1)建筑给排水系统
建筑给排水工程主要包括给水工程和排水工程两部分,即建筑给水系统和建筑排水系统。建筑给水系统是根据用户对水质、水量和水压等的要求,将水从城市自来水厂通过供水管网输送到各建筑用水点的供水系统。
(1)建筑给水系统
建筑给水系统分为室内给水系统和室外给水系统两部分。
室内给水系统按其用途可划分为三类:生活给水系统、生产给水系和消防给水系统。各系统均由引入管、水表节点、配水管、给水附件、供水设备等部分组成。
其中给水附件是安装在管道或设备上用于启闭或调节水流装置的总称,分为配水附件和控制附件两类。配水附件是指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。控制附件则是用来调节水量、水压、关断水流、改变水流方向等,如球形阀、闸阀、止回阀、浮球阀及安全阀等。
供水设备主要是在室外给水管网压力不能满足室内供水要求,或室内对安全供水、水压稳定有要求时,设置的各种附属设备,如水箱、水泵、气压罐、水池等。
相对于室内给水系统而言,室外给水系统则主要是指建筑室外供配水管网或设施,也包括企事业单位自己建造的取水构筑物、净水构筑物、泵站及输配水管网等。
(2)建筑排水系统
建筑排水系统主要接纳、汇集建筑物内各种卫生器具和用水设备排放的污废水、屋面雨水排入室外的排水系统。建筑排水系统也分为室内部分和室外部分。
室内排水系统主要由卫生器具、排水横支管、排水立管、出户管、通气管、清通设备、污水提升设备等组成。清通设备主要包括检查口、清扫口、检查井以及带有清通门弯头或三通接头等设备,作为疏通排水管道之用。而污水提升设备主要把建筑的地下部分的污废水提升至室外地面排水系统,这类设备主要是潜污泵等。
室外排水系统是指把室内排出的生活污废水及雨水通过室外管网收集送至市政排水管网或经过污水处理设施处理后达标排放。室外排水系统包括:窨井、雨水口、排水管道、污水泵站、污水处理设施和污水排水口等部分,其中污水处理设施常有污水收集池、化粪池、隔油池、冷却池,以及其他水处理装置与构筑物。
2)给排水管材
(1)钢管
钢管是应用最广泛的金属给水管材,分为焊接钢管、无缝钢管两种。钢管也可分镀锌钢管和不镀锌钢管。钢管镀锌的目的是防腐、防锈、不使水质变坏、延长使用年限。无缝钢管采用较少,只在焊接钢管不能满足压力要求或特殊情况下才采用。钢管强度高,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,但造价较高,抗腐蚀性差。一般镀锌钢管规格常以公称直径(DN)表示,如常用连接水龙头的镀锌钢管规格为DN15,DN20;而其他焊接钢管、无缝钢管等常以外径×壁厚来表示,如焊接钢管规格为219×5,表示钢管外径为219mm,管壁厚为5mm。
(2)塑料管材
近年来各种塑料管材逐渐取代金属管材,广泛应用在给排水工程中。硬聚氯乙烯塑料管(UPVC)是目前使用最为广泛的塑料管道,具有较高的抗冲击性能和耐化学性能,主要用于城市供水、城市排水、建筑给水和建筑排水系统。聚丙烯(PPR)管,具有较好的抗冲击性能、耐湿性能和抗蠕变性能,主要应用于建筑物室内冷热水供应和地面辐射供暖。聚乙烯管材(PE)中,高密度聚乙烯(HDPE)管具有较高的强度和刚度,中密度聚乙烯(MDPE)管还具有良好的柔性和抗蠕变性能,低密度聚乙烯(LDPE)管的柔性、伸长率、耐冲击性能较好,尤其是耐化学稳定性好。目前,国内的HDPE管和MDPE管主要用作城市燃气管道,少量用作城市供水管道。
(3)铸铁管
铸铁管是用由铸铁浇铸成型的管道。铸铁管可用于给水、排水和煤气输送管线,它包括铸铁直管和管件。按铸造方法不同,可分为连续铸铁管和离心铸铁管;按材质不同也分为灰口铸铁管和球墨铸铁管;按接口形式不同还可分为柔性接口、法兰接口、自锚式接口、刚性接口等。
(4)铜管
铜管广泛应用于高档建筑物室内热水供应系统和室内饮水供应系统。铜管的主要优点在于其具有很强的抗锈蚀能力,强度高,可塑性强,坚固耐用,能抵受较高的外力负荷,热胀系数小。同时铜管能抗高温环境,防火性能也较好,而且铜管使用寿命长,可完全被回收利用,不污染环境。由于铜是贵金属材料,所以其价格较高。
(5)复合管材
常用的复合管材主要有钢塑复合(SP)管和铝塑复合(PAP)管。钢塑复合管具有钢管的力学强度和塑料管的耐腐蚀特点。一般为三层结构,中间层为带有孔眼的钢板卷焊层或钢网焊接层,内外层为熔于一体的高密度聚乙烯(HDPE)层或交联聚乙烯(PDX)层,也有用外镀锌钢管内涂敷聚乙烯(PE)等的钢塑复合管。铝塑复合(PAP)管材是通过挤出成型工艺而生产制造的新型复合管材,根据中间铝层焊接方式不同,分为搭接焊铝塑复合管和对接焊铝塑复合管。铝塑复合管广泛应用于建筑物室内冷热水供应和地面辐射供暖。
3)给水附件
给水附件是指安装在管道及设备上的启闭和调节装置的总称,一般分为配水附件和控制附件两类。
(1)配水附件
配水附件就是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,主要有:
球形阀式配水龙头,水流经过水龙头因改变流向而阻力较大,主要安装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽上;旋塞式配水龙头主要安装在压力不大的给水系统上,旋转90°即完全开启,可短时获得较大流量,但启闭迅速容易产生水击,适用于浴池、洗衣房、开水间等处;盥洗龙头是装设在洗脸盆上专供冷水或热水用,有莲蓬头式、鸭嘴式、角式、长脖式等多种形式;混合龙头,用以调节冷、热水的龙头,供盥洗、洗涤、沐浴等用。
(2)控制附件
控制附件用来调节水量、水压、关断水流、改变水流方向,如球形阀、闸阀、止回阀、浮球阀及安全阀等,见图4.1—图4.6。
截止阀。截止阀关闭严密,但水流阻力较大,适用于管径≤DN50的管道上。
图4.1 截止阀
图4.2 闸阀
图4.3 蝶阀
闸阀。一般管道DN70以上时采用闸阀,此阀全开时水流呈直线通过、阻力小,但水中有杂质落入阀座后,使阀不能关闭到底,因而产生磨损和漏水。
蝶阀。蝶阀是指关闭件阀板为圆盘,围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀,在低压管道上起切断和节流作用。
止回阀。用来阻止水流的反向流动,有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。
图4.4 止回阀
图4.5 浮球阀
图4.6 安全阀
浮球阀。是一种可以自动进水自动关闭的阀门,一般装在水箱或水池内控制水位。当水箱充水到设计最高水位时,浮球浮起,关闭进水口;当水位下降时,浮球下落,开启进水口,从而自动向水箱充水。
安全阀。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时,需装此阀,一般分为弹簧式和杠杆式两种。
4)管道连接方式
(1)螺纹连接
螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接,具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。它是通过内外螺纹把管道与管道、管道与阀门连接起来。为了增加管道螺纹接口的严密性和维修时不致因螺纹锈蚀而不易拆卸,螺纹处一般要加填充材料,如对热水供暖系统或冷水管道,可以采用聚四氟乙烯胶带。
(2)焊接
焊接一般采用手工电弧焊和氧-乙炔气焊,接口牢固严密,焊缝强度高,缺点是不能拆卸。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。焊接完成后要对焊缝进行外观检查、严密性检查和强度检查。
(3)法兰连接
在较大管径的管道上(DN50以上),常将法兰盘焊接或用螺纹连接在管端,再以螺栓连接。法兰连接一般用在连接阀门、水泵、水表等处,以及需要经常拆卸、检修的管段上。法兰连接的接口必须加垫圈,法兰垫圈厚度一般为3~5mm,常用的垫圈材质有橡胶板、石棉橡胶板、塑料板等。见图4.7。
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图4.7 法兰连接
图4.8 热熔连接
图4.9 卡箍连接
(4)承插连接
主要用于带承插接头的铸铁管、混凝土管、陶瓷管、塑料管等。承插连接接口主要有:青铅接口、石棉水泥接口、膨胀性填料接口、胶圈接口等。承插连接还分为接刚性承插连接和柔性承插连接两种。刚性承插连接是用管道的插口插入管道的承口内,对位后先用嵌缝材料嵌缝,然后用密封材料密封,使之成为一个牢固的封闭的整体。柔性承插连接接头在管道承插口的止封口上放入富有弹性的橡胶圈,然后施力将管子插端插入,形成一个能适应一定范围内的位移和振动的封闭管。
(5)粘接和热熔连接
粘接是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力,将管道牢固地连接在一起的方法,粘接连接适用于管径较小的塑料管道。热熔连接泛应用于PPR管、PB管、复合管等新型管材与管件连接,经过加热升温至熔点后的一种连接方式。见图4.8。
(6)卡箍连接见图4.9。
5)管道的敷设
根据建筑对卫生、美观方面要求不同,室内给水管道的敷设分为明装和暗装两类。
(1)明装。即管道在室内沿墙、梁、柱、天花板下、地板旁暴露敷设。明装管道造价低,施工安装、维护修理均较方便。缺点是由于管道表面积灰、产生凝水等影响环境卫生,而且有碍建筑美观。一般民用建筑和大部分生产车间均为明装方式。另外,为清通检修方便,排水管道应以明装为主。
(2)暗装。即管道敷设在地下室天花板下或吊顶中,或在管井、管槽、管沟中隐蔽敷设。管道暗装时,卫生条件好,房间美观,在标准较高的高层建筑、宾馆等均采用暗装;在工业企业中,某些生产工艺要求,如精密仪器或电子元件车间要求室内洁净无尘时,也采用暗装。暗装的缺点是造价高,施工维护均很不便。
室外管道的敷设方式也有两种方式,即架空敷设和埋地敷设。
(1)架空敷设。将管道敷设于地面上的独立支架、桁架以及建筑物的墙壁上的方式就是架空敷设,其适用于地下水位较高、地下土质差、年降雨量大,或地下管线较多以及采用地下敷设而需大量开挖土石方的地方。架空敷设所用的支架按材料分为砖砌体、毛石砌体、钢筋混凝土、钢结构、木结构等类型。
(2)埋地敷设。埋地敷设又分为直埋敷设和管沟敷设。直埋敷设是将管道直接埋地的一种敷设方式,在室外管道工程中常用。管沟敷设是将管道敷设于地面下的混凝土或砖砌筑而成的地沟内,分为不通行地沟、半通行地沟和通行地沟三种形式。
4.1.2 室内采暖安装工程
1)室内采暖系统
供暖就是用人工方法向室内供给热量,保持一定的室内温度,以创造适宜的生活条件或工作条件的技术。所有供暖系统都由热源、管网和散热设备三个主要部分组成。根据三个主要组成部分的相互位置关系来分,供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。
(1)局部供暖系统
热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要组成部分在构造上都在一起的供暖系统称为局部供暖系统,如电热供暖、燃气供暖等。虽然燃气和电能通常由远处输送到室内来,但热量的转化和利用都是在散热设备上实现的。
(2)集中式供暖系统
热源和散热设备分别设置,用热媒管道相连接,由热源向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统称为集中式供暖系统。以热水为热媒的供热系统称为热水供暖系统。根据循环动力不同,热水供暖系统可分为自然循环系统和机械循环系统。自然循环热水供暖靠水的密度差进行循环,它无需水泵为热水循环提供动力,而机械循环热水供暖系统在系统中设置有循环水泵,依靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。
(1)散热器
散热器是安装在供暖房间里的一种放热设备,它把热媒(热水或蒸汽)的部分热量传递给室内空气,用以补偿建筑物热损失,从而使室内维持所需要的温度而达到供暖目的。散热器用铸铁或钢制成。我国常用的几种散热器有柱形散热器、翼型散热器以及光管散热器、钢串片对流散热器等。
柱形散热器,由铸铁制成,它又分为四柱、五柱及二柱三种。柱的上、下端全部互相连通。在散热片顶部和底部各有一对带丝扣的穿孔供热媒进出,并可借正、反螺丝把单个散热片组合起来。在散热片的中间有两根横向连通管,以增加结构强度。见图4.10。
翼形散热器,由铸铁制成,分为长翼型和圆翼型两种。长翼型散热器是一个在外壳上带有翼片的中空壳体。在壳体侧面的上、下端各有一个带丝扣的穿孔,供热媒进出,并可借正反螺丝把单个散热器组合起来。
钢串片对流散热器是用在用联箱联通的两根(或两根以上)钢管上串上许多长方形薄钢片而制成的,这种散热器的优点是承压高,体积小,质量轻,容易加工,安装简单和维修方便。见图4.11。
(2)换热器
换热器是实现两种或两种以上温度不同的流体相互换热的设备。从构造上主要可分为壳管式、肋片管式、板式、板翘式、螺旋板式等,前两种用得最为广泛。
壳管式换热器,流体在管外流动,管外各管间常设置一些圆缺形的挡板,其作用是提高管外流体的流速,使流体充分流经全部管面,改善流体对管子的冲刷角度,从而提高壳侧的换热系数。此外,挡板还可以起支承管束、保持管间距离等作用。流体从管的一端流到另一端称为一个管程,当管子总数及流体流量一定时,管程数设得越多,则管内流速越高。见图4.10。
图4.10 壳管式换热器
图4.11 肋片管式换热器
图4.12 板式换热器
肋片管式换热器。肋片管亦称翅片管,在管子外壁加肋,肋化系数可达25左右,大大增加了空气侧的换热面积,强化了传热,与光管相比,传热系数可提高1~2倍。这类换热器结构较紧凑,适用于两侧流体换热系数相差较大的场合。见图4.11。
板式换热器。由若干传热板片叠置压紧组装而成,板四角开有角孔,流体由一个角孔流入,即在两块板形成的流道中流动,而经另一对角孔流出,流道很窄,通常只有3~4mm,冷热两流体的流道彼此相间隔。为强化流体在流道中的扰动,板面都做成波纹形,板片间装有密封垫片,既用来防漏,又用以控制两板间的距离。见图4.12。
4.1.3 城市燃气系统
燃气是一种气体燃料。燃气根据来源的不同,主要有人工煤气、液化石油气和天然气三大类。液化石油气一般采用瓶装供应,而天然气、人工煤气则采取管道输送。
1)城市燃气输配系统
天然气或人工煤气经过净化后即可输入城市燃气管网。城市燃气管网根据输送压力不同可分为:低压管网(压力≤5kPa)、中压管网(≤150kPa)、次高压管网(≤300kPa)和高压管网(≤800kPa)。城市燃气管网通常包括街道燃气管网和小区燃气管网两部分。
在大城市里,街道燃气管网大都布置成环状,只在边缘地区,才采用枝状管网。燃气由街道高压管网或次高压管网,经过燃气调压站,进入街道中压管网。然后,经过区域的燃气调压站,进入街道低压管网,再经小区管网而接入用户。临近街道的建筑物也可直接由街道管网引入。
小区燃气管路是指燃气总阀门井以后至各建筑物前的户外管路。小区燃气管敷设在土壤冰冻线以下0.1~0.2m的土层内。根据建筑群的总体布置,小区燃气管道宜与建筑物轴线平行,并埋在人行道或草地下;管道距建筑物基础应不小于2m,与其他地下管道的水平净距为1.0m;与树木应保持1.2m的水平距离。小区燃气管不能与其他室外地下管道同沟敷设,以免管道发生漏气时经地沟渗入建筑物内。
2)燃气表及燃气用具
(1)燃气表
燃气表是计量燃气用量的仪表。我国目前常用的是一种干式皮囊燃气流量表。这种燃气表适用于室内低压燃气供应系统中。各种规格燃气表的计量范围为2.8~260m3/h。为保证安全,小口径燃气表一般挂在室内墙壁上,表底距地面1.6~1.8m,燃气表到燃气用具的水平距离不得小于0.8~1.0m。
(2)燃气用具
3)室内燃气管道系统及其敷设
用户燃气管由引入管进入房屋以后,到燃具燃烧器前称为室内燃气管,这一管道是低压的。室内管多用钢管丝扣连接,埋于地下部分应涂防腐涂料。明装于室内管应采用镀锌钢管。所有燃气管不允许有微量漏气以保证安全。
室内燃气管穿墙或地板时应设套管。为了安全,燃气立管不允许穿越居室。一般可布置在厨房、楼梯间墙角外。进户干管应设不带手轮旋塞式阀门。立管上接出每层的横支管一般在楼上部接出,然后折向燃气表,燃气表上伸出燃气支管,再接橡皮胶管通向燃气用具。燃气表后的支管一般不应绕气窗、窗台、门框和窗框敷设。
建筑物如有可通风的地下室时,燃气干管可以敷设在这种地下室上部。不允许室内煤气干管埋于地面下或敷于管沟内。若公共建筑物地沟为通行地沟且有良好的自然通风设施时,可与其他管道同沟敷设,但燃气干管应采用无缝钢管焊接连接。
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