根据水箱的不同用途,有高位水箱、冲洗水箱、减压水箱、断流水箱等多种类别。其形状通常为圆形或矩形,也可设计成任意形状。水箱材料有钢板(包括:普通、搪瓷、镀锌、复合和不锈钢板等)、钢筋混凝土、塑料和玻璃钢等。下面主要介绍在室内给水系统中使用较为广泛的起到保证水压和贮存、调节水量的高位水箱。
(一)水箱的配管、附件及设置
水箱的配管、附件如图16-14所示。
1.进水管及浮球阀
进水管一般从箱壁接入。当水箱直接由室外给水管进水时,进水管入口应装水位控制阀,如浮球阀、液压阀,并在进水端设检修用的阀门。液压水位控制阀体积小,且不易损坏应优先采用,若采用浮球阀不宜少于2个,其规格与进水管管径相同。进水管入口距箱盖的距离应满足浮球阀的安装要求,一般进水管中心距水箱顶应有150~200 mm的距离。当水箱利用水泵加压供水并采用水位信号装置自动控制水泵运行时,可不装浮球阀。
图16-14 水箱配管、附件示意图
2.出水管及止回阀
出水管可从箱壁或箱底接出。出水管内底应高出水箱内底不小于50 mm,并设阀门。当水箱进、出水管接在同一管道上时,出水管上应设止回阀。出水管管径按设计流量计算确定,一般与进水管管径相同。
3.溢流管
溢流管宜从箱壁接出。管径比进水管大一级。其上不得装阀门,溢流管口做成朝上的喇叭形,沿口应比最高水位高20~30 mm。出口采用断流排水。
4.水位信号装置
水位信号装置是反映水位控制阀失灵报警的装置。一般在溢流管口下10 mm设信号管,直通值班室的洗涤盆,其管径通常为15~20 mm。若水箱液位与水泵联锁,则可在水箱侧壁或顶盖上安装液位继电器或信号管,采用自动水位报警装置。
5.泄水管
便于检修或清洗时泄水,泄水管从箱底接出。管上应设阀门,管径为40~50 mm,可与溢流管相连后用同根管排水。
6.通气管
供生活饮用水的水箱,贮水量较大时,宜在箱盖上设通气管,以使水箱内空气流通,确保水质良好,其管径一般≥50 m,管口应朝下并设网罩,以防尘污进入水箱。水箱一般设置在净高不低于2.2 m。采光逼风良好的水箱间内,其安装间距见表16-5。
表16-5 水箱布置的最小间距
为避免因水箱清洗、检修时停水,宜将水箱分格或分设两个水箱。水箱底距地面宜有不小于800 mm的净空,以便于管道安装和检修,水箱底可设在工字钢或混凝土支墩上,金属箱底与支墩接触面之间应衬橡胶板或塑料垫片等绝缘材料以防腐蚀。水箱有结冻、结露可能时,要采取温措施。
(二)水箱的有效容积
水箱的有效容积主要取决于它在给水系统中的作用。若仅作为水量调节时,其有效容积即为调节容积(水箱最高水位与最低水位之间的容积);若兼有贮备消防和生产事故备用水量作用时,其容积应以调节水量、消防和生产事故备用水量之和来确定。
水箱的调节容积理论上应根据室外给水管网或水泵向水箱供水和水箱向室内给水系统输水的曲线,经分析后确定,但因以上曲线不易获得,实际中可按水箱进水的不同情况由以下经验公式计算确定。
1.单设水箱的给水方式,按式16-10计算:
式中 Vt——水箱的有效容积,m3;
QP——由于管网压力不足,需要水箱供水的最大连续平均小时用水量,m3/h;(www.xing528.com)
T——由水箱供水的最大连续时间,h。
如果资料不全或可靠性较差,为安全计,可按最大高峰时用水量确定,也可按全天用水量的1/2确定。
2.水泵由人工操作时,按式16-11计算:
式中 Vt——同上式;
Qd——最高日用水量,m3/d;
n——水泵每天启动次数,由设计确定;
Tb——水泵启动一次的运行时间,由设计确定;
Qp——水泵运行时段内平均小时用水量,m3/d。
对于生活用水tV也可按不小于最高日用水量12%计算。仅在夜间进水的水箱,生活用水贮量应按用水人数和用水量标准确定。
3.水泵自动运行时按式16-12 计算:
式中 Vt——同上式;
Qb——水泵出水量,m3/h;
nmax——水泵一小时内最大启动次数,一般选用6~8次/h;
用以上公式计算所得水箱凋节容积较小,必须在确保水泵自动启动装置安全可靠的条件下采用。生活用水的调节水量也可按最高日用水量Qd的百分数估算,水泵自动启闭时≥5%Qd。
生产事故备用水量可按工艺要求确定。消防贮备水量用以扑救初期火灾,一般都以10 min的室内消防设计流量计。
(三)设置高度
水箱的设置高度,应使其最低水位的标高满足最不利配水点或消火栓的流出压力要求,按式16-13计算:
式中 Zx——高位水箱最低水位的标高,m;
Zb——最不利点或最不利消火栓、自动洒水喷头的标高,m;
H5——水箱出水口至配水最不利点或最不利消火栓、自动洒水喷头管路的总水头损失,mH2O;
Hc——配水最不利点或最不利消火栓,自动洒水喷头需要的流出压力,mH2O。
对于贮备消防水量水箱的安装高度,满足消防设备所需压力有困难时,应采取设增压泵等措施。
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