用水，用来冲洗厕所、浇洒绿地和道路、冲洗汽车等。(2)生产废水系统生产废水系统排除工艺生产过程中产生的污废水。为便于污废水的处理和综合利用，按污染程度可分为生产污水排水系统和生产废水排水系统。生产污水污染较重，需要经过处理，达到排放标准后排放；生产废水污染较轻，如机械设备冷却水，生产废水可作为杂用水水源，也可经过简单处理后(如降温)回用或排入水体。(3)雨水系统雨水系统收集排除降落到多跨工业厂房、大屋面建筑和高层建筑屋面上的雨雪水。2.排水系统的组成室内排水系统，如图2.56所示。其一般由卫生器具或生产设备受水器、排水管道系统、通气管系统、清通设备、抽升设备、及污水局部处理构筑物等组成。(1)卫生器具和生产设备受水器卫生器具是建筑内部排水系统的起点，用来满足日常生活和生产过程中各种卫生要求，收集和排除污废水的设备。卫生器具的结构、形式和材料各不相同，应根据其用途、设置地点、维护条件和安装条件选用。(2)排水管道系统排水管道系统由器具排水管、排水横支管、排水立管和排出管等组成。器具排水管，是指连接卫生器具与排水横支管之间的短管。除坐便器外，其他的器具排水管上均应设水封装置。排水横支管的作用是将器具排水管送来的污水转输到立管中去，应有一定的坡度，坡向立管。排水立管用来收集其上所接的各横支管排来的污水，然后再排至排出管。排出管用来收集一根或几根立管排来的污水，并将其排至室外排水管网中去。其是室内排水立管与室外排水检查井之间的连接管段，其管径不得小于与其连接的最大立管管径。图2.56室内排水系统基本组成(3)通气管通气管的作用是把管道内产生的有害气体排至大气中，以免影响室内的环境卫生和减轻废水、废气对管道的腐蚀，并在排水时向管内补给空气，减轻立管内气压变化幅度，防止卫生器具的水封受到破坏，保证水流通畅。对于层数不多的建筑，在排水横支管不长、卫生器具数不多的情况下，采取将排水立管上部延伸出屋顶的通气措施即可；对于仅设一个卫生器具或虽接有几个卫生器具但共用一个存水弯的排水管道，以及底层污水单独排除的排水管道可不设通气管；在多层及高层建筑中，由于立管较长且卫生器具数量较多，同时排水几率大，更易在管内产生压力波动而破坏水封，因此除设伸顶通气管外，还应设环形通气管或主通气管。通气管管径一般与排水立管管径相同或小一号，但在最冷月平均气温低于2的地区，而且在没有采暖的房间内，距顶棚以下0.150.20m起，其管径应较立管管径大50mm，以免管中结冰霜而缩小或阻塞管道断面。(4)清通设备在室内排水系统中，为疏通排水管道，需设置检查口、清扫口、检查井等清通设备。(5)抽升设备一些民用和公共建筑的地下室、人防建筑及工业建筑内部标高低于室外地坪的车间和其他用水设备的房间，卫生器具的污水不能自流排至室外管道时，需设污水泵和集水池等局部抽升设备，以保证生产的正常进行和保护环境卫生。(6)局部处理构筑物当个别建筑内排出的污水不允许直接排入室外排水管道时(如呈强酸性、强碱性、含多量汽油、油脂或大量杂质的污水)，则要设置污水局部处理设备，使污水水质得到初步改善后再排入室外排水管道。此外，当没有室外排水管网或有室外排水管网但没有污水处理厂时，室内污水也需经过局部处理后才能排入附近水体、渗入地下或排入室外排水管网。根据污水性质的不同，可以采用不同的污水局部处理设备，如沉淀池、除油池、化粪池、中和池及其他含毒污水的局部处理设备。3.新型排水系统新型排水系统(1)苏维脱排水立管系统苏维脱系统是一种使气水混合或分离的配件来替代一般零件的单立管系统图2.57(a)，包括两种设备：图2.57苏维脱排水系统气水混合器：如图2.57(b)所示，气水混合器为一长0.8m的连接配件，装置在立管与每根横支管相接处，气水混合器有三个方向可接入横支管，混合器的内部有一隔板，隔板上部有约10mm高的孔隙，隔板的设置使横支管排出的污水仅在混合器内右半部形成水塞，此水塞通过隔板上部的孔隙从立管补气并同时下降，降至隔板下，水塞立即破坏而呈膜流沿立管流下。气水分离器：如图2.57(c)所示，气水分离器装置在立管底部转弯处。沿立管流下的气水混合物遇到分离器内部的凸块后被溅散，传送并分离出气体(约70%以上)，减少了污水的体积，降低了流速，使空气不致在转弯处受阻；另外，还将分离出来的气体用一根跑气管引到干管的下游(或返向上部立管中去)，这就达到了防止立管底部产生过大正压的目的。苏维脱排水系统具有减少立管气压波动，保证排水系统正常使用、施工方便、工程造价低等优点。(2)空气芯水膜旋流排水系统如图2.58所示，该系统包括两个特殊配件：旋流连接配件：接头中的固定式叶片，能使立管中下落的水流或横支管中流入的水流，沿管壁旋转而下，使立管从上至下形成一条空心芯。由于空气芯的存在，使立管内的压力变化很小，从而避免了水封被破坏，提高了立管的排水能力。特殊排水弯头：在排水立管底部装有特殊叶片的弯头，叶片装在立管的“凸岸”一边，迫使下落水流溅向墙壁并沿着弯头后方流下，这就避免了在横干管内发生水跃而封闭住立管内的气流，造成过大的正压。此系统广泛用于10层以上的建筑物。图2.58空气芯水膜旋流排水系统(a)排水系统；(b)旋流器；(c)旋流排水弯头1.排水管道及管件排水管道及管件排水管道按设置地点、条件及污水的性质和成分，其管材主要有铸铁管、塑料管、钢管和耐酸陶土管。工业废水还可用陶瓷管、玻璃钢管、玻璃管等。(1)排水铸铁管是建筑内部排水系统的主要管材，管径在50200mm之间，有排水铸铁承插口直管、排水铸铁双承直管。其管件有曲管、管箍、弯头、三通、四通、锥形大小头等，见图2.59和图2.60。因管径种类和管件齐全，故使用较广。随着城镇住宅建设发展，大模板住宅建筑的推广，为了适应工业化的施工，实行管道施工装配化，从而减轻劳动强度，加快管道安装进度，提高施工效率。卫生间排水管道的新型排水异型管件日益增多，如二联三通、三联三通、角形四通和变径弯头。2.7.3排水管道材料及附件排水管道材料及附件图2.59常用铸铁排水管件图2.60排水铸铁承插口直管目前在建筑内部使用的排水塑料管是硬聚氯乙烯塑料管。其具有重量轻、不结垢、不腐蚀、外壁光滑、容易切割、便于安装，以及可制成各种颜色、投资省和节能的优点。但塑料管也有强度低、耐温性差(使用温度在550之间)、立管产生噪声、暴露于阳光下管道易老化、防火性能差等缺点。常用塑料排水管件见图2.61，排水塑料管规格见表2.19。(3)陶土管陶土管可分为涂釉和不涂釉两种。陶土管表面光滑、耐酸碱腐蚀，是良好的排水管材，但切割困难、强度低、运输安装过程损耗大。室内埋设覆土深度要求在0.6m以上，在荷载和振动不大的地方，可作为室外的排水管材。图2.61常用塑料排水管件2.排水管道的附件排水管道的附件室内排水用附件，主要有存水弯、检查口、清扫口、检查井、地漏、通气帽等。存水弯是设置在卫生器具排水管上和生产污(废)水受水器的泄水口下方的排水附件(坐便器除外)，其构造如图2.62所示。在弯曲段内存有6070mm深的水，称作水封。其作用是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化，隔绝和防止排水管道内所产生的难闻有害气体和可燃气体及小虫等通过卫生器具进入室内而污染环境。存水弯有带清通丝堵和不带清通丝堵的两种，按外形不同，还可分为P型和S型两种(见图2.59)。水封高度与管内气压变化，水蒸发率，水量损失，水中杂质的含量及比重有关，不能太大也不能太小。若水封高度太大，污水中固体杂质容易沉积在存水弯底部，堵塞管道；水封高度太小，管内气体容易克服水封的静水压力进入室内，污染环境。图2.62带清通丝堵的P型存水弯水封 图2.63检查口检查口是一个带盖板的开口短管，见图2.63，拆开盖板即可进行疏通工作。检查口设在排水立管上及较长的水平管段上，可双向清理。其设置规定为立管上除建筑最高层及最低层必须设置外，可每隔两层设置1个，平顶建筑可用伸顶通气管顶口代替最高层检查口。当立管上有乙字管时，在乙字管的上部应设检查口。若为二层建筑，可在底层设置。检查口的设置高度一般距地面1m，并应高出该层卫生器具上边缘0.15m，与墙面成45夹角。当悬吊在楼板下面的污水横管上有两个及两个以上的大便器或三个及三个以上的卫生器具时，应在横管的起端设清扫口，见图2.64。清扫口顶面宜与地面相平，也可采用带螺栓盖板的弯头、带堵头的三通配件作清扫口。清扫口仅单向清通。为了便于拆装和清通操作，横管始端的清扫口与管道相垂直的墙面距离，不得小于0.15m；采用管堵代替清扫口时，与墙面的净距离不得小于0.4m。在水流转角小于135的污水横管上，应设清扫口或检查口。直线管段较长的污水横管，在一定长度内也应设置清扫口或检查口，其最大间距见表2.20。排水管道上设置清扫口时，若管径小于100mm，其尺寸与管道同径；管径等于或大于100mm时，其尺寸应采用100mm。图2.64清扫口地漏主要设置在厕所、浴室、盥洗室、卫生间及其他需要从地面排水的房间内，用以排除地面积水，见图2.65。地漏一般用铸铁或塑料制成，在排水口处盖有箅子，用来阻止杂物进入排水管道，有带水封和不带水封两种，布置在不透水地面的最低处，箅子顶面应比地面低510mm，水封深度不得小于50mm，其周围地面应有不小于0.01的坡度坡向地漏。图2.65地漏的构造通气帽设在通气管顶端，以防杂物进入管内。其形式一般有两种，如图2.66所示。甲型通气帽采用20号铁丝按顺序编绕成螺旋形网罩，可用于气候较暖和的地区；乙型通气帽采用镀锌铁皮制作而成的伞形通气帽，适于冬季采暖室外温度低于12的地区，它可避免因潮气结冰霜封闭铁丝网罩而堵塞通气口的现象发生。图2.66通风帽建筑内部排水系统计算是在进行排水管线布置，绘出管道轴测图后进行的。计算的目的是确定排水管网各管段的管径、横向管道的坡度和通气管的管径，以及各控制点的标高和排水管件的组合形式。1.排水当量排水当量建筑内部排水定额有两个，个是以每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标准。每人每日排放的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生设备完善程度有关。因建筑内部给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水相同。生活排水平均时排水量和最大时排水量的计算方法与建筑内部的生活给水量计算方法相同，计算结果主要用来设计污水泵、化粪池等。2.7.4室内排水的配管计算室内排水的配管计算卫生器具排水定额是经过实测得来的。主要用来计算建筑内部各管段的排水设计秒流量，进而确定各管段的管径。某管段的设计流量与其接纳的卫生器具类型、数量及使用频率有关。为了便于累加计算，与建筑内部给水一样，以污水盆排水量0.33L/s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33L/s 的比值，作为该种卫生器具的排水当量。由于卫生器具排水具有突然、迅速、流速大的特点，所以，一个排水当量的排水流量是一个给水当量额定流量的1.65倍。2. 设计秒流量秒流量建筑内部排水管道的设计流量是确定各管段管径的依据，因此，排水设计流量的确定应符合建筑内部排水规律。建筑内部排水流量与卫生器具的排水特点和同时排水的卫生器具数量有关，具有历时短、瞬时流量大、两次排水时间间隔长的特点。建筑内部每昼夜、每小时的排水量都是不均匀的。与给水相同，为保证最不利时刻的最大排水量能迅速、安全排放，排水设计流量应为建筑内部的最大排水瞬时流量，又称设计秒流量。建筑内部排水设计秒流量有三种计算方法：经验法、平方根法和概率法。目前我国生活排水设计秒流量计算公式与给水相对应，其排水特点有两个。1)住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼和学校等建筑用水设备使用不集中，用水时间长，同时排水百分数随卫生器具数量增加而减少，其设计秒流量计算公式为qu0.12qmax(2.29)qmax计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量(L/s)；根据建筑物用途而定的系数，宜按表2.13确定。用(2.29)式计算排水管网起端的管段时，因连接的卫生器具较少，计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，这时应按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为设计秒流量。式中：qu计算管段排水设计秒流量(L/s)；Np计算管段卫生器具排水当量总数；2)工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等建筑的卫生设备使用集中，排水时间集中，同时排水百分数高，其排水设计秒流量计算公式为quqpn0b(2.30)式中：qu计算管段排水设计秒流量(L/s)；qp同类型的一个卫生器具排水流量(L/s)；n0同类卫生器具数；b卫生器具同时排水百分数，冲洗水箱大便器按12%计算，其他卫生器具同给水。对于有大便器接入的排水管网起端，因卫生器具较少，大便器的同时排水百分数定的较小(如冲洗水箱大便器仅定为12%)，按(2.30)式计算的排水设计秒流量可能会小于一个大便器的排水量，这时应按一个大便器的排水量作为该管段的设计秒流量。3.确定管径污水立管管径可按式(2.29)或式(2.30)算出排水设计秒流量后再按表2.22确定。根据生活污水含杂质多，排水量大而急等特点，为了防止管道阻塞，对生活污水管道的最小管径作了如下的规定：除了单个的饮水器、洗脸盆、浴盆和下身盆等排泄较洁净污水的卫生器具排出管允许采用小于50mm的钢管外，其余室内排水管管径均不得小于50mm；对于排泄含有大量油脂和泥砂的公共食堂、厨房排水管，为防止堵塞，实际选用管径应比计算管径大一号，且支管管径不小于75mm，干管管径不小于100mm；对于含有棉花球、纱布、玻璃瓶、塑料瓶和竹签等杂物的医院污物洗涤间的洗涤盆和污水盆的排水管，为防止管道堵塞，管径不小于75mm；对于连接大便器的排出管，由于没有十字栏栅，同时排水量大且猛，所以，凡连接大便器的支管，即使仅有1个大便器，其管径应不小于100mm；小便斗和小便槽冲洗不及时，尿垢聚积，堵塞管道，因此小便槽和连接3个及3个以上小便器的排水支管管径不小于75mm。为保证管道系统有良好的水力条件，稳定管内气压，防止水封破坏，保证良好的室内环境卫生，在横干管和横支管的设计计算中，须满足下列规定：(1)充满度建筑内部排水横管按非满流设计，以便使污废水释放出的有毒有害气体能自由排出；调节排水管道系统内的压力；接纳意外的高峰流量。排水管的最大设计充满度见表2.23。(2)自净流速污水中含有固体杂质，如果流速过小，固体物质会在管内沉淀，减小过水断面积，造成排水不畅或堵塞管道，为此规定了一个最小流速，即自净流速。自净流速的大小与污废水的成分、管径、设计充满度有关。建筑内部排水横管自净流速见表2.24。(3)管道坡度管道设计坡度与污废水性质、管径和管材有关。污废水中含有的污染物越多，管道坡度应越大。建筑内部生活排水管道的坡度有通用坡度和最小坡度两种，见表2.25。通用坡度为正常条件下应予保证的坡度；最小坡度为必须保证的坡度，一般情况下应采用通用坡度，管道的最大坡度不得大于0.15。当横管过长或建筑空间受限制时，可采用最小坡度。对于工业废水管道，根据水质规定了最小坡度。当生产污水中含有铁屑等比重大的杂质时，管道的最小坡度应按自净流速确定。单立管排水系统的伸顶通气管管径可与污水管相同，但在最冷月平均气温低于13 的地区，为防止通气管口结霜，减小通气管断面，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处将管径放大一级。双立管排水系统通气管的管径应根据排水能力、管道长度来确定，一般不宜小于污水管管径的1/2，最小管径可按表2.26确定。当通气立管长度大于50m时，空气在管内流动时压力损失增加，为保证排水立管内气压稳定，通气立管管径应与排水立管相同。三立管排水系统和多立管排水系统中，2根或2根以上排水立管与1根通气立管连接，应按最大1根排水立管管径查表2.26确定共用通气立管管径。但同时应保证共用通气立管管径不小于其余任何1根排水立管管径。结合通气管管径不宜小于通气立管管径。有些建筑不允许伸顶通气管分别出屋顶，可用1根横向管道将各伸顶通气管汇合在一起，集中在一处出屋顶，该横向通气管称为汇合通气管。卫生器具是供洗涤以及收集排除日常生活、生产中所产生的污(废)水的设备。常用卫生器具，按其用途可分为以下几类：便溺用卫生器具，包括大便器、大便槽、小便器和小便槽等；盥洗、沐浴用卫生器具，包括洗脸盆、盥洗槽、浴盆和淋浴器等；洗涤用卫生器具，包括洗涤盆、污水盆、化验盆等。另外还有饮水盆、妇女卫生盆等卫生器具。为满足卫生清洁的要求，卫生器具一般采用不透水、无气孔、表面光滑、耐腐蚀、耐磨损、耐冷热、便于清扫，有一定强度的材料制造，如陶瓷、搪瓷生铁、塑料水磨石、复合材料等。为了防止粗大污物进入管道，发生堵塞，除了大便器外，所有卫生器具均应在放水口处设栏栅。2.7.5卫生器具及安装卫生器具及安装1.便溺用卫生器具便溺用卫生器具(1)大便器常用大便器有坐式大便器、蹲式大便器、大便槽三种类型。按构造形式分盘形和漏斗形两类：盘形大便器与存水弯是分离的，蹲式大便器属于此类；漏斗形大便器本身附有存水弯，坐式大便器属于此类。以冲洗水力原理分为冲洗式和虹吸式两种：冲洗式大便器是利用冲洗设备具有的水压进行冲洗；虹吸式大便器是应用冲洗设备具有的水压和虹吸作用的抽吸力进行冲洗。蹲式大便器因本身不带水封装置，需另外装设存水弯，一般在地板上设平台。高水箱蹲式大便器一步台阶的安装形式，如图2.67所示。高水箱二步台阶、低水箱、自闭式冲洗阀蹲式大便器的安装形式见给水排水标准图集(S342)。大便器成组安装的中心距为900mm。图2.67高水箱蹲式大便器安装(单位：mm)1.蹲式大便器；2.高水箱；3.DN32冲水管；4.DN15角阀；5.橡胶碗坐式大便器一般布置在较高级的住宅、医院、宾馆等卫生间内，冲洗式低水箱座式大便器的安装见图2.68。带水箱、自闭式冲洗阀、旋涡虹吸式连体式座式大便器的安装见给水排水标准图集(S342)。图2.68低水箱坐式大便器安装(单位：mm)1.坐式大便器；2.低水箱；3.DN15角型阀；4.DN15给水管；5.DN50冲水管；6.木盖；7.DN100排水管(2)小便器小便器设于公共建筑男厕所内，有挂式、立式和小便槽三类。其中立式小便器用于标准高的建筑，小便槽用于工业企业、公共建筑和集体宿舍等建筑。图2.69和图2.70分别为立式小便器和挂式小便器安装图。图2.69立式小便器安装(单位：mm)图2.70挂式小便器安装(单位：mm)2.盥洗、沐浴用卫生器具盥洗、沐浴用卫生器具(1)洗脸盆洗脸盆一般用于洗脸、洗手和洗头，设置在盥洗室、浴室、卫生间及理发室内，一般为陶瓷制品，其外形有长方形、半圆形、椭圆形和三角形，洗盆的高度及深度适宜，盥洗不用弯腰较省力，使用不溅水，可用流动水盥洗比较卫生。安装方式有墙架式、柱脚式和台式，参见图2.71。成排设置时，中心距为700mm，并可用一个存水弯。图2.71墙架式洗脸盆安装(单位：mm)(2)盥洗槽盥洗槽一般采用瓷砖、水磨石等材料现场建造的卫生设备，设置在同时有多人使用的地方，如工厂的生活间、集体宿舍和公共建筑的盥洗室等。长方形盥洗槽的槽宽一般为500600mm，距槽上边缘200mm处装置配水龙头，配水龙头的间距一般为700mm，槽内靠墙的一侧设有泄水沟，污水由此沟流至排水栓，安装见图2.72。图2.72盥洗槽安装图(单位：mm)(3)浴盆浴盆一般用钢板搪瓷、铸铁搪瓷、玻璃钢等材料制成，其外形多呈长方形。设在住宅、宾馆、医院等卫生间或公共浴室内。浴盆的一端配有冷热水龙头或混合龙头，有的还配有淋浴设备，排水口及溢水口均设在装置水龙头的一端，盆底有0.02的坡度坡向排水口，如图2.73所示。图2.73浴盆安装1.浴盆；2.混合阀门；3.给水管；3.莲蓬头；5.蛇皮管；6.存水弯；7.排水管(4)淋浴器淋浴器多用于工厂、学校、机关、部队、公共浴室和集体宿舍和体育馆的卫生间内。与浴盆相比，具有占地面积小，设备费用低，耗水量小，清洁卫生，避免疾病传染等优点。淋浴器有成品的，也有现场安装的，见图2.74。淋浴器成排设置时，相邻两喷头之间的距离为9001000mm，莲蓬头距地面高度为20002200mm，浴室地面应有0.0050.01的坡度坡向排水口。图2.74淋浴器安装3.洗涤用卫生器具洗涤用卫生器具(1)洗涤盆洗涤盆装设在厨房或公共食堂内用来洗涤碗碟、蔬菜等，有单格和双格之分，双格洗涤盆一格洗涤，另一格泄水。洗涤盆安装见图2.75。图2.75双格洗涤盆安装(单位：mm)(2)污水池污水池设置在公共建筑的厕所和盥洗室内，供洗涤拖布、打扫卫生、倾倒污水之用。盆深一般为400500mm，多为水磨石或瓷砖贴面后钢筋混凝土制品，安装如图2.76所示。图2.76污水盆安装(单位：mm)(3)化验盆设置在工厂、科研机关和学校的化验室或实验室内，盆内已带水封，根据需要，可装置单联、双联、三联鹅颈龙头，见图2.77。图2.77化验盆安装(单位：mm)4.专用卫生器具专用卫生器具(1)饮水器饮水器一般设置在工厂、学校、火车站、体育馆和公园等公共场所，是供人们饮用冷开水或消毒冷水的器具。实质上是一个铜质弹簧饮水龙头。饮水器水盘上缘距地板高度为850mm，饮水龙头安装高度为1000mm，饮水器的安装见给水排水标准图集(S342)。(2)妇女净身盆妇女净身盆与大便器配套安装，供便溺后洗下身用，更适合妇女和痔疮患者使用。一般用于宾馆高级客房的卫生间内，也用于医院、工厂的妇女卫生室内，见图2.78。卫生器具在卫生间的平面和高度方面的安装是否合理，直接关系到使用方便和保持良好的卫生间的环境，因此，安装位置的正确定位是很重要的问题。各种卫生器具安装高度见表2.27。图2.78妇女卫生盆安装图(单位：mm)2.8.1室内给排水系统施工与土建工程施工的配合2.8.2卫生洁具及管道安装对土建施工要求2.8.3热水供应系统施工中应注意事项2.8.4室内给排水施工图识图2.8.5室内给排水系统现行施工及验收规范2.8室内给排水系统施工及识图1.给水管道穿越建筑物的基础给水管道穿越建筑物的基础有两种情况，一种是从建筑物的浅基础下通过，另一种是穿越承重墙或基础，其敷设方法分别见图2.79和图2.80，其中任一情况都必须保护引入管不致因建筑物沉降而受到破坏，为此在管道穿过基础墙壁部分需预留大于引入管直径200mm的孔洞，在管外填充柔性或刚性材料，或者采取预埋套管、砌分压拱或设置过梁等措施。在地下水位高的地区，引入管穿地下室外墙或基础时，应采取防水措施，如设防水套管。2.8.1室内给排水系统施工与土建工程施工的配合图2.79管道穿浅基础图2.80管道穿深基础2.给水管道施工及对土建施工要求给水管道施工及对土建施工要求室内给水管道施工包括引入管(进户管)、水平干管、立管、支管以及各类用具的配水龙头等。(1)引入管安装给水引入管是由室外管线接入室内给水系统间的管段。应包括水表井和穿越建筑物基础。管道材料按设计图纸规定选用，一般管径D75mm，常采用铸铁管。引入管一般接自城市给水管网，具体施工分为停水作业和不停水作业。接入引水管应尽量减少停水时间，以免影响其他用水户。停水作业：若需停水从室外管线上断管引接支管，事前应办理有关开工手续。将停水范围、时间及时通知有关用户。引接支管方法与管径大小和管材种类有关。镀锌钢管上引接支管。将需要引接引入管的管段锯切一段长度，在沟内套丝，然后与三通、短管和活接头连通，如图2.81所示。上述方法需要在沟内锯管，套丝和组装，占用接管时间长。经多年实践，研制一种特制柔性接管三通，如图2.82所示。这种方法在接支线管段上锯掉一节长L0的管段，套上这种特制三通，在接口处热上橡胶垫，拧紧锁母，即可通水，不必在被锯管上套丝，因此，这种接管方法停水时间短，操作简便。图2.81断管接支管1.三通；2.短管；3.活接头图2.82特制三通1.特制三通；2.橡胶垫；3.锁母 铸铁管上引接支管。 从铸铁管上引接支管，采用停水断管，然后增加三通的方法施工，其断管长度可按公式(2.32)计算：L ll1 (2.32)式中：L断管长度(m)；l 三通管承插口间总长度(m)；l1 断管时的让出量，按管径不同查表2.28。不停水作业：不停水接支管作业方法，可改善施工条件，用水户不受影响，管中水质也不会受到污染，是一种较好的安装方法。不停水接支管的方法，应根据管材、管径和使用配件的不同，有多种方式。下面介绍一种用管鞍法引接管径80400mm的施工方法。其装置如图2.83所示。图2.83不停水作业装置1.管子；2.管鞍；3.橡胶垫；4.闸阀；5.钻架；6.钻头；7.手轮；8.电动机在给水管上，安装一个管鞍，在管壁待开孔四周装上密封橡胶垫，卡紧管鞍，然后在管鞍一侧装闸阀，闸阀开启后，阀瓣不影响钻头作业。钻架固定在闸阀上，并垫牢固。钻架配上有钻孔工具和传动机构，实现机械化作业。钻头进入靠电动机或手轮操作。钻孔时，钻头上的中心钻尖先把管壁钻穿，起到定位的作用，同时也防止钻透后，钻掉下的铁块掉入管内。钻孔完成后，当即将钻头退出闸阀，并将闸阀关闭，防止管内水外泄，然后拆除钻架，钻孔作业即告完成。即可在闸阀上引接支管。在引入管上应设有水表和水表井，用以计量用水量。水表井应设置在便于检修，查表方便，不易受冻的位置。水表的安装，分为设置旁通管和不设旁通管两种形式。对于设有消火栓的建筑物和因断水而影响生产的工业厂房，仅有一根引入管时，应设旁通管，一般情况下可不设旁通管。水表与管道连接方法有螺纹和法兰盘两种形式，采用哪种方法取决于水表本身接口形式。(2)立管安装立管是将引入管的水引向各楼层的管道，立管一般在首层出地面后150l000mm内设置闸阀，以利维修。立管穿越楼层时，应在楼层上预留孔洞，孔洞尺寸不宜过大，各层间的预留的孔洞要上下相对，不得错落不均。为了安装与维修的方便，立管管壁距离壁面(粉刷后的壁面)有一定的距离，其尺寸如表2.29所列。立管通过楼板时，应加套管。套管必须高出楼层1020mm，以免上层的水沿管孔流到楼下。安装立管时，不能将管接头赶到楼板内，并应在管道的一定长度外设置活接头，以便拆卸时有活动的余地，在某些位置还必须同时设置两个活接头，如闸阀井内及两端被固定、中间安装闸阀时，但也不宜多设，以减少漏水的可能性。(3)室内干管及支管安装室内干管是将水输送到室内用户的主要管道。根据建筑物的性质和卫生标准不同，管道敷设可分为明装和暗装。施工时，应注意以下几点：要与土建施工密切配合，按需要尺寸预留孔洞。管道安装宜在抹灰前完成，并进行水压试验，检查严密性。各种闸门、活动部件不得埋入墙内。支管一般沿墙敷设，并设有2%5%的坡度，坡向立管或配水点。支管与墙壁之间用钩钉或管卡固定，固定点要设在配水点附近。5.管道的防腐和保温管道的防腐和保温为使室内给水系统能在较长年限内正常工作，除应加强维护管理外，在施工过程中还需要采取如下一系列措施。(1)防腐腐蚀的危害性较大，它使钢铁和其他宝贵的金属变为废品。在敷设的金属管道中，常因为被腐蚀而引起漏水、漏气，既浪费资源，又影响生产。因此，为保证正常工作，延长系统的使用寿命，除合理选材外，采取有效防腐措施也是非常重要的。不论明装或暗装的管道和设备，除镀锌钢管外都必须做防腐处理。常用材料有：防锈漆、面漆、沥青和稀释剂如汽油、煤油、醇酸稀料、松香水、香蕉水、酒精及其他辅助材料如高岭土、七级石棉、石灰石粉、滑石粉、玻璃丝布、矿棉纸、牛皮纸、塑料布、油毡等。常用机具有空气压缩机、喷枪、砂轮机、除锈机、刮刀、锉刀、钢丝刷、砂布、砂纸、油漆刷、棉丝、沥青锅等。管道及设备防腐的操作工艺流程为首先将管道、设备及容器清理、除锈，然后进行防腐刷油。管道、设备及容器清理、除锈的方法有：人工除锈，即用刮刀、锉刀将管道、设备及容器表面的氧化皮、铸砂除掉，再用钢丝刷将管道、设备及容器表面的浮锈除去，然后用砂纸磨光，最后用棉丝将表面擦净。机械除锈，即先用刮刀、锉刀将管道表面的氧化皮、铸砂去掉，然后个人在除锈机前，个人在除锈机后，将管道放在除锈机内反复除锈，直至露出金属本色为止。在刷油前，用棉丝再擦一遍，将管道表面的浮灰等去掉。喷砂除锈是用压力为0.40.6MPa的压缩空气将12mm的石英沙喷射到管道、设备及容器的表面上，靠沙子的冲击力撞击金属表面，能除去表面的锈层、氧化皮、旧漆层和其他污物，又能使金属表面形成均匀的小麻点，这样可增加油漆的附着力，提高防腐效果和使用寿命。操作过程中喷砂方向尽量与现场风向一致。喷嘴与管子、设备及容器表面成70夹角，并距表面100150mm。管道、设备及容器防腐刷油。管道、设备及容器防腐刷油一般按设计要求进行防腐刷油，当设计无要求时，应按下列规定进行：明装管道、设备及容器必须先刷一道防锈漆，待交工前再刷两道面漆。如有保温和防结露要求刷两道防锈漆即可，镀锌钢管外露螺纹处刷l2道防锈漆，交工前再刷l2道面漆；暗装管道、设备及容器刷两道防锈漆，镀锌钢管外露螺纹处刷两道防锈漆；埋地钢管做防腐层时，其外壁防腐层的做法可按表2.30的规定进行。油漆使用前，应先搅拌均匀。手工涂漆是用刷子将油漆涂刷在金属表面，每层应往复进行，纵横交错，并保持涂层均匀，不得漏涂或有流淌现象。对于管道安装后不易涂漆的部位，应预先涂漆，第二道油漆必须待第一道漆干透后再刷；机械喷涂时喷射的漆流应和喷漆面垂直，喷漆面为平面时，喷嘴与喷漆面应相距250350mm，喷漆面如为圆弧面，喷嘴与喷漆面的距离应为400mm左右。喷涂时，喷嘴的移动应均匀，速度宜保持在1018m/min，喷漆使用的压缩空气压力为0.20.4MPa，喷漆时，涂层厚度以0.30.4mm为宜，喷涂后，不得有流挂和漏喷现象，涂层干燥后，需用砂纸打磨后再喷涂下一层，目的是为了打掉油漆层上的粒状物，使油漆层平整，并可增加与下一层油漆层之间的附着力，为了防止漏喷，前后两次油漆的颜色配比可略有区别。(2)保温保温是减少系统热量向外传递而采取的一种工艺措施。其主要目的是减少热量的损失，节约能源，提高系统运行的经济性。此外，对于热水设备和管道，保温后能改善四周的劳动条件，并能避免或保护运行操作人员不被烫伤，实现安全生产。保温材料应具有导热系数小，具有一定的强度，能耐一定的温度，对潮湿、水分的侵蚀有一定的抵抗力，不应含有腐蚀性的物质，造价低、不易燃、便于施工。保温材料有：泡沫混凝土、珍珠岩、姬石、石棉瓦块、岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硬聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料管壳、聚苯乙烯泡沫塑料、岩棉、矿渣棉、玻璃棉等，以及铅丝网、石棉灰、硅藻土、石棉硅藻土、草绳等其他材料。保护层材料有麻刀、白灰或石棉、水泥、玻璃丝布、塑料布、浸沥青油的麻袋布、油毡、工业棉布、铝箔纸、铁皮等。保温常用机具有砂轮刀割机、电焊机、手电钻、钢剪、布剪、美工刀、手锤、篓子、弯钩、螺丝刀、老虎钳、铁锹、灰捅、平抹子、圆弧抹子、钢卷尺、钢针、靠尺等。保温操作工艺：用预制瓦块做保温时：将各种预制瓦块运到施工地点，在沿管线散瓦时必须确保瓦块的规格尺寸与管道的管径相配套。安装保温瓦块时，应将瓦块内侧抹510mm的石棉灰泥，作为填充料。预制瓦块的纵缝搭接应错开，横缝应放在上下方位置上。预制瓦块根据直径大小选用1820#镀锌铅丝进行绑扎，固定铅丝间距为150200mm，且距瓦块的边缘为50mm。绑扎接头不宜过长，并将接头板倒插入瓦块内。绑扎完后，应用石棉灰泥将缝隙处填充、勾缝，外面用抹子抹平。在直线管段上每隔57m应留一条间隙为5mm的膨胀缝；在弯管处管径小于或等于300mm应留一条间隙为2030mm膨胀缝；膨胀缝用石棉绳或玻璃棉填塞。用管壳制品作保温层时：一般由两人配合，一人将管壳缝剖开对包在管上，两手用力挤压，另外一人缠裹保护层，缠裹时用力要均匀，压茬要平整，粗细要一致。也可先将管壳用铅丝扎牢后，再缠裹保护层。若采用不封闭的玻璃丝布作保护层时，要将毛边折叠，不得外露。用卷材作保温层时：应先将材料按照管子外壁的周长加搭接长度的总长，将料裁好。包扎顺序应由下往上包扎在管子上，将搭接缝留在上部或在管子内侧，搭接宽度4050mm。保温厚度不够时可继续加层，横向搭接缝若有间隙，可用相同卷材填塞。用石棉灰、硅藻土、石棉硅藻土等粉粒状的保温材料做保温层时：先将粉状的保温材料和水调制成胶泥状准备涂抹，在保温管上均匀的缠上草绳，直接将胶泥往草绳表面涂抹。若第一次抹的厚度不够，可待其稍干燥后再抹第二遍，直至达到要求的厚度为止。也可把调好的保温材料摔制成团，将其直接贴在管子上，然后再用草绳缠住胶泥，草绳表面最后抹一层保护层。立管保温时，其层高小于或等于5m，每层应设一个支撑托盘；层高大于5m，每层应不少于2个。支撑托盘应焊在管壁，其位置应在立管卡子上部200mm处，托盘直径不大于保温层的厚度。管道附件的保温，除寒冷地区室外架空管道及室内防结露保温的法兰、阀门等附件按设计要求保温外，般法兰、阀门等不应保温，并在其两侧应留有7080mm的间隙。在保温端部抹6070的斜坡。设备、容器上的人孔、手孔及可拆卸部件的保温层端部应做成45斜坡。保温管道的支架处应留有膨胀伸缩缝，并用石棉绳或玻璃棉填塞。1.管洞口管洞口室内给水排水管道施工与土建关系非常密切，尤其是高层建筑给水排水管道的施工，配合土建施工更为重要。对于一般的低层建筑，由于冲击电钻等机具的使用，使得根据施工安装要求进行现场打孔穿洞变得容易。但是为了保证整个工程质量，加快施工进度，减少安装工程打洞及土建单位补洞工作量，防止破坏建筑结构，在土建施工过程中，宜密切配合土建施工进行预埋或预留孔洞。2.8.2卫生洁具及管道安装对土建施工要求卫生洁具及管道安装对土建施工要求(1)现场预埋法现场预埋的优点是可以减少留洞留槽或打洞的工作量，但对施工技术要求较高，施工时必须弄清楚建筑物各部尺寸，预埋要准确。适合于建筑物地下管道、各种现浇钢筋混凝土水池或水箱等的管道施工。如土建砌筑基础时，将给水引入管及排水排出管安装好，土建砌筑墙体时，安装给水排水立管，在土建浇捣混凝土楼板时，立管已超出楼板。(2)现场预留法这种施工方法的优点是避免了土建与安装施工的交叉作业以及安装工程面窄常造成窝工现象。它是建筑给水排水管道工程施工常用的一种方法。为了保证预留孔洞的正确，在土建施工开始时，安装单位应派专人根据设计图纸的要求，配合土建预留孔洞，土建在砌筑基础时，可以按表2.31中给出的尺寸预留孔洞。土建浇筑楼板之前，较大孔洞的预留应用模板围出；较小的孔洞一般可用短圆木或竹筒牢牢固定在楼板上；预埋的铁件可用电焊固定在图纸所规定的位置上，无论采用何种方式预留预埋，均须固定牢靠，以防浇捣混凝土时移动错位，保证孔洞大小和平面位置的正确。立管穿楼板预留孔洞尺寸可按表2.32进行预留。给水排水立管距墙的距离可根据卫生器具样本以及管道施工规范确定。(3)现场打洞法这种施工方法的优点是便于管道工程的全面施工，在避免了与土建施工交叉作业的同时，运用优良的打洞机具，如冲击电钻(电锤)，使打洞既快又准确。它是一般建筑给水排水管道施工的常用方法。施工现场是采取管道预埋、孔洞预留或现场打洞一般受建筑结构要求、土建施工进度、工期、安装机具配置、施工技术水平等影响。施工时，可视具体情况，决定以哪种方式为主。实际上，建筑给水排水管道施工常常是3种方法兼而有之。2.吊顶内管道吊顶内管道室内给水管道敷设在吊顶内时，应考虑冬季的防冻措施(保温)，安装之前应将管道支架安装好，管道支架必须装设在规定的标高上，一排支架的高度、形式、离墙距离应一致。为减少高空作业，管径较大的架空敷设管道，应在地面上进行组装，将分支管上的三通、四通、弯头、阀门等装配好，经检查尺寸无误，即可进行吊装。吊装时，吊点分布要合理，尽量不使管子过分弯曲。各段管子起吊安装在支架后，立即用螺栓固定好，以防坠落。3.成品保护1)管道及设备的保温，必须在地沟及管井内已进行清理。不再有下道工序损坏保温层的前提下，方可进行保温。一般管道保温应在水压试验合格，防腐已完成后方可施工，不能颠倒工序。保温材料进入现场不得被雨淋或存放在潮湿场所。保温后留下的碎料，应由负责保温施工的有关人员自行清理。明装管道的保温，土建若喷浆在后，应有防止污染保温层的措施。如有特殊情况需拆下保温层进行管道处理或其他工种在施工中损坏保温层时，应及时按原要求进行修复。2)已做好防腐层的管道及设备之间要隔开，以免互相黏连，破坏防腐层。刷油前先清理好周围环境，防止尘土飞扬，保持场地清洁，如遇大风、雨、雾、雪等天气不得露天作业。涂漆的管道、设备及容器，漆层在干燥过程中应防止冻结、撞击、震动和湿度剧烈变化。1)冷热水管上下平行安装，热水管应在冷水管上面；垂直并行安装，热水管应在冷水管左侧，其管中心距为80mm；在卫生器具上安装冷、热水龙头，热水龙头应安装在左侧。2)保温。为了减少散热，热水系统的配水干管、水加热器、贮水罐等，一般要进行保温。保温所用绝热材料及施工方法与给水管道保温相同。3)热补偿与排气。热水供应系统中所有横支管应有与水流相反的坡度，便于泄水和排气，坡度一般为0.003，但不得小于0.002。2.8.3热水供应系统施工中应注意事项热水供应系统施工中应注意事项横干管直线段应设置足够的伸缩器。上行式配水横干管的最高点应设置排气装置、管网最低点设置泄水阀门或丝堵，以便泄空管网存水。对于下行上给全循环管网，为了防止配水管网中分离出的气体被带回循环管，应将每根立管的循环管始端都接到其相应配水立管最高点以下0.5m处。一般干管离墙距离远，立管离墙距离近，为了避免热伸长所产生的应力破坏管道，两者连接点常用图2.84所示的连接方法。当楼层较多时，这样的连接方法还可改善立管热胀冷缩的性能。图2.84干管与立管离墙距离不同的连接方法1.干管；2.立管；3.螺纹弯头1.室内给排水施工图的内容室内给排水施工图的内容建筑给排水施工图是工程项目中单位工程的组成部分之一。它是基本建设概预算中施工图预算和组织施工的主要依据文件，也是国家确定和控制基本建设投资的重要依据材料。建筑给排水工程施工图，根据设计任务的要求，应包括平面布置图、系统图(轴测图)、施工详图、施工说明及主要设备材料表等。室外小区给排水工程，根据工程内容还应包括管道纵断面图、污水处理构筑物详图等。2.8.4室内给排水施工图识图室内给排水施工图识图(1)平面布置图根据建筑规划，在设计图纸中，用水设备的种类、数量、垃圾，要求的水质、水量，均要做出给水和排水管道平面布置；各种功能管道、管道附件、卫生器具、用水设备，如消火栓箱、喷头等，均应用各种图例(详见制图标准)表示；各种横干管、立管、支管的管径、坡度等，均应标出。平面图上管道都用单线绘出，沿墙敷设不注管道距墙面距离。一张平面图上可以绘制几种类型管道，一般来说给水和排水管道可以在一起绘制。若图纸管线复杂，也可以分别绘制，以图纸能清楚表达设计意图而图纸数量又很少为原则。建筑内部给排水，以选用的给水方式来确定平面布置图的张数；底层及地下室必绘；顶层若有高位水箱等设备，也必须单独绘出。建筑中间各层，如卫生设备或用水设备的种类、数量和位置都相同，绘一张标准层平面布置图即可；否则，应逐层绘制。各层图面若给水、排水管垂直相重，平面布置可错开表示。平面布置图的比例，一般与建筑图相同。常用的比例尺为1100；施工详图可取150120。在各层平面布置图上，各种管道、立管应编号标明。(2)系统图系统图，也称“轴测图”，其绘法取水平、轴测、垂直方向，完全与平面布置图比例相同。系统图上应标明管道的管径、坡度，标出支管与立管的连接处，管道各种附件的安装标高。标高的0.00应与建筑图一致。系统图上各种立管的编号，应与平面布置图相一致。系统图均应按给水、排水、热水等各系统单独绘制，以便于施工安装和概预算应用。系统图中对用水设备及卫生器具的种类、数量和位置完全相同的支管、立管，可不重复完全绘出，但应用文字标明。当系统图立管、支管在轴测方向重复交叉影响识图时，可断开移到图面空白处绘制。建筑居住小区给排水管道，一般不绘系统图，但应绘管道纵断面图。(3)施工详图凡平面布置图、系统图中局部构造因受图面比例限制而表达不完善或无法表达的，为使施工概预算及施工不出现失误，必须绘出施工详图。通用施工详图系列，如卫生器具安装、排水检查井、雨水检查井、阀门井、水表井、局部污水处理构筑物等，均有各种施工标准图，施工详图首先采用标准图。绘制施工详图的比例，以能清楚绘出构造为根据选用。施工详图应尽量详细注明尺寸，不应以比例代替尺寸。(4)设计施工说明及主要材料设备表用工程绘图无法表达清楚的给水、排水、热水供应、雨水系统等管材、防腐、防冻、防露的做法；或难于表达的诸如管道连接、固定、竣工验收要求、施工中特殊情况技术处理措施；或施工方法要求严格必须遵守的技术规程、规定等，可用文字写出设计施工说明，写在图纸中。工程选用的主要材料及设备表，应列明材料类别、规格、数量，设备品种、规格和主要尺寸。此外，施工图还应绘出工程图所用图例。所有以上图纸及施工说明等应编排有序，写出图纸目录。2.室内室内给排水施工排水施工图阅读实例例(1) 室内给水平面图的阅读图2.85是一住宅楼的给水平面图。从图2.85(a)一层给水平面图中可以看到：两个给水入口J/1J/2均在住户厨房北侧外墙引入。穿过北侧外墙的给水管沿外墙走一水平管段后，在洗涤池处立起，每户均从立管上接出一水平支管。在该水平支管上依次安装有乙止阀、水表及卫生器具用水龙头。在入口J/2的给水系统上还接出一根消防立管，在消防立管上接出的水平支管与室内消火栓连接。两根给水立管的编号分别以JL1、JL2表示，给水户线引入管的编号分别是：J/1、J/2，各户引入管的管径分别为DN50、DN100，消防立管的编号以XL1表示，各户线引入管的平面位置也有清楚的标注。在图2.85(b)二八层给水平面图中可以看到，各给水立管从一层引上后，直通八层，其他内容除去给水户线引入管等水平干管外，与一层给水平面图的内容基本相同。(2)室内给水系统图的阅读图2.86是给水系统图。从图中可以看出，各给水水平干管均从1.87m相对标高处由室外引入室内，然后上引到0.15m标高处拐弯，水平敷设至洗涤池处立起，穿过一层顶板直到20.60m标高处拐弯，再沿墙水平敷设。在该水平支管上依次安装有乙止阀、水表及洗涤池给水龙头，支管过水龙头后接一个三通，三通的一端为淋浴器用水预留头，用丝堵封口。另一端向上接支立管。支立管在22.10m标高处拐弯沿墙水平敷设到卫生间。在卫生间内向下引到20.60m标高处拐弯水平敷设，并分别与浴盆水龙头、坐便器冲洗水箱、洗脸盆给水龙头、洗衣机给水龙头相接。为了图面清晰简洁，绘图时采用省略手法，用引出线加文字来说明省略部分与五层相同。图2.86给水系统图入口J/2的给水管由室外引入室内立起后，在0.60m标高处接出消防干管与消防立管连接。消防立管0.50m 高处设一蝶阀，供检修时使用。每层室内消火栓栓口到楼面的距离均为1.10m。从图中还可以看出，各给水系统入口处的水压分别是0.37MPa和0.42MPa，设计秒流量分别是1.06L/s和6.06L/s；室内外标高差为0.67m，楼层高度均为2.80m；从给水立管引出的水平支管管径均为DN15，立管的管径为DN40、DN25两种，消防立管的管径为DN100，支管管径均为DN70；各立管的编号分别与平面图中立管的编号相对应。(3) 室内排水平面图的阅读图2.87为住宅楼的室内排水平面图，从图2.87(a)一层排水平面图中可以看到：排水系统的四根户线排出管均在北侧外墙引入，厨房洗涤池的污水直接接入排水立管，再经户线排出管排出室外。卫生间各卫生器具的污水先分别接入排水横支管，排水横支管又接入排水立管，再经户线排出管排出。四根排水立管的编号分别以PL1、PL2、PL3、PL4表示。排水户线排出管的编号分别是：P/1、P/2、P/3、P/4。各户线排出管的管径均为DN150。各户线排出管的平面位置也有清楚的标注。从图2.87(b)二八层排水平面图中可以看到，各排水立管从一层引上后，直通八层屋面，其他内容除去排水户线排出管等水平干管外，与一层排水平面图的内容基本相同。(4) 室内排水系统图的阅读图2.88的排水系统图表明，污水分四路通过排出管P/1、P/4和P/2、P/3排出室外，其中厨房排水通过P/1、P/4排出管排出，卫生间排水通过P/2、P/3排出管排出。每一系统均要分别绘制系统图，因该工程的排水系统为对称布置，所以图中只画出了P/3与P/4两个排水系统(P/2排水系统与P/3排水系统对称相同，P/1排水系统与P/4排水系统对称相同)。从图2.88可以看出，各层厨房洗涤池的排水由排水栓、P型存水弯和管径为DN40的排水横支管在楼板上接入排水立管；各层卫生间的浴盆、洗衣机，坐便器、洗脸盆的排水分别由排水栓、地漏、器具排水管等配件接入楼板下的排水横支管，排水横支管再接入排水立管，各排水立管的一、四、六、八层均设有检查口(其中心距楼板面1.00m)。各排水立管顶端均伸出屋面0.70m，上部接风帽，下端与户线排出管连接。各户线排出管均以一定的坡度，从1.55m相对标高处由室内引到室外。图2.88排水系统图排水立管和排水横支管的管径为DN100，户线排出管的管径为DN150，地漏规格均为DN50。另外，在各器具排水管端部，均用文字标示出与那种卫生器具相接，排水横支管和户线排出管的坡度可以设计说明中查到，坡向如箭头所示。室内外标高差为0.67m，楼层高度均为2.80m，各立管的编号应分别与平面图中立管的编号相同。在室内给排水工程的施工及验收时，应根据工程内容，严格遵守建筑给排水工程施工质量验收规范(GB50242-2002)的规定。1.室内给水系统安装室内给水系统安装(1)一般规定1)室内给水管道的工作压力不大于0.6MPa(表压)。2)给水管道应采用与管材相适应的管件。3)给水引入管与排水排出管的水平净距离不得小于1m。室内给水与排水管道平行铺设时，两管间的最小水平净距为500mm，交叉铺设时，垂直净距为150mm，给水管应铺在排水管上面，如给水管必须铺在排水管下面时，应加套管，套管长度应不小于排水管径的3倍，煤气管道引入管与给水管道的水平距离不应小于1m，与排水管道的水平距离不应小于1.5m。4)室内给水管道试验压力不应小于0.6MPa，生活饮用水和生产、2.8.5室内给排水系统现行施工及验收规范室内给排水系统现行施工及验收规范消防合用的管道，试验压力应为工作压力的1.5倍，但不得超过1.0MPa，水压试验时，在10分钟内压力降不大于0.05MPa，然后将试验压力降至工作压力作外观检查，以不漏为合格。(2)给水管道及附件安装1)镀锌钢管应采用螺纹连接，被破坏的镀锌层表面及螺纹露出部分，应做防腐处理。2)给水横管宜有0.0020.005的坡度坡向泄水装置。3)给水立管和装有3个或3个以上配水点的支管始端，均应安可拆装的连接件。4)水表应安装在便于检修、不受曝晒、污染和冻结的地方，螺翼式水表前与阀门应有810倍水表直径的直线管段，其他水表的前后应有不小于300mm的直线管段。5)设有消火栓的建筑物和因断水影响生产的工业企业建筑物，只有一条引入管，应绕水表安装旁通管。6)明装在室内的分户水表，表外壳距墙表面不得大于30mm，表前后直线管段长度大于300mm时，其超出管段应煨弯沿墙敷设。7)饮用水管道在使用前应用含2030mg/L游离氯的水灌满管道进行消毒，含氯水在管中应留置24h以上，再用饮用水冲洗，并经有关部门取样检验水质未被污染，方可使用。2.室内排水系统安装室内排水系统安装(1)一般规定1)生活污水管道应使用排水铸铁管、缸瓦管、陶土管和排水塑料管。2)承插管道的接口，应以麻丝填充，用水泥或石棉水泥打口，不得用一般水泥砂浆抹口。空调房间风机盘管的排水管，如需接向室内管道，宜在排水管上安装截止阀，并在接往管道前设置水封。(2)管道安装排水管道的横管与横管、横管与立管的连接，应采用45三通或45四通和90斜三通或90斜四通。立管与排出管端部的连接，宜采用两个45弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90弯头。排水管道上的吊钩或卡箍应固定在承重结构上。固定件间距：横管不得大于2m，立管不得大于3m。层高小于或等于4m，立管可安1个固定件，立管底部的弯管处应设支墩。安装排水塑料管，必须按设计要求的位置和数量装设伸缩器。承插排水塑料管的接口，应用黏接剂黏牢。饮食工业工艺设备引出的排水管及饮用水水箱的溢流管，不得与污水管道直接连接，并应留出不小于100mm的隔断空隙。安装污水中含油较多的排水管道，如设计无要求，应在排水管上设置隔油井。安装未经消毒处理的医院含菌污水管道，不得与其他排水管道直接连接。通向室外的排水管，穿过墙壁或基础必须下返时，应用45三通和45弯头连接，并应在垂直管段顶部设清扫口。暗装或埋地的排水管道，在隐蔽前必须做灌水试验，其灌水高度应不低于底层地面高度，满水15min后，再灌满延续5min，液面不下降为合格。3.卫生器具安装卫生器具安装(1)一般规定1)卫生器具的连接管应均匀一致，不得有凹凸等缺陷。2)卫生器具的安装，宜采用预埋螺栓或膨胀螺栓固定，如用木螺丝固定，预埋的木砖须做防腐处理，并应凹进净墙面10mm。3)卫生器具支、托架的安装须平整、牢固，与器具接触紧密。4)安装完的卫生器具，应采取保护措施。(2)卫生器具安装1)位置正确，单独器具允许偏差10mm，成排器具允许偏差5mm。2)安装平直，垂直度的允许偏差不得超过3mm。3)安装高度允许偏差：单独器具10mm，成排器具5mm。4)小便槽冲洗管，应采用镀锌钢管或硬质塑料，冲洗孔应斜向下安装，同墙面成45角。5)有饰面的浴盆，应留有通向浴盆排水口的检修门。6)安装电加热器，应有接地保护装置，试验时，应注满冷水后再通电启动。思考题2.1室外给水系统由哪几部分组成？2.2室外排水系统由哪几部分组成？2.3简述室内给水系统的组成和分类？2.4室内给水方式有哪几种，分别应用在什么情况下？2.5给水管道常用管材及连接方式是什么？2.6简述室内给水水力计算的步骤。2.7室内给水系统所需的水压怎样确定？2.8给水管道的管径如何确定？2.9室内消防给水分为哪几类？2.10普通消火栓消防布置应注意什么问题？2.11高层建筑消防给水方式有什么特点？2.12热水供应系统的形式有哪几种？2.13排水系统由哪几部分组成？2.14排水系统用的管材及管件有哪几种？2.15排水系统管径如何确定？2.16给排水系统施工时应注意什么问题？2.17给排水系统施工图图纸内容有哪些？2.18为什么排水系统要设置通气管？ 第三章供 暖 工 程人们在日常生活和社会生产中需要大量的热量。将人们在日常生活和社会生产中需要大量的热量。将自然界中的能量直接或间接地转化为热能以满足人们需要自然界中的能量直接或间接地转化为热能以满足人们需要的科学技术，称为热能工程。利用热媒的科学技术，称为热能工程。利用热媒载热体载热体( (如水、如水、水蒸气或其他介质水蒸气或其他介质) )将热能从热源输送到各用户的工程技将热能从热源输送到各用户的工程技术称为供暖工程。术称为供暖工程。3.1室内采暖3.2采暖系统所用管材、管件、阀门及采暖设备3.3室内采暖施工3.4室内采暖施工图识图和通暖调试3.5室外采暖管道3.6锅炉房施工3.7采暖系统的设计计算室内采暖就是用人工方法向室内供给相应的热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活或工作条件的工程技术。3.1.1采暖系统的组成及其分类3.1.2热水采暖系统3.1.3高温高压热水采暖系统简介3.1.4蒸汽采暖系统3 . 1 室内 采 暖1.采暖系统的组成采暖系统的组成所有采暖系统都是由热的制备(热源)、热媒输送(热网)和热媒利用(散热设备)三个主要部分组成，如图3.1所示。图3.1热水采暖系统示意图1.热水锅炉；2.散热器；3.热水管道；4.循环水泵；5.膨胀水箱3.1.1采暖系统的组成及其分类2.采暖系统的分类采暖系统可根据热媒、设备及系统形式分类。(1)按热媒种类分类1)热水采暖系统。以热水为热媒的采暖系统，主要应用于民用建筑。2)蒸汽采暖系统。以水蒸气为热媒的采暖系统，主要应用于工业建筑。3)热风采暖系统。以热空气作为热媒向室内供应热量的采暖系统，主要应用于大型工业车间。(2)按设备相对位置分类1)局部采暖系统。热源、热网、散热器三部分在构造上合在一起的采暖系统。2)集中采暖系统。热源和散热设备分别设置，用热网相连接，由热源向各个房间或建筑物供给热量的采暖系统。3)区域采暖。由一个热源向几个厂区或城镇集中供应热能的系统。(3)按系统敷设方式分按系统管道的敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。(4)按组成系统的各个立管环路总长度是否相同分1)异程式系统。通过各个立管的循环环路的总长度不相等的系统。2)同程式系统。通过各个立管的循环环路的总长度相等的系统。(5)按供、回热媒方式的不同分类1)单管系统。热水经立管或水平管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统。2)双管系统。热水经供水立管或水平供水管平行的分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统。在热水采暖系统中热媒为水。从卫生条件和节能等考虑，民用建筑应采用热水作为热媒。热水采暖系统也用在生产厂房及辅助建筑物中。1.热水采暖系统分类(1)按系统循环动力分自然(重力)循环系统靠水的密度差进行循环的系统，称为自然循环系统。机械循环系统靠机械力(水泵)进行循环的系统，称为机械循环系统。(2)按热媒温度的不同分可分为低温、高温系统。在我国水温低于或等于100的热水称为低温热水，水温超过100的热水称为高温热水，室内热水采暖系统大多数采用低温水作热媒，设计供回水温度多采用95/70，高温水采暖系统一般在工业厂房中应用。设计供回水温度大多采用120130/7080。1.自然循环系统自然循环系统(1)自然循环热水采暖的工作原理及其作用压力图3.2是自然循环热水采暖系统的工作原理图。在图中假设整个系统只有一个放热中心1(散热器)和一个加热中心2(锅炉)，用供水管3和回水管4把锅炉与散热器相连接。在系统的最高处连接膨胀水箱5，用它容纳水在受热后膨胀而增加的体积。在系统工作之前先将系统中充满冷水。当水在锅炉内被加热后密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回水的驱动，使热水沿供水干管上升流入散热器。在散热器内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉，这样形成如图3.2中箭头所示的方向循环流动。3.1.3.1.2热水采暖系统由此可见，自然循环热水采暖系统的循环作用压力的大小取决于水温(水的密度)在循环环路的变化状况。在分析作用压力时，先不考虑水在沿管路流动时的散热而使水不断冷却的因素，认为在图3.2中的循环环路内水温只在锅炉和散热器两处发生变化。图3.2自然循环热水采暖系统工作原理图1.散热器；2.热水锅炉；3.热水管路；4.回水管路；5.膨胀水箱设P1和P2分别表示A-A断面右侧和左侧的水柱压力，则P1g(h0hhhh1g)P2g(h0hhgh1g)断面A-A两侧之差值，即系统的循环作用压力为PP1P2gh(hg)(3.1)式中：P自然循环系统的作用压力(Pa)；g重力加速度，取9.81m/s2；h冷却中心至加热中心的垂直距离(m)；h回水密度(kg/m3)；g供水密度(kg/m3)。由式(3.1)可见，起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。如供回水温度为95/70，则每m高差可产生的作用压力为gh(hg)9.81(977.81961.92)156Pa(2)自然循环热水采暖系统的主要形式自然循环热水采暖系统，主要分为双管和单管两种形式。图3.3(a)为双管上供下回式系统，图3.3(b)为单管上供下回顺流式系统。上供下回式自然循环热水采暖系统管道布置的一个主要特点是：系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡度，其坡度宜采用0.5%1.0%；散热器支管的坡度一般取1%。这是为了使系统内的空气能顺利的排除。若系统中积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。在自然循环系统中，水的流速较低，水平干管中流速小于0.2m/s，而空气气泡在干管中的浮升速度为0.10.2m/s，在立管中约为0.25m/s，因此，在上供下回式自然循环热水采暖系统充水和运行时，空气能逆着水流方向，经过供水干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。为使系统顺利排除空气和在系统停止运行或检修时能通过回水干管顺利地排水，回水干管应有沿水流向锅炉方向下降的坡度。图3.3自然循环采暖系统(a)双管上供下回式；(b)单管顺流式1.总立管；2.供水干管；3.供水立管；4.散热器供水支管；5.散热器回水支管；6.回水立管；7.回水干管；8.膨胀水箱连接管；9.充水管(接上水管)；10.泄水管(接下水管)；11.止回阀(3)不同高度散热器环路的作用压力在如图3.4所示的双管系统中，由于供水同时在上、下两层散热器内冷却，形成了两个并联环路和两个冷却中心。它们的作用压力分别为P1gh1(hg)(3.2)P2g(h1h2)(hg)P1gh2(hg)(3.3)式中：P1通过底层散热器S1环路的作用压力(Pa)；P2通过上层散热器S2环路的作用压力(Pa)。由式(3.3)可见，通过上层散热器环路的作用压力比通过底层散热器的大，其差值为gh2(hg)。由此可见，在双管系统中，由于各层散热器与锅炉中心的高差不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同(不考虑管路沿途冷却的影响)，也将形成上层作用压力大、下层压力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力达到平衡，由于流量分配不均，必然要出现上热下冷的现象。图3.4双管系统在采暖建筑物内同一竖向的各层房间的温度不符合设计要求的温度，而出现上下层冷热不匀的现象，通常称作系统垂直失调。由此可见，双管系统的垂直失调，是由于通过各层的循环作用压力不同而出现的；而且楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，垂直失调就会越严重。自然循环热水采暖系统是最早采用的一种热水采暖方式，已有约200年的历史，至今仍在应用。它装置简单，运行时无噪声和不消耗电能。但由于其作用压力小、管径大，作用范围受到限制。自然循环热水采暖系统通常只能在单幢建筑物中应用，其作用半径不宜超过50m。3.机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统与自然循环系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵，靠水泵提供的机械能使水在系统中循环，如图3.1所示的热水采暖系统简图。它由锅炉、水泵、散热器以及膨胀水箱等组成。系统中的循环水在锅炉中被加热，通过总立管、干管、支管到达散热器。水沿途散热有一定的温降，在散热器中放出大部分所需热量，沿回水支管、立管、干管重新回到锅炉被加热。由于水泵的作用压力较大，因而采暖范围可以扩大。它不仅用于单栋建筑中，也可以用于多栋建筑，甚至发展为区域热水采暖系统。机械采暖系统成为应用最广泛的一种采暖系统。在机械采暖系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管，供水干管应按水流方向设置上升坡度，使气泡随水流方向流动汇集到系统的最高点，通过在最高点设置排气装置集气罐，将空气排出系统外。同时为了使回水能够顺利流回，回水干管应有向锅炉房方向向下的坡度。供回水干管坡度应在0.0020.005范围内，一般采用0.003。在这种系统中，循环水泵一般安装在回水干管上，并将膨胀水箱连在水泵吸入端。膨胀水箱位于系统最高点，它的主要作用是容纳因水受热后所膨胀的体积。当膨胀水箱连在水泵吸入端时，它可使整个系统处于稳定的正压(高于大气压)下工作，这就保证了系统中的水不致被汽化，从而避免了因水气存在而中断水的循环。机械循环热水采暖系统有以下几种主要形式。(1)机械循环上供下回式热水采暖系统上供下回式系统管道布置合理，是最常见的一种布置形式。如图3.5所示，图左侧为双管式系统，图右侧为单管式系统。图3.5左侧的双管系统在管路和散热器连接方式上与自然循环系统没有差别。图3.5右侧立管是单管顺流式系统。单管顺流式系统的特点是立管中全部的水量顺次流入各层散热器。顺流式系统形式简单、施工方便、造价低，是国内目前一般建筑广泛应用的一种形式。它最大的缺点是不能进行局部调节。图3.5机械循环上供下回式热水采暖系统1.热水锅炉；2.循环水泵；3.集气装置；4.膨胀水箱图3.5右侧立管是单管跨越式系统。立管的一部分水量流进散热器，另一部分立管水量通过跨越管与散热器流出的回水混合，再流入下层散热器。与顺流式相比，由于在散热器支管上安装阀门，施工工序增多，使系统造价增高。因此，目前在国内只用于房间温度要求较严格并需要进行局部调节散热量的建筑物。在高层建筑(通常超过六层)中，近年国内出现一种跨越式与顺流式相结合的系统形式，上部几层采用跨越式，下部采用顺流式(如图3.5右侧立管所示)。通过调节设置在上层跨越管段上的阀门开启度，在系统试运转或运行时，调节进入上层散热器的流量，可适当地减轻采暖系统中经常会出现的上热下冷的现象。但这种折中形式并不能从设计角度有效地解决垂直失调和散热器的可调节性能。(2)机械循环下供下回式双管系统如图3.6所示，系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地下室的建筑物中或在平屋顶建筑顶棚下难以布置供水干管的场合，常采用下供下回式系统。与上供下回式系统相比，它有如下特点：1)在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小。2)在施工中，每安装好一层散热器即可采暖，给冬季施工带来很大方便。3)排除系统中的空气较困难。下供下回式系统排除空气的方式主要有两种：通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气(图3.6左侧)，或通过专设的空气管手动或自动集中排气(图3.6右侧)。集气装置的连接位置，应比水平空气管低0.3m以上否则位于上部空气管内的空气不能起到隔断作用，立管中的水会通过空气管串流，因此专设空气管集中排气的方法，通常只在作用半径小或系统压力小的热水采暖系统中应用。图3.6机械循环下供下回式双管系统 1.热水锅炉；2.循环水泵；3.集气装置；4.膨胀水箱；5.空气管；6.冷气阀(3)机械循环中供式热水采暖系统如图3.7所示，从系统总立管引出的水平供水干管敷设在系统的中部。下部系统为上供下回式，上部系统可采用下供下回式双管，见图3.7(a)，也可采用上供下回式单管，见图3.7(b)。中供式系统可避免由于顶层梁底标高过低，致使供水干管挡住顶层窗户的不合理布置，并减轻了上供下回式楼层过多易出现垂直失调的现象；但上部系统要增加排气装置。中供式系统可用于原有建筑物加建楼层或上部建筑面积少于下部建筑面积的场合。图3.7机械循环中供式热水采暖系统(a)上部系统下供下回式双管系统；(b)下部系统上供下回式单管系统(4)机械循环下供上回式(倒流式)采暖系统如图3.8所示，系统的供水干管设在下部，而回水干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。倒流式系统具有如下特点：1)水在系统内的流动方向是自下而上流动，与空气流动方向一致，可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无需设置集中排气罐等排气装置。2)对热损失大的底层房间，由于底层供水温度高，底层散热器的面积减小，便于布置。3)当采用高温水采暖系统时，由于供水干管设在底层，这样可降低防止高温水气化所需的水箱标高，减少布置高架水箱困难。图3.8机械循环下供上回式(倒流式)采暖系统1.热水锅炉；2.循环水泵；3.膨胀水箱(5)异程式系统与同程式系统上述介绍的各种图式在供回水干管走向布置方面都有一个共同点：通过各个立管的循环环路的总长度不相等，这种布置形式为异程式系统。在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多，因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总立管最近的立管即使选用了最小的管径(DN15)，仍有很多剩余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足的问题。在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。为了消除或减轻系统的水平失调，在供回水干管走向布置方面可采用同程式系统。如图3.9所示，通过最近立管的循环环路与通过最远处立管的循环环路的总长度都相等，因此压力损失易于平衡。由于同程式系统具有上述优点，在较大建筑物中常采用同程式系统，但同程式系统管道的金属消耗量通常要多于异程式系统。前面介绍的几种系统均为垂直式系统。图3.9同程式系统1.热水锅炉；2.循环水泵；3.集气罐；4.膨胀水箱(6)水平式系统水平式系统按供水管与散热器的连接方式同样可分为顺流式(图3.10)和跨越式(图3.11)两类。这些连接图式在机械循环和自然循环系统中都可应用。水平式系统的排气方式要比垂直上供下回系统复杂些。它需要在散热器上设置跑风阀分散排气见图3.10(1)和图3.11(1)，或在同一层散热器上部串联一根空气管集中排气见图3.10(2)和图3.11(2)。对较小的系统可用分散排气方式，对散热器较多的系统宜用集中排气方式。图3.10单管水平串联式1.冷气阀；2.空气管图3.11单管水平跨越式1.冷气阀；2.空气管水平式系统与垂直式系统相比，具有如下特点：1)系统的总造价一般要比垂直式系统低。2)管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便。3)有可能利用最高层的辅助空间(如楼梯间，厕所等)架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。这样不仅降低了工程造价，还不影响建筑物外形美观。水平式系统也是在国内应用较多的一种形式。对一些各层有不同使用功能或不同温度要求的建筑物，采用水平式系统便于分层管理和调节。但单管水平式系统在串联散热器很多时，系统运行易出现水平失调，即前端过热而末端过冷。4.热水采暖系统的管路布置室内热水采暖系统管路布置合理与否，直接影响到系统的造价和使用效果。应根据建筑物的具体条件(如建筑平面的外形、结构尺寸等)，与外网连接的形式以及运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走向合理，节省管材，便于调节和排除空气，而且要求各并联环路的阻力易于平衡。采暖系统的引入口宜设置在建筑物和生产厂房辅助性建筑中，系统总立管在房间内的布置不应该影响人们的生活和工作。在布置供、回水干管时，首先应确定供、回水干管的走向。系统应合理分成若干支路，而且尽量使各支路的阻力损失易于平衡。图3.12介绍两个常见的供回水干管的走向布置方式。图3.12(a)为有四个分支路的异程式系统布置方式。它的特点是系统南北分环，容易调节；各环的供、回水干管管径较小，但是如果各环的作用半径过大，容易出现水平失调。图3.12(b)为有两个分支环路的同程式系统布置方式。一般将供水干管的始端放置在朝北向的一侧，而末端设在朝南向一侧。当然还可以采用其他的管路布置方式，应视建筑物的具体情况灵活确定。在各分支环路上，应设置关闭和调节装置。图3.12常见的供、回水干管走向布置方式(a)四个分支环路的异程式系统；(b)两个分支环路的同程式系统1.供水总立管；2.供水干管；3.回水干管；4.立管；5.供水进口管；6.回水出口管对于上供下回式系统，供水干管多设在顶层顶棚下。顶棚的过梁底标高距窗户顶部之间的距离应满足供水干管的坡度和设置集气罐所需的高度。回水干管可设置在地面上，地面上不容许敷设(如过门时)或净空高度不够时，回水干管设置在半通行地沟或不通行地沟内图3.13(a)，也可以采用上绕弯的形式图3.13(b)。采用过门地沟时，地沟上应每隔一定距离设活动盖板，以便于检修。热水采暖系统中存有空气，其排气设备是装在系统最高点的集气罐或自动放风装置。一个系统中的两个环路不能合用一个集气罐，以免热水通过集气罐互相串通，造成流量分配的混乱。图3.13回水干管过门敷设方式5.热水采暖系统安装计量表的要求热水采暖系统安装计量表的要求实施建筑采暖计量收费是由过去按面积收费转向按用热量收费制度的改革，是节约能源、提高住户用热舒适度，改善大气质量和生态环境的重要途径。采用按热计量收费后，可节约能源20%30%。我国自20世纪80年代末和90年代初以来，特别是最近几年，一些供热企业就开始旨在改进供热二次系统，实行按热计量收费的研究和试验，以节约能源，减轻大气污染，促进供热行业面向市场经济。2000年2月18日，“中华人民共和国建设部令”第76号民用建筑节能管理规定第五条中规定：“新建居住建筑的集中采暖系统应当使用双管系统，推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费”。实行供热计量收费是人心所向、势在必行的一件大事，其诸多优点已广泛地被人们所接受。(1)常用仪表1)热表。热表就是计量热量的仪表。它能够测量热水的流量与供回水温差，计算二者乘积并进行累计。热表由一个热水流量计、一对温度传感器和一个计算仪组成。一般能显示输出总耗热量、总耗水量、即时热流量、即时水流量、供回水温度、温差、平均温度等参数，其技术参数还有存储数据性能、传输数据性能、寿命与可靠性、自备电源或电池等。2)热量分配表。其功能是通过散热器平均温度与室内温度差值的函数关系确定散热器的散热量，可以用来结合热表来测量散热器向房间散发出的热量。该方法的特点是：价格较低，安装方便，但是不能直观读取数据，不同散热器与蒸发量的关系需要大量的标定工作，热量表的安装位置、周围环境等多种因素对其准确性有影响。(2)热量计量方式目前常用的计量方式有两种：1)每户均设热表。针对单户住宅建筑，设置小量程的户用热表，可以方便准确地读数热量值。此方式容易为业主接受，非常适合新建建筑物，但造价较高。2)热表结合热量分配表。针对公寓式住宅，目前普遍采用在建筑入口设大量程的总热表，每户的回水管或每个散热器上安装一块热量分配表的做法(见图3.14)。以分配表的读数为依据，计算每户所占比例，分摊总表耗热量到各个用户。其特点是热量分配表的价格低廉，对建筑内供热管道的分布没有特殊要求，但其安装、围护、试验测试等过程非常烦琐，不能直接测量实际用热量，各户实际用热值需经过复杂的计算才能得出，管理较复杂。图3.14在热力入口安装总表，在每一单元的回水管上安装流量计做法示意图1.闸阀；2.过滤器；3.压力表；4.平衡阀；5.闸阀；6.旁通阀；7.流量计；8.热表；9.温度传感器近年来，高温水采暖逐渐为人们所重视，并得到进一步推广使用。但由于高温水采暖的技术历史较短，特别是我国尚未普遍使用，因而还缺乏理论数据和实践经验。本书只是扼要地介绍高温水采暖的原理、特点和应用范围。1.高温水的概念我国习惯上把超过100水温的热水，称为高温水。水在标准大气压下(1.01325105Pa)饱和温度为100，超过这个温度就不以水的形态存在了。随着压力的增大，水的饱和温度也升高，因此提高水的压力，即可使之成为高温水。3.1.3高温高压热水采暖系统简介2.高温水的性质高温水的性质水温越高，水的密度越小，比热越小，黏滞系数越小，溶解于水中的空气量越少。高温水具备上述各项性质，对采暖是有利的。3.高温水采暖的优点高温水采暖的优点高温水采暖与蒸汽采暖比较，具有以下优点：(1)在相同的热负荷运行下，高温水采暖比蒸汽采暖节约燃料20%30%。因为高温水热损失少，回水能全部回到锅炉里再加热循环使用，而蒸汽采暖往往有部分甚至全部凝结水不能返回锅炉，常有疏水器和配件损坏漏气，还有蒸汽锅炉每天需要排污，这些因素造成蒸汽采暖产生大量热损失。(2)在高温水采暖中设备故障少，管材不易腐蚀；锅炉运行简单，在维修管理方面比蒸汽采暖更为优越。因为高温水采暖系统中没有容易引起故障的疏水器和减压阀之类的设备，所以易于管理。锅炉运行时也不需要看管高温水的水位，因而也不用担心锅炉缺水而被烧坏的危险。(3)高温水系统内的热容量是蒸汽系统内热容量的几十倍，在高峰负荷出现时，不会像蒸汽锅炉那样产生压力的急剧变化，因此锅炉运行稳定，并且供热温度波动性也小，适应负荷变化的控制性能也比蒸汽优越。(4)长距离输送热量时，高温水需要的管径小，而且管道可以随地形变化敷设。(5)高温水采暖系统末端的散热器经常能达到均匀散热。而蒸汽采暖系统末端的散热器热量分配经常是不均匀的，容易造成采暖效果不好的现象。高温水采暖与低温水采暖相比具有以下优点：由于高温水温度的提高，可以降低热媒流量，缩小管径，减少散热设备的面积，从而降低了基建投资，减少了水泵的容量和电能消耗。当采用高温水采暖时，tg110，th70，温差t40；而采用低温水采暖时 tg95，th70，其温差t25。在同样供热量的情况下，高温水比低温水循环水量少37.5%。如果管网中的压力损失也相等时，热网管径平均减小一号，高温水供热管网钢材重量比低温水供热减少30%左右，保温材料节约15%左右，外网基建投资约减少25%。锅炉房的循环水泵及其管道基建投资也相应减少。所以从节约能源、节约基建投资方面考虑，采用高温水采暖有明显的优越性，尤其在区域供热锅炉房，应当全面推广使用高温水供热系统。4.高温水采暖系统的组成高温水采暖系统的组成高温水采暖系统由热源、用户、供回水管网、循环水泵以及加压设备等部分组成。(1)热源产生高温热水的设备有：高温水锅炉，直接产生一定压力和温度的高温水；蒸汽锅炉，生产的高温高压水蒸气，通过气水间接热交换器，把水加热成高温水；通过喷射器或淋水式直接加热器把水加热成高温水，供给采暖系统。(2)用户采用高温水采暖的系统，比较多的是暖风机采暖，高大房间的辐射板采暖；也有一般的散热器采暖。在需要耐压高时，要采用承压能力较高的钢串片等钢制的散热器。(3)加压设备高温水必须维持一定的压力才不至于汽化成水蒸气，这个压力值就是水温对应的饱和压力。例如130的高温水采暖系统中，必须保证系统各点的压力不小于1.8表压，相当于18mH2O，因此，高温水采暖系统必须采取加压措施，也叫做定压。给系统加压或定压的方法有多种，常见的有以下几种：1)水箱定压。膨胀水箱有开式和闭式两种。在95/70的低温水采暖系统中，开式膨胀水箱安装在一定的高度，恒压点选在循环水泵吸入口的回水干管上，能起到控制系统静水压力、避免系统产生汽化和倒空现象的作用。若用在高温水系统上，开式膨胀水箱必须安装得很高，例如对于130的热水系统，水箱高度要比系统最高点还要高18m，才能起到防止系统汽化的作用，此高度一般受限制，不易实现。闭式膨胀水箱是不通大气的，不受安装高度的限制，因而更加适宜高温水采暖系统。水箱内的压力可用氮气瓶减压或蒸汽减压后供应的气体维持。闭式膨胀水箱是密闭容器，装置较复杂，造价较高。2)用补给水箱和补给水泵定压。3)蒸汽锅炉的锅筒定压。4)氮气加压罐定压。上述各种定压方式的详细内容，可以参看有关书籍，本书不做详细介绍。5.高温水采暖存在的问题高温水采暖存在的问题(1)高温水必须在压力相应提高的基础上运行，因此需要增设加压设备，相应的要求管道和配件都具有较高的承压能力，增加了投资。(2)高温水采暖管道在停止运行时，系统内还充满高压水，管道温度降低产生收缩，容易产生裂缝，引起泄漏，施工安装时要非常慎重，必须严格执行规范和标准。6.高温热水采暖管道安装注意要点(1)110150的高温热水采暖管道的连接，管径32mm宜螺丝连接；管径32mm应焊接。可拆件应使用法兰，不得用长丝和活接头。(2)法兰的衬垫应使用石棉制品或石棉金属制品。(3)管道上的阀门宜采用截止阀，管径32mm，宜采用法兰截止阀。(4)高温水锅炉运行时，不得排污。(5)采暖系统安装完后，应做水压试验，工作压力0.422MPa，试验压力等于工作压力的2倍；工作压力为0.4220.696MPa，试验压力等于工作压力的1.3倍，外加0.294MPa。(6)排气设备应采用自动排气阀。以水蒸气作为热媒的采暖系统，称为蒸汽采暖系统。水蒸气在系统的散热器中靠凝结放出热量。无论通入散热器的是过热蒸汽还是饱和蒸汽，流出散热器的凝水是饱和凝水还是带有过度冷却的凝水，均可以近似的认为每kg蒸汽凝结时的放热量等于蒸汽在凝结压力下的汽化潜热。1.蒸汽采暖系统的工作原理与分类蒸汽采暖系统的工作原理与分类图3.15是蒸汽采暖原理图。蒸汽从热源1沿蒸汽管路2进入散热设备4，蒸汽凝结放出热量后，凝结水通过疏水器5再返回热源重新加热。按照供汽压力的大小，将蒸汽采暖分为三类：供汽的表压力高于70kPa时，称为高压蒸汽采暖；供汽的表压力等于或低于70kPa时，称为低压蒸汽采暖；当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽采暖。按照蒸汽干管布置的不同，蒸汽采暖系统可以有上供式、中供式、下供式三种。按照立管的布置特点，蒸汽采暖系统可分为单管式和双管式。目前国内绝大多数蒸汽采暖采用双管式。按照回水动力不同，蒸汽采暖系统可分为重力回水和机械回水两类。高压蒸汽采暖系统采用机械回水方式。3.1.4蒸汽采暖系统图3.15蒸汽供热原理图1.热源；2.蒸汽管路；3.分水器；4.散热设备；5.疏水器；6.凝水管路；7.凝水箱；8.空气管；9.凝水泵；10.凝水管2.蒸汽采暖系统的特点与热水采暖相比，蒸汽采暖具有如下特点：(1)在低温热水采暖系统中，热媒温度一般为95/70，散热器内热媒的平均温度为82.5；而在低压或高压蒸汽采暖系统中，散热器内热媒的温度等于或高于100，并且蒸汽采暖系统散热器的传热系数比热水采暖系统散热器高，使蒸汽采暖系统所用的散热器片数比热水采暖系统少，管路造价也比热水采暖系统低，因此蒸汽采暖系统的初投资少于热水采暖系统。(2)一般蒸汽采暖系统不能调节蒸汽温度。当室外温度高于采暖室外计算温度时，蒸汽采暖系统必须运行一段时间，停止一段时间，即采用间歇调节。间歇调节会使房间温度上下波动，而从卫生角度来看，室内温度波动过大是不合适的。(3)由于蒸汽采暖系统一般为间歇工作，管道内时而充满蒸汽，时而充满空气，管道内壁的氧化腐蚀要比热水采暖系统快，因而蒸汽采暖系统的使用年限比热水采暖系统短，特别是凝结水管道更易损坏。(4)由于蒸汽具有比容大、密度小的特点，因而在高层建筑采暖时，不会像热水采暖系统那样产生很大的静水压力。(5)在真空蒸汽采暖系统中，蒸汽的饱和温度低于100，蒸汽的压力越低，蒸汽的饱和温度也越低，散热器表面温度能满足卫生要求，且能用调节蒸汽饱和压力的方法来调节散热器的散热量，但由于系统中的压力低于大气压力，稍有缝隙空气就会渗入，从而破坏系统的正常工作，因此要求系统的严密度很高，并需要具有自控能力的抽气设备保持系统真空，这就使真空蒸汽采暖系统应用不够广泛。(6)蒸汽采暖系统的热惰性很小，即系统的加热和冷却过程都很快，很适宜需要间歇采暖和要求加热迅速的建筑物，如工业车间、会议厅、剧院等。(7)在蒸汽采暖系统中，散热器表面温度较高，有机灰尘升华剧烈且易烫伤人，对卫生不利，不适宜对卫生要求较高的建筑物，如住宅、学校、医院、幼儿园等。3.蒸汽采暖系统的常见类型(1)低压蒸汽采暖系统1)重力回水低压蒸汽采暖系统。图3.16所示为重力回水低压蒸汽采暖系统示意图，其中(a)为上供式，(b)为下供式。在系统运行前，锅炉充水至-平面。锅炉加热后产生的蒸汽，在其自身压力作用下，克服流动阻力，沿供汽管道进入散热器，并将积聚在供汽管道和散热器内的空气驱入凝水管，最后经连接在凝水管末端的B点处排出。蒸汽在散热器内冷凝放热变成凝水，凝水靠重力作用沿凝水管路返回锅炉，重新加热成蒸汽。图3.16重力回水低压蒸汽采暖系统示意图(单位：mm)从图3.16可见，重力回水低压蒸汽采暖系统中的蒸汽管道、散热器及凝水管构成一个循环回路。由于总凝水立管与锅炉连通，锅炉工作时，在蒸汽作用下，总凝水立管的水位将升高h值，达到-水面。当凝水干管内为大气压力时，h值即为锅炉压力所折算的水柱高度。为使系统内的空气能从B点处顺利排出，B点前的凝水干管就不能充满水。在干管的横断面，上部应充满空气，下部充满凝结水，凝结水靠重力流动。这种非满管流动的凝水管，称为干式凝水管。显然它必须敷设在-水面以上，再考虑锅炉压力波动，B点处应高出水面约200250mm，第一层散热器在-水面以上，才能将其内的凝水顺利排入凝水管，保证其正常工作。-水面以下的总凝水立管全部充满凝结水，凝水满管流动，称为湿式凝水管。重力回水低压蒸汽采暖系统型式简单，不需要设置凝水箱和凝水泵，运行时不消耗电能，宜在小型系统中采用。2)机械回水低压蒸汽采暖系统。图3.17是该系统的示意图，不同于连续循环重力回水系统。机械回水系统是一个“断开式”系统。凝水不直接返回锅炉，而是首先进入凝水箱，然后再用凝水泵将凝水送回热源重新加热。在低压蒸汽采暖系统中，凝水箱应低于所有散热器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流向下的坡度，使从散热器的流出凝水靠重力自流进入凝水箱。为了使系统的空气可经凝水干管流入凝水箱，再经凝水箱上的空气管排往大气，凝水干管同样应按干式凝水管设计。机械回水系统的最主要优点是扩大了供热范围，因而应用最为普遍。图3.17机械回水低压蒸汽采暖系统示意图1.低压恒温式疏水器；2.凝水箱；3.空气管；4.凝水泵(2)高压蒸汽采暖系统图3.18所示为一个带有用户入口和室内高压蒸汽采暖系统示意图。高压蒸汽通过室外蒸汽管路进入用户入口的高压分汽缸。根据各种热用户的使用情况和要求的压力不同，季节性的室内蒸汽采暖管道宜与其他热用户的管道系统分开，即从不同的分汽缸中引出蒸汽分送不同的用户。当蒸汽入口压力或生产工艺用热的使用压力高于采暖系统的工作压力时，应在分汽缸之间设置减压装置。室内各采暖系统的蒸汽，在用热设备冷凝放热，冷凝水沿凝水管道流动，经过疏水器后汇流到凝水箱，然后用凝结水泵压送回锅炉房重新加热。凝水箱可布置在该厂房内，也可布置在工厂区的凝水回收分站或直接布置在锅炉房内。凝水箱可以与大气相通，称为开式凝水箱，也可以密封且具有一定的压力，称为闭式凝水箱。图3.18室内高压蒸汽采暖系统示意图1.室外蒸汽管；2.室内高压蒸汽供汽管；3.室内高压蒸汽采暖管；4.减压装置；5.伸缩器；6.疏水器；7.开式凝水箱；8.空气管；9.凝水泵；10.固定支点；11.安全阀3.1.4蒸汽采暖系统4.蒸汽采暖系统的管路布置与注意事项(1)蒸汽采暖管路的布置与敷设同热水采暖系统一样，室内蒸汽采暖系统按干管所处的位置有上供下回式、上供上回式、中供式等型式，按组成环路的立管设置情况有单管系统与双管系统。为了使凝结水顺利地排出，避免水击现象的产生，管道布置大多采用上供下回双管系统。当地面不便布置凝结水管时，也可采用上供上回式。实践证明，上供上回式不利于运行管理。系统停热检修时，各用热设备和主管要逐个排放凝水，系统启动升压过快时，极易产生水击，且系统内空气也不易排除。因此该系统必须在每个散热设备的凝水管上安装疏水器和止回阀。在蒸汽采暖管路中，要注意排除沿途凝水，以免发生蒸汽系统常有的水击现象。在蒸汽采暖系统中，沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速蒸汽流重新掀起，形成水塞，并随蒸汽一起高速流动，在遇到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时，水滴或水塞在高速运动时与管件或管子撞击，就产生水击，出现噪音、振动或局部高压，严重时能破坏管道接口的严密性和管路支架。为了减轻水击现象，水平敷设的供汽管路，必须具有足够的坡度，并尽可能保持汽、水同向流动。蒸汽干管汽水同向流动时，坡度i宜采用0.003，不得小于0.002，进入散热器支管的坡度i0.010.02。若受条件所限，必须逆向敷设时，蒸汽干管的坡度i0.005。(2)蒸汽采暖系统的设置应注意事项在蒸汽采暖系统中，不论是什么型式的系统，都应保证系统中的空气能及时排除、凝结水能顺利地送回锅炉，防止蒸汽大量逸入凝结水管以及尽量避免水击现象，因此在系统设置上，应注意以下几点。1)疏水器的设置。设置要点如下：水平供汽干管向上拐弯处设疏水装置。通常宜装设耐水击的双金属片型的疏水器，定期排除沿途流来的凝水(如图3.17供汽干管入口处所示)。当供汽压力低时，也可用水封装置，如图3.16(b)所示下供式系统末端的连接方式。低压蒸汽采暖系统，在室内每组散热器的凝水出口处和上供下回式系统的每根立管下端设疏水器。在高压蒸汽采暖系统中，疏水器集中安装在每个环路凝水干管的末端。疏水器的型式很多，在低压蒸汽采暖系统中，最常用的是恒温式疏水器(图3.19)。凝水流入疏水器后，经过一个缩小的孔口排出。此孔的启闭由一个能热胀冷缩的薄金属片波纹管操纵。盒中装有少量受热易挥发的液体(如酒精)。当蒸汽流入疏水器时，小盒被迅速加热，液体蒸发产生压力，使波纹盒伸长，带动盒底的锥形阀，堵住小孔，防止蒸汽逸漏，直到疏水器内蒸汽冷凝成饱和水并冷却后，波纹盒收缩，阀孔打开，排出凝水。当空气或较冷的凝水流入时，阀孔一直开着，它们可以顺利通过。图3.19恒温式疏水器2)凝结水管过门。当凝结水管布置在地面上遇到过门时，为了人们出入方便，必须把凝结水管下降到地板面以下的过门地沟内，这样凝结水管会形成水封，阻碍空气通过，因此需要在门上部(环绕门框)装设过门的空气管，即空气绕行管，如图3.20所示。在空气管1上安装放风门2。为了泄水和排污，将地沟内的凝结水管作顺水坡向，末端还需设置泄水阀3(或丝堵)。过门地沟断面尺寸一般为400mm400mm。图3.20凝结水管过门3)水平管变径连接。当水平蒸汽管管径或水平凝结水管径由大变小时，宜采用偏心管连接，如图3.21所示，使管线底边在一直线上，以使管道中凝结水流动畅通无阻。这和热水采暖系统不一样，热水采暖系统干管大小头做成上平式，以利排气。4)热补偿问题。蒸汽管道的温度变化比较大，尤其是高压蒸汽采暖系统，因此管道的热胀冷缩问题比较严重。为了防止管道因胀缩而破坏，对于较长的管段，应设置伸缩器，或在管道中间增加能进行自然补偿的转弯。管道转弯部分的弯曲半径应不小于6d8d(d为管道直径)。图3.21焊接干管变径3.2.1管材、管件及阀门3.2.2散热器3.2.3膨胀水箱3.2.4集气罐及自动排气阀3.2.5疏水设备3.2采暖系统所用管材、管件、阀门及采暖设备.管道及其附件是采暖管线输送热媒的主体部分。管道附件是采暖管道上的管件(三通、弯头等)、阀门、补偿器、支座和器具(放气、放水、疏水、除污等装置)的总称。这些附件是构成采暖管线和保证采暖管线正常运行的重要部分。1.管材、管件管材、管件采暖管道通常都采用钢管。钢管的最大优点是能承受较大的内压力和动荷载，管道连接简便，但缺点是钢管内部及外部易受腐蚀。室内采暖管道常采用焊接钢管或无缝钢管。常用普通焊接钢管和无缝钢管的规格见表3.1。3.2.1管材、管件及阀门2.阀门阀门阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量的设备。在采暖管道上，常用的阀门型式有截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀和调节阀等。截止阀按介质流向可分为直通式、直角式和直流式(斜杆式)三种；按阀杆螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种。图3.22是最常用的直通式截止阀结构示意图。截止阀关闭严密性较好，但阀体长，介质流动阻力大，产品公称通径不大于200mm。闸阀的结构型式也有明杆和暗杆两种；按闸板的形状及数目，有楔式与平行式以及单板与双板的区分，图3.23是明杆平行式双板闸阀构造示意图。闸阀的优缺点正好与截止阀相反，常用在公称直径大于200mm的管道上。图3.22直通式截止阀图3.23明杆平行式双板闸阀截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用，由于其调节性能不好，不适宜用来调节流量。图3.24所示为蜗轮传动型蝶阀。阀板沿垂直管道轴线的立轴旋转，当阀板与管道轴线垂直时，阀门全闭；阀板与管道轴线平行时，阀门全开。蝶阀阀体长度很小，流动阻力小，调节性能稍优于截止阀和闸阀，但造价高。蝶阀在国内热网工程上应用逐渐增多。截止阀、闸阀和蝶阀的连接方式可用法兰、螺纹连接或采用焊接，传动方式可用手动(用于小口径)、齿轮、电动、液动和气动(用于大口径)等。根据用途不同，采暖系统中的阀门，按下列原则配置：关闭用阀门：热水和凝结水系统用闸阀；高低压蒸汽系统用截止阀。调节用阀门：截止阀、手动调节阀、蝶阀。泄水、排气用阀门：热水温度100用旋塞；热水温度100时用闸阀。图3.24蝶阀结构示意图3.管道管道连接接钢管的连接可采用焊接、法兰盘连接和丝扣连接。焊接连接可靠、施工简便迅速，广泛用于管道之间及补偿器等的连接。法兰连接装卸方便，通常用在管道与设备、阀门等需要拆卸的附件连接上。对于室内采暖管道，通常借助三通、四通、管接头等管件，进行丝扣连接，也可采用焊接或法兰连接。具体要求如下：1)DN32mm的焊接钢管宜采用螺纹连接；DN32mm的焊接钢管和无缝钢管宜采用焊接。2)管道与阀门或其他设备、附件连接时，可采用螺纹或焊接。与散热器连接的支管上应设活接头或长丝，以便于拆卸。安装阀门处应设检查孔。采暖系统中热媒是通过采暖房间内设置的散热设备而传热的。目前常用的散热设备有散热器、暖风机和辐射板。暖风机和辐射板分别依靠对流散热和辐射传热提高室内温度，多用于工业车间和大型公共建筑的采暖系统。在民用建筑和中、小型工业厂房采暖系统中应用较多的散热设备为散热器。热媒通过散热设备的表面，主要以对流(对流传热量大于辐射传热量)传热方式为主的散热设备，称为散热器。3.2.2散热器散热器1.对散热器的要求对散热器的要求对散热器总体要求是：有较高的传热系数、足够的机械强度和承压能力；制造工艺简单、材料消耗少，表面光滑，不积灰尘、易清扫，占地面积小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。2.散热器类型散热器类型目前国内生产的散热器种类繁多，按其制造材料分，主要有铸铁、钢制以及铝合金散热器等；按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。(1)铸铁散热器铸铁散热器有翼型和柱型之分。翼型散热器又分为圆翼型和长翼型。1)圆翼型散热器。圆翼型散热器的构造如图3.25所示。按管子内径规格有D50、D75两种，所带肋片数目分别为27和47，管长为1m，两端有法兰可以串联相接。圆翼型散热器单节散热面积大，承受压力较高，造价低，但外形不美观，常用于美观要求不高的或无灰尘的公共建筑和工业厂房中。图3.25圆翼型散热器2)长翼型散热器。长翼型散热器的构造如图3.26所示。外表面上有若干个平行、竖向肋片，外壳内部是一扁盒状空间，高度为600mm，竖向肋片的数目为10、14片两种规格，可以按实际需要互相拼装组合。长翼型散热器制造工艺简单，耐腐蚀，外形较美观，但其承压能力较低，多用于民用建筑中。图3.26长翼型散热器(单位：mm)3)柱型散热器，又分为四柱、五柱及二柱三种。图3.27是四柱813型散热器简图。有些集中采暖系统的散热器就是由这种散热片组合而成的。四柱813型散热器高813mm，宽164mm，长57mm。它有四个中空的立柱，柱的上、下端全部互相连通。在散热器顶部和底部各有一对带丝扣的穿孔供热媒进出，并可借正、反螺丝把单个散热器组合起来。在散热器的中间有两根横向连通管，以增加结构强度，并使散热器表面温度比较均匀。图3.27柱型散热器(单位：mm)散热器在落地安装时，为使其放置平稳，两端的散热片必须是带足的。当组装片数较多时，在散热器中部还应多用一个带足的散热片，以避免因散热器过长而产生中部下垂的现象。我国目前生产的四柱和五柱散热片，高度为700mm、760mm、800mm及813mm等多种尺寸。二柱型铸铁散热片两柱之间有波浪形的纵向肋片，用以增加散热面积，在制造工艺方面，它在柱型散热片中是比较简单的。(2)钢制散热器目前我国生产的钢制散热器有闭式钢串片散热器、钢制柱式散热器、板式散热器、扁管散热器等。1)闭式钢串片散热器。闭式钢串片散热器是由钢管、钢片、联箱、放气阀及管接头组成。其结构如图3.28所示。其散热量随热媒参数、流量和其构造特征(如串片竖放、平放、长度、片距等参数)的改变而改变。这种散热器的优点是承压高、体积小、重量轻、容易加工、安装简单和维修方便；缺点是薄钢片间距密、不宜清扫、耐腐蚀性差，压紧在钢管上的串片因热胀冷缩容易松动，长期使用会导致传热性能下降。图3.28钢串片散热器(单位：mm)2)钢制柱式散热器。其构造与铸铁散热器相似，每片也有几个中空的立柱(见图3.29)，用1.251.5mm厚冷轧钢板压制成单片然后焊接而成。图3.29钢制柱式散热器(单位：mm)3)板式散热器。由面板、背板、对流片和水管接头及支架等部件组成，其构造见图3.30。它外形美观，散热效果好，节省材料，但承压能力低。钢制散热器与铸铁散热器相比具有金属耗量少、耐压强度高、外形美观整洁、体积小、占地少、易于布置等优点，但宜受腐蚀、使用寿命短，多用于高层建筑和高温水采暖系统中，不能用于蒸汽采暖系统中，也不易用于湿度较大的采暖房间内。图3.30板式散热器(3)铝合金散热器随着社会的发展与进步，人们对散热器的性能及美观程度提出了更高的要求。铝合金以其突出的优点，脱颖而出，迅速占领市场，成为散热器更新换代的理想选择。其特点是：耐压、传热性能明显优于传统的铸铁散热器；外观雅致，具有较强的装饰性和观赏性；体积小、重量轻、结构简单，便于运输安装；耐腐蚀、寿命长。铝合金散热器主要有翼型(图3.31)和闭合式(图3.32)等形式。散热器多种多样，在设计采暖系统时应根据散热器的热工、经济、使用和美观各方面的条件和采暖房间的用途、安装条件以及当地产品的来源等因素来选用散热器。图3.31铝合金翼型散热器图3.32铝合金闭合式散热器膨胀水箱的作用是用来贮存热水采暖系统加热的膨胀水量，在自然循环上供下回式系统中，还起着排气作用。膨胀水箱的另一作用是恒定采暖系统的压力。膨胀水箱一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。图3.33为圆形膨胀水箱构造图。箱上连有膨胀管、溢流管、信号管、排水管及循环管等管路。膨胀管与采暖系统管路的连接点，在自然循环系统中，应接在供水总立管的顶端，在机械循环系统中，一般接至循环水泵吸人口前。连接点处的压力，无论在系统不工作或运行时，都是恒定的，此点因此称为定压点。当系统充水的水位超过溢水管口时，通过溢流管将水自动溢流排出。溢流管一般可接到附近下水道。信号管用来检查膨胀水箱是否存水，一般应引到管理人员容易观察到的地方(如接回锅炉房或建筑物底层的卫生间等)。排水管用来清洗水箱时放空存水和污垢，它可与溢流管一起接至附近下水道。3.2.3膨胀水箱膨胀水箱图3.33圆形膨胀水箱(单位：mm)1.溢流管；2.排水管；3.循环管；4.膨胀管；5.信号管；6.箱体；7.内人梯；8.玻璃管水位计；9.人孔；10.外人梯在机械循环系统中，循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上(见图3.34)。该点与定压点(膨胀管与系统的连接点)之间应保持1.53m的距离，这样可让少量热水能缓慢地通过循环管和膨胀管流过水箱，以防水箱里的水冻结，同时膨胀水箱应考虑保温。在自然循环系统中，循环管也接到供水干管上，也应与膨胀管保持一定的距离。在膨胀管、循环管和溢流管上，严禁安装阀门，以防止系统超压，水箱水冻结或水从水箱溢出。图3.34膨胀水箱与机械循环系统的连接方式1.膨胀管；2.循环管；3.热水锅炉；4.循环水泵膨胀水箱的容积，可按下式计算确定：VptmaxVc(3.4)式中：Vp膨胀水箱的有效容积(即由信号管到溢流管之间的容积)(L)；水的体积膨胀系数，0.0006(1/)；Vc系统内的水容量(L)；tmax考虑系统内水受热和冷却时水温的最大波动值，一般以20水温算起。如在95/70低温水采暖系统中，tmax952075，则式(3.4)可简化为Vp0.045Vc(3.5)为简化计算，Vc值可按供给1kW热量所需设备的水容量计算。求出所需的膨胀水箱有效容积后，可按全国通用建筑标准设计图集(CN501-1)选用所需的型号。系统的水被加热时，会分离出空气。在大气压力下，1kg水在5时，水中的含气量超过30mg，而加热到95时，水中的含气量只有3mg，此外在系统停止运行时，通过不严密处也会渗入空气，充水后，会有空气残留在系统内。如前所述，系统中如积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。热水采暖系统排除空气的设备，可以是手动的，也可是自动的。国内目前常见的排气设备，主要有集气罐、自动排气阀和冷风阀等几种。3.2.4集气罐及自动排气阀集气罐及自动排气阀1.集气罐集气罐集气罐用直径 100250mm的短管制成，有立式和卧式两种见图3.35(a)(b)，图中尺寸为国标图中最大型号的规格，顶部连接DN15的排气管。在机械循环上供下回式系统中，集气罐应设在系统各分环环路的供水干管末端的最高处(见图3.36)。在系统运行时，定期手动打开阀门，将热水中分离出来并聚集在集气罐内的空气排除。图3.35集气罐(单位：mm)图3.36集气罐安装位置示意图1.卧式集气罐；2.立式集气罐；3.末端立管；4.DN15放气管2.自动排气阀目前国内生产的自动排气阀型式较多。很多自动排气阀都是依靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动，使排气孔自动启闭，而实现自动阻水排气功能的。图3.37所示为B11X-4型立式自动排气阀。当阀体7内无空气时，水将浮子8浮起，通过杠杆机构1将排气孔9关闭，而当空气从管道进入，积聚在阀体内时，空气将水面压下，浮子的浮力减小，依靠自重下落，排气孔打开，使空气自动排出。空气排除后，水再将浮子浮起，排气孔重新关闭。图3.37立式自动排气阀1.杠杆机构；2.垫片；3.阀堵；4.阀盖；5.垫片；6.浮子；7.阀体；8.接管；9.排气孔3.冷风阀冷风阀(图3.38)多用在水平式和下供下回式系统中，它旋紧在散热器上部专设的丝孔上，以手动方式排除空气。4.散热器温控阀散热器温控阀(图3.39)是一种自动控制散热器散热量的设备。它由两部分组成，一部分为阀体部分，另一部分为感温元件控制部分。当室内温度高于给定的温度值时，感温元件受热，其顶杆就压缩阀杆，将阀口关小，进入散热器的水流量减小，散热器散热量减小，室温下降。当室内温度下降到低于设定值时，感温元件开始收缩，其阀杆靠弹簧的作用，将阀杆抬起，阀孔开大，水流量增大，散热器散热量增加，室内温度开始升高，从而保证室温处在设定的温度值上。温控阀控温范围在1328之间，温控误差为1。图3.38冷风阀图3.39散热器温控阀外形图1.疏水器的作用疏水器的作用如前所述，蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。疏水器是蒸汽供热系统中重要的设备，它的工作状况对系统运行的可靠性和经济性影响极大。3.2.5疏水设备疏水设备2.疏水器的种类根据疏水器的作用原理不同，可分为三种类型的疏水器。(1)机械型疏水器利用蒸汽和凝水的密度不同，形成凝水液位，以控制凝水排水孔自动启闭工作的疏水器。主要产品有浮筒式如图3.40(a)所示、钟形浮子式、自由浮球式、倒吊筒式疏水器等。(2)热动力型疏水器利用蒸汽和凝水热动力学(流动)特性的不同来工作的疏水器。主要产品有脉冲式、热动力式图3.40(b)、孔板或迷宫式疏水器等。(3)热静力型(恒温型)疏水器利用蒸汽和凝水的温度不同引起恒温元件膨胀或变形来工作的疏水器。主要产品有波纹管式、双金属片式和液体膨胀式疏水器等。应用在低压蒸汽采暖系统中的恒温型疏水器属于这一类型的疏水器。图3.40疏水器(a)浮筒式(1.浮筒；2.外壳；3.顶针；4.阀孔；5.放气阀)；(b)热动力式(1.阀体；2.阀片；3.阀盖；4.过滤器)3.疏水器的安装疏水器的安装疏水器多为水平安装，与管路的连接方式见图3.41。疏水器前后需设置阀门，用以截断检修。疏水器前后应设置冲洗管和检查管。冲洗管位于疏水器前阀门的前面，用来排气和冲洗管路；检查管位于疏水器与后阀门之间，用来检查疏水器工作情况。图3.41(b)为带旁通管的安装方式。旁通管可水平安装或垂直安装(旁通管在疏水器上面绕行)，其主要作用是在开始运行时排除大量凝水和空气，运行中不应打开旁通管，以防蒸汽窜入回水系统，影响其他用热设备和凝水管路的正常工作并浪费热量。实践表明：装旁通管极易产生副作用，因此，对小型采暖系统和热风采暖系统，可考虑不设旁通管图3.41(a)，对于不允许中断供汽的生产用热设备，为了进行检修疏水器，应安装旁通管和阀门。当多台疏水器并联安装图3.41(f)时，也可不设旁通管图3.41(e)。此外，采暖系统的凝水往往含有渣垢杂质，在疏水器前端应设过滤器(疏水器本身带有过滤网时可不设)。过滤器应经常清洗，以防堵塞。在某些情况下，为了防止用热设备在下次启动时产生蒸汽冲击，在疏水器后还应加装止回阀。图3.41疏水器的安装方式(a)不带旁通管水平安装；(b)带旁通管水平安装；(c)旁通管垂直安装；(d)旁通管垂直安装(上返)；(e)不带旁通管并联安装；(f)带旁通管并联安装1.旁通管；2.冲洗管；3.检查管；4.止回阀3.3.1散热器安装要求3.3.2采暖管道支架的种类及安装要求3.3.3采暖管道防腐及保温3.3.4室内采暖管道的安装3.3室内采暖施工散热器的安装形式有明装和暗装两种。明装为散热器裸露在室内，暗装则有半暗装(散热器的一半宽度置于墙槽内)、全暗装(散热器宽度方向完全置于墙槽内，加罩后与墙面平齐)、明装及半暗装加罩等。对于全暗装的散热器罩，在散热器支管与立管交叉处，应设检修门。3.3.1散热器安装要求1.散热器组对散热器组对散热器的种类很多，其连接方法也不同。总的来看，钢制散热器都是由钢管或钢板焊制而成的。除圆翼型用法兰连接外，其他铸铁散热器都是用反正丝的零件，将片状的散热器组对成一个整体后再进行安装。(1)散热器组对前的准备工作1)备好用料。组对片式散热器所需要的材料有：对丝、丝堵、补心和垫片。如果设计有放气阀，则应按照设计进行配备。应列出用料表。2)使用工具。组对散热器用的主要工具是组对钥匙。(2)散热器的组对的要求1)散热器组对前先检查外观是否有破损、砂眼。需认真清除内部杂物，刷底漆前必须清除表面的灰尘、砂粒、污垢锈斑、焊渣等。2)组对散热器所用的橡胶石棉垫厚度一般不超过1.5mm。使用前用机油或铅油浸泡，随用随浸。组对的散热器应平直紧密，垫片不得露出颈外。3)散热器的组对片数和长度一般不宜超过下列数值：柱型(每片长5060mm)25片；柱型(每片长80mm)20片；长翼型(每片长280mm)6片；长翼型(每片长200mm)8片；其他片式散热器的组装长度1.6m。圆翼型散热器不宜超过4排，每排不宜超过4根。光面管散热器长度不宜超过4.0m。钢串片散热器组装时，垂直方向不宜大于2排。4)组对带腿的散热器(如柱型散热器)在15片以下时用两片带腿的；1525片时，中间加上一片。5)有放气阀的散热器，热水和高压蒸汽采暖系统放气阀应安装在散热器的顶部。低压蒸汽采暖系统有放气阀应安装在散热器下部1/31/4高度上。(3)散热器组对工序散热器组对前，应将各散热片进行除锈处理，并按设计规定涂(喷)刷第一遍防锈底漆，要求涂刷均匀，无漏涂。散热器组对的工序为：散热片接口处理、上架、对丝带垫、对丝就位、合片、组对、上堵头及上补心。2.水压试验水压试验散热器组对后，在安装前应进行单组试压以检验组对的严密性。试压装置见图3.42，试验压力见表3.2。试压时直接升压至试验压力，稳压23min，对接口逐个进行外观检查，不渗不漏为合格，渗漏者应标出渗漏位置，拆卸重新组对，再次试压。散热器单组试压合格后，即可进行第一遍面漆的喷刷。图3.42散热器单组试压装置1.手压泵；2.止回阀；3.压力表；4.截止阀；5.放气管；6.放水管；7.散热器组3.散热器的安装质量散热器离墙、离地、离窗台板的距离应符合施工及验收规范要求，可参阅标准图集，应有利于清扫散热器及下部地面积尘。同一房间散热器安装高度应一致。散热器中心线应与窗台口中心线相重合，正面水平，侧面垂直。散热器离墙的距离对散热量稍有影响，实验证明离墙30mm左右为宜。如未特意说明，安装时参照表3.3。为了美观及有利于排气，散热器的安装质量应符合表3.4的要求。4.散热器的布置散热器的布置散热器的布置应有利于室内冷、热空气的对流，工作区温度适宜且没有室外冷空气直接侵扰，尽可能少占建筑使用面积和有效空间，并尽量与室内的装饰相协调。通常可按下面的说明进行布置：有外窗时，一般应布置在每个外窗的窗台下，这样经散热器加热的空气沿外窗上升，能阻止渗入的冷空气沿墙及外窗下降，同时可以减小玻璃冷辐射作用的影响，使流经工作区的空气温度适宜，人感到暖和、舒适。由于侵入的冷空气与被加热的热气流混合，会使散热器周围的空气对流速度有所减弱。在进深较小的房间，散热器也可沿内墙布置，这时在室内会形成沿外墙下降、内墙上升的空气环流。它虽然有利于散热器的对流换热，但会导致工作区内有寒冷的不舒适感觉，房间进深超过4m时尤为严重，因此当距外墙2m以内的地方有人长期停留时，散热器宜布置在外窗或外墙下。为了防止冻裂，在双层门的外室以及门斗中不宜设置散热器。5.楼梯间散热器楼梯间散热器楼梯间的热负荷不分层计算，不进行高度修正，为了保持楼梯间上下温度较为均匀，楼梯间内散热器应尽量布置在下面几层，下层散热器所加热的空气上升，使上层的温度不致过高。各楼层散热器的分配比例见表3.5。管道支架是直接支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支承管道和限制管道位移。支座承受管道重力和由内压、外载和温度变化引起的作用力，并将这些荷载传递到建筑结构或地面的管道构件上。1.支架的种类支架的种类管道支架按其对管道的制约作用力分为活动支架和固定支架；按支架本身的构造不同分为托架、吊架。(1)活动支架活动支架的作用是：使管道热胀冷缩时在允许的范围内沿轴向自由移动，不被卡死。室内采暖管道的活动支架有托架和吊架两种形式。1)托架。托架的主要承重构件是横梁。不保温管道用低支架安装(图3.43)，保温管道用高支架安装(图3.44)。3.3.2采暖管道支架的种类及安装要求采暖管道支架的种类及安装要求图3.43不保温管道的低支架安装(a)卡环式；(b)弧形滑板式1.托架横梁；2.卡环(U)螺栓；3.弧形滑板图3.44保温管道的高支架安装(a)DN2050管道的高支架；(b)DN65150管道的高支架2)吊架。吊架(图3.45)由升降螺栓、吊杆、吊环三部分组成。吊架的支撑体可为型钢横梁、楼板、屋面等建筑物实体。图3.45吊架1.升降螺栓；2.吊杆；3.吊环；4.横梁(2)固定支架固定支架的作用是：使管道在该点卡死，不能移动，整个采暖系统的位置基本固定，固定点两边管道的热胀冷缩由伸缩器来吸收。固定支架还要承受管道由于热胀所产生的轴向推力，因此固定支架在设计和安装中都要考虑有足够的强度和刚度。室内采暖系统常用的固定支架为卡环式，如图3.46所示。图3.46卡环式固定支架(a)卡环式；(b)带弧形挡板的卡环式(3)立管支架立管支架采用管卡，有单、双立管卡两种，分别用于单根立管，并行的两根立管的固定，规格为DN1550。立管卡结构见图3.47。立管管卡安装，层高小于或等于5m，每层须安装1个；层高大于5m，每层不得少于2个。图3.47立管管卡(单位：mm)(a)单管立管管卡；(b)双管立管管卡2.管道支架安装位置的确定管道支架安装位置的确定(1)活动支架安装位置的确定活动支架安装位置一般设计不予明确，必须由施工现场参照表3.6的规定值具体定位。(2)固定支架的安装位置采暖系统固定支架的安装位置是由设计确定的。一般在伸缩器工作的直管道的两端、节点分支处、热源出口和用户入口处应布置固定支架。固定支架的最大间距应不超过表3.7的规定。3.管道支架的安装方法和安装要求(1)管道支架的安装方法1)在钢筋混凝土构件上安装支架。方法是：浇筑钢筋混凝土构件时，在构件内埋设钢板，支架安装时将支架焊在埋设的钢板上。2)在砖墙上埋设支架。有两种方法：在墙上预留或凿洞，将支架埋入墙内，支架在埋墙的一端劈成燕尾。在埋设前清除洞内的碎砖和灰尘，再用水清洗墙洞。支架的埋入深度应该符合设计图纸规定，一般不小于100mm。埋入时，用13水泥砂浆填塞，填塞时要求砂浆饱满密实。支架的埋入部分事先浇注在混凝土预制块中，在砌墙时，按规定位置和标高一起砌在墙体上。这个方法需与土建施工密切配合，在砌墙时找准找正支架的位置和标高。3)用射钉方法安装支架(图3.48)。在没有预留孔洞和没有预埋钢板的砖墙、混凝土构件上安装支架时，可用射钉方法安装支架。这种方法使用射钉枪将射钉射入砖墙或混凝土构件中，然后用螺母将支架固定在射钉上。安装支架一般选用带外螺纹射钉，以便于安装螺母。4)用膨胀螺栓方法安装支架(图3.49)。支架安装时，先挂线确定支架横梁的安装位置及标高，用已加工好的角型横梁比量并在墙上画出膨胀螺栓的钻孔位置。经打钻孔，轻轻打入膨胀螺栓，套入横梁底部孔眼，将横梁用膨胀螺栓的螺母紧固。图3.48射钉法安装支架 图3.49膨胀螺栓法安装支架(2)管道支架安装应注意的事项管道支、吊、托架的安装，应符合下列规定：1)位置应正确，埋设应平整牢固。2)与管道接触应紧密，固定应牢靠。3)滑动支架应灵活，滑托与滑槽两侧间应留有35mm的间隙，并留有一定的偏移量。4)无热伸长管道的吊架，吊杆应垂直安装；有热伸长管道的吊杆，应向热膨胀的反方向偏移。5)固定在建筑结构上的管道支、吊架，不得影响结构的安全。1.管道防腐管道防腐1)采暖管道不论明装、暗装，均应进行调直、除锈和刷防锈漆等工序。2)管道、管件及支架等刷底漆前，先清除表面的灰尘、污垢、锈斑及焊渣等物。3)室内明装不保温的管道、管件及支架刷一道防锈漆、两道耐热色漆或银粉漆。4)保温管道刷两道防锈底漆后再作保温。2.管道保温为防止采暖管道被冻坏或减少热损失，在下列情况适应作保温：1)采暖入口装置。2)敷设在地下管沟、屋顶管沟、设备层、闷顶及竖向管井内的管道。3)敷设在不采暖房间内的管道。管道保温材料及保温结构见3.5.4节。1.室内采暖管道安装的基本技术要求室内采暖管道安装的基本技术要求1)采暖管道采用低压流体输送钢管。2)采暖系统所使用的材料和设备在安装前，应按设计要求检查规格、型号和质量，符合要求方可使用。3)管道穿越基础、墙和楼板应配合土建预留孔洞。预留孔洞尺寸如设计无明确规定时，可按表3.8的规定预留。4)管道和散热器等设备安装前，必须认真清除内部污物，安装中断或完毕后，管道敞口处应适当封闭，防止进入杂物堵塞管道。5)管道从门窗或其他洞口、梁柱、墙垛等处绕过，转角处如高于或低于管道水平走向，在其最高点和最低点应分别安装排气或泄水装置。3.3.4室内采暖管道的安装室内采暖管道的安装6)管道穿墙壁和楼板时，应分别设置铁皮套管和钢套管。安装在内墙壁的套管，其两端应与饰面相平，见图3.50(a)。管道穿过外墙或基础时，应加设钢套管，套管直径比管道直径大两号为宜，见图3.50(b)。安装在楼板内的套管其顶部应高出地面20mm，底部与楼板相平。管道穿过厨房、厕所、卫生间等容易积水的房间楼板，应加设钢套管，其顶部应高出地面不小于30mm，见图3.51。7)明装钢管成排安装时，直线部分应互相平行，曲线部分曲率半径应相等。8)水平管道纵、横方向弯曲、立管垂直度、成排管段和成排阀门安装允许偏差要符合表3.9的规定。图3.50水平穿墙套管(a)穿内墙套管；(b)穿外墙套管图3.51穿楼板管道(a)穿一般房间楼板的套管；(b)容易积水房间楼板的套管9)安装管道DN32的不保温采暖双立管，两管中心距应为80mm，允许偏差5mm。热水或者蒸汽立管应该置于面向的右侧，回水立管置于左侧。10)管道支架附近的焊口，要求焊口距支架净距大于50mm，最好位于两个支座间距的1/5位置上。2.室内采暖管道的安装室内采暖管道的安装(1)干管安装室内采暖干管的安装程序、安装方法和安装要求根据工程的施工条件、劳动力、材料、设备和机具的准备情况确定。同样的工程，施工条件不同，安装程序、方法和要求也不同。有的工程在土建施工时，安排墙上支架和穿墙套管同时进行；有的工程在土建工程完成后单独安排采暖工程。1)安装程序。干管安装程序一般是：栽支架；管道就位；对口连接；管道找坡并固定在支架上。2)安装方法。干管安装一般按下述方法步骤进行：按照图纸要求，在建筑物实体上定出管道的走向、位置和标高，确定支架位置。栽支架。根据确定好的支架位置，把已经预制好的支架栽到墙上或焊在预埋的铁件上。管道预制加工。在建筑物墙体上，依据施工图纸，按照测线方法，绘制各管段的加工图，划分出加工管段，分段下料，编好序号，打好坡口以备组对。管道就位。把预制好的管段对号入座，摆放到栽好的支架上。根据管段的长度不同，重量也不同，适当地选用滑轮、绞磨、卷扬机或者手动链式葫芦等各种机具吊装。注意摆在支架上的管道要采取临时固定措施，以免掉下来。管道连接。在支架上，把管段对好口，按要求焊接或者丝接，连成系统。找坡。按设计图纸的要求，将干管找好坡度。如栽支架时已考虑找坡问题，当干管连成系统之后，要再检查校对坡度，合格后把干管固定在支架上。3)干管的安装要求。干管的安装应符合下列要求：横向干管的坡向和坡度，要符合设计图纸的要求和施工验收规范的规定，要便于管道泄水和排气。干管的弯曲部位，有焊口的部位不要接支管。设计上要求接支管时，也要按规范要求躲开焊口规定的距离。当热媒温度超过100时，管道穿越易燃和可燃性墙壁，必须按照防火规范的规定加设防火层。一般管道与易燃和可燃建筑物的净距离需保持100mm。采暖干管中心与墙、柱距离应符合表3.10的规定。(2)立管安装1)立管的安装要求。立管安装要符合下列要求：管道外表面与墙壁抹灰面的距离规定为：当DN32时为2535mm；DN32时为3050mm。立管上接支管的三通位置，必须能满足支管的坡度要求。立管卡子安装。层高不超过4m的房间，每层安装一个立管卡子，距地面高度为1.51.8m。立管卡子的安装方法如同栽支架。立管与支管垂直交叉时，立管应该设半圆形让弯(也叫抱弯)绕过支管，如图3.52所示。让弯的尺寸见表3.11。主立管用管卡或托架安装在墙壁上，其间距为34m。主立管的下端要支撑在坚固的支架上。管卡和支架不能妨碍主立管的胀缩。图3.52让管加工图2)立管的安装方法。确定立管的安装尺寸。根据干管和散热器的实际安装位置，确定立管及其三通和四通的位置，并用测线方法量出立管的安装尺寸。根据安装长度计算出管段的加工长度。加工各管段。对各管段进行套丝、煨弯等加工处理。将各管段按实际位置组装连接。立管安装应由底层到顶层逐层安装，每安装一层时，切记穿入钢套管，并将其固定好，随即用立管卡将管子调整固定于立管中心线上。图3.53顶棚内立管与干管连接图(a)四层以上蒸汽采暖或五层以上热水采暖；(b)三层以下蒸汽采暖或四层以下热水采暖(3)采暖立管与干管的连接1)顶棚内立管与干管连接形式见图3.53。2)室内干管与立管的连接形式见图3.54。图3.54干管与立管连接图(a)与热水(汽)连接；(b)与回水干管连接3)主干管与分支干管的连接形式见图3.55。图3.55主干管与分支干管连接形式4)地沟内干管与立管的连接形式见图3.56。图3.56地沟内干管连接形式(a)地沟内干管与立管连接；(b)在400400管沟内干立管连接(4)散热器支管的安装散热器支管应在散热器安装并经稳固、校正合格后进行。散热器支管安装的基本技术要求是：1)散热器支管的安装必须具有良好坡度(如图3.57所示)，当支管全长小于或等于500mm，坡度值为5mm；大于500mm，坡度值为10mm。当一根立管接往两根支管，任其一根超过500mm，其坡度值均为10mm。2)供水(汽)管、回水支管与散热器的连接均应是可拆卸连接。3)采暖支管与散热器连接时，对半暗装散热器应用直管段连接，对明装和全暗装散热器，应用煨制或弯头配制的弯管连接。用弯管连接时，来回弯管中心距散热器边缘尺寸不宜超过150mm。图3.57散热器支管的安装坡度(a)蒸汽支管；(b)热水支管4)当散热器支管长度超过1.5m时，中部应加托架(或钩钉)固定。水平串联管道可不受安装坡度限制，但不允许倒坡安装。5)散热器支管应采用标准化管段，进行集中加工预制以提高工效和安装质量水平。量尺下料应准确，不得与散热器强制性连接，或改动散热器安装位置以迁就管子的下料长度，这样才能确保安装的严密性，消除漏水的缺陷。散热器支管安装，一般应在散热器与立管安装完毕后进行，也可与立管同时进行安装。安装时一定要把管子调整合适后再进行碰头，以免弄歪支立管。3.4.1施工图识读3.4.2系统试压、通暖及调试3.4室内采暖施工图识图和通暖调试采暖设计施工图是工程施工和验收的主要依据，其组成、主要内容及识图要点如下：1.平面图平面图采暖工程的平面图，是按建筑物的楼层分层绘制的。在平面图上，显示建筑物的轮廓线，墙、柱子轴线和门窗洞口及其尺寸线。采暖系统的管道和散热器、阀门、配件等设备都绘在平面图上，并标注有立管编号、管径大小以及各组散热器的片数等。识读平面图时，要按底层、顶层、中间楼层平面图的识读顺序分层识读，重点搞清以下环节：1)采暖进口平面位置及预留孔洞尺寸、标高情况。2)入口装置的平面安装位置，对照设备材料明细表查清选用设备的型号、规格、性能及数量；对照节点图、标准图，搞清各入口装置的安装方法及安装要求。3.4.1施工图识读3.4.13.4.1施工图识读施工图识读3)明确各层采暖干管的定位走向、管径及管材、敷设方式及连接方式。明确干管补偿器及固定支架的设置位置及结构尺寸。对照施工说明，明确干管的防腐、保温要求，明确管道穿越墙体的安装要求。4)明确各层采暖立管的形式、编号、数量及其平面安装位置。5)明确各层散热器的组数、每组片数及其平面安装位置，对照图例及施工说明查明其型号、规格、防腐及表面涂色要求。当采用标准层设计时，因各中间层散热器布置位置相同而只绘制一层，而将各层散热器的片数标注于一个平面图中，识读时应按不同楼层读得相应片数。散热器的安装形式，除四、五柱型有足片可落地安装外，其余各型散热器均为挂装。散热器有明装、明装加罩、半暗装、全暗装加罩等多种安装方式，应对照建筑图纸、施工说明予以明确。6)明确采暖支管与散热器的连接方式(单侧连、双侧连、水平串联、水平跨越等)。7)明确各采暖系统辅助设备(膨胀水箱、集气罐、自动排气阀等)的平面安装位置，并对照设备材料明细表，查明其型号、规格与数量，对照标准图明确其安装方法及安装要求。2.剖面图一般采用立剖面图，主要用来显示各管道高度的位置关系，不复杂的系统一般不绘制剖面图。3.系统图的识读系统图又称流程图，也叫系统轴测图，一般采用45斜轴测图的画法绘制而成。主要表示出：热媒流向；各种设备配件在系统中的相对位置；管道和设备的安装标高；水平管道的坡向和坡度等。系统图应按平面图规划的系统分别识读。为避免图形重叠，系统图常脱开绘制，使前、后部投影绘成两个或多个图形，因此还需分片识读。不论何种识读，均应自入口总管开始，沿供水总管、干管、立管、支管、散热设备、回水支管、立管、干管、回水总管的识读路线循环一周。室内采暖系统图识读时应重点搞清以下技术环节：1)总管(供、回水)及其入口装置的安装标高。2)各类管道的走向、标高、坡度、支承与固定方法、相互连接方式、管材及管径，与采暖设备的连接方法等。3)明确各类管道附件的类型、型号、规格及其安装位置与标高；明确管道转弯、分支、变径等采用管件的类型、规格。4)对照标准图，重点明确管道与设备、管道与附件的具体连接方法及安装要求。5)在通过分片识读已经搞清分片系统情况的基础上，将各分片系统衔接成整体。务必掌握各独立采暖系统的全貌，搞清设备与管道连接的整体情况，明确全系统的安装细部要求。4.节点图用放大的比例尺，画出复杂节点地详细结构，一般包括用户入口、设备安装、分支管大样、过门地沟等。5.设计和施工说明书采暖设计说明书一般写在图纸的首页上，内容较多时也可单独用一张图。主要内容有：热媒及其参数；建筑物总热负荷；热媒总流量；系统型式；管材和散热器的类型；管子标高是指管中心还是指管底；系统的试验压力；保温和防腐的规定以及施工中应注意的问题等。设计和施工说明书是施工的重要依据。6.重复使用图重复使用图在设计中，有的设备、器具的制作和安装，某些节点的结构做法和施工要求是通用的、标准的，因此设计时直接选用国家和地区的标准图集和设计院的重复使用图集，不再绘制这些详细图样，只在设计图纸上注出选用的图号。7.设备表和主要材料表设备表和主要材料表在设计采暖施工图时，应把工程所需的散热器的规格和分组片数、阀门的规格型号、疏水器的规格型号以及设计数量和重量列在设备表中；把管材、管件、配件以及安装所需的辅助材料列在主要材料表中(有的设计不出材料表)。8.图例图纸上的管道、设备配件采用统一的符号表示，称为图例。图3.58和图3.59分别为室内采暖系统首层和二层采暖平面图，图3.60为采暖管道系统图，可根据以上识读要领进行识读。粗读系统图并对照设计施工说明可知，此采暖系统为同程上供下回单管热水采暖系统，散热器为TZ4-6-5铸铁散热器，自动排气阀为ZP-型，管材为焊接钢管，回水管过门采用管沟。从系统图可识读到该闭式循环采暖系统的整体全貌，如管道总管、干管、立管、支管的相互连接关系，管道在整体走向中的管径变化、安装标高、坡度、固定，以及支管与散热器及自动排气阀等设备的具体连接方法。图3.59首层采暖平面图图3.59二层采暖平面图1.试压程序室内采暖系统的试压包括两方面，即一切需隐蔽的管道及附件在隐蔽前必须进行水压试验；系统安装完毕，系统的所有组成部分必须进行系统水压试验。前者称为隐蔽性试验，后者称为最终试验。两种试验均应做好水压试验及隐蔽试验纪录，经试验合格后方可验收。室内采暖管道用试验压力Ps作强度试验，以系统工作压力P作严密性试验，其试验压力要符合表3.12的规定。系统工作压力按循环水泵扬程确定，试验压力由设计确定，以不超过散热器承压能力为原则。水压试验时，先升压至试验压力Ps，保持5min，如压降不超过0.02MPa，则强度试验合格，降压至工作压力P，保持此压力进行系统的全面检查，以不渗不漏为严密性试验合格。水压试验时，应将试压泵(或利用系统循环泵)置于系统底部，以做到底部加压顶部排气。升压过程中应严密检查和监视系统各组成部分，防止出现漏水、变形、破裂等。试验完毕应排净试验用水，关闭各泄水阀门。系统试压时，应拆去压力表(试验后再装上)，打开疏水器、减压阀旁通管，关闭进口阀，不使压力表、减压阀、疏水器参与试验，以防污物堵塞。2.管道的清洗管道的清洗为保证采暖管道系统内部的清洁，在投入使用前应对管道进行全面的清洗或吹洗，以清除管道系统内部的灰、砂、焊渣等污物。此项工作是采暖施工过程的组成工序，是施工规范规定必须认真实施的施工技术环节。(1)清洗前的准备工作1)对照图纸，根据管道系统情况，确定管道分段吹洗方案，对暂不吹洗管段，通过分支管线阀门将之关闭。2)不允许吹扫的附件，如孔板、调节阀、过滤器等，应暂时拆下以短管代替；对减压阀、疏水器等，应关闭进水阀，打开旁通阀，使其不参与清洗，以防污物堵塞。3)不允许吹扫的设备和管道，应暂时用盲板隔开。4)吹出口的设置。气体吹扫时，吹出口一般设置在阀门前，以保证污物不进入关闭的阀体内。水清洗时，清洗口设于系统各低点泄水阀处。(2)管道的清洗方法管道清洗一般按总管-干管-立管-支管的顺序依次进行。当支管数量较多时，可视具体情况，关断某些支管逐根进行清洗，也可数根支管同时清洗。确定管道清洗方案时，应考虑所有需清洗的管道都能清洗到，不留死角。清洗介质应具有足够的流量和压力，以保证冲洗速度；管道固定应牢固；排放应安全可靠。为增加清洗效果，可用小锤敲击管子，特别是焊口和转角处。清(吹)洗合格后，应及时填写清洗纪录，封闭排放口，并将拆卸的仪表及阀件复位。1)水清洗。采暖系统在使用前，应用水进行冲洗。冲洗水选用饮用水或工业用水。冲洗前，应将管道系统内的流量孔板、温度计、压力表、调节阀芯、止回阀芯等拆除，待清洗后再重新装上。冲洗时，以系统可能达到的最大压力和流量进行，并保证冲洗水的流速不小于1.5m/s。冲洗应连续进行，直到排出口处水的色度和透明度与入口处相同且无粒状物为合格。2)蒸汽吹洗。蒸汽管道应采用蒸汽吹扫。蒸汽吹洗与蒸汽管道的通汽运行同时进行，即先进行蒸汽吹洗，吹洗后封闭各吹洗排放口后，随即正式通汽运行。蒸汽吹洗应先进行管道预热。预热时应开小阀门用小量蒸汽缓慢预热管道，同时检查管道的固定支架是否牢固，管道伸缩是否自如，待管道末端与首端温度相等或接近时，预热结束，即可开大阀门增大蒸汽流量进行吹洗。蒸汽吹洗应从总汽阀开始，沿蒸汽管道中蒸汽的流向逐段进行。一般每一吹洗管段只设一个排汽口。排汽口附近管道固定应牢固，排汽管应接至室外安全的地方，管口朝上倾斜，并设置明显标记，严禁无关人员接近。排汽管的截面积应不小于被吹洗管截面积的75%。蒸汽管道吹洗时，应关闭减压阀、疏水器的进口阀，打开阀前的排泄阀，以排泄管做排出口，打开旁通管阀门，使蒸汽进入管道系统进行吹洗。用总阀控制吹洗蒸汽流量，用各分支管上阀门控制各分支管道吹洗流量。蒸汽吹洗压力应尽量控制在管道设计工作压力的75%左右，最低不能低于工作压力的25%。吹洗流量为设计流量的40%60%。每一排汽口的吹洗次数不应少于2次，每次吹洗1520min，并按升温-暖管-恒温-吹洗的顺序反复进行。蒸汽阀的开启和关闭都应缓慢，不应过急，以免引起水击而损伤阀件。蒸汽吹洗的检验，可用刨光的木板置于排汽口处检查，以板上无锈点和脏物为合格。对可能留存污物的部位，应用人工加以清除。蒸汽吹洗过程中不应使用疏水器来排除系统中的凝结水，而应使用疏水器旁通管疏水。3.采暖系统通暖程序及调试在室内外采暖系统的安装全部完成，并经试验和清洗合格后，即可进行试运行。试运行是采暖工程施工的重要组成部分，也是最终检验设计与施工质量的重要技术环节。试运行应做好详细记录，对存在的设计和施工两方面的问题，应分清责任，分头处理。对运行基本合格、尚存在的施工质量缺陷，应限期修理，逐一会同质量监理人员验收；试运行中质量问题较多，不能达到合格标准的，应提出质量事故分析与整改方案，限期整改，重新进行试运行，直至达到合格标准。采暖系统的试运行由系统通暖、系统调节两部分内容组成。(1)运行前的准备工作1)对采暖系统(包括锅炉房或换热站、室外管网、室内采暖系统)进行全面检查，如工程项目是否全部完成，且工程质量是否达到合格；在试运行时各组成部分的设备、管道及其附件、热工测量仪表等是否完整无缺；各组成部分是否处于运行状态(有无敞口处，阀件该关的是否都关闭严密，该开的是否开启，开度是否合适，锅炉的试运行是否正常，热介质是否达到系统运行参数等)。2)系统试运行前，应制订可行性试运行方案，且要有统一指挥，明确分工，并对参与试运行人员进行技术交底。3)根据试运行方案，做好试运行前的材料、机具和人员的准备工作。水源、电源应能保证运行。通暖一般在冬季进行，对气温突变影响，要有充分的估计，加之系统在不断升压、升温条件下，可能发生的突然事故，均应有可行的应急措施。4)冬季气温低于3时，系统通暖应采取必要的防冻措施，如封闭门窗及洞口；设置临时性取暖措施，使室温保持在5左右；提高供、回水温度等。如室内采暖系统较大(如高层建筑)，则通暖过程中，应严密监视阀门、散热器以至管道的通暖运行工况，必要时采取局部辅助升温(如喷灯烘烤)的措施，以严防冻裂事故发生；监视各手动排气装置，一旦满水，应有专人负责关闭。5)试运行的组织工作。在通暖试运行时，锅炉房内、各用户入口处应有专人负责操作与监控；室内采暖系统应分环路或分片包干负责。在试运行进入正常状态前，工作人员不得擅离岗位，且应不断巡视，发现问题应及时报告并迅速抢修。为加强联系，便于统一指挥，在高层建筑通暖时，应配置必要的通信设备。(2)系统的通暖1)热水采暖系统的通暖。热水采暖系统的通暖由系统充水、升温、正常循环等环节组成。单独锅炉房集中采暖系统通暖时，先向锅炉充水，锅炉满水后，即可向室外管网充水，此时应关闭各热用户(采暖建筑物)的供回水进口总阀，打开旁通管上的阀门，使外管网单独循环。当外网内空气排净满水后，即可逐个向热用户充水。向用户室内采暖系统充水时，对上供下回式系统，应从回水总管充水，对下供上回式系统应从供水总管充水，以利于排气。系统充水时水流速度不宜过大，以利于空气的及时分离与排出。系统满水后12h后，应再次打开各手动排气装置排气，直至空气排净，系统充分充满为止。系统应全部充入软化水。系统满水后，锅炉点火升温。待锅炉及辅机运行正常，水温达到50左右后，即可向系统供热。通暖的顺序是：先室外管网，后热用户；先远用户，后近用户；先大用户，后小用户。室外管网通暖前，先关闭各用户入口处阀门，开启旁通管阀门，使室外管网单独循环预热，并不断排气和补水，使水温在供、回水管上接近一致。如有漏损应及时处理，若出现循环故障，应停止试运行。室外管网循环正常后，按通暖顺序向各热用户通暖。室内采暖系统的通暖顺序是先远环路，后近环路，分环路逐个进行，以利于故障排除。通暖时，先开启用户进口供、回水总阀，关闭旁通阀，开启23组末端立、支管供回水阀门形成循环环路，待末端环路循环正常，各散热器都热了后，再逐一开启近端各环路立支管阀门，使各环路逐个循环正常，室内采暖系统通暖完毕。各环路循环过程中，应注意随时排气和补水。按如上顺序和方法使所有热用户通暖后，即可进行系统的初调节。2)蒸汽采暖系统的通暖。蒸汽采暖系统的通暖顺序和方法同热水采暖系统，但应特别注意以下各点：各环节(室外管网、室内系统)的通暖必须按先暖管后正常通暖的原则进行，即先开小阀门，用少量蒸汽暖管，待蒸汽管、凝结水管都热了后，表明系统循环正常了，方可开大阀门通入正常压力和流量的蒸汽。通暖暖管前，应开启疏水器旁通阀，使之顺利排放大量冷凝水，待系统暖管完毕正常通暖时，再关闭疏水器旁通阀，使疏水器投入正常运行。蒸汽阀的开启应缓慢，暖管阶段先开启12圈，正常通暖时缓慢开启至最大限度后，再回闭12圈。按通暖顺序及如上注意事项，使外管网、远、近各热用户都通暖并循环正常后，即可进行系统的初调节。(3)采暖系统的调节为使采暖系统能正常运行，达到设计要求的室温效果，在系统通暖后，必须进行系统的供热调节。采暖系统的供热调节分为初调节和运行调节。初调节为运行初期的调节，也称为施工调节，由施工单位负责；运行调节为正常运行时的调节，是系统交工后由使用单位进行的调节。采暖系统的运行调节有集中调节和局部调节两种方式。集中调节是用改变供热系统流量或温度的量调节或质调节的方法，调节热源供热总量，以保持设计室温，适用于运行调节。局部调节是在热源供热总量基本不变的情况下，利用采暖系统的室内外管道阀门的开度大小，来调节各热用户之间、热用户室内各环路各房间之间的供热量，以达到系统的热平衡运行，达到设计要求的室内温度。局部调节是试运行的主要调节手段，其调节方法将做重点阐述。1)热水采暖系统的初调节。其可分为室外管网和室内采暖系统的初调节。室外管网的调节。其目的是使各远、近热用户之间供热平衡。一般距热源近的用户，易出现超压和过热现象，而远用户易出现供热不足。室外管网调节时，先从远用户开始，调节供、回水总管阀门，通过入口处压力表和温度计的量测，调节到设计要求的压差和温差。按此法，由远到近逐个用户调节。一般情况下，用户进口总阀的开度由近到远逐渐开大。如此经反复调节，可以达到各热用户之间的供热平衡。待室外管网供热平衡稳定一段时间后，即可进行室内采暖系统的调节。室内采暖系统的初调节。其目的是使系统内各环路、各房间的供热达到平衡。根据近环路易过热、远环路易供热不足或不热的规律，室内采暖系统的调节也是从远环路开始，调节立管阀门，利用各房间设置的温度计测量室温，调节到设计室内温度，使之不出现过冷现象。按此法，由远到近调节各环路立管阀门开度，一般情况下，立管阀门的开度由近环路到远环路逐渐开大。如此反复调节，可以达到系统内各环路、各房间之间的供热平衡。对于同程式系统，中间部分立管流量可能偏小，立管阀门应适当开大，而适当关闭最近立管和最远立管上的阀门；对双立管系统，往往要关小上层散热器支管阀门开度，而处于不利状况的下层散热器，其支管上的阀门开度应适当开大或全开，以消除自然作用压力的影响。2)蒸汽采暖系统的初调节。蒸汽采暖系统的初调节是在通暖、吹扫后，系统供汽总阀处于全开启(回转12圈)的状态下进行的。初调节的方法与正式运行时相同，即有压力调节和供热调节两种方法。压力调节。利用用户入口处的减压阀控制和调节蒸汽的入口压力，使之符合设计压力而不超压。减压阀调压时，先开启减压阀后阀门，关闭旁通管阀门，再缓慢开启减压阀前阀门，使蒸汽经减压阀进入室内采暖系统。在减压阀前后阀门处于全开状态下，观察前后压力表读数，先调节减压装置的安全阀，使其在超压状态下能及时启动，以保证系统运行安全，再调节减压阀前后阀门开度，使压力表读数符合设计的工作压力。当减压阀检修，利用旁通管临时供汽时，应调节旁通阀开度，不使系统超压。供热调节。利用室内蒸汽采暖系统管道上的各个阀门开度大小，调节各分支干管、立管、散热器支管的供汽量，使经反复调节，达到供热平衡。各环路调节时，均应注意及时排除冷空气，并检查疏水器工况，以保证调节的顺利和系统的正常运行。(4)系统试运行的验收采暖系统试运行的初调节结果，应做好详细记录，以作为验收交工及正式运行管理的原始资料和依据，如室内外管道上各阀门开度的调节情况、各环散热器的散热工况(不热、热的不足、热的不均)、各采暖房间的室温状况等。如有必要，可将室内各主要调节阀门的手轮卸掉，以利于维持初调节效果。3.5.1室外采暖管网敷设方式3.5.2室外采暖管道施工3.5.3室外采暖管材、支架、热力入口及施工3.5.4管道保温3 . 5 室 外 采 暖 管 道室外采暖管网是集中采暖系统中投资份额较大，施工最繁重的部分。合理地选择采暖管道的敷设方式以及做好管网的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方便等，都有重要的意义。采暖管道敷设是指将采暖管道及其附件按设计条件组成整体并使之就位的工作。采暖管道的敷设形式，可分为管沟敷设、埋地敷设、架空敷设三种。3.5.1室外采暖管网敷设方式1.管沟敷设管沟是地下敷设管道的围护构筑物，作用是承受土压力和地面荷载并防止水的侵入。管沟分砌筑、装配和整体等类型。砌筑管沟采用砖、石或大型砌体砌筑墙体，配合钢筋混凝土预制盖板。装配式管沟一般用钢筋混凝土预制构件现场装配，施工速度较快。整体式管沟用钢筋混凝土现场灌筑而成，防水性能较好。管沟的横截面常做成矩形或拱形。根据管沟内人行通道的设置情况，分为通行管沟、半通行管沟和不通行管沟。(1)通行管沟通行管沟是工作人员可以在管沟内直立通行的管沟，可采用单侧或双侧(图3.61)两种布管方式。通行管沟人行通道的高度不低于1.8m，宽度不小于0.6m，并应允许管沟内最大直径的管道通过通道。图3.61通行管沟为便于运行管理人员出入和安全，通行管沟内若装有蒸汽管道，应每隔100m设一个事故入孔；无蒸汽管道时，每隔200m设一个。对整体混凝土结构的通行管沟，每隔200m宜设一个安装孔，以便检修更换管道。通行管沟应设置自然通风或机械通风，以便在检修时，保持管沟内温度不超过40。在经常有人工作的通行管沟内，要有照明设施。通行管沟用在采暖管径比较大，管道数目比较多，或与其他管道共沟敷设以及不允许开挖检修的地段。通行管沟的主要优点是操作人员可在管沟内进行管道的日常维修以至大修更换管道，但造价高。(2)半通行管沟在半通行管沟内，留有高度约1.21.4m，宽度不小于0.5m的人行通道。操作人员可以在半通行管沟内检查管道和进行小型修理工作，但更换管道等大修工作仍需挖开地面进行。当无条件采用通行管沟时，可用半通行管沟代替，以利于管道维修和判断故障地点，缩小大修时的开挖范围，做法见图3.62。图3.62半通行管沟(3)不通行管沟不通行管沟的横截面较小，只需保证管道施工安装的必要尺寸。不通行管沟的造价较低，占地较小，是城镇采暖管道经常采用的管沟敷设型式。其缺点是管道检修时必须掘开地面，做法见图3.63。上面介绍的管沟型式，都属于砌筑管沟。图3.64所示为预制钢筋混凝土椭圆拱形管沟。它可以是通行或不通行的。为便于管道安装和维修，各种管沟的净高、人行通道宽以及管道保温表面离管沟内表面的最小尺寸，应符合表3.13的规定。管沟盖板的覆土深度，不应小于0.2m。图3.63不通行管沟图3.64预制钢筋混凝土椭圆拱形管沟采暖管道在管沟内积水时，极易破坏保温结构，增大散热损失，腐蚀管道，缩短使用寿命。为防止地面水渗入，管沟壁内表面宜用防水砂浆粉刷。管沟盖板之间、管沟盖板与管沟壁之间要用水泥砂浆或沥青封缝。管沟盖板横向应有0.010.02的坡度，管沟底应有纵向坡度，其坡向与采暖管道坡向相一致，不宜小于0.002，以便渗入管沟内的水流入检查室的集水坑内，然后用水泵抽出。如地下水位高于管沟底，应考虑采用更可靠的防水措施，甚至采用在管沟外面排水来降低地下水位的措施。常用的防水措施是在管沟壁外表面敷以防水层。防水层用沥青粘贴数层油毛毡并外涂沥青或在外面再增加砖护墙。2.埋地敷设埋地敷设是将采暖管道直接埋设于土壤中的敷设方式。热水采暖管网采用无沟敷设在国内外已得到广泛地应用。目前采用最多的结构型式为整体式预制保温管，即将采暖管道、保温层和保护外壳三者紧密地黏结在一起，形成一个整体，如图3.65所示。预制保温管(也称为管中管)多采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为保温材料。它是由多元醇和异氢酸盐两种液体混合发泡固化而形成的。硬质聚氨酯泡沫塑料的密度小，导热系数低，保温性能好，吸水性小，并具有足够的机械强度，但耐热温度不高。国内标准要求其密度为6080kg/m3，导热系数0.027W/(m)，抗压强度P200kPa，吸水性g0.3kg/m3，耐热温度不超过120。图3.65预制保温管直埋敷设示意图(单位：mm)1.钢管；2.硬质聚氨酯泡沫塑料保温层；3.高密度聚乙烯保温外壳预制保温管的保护外壳多采用高密度聚乙烯硬质塑料管。高密度聚乙烯具有较高的机械性能、耐磨损、抗冲击性能较好；化学稳定性好，具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能。它可以焊接，便于施工。根据国家标准要求，高密度聚乙烯外壳的密度940kg/m3，拉伸强度20MPa，断裂伸长率350%。日前国内也有用玻璃钢作为预制保温管保护外壳的。它造价低些，但抗老化性能不如高密度聚乙烯。预制保温管在工厂或现场制造。预制保温管的两端，留有约200mm长的裸露钢管，以便在现场管线的沟槽内焊接，最后再将接口处作保温处理。施工安装时在管道槽沟底部要预先铺约100150mm厚的18mm粗沙砾夯实，管道四周填充沙砾，填砂高度约100200mm后，再回填原土并夯实。为节约材料费用，目前国内也有采用四周回填无杂物净土的施工方式。上述整体式预制保温管直埋敷设与管沟敷设相比较，具有下述优点：1)无沟敷设不需砌筑管沟，土方量及土建工程量减小，管道预制，现场安装工作量减少，施工进度快，因此可节省采暖管网的投资费用。2)无沟敷设占地小，容易与其他地下管道和设施相协调，尤其在老城区、狭窄的街道和地下管线密集的地段，优势更为明显。3)整体式预制保温管严密性好，水难以从保温材料与钢管之间渗入，管道不易腐蚀，使用寿命达50年以上，远高于管沟敷设。4)整体式预制保温管由于受土壤摩擦力的约束，实现了无补偿直埋敷设，在管网直管段上，可以不设置伸缩器和固定支座，简化了管网系统，节省了基建费用。5)以聚氨酯作为保温材料，导热系数小，采暖管道散热损失小于管沟敷设。6)预制保温管结构简单，采用工厂预制，容易保证工程质量。除整体式预制保温管直埋敷设方式外，还有填充式、浇灌式等直埋敷设方式。它是在采暖管道的沟槽内填充散状保温材料或浇灌保温材料(如浇灌泡沫混凝土)的敷设方式。由于难以防止水渗入而腐蚀钢管，因而目前应用较少。3.架空敷设管道敷设在地面上或附墙支架上的敷设方式。按照支架的高度不同，可有以下三种架空敷设形式：(1)低支架(图3.66)在不妨碍交通、不影响厂区扩建的场合，可采用低支架敷设。通常是沿着工厂的围墙或平行于公路或铁路敷设。为了避免雨雪的侵袭，采暖管道保温结构底距地面净高不得小于0.3m。低支架敷设可以节省大量土建材料，建设投资小，施工安装方便，维护管理容易，但其适用范围太窄。图3.66低支架示意图(2)中支架(图3.67)在人行频繁和非机动车辆通行地段，可采用中支架敷设。管道保温结构底距地面净高为2.04.0m。 图3.67中、高支架示意图(3)高支架(图3.67)管道保温结构底距地面净高为4m以上，一般为4.06.0m。其在跨越公路、铁路或其他障碍物时采用。架空敷设的采暖管道可以和其他管道敷设在同一支架上，但应便于检修，且不得架设在腐蚀性介质管道的下方。架空敷设所用的支架按其构成材料可分为砖砌、毛石砌、钢筋混凝土结构(预制或现场浇灌)、钢结构和木结构等。目前国内常用的是钢筋混凝土支架。它较为坚固耐用并能承受较大的轴向推力。支架多采用独立式支架(图3.66和图3.67)。为了加大支架间距，有时采用一些辅助结构，如在相邻的支架间附加纵梁、衍架、悬索、吊索等，从而构成组合式支架。支架按力学特点可分为刚性支架、柔性支架和铰接支架。刚性支架的特点是支架柱脚与基础嵌固连接。柱身刚度大、柱顶变位小、不随管道的热伸长移动，因而承受管道的水平推力(摩擦力)较大。刚性支架构造简单、工作可靠，是采用较多的一种。柔性支架的特点是支架柱脚与基础嵌固，但柱身沿管道轴向柔度较大，柱顶变位可以适应管道的热位移，因此支柱承受的弯矩较小，柱身沿管道横向刚度较大，仍视为刚性支架。铰接支架的特点是支架柱脚与基础沿管道轴向为铰接，横向为固接。因此柱身可随管道的伸缩而摆动，支柱仅承受管道的垂直荷载，柱子横截面和基础尺寸可以减小。采暖管道架空敷设是较为经济的一种敷设方式。它不受地下水位和土质的影响，便于运行管理，易于发现和消除故障，但占地面积较多，管道的热损失较大，易影响城市美观。架空敷设通常适用于下列场合：地下水位较高，年降雨量大，土质为湿陷性黄土或腐蚀性土壤；选用地下敷设时，必须进行大量土石方工程或地形复杂的地段，地下设施密度大，难以采用地下敷设的地段或在工业企业中有其他管道，可共架敷设的场合。1.管道的布置形式采暖管网布置形式以及采暖管线在平面位置(即定线)的确定，是采暖管网布置的两个主要内容。采暖管网布置有枝状管网和环状管网两大类型。枝状管网(图3.68)布置简单，采暖管道的直径逐渐变细，金属耗量少，基建投资少，运行管理简单，但供热的可靠性较低，当管网某处发生故障时，故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物具有一定的蓄热能力，一般在故障排除时不会导致室温大幅度降低，因此枝状管网是热水管网最普遍采用的方式。图3.68枝状管网1.热源；2.主干线；3.支干线；4.用户支线；5.热用户环状管网(图3.69)最大的优点是供热可靠性较高。当输配干线某处发生事故时，可以切除故障段，由另一方向供热。与枝状管网相比，环状管网投资增大，运行管理复杂，热网要有较高的自动控制措施。图3.69多热源的环状管网示意图1.热电厂；2.区域锅炉房；3.环状管网；4.支干线；5.分支管线；6.热力站采暖管网布置，应在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。采暖管线平面位置的确定，即定线，应遵守如下基本原则：(1)经济上合理主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区；要注意管线上的阀门、伸缩器和某些管道附件(如放气、放水、疏水等装置)的合理布置。(2)技术上可靠采暖管线应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位等不利地段。(3)对周围环境影响少而协调采暖管线应少穿主要交通线，一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方，通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。架空敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。采暖管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。采暖管线确定后，根据室外地形图，制订纵断面图和地形竖向规划设计。在纵断面图上应标注：地面的设计标高、原始标高、现状与设计的交通线路和构筑物的标高，以及各段热网的坡度等。2.伸缩器的种类为了防止采暖管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置伸缩器，以补偿管道的热伸长，减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。伸缩器的种类很多，主要有管道的自然补偿、方形伸缩器、波纹管伸缩器、套筒伸缩器和球形伸缩器等。前三种是利用伸缩器材料的变形来吸收热伸长；后两种是利用管道的位移来吸收热伸长。(1)自然补偿利用采暖管道自身的弯曲管段(如L型或Z型等)来补偿管段的热伸长的补偿方式称为自然补偿。自然补偿不必特设伸缩器，因此考虑管道的热补偿时，应尽量利用其自然弯曲的补偿能力。自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长。(2)方形伸缩器它是由四个90弯头构成“U”形的伸缩器(图3.70)，靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。方形伸缩器通常用无缝钢管烧弯或机制弯头组合而成。也有将钢管弯曲成“S”形或“Q”形的伸缩器，这种用与采暖直管等径的钢管构成呈弯曲形状的伸缩器，总称为弯管伸缩器。弯管伸缩器的优点是制造方便，不用专门维修，因而不需要为它设置检查室，工作可靠，作用在固定支架上的轴向推力相对较小。其缺点是介质流动阻力大，占地多。方形伸缩器在采暖管道上应用很普遍。安装弯管伸缩器时，经常采用冷拉(或冷紧)的方法，来增加其伸缩能力。图3.70方形伸缩器(3)波纹管伸缩器它是用单层或多层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的管状伸缩设备。工作时，它利用波纹变形进行管道热补偿。采暖管道上使用的波纹管，多用不锈钢制造。波纹管伸缩器按波纹形状主要分为U形和Q形两种，按伸缩方式分为轴向、横向和铰接等形式，轴向伸缩器可吸收轴向位移，按其承压方式又分为内压式和外压式。图3.71所示为内压轴向式波纹管伸缩器的结构示意图。横向式伸缩器可沿伸缩器径向变形，常装于管道中的横向管段上吸收管道热伸长。铰接式伸缩器可以其铰接轴为中心折曲变形，类似球形伸缩器，需要成对安装在转角段上。波纹管伸缩器的主要优点是占地小，不用专门维修，介质流动阻力小，因此内压轴向式波纹管伸缩器在国内热网工程上应用逐步增多，但造价较高。图3.71内压轴向式波纹管伸缩器(4)套筒(管)伸缩器它由填料密封的套管和外壳管组成，两者同心套装并可沿轴向伸缩。图3.72所示为一单向套筒伸缩器。套管1与外壳体3之间用填料圈4密封，填料被紧压在前压兰2与后压兰5之间，以保证封口紧密。伸缩器直接焊接在采暖管道上。填料采用石棉夹铜丝盘根，更换填料时需要松开前压兰，维修不便。目前有采用柔性密封填料的套筒伸缩器。柔性密封填料可直接通过外壳小孔注入伸缩器的填料函中，因而可以在不停止运行的情况下进行维护和检修，维修工艺简便。套筒伸缩器的补偿能力大，一般可达250400mm，占地小，介质流动阻力小，造价低，但其压紧、补充和更换填料的维修工作量大，同时管道地下敷设时，为此要增设检查室，如管道变形有横向位移时，易造成填料圈卡住，只能用在直线管段上。当其使用在弯管或阀门处时，其轴向产生的盲板推力(由内压引起的不平衡水力推力)也较大，需要设置加强的固定支座。近年来，国内出现的内力平衡式套筒伸缩器，可消除此盲板推力。图3.72套筒伸缩器1.套管；2.前压兰；3.壳体；4.填料圈；5.后压兰；6.防脱肩；7.T形螺栓；8.垫圈；9.螺帽(5)球形伸缩器它是由球体及外壳组成。球体与外壳可相对折曲或旋转一定的角度(一般可达30)，以此进行热补偿。两个配对成一组，其动作原理见图3.73。球形伸缩器的球体与外壳间的密封性能良好，寿命较长。它的特点是能作空间变形，补偿能力大，适用于架空敷设。图3.73球形伸缩器动作原理图3.室外采暖管道的安装要求室外采暖管道的安装要求(1)一般要求1)室外采暖管道应采用焊接钢管或无缝钢管，详见表3.1。2)室外采暖管道水平敷设也有坡度要求。蒸汽管：汽水同向流动，i0.002；汽水逆向流动，i0.005。热水管：i0.002。3)对于热水管、蒸汽管，若设计无要求，应敷设在载热介质前进方向的右侧。4)管道连接除安装阀门处采用法兰连接外，其他接口采用焊接。5)对头连接的管道发生空隙时，不允许将管壁加力延伸而使管头密合，应另外加一短管。该段管长度不应小于管道空隙，也不能小于100mm。6)固定点之间的管道中心线应成直线，其偏差应符合表3.14的规定要求。7)为了保证管道上阀门、伸缩器维修方便，在同用途、同规格的管道上，应采用相同规格的配件。阀门、伸缩器在安装前要经过外观检查和水压试验，合格后才准安装。8)钢管、阀门等配件应有制造厂的试验证明。9)安装完毕的管道系统，应按照设计要求或按管道工程施工及验收规范规定进行水压试验。(2) 室外采暖管道的泄水与排气问题无论是蒸汽采暖管道还是热水采暖管道，都必须注意解决管网的泄水与排气问题。除了在坡度上给予保证外，还要采取以下措施：蒸汽采暖管道中，在适当的位置加设疏水器。其位置通常是：管道的最低点；垂直升高的管段之前；可能集结凝结水的蒸汽管道闭塞端和每隔50m左右直管段位置。蒸汽管道安装时要高于凝结水管道，以便于将蒸汽管道产生的凝结水通过疏水器等装置排入凝结水管道，其高差应大于或等于安装疏水器需要的尺寸。热水采暖管道中，在管道的高位点应设置排气装置；在管道的低位点应设泄水装置。一般排气阀门直径为1525mm，泄水阀门的直径是热水管直径的1/10左右，但不得小于20mm。泄水和排气装置的设置见图3.74和图3.75。热水主干管每隔8001000m安装分段阀门。对于没有分支管的主干管，其分段阀门间距可增大到2500m，这样可以减少非事故管道水头损失和缩短检修时间。两个分段阀门之间必须设泄水和排气装置，以便能排出其间的空气和水。图3.74热水管道途中泄水和排气装置1.泄水阀；2.排气阀图3.75热水管道抬高时泄水和排气装置(3)室外采暖管道试压室外采暖管道安装完毕后，必须进行强度和严密性试验，管段较长可分段进行，一般用水压试验，水压试验压力应为工作压力的1.5倍，但不得小于0.588MPa。管道在进行水压试验时，应将管道上的阀门全部打开，管道敞口和端头要封堵严密。向管道充水时，应注意管道内空气的排除问题，可用设在试压管线最高点的排气阀进行检查，即排气阀中排出来的全部是水没有空气时可关闭排气阀。管道充满水后应全面检查管道有无漏水现象，如有漏水先修复后再升压。整个加压过程应缓慢进行。先升至试验压力的1/4左右，全面检查一次管道是否有渗漏现象，无渗漏现象继续升压。如果发现法兰或焊缝有渗漏现象时，应降压后进行修理，以免发生事故。当升压至试验压力时，保持10min观测，如压降不大于0.049MPa，可认为管道强度试验合格，然后将管内压力降至工作压力进行严密型试验，用重量不大于1.5kg的圆头手锤，在距焊缝1520mm处沿焊缝方向轻轻敲击，如管道的焊缝及法兰连接处未发现渗漏现象，即认为管道严密性试验合格。在气温低于0时做水压试验，要采取防冻措施，用50左右的热水进行试验。试验完毕应立即将管内存水放净。1.管材要求室外采暖管道常用管材、敷设方式及连接方法见表3.15，规格见3.2.1节中的表3.1。2.焊接要求1)管道焊接应遵守现行技术、劳动保护及消防安全条例的规定。2)施焊时应有防风、雨、雪措施。焊区环境温度低于20，焊口应预热，预热温度为100200，预热长度为200300mm。3)用气割加工管道坡口，必须除去坡口表面的氧化皮，并将影响焊接质量的凹凸不平处打磨平整。4)管子对口的错位偏移，应不超过管壁厚度的20%，且不超过2mm。调正对口间隙，不得用加热和扭曲管道的方法。3.5.3室外采暖管材、支架、热力入口及施工5)管道焊缝应有加强面高度和遮盖面宽度。6)不同管径的管道焊接，如两管管径相差不超过小管径的15%，可将大管端部直径缩小，与小管对口焊接。如管径相差超过小管径的15%，应将大管端部抽条加工成锥形，或用钢板特制的异径管。7)管道的对口焊缝或弯曲部位不得焊接支管。弯曲部位不得有焊缝，接口焊缝距起弯点应不小于1个管径，且不小于100mm；接口焊缝距管道支、吊架边缘应不小于50mm。8)焊接管道分支管，断面与主管表面间隙不得大于2mm，并不得将分支管插入主管的管孔中。分支管管端应加工成马鞍形。9)双面焊接管道法兰，法兰内侧的焊缝不得凸出法兰密封面。10)管道焊口尺寸的允许偏差应符合表3.16的规定。11)管道焊接完后，应做外观检查，如焊缝缺陷超过标准，应进行修整。3.支架施工支架施工室外采暖管道安装时，管道底部每隔一段距离要焊接支座，通过支座把管道敷设在支承结构物上。支承结构物可以是角钢或槽钢支架，也可以是钢筋混凝土支架。采暖管道所受的各种力通过支座传给支架，所以支座是采暖管道上的一种重要构件。(1)支座类型根据支座对管道位移的限制情况，分为活动支座和固定支座。1)活动支座。活动支座是允许管道和支承结构有相对位移的管道支座。活动支座按其构造和功能分为滑动、滚动、弹簧、悬吊和导向等支座形式。滑动支座与支架由安装(采用卡固或焊接方式)在管子上的钢制管托与下面的支承结构构成。它承受管道的垂直荷载，允许管道在水平方向有滑动位移。根据管托横截面的形状，有曲面槽式(图3.76)、丁字托式(图3.77)和弧形板式(图3.78)等。前两种形式，管道由支座托住，滑动面低于保温层，保温层不会受到损坏。弧形板式滑动支座的滑动面直接附在管道壁上，因此安装支座时要去掉保温层，但管道安装位置可以低一些。管托与支承结构间的摩擦面，通常是钢与钢的摩擦，摩擦系数约为0.3。为了降低摩擦力，有时在管托下放置减摩材料，如聚四氟乙烯塑料等，可使摩擦系数降低到0.1以下。图3.76曲面槽滑动支座1.弧形板；2.肋板；3.曲面槽图3.77丁字托滑动支座1.顶板；2.底板；3.侧板；4.支承板图3.78弧形板滑动支座1.弧形板；2.支承板滚动支座由安装(卡固或焊接)在管子上的钢制管托与设置在支承结构上的辊轴、滚柱或滚珠盘等部件构成。辊轴式(图3.79)和滚柱式(图3.80)支座，管道有轴向位移时，管托与滚动部件间为滚动摩擦，摩擦系数在0.1以下；但管道有横向位移时仍为滑动摩擦。滚珠盘式支座，管道水平各向移动均为滚动摩擦。滚动支座需进行必要的维护，使滚动部件保持正常状态，一般只用在架空敷设管道上。图3.79辊轴式滚动支座1.辊轴；2.导向板；3.支承板图3.80滚柱式滚动支座1.槽板；2.滚柱；3.槽钢支承座；4.管箍弹簧支座(架)的构造一般由在滑动支座、滚动支座的管托下或在悬吊支架的构件中加弹簧构成(图3.81)。其特点是允许管道水平位移，并可适应管道的垂直位移，使支座(架)承受的管道垂直荷载变化不大。常用于管道有较大的垂直位移处，以防止管道脱离支座，致使相邻支座和相应管段受力过大。导向支座是只允许管道轴向伸缩，限制管道横向位移的支座型式，通常是在滑动支座或滚动支座沿管道轴向的管托两侧设置导向挡板。导向支座的主要作用是防止管道纵向失稳，保证补偿器正常工作。图3.81弹簧悬吊支座2)固定支座。固定支座是不允许管道和支承结构有相对位移的管道支座，主要用于将管道划分成若干补偿管段，分别进行热补偿，从而保证补偿器的正常工作。最常用的是金属结构的固定支座，有卡环式图3.82(a)、焊接角钢固定支座图3.82(b)、曲面槽固定支座图3.82(c)和挡板式固定支座(图3.83)等。前三种承受的轴向推力较小，通常不超过50kN，固定支座承受的轴向推力超过50kN时，多采用挡板式固定支座。在无沟敷设或不通行地沟中，固定支座也有做成钢筋混凝土固定墩的形式。图3.82几种金属结构固定支座(a)卡环固定支座；(b)焊接角钢固定支座；(c)曲面槽固定支座图3.83挡板式固定支座(a)双面挡板式固定支座；(b)四面挡板式固定支座1.挡板；2.肋板图3.84所示为直埋敷设所采用的一种固定支座形式，管道从固定墩上部的立板穿过，在管子上焊有卡板来进行固定。室内、外供热管道的支座的各种形式详图及其使用要求，可见动力设施国家标准图集。图3.84直埋敷设固定墩 (2)支架安装的技术要求如前所述，室外采暖管道的敷设方式有管沟敷设、埋地敷设和架空敷设三种形式。在厂区的架空安装有低、中、高支架三种形式；在建筑群(小区)多沿建筑物外墙架空安装并以外墙做管道托架的支撑实体。低支架一般采用砖砌体或混凝土浇筑，中、高支架多用混凝土及型钢结构做管道支承实体。支架一般由土建专业施工，安装工种应与之配合，预埋管道安装所需钢板，并对土建施工的支架进行检查验收。支架施工时，应符合以下要求：1)管道安装时，应及时进行支架的固定和调整工作，支架位置应正确，安装平整牢固，与管子接触良好。2)固定支架应严格按设计要求安装，并在伸缩器预拉伸前固定。在无伸缩装置、有位移的直管段上，不得安装一个以上的固定支架。3)导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整，不得有歪斜和卡涩现象，其安装位置应从支撑面中心向位移反向偏移，偏移值应为位移值的一半。保温层不得妨碍热偏移。4)弹簧支、吊架的弹簧安装高度，应按设计要求进行调整，并做出纪录。弹簧的固定件，应待系统安装、试压、绝热完毕后方可拆除。5)支、吊架不得有漏焊、欠焊或焊接裂纹等缺陷。管道与支架焊接时，管子不得有咬肉、烧穿等现象。6)管架紧固在槽钢或工字钢的翼板斜面时，其螺栓应有相应的斜垫片。7)管道安装时不宜使用临时支、吊架。如必须使用时，临时支、吊架应有明显的标志，并不得与正式支、吊架位置冲突。管道安装完毕后应予以拆除。8)管道安装完毕后，应按设计要求逐个核对支、吊架的形式、材质和位置。9)管道安装完毕、系统运行时，应及时对支、吊架进行检查与调整。3.5.3室外采暖管材、支架、热力入口及施工4.热力管网及热力引入口由于室内采暖系统的热媒参数和室外热力管网的热媒参数不一定完全一致，因此要在每一幢建筑物或几幢建筑物联合设立一个热力引入口。在热力引入口中，装有专门的设备和自动控制装置，采用不同的连接方法来解决热媒参数之间的矛盾。(1)与热水热力管网的连接图3.85是热水采暖系统与热水热力管网连接的原理图。主要分成两种形式，即直接连接图3.85(a)、(b)、(c)、(e)和间接连接图3.85(d)、(f)。在图3.85(a)中，热水从供水干管直接进入采暖系统，放热后返回回水干管。当室内、室外管网的供回水温度、压力一致时可采用此形式。图3.85热用户与热水热力管网连接1.混水器；2.止回阀；3.水泵；4.加热器；5.排气阀；6.温度调节器当室外热力管网供水温度高于室内采暖供水温度，且室外热力管网的压力不太高时，可采用图3.85(b)及(c)的连接方式。采暖系统的部分回水通过喷射泵或混水泵与供水干管送来的热水相混合，达到室内系统所需要的水温后，进入各散热器。放热后，一部分回水返回到回水干管；另一部分再次与外网供水干管送入的热水相混合。如果室外热力管网中压力过高，超过了室内采暖系统散热器的承压，或者当采暖系统所在楼房位于地形较高处时，采用直接连接会造成管网中其他楼房的采暖系统压力升高甚至超过散热器的承压能力，这时就必须采用图3.85(d)所给出的间接连接方式，借助于表面式水-水加热器进行热量的传递，而无压力工况的联系。图3.85(e)、(f)是热水供应系统的连接。(2)与蒸汽热力管网的连接图3.86为采暖系统、热水供应系统与蒸汽热力管网连接的原理图。图3.86(a)是室内蒸汽采暖系统与室外蒸汽热力管网直接连接图式。蒸汽热力管网中压力较高的蒸汽通过减压阀进入室内蒸汽采暖系统，在散热器中放热后，凝结水经疏水器注入凝结水箱，然后经水泵吸送至热力管网的凝结水管。图3.86(b)是室内热水采暖系统与室外蒸汽热力管网的间接连接图式。室外管网的高压蒸汽在汽-水加热器中将采暖系统的回水加热升温，热水采暖系统的循环水泵加压系统内的热水使之循环，热水在散热器中放热。图3.86(c)是热水供应与蒸汽热力管网连接的图示。图3.86热用户与蒸汽热力管网连接1.减压阀；2.疏水器；3.凝结水箱；4.凝结水泵；5.止回阀；6.加热器；7.循环水泵5.热力引入口在上述各种连接中，只给出了热用户与热力管网连接处的主要设备，除此之外，根据系统的具体情况还可装有测量、控制及其他附属设备，如温度计、压力表、流量计、温度控制器、压力控制器、流量控制器以及除污器等。安装有上述设备的热用户与热力管网的连接处叫做用户的热力引入口。图3.87和图3.88分别是热水和蒸汽热力引入口的示意图。建筑物热力引入口的位置最好选在整个建筑物的中央，亦可用地下管沟、地下室、楼梯间或次要的房间作为热力引入口。由于热力引入口是调节、统计、分配从热力管网取得热量的中心，因此要求热力引入口房间应有足够的尺寸，使人们能方便地到达所有的设备并进行操作。除此之外，还应有照明并要保持清洁。设置热力引入口的房间高度不小于2m，宽度大约1.5m，长度大约2.5m。如在热力引入口内有水泵、凝结水箱或加热器，则上述尺寸应加大。图3.87热水热力引入口1.阀门；2.止回阀；3.除污器；4.水泵；5.温度计；6.压力阀；7.水量表；8.阀门图3.88蒸汽热力引入口1.阀门；2.蒸汽流量计；3.压力表；4.减压阀；5.凝结水箱；6.水泵；7.水量表；8.止回阀采暖管道及其附件保温的主要目的在于减少热媒在输送过程中的热损失，节约燃料；保证操作人员安全，改善劳动条件，保证热媒的使用温度等。热网运行经验表明，热水管网即使有良好的保温，其热损失仍约占总输热量的5%8%，蒸汽管网约为8%12%，与之相应，保温结构费用约占热网管道费用的25%40%。因此，保温工作对保证采暖质量，节约投资和燃料都有很大影响。1.保温材料及其制品良好的保温材料应重量轻、导热系数小，在使用温度下不变形、不变质，具有一定的机械强度，不腐蚀金属，可燃成分小，吸水率低，易于施工成型且成本低廉。3.5.4管道保温根据热网规范规定，采暖介质设计温度高于50的热力管道、设备、阀门一般应保温，其保温材料及其制品应具有以下主要技术性能：(1)平均工作温度下的导热系数值不得大于0.12W/(m)，并应有明确的随温度变化的导热系数方程式和图表。对于松散或可压缩的保温材料及其制品，应具有在使用密度下的导热系数方程式或图表。(2)密度不应大于400kg/m3。(3)除软质、散状材料外，硬质预制成型制品的抗压强度不应小于300kPa，半硬质的保温材料压缩10%时的抗应强度不应小于200kPa。目前常用的管道保温材料有石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、岩棉、矿渣棉、玻璃纤维及玻璃棉、微孔硅酸钙、泡沫混凝土、聚氨酯硬质泡沫塑料等。各种材料及其制品的技术性能可从生产厂家或一些设计手册中得出。在选用保温材料时，要考虑因地制宜，就地取材，力求节约。2.管道的保温结构管道的保温结构由保温层和保护层两部分组成。采暖管道常用的保温方法有涂抹式、预制式、缠绕式、填充式、灌注式和喷涂式等。(1)涂抹式保温将不定型的保温材料加入黏合剂等用水拌合成塑性泥团，分层涂抹于需要保温的设备、管道表面上，干后形成保温层。该法不用模具，整体性好，特别适用于填堵洞孔和异形表面的保温。涂抹式保温是传统的保温方式，但施工方法落后，进度慢，在室外管网工程中已很少应用。适用此法的保温材料有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石以及石棉灰、石棉硅藻土等。(2)预制式保温将保温材料制成板状、弧形块、管壳等形状的制品，用捆扎或粘接方法安装在设备或管道上形成保温层。该方法由于操作方便和保温材料多以制品形式供货，因而目前被广泛采用。适用此法的保温材料主要有泡沫混凝土、石棉、矿渣棉、岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩和硬质泡沫塑料等。预制式保温结构见图3.89。图3.89弧形预制保温瓦保温结构1.管道；2.保温层；3.镀锌铁丝；4.镀锌铁丝网；5.保护层；6.油漆(3)缠绕式保温将绳状或片状的保温材料缠绕捆扎在管道或设备上形成保温层。如石棉绳、石棉布、纤维类保温毡都采用此施工方法，其特点是操作方便、便于拆卸。用纤维类(如岩棉、矿渣棉、玻璃棉)保温毡进行管道保温，在管道工程上应用较多。图3.90为其保温结构示意图。图3.90缠绕式保温结构示意图1.管道；2.保温毡或布；3.镀锌铁皮；4.镀锌铁丝网；5.保护层(4)填充式保温将松散的或纤维状保温材料，填充于管道、设备外围特制的壳体或金属网中或直接填充于安装好管道的管沟或沟槽内形成保温。填充于管道、设备外围的散状保温材料主要有矿渣棉、玻璃棉及超细玻璃棉等。近年内由于多把松散的或纤维状保温材料做成管壳式，这种填充保温方式已使用不多了。在管沟或直埋管道沟槽内填充保温材料，必须采用憎水性保温材料，如憎水性沥青珍珠岩等，以避免水渗入。(5)灌注式保温将流动状态的保温材料，用灌注方法成型硬化后，在管道或设备外表面形成保温层。如在直埋敷设管道的沟槽中灌注泡沫混凝土进行保温。又如在套管或模具中灌注聚氨酯硬质泡沫塑料，发泡固化后形成管道保温层。灌注式保温的保温层为一连续整体，有利于保温和对管道的保护。(6)喷涂式保温利用喷涂设备，将保温材料喷射到管道、设备表面上形成保温层。无机保温材料(膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、颗粒状石棉等)和泡沫塑料等有机保温材料均可用喷涂法施工，其特点是施工效率高，保温层整体性好。采暖管道保护层的作用主要是防止保温层的机械损伤和水分侵入，有时它还兼起美化保温结构外观的作用。保护层是保证保温结构性能和寿命的重要组成部分，需具有足够的机械强度和必要的防水性能。根据保护层所用的材料和施工方法不同，可分为以下三类：涂抹式保护层、金属保护层和毡、布类保护层。涂抹式就是将塑性泥团状的材料涂抹在保温层上。常用的材料有石棉水泥砂浆和沥青胶泥等。涂抹式保护层造价较低，但施工进度慢，需要分层涂抹。金属保护层一般采用镀锌钢板或不镀锌的黑薄钢板，也可采用薄铝板、铝合金板等材料。金属保护层的优点是结构简单、重量轻、使用寿命长，但其造价高，易受化学腐蚀，只宜在架空敷设上应用。毡、布类保护层材料，目前多采用玻璃布沥青油毡、铝箔或玻璃钢等。由于它具有较好的防水性能和施工方便的优点，近年来得到广泛地应用。玻璃布长期遭受日光曝晒容易断裂，宜在室内或管沟管道上应用。3.保温施工中应注意事项1)管道保温应在水压试验合格后进行。如果必须先进行保温，应将管道的连接处留出，待水压试验合格后，再将管道连接处填充保温材料。2)所有保温材料的强度、容重、导热系数，以及含水率等均应符合设计规定。3)管道的保温厚度应符合设计规定，允许厚度偏差为5%10%。4)管道保温时，应粘贴紧密，表面应平整，圆弧应均匀，无环形断裂。其表面平整度，当采用卷材和板材时，每m允许偏差5mm；涂抹或其他做法允许偏差10mm。5)管道保温采用硬质保温瓦时，在直线管段上，每隔57m应留一条膨胀缝，膨胀缝的间隙为5mm。在弯管处也应留出膨胀缝，管径300mm应留一条，膨胀缝的间隙为2030mm。膨胀缝须用柔性保温材料(石棉绳或玻璃棉)填充。弯管处留膨胀缝的位置见图3.91。保温瓦的接缝应该错开。多层保温瓦应盖缝绑扎，并用石棉水泥勾缝。绑扎保温瓦时，必须用镀锌铁丝，在每节保温瓦上应绑扎两道。当管径为25100mm时，用18#铁丝；管径为125200mm时，用16号铁丝。6)用矿渣棉保温时，厚度须均匀平整，接头要搭严，帮扎要牢固。用玻璃丝布缠绕时，搭接宽度为45mm。用草绳石棉灰保温时，应先在管壁上涂抹石棉灰后缠草绳，不准草绳接触管壁。7)保温管道的支架处应留伸缩缝，并用石棉绳或玻璃棉填塞。8)管道保温采用铁皮做保护层时，纵缝搭口应朝下，铁皮的搭接长度，环向为30mm；纵向为|30mm。铁皮用半圆头自攻螺钉紧固。弯管处铁皮保护层应做成虾米腰形状，再行拼装。9)采用湿法施工的保温工程，宜在环境温度不低于5时施工，如低于5，应采取防冻措施。图3.91弯管处留膨胀缝的位置示意图锅炉是供热之源。锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，将热能传递给水，以生产热水或蒸汽。通过热力管道，将热水或蒸汽输送到用户，以满足生产工艺、采暖、通风和生活的需要。蒸汽可作为工质，将热能转变成机械能以产生动力。蒸汽或热水还可以作为载热体，为工业生产和供热通风提供所需热能。通常把用于动力、发电方面的锅炉，称为动力锅炉；把用于工业及供热方面的锅炉，称为供热锅炉，又称工业锅炉。为了提高热机的效率，动力锅炉所产生的蒸汽，其压力和温度都较高，且向高温、高压、大容量方向发展。而与本专业紧密相关的供热锅炉，除生产工艺上有特殊要求外，所生产的蒸汽或热水均不需过高的压力和温度，容量也无需过大。无论是工业用户，还是采暖用户，对蒸汽一般都是利用蒸汽凝结释放出的汽化潜热，因此大多数供热锅炉都是生产饱和蒸汽。3 . 6 锅 炉 房 施 工3.6.1锅炉安装工程对各专业的要求3.6.2锅炉及锅炉房设备的组成3.6.3锅炉类型及其表示方法3.6.4锅炉试运行3.6.5锅炉房验收用于供热的锅炉房，大体上可分为两类：一类是为工厂或区域供热用的独立锅炉房；另一类为生活或供热用的附属锅炉房，它既可附设在采暖建筑物内，也可在采暖建筑物以外。为安全起见，在采暖建筑物内设置的锅炉只能是低压锅炉。这两类锅炉房并无本质差异，只是大小简繁稍有差别而已，这里后一类锅炉房为对象加以介绍。3.6.1锅炉安装工程对各专业的要求1.锅炉房位置的选择确定锅炉房位置时应综合考虑以下几方面的因素：1)应尽量靠近热负荷密度较大的地区。当热负荷分布较为均匀时，尽可能位于热用户的中央，以缩短供热、回热管路，节省管材，减小沿途的散热损失，并有利于采暖系统中各循环环路的阻力平衡。2)要便于燃料和灰渣的存贮和运输。锅炉房周围应有足够的堆放煤、灰的面积，并留有扩建的余地。3)宜位于采暖季节主导风向的下风向，以减轻煤灰、粉尘对周围环境的污染。4)宜位于供热区的低凹处和隐蔽处，以利于回热的收集和美观。但必须保证锅炉房内的地面标高高于当地的洪水位标高。5)供热管道的布置应尽量避免或减少与其他管道的交叉。6)应使锅炉房内有良好的自然通风和采光，便于给水、排水和供电，并应符合安全防火的有关规定。2.锅炉房对建筑、土建专业的要求1)锅炉房建筑布置应满足锅炉房工艺布置的要求，同时应兼顾土建工程中建筑模数的要求。例如，确定锅炉房平面布置中跨度或柱距时，应以所选用的锅炉的外形尺寸和工艺要求为依据，并考虑符合有关厂房建筑结构的规定。2)锅炉房的建筑形式应根据锅炉的容量、类型以及燃烧方式、排除灰渣方式来确定。单层锅炉房建筑造价低，适用于小型锅炉和燃油然气锅炉；对于带有省煤器、空气预热器等附加受热面和运煤除渣设备的大型锅炉，应采用双层锅炉房建筑；若锅炉房设计成包括有办公室、值班室、卫生间等多种辅助间的综合建筑时，亦可采用三层布置形式。根据各地区的气候条件、设备情况，还可以考虑建造半露天式或露天式锅炉房，将部分辅助设备露天放置，这样可以减少锅炉房的基建投资，但对于露天部分应有必要的防风、雨措施。图3.92为锅炉房建筑形式示意图。图3.92锅炉房建筑形式示意图(a)单层建筑(b)单层建筑有运煤廊；(c)双层建筑；(d)、(e)、(f)一、二、三层的辅助间3)锅炉房屋顶结构的荷重小于0.9kPa/m2时，屋顶不必开窗，但当屋顶的重量大于0.9kPa/m2时，应在屋顶或高于锅炉的炉前墙壁上开设面积不小于全部锅炉占地面积10%的气窗，以防锅炉万一发生爆炸事故时气流能够冲开屋顶泄压，减少危害。4)为了防止沉降和温度伸缩影响，锅炉基础应与建筑物基础分离；对于双层或多层建筑的锅炉房，在锅炉与楼板连接处应考虑采用适应沉降的连接措施。5)锅炉房应每层至少设有两个出入口，分别设在相对的两侧。锅炉间总宽度(包括锅炉之间的通道在内)不超过12m的单层锅炉房可只设一个出入口。锅炉间通向室外的门应向外开启；其他辅助间的门应向锅炉间开启。6)当锅炉房为地下式建筑时，应有可靠的防水、排水技术措施，并应注意便于灰渣的排除。7)锅炉房内应根据实际情况设置必要的平台、扶梯和栏杆。8)锅炉房内应有良好的自然通风和采光条件，且锅炉的正面应尽量朝向窗户。9)锅炉应装在单独的基础上。10)用建筑物的地下室作为锅炉房时，应有可靠的防止地面水和地下水侵入的措施。此外，地下室的地坪应有向排水地漏倾斜的坡度。3.锅炉房主要尺寸的确定在锅炉房中，要合理地配置和安装各种设备，以保证安装、运行及检修的方便和安全可靠。(1)锅炉房平面尺寸应由锅炉、其他设备和烟道的位置、尺寸和数量而定。1)锅炉前部到锅炉房前墙的距离，一般不小于3m；对于需要在炉前操作的锅炉，此距离应大于燃烧室总长1.5m以上。2)锅炉与锅炉房的侧墙之间或锅炉之间有通道时，如不需要在通道内操作，其宽度不应小于1.0m；如需要在通道内操作，通道宽度应保证操作方便，一般为1.52.0m。3)鼓风机、引风机和水泵等设备之间的通道，一般不应小于0.7m。4)锅炉后墙与总水平烟道之间应留有足够的距离，以敷设由锅炉引出的烟道及装置烟道闸板，此距离不得小于0.6m。(2)锅炉房的高度锅炉房的高度取决于锅炉高度。一般情况下，锅炉房的顶棚或屋架下弦应比锅炉高2.0m，但锅炉房采用木屋架时，则屋架下弦至少高于锅炉3m。4.对动力、照明、仪表等专业要求1)生产工艺不允许中断供热时，锅炉房应采用双路电源供电。供高温水采暖的锅炉房，应尽量保证供电的可靠性。电路线路不允许沿锅炉、烟道、热水箱和其他载热体表面敷设。电缆禁止在煤场下通过。2)锅炉水位表、压力表、仪表屏和其他照明要求较高的部位，应设局部照明。锅炉房的重要工作场所(如锅炉水位表、压力表、给水泵及其他主要操作地点和通道)宜设置事故照明。3)照明装置的电压。地下凝结水箱间、出灰渣处和安装热水箱、锅炉主体金属平台等设备和构件的危险场所的灯具，当距离地面或平台操作面低于2.4m时，应采取防止触电的措施，或采用不超过36V的电压。在锅炉房的适当地点，应设置供锅炉及其设备检修用的行灯插座，电压不应超过36V。在危险场所的狭窄地点和有良好接地的金属面(如锅炉内)工作时，所用的手提灯的电压不应超过12V。4)对巡回检查路途较长的工作场所(如运煤斜廊)，照明应考虑设置联动开关。5)锅炉房内设电话。6)应注意热工测量仪表测点位置，并向电气专业提出控制要求。5.对给排水专业要求1)锅炉房的给水，宜采用一根进水管，当不允许中断供水时，应敷设两根进水管，并分别由两条干管或环状管网的不同管道接入。2)上水入口水压应满足水处理系统的要求，一般不应低于0.250.30MPa，否则应设置加压水泵。3)锅炉房应设有供司炉人员使用的浴室。4)当锅炉房建筑为三级耐火等级，且建筑体积超过3000时，应设置室内消防。煤场附近，应有洒水和煤堆自燃时熄火用的供水点。5)锅炉房的高温排水，应将水温降至40以下，方可排入室外排水道。6)锅炉间内锅炉前方应有洒水用的给水点。6.对采暖通风专业的要求1)采暖地区锅炉房的室内采暖温度为：锅炉间1014；水处理间1416；水箱间、风机间、除尘间、封闭的运煤廊及碎煤间等不应低于5。2)锅炉房主要靠自然通风排除余热。1.锅炉的组成锅炉有两大类，即蒸汽锅炉和热水锅炉。当蒸汽锅炉工作时，在锅炉内部要完成三个过程，即燃料的燃烧过程、烟气与水的热交换过程以及水受热的汽化过程。热水锅炉则只完成前两个过程。锅炉本体的最主要设备是汽锅与炉子。汽锅的基本构造包括锅筒、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成的汽水系统。炉子包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。燃料在炉子中燃烧，放出大量的热量，这些热量以辐射和对流两种方式传给汽锅里的水，使水气化。为了提高锅炉运行的经济性，设置了蒸汽过热器、省煤器与空气预热器。这些也是锅炉本体的组成部分，如图3.93所示。除此之外，为了使锅炉能安全可靠地工作，还必须配备水位表、压力表、温度计、安全阀、给水阀、止回阀、主汽阀和排污阀等配件。由于采暖系统不使用过热蒸汽，因此供热锅炉通常不装蒸汽过热器。3.6.2锅炉及锅炉房设备的组成图3.93SHL型锅炉1.上锅筒2.下锅筒；3.对流管束;4.炉膛；5.侧墙水冷壁；6.侧水冷壁上集箱；7.侧水冷壁下集箱8.前墙水冷壁；9.后墙水冷壁；10.前水冷壁下集箱；11.后水冷壁下集箱；12.下降管；13.链条炉排14.加煤斗；15.风仓；16.蒸汽过热器；17.省煤器；18.空气预热器；19.烟筒及放渣管；20.二次风管2.锅炉房设备的组成锅炉房中除锅炉本体外，还必须设置水泵、风机、水处理等辅助设备，以保证锅炉房的生产过程能连续不断地正常运行，达到安全可靠、经济有效供热的目的。锅炉本体和它的辅助设备总称为锅炉房设备。现以图3.94为例，简要介绍如下。(1)锅炉本体通常将构成锅炉的基本部分合称为锅炉本体，它包括：汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。一般将后三者受热面总称为锅炉附加受热面，其中省煤器和空气预热器因装设在锅炉尾部的烟道内，又称为尾部受热面。省煤器实际上是给水预热器，为广泛设置的尾部受热面。供热锅炉除工厂生产工艺上有特殊要求外，一般较少设置蒸汽过热器。图3.94锅炉房设备简图1.汽锅；2.翻转炉排；3.蒸汽过热器；4.省煤器；5.空气预热器；6.除尘器；7.引风机；8.烟囱；9.鼓风机；10.给水泵；11.皮带运输机；12.煤斗；13.灰车；14.水冷壁(2)运煤除灰系统其作用是为锅炉运入燃料和运出灰渣。煤由皮带运输机11送入煤仓12，然后借自重下落，再通过炉前小煤斗落于炉排上，燃尽后的灰渣则由灰斗放入灰车13送出。(3)送引风系统送引风系统的作用是给炉子送入燃烧所需的空气和从锅炉引出燃烧产物-烟气，以保证燃烧正常进行，并使烟气以必需的流速冲刷受热面。锅炉的通风设备有鼓风机9、引风机7和烟囱8。为了改善环境卫生和减少烟尘污染，锅炉还常设有除尘器6，除尘器收下的飞灰也可由灰车13送走。1)烟道。燃料燃烧所生成的烟气，一般由锅炉后部排入水平烟道。水平烟道有两种布置方法：一种是将它放到锅炉房的地面下；另一种是放在地面上。烟道壁用1?砖砌筑。在砌筑地下烟道时应注意防水并要保持烟道内壁光滑和严密。在由锅炉引出的水平烟道上，应设闸板，以调节烟气的流量。为了清除烟道内的积灰，在水平烟道转弯、分叉及设闸板处，应设置专门的清扫口。清扫口应当用盖子盖严。水平烟道的净截面，应根据该烟道内烟气的流量和流速来确定。烟气量取决于燃料的消耗量、燃料的成分和燃烧条件。烟气的流速一般为46m/s。2)烟囱。为了使燃料在锅炉内安全、连续地燃烧，必须不间断地向锅炉内燃料层供给空气，同时将所产生的烟气经烟道及烟囱排入大气。烟囱的主要作用是产生抽力，烟囱越高抽力越大。当空气流过煤层及烟气流经各种受热面，烟道及烟囱的阻力较大时，除了设置烟囱外，还需要用鼓风机向煤层送风。供热锅炉房的烟囱可以靠墙砌筑或者离开建筑物单独砌筑。如用建筑物的地下室作为锅炉房时，一般情况下不希望离开建筑物单独砌筑烟囱，而是将烟囱靠内墙砌筑。这样做的优点是：防止烟囱内烟气冷却；水平烟道短；不影响建筑的美观。如必须将烟囱单独在室外砌筑，则尽量将其布置在对建筑美观影响较小的地方，并且距外墙不应小于3m。烟囱的高度要满足抽力及环境保护的要求。一般情况下，烟囱高度不应小于15m。烟囱截面应根据烟囱内烟气的流量及流速来确定。烟囱内烟气流速一般为46m/s。(4)煤灰场一般情况下，煤及灰渣均堆放在锅炉房主要出入口外的空地上，有时也可在锅炉间旁边设置单独的煤仓。露天煤厂和煤仓的贮煤量应根据煤供应的均衡性以及运输条件来确定。煤仓中的煤应能直接流入锅炉间。灰渣场宜在锅炉房采暖季主导风向的下方，其灰渣贮存量取决于运输条件。(5)水、汽系统水、汽系统包括排污。汽锅内具有一定的压力，因而给水系统须由给水泵10提高压力后送入。为了保证给水质量，避免汽锅内壁结垢或受腐蚀，锅炉房通常设有水处理设备(包括软化、除氧)。为了储存给水，还得设有一定容量的水箱。锅炉生产的蒸汽一般先送至锅炉房内的分气缸，由此再接出分送至各用户的管道。锅炉的排污水因具有相当高的温度和压力，须排入排污降温池或专设的扩容器进行膨胀降温。(6)仪表控制系统除了锅炉本体上装有的仪表外，为监督锅炉设备安全经济运行，还常设有一系列的仪表和控制设备，如蒸汽流量计、水表、烟温计、风压计、排烟二氧化碳指示仪等常用仪表；有的工业锅炉房中还设有给水自动调节装置，烟、风闸门远距离操纵或遥控装置，以至更现代化的自动控制系统。在以上介绍的内容中，运煤除灰系统、送引风系统、水汽系统和仪表控制系统称为锅炉房的辅助设备。并非每一个锅炉房都将这些辅助设备配备齐全，而是随锅炉的容量、型式、燃料特性、燃烧方式、水质特点等多方面因素因地制宜，根据实际需要和客观条件进行配置。1.锅炉类型锅炉分蒸汽锅炉与热水锅炉两大类。对供热锅炉来说，每一类又可分为低压锅炉与高压锅炉两种。在蒸汽锅炉中，蒸汽压力低于0.7相对大气压(表压力)的称为低压锅炉；蒸汽压力高于0.7相对大气压的称为高压锅炉。在热水锅炉中，温度低于115的称为低压锅炉；温度高于115的称为高压锅炉。集中采暖系统常用的热水温度为95，常用的蒸汽压力往往小于0.7相对大气压，所以大都采用低压锅炉。在区域供热系统中，则多用高压锅炉。低压锅炉用铸铁或钢制造，高压锅炉则完全用钢制造。根据锅炉监督机构的规定，低压锅炉可装置在采暖建筑物内的专用房间或地下室中，而高压锅炉则必须装置在采暖建筑物以外的独立锅炉房中。3.6.3锅炉类型及其表示方法铸铁片式锅炉为常见的小容量低压供热锅炉，具有可增减炉片以改变发热量、耐腐蚀、经久耐用等优点，但效率低、产热量较小、耗铸铁量大。卧式快装锅炉是钢制锅炉，在我国许多地方已推广使用。其工作压力分为0.8MPa和1.3MPa两种，蒸发量一般为14t/h。根据采暖系统的热媒及其参数和所用的燃料选择锅炉的类型；根据建筑物的总热负荷及每台锅炉的产热量选择锅炉的台数。一般情况下，锅炉最好选两台或两台以上。这是因为一年中由于气候的变化使建筑物的热负荷并不均匀。当室外温度等于采暖室外计算温度时，全部锅炉都要满负荷工作，而当室外温度升高时，便可停止部分锅炉工作，使工作的锅炉仍处于经济运行状态。锅炉台数增多时，对调节来说是比较合理的，但管理不便，并会增加锅炉房的占地面积。2.锅炉的基本特性习惯上用蒸发量、产热量、蒸汽(或热水)参数、受热面蒸发率、受热面发热率、锅炉的热效率、锅炉的金属耗率及耗电率来表示锅炉的基本特性。蒸发量是指蒸汽锅炉每小时的蒸汽产量。该值用以表征锅炉容量的大小，一般以符号D表示，单位为t/h。供热锅炉的蒸发量一般为0.165t/h。产热量是指热水锅炉单位时间产生的热量，也是用来表示锅炉容量的大小，用符号Q表示，单位为kJ/h、kW或MW。蒸汽(或热水)参数是指锅炉出口处蒸汽或热水的压力及温度。对于生产饱和蒸汽的锅炉，由于饱和压力和饱和温度之间有固定的对应关系，因此通常只标明蒸汽的压力就可以了。对于生产热水的锅炉，则压力与温度都要标明。受热面蒸发率(或发热率)是指每m2受热面每小时生产的蒸汽量(或热量)。锅炉的受热面是指烟气与水或蒸汽进行热交换的表面积，单位为m2，用符号H表示，所以受热面蒸发率(或发热率)的单位为kg/(m2h)或kJ/(m2h)，用符号Q/H表示。该值的大小可以反映出锅炉传热性能的好坏，Q/H愈大，说明锅炉传热好，结构紧凑。锅炉效率是指锅炉中被蒸汽或热水接受的热量与燃料在炉子中应放出的全部热量的比值，常以符号gl来表示。目前生产的供热锅炉gl一般在60%80%之间。锅炉效率可以说明锅炉运行的热经济性。锅炉的金属耗率是指锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的质量(t/t)。目前国内生产的供热锅炉为26t/t。锅炉的耗电率则为产生1t蒸汽的耗电数(kWh/t)，目前国内生产的供热锅炉一般为10kWh/t左右。将锅炉的金属耗率、锅炉的耗电率和锅炉的热效率三方面综合考虑，即从锅炉的成本和运行费用来衡量锅炉的经济性，是比较全面的。这三方面相互制约，必须求得综合考虑三方面的最优方案。3.锅炉型号的表示方法锅炉型号的表示方法供热锅炉的型号由三方面内容所组成，各部分之间以短横线连接，如下所示：型号的第一部分表示锅炉型式、燃烧方式和蒸发量。共分三段：第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体，其意义见表3.17；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式(废热锅炉无此代号)，其意义见表3.18；第三段用数字代表蒸发量t/h(热水锅炉用产热量表示，MW；废热锅炉以受热面表示，m2)。水管锅炉有快装、组装和散装三种形式。为了区别快装锅炉与其他两种形式，在型号的第一部分的第一段用K(快)代替锅筒安装形式代号，组成KZ(快、纵)、KH(快、横)和KL(快、立)三个形式代号。对纵横锅筒式也用KZ(快、纵)形式代号，强制循环式用KQ(快、强)形式代号。型号的第二部分表示蒸汽(或热水)参数，共分两段，中间以斜线分开。第一段用数字表示额定工作压力(大气压)；第二段用数字表示过热蒸汽(或热水)温度。生产饱和蒸汽的锅炉无第二段和斜线。型号的第三部分由两段组成。第一段以汉语拼音字母代表锅炉燃用燃料的种类，见表3.19；第二段表示锅炉设计次序，用数字连续编制，如为原型设计，则无第二段。如SHL10-13/350-W表示双锅筒横置式链条炉排、蒸发量为10t/h、出口蒸汽压力为13表大气压、出口过热蒸汽温度为350、适用于无烟煤、按原型设计的锅炉。锅炉试运行必须在各分项工程已经完工，各管道系统已经试压，设备已经过单体试运转后进行。试运行前首先要进行烘炉和煮炉。1.烘炉烘炉的目的是把燃烧室外围炉墙、炉内折烟墙、烟道等所有气体的水分缓缓烘干，以免锅炉运行时砌体温度升高，水分急剧蒸发而产生裂缝。烘炉可用火焰烘炉、热风烘炉、蒸汽烘炉等方法。以火焰烘炉使用较多。3.6.4锅炉试运行(1)烘炉前应具备的条件1)锅炉本体安装完毕并经试验合格。2)砌筑和保温工作结束并检验合格。3)热工仪表检验合格。4)锅炉辅助设备试运转合格。5)炉墙上已装好测温点。6)烘炉用木柴及引火物、工具、材料、备品、安全用品等均已准备充分。(2)烘炉方法锅炉必须由小火和较低的温度开始，慢慢加温。点火要先用木材，不要距炉墙过近。靠自然通风燃烧，以后逐渐加煤，并开启引风机和鼓风机，风量不要太大。烘炉时间由炉型、容量、炉墙结构及潮湿情况确定，一般小型锅炉为47天，一般工业炉为714天。烘炉点火前向锅炉内供水时，水温不能超过60，水位要保持正常，产生的蒸汽可由放气阀排出。2.煮炉新装、移装或大修后的锅炉，受热面的内表面留有铁锈、油渍和水垢，为保证运行中的汽水品质，必须煮炉。煮炉在烘炉完毕后进行，方法是在锅炉中加碱水，使油垢脱离炉内金属壁面，在汽包下部沉淀，再经排污阀排出。煮炉所加化学药品见表3.20。注：1)如缺少磷酸三钠，可用无水碳酸钠(Na2CO3)代替，数量为磷酸三钠的1.5倍。2)对于铁锈较薄的锅炉，也可以只用无水磷酸钠进行煮炉，其用量为6kg/m3炉水。3)铁锈特别严重时，加药数量可按上表再增加50%100%。煮炉药品须先溶化成浓度为20%左右的溶液，注入锅炉。煮炉的第一阶段，应保证炉水在大气压力下沸腾24h，煮炉产生的蒸汽应由单设的排气阀排出，煮炉过程中水位下降后，应及时用加药泵补充碱水。煮炉的第二阶段是在锅炉工作压力为75%的压力下维持24h，然后熄火，待冷却后排出。煮炉结束，把炉内碱水冲洗干净，并检查水位表、排污阀、汽包人孔、联箱手孔和炉墙有无异常现象，如全部正常即可投入试运行。3.锅炉试运行(1)锅炉试运行应具备的条件1)热水锅炉注满水，蒸汽锅炉达到规定水位。2)循环水泵、给水泵、注水器、鼓风机、引风机运转正常。3)与室外供热管道隔断。4)安全阀全部开启。5)锅炉水质符合要求。(2)试运行的程序及操作要点锅炉试运行应使用软化除氧的合格水。上水温度一般不得超过60，上水应缓慢进行，一般为23h。水位达到正常波动范围的1/3高度时，即停止上水。点火前要把风道门和烟道门全部打开，开动引风机35min，使系统通畅。点火开始时靠烟囱的抽力排烟，随后再开动引风机，并注意调小风量。排烟温度接近设计值时，再开动鼓风机。冷炉从点火到气压达到工作压力所需的时间，蒸发量为2t/h的锅炉，应不少于2h；蒸发量为4t/h的锅炉，应不少于3h；蒸发量为10t/h的锅炉，应不少于4h。锅炉试运行应注意下列操作要点：1)锅炉在运行过程中，必须时刻监视水位，使之保持在规定的范围内。要经常冲洗水位表。2)监视压力，压力表管要定期冲洗，两个压力表的指示值不同时，要检查原因，并加以消除。安全阀每周至少手动抬放12次。3)排污阀在运行过程中要始终关闭，定期排污次数一般每班12次，在低负荷高水位时进行。4)吹灰。每班一次按炉膛内烟气流程开启吹灰器，顺流吹扫。5)并炉。4.锅炉事故及处理要点(1)缺水如果从水位表玻璃中看不到水位线，应立即停止向锅炉供应燃料，然后关闭水位计汽连管阀门，消除玻璃管上部的压力，此时锅炉水位如果仍在水位表水连管以上，玻璃管中就会有水位线出现。如仍看不到水位线，锅炉已经严重缺水，此时严禁向锅炉上水。防止锅炉缺水的措施是保持水位表的通畅，排污后关闭排污阀。(2)满水如果发现锅炉满水，先关闭水位表的水旋塞，使玻璃管与水连管断开，再开启放水旋塞，如玻璃管中的水位下降或有大量蒸汽冒出，为轻度满水；如果在关闭水旋塞以后经放水旋塞放出的水仍持续不断，玻璃管中不见水位线，为严重满水。如系轻度满水，可适当减少给水量，并通过排污阀放水，查明满水原因。如系严重满水，应立即停止供应燃料，停止鼓风、引风，关闭给水阀门，加大锅炉放水量，当水位恢复正常时，再继续投入运行。严重满水时，在管网中易造成严重的水击现象。(3)汽水共腾当炉水含碱量过高或锅炉的负荷突然增加，锅炉出气管压力骤然降低时，可能出现汽水共腾现象，应立即关小出汽阀门，以降低锅炉负荷，并加强表面排污和换水，待汽水共腾排除后，再恢复正常运行。(4)紧急停炉当发生下列情况之一时，需要紧急停炉。1)锅炉缺水，经叫水仍看不到水位线。2)锅炉满水，经放水仍看不到水位线。3)给水设备发生故障，无法向锅炉上水。4)水位表全部失效，或压力表、安全阀全部失效。5)排污阀损坏，不能关闭或开启。6)锅炉对流管爆裂或受压部件损坏。紧急停炉的操作方法是：停止向炉膛添加燃料，停止送风和引风，压火灭火。然后靠自然通风使炉膛降温。1.土建工程验收锅炉房土建工程竣工后，由建筑施工单位、锅炉安装单位及建设单位，共同检查土建工程。应根据施工图和锅炉安装使用说明书检查锅炉和设备位置是否符合设计要求；检查锅炉和辅助设备的基础外形尺寸、标高、预留地脚螺栓孔是否正确，基础和地脚螺栓孔纵、横中心线等尺寸偏差值是否在允许范围内(见表3.21)，若锅炉设备已运到现场，可按设备实际尺寸进行核对；检查锅炉和管道预留孔洞位置和尺寸是否合适；遇有位置或尺寸不符等问题时，应在安装前设法解决，以便安装工程顺利进行。锅炉安装前对土建工程部分的检查情况应做出检查纪录，由检查人员共同签字(盖章)。3.6.5锅炉房验收2.锅炉安装及管道验收按国家有关检查规程规定，锅炉安装质量的检验分为分段验收和总体验收。一般小型采暖锅炉，如快装锅炉，验收工作分为中间验收和竣工验收(总结验收)。(1)中间验收中间验收是与施工过程同时进行的检验工作，目的是要保证每项工程的质量，均达到设计要求，随时发现问题，随时纠正，可以避免人力物力不必要的浪费，同时为竣工验收打下良好的基础。中间验收的重点是隐蔽工程、要害部件、重要工序。1)隐蔽工程。主要是土建的基础工程，锅炉、水泵、风机的底座基础，土建施工的质量尺寸等。2)要害部件。主要是锅炉的安全附件、安全阀、水位计、压力表、汽水管道的坡度，供水系统的水质处理等。3)重要的工序。主要是水压试验、烘炉、煮炉的质量，各转动辅件的试运转，如水泵、风机、炉排传动装置，水质的化验结果。(2)竣工验收锅炉安装工程的竣工验收应检查和校验以下各项：1)坐标、标高和坡度的正确性。锅炉的安装标高、坐标、中心线、垂直度不能超过允许的偏差值。水泵、风机安装的水平度和垂直度，管道的坡度及离地、离墙距离、水平、垂直偏差是否符合要求。2)连接点和接口的严密性。锅炉的人孔、手孔处，管道的焊缝处，管道与管件的连接处，各种设备、管件有填料部分的严密性，阀兰连接处，室内管道与管件的接口处，管道的活动连接部位。3)设备、附件、各类支架的牢固性，包括各类罐体、附件、泵、风机的固定，支管、立管卡子的牢固性等。4)仪表的灵敏度和阀类及调整部件的灵活性。主要是压力表、水位计、温度计指示是否灵敏可靠；各种热工监测的电气仪表是否灵敏；各类阀门启闭是否灵活，如排污阀、截止阀、安全阀等；调整部件主要是烟道门、送风引风的调节闸门等。5)锅炉的工作性能，要符合下列要求：锅炉连续运转48h，检查锅炉、水泵、风机及其附属设备的转动机构，如上煤机构、出渣机构、炉排传动机构的热工、机械性能。传动部件是否发热，供水量能否满足要求，炉内燃烧是否正常，炉膛温度、排烟温度、炉内各处风压等是否合适，风量能否调节，锅炉的压力、水温上升是否正常。锅炉水质和烟尘排放浓度是否符合设计要求。3.烟气排放烟气排放锅炉的烟气净化，应包括烟气的脱硫、除尘和减少排烟黑度三项内容。目前我国对脱硫未提出严格要求。对于后两项应达到国家工业锅炉烟尘排放标准所规定的要求(见表3.22)，并应符合本地区环保部门的有关规定。思考题思考题3.1采暖系统根据不同的分类方法分为哪几类？3.2自然循环热水供暖系统的作用压力是多大？3.3自然循环热水供暖系统施工时注意什么事项？3.4机械热水供暖系统的系统形式有哪几种，各有什么特点？3.5蒸汽供暖系统的管路布置应注意的事项是什么？3.6常用的散热器有哪几种类？3.7散热器的安装要求有哪些？3.8采暖施工图的图纸组成和内容包括什么？3.9室外采暖管道的敷设方式有哪几种？各有什么优缺点？3.10锅炉房在设置位置上有何要求？3.11锅炉本体主要由哪几部分组成？第四章通风与空调工程本章所阐述的内容主要包括通风系统的分类和组成，通风工程施工本章所阐述的内容主要包括通风系统的分类和组成，通风工程施工中的要求及通风工程施工图的识图，空调工程的基本知识，空调系中的要求及通风工程施工图的识图，空调工程的基本知识，空调系统中的水管道的施工要求，以及空调工程施工图的识图，通风与空统中的水管道的施工要求，以及空调工程施工图的识图，通风与空调工程现行的施工与验收规范。调工程现行的施工与验收规范。4.1通风系统的分类4.2室内通风系统的组成4.3通风工程的施工4.4空气调节基本知识4.5空气处理方式4.6空调制冷的管道系统4.7空调水管道施工4.8空调系统施工图4.1.1通风的必要性4.1.2通风系统的分类通风除尘和空气调节在实际工程中，起着改善工作环境，保护人们的身体健康和提高生产力的重要作用。用通风方法改善生产劳动环境，简单地说，就是把污浊的或不符合卫生标准的室内空气排至室外，把新鲜空气或经过处理的空气送入室内，不断地更换室内空气。所以，通风也叫做换气。为什么要换气呢？因为：人生活在空气中，如同鱼生活在水里一样，需要一个适合的环境，若空气的温度过高或过低，或者含有毒气体或者灰尘过多，都会影响人们的正常生活和工作，如长期生活在这样的空气环境中，人体的健康就要受到损害。4.14.1通风系统的分类通风系统的分类我们都知道，在各种金属的冶炼、铸造、锻压和热处理过程中要产生大量的热量；在选矿、烧结、建筑材料和耐火材料的生产过程中要产生大量的工业粉尘；在各种化学工业某些车间中要产生大量的有毒气体和蒸汽；在工业生产过程中，伴随着某些产品的生产，将会有大量的热、湿(水蒸气)、粉尘和有毒气体产生；对这些有害物如果不采取防护措施，将会污染和恶化车间的空气和大气的环境，对工作人员的身体健康造成危害，也会妨碍机器设备的正常运转，甚至造成损坏，对产品的质量也有影响。例如，在铸造和石棉生产中产生的矽尘和石棉粉尘，可以使人患矽肺和石棉肺等职业病，而二氧化硫不但危害人民的健康，而且还可以使机器设备受到腐蚀、减少使用寿命。随着工业生产的发展，在生产过程中所产生的有害物对空气环境的破坏，越来越严重地危害人民健康。通风技术，就是专门研究如何战胜车间高温、湿热，消除有毒气体和粉尘的危害，从而保护人民的健康，提高劳动生产率，促进社会经济不断增长的技术。4.1.1通风的必要性事物的发展总是充满着矛盾和斗争。旧的矛盾解决了，新的矛盾又发生了，那就是由于现代工业的飞跃发展，对空气环境又提出了许多特殊的、更高的要求，否则生产就不能顺利进行，产品质量就得不到保证。例如，一些精密测量仪和加工车间、计算机使用等，要求室内的空气温度和湿度要终年基本恒定，其变化不能超过一个比较小的范围，例如：终年恒定在20，变化范围不超过0.2；又如尖端科学技术的发展，对稀有金属和半导体等材料的纯度要求很高，如对半导体硅的杂质硼、磷含量，按原子量计算分别应小于109和108，要获得如此纯高度的材料，必须保持在高度恒温、恒湿和高度清洁程度的空气中进行生产，否则是无法达到的，并且这些要求用一般通风办法也是不能达到的，因为生产车间的温度、湿度和清洁度不仅取决于车间内，而且随着室外空气的温度、湿度和清洁度在变化。不用说，一年四季春、夏、秋、冬，就是一天24h室外空气的温度也有很大的变化，矛盾的焦点是：生产要求空气环境基本恒定不变，而室内外的空气条件却经常变化着，若使空气条件适应生产提出的要求，必须对空气加以处理，随室内外空气温、湿度变化的情况进行调节，这就是空气调节。空气调节就是使室内空气温度、湿度、清洁度等保持在一定范围的通风技术。综上所述，通风是使工作人员具有良好的工作和劳动条件，使生产能正常运行和保证产品质量，延长机械设备和使用年限，提高劳动生产率，加速经济增长速度，这就是通风的意义及其重要性。要在室内保持较好的空气环境，可以采用更换空气的办法。但是怎样才能使房间里被有害物污染了的空气排出去，把合乎要求的新鲜空气(或经过处理的空气)送进来呢？解决这个问题可用自然通风和机械通风两种办法。1.自然通风自然通风主要是依靠风压和热压来使室内外的空气进行交换，从而改变室内空气环境。风压是由空气流动所造成的压力，也称风力。风力是人们常利用的一种最经济的动力，风车、帆船都是风力的利用。图4.1是利用穿堂风使房间通风换气的示意图。房屋在迎风面形成正压区(大于室内压力)，风可以从迎风面门窗吹入，同时却在背风面形成负压，室内空气又可以从背风面的门窗压出。4.1.2通风系统的分类图4.1房间通风换气示意图(1)图4.2房间通风换气示意图(2)屋顶上的风帽、带挡板的天窗(见图4.1、4.2)，则是利用风从它们的上部开口吹过时造成的负压来使室内空气在室内外压差下排出，这也是一种利用风力的自然通风。显然，这种自然通风的效果取决于风力的大小。热压是当室内空气温度比室外空气温度高时，室内热空气密度小，比较轻，就会上升从建筑的上部开口(天窗)跑出去，较重的室外冷空气就会经下部门窗补充进来(见图4.2)。热压的大小除了跟室内外温差大小有关外，还与建筑高度有关。这同烟囱的道理一样，高度越高，温差愈大，抽力就(即自然通风效果)愈好。利用热压和风压来进行换气的自然通风对于产生大量余热的生产车间是一种经济而有效的通风降温方法。如机械制造厂的铸造、锻工、热处理车间，冶金工厂的轧压、各种加热炉、冶炼炉车间，化工厂的烘干车间以及锅炉房等均可利用自然通风，这是一种既简单又经济的办法。在考虑通风的时候，应优先采用这种方法。但是，自然通风也有其缺点：1)自然进入的室外空气一般不能预先进行处理，因此对空气的温度、湿度、清洁度要求高的车间来说就不能满足要求。2)从车间排出来的脏空气也不能进行除尘，会污染周围的环境。3)受自然条件的影响，风力不大、温差较小时，通风量就少，因而效果就较差。比如风力和风向一变，空气流动的情况就变了，而且一年四季气温也总是不断变化的，依靠的热压力也很不稳定，冬季温差较大，夏季温差较小，这些都使自然通风的使用受到一定的限制。对于一般工厂来说，自然通风效果好坏还与门窗的大小、形式、位置有关。在有些情况下，自然通风与机械通风混合使用，可以达到较好的效果。2.机械通风依靠通风机所造成的压力，来迫使空气流通进行室内外空气交换的方式叫做机械通风。与自然通风相比较，由于靠通风机的保证，通风机产生的压力能克服较大的阻力，因此往往可以和一些阻力较大、能对空气进行加热、冷却、加湿、干燥、净化等处理过程的设备用风管连接起来，组成一个机械通风系统，把经过处理达到一定质量和数量的空气送到一定地点。机械通风具有许多特点：1)送入车间或工作房间内的空气可以首先加热和冷却，加湿或减湿。2)从车间排除的空气，有时需要进行净化除尘，保证工厂附近的空气不被污染。3)按能够满足卫生和生产上所要求造成房间内人为的气象条件。4)可以将吸入的新鲜空气，按照需要送到车间或工作房间内各个地点，同时也可以将室内污浊的空气和有害气体，从产生地点直接排除到室外去。5)通风量在一年四季中都可以保持平衡，不受外界气候的影响，必要时，根据车间或工作房间内生产与工作情况，还可以任意调节换气量。最先进、最完善的机械通风系统，是空气调节系统。按照通风系统应用范围的不同，机械通风可分为局部通风和全面通风两种。1)局部通风。通风的范围限制在有害物形成比较集中的地方，或是工作人员经常活动的局部地区的自然或机械通风，称为局部通风。目的是改善这一局部地区的空气条件，局部通风又可分为局部排风、局部送风及局部送排风。局部排风。图4.3所示是一机械的局部排风系统。它是为了尽量减少工艺设备产生的有害物对室内空气环境的直接影响，用各种局部排气罩(或柜)，在有害物产生时就立即随空气一起吸入罩内，最后经排风帽排至室外，是比较有效的一种通风方式。有时为了不让有害物污染周围大气和损坏风机，或者有经济价值的有害物应该回收时，应装设排气处理(净化、除尘或回收)装置。局部排风也可以是用热压及风压作为动力的自然排风。局部送风。对于车间面积很大、工作地点比较固定的厂房，要改善整个车间的空气环境是比较困难的。在这种情况下，可以向局部工作地点送风，造成对工作人员温度、湿度、清洁度合适的局部空气环境。这种通风方式叫做局部送风，直接向人体送风的方法又叫岗位吹风或空气淋浴。图4.3机械局部排风1.工艺设备；2.局部排气罩；3.局部排气柜；4.风道；5.通风机；6.排风帽；7.排气处理装置岗位吹风分集中式和分散式两种。图4.4是铸工车间浇注工段集中式岗位吹风示意图。风是从集中式送风系统的特殊送风口送出的，系统应包括从室外取气的采气口，风道系统和通风机，送风需要进行处理时，还应有空气处理小室设备。分散的岗位吹风装置一般采用轴流风机，适用于空气处理要求不高，工作地点不很固定的地方。局部送、排风。有时采用既有送风又有排风的局部通风装置，可以在局部地点形成一道“风幕”，利用这种风幕来防止有害气体进入室内，是一种既不影响工艺操作又比单纯排风更为有效的通风方式，图4.5就是这样一种通风装置。图4.4所示的浇注工段面积较大时，也可以在工段的一边装一排送风口送风，而在相对的另一边装一排排风口吸风，防止浇注时产生的有害气体上升进入车间。图4.4集中式岗位吹风示意图图4.5局部送、排风2)全面通风。由于生产条件的限制，不能采用局部通风或采用局部通风后室内空气环境仍然不符合卫生和生产要求时，可以采用全面通风，即在车间或房间内全面地进行空气交换。全面通风适用于：有害物产生位置不固定的地方；面积较大或局部通风装置影响操作；有害物扩散不受限制的房间或一定的区段内。这就是允许有害物散入车间，同时引入室外新鲜空气稀释房间内的有害物浓度，使其车间内的有害物的浓度降低到合乎卫生要求的允许浓度范围内，然后再从室内排出去。全面通风可以是自然通风或机械通风，图4.2所示是自然的全面通风。机械的全面通风又分为下列几种：全面排风。为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区域或邻室去，可以在有害物比较集中产生的区域或房间采用全面机械排风。图4.6所示就是全面机械排风。在风机作用下，将含尘量大的室内空气通过引风机排除，此时，室内处于负压状态，而较干净的一般不需要进行处理的空气从其他区域、房间或室外补入以冲淡有害物。图4.6(a)所示是在墙上装有轴流风机的最简单全面排风。图4.6(b)所示是室内设有排风口，含尘量大的室内空气从专设的排气装置排入大气的全面机械排风系统。图4.6全面机械排风全面送风。当不希望邻室或室外空气渗入室内，而又希望送入的空气是经过简单过滤、加热处理的情况下，多用如图4.7所示的全面机械送风系统来冲淡室内有害物，这时室内处于正压，室内空气通过门窗压出室外。全面送、排风。在很多情况下，一个车间同时采用图4.7的全面送风系统和图4.6(b)所示的全面排风系统相结合的全面送、排风系统，这往往用在门窗密闭，采用自然通风比较困难的场所。根据送风量和排风量的不同，可以使房间保持正压或负压，不足的风量则是经过围护结构的缝隙渗入或挤出。凡是具有一定风量调节能力的通风(通风系统中利用调节阀门、自然通风利用窗户的开启程度)称为有组织的通风；而经过缝隙渗入或挤出的不能进行风量调节的通风称为无组织的通风。图4.7全面机械送风1.通风机；2.风道；3.送风口；4.采气口；5.处理小室4.2室内通风系统的组成由上述各种类型的通风系统，我们可以看出机械送风系统和机械排风系统的组成。4.2.1机械送风系统的组成4.2.2机械排风系统的组成机械送风系统是向室内或车间输送新鲜并且经过适当处理的空气，所以机械送风系统一般是由以下几部分组成：1.进风口进风口的作用是采集室外的新鲜空气。进风口要求设在空气不受污染的外墙上。进风口上设有百叶风格或细孔的网格，以便挡住室外空气中的杂物进入送风系统。百叶风格式的进风口又称作百叶窗，百叶窗上可设置保温阀，而保温阀的作用是，当机械送风系统停止工作时(特别是寒冷地区的冬季)，可以防止大量室外冷空气进入室内。2.空气处理设备空气处理设备的作用是：对空气进行必要的过滤、加热处理。在机械送风系统中空气处理设备有：(1)空气过滤器空气过滤器是用来过滤空气，除去空气中所含的灰尘，使送入室内或车间的空气达到比较洁净的程度。空气过滤器的种类有粗效过滤器、中效过滤器和高效过滤器几种。而在一般的机械送风系统中，选用的空气过滤器多为粗效，至多选中效过滤器就可以了。图4.8是金属网格浸油空气过滤器及其组装形式。图4.8金属网格浸油过滤器及组合形式(a)过滤器单体；(b)过滤器的组合形式(2)空气加热器空气加热器是将经过过滤的比较洁净的空气加热到室内送风所需要的温度。一般的机械送风系统中常用的加热器多为蒸汽或热水为热媒的空气加热器，这种加热器又称作表面式空气加热器。图4.9是肋片式蒸汽或热水空气加热器。这种加热器也可以当作空气冷却器使用在夏天的空调系统中，可对送入空调房间的空气进行冷却处理，但用的工作介质不是蒸汽和热水，而是空调制冷系统制备出来的温度较低的冷冻水(或称冷水)。在机械送风系统中，一般是将空气过滤器、空气加热器设置在同一个箱体中，这种箱体称作空气处理箱。空气处理箱可以是砖砌、混凝土浇筑，也可用钢板或玻璃钢制作。图4.9空气加热器3.通风机通风机是机械送风系统中的动力设备，在工程中常用的风机是离心式风机。离心式风机的基本构造组成包括叶轮、机壳、吸入口、机轴等部分，其叶轮的叶片根据出口安装角度的不同，分为前向叶片叶轮、径向叶片叶轮、后向叶片叶轮。离心式风机的机壳呈蜗壳形，用钢板或玻璃钢制成，作用是汇集来自叶轮的气体，使之沿着旋转方向引至风机出口。风机的吸入口是吸风管段的首端部分，主要起着集气作用，又称作集流器。风机的机轴是与电机的连接部位，电机与风机的连接方式有六种：A、B、C、D、E、F，其连接方式见图4.10。图4.10离心式风机六种传动方式4.送风管道送风管道的作用是输送空气处理箱处理好的空气到各送风区域。送风管道的形状有矩形和圆形两种，制作用材多为薄形镀锌钢板或玻璃钢复合材料等。送风管道的连接是用相同材质的管件(弯头、三通、四通等)法兰螺栓连接，法兰间加橡胶密封垫圈。图4.11是矩形及圆形风管与部分管件示意图。图4.11矩形、圆形风管及管件5.送风口送风口的作用是直接将送风管道送过来的经过处理的空气送至各个送风区域或工作点。送风口的种类较多，但在一般的机械送风系统中多采用侧向式送风口，即将送风口直接开在送风管道的侧壁上，或使用条形风口及散流器。6.风量调节阀风量调节阀的作用是：用于机械送风系统的开、关和进行风量调节。因为机械送风系统往往会有许多送风管道的分支，各送风分支管承担的风量不一定相等，所以在各分支管处需要设置风量调节阀，以便进行风量调节与平衡。在机械送风系统中，常用的风量调节阀有插板阀和蝶阀两种。插板阀一般用于通风机的出口和主干管上，作为开或关用；蝶阀主要设在分支管道上或室内送风口之前的支管上，用作调节各支管的送风量。图4.12是人字形风量调节阀的构造。图4.12人字形风量调节阀(单位：mm)1.叶片；2.叶片轴机械排风系统(包括除尘系统和空气净化系统)一般由以下几部分组成：1.排风罩排风罩的作用是将污浊或含尘的空气收集并吸入风道内。排风罩如果用在除尘系统中，则称作吸尘罩。排风罩的种类有：(1)伞形罩伞形罩一般设置在产生有害气体或含尘空气的设备及工作台的上方，这样可以直接将设备或工作台产生的有害气体或含尘空气由设备的上部吸走排出，避免有害气体或含尘空气在室内扩散，形成大范围内的污染。图4.13是伞形罩的示意图。4.2.2机械排风系统的组成图4.13伞形排风罩(2)条缝罩图4.14是条缝罩的示意图。条缝罩多用于电镀槽、酸洗槽上的有害蒸汽的排除。因含有酸蒸汽的空气不能直接排入大气，所以一般要设中和净化塔对含酸蒸汽的空气进行净化处理，达标后才能排入室外的大气中。(3)密闭罩密闭罩是用于产生大量粉尘的设备上。它是将产生粉尘的设备尽可能的进行全部密闭，以隔断在生产过程中造成的一次尘化气流与室内二次尘化气流的联系，防止粉尘随室内气流飞扬传播而形成大面积的污染。可以想象，设备密闭得越好，只需要较小的风量就能获得理想的防尘效果。密闭罩的结构形式参见图4.15。图4.14条缝吸气罩图4.15轮碾密闭罩(4)吹吸罩由于受生产条件的限制，有时用单纯的吸气罩不能有效地将距离较远的有害物吸入罩内及时排出，这时采用吹吸罩能够达到较理想的效果。吹吸罩是利用射流能量密度高、速度衰减慢的特点，用吹出的气流把有害物吹向设在另一侧的吸风口，如图4.16所示。这种方式可以大大减小排风量，同时可以达到良好的控制污染的效果。图4.16吹吸式排风罩1.吸风口；2.吹风口；3.插板阀；4.地下风道2.排风管道排风管道排风管道的作用是用来输送污浊或含尘空气。在一般的排风除尘系统中多用圆形风管，因为圆形风管的水力条件好，且强度也较矩形风道高。3.风机风机风机是机械排风系统的动力设备，其结构性能如前所述.4.风帽风帽风帽是机械排风系统的末端设备，作用是直接将室内污浊空气(或经处理达标后的空气排出室外大气中)。常用的风帽的形式有以下几种：(1)伞形风帽伞形风帽一般用于机械排风系统，如图4.17(a)所示。图4.17三种风帽示意图(2)圆形避风风帽这种风帽是用于自然排风系统的出口，它可利用风力造成的负压加强系统的排风能力，结构形式如图4.17(b)所示。(3)锥形风帽锥形风帽是用于机械排风系统的设备，结构形式如图4.17(c)所示。5.空气净化设备空气净化设备用于排除有毒气体或含尘气体的机械排风系统，一般都要设置空气净化设备，以将有毒气体或含尘空气净化处理达标后排放到大气中，而工程中常用的净化设备主要是除尘器。除尘器是除掉空气中的粉尘的一种设备，实际应用中又有以下几种：1)重力沉降室除尘器。重力沉降室除尘器实际是一个比通风管道的断面尺寸增大了若干倍的除尘小室。含尘空气由除尘小室的一端上方进入，由于小室的过流断面突然扩大，含尘空气的流动速度迅速降低。在含尘空气缓慢地由小室的一端流向另一端的过程中，空气中的粉尘粒子在重力的作用下，逐渐向灰斗里沉降，使得粉尘从空气中分离出来，而净化后的洁净空气由除尘小室的另一端的出口排出。在实际的应用中，为了提高除尘小室的除尘效果，常在除尘小室内部增设一些挡板。重力沉降式除尘器的结构形式如图4.18所示。图4.18重力沉降式除尘器2)旋风除尘器。旋风除尘器是利用含尘空气在除尘器中的螺旋运动及离心力的作用达到分离尘粒使空气得到净化。旋风除尘器的结构简单，在除尘过程中没有机械运动部件，所以运行管理与维护方便；同时耐高温；如果在旋风除尘器的内壁上敷设耐磨衬，可以用于净化含有高磨蚀性粉尘的烟气。但对微细尘粒的除尘效率不高。旋风除尘器的结构形式参见图4.19。图4.19旋风除尘器1.进气口；2.圆筒体；3.圆锥体；4.排气管；5.排尘口与集灰斗3)袋式除尘器。袋式除尘器是利用棉布、毛呢和人造纤维布等做成滤袋，然后将滤袋按一定的排列规律设置在一个箱体内，含尘空气沿着预先设计好的道路，由箱体下部进入各条滤袋中，对含尘空气进行过滤处理，使粉尘从空气中分离出来，以达到净化空气的目的。袋式除尘器的除尘效率高，特别是对细微粉尘也有较高的效率，一般除尘效率可达到99%；且适应性强，可以捕集不同性质的粉尘；空气的处理范围大，规模可大可小，因而使用灵活；结构形式参见图4.20。其结构简单、工作性能稳定、管理维护方便。但受滤袋耐高温和耐腐蚀性的局限，对温度过高的烟气及腐蚀性强的含尘气体的处理不能使用袋式除尘器。图4.20袋式除尘器1.进气口；2.箱体；3.滤袋；4.净化气体出口；5.振打装置；6.灰斗；7.插板阀4)吸收式净化塔。这种设备是专门用于含有毒气体的净化处理，诸如充电车间的酸蒸汽的净化处理等。由于有毒气体的化学成分及化学性质各种各样，因此吸收式净化塔的工作原理及构造也是不相同的。图4.21示出湍球塔的结构形式。湍球塔是吸收设备的一种，塔内设有开孔率较大的筛板，筛板上放置一定数量的轻质小球。待有毒气体通过筛板时，小球在其中湍动旋转，相互碰撞；而吸收用的化学药剂由上向下喷淋加湿小球表面进行吸收。在湍球塔内有气、液、固三相相接触，小球表面的吸收用化学药剂液膜不断更新，以增大对有毒成分的吸收效率。另外，在实际工程中还有很多种除尘效率很高的除尘器，如水膜除尘器，这里不再一一叙述。工程实际中用的除尘系统及有害气体净化系统，其设备与管道间的连接见图4.22。图4.22除尘系统与空气净化系统通风工程的施工主要介绍风道支架、风道的防腐与保温、通风工程系统的施工顺序、与土建工程的施工配合、通风工程施工图的识图及现行的通风工程常用的施工及验收规范等内容。4.3.1风道支架4.3.2风道的防腐及保温4.3.3通风管道系统施工程序及注意事项4.3.4通风工程与土建工程配合施工注意事项4.3.5通风工程施工图4.3.6通风工程施工及验收规范4.3 通 风 工 程 的 施 工4.3.1风道支架风道支架：风道支架多采用沿墙、沿柱敷设的托架及吊架，其支架形式见图4.23。圆形风管多采用扁钢管卡吊架安装，对直径较大的圆形风管可采用扁钢管卡两侧做双吊杆，以保证其稳固性。吊杆采用圆钢，其规格应根据有关施工图集规定选择。矩形风管多采用双吊杆吊架及墙、柱上安装型钢支架，矩形风道可置放于角钢托架上。吊架可穿楼板固定、膨胀螺栓固定、预埋件焊接固定。图4.23风道支架形式吊架可穿楼板固定、膨胀螺栓固定、预埋件焊接固定。矩形风道采用的圆钢吊杆，角钢横担均应按有关图集选定，集中加工不得任意改变圆钢的规格。风道支架是承受风道及保温层的重量，也需承受输送气体的动荷载，因此在施工中应按有关图集要求的支架间距安装，不得与土建或其他专业管道支架共用。施工时应保证管中心位置、支架间距，支架应牢固平整。支架安装前应刷两遍防锈漆。1.风道防腐当风道内输送带有腐蚀性气体时，除管道材质应具有防腐性能，还可在内壁做防腐涂层或喷涂防腐防磨损的保护层，当风道内输送高温、高湿的气体时，最好管内壁做防锈蚀处理。防锈处理可刷防锈漆及磷化底漆，在管道不需保温，且空气湿度较大的车间，管道外壁也需做防腐蚀处理。2.风道保温当风道输送低温气体或温度较高的气体时，均需做防结露及保温处理。在夏季当输送的气体温度低于周围环境的空气露点温度时，管道外壁会产生结露现象，凝结水滴会污染吊顶、地面或墙面，因此需做防结露保温处理。其多用于夏季的集中空调送风管道系统。输送温度较高的气体时，一是防止管道内热媒的热损失(冬季集中4.3.2风道的防腐及保温空调系统)，另外是防止在输送废热蒸汽时，其热量散发到房间内，影响室温或烫伤人，需做绝热保温处理。3.风道保温材料风道的保温材料多采用导热系数值在0.0350.058W/(m)左右，并具有良好的阻燃性能，常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫板、岩棉板(或岩棉卷材)、超细玻璃棉板(或玻璃棉卷材)、聚氨酯泡沫板等。有些材料的表面可加贴铝箔、玻璃丝布等贴面，可节省面层包裹工序。保温层的厚度，应经计算选择经济厚度，目前较为普遍使用的超细玻璃棉保温材料，根据其不同的密度而适用范围较广，且即可做保温用又可做消声材料用。4.保温层施工程序适用于常用的保温做法。1)做防腐处理。涂防锈漆或设计指定的防腐防锈涂料。涂刷前应将风管的油污、灰尘擦拭干净，油污严重者可用丙酮清洗，镀锌铁皮出现锌皮脱落或严重反碱现象应禁止使用。2)贴保温材料。圆形风管保温宜采用卷材，下料时需计算好，并应考虑板的厚度，不允许过大或短缺。保温板材或卷材可采用粘贴或保温钉固定的方法，如聚苯乙烯泡沫板或聚氨酯泡沫板等硬质泡沫材料可采用特制的粘接剂黏贴在风道上。对超细玻璃棉板、岩棉板或卷材等软质保温材料可采用保温钉与风管固定。首先将保温钉粘接在风道外壁上，然后将已裁好的保温材料紧压在风管上，保温钉可采用塑料的或金属的，拼板时板缝应整齐严密，板或卷材要与管壁压实压平，不允许留有间隙。保温钉间距约200mm一个，每排应错开1/2间距粘贴。在施工时管道四壁均需粘贴保温钉，因保温钉不但起着固定保温材料的作用，同时还能更好地使保温材料严密地粘实在风道壁上。3)有防潮要求时，应做隔潮层，一般采用塑料布包裹。4)保护层：可包扎玻璃布或做铁皮保护壳，当保温材料带有面层时也可不做保护层。对明装风道的保温施工要求平整均匀，面层无破边，带有铝箔面层时在接缝处应补贴铝箔条，管配件处弯曲弧度与管道相符，光滑、干净、整齐美观。5.保温材料的保管与运输因有些材料具有吸湿后降低保温性能的特性，在材料运输及保管中，应注意防雨雪、防潮湿，有些保温材料易破损，因此应防止挤压蹬踩、污染，切割时要量好尺寸，裁口应齐整，棱角明显，施工中应尽量合理下料降低损耗率。1)风管安装应待风机、除尘设备等安装完毕再进行。2)因风管为大体积管道，经常由于土建或设备安装的变更及施工中的误差，而使通风管道无法按施工图施工，因此在风道制作前宜按施工图中每个系统的风管走向布置在现场进行实测，然后绘制草图，以此作为预制厂或现场加工的依据，并按系统把每段风管、管件编号顺序排列。预制完毕应进行自检，法兰与风管固定时要保证垂直度，可采用角尺进行测量。3)风管堆放时，需按系统编号分开堆放，并保证堆放稳固，防止因过高堆放而倾倒，摔坏风管，出现表面凹凸或严重损坏应更换。4)风管支架安装时，需在顶棚、墙面、柱体处弹出风道及标高中心线，以保证风道位置的准确。风道支架间距一般当周长1000mm，支架间距为4m，周长1000mm时，间距为3m，圆形风道当直径350mm，间距为4m，直径350mm，间距为3m，在三通、弯头、阀门等处应视其情况加设支架。5)风道架空安装时，可沿风管走向搭设脚手架，也可采用移动式脚手架。根据风管的位置可搭设单排或双排脚手架。跳板的数量应满足安装要求，跳板应固定。当高度超过3m时，需系安全带操作。脚手架搭设位置要错开风管所占的位置，利于吊装及操作。6)风道安装。组装。当系统较小时，可采用一次组装而成，系统较大可分成二或三部分组装。组装可在地面进行，组装时应注意风道的平直度，防止扭曲或起波。法兰加垫料后应均匀拧紧螺栓。风道就位。可采用人工或吊具就位。对断面小的风道、位置低的风管可采用人工就位。系统较长、位置高的风道可采用倒链等吊具就位。风道就位时应注意人身安全、绳索结实、吊点牢固，脚手架上面的操作人员应防止风管或其他工具等物失落，就位时要注意避免碰撞风道，并进行调直等程序，风道应平衡地放在支架上，吊杆不宜扭转。风道保温宜在吊装前完成，安装时避免破坏保温面层，如风道在就位后再做保温，应注意与墙距离能满足不小于150mm的操作面。7)风管安装时，需准确地安装三通、阀门、送回风口等甩口位置，如现场施工中在管上现开风口，应注意操作要点，接口应严密。8)风道与风机连接时，为缓冲风机的振动应在进出口处加软管接头，连接风管前宜做单机试运转，检查有无故障。9)系统试运转时，需检查风道的漏风率、各支风道的流量、出风口风速、排气罩的抽吸风速、总风量等是否符合设计要求。一般通风系统漏风率不应超过10%。排尘系统投入带负荷运行后，应取样检查经除尘设备处理后的含尘浓度是否符合规定，排烟系统运行后需测试含尘浓度，通过试运行可进行各送排风支路的风量调整。通风工程施工与土建工程施工有着密切的关系，土建施工中需了解通风的设备名称、位置、基础做法、风管的走向、出屋面风道的做法、风帽的类型及安装方法等内容，才能做好土建施工与通风或其他专业工种的交叉配合的时间、工序及作业流水段，以缩短施工工期及合理地安排工序，提高工程质量，减少返工率。通风工程施工要求土建配合项目有：1)结构工程施工时，通风风管穿墙体应预留孔洞，墙体中包括框架结构的剪力墙或隔墙，孔洞的尺寸、标高、位置需与专业人员核对图纸确认无误时方可施工，避免大量大面积的剔凿而破坏墙体结构。如漏留孔洞需砸洞时，需与土建施工人员商定砸洞的方法及补救措施，严禁自行剔砸割筋的施工方法。风道穿楼板时，如为现浇楼板，在支模板时应预留孔洞，如为预制楼板应做补强措施。4.3.4通风工程与土建工程配合施工注意事项2)当沿混凝土墙或柱敷设的风道，其支架安装需预埋钢构件时，其埋件的位置、标高要准确，构件的钢板面积应有足够大，避免施工误差而无法安装，埋件应与钢筋固定防止浇注时埋件移位。3)风管出屋面施工时，可做出一段砖制底座再连接排风风帽，如图4.24所示。砖制底座的四壁需抹灰，防水层应包卷砖底座，高度不宜小于300mm，风道的尺寸应与风帽相符合，砖底座上可预埋钢板或预埋螺栓，便于与风帽固定。4)设备基础施工时，应与专业图纸复核平面位置、标高、几何尺寸等，基础高度不宜出现正误差。地脚螺栓留洞位置、洞口几何尺寸及深度应准确，安装地脚螺栓时，要保护好顶部的丝扣部分，如设备基础复杂且螺栓孔数量多，应预制螺栓间距样板以保证设备顺利就位。图4.24出屋面风帽安装做法5)通风管道设置在吊顶内时，应首先安装体积大的风管，然后再施工其他专业的管道，土建吊顶龙骨施工时，不准附着在风道的吊杆支架上。6)体积大的设备如不能在结构施工中就位，需留出吊装孔位置及运输通道，待设备就位后再补砌。7)土建施工墙面、柱面、顶棚抹灰及面层时，应对已施工完毕的明装风道进行遮挡保护，设备用塑料布罩住防止进入砂浆或喷涂物。对已施工完毕的墙面，安装风道时应注意不要碰坏及污染，对暂未安装的风口等处需采取暂堵措施。8)当通风管道穿越土建划分的防火区时，应设置防火阀。1.通风工程施工图组成通风施工图主要由说明书、设备明细表、通风系统平面图、剖面图、系统透视图及节点详图等组成。一般来讲，主要由以下几部分图纸组成：1)通风工程设计与施工说明、图纸目录，通风工程常用图例、设备明细表等。2)通风系统平面图，常用的比例1100。3)通风系统剖面图，用双线绘制风道。4)通风系统图，用单线绘制系统透视图，常采用45角的轴测图。5)节点详图，连接比较复杂的部位或比较重要的部位采用节点详图来表示。4.3.5通风工程施工图2.施工图图纸内容(1)设计及施工说明：介绍系统的概况及特点、风道的材质、保温做法、系统划分及验收标准等。图纸目录：是必不可少的内容，可以加快查找图纸的速度，通风工程施工图的图别名称常用通施来表示。图例：是绘制图纸过程中的符号，常用的图例见表4.1。设备明细表：设备的型号、规格及数量，阀类、风口、排气罩、风帽等型号规格及数量均列在设备明细表内。(2)通风平面图是通风施工图中主要图纸，平面图包括以下内容：1)以建筑平面图为底图(一般将建筑图中与通风系统无关的略掉)，只标注建筑轴线尺寸及编号。2)将通风系统的设备按比例表示在平面中，包括设备编号、相对尺寸。风道的平面走向，三通、弯头、变径等平面位置，风道中心与建筑轴线或墙柱的相对尺寸，标注管径及变径后的管径。3)平面图中标注阀类的类别及风口的尺寸及类型。4)多个独立的进排风系统的顺序编号。5)剖面线的位置及编号。(3)通风剖面图剖面图根据平面图剖面线的位置进行剖视，表示设备、风道的高度，风道与设备连接的立面关系，风道及设备与建筑物的立面位置。(4)通风透视图透视图是平面及剖面图的辅助图，反应系统的立体视图，管道交叉关系，在较简单通风系统中可省略剖面图，以透视图表示出立体关系，可不按比例绘制，但需标注管道长度、送排风量等，透视图以单实线表示。(5)节点详图需重点绘出的详细部位，可增加节点大样图，如风机室或除尘室等。施工图的图纸内容见图4.37图4.43。通风与空调工程的施工及验收规范所包括的内容很多，涉及风管的制作、部件的制作、空气处理设备与除尘器的制作、风管及部件的安装、管道及设备的绝热防腐、试运转及调试等方面的规范，在此我们主要介绍风管及部件的安装、管道的防腐绝热及运转调试的常用规范。1)在砖墙或混凝土上预埋支架，洞口内外应一致，水泥砂浆捣固应密实，表面应平整，预埋应牢固。2)支、吊架不得设在风口、阀门、检查门及自控机构处，吊杆不宜直接固定在法兰上。3)支吊架的间距，如设计无要求，应符合下列规定：风管水平安装，直径或长边尺寸小于400mm，间距不应大于4m，大于或等于400mm，不应大于3m。风管垂直安装，间距不应大于4m，每根立管的固定件不应少于2个。4.3.6通风工程施工及验收规范4)风管穿出屋面外应设置防雨罩。穿出屋面超过1.5m的立管应设拉索固定。5)明装管道水平安装，水平度的偏差，每米不应大于3mm，总偏差不应大于20mm，垂直安装，垂直度偏差，每米不应大于2mm，总偏出不应大于20mm。6)风管油漆：面漆与底漆漆种应相同，不同时，施涂前应作亲溶性试验。7)薄钢板在制作咬接风管前，宜涂防锈漆一遍。8)支吊架的防腐处理与风管一致。9)通风机试运转时间不得小于2h。10)系统试运转实测与设计风量的偏差不应大于10%。4.4.1空气调节与通风区别4.4.2空气调节基本知识4.4.3空调系统的分类4.4.4空调系统的组成4.4空气调节基本知识1.概述自改革开放以来，我国的经济建设迅速发展，大中城市及沿海开发区的高层、高级建筑迅速增多，人们生活水平不断提高，而对生活的标准也不断有更新、更高的需求，在现代化城市对如何能创造出一个与室外器械声隔绝，空气清闲无污染，温、湿度适宜的良好居住、办公、娱乐的环境，是人们迫切需求的。而对新兴工业中如制药、电子、精密仪表、微型元件等行业，为了提高产品的质量，提高生产效率，改善工艺生产中的环境，以满足生产工艺的需要，也需有良好的空调系统保证，因此空调有着更重要的经济意义。根据资料统计，凡在大型的宾馆、饭店、娱乐场所、大型商场、超级市场、影剧院、写字楼等建筑，因设置空调系统而使客房率、商品销售额、办公效率均有大幅度的提高。4.4.1空气调节与通风区别尤其在商业部门，有空调的商场销售额增长幅度远比无空调设备的商场大得多，这也是促销的一种方法。空调工程的发展同时也促进了生产空调设备的厂家发展，但空调工程发展对城市的供电、供水量的大幅度需求也成为严峻的现实问题。总之，空调工程不再是仅用于某些生产必须的行业(如纺织、化工、电子等)，而是广泛地用在公益设施上。近年来居民居室的空调需求量迅速增加，改善了人们的生活质量，同时也促进了空调设备生产行业的发展。2.空气调节与通风的区别通风：主要是利用自然通风或机械通风的方法，为某房间或车间提供新鲜空气，满足工作人员的需要及生产工艺要求，稀释有害气体的浓度并不断排出有害物质及气体称为通风。空气调节：简称空调，主要是通过空气处理，向房间送入净化的空气，并通过空气的过滤净化、加热、冷却、加湿、去湿等工艺过程满足人及生产的要求，对温度及湿度能实行控制，并提供足够的净化新鲜空气量。空气调节过程是在建筑物封闭状态下来完成的，采用人工的方法，创造和保持一定要求的空气环境。3.人对空调需要的舒适因素空调为人们的居住、办公或公共建筑中提供使人感到舒适的环境。1)需提供足够量的空气，以满足人们生活所必须的氧气。2)温度的要求：人体与所处的周围环境之间存在热的传递，而热传递过程与人体表面温度有关。人体表面由于新陈代谢的作用，一部分能量贮存于体内，而其余部分会释放出来。在较冷或较热的环境中，虽然人体具有温度调节功能，但是仍会使人感到不舒服，因此需提供人们一个舒适温度环境。3)湿度的要求：冬季室内干燥的空气及夏季潮湿的空气，都会令人感到不舒适，空气处理过程需采用加湿或去湿的方法来改变环境的湿度。4)空气流速：人们的各部位对空气的流动速度敏感程度均不相同，过大的空气流速会使人有吹风感，流速过小会使人感到发闷，所以对空气的流速应有合理的选择及控制。另外，有一些工艺性空调系统还对空气的气味、压力等都有不同程度的要求，在此不再详细介绍1.空气的组成空气调节处理的是空气，环绕地球的空气层是多种气体的混合物，主要成分是：氮气占78%左右；氧气占21%左右，其他气体由二氧化碳、氩气、水蒸气及氖、氦等组成，而氮气与氧气的含量基本为一恒定值，其变化很小。在接近地球表面的空气中还含有尘埃、细菌、病毒、烟雾、废气等悬浮物。而水蒸气的含量各地区是不同的，它受着江、河、湖、海表面的蒸发及海洋潮湿气流的影响，靠近沿海地区空气潮湿而内陆地区较为干燥。一般把空气中的氮气、氧气、二氧化碳、氩气称为干空气。人们感觉到的空气干湿程度，是指空气中含水蒸气含量的多少，当空气中水蒸气含量大时则会感到潮湿。夏季有时温度并不是很高，但人却感到闷热、呼吸不舒畅。而冬季空气中含湿量少，干空气占的比重较大时，人会有皮肤和呼吸道干燥等不舒适的感觉。对房间内置放的家具、电气设备等，潮湿或干燥度较大均会影响其使用寿命及功能。因此，空气中的含湿量的大小是空调中最基本的基础参数。4.4.2空气调节基本知识2.空调工程专业基本知识(1)空气的湿度根据以上对空气性质及组成的叙述，湿度是空调中重要的参数之一，我们用空气的加湿、减湿人为地控制空气的湿度，并创造出一良好的舒适环境。空气的湿度可用含湿量、绝对湿度、相对湿度来表示。1)含湿量：湿空气是由干空气和水蒸气组成，其中每千克干空气所含的水蒸气量称为含湿量。2)绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气量。绝对湿度使用起来很不方便，水蒸气的质量不变，由于湿空气容积的变化，绝对湿度也将发生变化。通常在通风与空调工程中，空气的湿度常用相对湿度来表示。3)相对湿度：在一定温度下，湿空气所含的水蒸气量有一个最大限度，超过这一限度，多余的水蒸气就会从湿空气中凝结出来，这种含有最大蒸气量的湿空气被称为饱和湿空气，所谓相对湿度，就是空气中水蒸气分压力和同温度下饱和水蒸气分压力之比。相对湿度与含湿量都是表示空气湿度的参数，但相对湿度表示空气接近饱和的程度，不能表示水蒸气含量的多少，含湿量能表示水蒸气的含量，却不能表示空气的饱和程度。(2)湿球温度当温度计的温包用湿的纱布包住时，如室内空气为非饱和状态时，即相对湿度100%，纱布表面将会产生蒸发现象，而温包会因纱布水分蒸发而吸收了它的(温包)热量而使温度计指示值下降。此时的温度称为湿球温度。不饱和状态的室内空气湿球温度低于干球温度，形成一温度差，这种温度计就是利用这个温度差来测量室内的相对湿度。当室内水蒸气分压力与饱和水蒸气压力比值越小时，其温差就越大；干湿球温差越大则相对湿度就越小。利用这种关系制作的温度计称为干湿球湿度计。3.露点当大气中含水蒸气时，随着大气温度的下降而使水蒸气开始冷却，当达到某一温度时，蒸汽就开始凝结，我们把这个温度称为露点。而此时的水蒸气会使空气达到饱和状态，空气中含湿量越大，空气的露点温度就越高，如把已达到露点的空气进一步降温，空气中的水蒸气开始凝结成水滴，称为结露现象。空气的结露往往会使空气的含湿量降低，这在空调中是有着较大的实用意义的。夏季空调的冷冻水通过表冷器、盘管等均属降温去湿过程，夏季空调水温一般在7左右，通过表面冷却器时，其盘管表面温度低于周围空气的温度，当周围空气的温度被冷却到露点以下时，通过表冷器周围空气中的水蒸气出现结露，即空气中的水蒸气中分离出来，从而达到减湿的作用。空调系统一般均由空气处理设备、空气输送管道以及空气分配设备构成，根据实际需要它可以构成多种不同形式的系统。在实际应用中，要考虑建筑物的用途和性质，以及室内热、湿负荷的特点与温、湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置、初投资和运行管理及维修费用等许多方面的因素，选择合适的空调系统的类型。空调系统的分类原则有三种：1.按空气处理设备的布置情况分按照这种分类原则，空调系统可分为以下三种类型：(1)集中式系统集中式空调系统是将所有的空气处理设备(包括风机、冷却器、加湿器、空气过滤器等空气处理)都集中设置在一个空调机房内，对送入空调房间的空气集中处理，然后用风机加压，通过风管送到各空调房间或需要空调的区域。(2)半集中式系统除了有集中的空调机房和集中处理一部分空调系统需要的空气外，半集中式系统还设有分散在空调房间的末端空气处理设备。末端设备的作用是在空气送入空调房间之前，对来自集中处理设备的空气与室内一部分回风作进一步的补充处理，以适合各空调房间的空气调节的要求。(3)全分散式系统全分散式空调系统又称局部机组系统，它是把冷、热源和空气处理设备及空气输送设备(风机)集中设置在一个箱体内，使之形成一个紧凑的空气调节系统。因此，局部机组空调系统不需要专门的空调机房，可根据需要灵活分散地设置在空调房间内某个比较方便的位置。2.按负担室内负荷所用介质种类来分空调房间的空调负荷(冷量或热量)可由空气、水、制冷剂分别负担或空气与水两种介质共同来负担。因此按照这种分类原则空调系统可分为以下四种类型。(1)全空气系统空调房间的空调负荷全部由经过空气处理设备处理的空气来承担的系统称作全空气系统，如图4.25(a)所示。不难理解，在炎热的夏天，室内空调负荷Q与湿负荷W都为正值的时候，需要向空调房间送冷空气，用以吸收室内多余的热量Q和多余的湿量W后排出空调房间。而在寒冷的冬天，室内的空调负荷Q为负值(室内空气的热量通过空调房间的围护结构传给室外的空气)时，则需要向空调房间送热空气，送入空调房间的热空气要在空调房间内放出热量，同时又要吸收空调房间内多余的湿量(空调房间的湿负荷与夏季是相同的)，才能保证空调房间内的设计温度与设计相对湿度。图4.25按负担室内空调负荷所用介质种类对空调系统的分类(a)全空气系统；(b)全水系统；(c)空气水系统；(d)制冷剂系统全空气系统由于承担空调房间的空调负荷全部是空气，这种系统如果承担的空调面积过大，则空调系统总的送风量也会较大，从而会导致空调系统的风管断面尺寸过大，占据较大的有效建筑空间；只有采用高速空调系统才能减小风道的断面尺寸。但当风道中的风速过大时，又会产生较大的噪音，同时形成的流动阻力也会加大，运行消耗的能量也要增加。(2)全水系统空调房间的空调负荷全部由水作为冷(热)工作介质来承担的系统称作全水空调系统。如图4.25(b)所示。由于水携带能量(冷量或热量)的能力要比空气大得多，所以无论是夏天还是冬天，在空调房间空调负荷相同的条件下，只需要较小的水量就能满足空调系统的要求，从而减少了风道占据建筑空间的缺点，因为这种系统是用管径较小的水管输送冷(热)水管道代替了用较大断面尺寸输送空气的风道。在实际应用中，仅靠冷(热)水来消除空调房间的余热和余湿，并不能解决房间新鲜空气的供应问题，因而通常不单独采用全水空调系统。(3)空气-水系统空气-水系统是全空气系统与全水系统的综合应用，它既解决了全空气系统因风量大导致风管断面尺寸大而占据较多有效建筑空间的矛盾，也解决了全水空调系统空调房间的新鲜空气供应问题，因此这种空调系统特别适合大型建筑和高层建筑。目前高层建筑中普遍采用的风机盘管加独立的新风系统，就是空气一水系统在工程实际中的应用，如图4.25(c)所示。(4)制冷剂系统制冷剂系统是将制冷系统的蒸发器直接放在空调房间内吸收空调房间内的余热、余湿，因为蒸发器是靠低压制冷剂在其中不断蒸发吸收周围空气的热量而达到空气调节的目的，可见室内空调负荷完全是由制冷剂来承担的。如现在的家用分体式空调器，它分为室内机和室外机两部分。其中室内机实际就是制冷系统中的蒸发器，并且在其内设置了噪声极小的贯流风机，迫使室内空气以一定的流速通过蒸发器的换热表面，从而使室内空气的温度降低；室外机就是制冷系统中的压缩机和冷凝器，其内设有一般的轴流风机，迫使室外的空气以一定的流速流过冷凝器的换热表面，让室外空气带走高温高压制冷剂在冷凝器中冷却成高压制冷剂液体放出的热量，如图4.25(d)所示。3.根据集中式系统处理空气来源分根据集中式系统处理空气来源分根据这种划分原则，空调系统可分为以下三种类型：(1)封闭式系统封闭式空调系统处理的空气全部取自空调房间本身，没有室外新鲜空气补充到系统里来，全部是室内的空气在系统中周而复始地循环。因此，空调房间与空气处理设备由风管连成了一个封闭的循环环路，如图4.26(a)所示。这种系统无论是夏季还是冬季冷热消耗量最省，但空调房间内的卫生条件差，人在其中生活、学习和工作易患空调病。因此，封闭式空调系统多用于战争时期的地下蔽护所或指挥部等战备工程，以及很少有人进出的仓库等。图4.26全空气空调系统的分类(a)封闭式；(b)直流式；(c)混合式(N表示室内空气，W表示室外空气，C表示混合空气，O表示冷却达到送风状态的空气)(2)直流式系统直流式系统处理的空气全部取自室外，即室外的空气经过处理达到送风状态点后送入各空调房间，送入的空气在空调房间内吸热吸湿后全部排出室外，如图4.26(b)所示。与封闭式系统相比，这种系统消耗的冷(热)量最大，但空调房间内的卫生条件完全能够满足要求，因此这种系统用于不允许采用室内回风的场合，如放射性实验室和散发大量有害物质的车间等。(3)混合式系统因为封闭式系统不能满足空调房间的卫生要求，而直流式系统消耗的能量又大，所以封闭式系统和直流式系统只能在特定的情况下才能使用。对大多数有一定卫生要求的场合，往往采用混合式系统。混合式系统综合了封闭式系统和直流式系统的利弊，既能满足空调房间的卫生要求，又比较经济合理，故在工程实际中被广泛采用。图4.26(c)是混合式空调系统的图式。图4.27是集中式空调系统的示意图，由图上可以看出一个完整的集中式空调系统由以下几部分组成。1.空气处理部分集中式空调系统的空气处理部分是一个包括各种空气处理设备在内的空气处理室。其中主要有空气过滤器、喷淋室(或表冷器)、加热器等。用这些空气处理设备对空气进行净化过滤和热湿处理，可将送入空调房间的空气处理到所需要的送风状态点。各种空气处理设备都有现成的定型产品，这种定型产品称之为空调机(或空调器)。4.4.4空调系统的组成图4.27两次回风集中式空调系统1.冷却塔；2.冷水机组；3.三通混合阀；4.冷水泵；5.冷却水泵；6.空调箱；7.送风机；8.消声器；9.空调房间；10.回风机2.空气输送部分空气输送部分主要包括送风机、排风机(系统较小不用设置)、风管系统及必要的风量调节装置。作用是不断将空气处理设备处理好的空气有效地输送到各空调房间，并从空调房间内不断地排出处于室内设计状态的空气。3.空气分配部分空气分配部分主要包括设置在不同位置的送风口和回风口，作用是合理地组织空调房间的空气流动，保证空调房间内工作区(一般是2m以下的空间)的空气温度和相对湿度均匀一致，空气的流速不致过大，以免对室内的工作人员和生产形成不良的影响。4.辅助系统部分辅助系统是为空调系统处理空气提供冷(热)工作介质部分。其中又分为：(1)空调制冷系统我们知道，在炎热的夏天，无论是喷淋室还是表面式冷却处理，都需要温度较低的冷水作为工作介质。而处理空气用的冷水的来源，一般都是由空调制冷系统制备出来的。目前使用的空调制冷系统都有定型的电脑控制运行的整体式机组，这种机组称作空调用冷水机组。整体式空调用冷水机组在空调系统中被广泛地选用，因为它安装方便，只要机组放在事先设计好的基础上，再将管道、冷水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔连接起来就可以运行，见图4.28。图4.28离心式空气调节用冷水机组同时空调用冷水机组在工程应用中的选择也非常方便，可根据空调系统处理空气所需要的冷量直接查其样本所给的技术参数表，即可得到机组的具体型号以及它的有关技术参数。空调用冷水机组的种类很多，具体有活塞式、螺杆式、离心式、吸收式等。(2)空调用热源系统空调中加热空气所用的工作介质一般是水蒸气，而加热空气用的水蒸气又是由设置在锅炉房内的锅炉产生的。图4.29是锅炉房设备的简图。从图上可以看出，锅炉产生的蒸汽首先输送到分气缸，然后由分汽缸分别送到各个用户(如空调、采暖、蒸煮等)。蒸汽在各用户的用汽设备中凝结放出汽化潜热而变成凝结水，凝结水再由凝结水管回到软水箱。贮在软水箱里的软化水(一般是凝结水)由锅炉给水泵加压注入锅炉重新加热变为蒸汽，这样周而复始地构成循环不断地产生用户所需要的蒸汽。图4.29锅炉示意图1.上锅筒；2.引风机；3.旋风除尘器；4.鼓风机；5.锅炉给水泵；6.分汽缸；7.烟囱综合上面的讨论可知，对于一个完整的空调系统，尤其是集中式空调系统，涉及的专业知识较多，系统也是比较复杂的。空调系统是否达到预期的效果，空调能否满足我们的舒适要求，关键在于空气的处理。4.5.1空气加热处理4.5.2空气冷却处理4.5.3空气的加湿与减湿4.5.4空气过滤处理4.5.5消声处理4.5空气处理方式为了满足室内温度的需要，将空气进行加热处理以提高送风的温度，空气加热一般通过空气加热器、电加热器等设备来完成。空气加热器：见图4.30，它是由多根带有金属肋片的金属管连接在两端的联箱内，热媒在管内流动并通过管道表面及肋片放热，空气通过肋片间隙与其进行热交换，达到空气被加热的目的。空气加热器可根据需加热的空气量组成空气加热器组，通入加热器的热媒可采用蒸汽或热水。电加热器，可采用电阻丝安装在金属管内(电阻丝外安装有绝缘环)，通过电阻丝发热使管表面温度升高，也可制作成盘管等形式，适用于加热处理量较小的系统。其耗电量较大。空气加热器多用于集中空调、半集中空调系统的空气预热和二次加热。4.5.1空气加热处理图4.30加热器构造4.5.1空气加热处理用于夏季冷却空气处理，可采用表面式冷却器及喷水冷却的方法。1.表面式冷却器简称表冷器，它的构造与加热器组构造相似，它是由铜管上缠绕的金属翼片所组成排管状或盘管状的冷却设备，管内通入冷冻水，空气从管表面侧通过进行热交换冷却空气，因为冷冻水的温度一般在79左右，夏季有时管表面温度低于被处理空气的露点温度，这样就会在管子表面产生凝结水滴，使其完成一个空气降温去湿的过程。表冷器在空调系统广泛使用，其结构简单、运行安全可靠、操作方便，但必须提供冷冻水源，不能对空气进行加湿处理。4.5.2空气冷却处理2.喷水室喷水降温喷水室内有喷水管、喷嘴、挡水板及集水池。其主要对通过喷水室的空气进行喷水。将具有一定温度的水通过水泵、喷水管再经喷嘴喷出雾状水滴与空气接触，使空气达到冷却的目的。这种喷水降温的方法可由喷水的温度来决定是冷却减湿还是冷却加湿的过程。冷却加湿过程适用于纺织厂、化纤厂等一些车间，所以工业空调中较多使用这种冷却方式，但耗水量较大。当冬季空气中含湿量降低时(一般指内陆气候干燥地区)，对湿度有要求的建筑物内需对空气加湿，对生产工艺需满足湿度要求的车间或房间也需采用加湿的设备。加湿的方法有采用喷水室喷水加湿方法、喷蒸汽方法及电加湿法等。1.喷水室喷水加湿当水通过喷头喷出细水滴或水雾时，空气与水雾进行湿热交换，这种交换取决于喷水的温度。当喷水的平均水温高于被处理空气的露点温度时，喷嘴喷出的水会迅速蒸发，使空气达到在水温下的饱和状态，从而达到加湿的目的。而空气需进行减湿处理时，喷水水温要低于空气的露点温度，此时空气中的水蒸气部分冷凝成水，使空气得以减湿。所以调节控制水温，可以在喷水室完成加湿及减湿的过程，水温可靠调节装置来控制。4.5.3空气的加湿与减湿喷水室在加湿及减湿的过程中还可起到空气净化的作用。喷水室是由混凝土预制或现浇而成，也可由钢板制作成定型的产品形式，图4.31为喷水室的构造图。喷水室的工作过程是：被处理的空气以一定的速度经过前挡水板1进入喷水空间，在那里与喷嘴中喷出的水滴相接触进行热湿交换，然后经后挡水板3流出，从喷嘴喷出的水滴完成与空气的热湿交换后，落入底池6中。喷入池中的水，可根据水温调节装置与补充水混合重复使用。图4.31喷水室构造1.前挡水板；2.后挡水板；3.水泵；4.滤水器；5.溢水盘；6.水池；7.喷水管；8.喷嘴喷嘴一般由硬质塑料制作，如工业空调常用的Y1型及铜合金制作的FL型喷嘴等类型。水进入喷嘴多呈漩涡状运动，喷嘴盖呈杯形并可拆卸更换或清除喷孔。喷水管可根据设计成排布置，喷水方向可分成以下几种形式，如图4.32所示。加湿效率也因其喷水室的喷水形式不同而有差异，一排顺喷平均加湿效率在60%左右；一排逆喷为75%；二排顺喷为84%；二排对喷为90%；二排逆喷为95%左右。在水池底部的出水口需装有滤水器，主要是过滤水中的泥沙，防止阻塞喷头的孔眼。图4.32喷水管与喷嘴的喷水方式(顺喷是指喷水方向与气流方向一致；逆喷是指喷水方向与气流方向相反)2.蒸汽加湿器蒸汽加湿器蒸汽加湿器是将蒸汽直接喷射到风管的流动空气中，这种加湿方法简单而经济，对工业空调可采用这种方法加湿。因在加湿过程中会产生异味或凝结水滴，对风道有锈蚀作用，不适于一般舒适空调系统。空气的减湿还可采用化学的方法，即采用吸湿剂吸附空气中的水分。吸湿剂有固体形态及液态两种类型。固体吸湿剂有硅胶和活性氧化铝等，经吸湿后可用高温的空气吹入将吸湿剂内的水分除掉，使其恢复吸湿能力。液体吸湿可采用氯化锂等溶液喷淋到空气中，使空气中的水分凝结出来而达到减湿的目的。空气过滤主要是将大气中有害的微粒(包括灰尘、烟尘)和有害气体(烟雾、细菌、病毒)，通过过滤设备处理，降低或排除空气中的微粒(约在0.1200m范围)。根据过滤器过滤的能力、效率、微粒粒径及性质的不同，可分为低效、中效及高效(含亚高效)三种类型。空调工程中根据采用空调方式及对空气洁净度要求多采用粗过滤、中效过滤，而洁净空调除采用低、中效的过滤，还在进入洁净室前将空气经高效过滤器过滤以达到对空气的洁净等级标准的要求。4.5.4空气过滤处理当风机运转时，由于机械运动产生的振动及噪声，通过风道、墙体、楼板等部位传至空调房间而造成噪声污染，风道内也会因高速气流而产生噪声，因此除对风机或其他空调设备所产生的噪声应进行消声减振处理外，风道内的噪声可通过在消声设备或风道内壁做消声板、消声弯头的方法降低噪声。消声器的种类很多，空调工程上常用的有阻抗复合式消声器、管式消声器、微穿孔板式消声器、片式消声器、折板式消声器，还可做消声管段等方法降低噪声。4.5.5消声处理1.阻抗复合式消声器这是利用对声音的阻性及抗性合成作用的一种消声器。阻抗复合式消声器构造见图4.33，其中抗性消声是利用内管截面突变及由内管及外管之间膨胀室作用而组成抗性消声，当声波遇到截面变化的断面就会向声源方向反射而减少声音的传递。抗性消声对1015dB的低频噪音有较好的消声作用，而阻性消声则是利用安装在管内用吸声材料做的消声板来消声的。当声波遇到松散孔隙的吸声材料，会使其分子产生振动加大摩擦阻力，声波会转变为热能，以达到消声的目的。这种阻性消声对15dB的中频噪声及2530dB的高频噪声均有良好消声效果，因此阻抗复合式消声器对低、中、高频声波噪声有较好的消声作用。图4.33阻抗复合式消声器构造1.外管壳；2.内管膨胀室；3.消声板这种消声器性能稳定、安装方便、外观整齐，是空调系统中常用的消声器。2.管式消声器管式消声器这种消声器结构简单、体积较小、消声频带宽，主要靠超细玻璃棉作为吸声材料，可水平或垂直、串联安装。3.微孔板消声器微孔板消声器它是一种由微孔管与共振腔组成的消声器，消声量大，对低频噪声吸声效果较好，微孔板可用铝制，外壳由镀锌钢板或不锈钢板制成。4.消声管段、消声弯头消声管段、消声弯头即在风管或弯头内壁贴附消声材料，如聚酯沫或带有玻璃布面层的超细玻璃棉，以减少空气在输送中的噪声。在前述的制冷设备中，制冷机制造出空调系统所需要的冷冻水。冷冻水在空调系统中，利用其冷量传递给需冷却的空气，以完成夏季空调的任务。为了保证冷冻水输送与制冷机组中冷凝器冷却水的再循环，所必须的设备及管道组成了制冷管道系统。制冷管道系统主要包括冷冻水循环系统、冷却水循环系统及软化水系统。图4.34中为整个制冷管道系统的流程图，图中L1代表冷冻水供水管；L2代表冷冻水回水管；S1代表冷却水供水管；S2代表冷却水回水管。4.6空调制冷的管道系统4.64.6空调制冷的管道系统空调制冷的管道系统图4.34空调制冷系统流程图1.冷水机组；2.冷水机组冷凝器；3.冷水机组蒸发器；4.分水器；5.集水器；6.冷冻水循环泵；7.冷却水循环泵；8.冷却塔；9.膨胀水箱；10.除污器；11.水处理设备；12.冷却水循环水箱4.6.1冷冻水循环系统4.6.2冷却水循环系统4.6.3软化水系统4 . 6 空 调 制 冷 的 管 道 系 统冷冻水循环系统主要由循环水泵、集水器、分水器、膨胀水箱、除污器及其连接管道所组成。冷冻水泵、集水器、分水器一般与冷水机组同设置在一机房内，称冷冻水泵房或冷冻站。1.冷冻水循环水泵及其作用冷冻水循环水泵主要是在空调系统中完成冷冻水经空调设备将冷量交换出去，冷冻水吸热升温后，将其送至冷水机组再冷却的动力循环过程。冷冻水在全部空调系统中的循环动力就是冷冻水循环泵。冷冻水循环泵一般采用离心水泵，根据循环水量选择多台水泵并联，为了便于运转及调节系统中的负荷变化，可采用每台冷水机组设置独立的循环水泵。水泵宜设减振装置，水泵进出口设金属或橡胶软接头以减少管道振动，水泵应设有备用泵。4.6.1冷冻水循环系统2.集水器及分水器当空调系统的冷冻水需供给多支分路系统时，为了便于冷冻水量的分配及调节，需要设置集水器和分水器，它的构造与采暖锅炉房内的分水器相同，分水器及集水器上应安装压力表及温度计，以便观察系统的供回水压力及温度。3.膨胀水箱因冷冻水循环是一密闭系统，而冷冻水供回水的温差尽管较小但仍会造成系统中水的膨胀与收缩，为了保证系统安全正常运行，在本空调系统的最高点设置膨胀水箱，其构造、接管与热水采暖系统中的膨胀水箱相同，其有效容积及型号由设计选定。4.除污器为了保证进入冷水机组及进入空调机组的冷冻水，不致因管道内残存的污物、泥沙阻塞冷水机组或空调机组的管束及盘管，需在进入机组前安装除污或过滤器。冷却水循环系统是为冷水机组的冷凝器提供一定温度冷却水的系统。其主要由冷却装置、冷却水循环水泵、循环水池(箱)、水处理设备及连接管道组成。除冷却装置设置在室外，其他设置在泵房内。在压缩式冷水机组中的冷凝器，冷凝放热，其热量被冷却水吸收，为了保证机组的制冷量要求，冷却水用量很大，在实际使用中不可能提供大量的水资源，为了不使吸热后的冷却水白白地排掉，必须采用设备将冷却水收集后，经降温，达到冷凝器需要冷却水的温度时，再进行冷却工作。这样处理又会造成初投资额费用增加，所以合理地选择冷却水的冷却方案，需因地制宜，既需保证冷水机组正常运行又应考虑初投资及运行费用。1.冷却装置一般用蒸发式冷却装置，可分为靠自然通风的喷水冷却池及靠机械通风的冷却塔(或凉水塔)。1)自然通风喷水冷却池：在室外设置水池，从冷凝器经吸热后温度升高的冷却水，流至水池内，然后通过水泵将水池内的水经水池上部的喷嘴喷出，水雾滴与空气接触，水蒸发冷却流入池内，再通过另设置的水泵将水送至冷凝器内。这种方法构造简单，节省能源，但冷却水量小，只适合夏季室外温度较低、相对湿度较小的地区，可用于小型制冷系统中。2)机械通风形式的冷却塔：图4.35为机械通风式冷却塔的构造。从冷凝器出来的冷却水回水靠冷却水循环泵送至冷却塔底部的进水口，进入喷水管，通过喷头将水喷洒下来，流经在塔内设置的填充层内，以增加水与空气的接触面积。设在塔顶部的轴流风机可加速水的蒸发，以加强冷却效果。被冷却后的水流入塔底部的受水槽内，通过连接管道及循环水泵抽回流入冷却水循环水箱内，再经循环水泵将已冷却后的水送至冷凝器。对水冷式冷凝器，一般冷却水进出口温差在25，而冷却塔设计的入口水温在37，出水水温在32。用于空调系统中，冷却塔为定型产品，安装位置根据设计不同，一般设在建筑物的屋面上或小区、厂区的冷冻泵站、冷却水循环泵房屋面及附近处，因冷却塔运行时噪声较大，应考虑控制环境噪声在5560dB以内。图4.35圆形冷却塔构造示意图1.冷却塔外壳；2.电机；3.轴流风机；4.喷水管及喷嘴；5.填料；6.进风网；7.接水槽冷却塔可有圆形及矩形两种类型，对工业区需大量的冷却水量时，则采用现浇框架混凝土的凉水塔，可根据冷却水流量组合成多间凉水塔，其组成与成品冷却塔基本相同。冷却塔在屋面安装时，需在未施工防水层之前做好塔基础，避免破坏防水层，进出口的管道应设置支墩或支架，冷却塔的补水管在冬季停运期应考虑泄水防冻措施。2.冷却水循环水泵冷却水循环水泵冷却循环泵主要是使冷凝器所需冷却水，通过冷却塔降温而循环的动力设备，一般采用离心式水泵，并联安装。3.除污器除污器主要是保证系统管道内水的清洁度，避免阻塞冷凝器内的换热管束。对大型制冷系统中，需向冷冻水、冷却水系统内进行补水，对带有悬浮物或易产生水垢成分的水质进行软化处理，避免水垢成分沉积在蒸发器、冷凝器的管内壁上而影响传热效率。4.6.3软化水系统4.7.1对空调水管施工要求4.7.2对空调水管保温要求4.7.3空调水管道施工与土建及自控专业配合时应注意事项4.7空调水管道施工空调工程中，水管道系统是很重要的一部分设计和施工内容。1)管材。一般较大管径的可采用焊接钢管，连接方式为焊接。较小管径可采用镀锌钢管丝扣连接。2)阀门宜采用闸板阀，施工前应进行单体试压。3)敷设在管井内的空调水立管，全部采用焊接，保温前需进行试压，土建管井应在立管安装、保温完毕再砌筑，管井如设有阀门时，阀门位置应在管井检查门附近，手轮朝向易操作面处。4)空调供水回水水平干管应保证有不小于3的敷设坡度，空调供水干管为逆坡敷设，回水干管顺坡敷设，在系统干管的末端设自动排气阀。当自动排气阀设置在吊顶内时，排气阀下面宜作一接水托盘，防止自动排气阀工作失灵跑水而污染吊顶，托盘可接出管道与系统中凝结水管连通。5)凝结水管是排除在夏季空调设备中的表冷器或风机盘管在工作时，其表面因结露而产生的冷凝水，以保证空调设备正常运行。凝结水管因是靠重力流动，因此应具有足够的坡度，一般不宜小于5顺坡敷设。凝结水管汇合后可排至附近的地漏或拖布池内，应做开式排放，不允许与污水管、雨水管做闭式连接。6)空调水管考虑在夏季运行时，管道如直接与支架的型钢面接触，会使凝结水沿支架下滴，因此安装时需加木垫块。木垫块可采用浸有沥青的木垫块。7)风机盘管与空调水管的连接方法多为下进上出的接管方式，当采用卧式暗装风机盘管时，其与空调水管连接见图4.36。因风机盘管的电机为三速电机，可调节送风速度(即调节风量)，它由三速开关控制(高、中、低速)，可为手动或温控自动调节流量、风速。图4.36中示出风机盘管的进出口管可连接一根旁通管，在系统初运行时可关闭风机盘管的进出口阀，打开旁通阀，进行机外循环过滤，避免污物进入堵塞盘管。当确定无杂物时，可关闭旁通阀，打开进出水阀门进行正常运行。当空调水干管在走廊的吊顶内敷设时，由于受到建筑物层高及室内与走廊吊顶的标高差限制，空调水干管安装的高度可能低于风机盘管安装的高度，形成风机盘管为系统高点，系统内的空气从盘管上设置的手动排气阀排出。因此，在系统初运行时，敷设在最顶楼层的风机盘管应逐个进行手动排气以保证盘管运行。当建筑物层高允许空调干管敷设较高位置时，如图4.36所示的情况，则在干管末端集中排气，会减少运行及管理操作不便的影响，同时能保证系统正常工作。图4.36卧式风机盘管接管示意图1.风机盘管；2.凝结水盘；3.冷冻水回水；4.冷冻水供水；5.旁通管；6.温控阀；7.冷凝水管空调水干管及通向空调设备的立支管均需做保温处理，保温材料常用的有聚氨酯泡沫瓦、超细玻璃棉管壳等，保温做法与采暖管道保温做法相同4.7.2对空调水管保温要求1)凡暗装在管井、吊顶内的管道，必须经试压、冲洗、保温完毕方可进行吊顶及管井施工。2)风机盘管吊装的高度，应根据土建装修图中吊顶做法互相配合，盘管附近设检修口，以便于维修及更换设备。3)在管道上设计有自控系统的测试孔或安装自控元件时，应预先将接头甩出并暂用丝堵封住，待需安装时再拆掉，避免敞口掉入杂物。4)空调水管道施工时，如遇有与梁或风道相碰时，应采取合理的避让方法，管道不宜随意返弯，如必须时，则应在上下返弯处安装自动排气阀，防止管中空气排除不畅而形成气塞。4.7.3空调水管道施工与土建及自控专业配合时应注意事项空调系统的施工图比较复杂，作为土建人员，应掌握其图纸的组成及内容，从而具有空调施工图的识图能力。4.8.1空调系统施工图的组成4.8.2空调系统施工图的图纸内容4.8.3空调工程施工图的识图要点4.8.4空调系统冲洗试运转及调整4.8.5空调系统施工及验收规范4.8空调系统施工图空调工程施工图的图纸组成与通风工程施工图图纸组成基本相同，有平面图、剖面图、系统轴测图、详图等图纸组成。根据空调的系统形式的不同，图纸的复杂程度和图纸张数都有很大区别。通常的新风加风机盘管的中央空调系统，其中有：风道布置平面图，水管道平面布置图；风道系统的轴测图，水管道系统的轴测图；空调机房内管道的布置平面图；空调机房内工艺流程图；风管道断面的剖面图；各个重要和复杂处的节点详图。4.8.1空调系统施工图的组成因为空调系统不同，图纸内容也不尽相同，下面介绍常用的空调系统施工图中的图纸内容。1.平面图平面图是通风空调施工图的重要图纸之一，它包括各层空调平面图，空调机房平面图等。系统平面图主要表明通风空调设备、系统风道、水管道的平面布置，其内容如下：1)以双线绘出的风道、异径管、弯头、检查口、测定孔、调节阀、防火阀、送排风口的位置。2)单线绘出的水管道、阀门、风机盘管、排气阀等的位置。3)空气处理设备的轮廓尺寸、各种设备定位尺寸。4)注明系统编号，注明送回风口的空气流动方向。5)注明风道的断面尺寸，水管道的直径。6)注明各设备、部件的名称、规格、型号等。7)其他一些需要注明的内容。空调机房平面图一般包括的内容如下：1)表明按标准图或产品样本要求所采用的空调器组合段代号，喷雾级别，喷嘴直径，加热器，表冷器的类别、型号、台数及其定位尺寸。2)新风管道、回风管道的定位尺寸。3)给排水管道、冷热管道及其定位尺寸。4)消声设备、柔性短管的位置尺寸。5)各管段的管径、管长尺寸。其他需要标注的内容。2.剖面图剖面图一般由空调系统剖面图、空调机房剖面图。空调系统剖面图一般包括如下内容：1)对应于平面图的风道、设备、零部件的位置尺寸和有关工艺设备的位置尺寸。2)风道直径，风管标高，送排风口的形式、尺寸、标高和空气流向，设备中心标高，风管穿出屋面的标高，风帽标高。空调机房剖面图一般包括如下内容：1)对应于平面图的通风机、过滤器、加热器、表冷器、喷水室、消声器、回风口及各种阀门部件的位置尺寸。2)设备中心标高、基础表面标高。3)风管、给排水管、冷热管道的标高。其他需要标注的内容。其详细的图纸内容见图4.37图4.44。图4.37图4.383-3剖面图(单位：mm)图4.394-4剖面图(单位：mm)图4.40空调机房平面图(单位：mm)图4.41送风、回风联箱大样(单位：mm)图4.425-5剖面图图4.431-1剖面图(单位：mm)图4.442-2剖面图(单位：mm)为了尽快的看懂空调工程的施工图，合理的安排施工顺序，须掌握以下几点：1)首先分清空调系统属于哪种类型。2)根据施工图提供的设备明细表掌握空调系统中设备的数量、规格、安装位置，以便安排施工程序。3)看懂整个系统的流向。4)熟练掌握施工及验收规范。1.对已施工完毕的空气输送系统、空调水管道系统中的设备、管道、阀门等均应作全面的检查检查的内容包括：对空调设备的管道接头、阀门的位置、膨胀水箱、水泵、风机等进行详细检查。2.空调系统的冲洗1)空调送风系统应逐节检查管道内有无遗留物或污物。2)空调冷却水、冷冻水、冷凝水系统，应进行冲洗，管道系统冲洗的原则是高位管向低位管冲洗，尽可能加大冲洗流速并连续冲洗，冷凝水管道应作灌水试验。4.8.4空调系统冲洗试运转及调整3.空调系统试运转冬夏两用的空调系统不可能同时完成冷热运行的调试需要，因此应根据季节分别试运，夏季试运程序如下：1)首先向冷冻水、冷却水系统充水，充水是从系统的回水管内进水，至系统的最高点，边进水边排气，膨胀水箱的水位在最高控制水位线以下即可。2)启动冷冻水循环泵及冷却水循环泵，循环运行时检查水泵和管路是否异常、缺水和渗漏。3)启动冷却塔风机运转，开启的数量根据冷却水泵的循环水量而定，冷却塔运转时检查水量情况、水槽出水情况及有无渗漏，检查电机的温升、振动和转速，并测试噪声是否符合环境噪声的要求，循环水泵启动时，应关闭出水口阀门，当水泵启动后再逐渐打开泵出口阀门，确认水路循环系统正常运行后方可进行冷水机组的运转。4)冷水机组运转。在启动冷水机组前，应由生产厂家技术人员检查冷水机组运转前的各项准备工作，检查管路系统、油路系统、仪表及自控系统是否达到运转条件，并检查机组上高压、低压部分所有的阀门关闭及开启状态是否正确，确认后方可开机运转，观察测试制冷状况，记录进出口温度，判断制冷机的运转和制冷状况是否符合设计要求，当停止运转时，应先停冷水机组后方可停运循环水泵。4.空调系统的测试系统的测试是保证系统正常运转的重要手段，当采用全风系统时，应对各分支风道的风量进行调整，对新风-风机盘管系统，对送入的新风量及送入各房间的支管均应进行测试与调整。测试风道内的风速、风量、风压时，应正确选定测定断面，以减少气流扰动对测量结果的影响，一般距弯头、三通等有36倍风道直径的距离，气流越平稳，测量越准确。空调系统的施工与验收规范涉及的内容也很多，风道的安装、防腐等部分与通风系统相同，不再叙述，这里介绍制冷系统安装的一些规范要求。1.制冷机和润滑油系统的管道、管件与阀门安装前的清洗应符合下列规定：1)管道及管件在安装前应将内外壁的氧化皮、污物和锈蚀清除干净，并保持内外壁干燥。2)阀门应进行清洗，并具有产品合格证，进出口封闭良好。2.阀门及附件的安装应符合下列规定：1)阀门的安装位置、方向与高度应符合设计要求，不得反装。2)安装带手柄的手动截止阀，手柄不得向下，电磁阀、调节阀、热力膨胀阀、升降式止回阀等的阀头均应向上竖直安装。3)氨系统管道不得采用铜管，管内不得镀锌，系统中的附件，阀门及填料不得用铜制或铜合金材料。4)冷冻水管道安装应符合下列规定：冷冻水管道系统应在系统最高处，且便于操作的部位设置放气阀。管道安装后应进行系统冲洗，系统清洁后方能与制冷设备或空调设备连接。管道系统安装后必须进行水压试验，冷冻水系统和冷却水系统试验压力为工作压力的1.25倍，最低不小于0.6MPa，水压试验时，在10min内，压力降不大于0.02MPa，且外观检查不漏为合格。冷凝水的水平管应坡向排水口，坡度应符合设计要求，当设计无要求时，其坡度应大于或等于8，软管连接应牢固。管道与泵的连接应采用弹性连接，并在管道处设置独立支架。4.8.5空调系统施工及验收规范思考题4.1简述通风与空调的区别。4.2舒适性空调对空气的参数要求主要是哪几个方面？4.3何谓结露现象？在夏季为什么通过风机盘管可以实现降温、减湿过程？4.4空调系统根据不同的分类方法分为哪几类？4.5空调水管道施工时应注意的事项是什么？4.6通风与空调工程施工图的图纸内容有哪些？4.7通风与空调工程常用的施工与验收规范有哪些？4.8空调系统调试运行时应注意什么问题？第一节第一节建筑电气的基本作用与分类建筑电气的基本作用与分类建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，创造、维持与改善室内的电、光、热、声环境的一门科学。随着建筑技术的迅速发展和现代化建筑的出现，建筑电气所涉及的范围已由原来的单一的供配电、照明、防雷和接地，发展成为以近代物理学、电磁学、无线电电子学、光学、声学等理论为基础，应用于建筑工程领域内的一门新兴学科。由于计算机和自动控制技术的发展与应用，对建筑物内部的给排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、保安监控系统、通讯、广播及共用电视天线系统、经营管理系统等实行最佳控制和最佳管理，因此建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志根据使用功能的不同，可将建筑电气大致分为五类：一.创造光、温度、空气和声音等理想环境的设备（如照明、空调机、广播系统等）。二.追求快捷、高效工作方式的设备（电梯、电话、电视、信息通讯等）。三.加强防灾、减灾能力的设备（火灾自动报警及联动设备、电视监控、建筑防雷等）。四.自动控制和优化设备性能的设备（利用计算机等技术，控制设备的经济运行、远程监控、遥控等）。五.提供生产工艺、办公设备、日用电器的能源。在日常生活中，人们根据安全电压的习惯，通常将建筑电气分成强电与弱电两大类。强电部分包括：供电，配电，照明，自动控制与调节，建筑防雷保护；弱电部分包括：通信，电视，电脑管理系统，有线广播，呼叫信号，公共显示及时钟系统，火灾自动报警及消防系统，保安系统等。第二节第二节电能的产生、输送与分配电能的产生、输送与分配自然界中蕴藏的能量是极其丰富的。各种非电形式的能源，都可以方便的通过发电厂转换成电能。按所利用的能源的不同，有火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、风力发电等。一、一、电能的产生、输送与分配电能的产生、输送与分配为了充分而合理地利用自然资源，大、中型发电厂，一般都建在能源蕴藏地，例如水力发电厂建在江河、峡谷及水库等水力资源丰富的地方；火力发电厂建在燃料产地及交通方便的地方。而用电地区则可能离发电厂很远，所以需要将产生的电能进行远距离输送。考虑到经济性，采用较高电压输送更经济（当输送功率一定时，电压越高，则线路中电流就会越小，需要的有色金属就会减少)。发电厂受绝缘处理水平的限制，发出的电压不能太高，目前发电机通常采用的电压等级为6、10kV，所以在输电时，除供给发电厂附近的用户外，大部分经过升压变压器先将电压升高，然后输送出。一般输出距离越远、输送功率越大，则输电电压就需要越高。目前国内输电电压有110kV、220kV、500kV等。线路电压等级与输送容量及输送距离的关系，见表7-1。线路电压等级与输送容量及输送距离的关系线路电压等级与输送容量及输送距离的关系表表7-1我国建设的长江三峡电厂，总装机容量为1820万kw，年发电量847亿度/年，是世界之最。为了满足用电设备对工作电压的要求，在用电地区需设置降压变电所，将电压降低。通常，在用电地区设置降压变电所，将输电电压降低到610kV，然后分配到居住区等负荷中心，由变电所或配电变压器，将电压降低到380/220V，给低压用电设备供电。供电电源电压主要是根据负荷大小，供电距离以及该地区可能提供的电源电压，与电力部门协商确定。由电源、电力网以及电能用户等组成的整体，称为电力系统，如图7-1所示。各种类型的发电厂，通过电力网将电能输送和分配给用户。电力网做成环网，这样可以避免由于个别发电机因检修或发生故障，而造成用电地区大面积停电，从而提高供电的可靠性。此外，还可以根据季节的不同，以及电网的总负荷，来调配水力发电厂和火力发电厂的负荷，以达到总供电与总负荷基本平衡，节省能源，提高效率，保证电网运行的安全性和经济性。二、二、标准额定电压标准额定电压国家对发电、输电、用电及所有用电设备的额定电压均有统一的规定,按照不同电压分成若干个标准电压等级。标准电压等级是根据国民经济发展需要,考虑技术经济上的合理性以及电机、电器的制造水平等因素，经全面分析研究而确定的。目前执行的交流单相、三相标准额定电压，见表7-2。我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电压我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电压表表7-2此外,还有100V以下的额室电压:12V,24V,36V主要用于安全照明。由于用电设备接在电力线路上，在传输电能时有负荷电流通过，线路上会产生相应的电压损失。为保证用户设备端的实际电压等于或接近于额定电压，必须使网络首端电压高于电网的额定电压，用以补偿网络上的电压损失。因此发电机额定电压必须比相应电力网和用电设备额定电压高5%；变压器二次线圈的额定电压高于用电设备额定电压的5%或10%。三、电能质量三、电能质量（一）电压偏移电压偏移指供电电压偏离（高于或低于）用电设备额定电压的数值占用设备额定电压值的百分数1.正常运行情况下，用电设备受电端的电压允许偏离值（以额定电压的百分数表示）要求如下：（1）一般电动机5%。（2）电梯电动机7%。（3）一般照明5%。在视觉要求较高的室内场所为5%，-2.5%。（4）无特殊要求的用电设备为5%。2.电子计算机供电电源的电能质量应满足表7-3所列数值。计算机性能允许的电能参数变动范围计算机性能允许的电能参数变动范围表表7-3注:此表要求摘自GB50174-93。3.医用光诊断机的允许电压波动范围为额定电压的-10%10（二）频率我国电力工业的标准频率为50赫兹，由电力系统保证。当偏离了规定值，将影响用电设备的正常工作。一、一、负荷的分类负荷的分类民用建筑负荷，根据建筑物的重要性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，将民用建筑用电负荷分为三级。（一）一级负荷指中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱的用电单位的重要负荷。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等一级负荷，为特别重要负荷。第第 三三 节节负负 荷荷 的的 分分 类类中断供电，将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作，或中断供电将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷，亦为特别重要负荷。（二）二级负荷指中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱的用电单位的重要负荷。如地、市级政府办公大楼、地市级图书馆、博物馆、文物珍品库、科研机构、体育场馆、气象台站、金融支行、地区邮电局、中小型剧场、三星级旅馆、建筑面积在13万平方米有局部空调的商厦等。（三）三级负荷不属于一级和二级的负荷。具体建筑物的负荷分级，应参阅现行设计规范、规程。按照负荷要求的可靠性等级，采取相应的供电方式，区别对待，以达到提高投资的经济效益、社会效益、环境效益的目的。一级负荷应由两个电源独立供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。一级负荷中的特别重负荷，除上述两个电源外，还应增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷的供电系统，应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时，不至于中断供电（或中断的后能迅速恢复）。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路6kV及以上专用架空线供电。三级负荷对供电无特殊要求。二、负荷的计算负荷的计算所谓负荷是指建筑物内用电设备所取用的功率或线路中的电流。负荷的计算是选择配电变压器、导线及用电设备的依据。为什么一定要讨论负荷的计算呢？因为若负荷确定过大，将使设备和导线选得过大，造成投资和有色金属的浪费；若计算负荷确定过小，将使设备和导线选得过小，将因过载而使设备和导线发热严重而烧毁，造成事故，从而带来更大的损失。为此，要进行负荷的计算，以便我们正确选择配电设备、导线和变压器等是很有意义的。负荷计算方法有单位指标法和需要系数法等。初步设计采用单位指标法，施工图设计则采用需要系数法。一、一、负荷的分类负荷的分类民用建筑负荷，根据建筑物的重要性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，将民用建筑用电负荷分为三级。（一）一级负荷指中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱的用电单位的重要负荷。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等一级负荷，为特别重要负荷。第第三三节节负负荷荷的的分分类类及及计计算算中断供电，将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作，或中断供电将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷，亦为特别重要负荷。（二）二级负荷指中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱的用电单位的重要负荷。如地、市级政府办公大楼、地市级图书馆、博物馆、文物珍品库、科研机构、体育场馆、气象台站、金融支行、地区邮电局、中小型剧场、三星级旅馆、建筑面积在13万平方米有局部空调的商厦等。（三）三级负荷不属于一级和二级的负荷。具体建筑物的负荷分级，应参阅现行设计规范、规程。按照负荷要求的可靠性等级，采取相应的供电方式，区别对待，以达到提高投资的经济效益、社会效益、环境效益的目的。一级负荷应由两个电源独立供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。一级负荷中的特别重负荷，除上述两个电源外，还应增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷的供电系统，应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时，不至于中断供电（或中断的后能迅速恢复）。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路6kV及以上专用架空线供电。三级负荷对供电无特殊要求。第第六六节节低低压压配配电电线线路路保保护护及及保保护护装装置置选选择择一、低压配电线路保护一、低压配电线路保护我们知道，当电流通过导体时，会产生发热现象，当通过的电流过大时，由于导线温升过高，其绝缘将迅速老化，缩短使用期限，严重时还可能引起着火。因此线路应具备一定的保护装置。线路的过电流保护装置一般采用熔断器或断路器。这种保护装置在线路的电流超过整室值时，自动将故障线路切断，从而达到保护线路的目的。引起线路过电流的主要原因是短路或过负荷。短路现象是由于电流不经过用电负荷，电源两端直接相连的结果。短路电流通常比负荷电流大许多倍，会产生电弧及声响，是线路的严重故障。过负荷则主要是由于负荷计算不当或盲目增加负荷所引起的。低压配电线路的保护有短路保护、过负荷保护、接地故障保护、中性线断线故障保护等。二、保护装置选择二、保护装置选择低压配电线路的保护和控制装置有很多，这里我们主要介绍刀开关、断路器、熔断器、漏电保护装置等。（一）刀开关又称刀闸，一般在低压（不超过500V）电路中，用于通、断交直流电源。刀开关的结构主要由固定刀夹座和可动的刀闸所组成，他们通常用紫铜或黄铜制作，如图所示。刀开关的种类很多,按极数(刀闸)分有单极、双极、三极与多极等。双极开关用于单相电路，三极开关用于三相电路。刀开关的型号有：HD为刀型开关，HH分封闭式负荷开关，HK为开启式负荷开关，HR为熔断式刀开关，HS为刀型转换开关，HZ为组合开关。其额定电压是：双极有250V，三极有380V、500V等。开关的额定电流可以从产品样本中查找，其最大等级为1500A。图所示为低压电路中常用的开启式负荷开关，由刀开关、熔体（保险丝）、接线座、胶盖和瓷质板等组合而成（又叫胶盖开关）。合闸时，胶盖可以把带电部分遮住，使手不能触及带电导体。胶盖的内表面有绝缘间隔把各相隔开。开启式负荷开关的额定电流有15、30、60A。这种开关用于一般照明、电热等回路的控制开关或分支线路的配电开关。刀开关的选择主要是根据额定电流。对于照明回路，可按下式选择；(7-14)式中刀开关的额定电流（A）；线路中的计算电流（A）；（二）熔断器俗称保险丝，是广泛用于供配系统中的保护电器。熔断器串接于被保护的电路中，当发生短路或严重过载时，自动熔断，从而切断电路，使用电设备得以保护。熔断器中主要是熔体部分，是由熔点低、导电性能好的合金材料制成。小电流电路中常用铅锡合金作熔体材料，大电流电路中常用铜作熔体材料。类型有插入式、旋塞式和管式等。RC为插入式，RH为汇源排式，RL为螺旋式，RM封闭管式，RS为快速式，RT为填料管式，RX为限流式熔断器。(三)自动空气开关也叫低压断路器,是一种能自动切断故障电路的控制兼保护作用电器。通常应用在500V以下的交直流电路中。其动作情况是手动合闸，自动跳闸，同时可用作线路的故障（过载、短路、欠压、失压等）保护。它的分断能力较强，用途极为广泛，是低压线路中非常重要的一种保护电器。自动空气开关的基本构造如图所示。电路中电流正常时，电磁铁5中的吸力小，不能将搭扣4吸上，使动接触刀片1保持在闭合位置。当过载或短路，电流增大到一定数值，电磁铁5的吸力增大到能吸动搭扣4上的衔铁6，使搭扣脱扣，在弹簧2的作用下，接触刀片1跳开，将电路切断，完成过载或短路保护。欠压（失压）自动空气开关的构造如图所示。电磁线圈接在线电压上。电压正常时，电磁吸力可以将搭扣吸住，使线路保持接通。当欠压（或失压）时，电磁吸力变小，在弹簧6作用下，搭扣被拉开，在弹簧2的作用下，接角刀片迅速被拉开，切断电路。过载自动空气开关欠压自动空气开关1-接触刀片；2-弹簧；3-搭扣支点；4-搭扣；1-接触刀片；2-弹簧；3-搭扣支点；4-搭扣；5-电磁铁；6-衔铁5-电磁铁；6-衔铁典型自动开关动作原理图。主触头、辅助触头被传动杆边动，当反时针方向失去操作手柄时，闭合力经自由脱扣机构传递给传动杆，使触头闭合。最后锁扣将自由脱扣机构锁住，保持电路接近。为了实现过载和短路保护，三相主电路内串联有电磁式过流脱扣器，必需时在辅助触头电路内可串联失压脱扣器。当任何一相主电路的电流超过一定数值时，过电流脱扣器产生的电磁力克服了弹簧的反作用力将衔铁向上吸引，衔铁上市部的顶板推动脱扣杠，使用脱扣串轴反时针方向转动，从而是使自由脱扣，在断开弹簧的作用下，触头断开易将电路分断应考虑如下几个方面的因素：（1）按工作条件选择自动开关的型号和结构。在低压配电、电机控制和照明线路中常采用框架式和塑料外壳式。对于宋体整流装置，宜采用快速自动开关。（2）按线路额定以参数选择自动开关的额定电压和额定电流。其额定电压应大于或等于线路的额定电压，额定电流应大于或等京广线路的额定电流。（3）根据不同使用场合选用脱扣器的类型。如控制电动机时，应有欠压、失压保护，故需失压脱机器。为使电机起动时不跳闸又防止电机过载和径路，应该有热脱扣器或有延时的过电流脱扣器。（四）漏电保护器又称漏电断路器，当发生漏电时，自动分断发生故障的线路。漏电保护器能迅速断开发生人身触电、漏电和单相接地故障的低压线路。电气照明电气照明是利用电光源将电能转换成光能，在夜间或在天然采光不足的情况下提供亮的环境，以保证生产、工作、学习和生活的需要。自从电光源出现，电气照明就作为现代人工照明的基本方式，被广泛用于生产和生活等各个方面。电气照明装置还能起到装饰建筑物，美化环境的作用。电气照明已成为当今建筑设计的一个重要组成部分。本章主要介绍工业与民用建筑室内电气照明设计的最基本内容。首先介绍照明的基本知识，其次介绍电光源与灯具，最后介绍照明设计和照明供电线路等。第一节第一节电气照明的基本知识电气照明的基本知识照明是一门以光学为基础的综合性技术，现代照明技术则是以电能转换为光能来实现的，照明工程的发展有赖于电工技术的进步。从光学的角度来考虑电气照明的基本要求，使照明能满足生产和生活的需要，所以我们首先必须对有关光学的几个基本物理量及有关知识有所了解。一、基本物理量一、基本物理量（一）光通量一个光源不断地向周围空间辐射能量，在辐射的能量中，有一部分能量使人的视觉产生光感。光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量，符号为 ，单位是流明（lm）。例如，100W的白炽灯光通量约为1038lm。（二）发光效率光源消耗1W电功率发出的光通量，单位为流明/瓦（lm/w）。通常白炽灯的发光效率为1020lm/W,荧光灯为5060lm/W,高压钠灯为80140lm/W。发光效率是研究光源和选择光源的重要指标之一。（三）发光强度是指光源在某一特定方向上，单位立体角（每球面度）内的光通量。发光强度简称光度，常用符号表示，单位为坎德拉（cd）.1cd=11m/1sr(四)照度上述物理量用来说明光源和发光体的特点，而照度则是指单位被照面积上所接受的光通量。常用符号E表示，单位为勒克斯(Ix).1Ix=1Im/1m2可见照度大小与光源的光适量成正比。确定照度标准是进行照明设计的重要依据。（五）亮度被视物体在视线方向单位投影面上所发出的光度称为亮度。符号用L表示，单位为cd/m2.光线在室内空间的传播，是一个多次反射、透射和吸收的过程，照明效果不仅与光源有关，而且与建筑所用材料与内装饰情况有关。二、照明质量二、照明质量照明设计是为了创造满意的视觉条件，它所追求的是力求照明质量良好，投资低，耗电省，便于维护和管理，使用安全可靠。衡量照明质量的好坏，主要有以下几个方面。（一）照度合适照度是影响视觉条件的间接指标，原则上应规定合适的亮度，但在计算过程中确定照度要比确定亮度简单得多，故在照明设计规范中总是规定照度标准。为保证必要的视觉条件，提高工作效率，应根据建筑规模、空间尺寸、服务对象、设计标准等条件，选择适当的照度值。（二）照度均匀在工作环境中，如果被照面的照度不均匀，当人眼从一个表面转移到另一个表面时，就需要一个适应过程，从而导致视觉疲劳。因此，应合理地布置灯具，力求工作面上的照度均匀。（三）照度稳定照度不稳定主要由以下两个原因造成：一是光源光通量的变化；二是灯具摆动。电压波动会引起光源光通量的变化，尤其每分钟波动一次以上的周期性变化对人眼极为有害。应力求保证供电质量，避免这种现象。灯具长时间连续摆动不仅影响照度不稳定，而且也影响光源寿命。所以灯具吊装应设置在无气流冲击处或固定安装。（四）避免眩光若光源的亮度太亮或有强烈的亮度对比，则会对人眼产生刺激作用，这种现象称为眩光。它不仅使人在感觉上不舒适，而且对视力危害极大，因此，必须采取相应的措施予以限制。一般可以采取限制光源的亮度，降低灯具表面的亮度，也可以通过正确选择灯具，合理布置灯具位置，并选择适当的悬挂高度来限制眩光。照明灯具的悬挂高度增加，眩光作用就可以减少。（五）光源的显色性同一颜色的物体在不同光源照射下，能显出不同的颜色。光源对被照物体颜色显现的性质，称为光源的显色性。为表征光源的显色性能，引入光源的显色指数。光源的显色指数，是指在待测光源照射下物体的颜色与日光照射下该物体颜色相符合的程度，而将日光或与白光相当的参考光源的显色指数定为100。因此光源的显色指数越高，说明光源的显色性越好，物体颜色的失真度越小。如白炽灯、日光灯是显色指数较高的光源，显色性较好，而高压水银灯的显色指数较低，显色性较差。为了改善光源的显色性，有时可以采用两种光源混合使用，即混光照明。由引可见，光源的显色性能也是衡量照明好坏的一个标准。（六）频闪效应的消除气体放电光源（荧光灯、荧光高压汞灯等）在交流电源供电下，其光通量随电流一同作周期性变化，最大光通量和最小光通量差别很大，使人眼产生明显的闪烁感觉，即为闪频效应。而且，在其光照下观察到的物体运动会显示出不同于实际运动的现象。例如，观察转动物体时，如果每秒钟转数为灯光闪烁频率的整数倍，则转动物体看上去好象没有转动一样。频闪效应容易使人发生错觉而出事故。为消除频闪效应，对气体放电光源可采用二灯分接二相电路或三灯分接三相电路的办法。三、三、.照明种类照明种类照明的种类按用途可分为:正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、景观照明和障碍照明。（一）正常照明在正常情况下使用的室内外照明。所有居住房间和工作、运输、人行车道以室内外庭院和场地等，都应设置正常照明。（二）应急照明因正常照明的电源失效而启动的照明。它包括备用照明、安全照明和疏散照明。所有应急照明必须采用能瞬时可靠点燃的照明光源，一般采用白炽灯和卤钨灯。1、备用照明用于确保正常活动继续进行的照明。在由于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾和人身伤亡或造成严重政治后果和经济损失的场所。例如医院的手术室和急救室、商场、体育馆、剧院等、变配电室、消防控制中心等，都应设置备用照明。2、安全照明用于确保处于潜在危险之中的人员安全的照明。如使用圆形锯，处理热金属作业和手术室等处应装设安全照明。3、疏散照明用于确保疏散通道被有效的辨认和使用的照明。对于一旦正常照明熄灭或发生火灾，将引起混乱的人员密集的场所，如宾馆、影剧院、展览馆、大型百货商场、体育馆、高层建筑的疏散通道等，均应设置疏散照明。（三）值班照明非工作时间为值班所设置的照明。值班照明宜利用正常照明中能单独控制的一部分或利用应急照明的一部分或全部。（四）警卫照明为改善对人员、财产、建筑物、材料设备的保卫和警戒而采用的照明。例如用于警戒以及配合闭路电视监控而配备的照明。（五）障碍照明在建筑物上装设的作为障碍标志的照明，称为障碍照明。例如为保障航空飞行安全，在高大建筑物和构筑物上安装的障碍标志灯，障碍标志灯的电源应按主体建筑中最高负荷等级要求供电。（六）景观照明用于室内外特定建筑物、景观而设置的带艺术装饰性的照明。包括装饰建筑外观照明、喷泉水下照明、用彩灯勾画建筑物的轮廓、室内景观投光以及广告照明等。一、常用照明电光源一、常用照明电光源照明用的电光源按发光原理可分为两大类：热辐射光源和气体放电光源。常用的热辐射光源有白炽灯、卤钨灯；气体放电光源有荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、管形氙灯等。我们主要介绍白炽灯、卤钨灯和荧光灯。（一）白炽灯它的结构简单，价格低廉，使用方便，启动迅速，而且显色性好，因此得到广泛使用。但它的发光效率低，使用寿命也较短，且不耐震。第第二二节节第第二二节节 电电 光光 源源 与与 灯灯 具具电电 光光 源源 与与 灯灯 具具（a）白炽灯（b）卤钨灯白炽灯和卤钨灯的结构简图1-石英玻璃管2-螺旋状钨丝3-钨丝支架4-钼箔5-电极全长（177310mm）(二)卤钨灯白炽灯的主要缺点是发光效率低、寿命短，其主要原因是白炽灯泡工作时的高温使钨丝不断蒸发，钨丝截面越来越细，久而久之，便使钨丝熔断，同时钨蒸气还会使玻璃泡内壁变黑，使灯泡透明度变坏，光效降低。卤钨灯就是在白炽灯基础上改进而成的。卤钨灯由灯丝（钨丝）和耐高温的石英灯管组成，在管内充有适量卤素（碘或溴）和惰性气体。被蒸发的钨和卤素在管壁附近化合成卤化物，卤化物由管壁向灯丝扩散迁移，在钨丝周围形成一层钨蒸气，一部分钨又重新回到钨丝上，这样即使钨不致沉积在管壁上，既防止了灯管发黑，又有效抑制了钨的蒸发，提高了光源的使用寿命。卤钨灯结构如图8-1（b）所示。卤钨灯具有体积小，寿命长，发光效率高等优点，但使用了石英玻璃管，故价格较贵。卤钨灯功率一般较大，主要用于大面积照明场所或投光灯。在使用时应水平安装，最大倾斜角不大于4，否则将会破坏卤钨循环，严重影响使用寿命；卤钨灯耐震性也较差，不得装在易震场所。工作时的管温在600C左右，故不得与易燃物接近，且不允许用人工冷却措施（如电扇吹，水淋等），以保证正常的卤钨循环。（三）荧光灯荧光灯俗称日光灯，是目前广泛使用的一种电光源。荧光灯电路由灯管、镇流器、启辉器三个主要部件组成，其接线如图8-2所示。灯管的结构是在玻璃灯管的两端各装有钨丝电极，电极与两根引入线焊接，并固定在玻璃柱上，引入线与灯头的两个灯脚连接。灯管内壁均匀地涂一层荧光粉，管内抽成真空，并充入少量汞和惰性气体氩。明用荧光灯有几种光色：日光、冷白光、暖白光。目前应用最广泛的是日光色荧光灯。荧光灯使用注意事项：1、荧光灯工作的最适宜环境温度为1825C；温度过高或过低都会造成启辉困难或光效降低；2、荧光灯不宜频繁启动，电源电压波动也不宜超过，否则将影响光效和灯管使用寿命；3、启辉器开闭瞬间易对无线电波产生干扰，通常启辉器内都并联有的电容；4、灯管必须与相应规格的镇流器、启辉器配套使用；破损灯管要妥善处理以防汞害。（四）荧光高压汞灯荧光高压汞灯又叫高压水银灯，它是靠高压汞蒸汽放电而发光的。这里所谈的“高压”是指工作状态下灯管内气体压力为15个大气压，以区别于一般低压荧光灯（普通荧光灯只有610毫米汞柱的压力，1个大气压76mm汞柱）。荧光高压汞灯的主要特点是：1.光效高，寿命长；光色发亮接近日光，但显色性较差；2.电源电压突然降低5%时，可能使灯泡自行熄灭；3.灯泡熄灭后，由于放电管仍保持较高的蒸汽压力，不能立即重新点燃，必须经过510min的冷却时间，使管内的汞蒸汽凝结后才能再次点燃，故不宜用于频繁启动的场所；4.外玻璃壳温度较高，配用灯具必须考虑散热条件；外玻璃壳破碎后灯虽仍能点燃，但大量紫外线辐射易灼伤眼睛和皮肤；5.灯管破损后要妥善处理，防止汞害。此外，还有（1）金属卤化物灯，适用于较繁华的街道及要求照度高、显色性好的大面积照明场所；（2）高压钠灯，易用于室外需要高照度的场所（如道路、桥梁、体育场馆、大型车间）；（3）管形氙灯（长弧氙灯），显色性好，功率大，光效高，俗称“人造小太阳”，适用于广场、机场、海港等照明。二、灯具的分类及选择二、灯具的分类及选择灯具是光源、附件和灯罩的总称。其作用是：（1）固定光源使之接通电源；（2）合理配光；（3）保护眼睛免受光源高亮度引起的视觉眩光；（4）保护光源不受外界的机械损伤；（5）防止潮湿和有害气体的影响；（6）保护照明安全（如防爆灯具）；（7）发挥装饰效果等。（一）灯具的种类灯具的分类方法很多，通常按灯具的配光特性、灯具的结构、用途和安装方式进行分类。1.国际照明学会（C1E）的配光分类法按灯具上半球和下半球发出的光通量的百分比进行分类，共有五种，见表。灯具按光通量在上下半球空间分配比例的分类表（1）直射型灯具由反光性能良好的不透明材料制成，如搪瓷、铝和镀锌镜面等。这类灯具又可按配光曲线的形态分为：广照型、均匀配光型、配照型、深照型和特深照型等五种，直射型灯具效率高，但灯的上部几乎没有光线，顶棚很暗，与明亮灯光容易形成对比眩光。由于它的光线集中，方向性强，产生的阴影也较重。（2）半直射型灯具它能将较多的光线照射在工作面上，又可使空间环境得到适当的亮度，改善房间内的亮度比。这种灯具常用半透明材料制成下面开口的式样，如玻璃菱形罩等。（3）漫射型灯具典型的乳白玻璃球型灯属于漫射型灯具的一种，它是采用漫射透光材料制成封闭式的灯罩，造形美观，光线均匀柔和。但是光的损失较多，光效较低。（4）半间接型灯具这类灯具上半部用透明材料、下半部用漫射透光材料制成。由于上半球光通量的增加，增强了室内反射光的效果，使光线更加均匀柔和。在使用过程中，上部很容易积灰尘，影响灯具的效率。（5）间接型灯具这类灯具全部光线都由上半球发射出去，经顶棚反射到室内。因此能很大限度地减弱阴影和眩光，光线均匀柔和。但由于光损失较大不甚经济。这种灯具适用于剧场、美术馆和医院的一般照明。通常还和其他形式的灯具配合使用。2.按灯具结构分类（1）开启式灯具光源与外界环境直接相通。（2）保护式灯具具有闭合的透光罩，但内外仍能自然通气，如半圆罩天棚灯和乳白玻璃球形灯等。（3）密封式灯具透光罩将灯具内外隔绝，如防水防尘灯具。（4）防爆式灯具在任何条件下，不会因灯具引起爆炸的危险，如图8-4所示。（5）功能为主的灯具指那些为了符合高效率和低眩光的要求而采用的灯具，如商店用荧光灯、路灯、室外用投光灯和陈列用聚光灯等。（6）装饰为主的灯具装饰用灯具一般由装饰性零部件围绕光源组合而成，其型式从简单的普通吊灯到豪华的大型枝型吊灯。图8-6灯具安装方式图图8-6灯具安装方式图（二）光源与灯具的选择1.光源的选择光源的种类应根据对照明的要求，使用场所的环境条件和光源的特点合理选用。注：各种场合都需要光效高的光源，不但光源的光效要高，而且照明总效率要高，同时应满足显色性的要求，并适合特定应用场所的其他要求。光通量值高低按下述分类：高大于10000lm,中300010000lm，小小于3000lm。需要电视传播的体育照明，应满足电视演播照明的要求。色温：表示热辐射光源的颜色与温度有关。由于光源种类在很在程度上决定了照明灯具的型式、布置及照明配电线路，因此，在选择光源种类时，关于光源的技术经济比较，实际上应包括整个照明装置的比较。光源的安装功率由照度计算的结果来决定。白炽灯的优点是体积小，容易借助于灯具得到准确的光通量分布，显色性比较好，费用较低，因此在许多场所得到广泛应用。要求显色性、方向性照明的场合，如展览陈列室、橱窗照明和远距离投光照明等常采用白炽灯作为光源。由于其启动性能好，能够迅速点燃，所以事故照明一般也采用白炽灯。在有特殊艺术装饰要求，如会堂、高级会客室、宴会厅等需要表现庄严、华丽、温暖、热烈的场合，也常采用白炽灯。白炽灯的光效较低，寿命短，而荧光灯则与之相反，所以荧光灯在办公室、学校、医院、商店、住宅等建筑中得到广泛应用。因为荧光灯有一定的启动时间，其寿命受启动次数的影响很大，所以在开关比较频繁和使用时间较短的场所，不宜采用荧光灯。荧光高压汞灯、金属卤化物灯、高压汞灯等高强度放电灯的功率大，发光效率高，寿命长，光色也较好，在经常使用照明的高大厅堂及露天场所，特别是维护比较困难的体育馆和其他体育竞赛场所等，可以广泛采用。为了改善这类放电灯的光色，在室内场所常采用混光照明方式，例如荧光灯、高压汞灯与白炽灯混光，或荧光高压汞灯与高压钠灯混光等。高压钠灯的发光效率很高，但光色应带有明显的黄色色调，故目前以用于露天场所为多。随着生产技术的改进，使光色得到改善，用于室内也会逐渐增多。2.灯具的选择灯具类型的选择与使用环境、配光特性有关。在选用灯具时，一般要考虑以下几个因素：（1）光源选用的灯具必须与光源的种类和功率完全相适用。（2）环境条件灯具要适应环境条件的要求，以保证安全耐用和有较高的照明效率。（3）光分布要按照对光分布的要求来选择灯具，以达到合理利用光通量和减少电能消耗的目的。（4）限制眩光由于眩光作用与灯具的光强、亮度有关，当悬挂高度一定时，则可根据限制眩光的要求选用合适的灯具型式。（5）经济性按照经济原则选择灯具，主要考虑照明装置的基建费用和年运行维修费用。（6）艺术效果因为灯具还具有装饰空间和美化环境的作用，所以应注意在可能条件下的照明设计的内容包括灯具的布置和照度计算。一、灯具布置一、灯具布置室内灯具的布置与房间的结构及照明要求有关，既要经济、实用、又要尽可能协调，美观。灯具布置的具体内容是灯具的高度布置和平面布置，即确定灯具在房间内的具体空间位置。确定灯具的悬挂高度应考虑如下因素：（1）保证电气安全对工厂的一般车间不宜低于2.4m，对电气车间可降至2m。对民用建筑一般无此项限制。（2）限制直接眩光和光源种类、瓦数及灯具型式相对应，规定出最低悬吊高度见表8-5。对于不考虑限制眩光的普通住宅，悬吊高度可降至2m。(3)便于维护管理用梯子维护时不超过67m。用升降机维护第第三三节节照照明明设设计计时，高度由升降机的升降高度而定。有行车时多装于屋架的下弦。（4）和建筑尺寸配合如吸顶灯的安装高度即为建筑的层高。（5）应防止晃动垂度一般为0.31.5m,多取为0.7m。（6）应提高经济性即应符合表8-6所规定的合理距高比值。(7)一些参考数据一般灯具的悬挂高度为2.44.0m;配照型灯具的悬挂高度为3.06.0m搪瓷深照型灯具悬挂高度为5.010m;镜面深照型灯具悬挂高度为8.020m;其它灯具的适宜悬吊高度见表8-7。(二)灯具的平面布置灯具的平面布置通常有均匀布置和选择性布置两种;此外两者结合形成混合布置。是在大型建筑物内部，为满足紧急通知（如指挥消防疏散等）、统一报告（如广播新闻、安排工作）和插放音乐等需要而设置的广播系统。一、系统的组成一、系统的组成广播系统一般由播音室、线路和放音设备三部分组成。播音室中一般设置收音、拾音、录音、话筒、扩音机和功率放大机等设备。有供电线路引入播音室，向放大设备供电。广播信号线路在建筑内可明敷或暗敷。放音设备可以是安装在走廊、餐厅等公共场所的扬声器，也可以是分布在客房内由多功能床头柜控制的收音机。第第三三节节建建筑筑广广播播系系统统二、系统的类型二、系统的类型一般分为三类（一）集中播放、分路广播系统用同一台扩音机，作单讯道多路同时广播相同的内容。这是传统的系统，如图9-5所示。图集中播放、放分路广播系统这种系统不能满足在建筑物内，不同场所同时播放不同内容的要求，使用不便、音响质量差、可靠性低、耗电多、是一种落后的系统。（二）利用CATV系统传输的高频调制式广播系统在CATV系统的前端室，将音频信号调制成射频信号，经同轴电缆送至用户多功能床头控制柜。经频道解调器解调后被收音机接收，如图9-6所示。这种系统技术先进，传输线路少，施工方便。但技术复杂、维护困难、音质较差、而且不能解决公共场所广播及紧急广播等技术问题（仍需采用音频传输系统），故有待改进。可广泛应用于大型旅馆、饭店、工厂、学校、机场、车站、体育馆、俱乐部等各类公共建筑中。该系统若应用于剧院，可在前、后中排，天棚，墙面，休息厅等处，同时播放出不同的音调和音响。若应用于学校，可在生活区、办公楼、不同教室，同时播放不同内容。若应用于火车站建筑物中，可在某一候车室通知检票，某一站台通知接车，在一些地方广播旅行常识，而在另一些地方广播找人等等。这是一种具有很大发展前途的广播系统，该系统的框图见图9-7。二、安全电压的条件二、安全电压的条件（一）因人而异。手有老茧，身心健康，情绪乐观的人电阻大，较安全。皮肤细嫩，情绪悲观，疲劳过度的人电阻小，较危险。（二）与触电时间长短有关。触电时间越长，情绪紧张，发热出汗，人体电阻减小，危险大。若迅速脱离电源，则危险小。（三）与皮肤接触的面积和压力大小有关。接触面积和压力越大越危险。反之较安全。（四）与工作环境有关。低矮潮湿，仰卧操作，不易脱离现场的情况下触电危险大，安全电压取12V。其它条件较好的场所，可取24V或36V。第第二二节节安安全全用用电电技技术术一、电气、电子设备的接地一、电气、电子设备的接地（一）电气设备的接地为了保护人身和设备的安全，电气设备应可靠接地。电气设备的接地一般可分为工作性接地和保护性接地。保护性接地又可分为保护接地和保护接零两种形式。民用建筑低压配电系统接地型式可有以下四种：1.TN系统电力系统有一点直接接地（中性线N接地）,用电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。按照中性线与保护线组合情况，又可分为三种型式：（1）TN-S系统如图10-1（a）所示，图中L1、L2、L3为三根火线，整个系统的中性线（N）注：工作接地：为保证电力系统安全运行，将电力系统的中性点接地（如将变压器中性点N接地）叫工作接地保护性接地：分保护接地和保护接零两种。保护接地是将大型用电设备、电动机等的金属外壳通过导体与埋入地下的金属接地体相连接的方法。保护接零（也叫TN系统）是将用电设备的金属外壳与保护线（也叫保护零线）PE可靠连接。与保护线（PE）是分开的，俗称三相五线制系统。这种系统消耗导线多，投资大，多用于环境较差，对安全可靠性要求较高的场所。图10-1（a）TNS系统图10-1（a）TNS系统（2）TNC系统整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是合一的，为一根PEN线，如图10-1（b）所示。这种系统的优点是节约有色金属，节约投资，得到广泛应用。（3）TNCS系统系统中前一部分线路的中性线与保护线是合一的，后边是分开的，如图10-1（C）。这种系统兼有有上述两种系统的优点，常用于配电系统的末端，环境条件较差的场所。在TN系统的接地型式中，所有用电设备的外露可导电部分必须用保护线（或共用中性线即PEN线）与电力系统的接地点相连，并且须将能同时触及的外露可导电部分接至同一接地装置上。当采用TNCS系统时，当保护线与中性线从某点（一般为进户线）分开后就不能再合并，且中性线绝缘等级应与相线相同图10-1（c）TNCS系统图10-1（b）TNC系统2.TT系统电力系统有一点直接接地（中性线N接地），且引出N线，属三相四线制系统。用电设备的外露可导电部分通过保护线，接至与电力系统接地点无直接关联的接地极,如图10-2.23页3.IT系统电力系统的带电部分与大地间无直接连接（或有一点经足够大的阻抗接地），用电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极，如图10-3。图10-3IT系统在IT系统中的任何带电部分严禁直接接地。IT系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态。在正常情况下，从各项测得的对地短路电流值均不得超过70mA（交流有效值）。所有设备的外露可导电部分均应通过导线与接地线连接。IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。在无特殊要求的情况下，IT系统不宜引出中性线。必须注意，不允许在同一系统中采用不同的接地保护型式。应根据系统安全保护所具备的条件并结合工程的实际情况，确定其中一种。如在同一低压配电系统中，不能既采用TN系统又采用TT系统，只能全部采用其中的一种系统。4.重复接地采用保护接零时，除系统的中性点工作接地外，将零线上的一点或多点与地再作金属连接，称为重复接地，如图10-4。如果不采取重复接地，一旦出现零线折断的情况，那末，接在折断处后面的用电设备相线碰壳时，保护电器就不会动作，该设备以及后面的所有接零设备外壳，都存在接近于相电压的对地电压，相当于设备既没有接地又没有接零。若在用户集中的地方采取重要接地，即使零线偶尔折断，带电的外壳也可以通过重复接地装置与系统中性点构成回路，产生接地短路电流，保护电器动作。如果用电设备较大，保护电器因整定电流大于接地短路电流而不动作，也可以减轻事故的危害。在R与R相等的情况下，外壳对地电压只有相电压的1/2。当然，这个电压对人还是危险的，因此零线折断的故障应尽量避免。图10-4重复接地的作用（二）电子设备的接地1.消防控制室的接地消防控制室内安装有许多电子设备，为了使所有的电子设备能正常工作，消防控制室内的电子设备应进行工作接地，其工作接地电阻应小于4。若采用联合接地时，其接地电阻应小于1，并且应用专用接地干线由消防控制室引至接地体。接地专用干线应采用铜芯绝缘导线，其线芯截面不小于25mm2。由消防控制室接地板引至和各消防电子设备的接地线，应采用铜芯绝缘导线，其线芯截面积不应小于4mm2。2.共用电视天线（CATV）系统的接地。共用电视天线系统是用来接收、整理、传输以及分配电视信号的设备，其目的是要向电视用户提供稳定的、强度合适的不失真信号。通常由前端设备、信号源设备和传输分配系统组成。前端设备中的接收天线由于架设较高，易受雷击，因此应在接收天线的竖杆（架）上装设避雷针，避雷针的高度应能满足对天线设施的保护。当安装独立的避雷针时，避雷针与天线之间的最小水平间距应大于3m，独立避雷针和接受天线的竖杆（架）均应有可靠的接地。当建筑物已有防雷接地系统时，避雷针和天线竖杆（架）的接地应与建筑物的防雷接地系统共地连接；当建筑物没有专门的防雷接地系统可供利用时，应设置专门的接地装置，从接闪器至接地装置的引下线宜采用两根，接地电阻不应大于4。进入前端的天线馈线应加装避雷保护器，沿天线竖杆（架）引下的同轴电缆，应采用双屏蔽电缆或采用单屏蔽电缆穿金属管敷设。双屏蔽电缆的外层或金属管应与竖杆（架）有良好的电气连接。二、特殊建筑物的接地二、特殊建筑物的接地（一）烟囱的防雷接地烟囱的防雷接地应满足以下要求：1接地冲击电阻小于30。2引下线：当采用圆钢时直径不小于12mm；采用扁钢时。引下线的截面积不应小于100mm2,厚度不应小于4mm。当烟囱低于40m设一根引下线，高于40m设两根和两组接地极。可利用铁爬梯作为引下线。当为钢筋混凝土烟囱时，应把两根以上主筋与铁爬梯焊接作为引下线。3（二）水塔的防雷接地水塔的防雷接地应满足如下条件:1接地冲击电阻小于30；2接闪器可利用水塔周围的铁栏栅或做一圈避雷带，保护水塔边缘；水塔中心高出部分只装一支1.5m长的避雷针；3可利用铁爬梯作为引下线。注：接地冲击电阻：在雷电作用下，接地体对地冲击电压峰值与冲击电流峰值之比。第三节第三节建筑物防雷建筑物防雷雷电是一种大气放电现象。雷电的破坏作用主要是当雷电流通过建（构）筑物或电气设备对大地放电时，将会对建（构）筑物或电气设备产生破坏作用或威胁到相关人员的人身安全。因此，必须了解和认识雷电现象，即雷电的形成和危害，从而采取相应的防雷保护措施。一、雷电的形成与危害一、雷电的形成与危害（一）雷电的形成雷电形成的必要条件是雷云，即带有电荷的汽、水混合物。雷电的形成是比较复杂的。在雷雨季节里，地面水分受热蒸发形成水蒸汽随热空气上升，在高空遇冷空气而凝结形成小水滴，小水滴受重力作用下降。由于冷热气流在空中产生下降、上升的强烈对流作用，使其上升的热空气和下降的水滴发生摩擦，产生水滴分离。在水滴分离过种中，便产生正、负两种电荷，下降的大水滴带正电荷，而继续随热气流上升的小水滴带负电荷。随着云层的聚集，电荷也越来越多，在带有正、负电荷的云层之间形成越来越强的电场。当电场增大到一定程度,便会击穿空气绝缘,在云层之间或云层与大地之间放电,放生强烈的弧光和声音,这就是我们通常说“闪电”和“雷声”即“雷电”。（二）雷电的危害雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，雷电流是一种冲击波。图10-5是雷电流的波形图。由放电开始至雷电流最大值的时间为波头，一般为14s;而从最大值起到雷电流衰减到/2的一段波形为波尾。雷电流的陡度按其波头增长的速率来表示，即，雷电流陡度可达50kA/s以上，所以，雷电流是一个幅值很大，陡度很高的冲击波电流。对电气设备绝缘来说，雷电流的陡度越大，由可知,产生的过电压越高,对绝缘的破坏性也越严重图10-5雷电流波形图雷电的破坏作用有以三个方面：.直击雷雷云与大地之间直接通过建(构)筑物、电气设备或树木等放电称为直击雷。强大的雷电流通过被击物时产生大量的热量，而在短时内又不易散发出来。所以，凡雷电流流过的物体，金属被熔化，树木被烧焦，建筑物炸裂。尤其是雷电流流过易燃易爆物体时，会引起火灾或爆炸；造成建筑物倒塌、设备毁坏及人身伤害的重大事故。直击雷的破坏作用最为严重。2.感应雷当有很强的带电雷云出现在建筑物上空时，就会在建筑物上感应出与雷云等量而异性的束缚电荷。当雷云在空间放电后，空中的电场即消失，但在建筑物上聚集的电荷并不能很快泄入大地，残留的电荷对地形成相当高的电压、它会造成室内电线、金属管道、金属设备的空隙之间发生放电现象，引起火灾、爆炸、并危及人身安全。感应雷形成见图10-6。图10-6雷云下储油罐静电感应3.雷电波侵入当雷云出现在架空线上方，在线路上因静电感应而聚集大量异性等量的束缚电荷，当雷云向其它地方放电后，线路上的束缚电荷被释放便成为自由电荷向线路两端行进，形成很高的过电压，在高压线路，可高达几十万V，在低压线路也可达几万V。这个高电压沿着架空线路、金属管道引入室内，这种现象叫雷电波侵入。如金属设备接触不良或有间隙，就会产生火花放电，引起火灾事故；如果沿线路串入电气设备，就可能击穿设备绝缘而损坏设备。雷电波侵入也可由线路上遭受直击雷或发生感应雷所引起。据调查统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，在整个雷害故中占5070%，因此对雷电波侵入的防护应予足够的重视。（三）雷电活动的一般规律及易受雷击的部位雷电活动有一定的规律。从气候上看，热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷电活动多；从地域上看，山区比平原多；从时间上看，春夏、夏秋之交雷电活动较多。根据统计，容易遭受雷击的部位有：1.筑物高耸、突出部位。如水塔、烟囱、屋角、山墙、女儿墙等。不同屋顶坡度(0、15、30、45)建筑物的雷击部位如图10-7所示。图中说明，屋角与檐角的雷击率最高。屋顶的坡度越大，屋脊的雷击率也越大，当坡度大于40时，屋檐一般不再遭受雷击。当屋面坡度小于27，长度小于30m时，雷击点多发生在山墙，而屋檐一般不再遭受雷击。接闪器、引下线和接地装置，如图10-8。10-8烟囱的防雷系统示意图1接闪器2引下线3接地装置（一）接闪器用以接收雷电流的金属导体叫接闪器。有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等形式。1.避雷针避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。当针长1m以下，圆钢直径为12mm,钢管管径为20mm；当针长为1-2m时，圆钢直径为16mm，钢管直径为25mm；烟囱顶上的避雷针，圆钢直径为20mm。当避雷针较长时，针体则由针尖和不同管径的管段组成。避雷针对建筑物的防雷保护是一定范围的。其保护范围是以它能防护直击雷的锥形空间来表示。这个锥形空间由新制订的国家标准建筑物防雷设计规范GBJ57修订本参照国际电工委员会IEC标准规定采用“滚球法”来确定。所谓“滚球法”，就是选择一个半径为（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针或避雷针与地面，而不触及需要保护的物体，则该物体就在避雷针的保护范围之内。单支避雷针的保护范围，GBJ57修定本规定，应按下列步骤确定，见图109。（1）当避雷针高度时：距地面处作一平行于地面的平行线；以避雷针的针尖为圆心为半径，作弧线交于平行线的A、B两点；以A、B为圆心，为半径作弧线，该弧线与针尖相交，与地面相切，由引弧线起到地面止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围；图10-9单支避雷针的保护范围1避雷针2保护范围边界3 平面上保护范围的截面式中滚球半径可按表102确定。（2）当避雷针高度时：在避雷针上取高度的一点，代替避雷针的针尖作为圆心，其余的作法如的作法。关于多支避雷针的保护范围可参看GBJ57修订本或有关设计手册，此处从略。2.避雷带采用直径不小于8mm的圆钢或截面不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁钢，沿建筑物易受雷击的部位（如屋脊、女儿墙）装设一周、高出屋面100150mm，支持卡间距离11.5m，两根两行的避雷带之间的距离要小于或等于10m,并必须经12根以上的引下线与接地装置可靠地连接，这样整个屋面就认为全部被保护了。图10-10为避雷带在女儿墙上的敷设示意图，图10-11为防雷平面图。对于第二、三类建筑物避雷带是作为防直击雷的主要措施。对于第一类建筑物，避雷带用作防雷侧击。例如，防雷规程规定，高层建筑中自30m以上每3层应沿建筑物四周装设避雷带。该水平避雷带可用25mm4mm的扁钢在结构圈梁内敷设，并应与引下线焊接。图10-11防雷平面图图10-10明装避雷带支持卡子做法18mm镀锌圆钢2混凝土支座3防雷带引下线3.避雷网避雷网相当于屋顶上纵横敷设的避雷带组成的网格。避雷网所需材料及做法基本与避雷带一样。第一类建筑物防直击雷常采用避雷网。避雷网即金属网格，分明网和暗网。层顶上的避雷网，如果是上人屋顶，可敷在顶板内5cm处；对于不上人屋顶，可敷在顶板上15cm处。避雷网的网格越密，可靠性越好。网格的密度视建筑物的重要程度而定，通常第一类建筑物的网格规定不大于10m10m，第二类建筑物的网格不大于20m20m，如图10-12所示，即为避雷网的网格。图10-12中的为引下线的间距，第一类建筑，m若为雷电活动活动强烈区，m；第二类的建筑物的m.4.避雷线是装在架空输电线路上的导线,一般采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。图10-12屋顶避雷网做法此外，还有笼式避雷网，简称避雷笼。避雷笼是笼罩着整个建筑物的金属笼。对于雷电它起到均压和屏蔽作用，任凭接闪时笼网上出现高电压，笼内各处电位相等，形成等位体。因此，笼内人身和设备都是安全的。日本国的高大建筑物和我国广州国际大厦都采用。(二)引下线是连接防雷装置与接地装置的一段导线。其作用是将雷电流引入接地装置。一般可由圆钢或扁钢制成。圆钢直径不小于8mm；扁钢截面不小于48mm2,厚度不小于4mm。引下线可明装，也可暗装。明装时，必须沿建筑物外墙敷设。引下线应在地面上1.7m和地面下0.3m的一段线上用钢管或塑料管加以保护；在1.8m处设断接卡。暗装时,可以利用建筑物本身的金属结构,如钢筋混凝土柱子的主筋作为引下线。但暗装的引下线应比明装时增大一个规格，每根柱子内要焊接两根主筋，各构件间必须连成电气通路。屋内接地干线与防感应雷接地装置的连接，不应少于两处。（三）接地装置将雷电流通过引下线引入大地的散流装置称为接地装置。接地装置由接地体和接地线组成。接地线是连接引下线和接地体的导线，一般用=10mm的圆钢制成。接地体可分为三类：1.自然接地体利用埋于地下的，有其它功能的金属物体，作为防雷保护的接地装置。比如：（1）直埋铠装电缆金属外皮；（2）直埋金属水管；（3）钢筋混凝土电杆2.基础接地体为节约有色金属，降低造价，应尽量利用建筑物中的结构钢筋作为接地装置。满堂红基础最为理想。若为独立基础，则应根据具体情况确定，以确保电位均衡，消除接触电压和跨步电压的危害。3.人工接地体专门用于防雷保护的装置，分为垂直接地体和水平接地体两类，如图10-13所示。（1）垂直接地体，可采用直径2050mm的钢管壁厚3.5mm、直径19mm的圆钢或厚3mm宽20mm到厚5mm宽50mm的角钢做成。长度分23m一段，间隔5m埋一根顶端埋深为0.50.8m。用接地连接条或水平连接体将其连成一体。（2）水平接地体可采用截面为254404mm2的扁钢、截面1010mm2的方钢或直径814mm圆钢做成。埋深一半为0.50.8m。埋接地体时，应将周围填土务实，不得回填砖石、灰渣之类杂土。通常接地体均应采用镀锌钢材。若土壤有腐蚀性时，应适当加大接地体和接地线的截面，并加厚镀锌层。各焊点必须刷樟丹油或沥青油，以加强防腐。接地电阻的数值应符合规范要求。避雷接地装置中，在遭受雷击时，接地点的电位很高，人畜走近接地体时，会有触电危险，所以接地体应设在很少有人通过的地方，并且与建筑物的水平距离3m以下。避雷装置的接地体要与其它装置接地的接地体分开独立设置并且和其它接地装置在空气中的距离大于5m；在地中的距离要大于3m。四、防雷措施四、防雷措施（一）防直击雷的措施防直击雷采取的措施是引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速泄入大地，从而保护建筑（构）筑物免受雷击。防直击雷的避雷装置有避雷针、避雷带、避雷网、避雷线等。（二）防雷电感应的措施防止由于雷电感应在建筑物上聚集电荷的方法，是在建筑物上设置收集并泄放电荷的装置（如避雷带、网）。防止建筑物内金属物上雷电感应的方法，是将金属设备、管道等金属物，均通过接地装置与大地作可靠的连接，以便将雷电感应电荷立即引入大地，避免雷害。（三）防雷电波浸入措施防止雷电波沿供电线路浸入建筑物内，行之有效的方法是利用避雷器将雷电波引入大地。以免危及电气设备。1.配电线路全部采用地下电缆；2.进户线采用50100m长的一段电缆；3.在架空线进户之处加装避雷器。第一种方法最安全，但费用高，故适用于重要的民用建筑的易燃易爆的大型工业建筑。后两种方法不能完全避免雷电波的浸入，但可将引入的高电位限制在安全范围之内，实际中也广泛采用。