自学考试建筑设备复习重点
自考 02446 建筑设备资料第一章流体力学基本知识 2013 年 4 月 18 日第一节流体的主要物理性质一、密度和容重密度：对于均质流体，单位体积的质量称为流体的密度。容重：对于均质流体，单位体积的 重量称为流体的容重。二、流体的黏滞性粘滞性：相邻流层 An、An+1 之间 u 不同，必然存在有相对运动，导致摩擦力的产生，流体内部之间的摩擦力称内摩擦力，称粘滞力。流 体在粘滞力作用下，具有抵抗流体的相对运动的能力，称粘滞性。影响流体黏滞性的因素压力的变化对流体的动力粘度 μ 的影响很小，温度对 μ 的影响很显著：〈1〉温度升高，液体的粘度减小（因为 T 上升，液体的内聚力变小，分子间吸引力减小； ）〈2〉温度升高，气体的粘度增大(气体的内聚力很小，它的粘滞性主要是分子间动量交换的结果。当 T 上升，作相对运动的相邻流层间的 分子的动量交换加剧，使得气体的粘度增大。)三、流体的压缩性和热胀性压缩性：流体压强增大体积缩小的性质。不可压缩流体：压缩性可以忽略不计的流体。2013 年 4 月 18 日1自考 02446 建筑设备资料可压缩流体：压缩性不可以不计的流体。热胀性：流体温度升高体积膨胀的性质。液体的热胀性很小，在计算中可不考虑（热水循环系统除外） ；气体的热胀性不能忽略。建筑设备工程中的水、气流体，可以认为是易于流动、具有粘滞性、不可压缩的流体。第二节流体静压强及其分布规律流体静止是运动中的一种特殊状态。由于流体静止时不显示其黏滞性，不存在切向应力，同时认为流体也不能承受拉力，不存在由于粘滞 性所产生运动的力学性质。因此，流体静力学的中心问题是研究流体静压强的分布规律。一、流体静压强及其特性表面压强为： p=△p/△ω (1-6)点压强为：lim p=dp/dω ( Pa)点压强就是静压强流体静压强的两个特征： （1）流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线方向（2）任意点的流体静压强只有一个值，它不因作用面方位 的改变而改变。二、流体静压强的分布规律在静止液体中任取一点 A 点在自由表面下的水深 h，自由表面压强为 p0。设 A 点的静水压强为 p,通过 A 点取底面积为 ? ? ，高为 h，上表 面与自由面相重合的铅直小圆柱体，研究其轴向力的平衡：上表面压力p0 ?? ，方向铅直向下（图中未绘出） ；柱体侧面积的静水压力，方向与轴向垂直（图中未绘出） ，在轴向投影为零。此铅直圆柱体处于静止状态，故其轴向力平衡为：p?? ? ?h?? ? p0 ? 0化简后得： p=p0 +γh(1-8)式中p――静止液体中任意点的压强，kN/m2 或 kPa；2013 年 4 月 18 日2自考 02446 建筑设备资料p0――表面压强，kN/m2 或 kPa；γ――液体的容重，kN/m3；h――所研究点在自由表面下的深度，m。上式是静水压强基本方程式，又称为静水力学基本方程式。式中 γ 和 p0 都是常数。方程表示静水压强与水深成正比的直线分布规律。方 程式还表明，作用于液面上的表面压强 p0 是等值地传递到静止液体中每一点上。方程也适用于静止气体压强的计算，只是式中的气体容重 很小，因此，在高差 h 不大的情况下，可忽略项，则 p=p0。例如研究气体作用在锅炉壁上的静压强时，可以认为气体空间各点的静压强相 等。等压面：流体中压强相等的各点所组成的面为等压面。压强的度量基准：（1）绝对压强：是以完全真空为零点计算的压强，用 PA 表示。（2）相对压强：是以大气压强为零点计算的压强，用 P 表示。相对压强与绝对压强的关系为：P=PA-Pa(1-9)第三节流体运动的基本知识一、流体运动的基本概念（一）压力流与无压流1.压力流：流体在压差作用下流动时，流体整个周围都和固体壁相接触，没有自由表面。2.无压流：液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁相接触，部分周界与气体接触，形成自由表面。（三）流线与迹线1.流线：流体运动时，在流速场中画出某时刻的这样的一条空间曲线，它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线相切，这条 曲线就称为该时刻的一条流线。 2013 年 4 月 18 日 3自考 02446 建筑设备资料2.迹线：流体运动时，流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线。流线与迹线是两个完全不同的概念。非恒定流时流线与迹线 不相重合，在恒定流时流线与迹线相重合。（二）恒定流与非恒定流1.恒定流：流体运动时，流体中任一位置的压强，流速等运动要素不随时间变化的流动称为恒定流动。2.非恒定流：流体运动时，流体中任一位置的运动要素如压强、流速等随时间变化而变动的流动称为非恒定流。自然界中都是非恒定流，工程中可以取为恒定流。（四）均匀流与非均匀流1.均匀流：流体运动时，流线是平行直线的流动称为均匀流。如等截面长直管中的流动。2.非均匀流：流体运动时，流线不是平行直线的流动称为非均匀流。如流体在收缩管、扩大管或弯管中流动等。它又可分为：（1）渐变流：流体运动中流线接近于平行线的流动称为渐变流。（2）急变流：流体运动中流线不能视为平行直线的流动称为急变流。（五）元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速；1.元流：流体运动时，在流体中取一微小面积 dω，并在 dω 面积上各点引出流线并形成了一股流束称为元流。在元流内的流体不会流到 元流外面；在元流外面的流体亦不会流进元流中去。由于 dω 很小，可以认为 dω 上各点的运动要素（压强与流速）相等。2.总流：流体运动时，无数元流的总和称为总流。3.过流断面：流体运动时，与元流或总流全部流线正交的横断面称为过流断面。用 dω 或 ω 表示，单位为 m2 或 cm2。均匀流的过流断面 为平面，渐变流的过流断面可视为平面；非均匀流的过流断面为曲面。4.流量：流体运动时，单位时间内通过过流断面流体体积称为体积流量，用符号 Q 表示，单位是 m3/s 或 L/s。5.断面平均流速：流体流动时，断面各点流速一般不易确定，当工程中又无必要确定时，可采用断面平均流速（v）简化流动。断面平均 流速为断面上各点流速的平均值。二、恒定流的连续性方程 2013 年 4 月 18 日 4自考 02446 建筑设备资料压缩流体容重不变，即体积流量相等。流进 A1 断面的流量等于流出 A2 断面的流量；三、恒定总流能量方程（一）恒定总流实际液体的能量方程av p a v2 z1 ? ? 1 1 ? z2 ? 2 ? 2 2 ? h?1?2 ? 2g ? 2g p12(1-13)Z1、Z2 ―断面中心对基准面的位置高程，位置水头；即：单位重量液体具有的位能；p1/r、 p2/r―测压管高度，压强水头；即：单位重量液体具有的压能；a1v12 2g、2 a 2 v2 2g―流速水头；即：单位重量液体具有的动能；hw1-2 是流体流动过程中从断面 1-1 到 2-2 之间阻力所作的负功；单位重量液体产生的能量损失，称为水头损失；三者之和为断面的单位重量液体具有的机械能。（二）实际气体恒定总流的能量方程对于不可压缩气体，液体能量方程同样适用，由于气体密度很小，式中重力做功可忽略不计。对一般通风管道中，过流断面上的流速分布 比较均匀，动能修正系数可采用 a=1，这样，实际气体总流的能量方程式为p1??v12 p v2 ? 2 ? 2 ? h?1?2 2g ? 2g或者写为p1 ??v122g? p2 ?2 ?v22g? ?h?1?2实际气体总流的能量方程与液体总流的能量方程比较，除各项单位以压强来表达气体单位体积平均能量外，对应项意义基本相近第四节流动阻力和水头损失2013 年 4 月 18 日5自考 02446 建筑设备资料一、流动阻力和水头损失的两种形式（一）沿程阻力和沿程水头损失流体在长直管（或明渠）中流动，所受的摩擦阻力称为沿程阻力。为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，称为沿程水头损 失 hf。（二）局部阻力和局部水头损失流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈地碰撞，所形成的阻力称局部阻力。为了克 服局部阻力而消耗的重力密度流体的机械能量称为局部水头损失 hj。二、流动的两种形态――层流和紊流流体在流动过程中，呈现出两种不同的流动形态。当液体流速较低时，呈现为成层成束的流动，各流层见并无质点的掺混现象，这种 流态就是层流。加大流速到一定程度，质点或液团相互混掺，流速愈大，混掺程度愈烈，这种流态就成为紊流。判断流动形态，雷诺氏用无因次量纲――雷诺数 Re 来判别。Re ?式中vd v(1-17)Re――雷诺数；v――圆管中流体的平均流速，m/s，cm/s；d――圆管的管径，m，cm；v――流体的运动粘滞系数，其值可由表查得，m2/s。对于圆管的有压管流：若 Re&2000 时，流体为层流型态；若 Re&2000 时，流体为紊流型态。对于明渠流，通常以水力半径 R 代替公式中的 d，于是明渠中的雷诺数为：Re ?vR (1-18) v因为水力半径，其中 ω 是过流断面积，x 是湿周，为流动的流体同固体边壁在过流断面上接触的周边长度。 2013 年 4 月 18 日 6自考 02446 建筑设备资料若 Re&500 时，明渠流为层流型态。若 Re&500 时，明渠流为紊流型态。在建筑设备工程中，绝大多数的流体运动都处于紊流型态。只有在流速很小，管径很小或粘滞性很大的流体运动时（如地下水渗流，油管 等）才可能发生层流运动。三、沿程水头损失对于紊流，目前采用理论和实验相结合的方法，建立半经验公式来计算沿程水头损失，公式普遍为： h f 水头损失，m； ? ：沿程阻力系数； d ：管径，m； L ：管长，m； v ：管中平均流速，m/s）??L v2 d 2g（式中： h f ：沿程对于气体管道，可将上式写成压头损失的形式，即：p f ? ??L v2 （式中： p f d 2g：压头损失， Nm2）对于非圆断面渠道，d=4R，所以 h f??L v2 4R 2 g在实际工作中，有时是已知沿程水头损失和水力梯度，求解流速的大小，为此，将上式整理得： v?8?Ri ? C Ri称为均匀流流速公式或谢才公式。式中 C?8?称为流速系数或谢才系数。该公式在明渠中应用很广。四、沿程阻力系数 λ 和流速系数 C 的确定沿程阻力系数 λ 是反映边界粗糙情况和流态对水头损失影响的一个系数。1933 年尼古拉兹表发表了其反映圆管流运情况的实验结果，得 出了一些结论：1.层流区2.层流转变为紊流的过渡区3.紊流区（一）沿程阻力系数 λ 的经验公式 2013 年 4 月 18 日 7自考 02446 建筑设备资料1.水力光滑区2.水力过渡区3.粗糙管区当 Re 很大时，给排水工程的钢管与铸铁管的经验公式：①当 v? 1.2 ms时， ??0.021 d 0.3②当 v＜1.2 ms时， ??0. 0.3 (1 ? ) 0.8 d v（二）流速系数 C 经验公式（1）曼宁公式（2）海澄-威廉公式五、局部水头损失在实际水力计算中，局部水头损失可以采用流速水头乘以局部阻力系数后得到，即hj ? ?v2 2g（1-35）式中 ζ――局部阻力系数。ζ 值多是根据管配件、附件不同，由实验测出。v――过流断面的平均流速；它应与 ζ 值相对应。除注明外，一般用阻力后的流速；g――重力加速度。第五节孔口、管嘴出流及两相流体简介一、孔口出流（一）薄壁圆形小孔口的液体自由出流（二）淹没出流2013 年 4 月 18 日8自考 02446 建筑设备资料二、管嘴出流三、牛顿型、非牛顿型流体和气-液、气-固两相流动第二章室外给水排水工程概述第一节室外给水工程概述以地面水为水源的给水系统一般包括：取水工程、净水工程、输配水工程以及泵站等；以地下水为水源的给水系统一般包括：取水构筑物（如井群、渗渠等） 、净水工程（主要设施有清水池及消毒设备） 、输配水工程。一、水源及取水工程给水水源可分为两大类：（1）地表水：江水、河水、湖水、水库水及海水等；（2）地下水：井水、泉水、喀斯特溶洞水等地下水的物理、化学及细菌性质等均比地表水好，地下水作水源具有经济、安全及便利维护管理等优点。因此，应首先考虑符合卫生要求 的地下水作为饮用水水源。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。管井用于取水量大，含水层厚大于 5m 而底板埋藏深度大于 15m 的情况；大口井用于含水层厚度在 5m 左右，其底板埋深小于 15m 的情况；渗渠用于含水层厚度小于 5m 底板的情况。泉室适用于有泉水露 就其露层厚度小于 5m 的情况。地表水取水构筑的形式很多，常见的有河床固定式、岸边缆车、浮船活动式取水构筑物以及在山区仅有溪 小河的地方取水，常用低坝、底栏栅等取水构筑物。二、水处理水处理的任务是解决水的净化问题。水处理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。2013 年 4 月 18 日9自考 02446 建筑设备资料工业用水的水质标准和生活饮用水不完全相同。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饮用水的水质标准。对水质有特殊要求的工业企业，应单独建造生产给水系统。地表水的水处理工艺流程应根据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，主要包括沉淀、过滤、消毒三个部 分。三、输配水工程输配水工程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。输配水工程通常包括输水管道、配水管网、加压泵站、调节构筑物等。四、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。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。在给水系统中，通常把水源地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：把水源的水抽升上来，送至净化构筑物。二级泵站的任务：由清水池抽吸并送入配水管网供给用户第二节室外排水工程概述生活污水：日常生活使用过的水；工业废水：工业生产使用过的水，其中，污染较轻的叫生产废水，污染较重的角生产污水。室外排水工程的内容：收集各种污水并及时输送到适当地点；设置处理厂（站）进行必要的处理。排水系统：为系统地排除污水而建设的一整套工程设施成为排水系统。由排水管网和污水处理系统组成。排水系统的制度，分为合流制和分流制两种类型。合流制：将生活污水、工业废水、雨水排泄到同一个管渠内排除的系统； 2013 年 4 月 18 日10自考 02446 建筑设备资料分流制：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。第三节城镇给水排水工程规划概要一、城镇给水工程规划概要目的：保证所规划的城镇有良好的供水条件。主要任务：确定用水量定额；估算城市总用水量；确定给水水源；确定供水方案；选定水厂位置及净水工艺；确定官网布置形式；确定水 源卫生防护的技术措施等。其中，水源的选择是首要任务。城镇总用水量包括:生活用水、工业用水和消防用水三大部分。选择水源时，应根据城镇的规划要求，水文地质资料和取水点及其附近地区的卫生状况和地方病等因素来选定在水质、水量及卫生防护方 面较理想的水源取水点一般一个设于城镇水系的上游。各水源的选择次序一般按经济技术条件决定。如果水源地水量均能保持相同水平时，则先后次序可以是：地下水，流量未经调节的河水、 湖水，流量经过调节的河水。二、排水工程规划概要排水工程规划的目的：要保证所规划城镇具有良好的排水条件，务必使所规划的城镇排水系统方案切实可行并能同时满足社会效益、经济 效益、环境效益等方面的要求。排水工程规划的主要任务：确定排水量定额和估算总排水量；确定排水制度、排水系统方案、设计规模及设计期限；确定污水和污泥的出 路及其处理方法等。城市排水系统的组成：排水管网、污水泵站、 污水处理厂、排放口第三章管道材料、器材及卫生器具第一节管道材料和水表2013 年 4 月 18 日11自考 02446 建筑设备资料一、管道材料及连接配件（一）钢管特点――强度高，承压大，接头方便，水力条件好，抗震好，造价高，易腐蚀。焊接钢管：工作压力小于 1Mpa 时采用；加厚钢管：工作压力小于 1.6Mpa 时采用；无缝钢管：压力较大时采用；镀锌钢管：防秀、防腐，延长使用寿命。钢管连接方法：螺纹连接（丝扣连接） ，焊接连接和法兰连接。（2）铸铁管：造价低，防腐性能好，耐久性好。但性脆、重量大、长度小。给水铸铁管常用承接和法兰连接，配件也相应带承接口或法兰盘。排水铸铁管采用承接，承插口直管有单承口及双承口两种。（3）不增塑聚氯乙烯管材：安装方便、无毒、无臭、体轻耐腐蚀。可采用承插、螺纹、法兰或粘接等方法连接。二、给水系统的附件给水系统的附件分为配水附件、控制附件两大类。配水附件：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：用来调节水量、水压、关断水流、改变水流方向，如截止阀、止回阀、浮球阀等。三、水表流速式水表的种类：2013 年 4 月 18 日12自考 02446 建筑设备资料（一）按翼轮构造分（1）旋翼式：翼轮转轴与水流方向垂直，阻力较大，宜用于小流量测试；（2）螺翼式：翼轮转轴与水流方向平行，阻力较小，宜用于大流量测试。（二）按计数机件所处状态分（1）干式：计数机件用金属圆盘与水隔开；（2）湿式：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。选择水表是按通过水表的设计流量（不包括消防流量） ，以不超过水表的公称流量确定水表直径，并以平均小时流量的 6%～8%校核水表灵 敏度。住宅建筑中的分户水表应集中布置在户外的水表井内；布置在室内卫生间或厨房时宜采用卡式预付费水表、远传仪式水表。水表的布置方式：（1）户内厨房或卫生间（2）楼梯间水表井（3）户内远传仪方式（4）地下室集中布置第二节卫生器具及冲洗设备一、卫生器具：是用来收集、排除污水并满足卫生要求的设备。常见的种类：便溺用卫生器具：各类大、小便器；盥洗、沐浴用卫生器具：浴盆、洗脸盆、沐浴器等；洗涤用卫生器具：洗涤盆、污水盆等；专用卫生器具：医疗、实验等特殊要求的卫生器具。 2013 年 4 月 18 日 13自考 02446 建筑设备资料卫生器具的基本要求：功能完善、外型美观、易于清洗、不透水、耐腐蚀、使用舒适、节约水量、具有一定强度。卫生器具的材料：陶瓷、搪瓷、生铁、塑料等。二.冲洗设备：（1）冲洗水箱低水箱高水箱（2）冲洗阀自闭式冲洗阀三.排水附件：地漏和存水弯1 .地漏功能：用以排除地面积水；设置：厕所、浴室、盥洗间、卫生间、设备间及其它需要从地面排水的房间内。材料：铸铁、塑料；构造：带水封（水封高度不小于 50mm)、不带水封布置要求：在不透水地面最低处；地漏篦子顶面比地面低 5-10周围地面以 0.01 坡度坡向地漏。地漏的选用：（1）带水封地漏：与有污染气体的排水系统连接时；（2）不带水封地漏：与洁净排水系统连接；（3）手术室等非经常性地面排水场所，用密闭地漏；2013 年 4 月 18 日14自考 02446 建筑设备资料（4）公共食堂、厨房和公共浴室等排水中有大块杂物时应采用网筐式地漏。二.存水弯设置：卫生器具排水支管处；水封高度不小于 50mm.常见形式：P 型、S 型第四章建筑给水第一节给水系统和给水方式一、建筑给水系统及其分类（一）建筑给水系统分类生活给水系统（饮用水、杂用水给水系统等）生产给水系统消防给水系统（消火栓、自动喷水灭火系统等）根据实际条件，可组成不同的联合给水系统：生活--消防生产--消防生产--生活生活--生产--消防（二）给水系统的组成1、引入管（进户管） ：自室外给水管接至室内给水管网的管段。2013 年 4 月 18 日15自考 02446 建筑设备资料2、水表节点：安装在引入管上的水表、水表前后设置的阀门、放水口等装置的总称。3、室内给水管网：水平干管、立管、支管。4、给水附件：管路上的各种配水龙头、阀门。5、升压贮水设备：水泵、水箱、水池、气压装置等。6、消防设备：消火栓、喷淋系统等。二、建筑给水管网所需的压力建筑给水管网中的压力是保证将所需的水量供到各配水点，并保证最高最远的配水龙头（即最不利配水点）具有一定的流出水头。可由下 式确定H S ?U ? H1 ? H 2 ? H3 ? H 4式中（4-1）HS?U――室内给水管网所需的压力，KPa（mH2O）? ；H1――室内给水引入管起点至最高最远配水点的几何高度，m；H2? ? ――计算管路的沿程水头损失与局部水头损失之和，KPa（mH2O） ；H3――水流经水表时的水头损失，KPa（mH2O） ；H4――计算管路最高最远配水点所需之流出水头，三、给水方式1、直接给水方式：室外给水管网 Q、H’在任何时间内均满足建筑内部的要求。2、单设水箱给水方式：室外给水管网供水压力 H’周期性 （或大部分时间）满足 H，只在用水高峰时不满足；2013 年 4 月 18 日16自考 02446 建筑设备资料建筑供水系统要求稳压供水。3、单设水泵给水方式：H’大部分时间不满足 H 情况下采用之。（1）恒速泵：用水量大且用水均匀时采用；（2）变速泵：用水量不均匀时采用。（3）水泵直接从室外管网吸水；（4）水泵从贮水池吸水。4、水箱与水泵给水方式：H’大部分时间不满足 H，且用水量又不均匀时采用。通常采用恒速泵即可；水泵的运行由水箱水位控制。5.分区给水方式多层和高层建筑中，H0 只能满足下层给水要求，上层不能满足，为了充分利用 H0，上区由水箱和水泵、或水泵供水；下区用简单供水。两区之间由个别立管连接，分区处设闸门，但消防系统要上下区联合考虑和布置。6.气压给水方式用于不宜建造高位水箱的场所。7.分质给水方式建筑物内要求水质不同时可采用：饮用水2013 年 4 月 18 日17自考 02446 建筑设备资料杂用水消火栓用水生产用水自动喷水灭火系统用水四、消防给水（一）消防系统的设置低层建筑物及厂房内，消防给水可以与生活、生产给水共同组成一个系统。高层建筑一般设置独立的消防给水系统。消防系统设置场所是根据《建筑设计防火规范》《高层民用建筑设计防火规范〉等要求设计。 、（二）室内消火栓给水系统由水枪、水带、消火栓、管网、水源等组成，当室外管网压力不足时需设置消防水泵。水枪：是产生充实水柱（具有一定压力）的灭火工具， 喷口直径有 13、16、19mm 三种规格。消火栓：是具有内扣式接口的球形阀配水龙头，一端与消防立管相连，另一端与水带连接，直径为 50、60mm室内消火栓的配置，应保证所规定的水柱股数同时达到室内任何地点。当要求有一股水柱到达室内任何角落且消火栓双排布置时，其布置 间距可按下式计算：S ? 2R ? 1.4RR=0.9L+Skcos45°（4-2 ）（4-3）S――消火栓布置间距，m；R――消火栓作用半径，m；2013 年 4 月 18 日18自考 02446 建筑设备资料L――水带长度。0.9 是考虑到水带转弯曲折的折减系数；Sk――充实水柱长度，m。（三）自动喷水灭火系统有湿式、干式、预作用式、水幕系统、水喷雾系统等多种形式，最常用的是湿式自动喷水灭火系统和水幕系统。五、几种采用两相流体作为灭火剂的消防设备简介泡沫灭火系统CO2 灭火系统喷雾灭火系统蒸汽灭火系统干粉灭火系统第二节水泵和贮水设备一、离心式水泵（简称离心泵）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方。离心泵的工作方式有“吸入式”和“灌入式”。离心泵的基本工作参数主要有：流量、总扬程、轴功率。选择离心泵时，必须根据给水系统最大小时的设计流量 q 和相当于该设计流量时系统所需的压力 HS.U，按水泵性能表确定所选水泵型号。二、水泵房水泵机组通常设置在水泵房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，尽量减少泵房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。 2013 年 4 月 18 日 19自考 02446 建筑设备资料泵房的高度在无吊车起重设备时，应不小于 3.2 米。泵房的门的宽度和高度，应根据设备运入的方便决定。三、高位水箱在下列情况下，常设置高位水箱：室外给水管网中的压力周期性地小于室内给水管网所需的压力；在某些建筑物内，有时需要贮有事故备用水及消防贮备水量；室内给水系统中，需要保证有恒定的压力（如浴室供水）等四、水塔与贮水箱在城镇给水管网向居住小区供水时，当存在二者不相协调的工况下，可设水塔或贮水池。第三节室内给水管网的布置和敷设一、引入管和水表节点（一）引入管引入管自室外管网将水引入室内引入管的数目根据房屋的使用性质及消防要求等因素确定。引入管的埋设深度主要根据城市或小区给水管网的埋深及当地的气候。引入管穿越承重墙或基础时，应注意管道的保护。（二）水表节点二、管网布置和敷设（一）管网布置2013 年 4 月 18 日20自考 02446 建筑设备资料室内给水管网的布置与建筑物的性质、结构情况、用水要求及用水点的位置等有关。（二）管道敷设根据建筑物的性质及要求，给水管道的敷设有明装和暗装两种。三、管道的防腐、防冻、防结露及防噪声（一）防腐明装或暗装的给水管道，除镀锌钢管和塑料管道外，必须进行管道防腐。（二）防冻与防结露在寒冷地区，对于敷设在冬季不采暖建筑内与安装在受室外冷空气影响的门厅过道等处的管道，应采取相应的保温、防冻措施。（三）防噪声噪声的来源有下列几个方面：1.由于器材的损坏，在某些地方产生机械的敲击声；2.管道中水的流速太高，通过阀门时，以及在管径突变及流速急变处，可能产生噪声；3.水泵工作时发出的噪声；4.由于管中压力大，流速高引起水锤发出噪声。第四节用水定额、设计秒流量和居住小区室外设计流量一、用水定额及居住小区设计用水量用水定额：某一度量单位内（单位时间、单位产品等）被居民或其他用户所消费的水量。对于生活饮用水，用水定额就是居民每人每天所消费的水量，它随各地的气候条件、生活习惯、生活水平及卫生设备的设置情况而各不相 同。对于生产用水，用水定额主要根据生产工艺过程、设备情况和地区条件等因素决定。 2013 年 4 月 18 日 21自考 02446 建筑设备资料居民小区给水设计用水量应包括以下多项用水量：1.居民生活用水量,计算公式：Qh ?Qd ? Kh T（4-4）式中Qh――最大时用水量 L/h；Qd――最高日用水量 L/d；T――建筑物用水时间，h；Kh――小时变化系数。2.小区绿化浇洒用水定额；3.小区道路、广场的浇洒定额；4.小区管网流失水量和未预见水量；5.小区消防用水量。二、设计秒流量、建筑物引入管的设计流量和建筑小区室外给水管道设计流量（1）设计秒流量室内给水管网的任一计算管段中生活用水点设计秒流量是按该管段卫生器具给水量同时出流概率来确定的，计算式为：qg=0.2U*Ng（4-5）式中 qg：计算管段的设计秒流量，L/S;U：计算管段的卫生器具给水当量 的同时出流概率，%；Ng：每户设置的卫生器具给水当量数。2013 年 4 月 18 日22自考 02446 建筑设备资料U 按下式计算：1 ? ? 0 ?Ng ? 1? U? Ng0.49?0 0 ?（4-5a）――对应于不同 U0 的系数，U0 为计算管道最大用水时，卫生器具给水当量平均出流概率 .U0 计算公式如下：U0 ?q0 m kh ?0 0 ? 0.2 ? Ng ? T ? 3600（4-5b）q0――最高日用水量的用水定额（L/人?d） ；m――每户用水人数；kh――小时变化系数；T――用水时数（h） ；有两条或两条以上具有不同最大用水时的卫生器具给水当量平均出流概率的给水干管，该给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概 率按下时计算：U0 ??U N ?q0i gigi（4-5c）U 0 ：给水干管承载的卫生器具给水当量平均出流概率；Uoi：支管最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率；Ngi：相应支管的卫生器具给水当量总数。对集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑生活给 水设计秒流量，应按下式计算：qg ? 0.2? Ng2013 年 4 月 18 日（4-6） 23自考 02446 建筑设备资料α：根据建筑物用途确定的系数值 ；Ng：计算管段的卫生器具给水当量数。对工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或餐馆的厨房，体育场馆运动员休息室，剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑的生活给水管 道的设计秒流量，应按下式计算：qg ? ? q0 N0 b式中（4-7）q0：同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的百分数。（2）建筑物的给水引入管中设计秒流量当建筑物内生活用水由室外给水管网直接供水时，应取生活用水设计秒流量；当建筑物内生活用水全部由自行加压供水时，引入管的设计秒流量应为贮水调节池设计补水量，但其值宜介于建筑物最高日日最大时和最 高日平均时生活用水量之间；当全部自行加压供水时，则应按室外直接供水和全部自行加压供水的各自计算设计流量值叠加之和作为引入管道设计流量。（3）建筑小区室外给水管道设计流量建筑小区室外给水管道设计流量，按我国《规范》中规定应按以下情况计算：（A）居住小区的人口在 3000 人（包括 3000 人）以下，室外给水管网，为枝状管网供应住宅及小区内配套设施如文体，餐饮娱乐、商铺 及市场等设施的生活用水其设计流量应按上述建筑物给水引入管的设计流量，及计算式（4-5）（4-6）（4-7）确定管道的节点流量和管 、 、 道流量值。（B）居住小区人口在 3000 人以上，室外给水管网为环状管网（包括与市政管网结成环状管网） ，其住宅应按最大用水时平均秒流量为计 算管段的节点流量。对居住小区内配套建筑如文体、餐饮、娱乐、商铺及市场等设施的生活用水设计流量应最大用水时平均秒流量为节点 2013 年 4 月 18 日 24自考 02446 建筑设备资料流量，对文教、医疗保健、新区管理、绿化景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，则均以平均用水小时平均秒流量计算节点流量。第五节管网水力计算简介一、管径的确定已知给水管道设计秒流量根据流量公式q??4d 2v（4-8）式中q――管段设计秒流量，m3/s；v――管段中的流速，m/s；d――管径，m。确定流速 v，便可求得管径 d。管径的选定应从技术上和经济上两方面来综合考虑二、管网水头损失的计算管网的水头损失为管网中新确定的计算管路的沿程水头损失和局部损失之和。计算管路沿程水头损失的计算式：? i ? 105ch 1.85di?4.87 q1.85 g（4-9）hg ? il（4-10）式中 i：单位管长的沿程水头损失（kPa/m） ；di：管道计算内径（m） ； 2013 年 4 月 18 日 25自考 02446 建筑设备资料qg：给水设计流量（m3/s） ；Ch：海澄一威廉系数，各种塑料管，内衬（涂）塑管 通钢管、铸铁管 Ch=100。Ch=100，铜管、不锈钢管 Ch=130；衬水泥、树脂的铸铁管 Ch=130；普L：计算管道长度（m） ；hg：计算管道沿程水头损失（kPa） 。计算管路的局部水头损失，宜采用管（配）件当量长度法或按管件链接状况以管路沿程水头损失百分数估算。水表水头损失当选定产品型号应按该产品生产厂家提供的资料进行计算。若未确定产品型号时，可进行估算，即小区引入管水表生活用水 工况时，宜取 0.03Mpa，校核消防工况时，宜取 0.05Mpa。第六节高层建筑给水系统特点一、高层建筑给水系统（一）高层建筑给水竖向分区竖向分区的供水方式：1.并联分区给水方式；2.串联分区给水方式；3.减压分区给水方式。（二）贮水池高层建筑一般需设贮水池存贮一部分水量作为调节水量，以保证在市政给水系统发生故障或用水高峰时仍能满足建筑供水需要。贮水池可设置在建筑物外部或室内地下室。贮水池有效容积为生活贮备水量和消防贮备水量二者之和，即：Vg=Vb+Va 2013 年 4 月 18 日（4-11）26自考 02446 建筑设备资料式中 Vg：贮水池有效容积，m3；Vb：生活贮备水量，m3，其容积经验上可不小于建筑日用水量 20-30%；Va:消防贮备水量，m3，按高层建筑消防标准确定。（三）高层建筑给水管路布置高层建筑各分区的给水管网，可根据供水安全要求布置成树枝管网、竖向环网或水平向环状网。对供水范围较大的管网，可设置两个水箱， 各个水箱上分别设出水管接至管网。此外，为减少检修或故障时的停水影响范围，应在管网上适当设置闸阀，控制水龙头的数量，缩小停 水范围。三、高层建筑消防给水系统（一）高、低层建筑消防给水系统的划分低层建筑消防给水系统：消防车利用室外给水管网为水源，能够直接有效地扑救建筑物室内任何地点的火灾，则该建筑的消防给水系统称 为低层建筑消防给水系统。高层建筑消防给水系统：建筑高度超过消防车有效的灭火高度，主要靠室内消防给水设备扑救火灾的消防给水系统，称为高层建筑消防给 水系统 。（二）高层建筑室内消火栓给水系统1.消火栓给水系统用水量高层建筑根据其使用性质，火灾危险，疏散和扑救难度等进行分类。根据消防部门长期积累的火灾统计资料和火场灭火经验，并考虑各种建筑物的用途，火灾危险性及可燃物等因素，制订出了高层建筑消防 用水量标准，在进行消防给水设计时，其消防用水量不应小于规定的用水量。2.室内消火栓室内消火栓应设在明显易于取用的地点，严禁伪装消火栓，消防电梯前室应设消火栓。当消火栓单排布置时可按下列公式计算：2013 年 4 月 18 日27自考 02446 建筑设备资料S ? R2 ? b2式中（4-12）S：高层建筑室内消火栓布置间距，m。若 计算出的数值大于 30m 时，仍采用 30m；R：消火栓作用半径，m，其值可按式（4-3）计算；b：消火栓最大保护宽度，m。3.自救式小口径胶管消火栓（水喉）小口径胶管消火栓是供给居住人员扑救初期火灾而设置的，它的优点是轻便，容易操作，使用时不会打折，对没有受过消防训练的人员也 能使用。由于水喉出水量相对较小，不用单独计算消防水量，并且可以与普通消火栓合用栓箱。小口径胶管消火栓主要由卷盘、摇臂、底 座支架以及胶管和水枪组成。胶管内径有 13、19mm 两种，胶管长度有 20、25、30m 三种规格，胶管可任意配用口径为 6、7、8mm 的喷嘴 （出流量为 0.2-1.26L/s） 。为了有效地扑救初期火灾，高层建筑应在消火栓处配备小口径胶管消火栓。4.室内消防给水管网高层建筑的室内消防给水管网必须与生活给水管网分开设置。消防给水管道的进水管不应少于两条，并宜从不同的方向引入。高层建筑消防给水管网有不分区给水系统和分区给水系统。建筑高度不超过 50m 的高层建筑，可采用不分区消防给水系统。对于高度超过 50m 的建筑，宜采用分区消防给水系统。（三）消防水池、消防水箱和消防水泵1.消防水池消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内、外消防用水总量的要求。消防水池宜分设成两个，其补充水的时间不应超过 48h。2.消防水箱消防水箱宜与其他用水的水箱合用。3.消防水泵 2013 年 4 月 18 日 28自考 02446 建筑设备资料消防水泵应根据消防设计流量和所需的扬程选择。第七节绿化供水系统和建筑冷饮水供应和冷却水系统简介一、庭院绿化喷洒供水系统有固定式和微灌式两种方式。二、冷饮水系统其系统有集中制备分散供应式和集中制备管道输送式。三、冷却水系统在工业生产中某些生产工艺及民用公共建筑设置集中空调系统，须设置冷却水系统。系统有开式和闭式之分。开式循环冷却水系统是由冷 却塔、换热器、循环用水泵和管路等组成。闭式循环冷却水系统则由闭式贮罐（水箱） 、换热器、循环泵、冷却塔、管路组成。第五章建筑排水、中水及特殊建筑给水排水第一节建筑排水系统的分类和污水排放条件一、建筑排水系统的分类（1）生活污水管道：排除人们日常生活中所产生的洗涤污水和粪便污水等；（2）生产污（废）水管道：排除生产过程中所产生的污（废）水；（3）雨水管道：排除屋面雨水和融化的雪水。上述三种污水管道是采用合流还是分流排除，要视污水的性质、室外排水系统的设置情况及污水的综合利用和处理情况而定。二、污水排放条件直接排入城市排水管网的污水，应符合下列几点条件：（1）污水温度不应高于 40℃；（2）要求污水基本上呈中性（PH 值为 6-9； 2013 年 4 月 18 日 29自考 02446 建筑设备资料（3）污水中不应含有大量的固体杂质；（4）污水中不允许含有大量汽油或油脂等易燃液体；（5）污水中不能含有毒物；（6）对伤寒、痢疾、炭疽、结核、肝炎等病原体，必须严格消毒灭除；对含有放射性物质的污水，应严格按照国家有关规定执行；（7）排入水体的污水应符合《工业企业设计卫生标准》的要求；利用污水进行农田灌溉时，亦应符合有关部门颁布的污水灌溉农田卫生 管理的要求。第二节建筑排水系统的组成建筑排水系统的主要组成：卫生器具；横支管；立管；排出管；通气管系；清通设备额；特殊设备1.卫生器具（或生产设备）卫生器具是室内排水系统的起点，接纳各种污水排入管网系统。污水从器具排出口经过存水弯和器具排水管流入横支管。2.横支管横支管的作用是把各卫生器具排水管流来的污水排至立管。横支管应具有一定的坡度。3.立管立管接受各横支管流来的污水，然后再排至排出管。为了保证污水畅通，立管管径不得小于 50mm，也不应小于任何一根接入的横支管的管 2013 年 4 月 18 日 30自考 02446 建筑设备资料径。4.排出管排出管是室内排水立管与室外排水检查井之间的连接管段，它接受一根或几根立管流来的污水并排至室外排水管网。排出管的管径不得小 于与其连接的最大立管的管径，连接几根立管的排出管，其管径应由水力计算确定。5.通气管系通气管的作用是：（1）使污水在室内外排水管道中产生的臭气及有毒害的气体能排到大气中去；（2）使管系内在污水排放时的压力变化尽量稳定并接近大气压力，因而可保护卫生器具存水弯内的存水不致因压力波动而被抽吸（负压 时）或喷溅（正压时） 。6.清通设备为了疏通排水管道，在室内排水系统中，一般均需设置如下三种清通设备：（1）检查口；（2）清扫口；（3）检查井。7.特殊设备（1）污水抽升设备在工业与民用建筑的地下室、人防地道和地下铁道等地下建筑物中，卫生器具的污水不能自流排至室外排水管道时，需设水泵和集水池等 局部抽升设备，将污水抽送到室外排水管道中去，以保证生产的正常进行和保护环境卫生。（2）污水局部处理设备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等局部处理设备。2013 年 4 月 18 日31自考 02446 建筑设备资料化粪池的主要作用是使粪便沉淀并发酵腐化，污水在上部停留一定时间后排走，沉淀 在池底的粪便污泥经消化后定期清掏。化粪池可采用砖、石或钢筋混凝土等材料砌筑，其中最常用的是砖砌化粪池。化粪池的型式有圆形的和矩形的两种，通常多采用矩形化粪池。为了改善处理条件，较大的化粪池往往用带孔的间壁分为 2-3 隔间，如图 5-6 所示。化粪池多设置在居住小区内建筑物背面靠近卫生间的地方，因在清理掏粪时不卫生、有臭气，不宜设在人们经常停留活动之处。化粪池池 壁距建筑物外墙不宜小于 5m，如受条件限制时，可酌情减少，但不得影响建筑物基础。化粪池距离地下水取水构筑物不得小于 30m。池壁、 池底应防止渗漏。第三节建筑排水管网的布置和敷设一、横支管1、 在楼层可明装在地板上或悬吊在楼板上；尽量沿墙作平行布置；2、 高层建筑中，底层的管道应考虑单独排出，以防止底层卫生器具因受立管底部出现压力过大等原因造成污水外溢的现象；3、 横管布置应尽量减少不必要的转弯、曲折，作直线连接；4、横管应尽量避免穿越伸缩缝、沉降缝。二、污水立管1.立管应设置在靠近杂质最多、最脏及排水量最大的排水点处；2.立管的位置应避免靠近与卧室相邻的内墙；不及穿越卧室等卫生条件较高的房间；3.立管一般明装在墙角，沿柱、墙、梁平行布置；4.塑料立管应避免布置在温度大于 60℃的热源设备附近及易受机械撞击处 ；5.对排水立管最下部连接的排水横支管应采取措施避免横支管发生有压溢流 。6.对排水横支管连接在排出管或排水横干管上时， 其连接点距立管底部下游水平距离不宜小于 3.0m。 对排水横支管接入横干管竖直转向的 管段，其连接点应距转向处以下不得小于 0.6m。 2013 年 4 月 18 日 32自考 02446 建筑设备资料对上述排水立管底部的排水横支管的连接达不到上述技术要求时，则立管最下部的排水横支管应单独排至室外排水检查井。三、排出管排出管可埋在底层地下或悬吊在地下室的顶板下面。排出管的长度取决于室外排水检查井的位置。检查井的中心距建筑物外墙面一般为 2.5-3m，不宜大于 10m。排出管与立管宜采用两个 45°弯头连接。对生活饮水箱（池）的泄水管、溢流管、开水器、热水器的排水、医疗灭菌消毒设备的排水、蒸 发式冷却器、空调设备冷凝水的排水、贮存食品或饮料的冷藏库房的地面排水和冷风和浴霸水盘的排水，均不得直接接入或排入污废水管 道系统，采用具有水封的存水弯式空气隔断的间接排水方式，以避免上述设备受到污水污染。排出管穿越承重墙基础时，应防止建筑物下 沉压破管道，防止措施同给水管道。排出管在穿越基础时，应预留孔洞，其大小为：排出管直径 d 为 50、75、100mm 时，孔洞尺寸为 300×300mm；管径 d 大于 100mm 时，孔洞 高为（d+300）mm，宽为（d+200）mm。四、通气管通气管高出屋面不得小于 0.30m，且必须大于最大积雪厚度，以防止积雪覆盖通气口。对平屋顶屋面，若有人经常逗留活动，则通气管应 高出屋面 2.0m，并应根据防雷要求考虑设置防雷装置。在通气管出口 4m 以内有门窗时，通气管应高出门窗顶 0.6m 或引向无门窗的一侧。 通气管出口不宜设在建筑物的挑出部分（如屋檐口、阳台、雨蓬等）的下面，以免影响周围空气卫生。通气管不得与建筑物的风道或烟道连接。通气管的顶端应装设网罩或风帽。通气管与屋面交接处应防止漏水。第四节监护小区排水系统建筑小区排水系统是室内污水排水管与城市排水管道的连接部分。建筑小区排水系统的管道布置通常根据建筑群的平面布置、房屋排出管的位置、地形和城市排水管位置等条件综合统一考虑。建筑小区排水管道通常埋设在屋内设有卫生间、厨房的一侧，以减少房屋排出管的长度。建筑小区排水管道应以最小埋深敷设，以利减少城市排水管的埋设深度。建筑小区排水管道多采用陶土管或水泥管，水泥砂浆接头。最小管径采用 150mm。在排水管道交接处，管径、管坡及管道方向改变处均需设置排水检查井，在较长的直线管段上，亦需设置排水检查井，检查井的间距约为 2013 年 4 月 18 日 33自考 02446 建筑设备资料40m。排水检查井一般都采用砖砌、钢筋混凝土井盖。第五节建筑排水管道的计算一、排水量标准每人每日排出的生活污水量和用水量一样， 是与气候、 建筑物卫生设备完善程度以及生活习惯等因素有关。 生活排水量标准和时变化系数， 一般采用生活用水量标准和时变化系数。生产污（废）水排水量标准和时变化系数应按工艺要求确定。二、排水设计流量对于不同性质的建筑，排水设计流量可按下面公式计算：（一）住宅、集体宿舍、旅馆、医院、办公楼、学校等建筑：（5-1）式中qp? ――计算管段的设计秒流量，L/s；Np――计算管段上的排水当量总数，按表选用；a? ――根据建筑物用途而定的系数、住宅、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院的卫生间 a 值采用 1.5，集体宿舍、旅馆、公共建筑、 q p ? 0.12 a N p ? q max 公共盥洗室、厕所采用 2.0-2.5；qmax――计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水量，按表选用，L/s。（二）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：qp ? ?q0 nb 100（5-2）式中 qp――计算管段的排水设计秒流量，L/s；qo――计算管段上同类型的一个卫生器具排水量，L/s；n――该计算管段上同类型卫生器具数； 2013 年 4 月 18 日 34自考 02446 建筑设备资料b――卫生器具的同时排水百分数，与给水（4-9）计算式中相同，冲洗水箱大便器的同时使用百分数应按 12%计算。当排水量小于 一个大便器排水量时，应按一个大便器计算。工业废水的设计秒流量应按工艺要求计算确定三、水力计算排水管道水力计算的目的确定排水管的管径和排水管坡度。（一）污水立管管径可按公式（5-1）或（5-2）算出排水设计流量后再按表确定。此外，为了避免堵塞管道对立管上连接诸如大便器排水 管最小管径≥100mm，建筑内排出管最小管径≥ 50mm，多层住宅厨房间的立管≥ 75mm。对建筑底层排水管道与其楼层管道分开单独排出时，其排水支管管道可按表 5-3（d）中立管工作高度≤2m 确定。对公共食堂厨房当采用管道排放污水时，其管径应比计算管径大一级，但干管管径≥ 100mm，支管管径≥ 75mm。对医院污水洗涤盆（池）和污水盆（池）的排水管径≥ 75mm。对小便槽式连接≥3 个以上小便器，其污水管管径≥ 75mm。对浴池的泄水管径宜采用 100mm。（二）通过水力计算确定横管管径1.水力计算公式qu ? ?v（5-3）v ? C Ri（5-4）c?1 6 R n1（5-5）2013 年 4 月 18 日35自考 02446 建筑设备资料式中qu――计算管段的设计秒流量，m3/s；ω――管道或明沟的水流断面积，m2；v――过水断面的流速，m/s；R――水力半径，m；i――水力坡度，采用排水管或明沟的坡度；C――流速系数，见式（5-5） ；n――管道的粗糙系数，室内范围多用：钢管――0.012；铸铁管――0.013；混凝土管、钢筋混凝土管―0.013～0.014；塑料管 ――0.009。2.计算规定为确保排水系统在良好的水力条件下工作，排水横管应满足下述三个水力要素规定：（1）管道最大设计充满度和最小坡度。管道充满度表示管道内的水深 h 与其管径 d 的比值。在重力流的排水管中，污水应在非满流的情况下排除，管道上部未充满水流的空间的 作用是使污（废）水中的有害气体能经过通气管排走，或容纳未被估计到的高峰流量。排水管道的最大计算充满度应满足表的规定。（2）排水横管中管道流速污（废）水在排水横管管道内的流速对于排水管道的正常工作有很大影响。为使污水中的悬浮杂质不致沉淀在管底，并且使水流能及时冲 刷管壁上的污物，管道流速必须有一个最小的保证值，这个流速称为自清流速。为防止管壁因受污水中坚硬杂质高速流动的摩擦和防止过大的水流冲击而损坏，排水管应有最大允许流速的规定。四、化粪池的选用化粪池的容积及尺寸，通常需根据使用人数、每人每日的排水量标准、污水在池中停留时间和污泥的清掏周期等因素通过计算决定。 。2013 年 4 月 18 日36自考 02446 建筑设备资料选用单栋建筑物的化粪池时，实际使用卫生设备的人数并不完全等于建筑物总人数，实际使用人数与总人数的百分比，根据建筑物的性质 规定如下：（1）医院、疗养院、幼儿园（有住宿）等一类建筑，因病员、休养员和儿童全天生活在内，故百分比为 100%。（2）住宅、集体宿舍、旅馆一类建筑中，人员在其中逗留时间约为 16h，故采用 70%；（3）办公楼、教学楼、工业企业生活间等工作场所，职工在其内工作时间为 8h，故采用 40%；（4）公共食堂、影剧院、体育场等建筑，人们在其中逗留时间约 2-3h，故采用 10%。第六节屋面雨水排放屋面雨水的排除方式可分为：外排水内排水根据建筑结构形式、气候条件及生产使用要求，在技术经济合理的情况下，屋面雨水应尽量采用外排水。一、外排水系统（一）檐沟外排水利用屋面的坡度将雨水汇集到外墙外侧的檐沟中，然后流入外墙的水落管排到地面或明沟内。适用范围：用于一般居住建筑，屋面面积较小的公共建筑和单跨工业建筑。水落管间距：在民用建筑约为为 12～16 米，在工业建筑约为 18～24。（二）长天沟外排水这种排水方式的优点是可消除厂房内部检查井冒水的问题，而且具有节约投资、节省金属、施工简便（不需搭架空装悬吊管道等）以及为 厂区雨水系统提供明沟排水或减少管道埋深等优点。但若设计不善或施工质量不佳，将会发生天沟渗漏的问题。，天沟以伸缩缝为分水线坡向两端，其坡度不小于 0.005，天沟伸出山墙 0.4m。 2013 年 4 月 18 日37自考 02446 建筑设备资料在寒冷地区，设置天沟时雨水立管也可设在室内。二、内排水系统（一）内排水系统的组成雨水斗悬吊管立管地下雨水沟管清通设备（二）系统的布置与安装1.雨水斗作用：迅速地排除屋面雨雪水。要求：导水通畅，水流平稳，通过流量大，天沟水位低，水流中掺气量小 。雨水斗布置的位置要考虑集水面积比较均匀和便于与悬吊管及雨水立管的连接，以确保雨水能通畅流入。2.悬吊管悬吊管在实际工作中为压力流，因此管材宜采用内壁较光滑的带内衬的承压铸铁管，承压塑料管，钢塑复合管等。3.立管雨水立管一般宜沿墙壁或柱子明装。雨水立管管材一般按压力流管材选用。在可能受到振动的地方采用焊接钢管，焊接接口。4.地下雨水管道2013 年 4 月 18 日38自考 02446 建筑设备资料地下雨水管道接纳各立管流来的雨水及较洁净的生产废水并将其排至室外雨水管道中去。（三）建筑屋面及小区雨水排水系统的计算简介计算式为：qy ?式中qi?Fw 10000qy――设计雨水量（L/s） ；（5-6）qi――设计降雨强度（L/s.hm2） ，可按我国水利部门提供的地区或相邻地区暴雨强度计算式确定：――径流系数，与屋面及小区地面情况有关；Fw――汇水面积（m2） 。第七节建筑中水工程简介中水的水源又称中水原水，来自建筑物或建筑小区排放的污废水或排放的设备冷却水。按中水供应范围，建筑中水系统有单幢建筑中水系统和建筑小区中水系统之分。两种系统的组成是由中水原水集流系统，中水原水水质处 理设施和中水供水系统三部分组成 。（一）中水原水集流系统中水原水集流系统是由集流管系和其配套的排水构筑物及流量控制设备等组成。中水原水集流方式有（1）全集流全回用方式。水质差，水质处理费用高。（2）全集流分期修建回用工程。这类集流方式适用于建筑小区统一规划为合流制排水系统且分批分期施工。（3）将建筑物内粪便污水与厨房和卫生间洗涤等废水分别排放，而将卫生间洗涤后排放的废水作为中水原水。这类中水原水水质处理工 艺简便，费用较低，但集流设备中管系费用较高。 2013 年 4 月 18 日 39自考 02446 建筑设备资料（二）中水原水水质处理设施中水原水的水质处理可由预处理、主处理和后处理三段组成。根据中水原水水质，预处理主要采用格栅、调节池等设施；主处理工艺按水质优与劣采用不同的处理工艺，对不含粪便和厨房污水的原水，一般以物化（物理、化学）处理式或生物和物化处理相结 合处理工艺；后处理当采用过滤，消毒等工艺。（三）中水系统设计和安全防护（1）进行中水系统设计，首先必须使中水用水量与中水原水水量、处理水量和给水补水量之间相协调一致，能够保证安全供水。（2）中水系统的安全防护是指保护中水系统安全稳定运行和防止中水供应过程对人体健康产生不良影响，对此，应采取以下技术措施：（a）中水原水集流干管应以重力流选用管径；（b）为避免水处理站发生事故而中断中水供应，应设中水贮水池或水箱；（c）任何情况下不得把生活用给水管和中水管直接连接；（d）在维修和日常使用过程中防止发生误接误用，中水管道宜明装并在管外壁刷浅绿色防腐剂，此外对中水水箱、阀门、水表等应设有 中水标志。第八节高层建筑排水系统特点一、排水系统建筑物内部生活污水，按其污染性质可分为两种：一种是粪便污水；另一种为盥洗、洗涤污水。这两种污水可分流或合流排出。二、高层建筑排水方式（一）设通气管的排水系统当层数在 10 层及 10 层以上且承担的设计排水流量超过排水立管允许负荷时，应设置专用通气立管。 2013 年 4 月 18 日40自考 02446 建筑设备资料通气管管径应根据排水管负荷、管道长度决定。二）苏维脱排水系统苏维脱排水系统有两个特殊部件：1.气水混合器2.气水分离器苏维脱排水系统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。（三）空气芯水膜旋流排水立管系统这种排水系统包括两个特殊的配件。1.旋流连接配件2.特殊排水弯头三、高层建筑排水管材高层建筑的排水立管高度大，管中流速大，冲刷能力强，应采用比普通排水铸铁管强度高的管材。对高度很大的排水立管应考虑采取消能 措施，通常在立管每隔一定的距离装设一个乙字弯管。由于高层建筑层间位变较大，立管接口应采用弹性较好的柔性材料连接，以适应变 形要求。第九节特殊建筑给水排水一、游泳池和水上游乐池给水排水（一）游泳池和水上游乐池设计基本数据1.尺寸设计2.水池、水温和水源3.水量、初次充水时间及辅助设施的用水量定额 2013 年 4 月 18 日41自考 02446 建筑设备资料（二）池水给水系统1.循环净化给水系统2.直流式给水系统3.直流净化给水系统（三）池水循环系统1.循环周期2.循环流量3.循环水泵4.平衡水池和均衡水池5.循环管道及附属装置（四）循环水的净化1.预处理2.过滤3.加药4.消毒5.加热6.净化设备机房（五）洗净设施二、水景工程给水排水2013 年 4 月 18 日42自考 02446 建筑设备资料（一）水景的功能和水流形态（二）水景给水系统水景给水系统有直流式和循环式。水景工程的基本形式有固定式、半移动式和全移动式三种。（三）水景设计概述三、洗衣房给水排水1.工作量计算2.洗衣房给水排水、蒸汽、压缩空气等设计要求。四、营业性餐厅厨房、公共浴室和健身休闲设施给水排水（一）营业性餐厅厨房给水排水（二）公共浴室给水排水（三）健身休闲设施第六章 传热及气体射流基本知识第一节 传热学基本知识一、导热（热传导）导热：是指温度不同的物体直接接触时，或同一物体温度不同的相邻部分之间所发生的热传递现象。热之所以能通过导热方式传递，是由于组成物体的微观粒子运动的结果。在气体中，热传导主要依靠原子、分子的热运动；在液体中，热传导主要依靠弹性波的作用；2013 年 4 月 18 日43自考 02446 建筑设备资料而在固体中热传导主要依靠晶格振动和自由电子的运动。固体平壁中进行的导热过程最为简单 。平壁导热公式为 ：Q???1 ?? 2 F ?(Js或W )（6-1）或q?Q ? ?? ?? 1 2 F ?(J?s ? m ?或2Wm2)（式中 Q：单位时间由导热体传递的热量，称为热流量（J/s）或（W） ? ：比例系数，称为导热系数，其意义是当沿着导热方向每米长 ； 度上温度降落 1K 时，单位时间通过每平方米面积所传导的热量（W/m?K） ? 1 ? ? 2 ：平壁内外两则面的温度差） ；将（6-1）写出一般的微分形式，得一维稳定导热的傅立叶定律表达式：Q ? ??d? ?F dx d? dx(Js或W )（6-2）或q ? ??（J?m ? s?或2Wm2）（式中d? dx：沿 x 方向面积为 F 处的温度梯度）其它符号意义与式（6-1）相同。式中负号“―”表示导热量和温度梯度方向相反。将式（6-2）分离变量后可得 ：qdx ? ??d?（6-3）将（6-3）积分，并代入边界条件：当 x=0 时， ?? ? 1 ；x=x 时，? ? ? x，则得：x q ? 0 dx ? ?? ??1x d? ?所以qx ? ?? ?? x ??1 ?即? x ??1 ? ?qx?或?x ? ?q?x ? ? 1 （6-3a）由此可见，求解方程（6-3a）后，就可求得平壁内部任意位置上的温度值。通常（ ? 2013 年 4 月 18 日q?）和均为常数，所以平壁中的温度分布是直线。 44自考 02446 建筑设备资料应说明式（6-1）及（6-3a）仅适用于计算物体为单层无限大平面壁的热流量。在实际工程中还会遇到以下几种情况：（一）多层平壁如房屋以红砖为主体砌成，墙壁内为白灰层，外抹水泥砂浆、磁砌罩面等均为多层平壁。如三层平壁导热，两侧表面均能维持稳定温度和， 且各层之间结合严密，接触面温度分别为和，在稳定情况，通过各层的热流量是相等的，以三层平壁的每层可分别写出：Q ? ?1 Q ? ?2?1 ?? 2 ? ?? 1 ?? 1 ? ? 2 ? ?F ? 1 2 ? ?1 ?1 ??1 ? F ? R? ,1 ? 2 ?? 3 ? 2 ?? 3 1 ?? 2 ? ? 3 ? ?F ? ? ?2 ? 2 ??2 ? F ? R? , 2（6-4a）? ?? ? 3 ?? 4 1 ?? 3 ? ? 4 ? Q ? ?3 3 4 ? F ? ? ?3 ? 3 ??4 ? F ? R? ,3(式中?1 、 ?2 、 ? 3 ：各层平壁导热系数； ? 1 、 ? 2 、 ? 3 ：各层平壁厚度； R? ,1 、 R? , 2 、 R? ,3 ：各层平壁导热热阻)化简（6-4a）得：? 1?? 2 ? R? ,1Q ? 2 ? ? 3 ? R? , 2Q ? 3 ? ? 4 ? R? ,3Q把式（6-4b）各等式前后相加并整理可得： （6-4b）Q??1 ?? 4R? ,1 ? R? , 2 ? R? ,3??1 ?? 4? R?i ?13（6-4c） （式中? R?i ?33,i：为三层平壁总热阻）,i对于 n 层平壁导热，则可直接写出：Q?? 1 ? ? n ?1? R?i ?1n?W ? （6-4）,i（二）单层非平行壁面导热如圆管的稳定导热热流量时，则式（6-2）应为，通过分离变量积分等运算后，可得圆管稳定导热计算式为： 2013 年 4 月 18 日45自考 02446 建筑设备资料Q? 2??l ?? ? ? ? （6-5a） d2 1 2 ln d1或通过单位长度管状的热流量为 ：q1 ?Q ? ?? ? 1 2 1 d l ln 1 2?? d 2（6-5b） （式中l ――管长（m） ；d1、d2――管内径和外径（mm） ）【例】 某一供热锅炉炉墙由三层砌成， 内层为耐火砖层厚=230mm， 其导热系数=1.1W/ （m? ， K） 最外层为红砖层厚=240mm， 其导热系数=0.58W （m?K） ，内外层之间填石棉隔热层，原=50mm，其导热系数=0.10W/（m?K） ，已知炉墙最内和最外两表面温度 =500℃和=50℃。求通过炉墙的导热热流量值。【解】依题意，先计算各层面导热热阻值，可得R? ,1 ? R? , 2?1 0.23 m2 ? K ? ? 0.21 ?1 1.1 W? 2 0.05 m2 ? K ? ? ? 0 .5 ?2 0.1 W? 3 0.024 m2 ? K R? ,3 ? ? ? 0.41 ?3 0.58 W代入上式（6-4）可得单位面积热流量为：Q 500 ? 50 ? ? 401 .78 W m 2 F 0.21 ? 0.50 ? 0.41二、热对流和对流换热热对流：温度不同的流体各部分之间发生相对位移，把热量从高温处带到低温处的热传递现象。对流换热：流动着的流体与温度不同的壁面接触时，它们之间所发生的热传递现象。对流换热又分为受迫对流和自然对流（或自由对流）换热。对流换热的计算，称为牛顿冷却定律，2013 年 4 月 18 日46自考 02446 建筑设备资料其方程式为Q ? ? ? ?T ? A( J s 或W ) 或 q ? ? ? ?T ( J ?s ? m 2 ?或Wm2)(6-6)（式中 Q：对流换热量（W）或（J/s） ；A：与流体接触的壁面换热面积（m2） ?T ：流体和壁面之间的温差（K）或（℃） ? ：对流换热系数或放热系数[J/(s?m2?K)]；或 W/（m2?K） ； ； ，它表 示在单位时间内，当流体与壁面温差为 1K 时，流体通过壁面单位面积所交换的热量。其大小表征对流换热的强弱)三、热辐射及辐射换热 辐射能投射到物体上的能量，一般说来，部分可能被吸收，部分可能被反射，另部分可能穿透过物体。三者的百分比如以 ? 、 ? 、 ? 表 示，则 ?? ? ? ? ? 1 . ? 、 ? 和?分别称为物体的吸收率、反射率和透射率。绝对黑体：对于投射于其上的波长的能量，能全部吸收的理想物体，称为绝对黑体，简称黑体。黑体的辐射能力为E0 ? C0T 4 (6-7)(式中： E0 ：黑体单位时间内单位面积向外辐射时的能量，W/m2×10-8 W/（m2?K4） 。T：绝对温度，K），称为黑体的辐射力。 C0 ：黑体的辐射常数，5.67上式称为斯蒂芬-玻尔兹曼定律，又称四次方定律可改写成： E0? T ? ? C0 ? ? ? 100?4（6-8）灰体：对投射来各种波长的射线均同程度吸收的物体，也即是其表面吸收率与波长无关的物体。大多数实际固、流体表面很接近灰体性质，因而人们把实际物体当作灰体处理? T ? 。其辐射力为： E ? C ? ? ? 100?4(式中 C：为灰体实际物体的辐射系数)引入辐射率，上式改写成：? T ? E ? ? ? C0 ? ? ? ? ? E0 （6-9）(式中 ? ：物体的辐射率，又称为黑度，数值在 0～1 之间) ? 100?第二节 传热过程4实际换热过程往往是两种或三种基本换热方式同时出现的复杂过程。工程领域内经常遇到的是高温流体通过固体壁把热量传给低温流体。 2013 年 4 月 18 日 47自考 02446 建筑设备资料这种过程称为传热过程。第三节 气体射流简介流体以较高的速度（属于紊流流态）经孔口、管嘴或条缝向四方无限空间的静止气体喷射称为无限空间射流；如果外射到流动的流体中称 为伴随射流；而外射到有限空间中则称为受限射流。它们的流动特征是射流流股与周围流体相互作用形成射流边界层，边界层的发展变化就构成了射流运动 。（一）无限空间紊流射流的特征（二）有限空间射流第七章 热水及燃气供应第一节 建筑热水供应系统及图式一、热水用水量定额室内热水供应，是水的加热、储存和输配的总称。室内热水供应系统主要供给生产、生活用户洗涤及盥洗用热水，应能保证用户随时可以得到符合设计要求的水量、水温和水质。热水用水量定额有两种：1.按热水用水单位所消耗的热水量及其所需水温而制定的；2.按照卫生器具一次或一小时热水用水量和所需水温而制定的。二、热水供应系统热水供应系统的组成：1.加热设备：锅炉、炉灶、太阳能热水器、各种热交换器等；2.热媒管网：蒸汽管或过热水管，凝结水管等；3.热水储存水箱：开式水箱或密闭水箱，热水储水箱可单独设置也可与加热设备合并； 2013 年 4 月 18 日 48自考 02446 建筑设备资料4.热水输配水管网与循环管网；5.其他设备和附件：循环水泵，各种器材和仪表，管道伸缩器等。热水供应系统的类型：按照供应范围大小分为：1. 局部热水供应系统2. 集中热水供应系统3. 区域性热水供应系统上述三种类型的热水供应系统，以区域性热水供应系统热效率最高，因此，如条件允许，应该优先采用区域性热水供应系统。此外，如有 余热或废热可以利用时，则应尽可能利用余热或废热来加热水，以供用户使用。三、热水供应系统方式（一）局部热水供应系统利用炉灶炉膛余热加热水的供应方式。这种方式适用于单户或单个房间（如卫生所的手术室）需用热水的建筑。小型单管快速加热和汽水直接混合加热的方式。在室外有蒸汽管道、室内仅有少量卫生器具使用热水时，可以选用这种方式。管式太阳能热水器的热水供应方式。它是利用太阳照向地球表面的辐射热，把保温箱内盘管（或排管）中的低温水加热后送到贮水箱（罐） 以供使用。这是一种节约燃料，不污染环境的热水供应方式。（二）集中热水供应系统干管下行上给式全循环管网方式 ：为干管上行下给式全循环管网方式。这种方式一般适用在五层以上。并且对热水温度的稳定性要求较高的建筑。干管下行上给半循环管网方式，适用于对水温的稳定性要求不高的五层以下建筑物，这种方式比下行上给式全循环方式节省管材。不设循环管道的上行式管网方式。适用于浴室、生产车间等建筑物内。这种方式的优点是节省管材。缺点是每次供应热水前，需要排泄掉 2013 年 4 月 18 日49自考 02446 建筑设备资料管中的冷水。除上述几种方式以外，在定时供应热水系统中，也有采用不设循环管的干管下行上给管网方式。上述集中热水供应方式中均为热媒与被加热水不直接混合。在条件允许时亦可采用热媒与被加热水直接混合或热源直接传热加热冷水第二节 建筑热水管网布置与敷设热水管网的布置与给水管网布置原则基本相同，一般多为明装，暗装不得埋于地面下，多敷设于地沟内、地下室顶部、建筑物最高层的顶 板下或顶棚内、管道设备层内。第三节 建筑热水管网计算简述热水系统计算包括第一循环系统计算及第二循环系统计算。前者内容是选择热源；确定加热设备类型和热媒管道的管径。后者内容包括确 定配水及回水管道的直径；选择附件和器材等。现就第二循环系统管道计算要点作一介绍；（1）确定配水干管，立管及支管的直径，其计算方法与建筑给水管道计算方法完全相同。仅在选择卫生器具给水额定流量时，应当选择 一个阀开的配水龙头，使用热水管网水力计算表计算管道沿程水头损失。热水管中流速不宜大于 1.2m/s。（2）循环管道的直径，一般可按照对应的配水管管径小一号来确定。第四节 饮水供应一、饮水定额室内饮水供应包括开水、凉开水和凉水供应 3 类。饮水定额一般按用水单位制定。开水水温通常按 100℃考虑，水质应符合国家现行的《生 活饮用水水质标准》的要求。二、开水设备利用蒸汽和水直接混合制备开水时，一定要保证蒸汽质量与水混合后符合饮用水卫生要求。制备饮用冷水一定要保证冷水符合卫生标准，主要措施是过滤和消毒。过滤和消毒后的冷水，通过饮水器供人们饮用。开水供应设备应装设在使用方便，不受污染，以及易于检修的地方。饮水供应的计算主要是确定饮用水总量、设计小时耗热量和设计秒流量，据此选择开水器、贮水器、开水炉设备容积和热交换的能力以及 2013 年 4 月 18 日 50自考 02446 建筑设备资料选定管径等，其计算公式如下：Qx ? qr nqk ?max ? kL d （7-1）Qx T（7-2）（式中Qx ：饮用开水总量，L/d；qr：饮用开水量标准，L/人?d；n：供应人数； qk ?max ：设计最大小时饮用开水量，L/h；k：小时变化系数；T：每日供应开水时间数，h）第五节 高层建筑热水供应系统的特点热水供应系统的分区供水主要有下列两种方式。一、集中加热热水供应方式集中加热热水供应方式的优点是设备集中，管理维护方便。其缺点是高区的水加热器承受压力大，因此，此种方式适用于建筑高度在 100m 以内的建筑。二、分散加热热水供应方式此种方式的优点是容积式水加热器承压小，制造要求低，造价低。其缺点是设备设置分散，管理维修不便，热煤管道长。此种方式适用于 建筑高度在 100m 以上的高层建筑。第六节 燃气供应一、燃气供应概述（一）燃气种类及特性人工煤气：是将矿物燃料（煤、重油）通过热加工而得到，需净化处理后才能使用。液化石油气：是对石油进行加工处理过程中所获得的副产品。天然气：是从钻井中开采出来的可燃气体。（二）城市燃气的供应方式 2013 年 4 月 18 日 51自考 02446 建筑设备资料1.天然气、人工煤气的管道输送天燃气或人工煤气经过净化后即可输入城镇燃气管网。城镇燃气管网通常包括街道煤气管网和居住小区煤气管网两部分。2.液化石油气瓶装供应液态液化石油气在石油炼厂产生后，可用管道、汽车或火车槽车、槽船运输到储配站或灌瓶站后再用管道或钢瓶灌装，经供应站供应用户。供应站到用户根据供应范围、户数、燃烧设备的需用量大小等因素可采用单瓶、瓶组和管道系统。其中单瓶供应常用 15kg 钢瓶一个连同 燃具供应居民用。二、室内燃气管道（一）管道系统引入管―从庭院煤气管上接入，穿越墙壁、或地板时应设置套管。煤气立管―布置在厨房、楼梯间墙角处，不得穿越居室。横支管―每层的横支管一般在楼板上接出，然后接煤气表。煤气表表后的煤气支管橡皮胶管煤气用具（二）燃气表燃气表是计算燃气用量的仪表。 常用的是干式皮囊燃气流量表， 适用于室内低压燃气供应系统中。 各种规格燃气表计量范围在 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。（三）室内燃气管道计算 2013 年 4 月 18 日52自考 02446 建筑设备资料室内燃气管道的计算的项目有；确定燃气用量、确定管道计算流量、直径和管道压力损失。三、燃气用具住宅常用的几种燃气用具。1.厨房燃气灶：常见的是双火眼燃气灶，由炉体、工作面及燃烧器组成。2.燃气热水器：一种局部热水的加热设备，燃气热水器按其构造，可分为容积式和直流式两类。第八章 采暖第一节 采暖方式、热媒及系统分类一、采暖方式及其选择（一）采暖方式1．集中采暖与分散采暖2．全面采暖与局部采暖3．连续采暖与间歇采暖4．值班采暖（二）采暖方式的选择采暖方式的选择，应根据建筑物规模，所在地区气象条件、能源状况、能源政策、环保等要求，通过技术经济比较等确定。1．累年日平均温度低于或等于 5℃的日数大于或等于 90 天的地区，宜采用集中采暖。2．累年日平均温度稳定低于或等于 5℃的日数为 60~89 天或不足 60 天，但累年日平均温度稳定低于或等于 8℃的日数大于或等于 75 天的 地区，其幼儿院、养老院、中小学校、医疗机构等建筑宜采用集中采暖。3． 设置采暖的公共建筑和工业建筑， 当其位于严寒地区或寒冷地区， 且在非工作时间或中断使用的时间内， 室内温度必须保持在 0℃以上， 而利用房间蓄热量不能满足要求时，应按 5℃设置值班采暖。当工艺或使用条件有特殊要求时，可根据需要另行确定值班采暖所需维持的 2013 年 4 月 18 日53自考 02446 建筑设备资料室内温度。4．设置采暖的工业建筑，如工艺对室内温度无特殊要求，且每名工人占用的建筑面积超过 100m2 时，不宜设置全面采暖，应在固定工作 地点设置局部采暖。当工作地点不固定时，应设置取暖室。二、集中采暖的热媒及其选择集中采暖系统的常用热媒（也称为热介质）是水和蒸汽 。集中采暖系统的热媒，应根据建筑物的用途、供热情况和当地气候特点等条件，经技术经济比较确定，并应遵循下述设计原则：1．民用建筑应采用热水做热媒。2．工业建筑、当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时，宜采用高温水做热媒；当厂区供热以工艺用蒸汽为主时，在不违反卫生、技术 和节能要求的条件下，可采用蒸汽做热媒。3．利用余热或天然热源采暖时，采暖热媒及其参数可根据具体情况确定。三、采暖系统的分类1.按采暖系统使用热媒的不同，将常见采暖系统可分为热水采暖系统和蒸汽采暖系统。2.按采暖系统中使用的散热设备不同，常见采暖系统又可分为散热器采暖系统和热风采暖系统。3.按采暖系统中散热给室内的不同方式，常见采暖系统还可分为对流采暖系统和辐射采暖系统。第二节 采暖系统的设计热负荷一、采暖室内、外空气计算参数（一）室内空气计算温度（ t n ）设计采暖时，冬季室内空气计算温度应根据建筑物的用途，按下列规定采用：1．民用建筑的主要房间，宜采用 16~24℃。不同民用建筑房间的具体设计温度可采用全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调?动力》 分册中提供的数值。2013 年 4 月 18 日54自考 02446 建筑设备资料2．工业建筑的工作地点设计温度，宜采用：轻作业 18~21℃ 中作业 16~18℃重作业 14~16℃ 过重作业 12~14℃作业种类的划分，应按国家现行的《工业企业设计卫生标准》 （GBZ1-2002）执行。但当每名工人占用较大面积（50~100m2）时，轻作业时 可低至 10℃；中作业的可低至 7℃；重作业时可低至 5℃。3．辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：浴室 25℃ 办公室与休息室 18℃； 更衣室 25℃食堂 18℃ 盥洗室与厕所 12℃。当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。（二）室内空气流速设计采暖的建筑物，冬季室内活动区的平均风速，应符合下列规定：1．民用建筑及工业企业辅助建筑，不宜大于 0.3m/s；2．工业建筑，当室内散热量小于 23W/m2 时，不宜大于 0.3m/s；当室内散热量大于或等于 23W/m2 时，不宜大于 0.5m/s。（三）室外空气计算温度（ t wn ）采暖室外空气计算温度，应采用历年平均不保证 5 天的日平均温度。所谓“不保证” ，系针对室外空气温度状况而言； “历年平均不保证” ， 系针对累年不保证总天数或小时数的历年平均值而言。采暖系统设计所采用的室外空气计算参数可从现行《采暖通风与空气调节气象资料 集》中查找。二、采暖系统设计热负荷的计算（一）设计热负荷的理论计算采暖系统的设计热负荷，应根据建筑物得、失热量确定：2013 年 4 月 18 日55自考 02446 建筑设备资料Q ? Qs ? Qd（8-1） （式中 Q：采暖系统设计热负荷，W；Qs：建筑物失热量，W；Qd：建筑物得热量，W）对没有机械通风系统的建筑物，采暖系统的设计热负荷可用下式表示：Q ? Qs ? Qd ? Q1 ? Q2 ? Q3 ? Q10（二）设计热负荷的估算（8-2）只设采暖系统的民用建筑，其采暖热负荷可按下列方法进行估算 :Q ? qF ? F（8-3）（式中 Q：总热负荷，w；F：总建筑面积，m2 qF ：单位面积热指标，W/m2）第三节 对流采暖系统一、热水采暖系统（一）热水采暖系统的分类1．按系统中水的循环动力的不同，将热水采暖系统分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。2．按供、回水方式的不同，将热水采暖系统分为上供下回式、下供下回式、中供式、下供上回式和混合式系统。3．按散热器的连接方式的不同，将热水采暖系统分为垂直式与水平式系统。4．按各并联环路水的流程的不同，将热水采暖系统分为同程式系统与异程式系统。5．按供水温度的不同，将热水采暖系统分为低温水采暖系统和高温水采暖系统。6．按连接散热器的管道数量不同，将热水采暖系统划分为双管系统和单管系统。（二）重力（自然）循环热水采暖系统自然循环热水采暖系统一般不作为集中采暖用，2013 年 4 月 18 日56自考 02446 建筑设备资料自然循环热水采暖系统的特点是：作用压力小、管径大、系统简单、不消耗电能。（三）机械循环热水的采暖系统1.无计量的机械循环热水采暖系统型式无计量的机械循环热水采暖系统适用于除住宅建筑以外的一般建筑采暖。 主要形式如下：1）垂直式系统2）水平式系统3）高层建筑热水采暖系统4）异程式系统与同程式系统2.住宅建筑（分户计量）的机械循环热水采暖系统形式适合热计量的采暖系统应具备以下条件：（1）调节功能：即系统必须具有可调性，用户可以根据需要分室控制温度。（2）与调节功能相应的控制装置。（3）每户按热计量功能。适合热计量的室内采暖系统形式大体分为两种：1.沿用前述的传统的垂直的上下贯通的所谓“单管式”或“双管式” ；2.适应按户设置热量表形成的单户独立系统的新形式。旧有系统中，把采暖系统按位置分为室内系统和室外系统。在计量收费供热系统中，必须把系统从原来的两部分分成现在的三部分：即室外系统（外网） 、楼内系统和户内系统。楼内系统采用的系统形式必须是可以独立调节的，常用垂直单管跨越、垂直双管同程、垂直双管异程这三种系统；而户内系统则可以采用 分户水平式系统（如单管水平串联式、单管水平跨越式、双管同程式、双管异程式、上供下回式、上供上回式和下供下回式等）和放射式 2013 年 4 月 18 日 57自考 02446 建筑设备资料系统。二、蒸汽采暖系统（一）蒸汽采暖系统的分类1．按照供汽压力的大小，将蒸汽采暖系统分为三类：供汽的表压力高于 70kPa 时，称为高压蒸汽采暖；供汽的表压力低于或等于 70kPa 但高于当地大气压力时，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。这种真空蒸汽采暖方式在我国很少使 用。2．按照蒸汽干管布置的不同，蒸汽采暖系统可有上供式、中供式、下供式三种。3．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系统采用双管式。4．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。高压蒸汽采暖系统都采用机械回水方式。（二）低压蒸汽采暖系统（三）高压蒸汽系统三、热风采暖与空气幕（一）热风采暖系统1.热媒热风采暖的热媒宜采用 0.1~0.3MPa 的高压蒸汽或不低于 90℃的热水，也可以采用燃气、燃油或电加热，但应符合国家现行标准《城镇燃 气设计规范》 （GB50028-93） （2002 年版）和《建筑设计防火规范》 （GB50016）的要求。热风采暖空气的加热采用间接加热方法，利用蒸汽 或热水通过金属壁传热而将空气加热的换热设备叫做空气加热器；利用燃气或燃油加热空气的热风采暖装置叫做燃气热风器或燃油热风器 （即热风炉） ；利用电能加热空气的设备叫做电加热器。2. 热风采暖的特点及其基本型式热风采暖是比较经济的采暖方式之一，它具有热惰性小、升温快，室内温度分布均匀、温度梯度小、设备简单和投资省等优点，因而适用 于耗热量大的高大空间建筑和间歇采暖的建筑。根据送风的方式不同，热风采暖有集中送风，风道送风及暖风机送风等几种基本形式。按被加热空气的来源不同，热风采暖还可分为直流 58 2013 年 4 月 18 日自考 02446 建筑设备资料式（空气全部来自室外） 、再循环式（空气全部来自室内）及混合式（部分室外空气和部分室内空气混合）等系统。（二）热空气幕1．空气幕的分类及其特点1）空气幕按照空气分布器的安装位置可以分为上送式、侧送式和下送式三种。2）空气幕按送出气流温度的处理可分为热空气幕、等温空气幕和冷空气幕。2．空气幕的设置条件符合下列条件之一时，宜设置空气幕或热空气幕：1）位于严寒地区，寒冷地区的公共建筑和工业建筑，对经常开启的外门，且不设门斗和前室时；2）公共建筑和工业建筑，当生产和使用要求不允许降低室内温度时或经技术经济比较设置热空气幕合理时；3）室外冷空气侵入会引起采暖室内温度过低时；4）内部散湿量很大的公共建筑（游泳池等）的外门；5）设置空气调节系统的公共建筑主要出入口，不可能设置门斗时。3．空气幕设备空气幕可由空气处理设备、风机、风管系统及空气分布器组成。可将空气处理设备、风机、空气分布器三者组合起来而形成一种产品。第四节 辐射采暖系统一、辐射采暖分类当辐射表面温度小于 80℃时，称为低温辐射采暖。当辐射采暖温度为 80~200℃，称为中温辐射采暖。当辐射体表面温度高于 500℃时，称为高温辐射采暖。2013 年 4 月 18 日59自考 02446 建筑设备资料二、辐射采暖的热媒辐射采暖的热媒可用热水、蒸汽、空气、电和可燃气体或液体（如人工煤气、天然气、液化石油气等） 。根据所用热媒的不同，辐射采暖 可分为如下几种方式：低温热水式：热媒水温度低于 100℃（民用建筑的供水温度不大于 60℃） ；高温热水式：热媒水温度等于或高于 100℃；蒸汽式：热媒为高压或低压蒸汽；热风式：以加热后的空气作为热媒；电热式：以电热元件加热特定表面或直接发热；燃气式：通过燃烧可燃气体或液体经特制的辐射器发射红外线。低温辐射采暖（一）低温热水地板辐射采暖1．低温热水地板辐射采暖构造目前常用的低温热水地板辐射采暖是以低温热水（Q60℃）为加热热媒，加热盘管采用塑料管，预埋在地面不宜小于 30 mm 混凝土垫层内2.系统设置低温热水地板辐射采暖系统的构造形式与前述的分户热量计量系统基本相同，只是户内加设了分、集水器。（二）低温辐射电热膜采暖低温辐射电热膜采暖方式是以电热膜为发热体，大部分热量以辐射方式散入采暖区域。它是一种通电后能发热的半透明聚脂薄膜，由可导 电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的。电热膜工作时表面温度为 40~60℃，通常布置在顶棚上或地板 下或墙裙、墙壁内，同时配以独立的温控装置。（三）低温发热电缆采暖2013 年 4 月 18 日60自考 02446 建筑设备资料发热电缆是一种通电后发热的电缆，它由实芯电阻线（发热体） 、绝缘层、接地导线、金属屏蔽层及保护套构成。低温加热电缆采暖系统 是由可加热电缆和感应器、恒温器等组成，也属于低温辐射采暖，通常采用地板式，将发热电缆埋设于混凝土中，有直接供热及存储供热 等系统形式四、中温辐射采暖中温辐射采暖使用的散热设备，通常都是钢制辐射板。钢制辐射板按照长度不同可分为块状和带状两种类型。五、高温辐射采暖高温辐射采暖按其能源类型不同，分为电气红外线辐射和燃气红外线辐射采暖。第五节 采暖系统的散热设备一、散热器分类及其特性（一）铸铁散热器具有结构简单，防腐性好，使用寿命长以及热稳定性好的优点；但它的金属耗量大，金属热强度低，运输、组装工作量大，承压能力低， 不易用于高层，而在多层建筑热水及低压蒸汽采暖工程中广泛应用。常用的铸铁散热器有：四柱型、M-132 型、长方翼型、圆翼型等 。（二）钢制散热器由于钢制散热器存在易被腐蚀，使用寿命短等缺点，它的应用范围受到一定限制。但它具有制造工艺简单，外形美观，金属耗量小，重量 轻，运输、组装工作量少，承压能力高等特点，可应用于高层建筑采暖。钢制散热器的金属热强度较铸铁散热器的高，除钢制桩型散热器 外，钢制散热器的水容量较少，热稳定性差些。耐腐蚀性差，对采暖热媒水质要求高，非采暖期仍应充满水，而且不适于蒸汽采暖系统。 常用的钢制散热器有：柱式、板式、扁管型、串片式、光排管式等。（三）铝制及钢（铜）铝复合散热器一般铝制散热器采用铝及铝合金型材挤压成形，有柱翼型、管翼型、板翼型等形式，管柱与上下水道连接采用焊接或钢拉杆连接。以钢管、不锈钢管、铜管等为内芯，以铝合金翼片为散热元件的钢铝、铜铝复合散热器，结合了钢管、钢管高承压、耐腐蚀和铝合金外表 美观、散热效果好的优点，是住宅建筑理想的散热器替代产品。铝合金散热翼片与钢管、铜管的结合有两种工艺，一种是将熔化的铝合金 液体高压注入金属模内成形，成为压铸铝散热器；另一种是采用胀管技术使钢管或钢管与铝制型材翼片紧密结合。复合类散热器采用热水 为热媒，工作压力 1.0MPa。 2013 年 4 月 18 日 61自考 02446 建筑设备资料（四）全铜水道散热器指过水部件全为金属铜的散热器，耐腐蚀，适用任何水质热媒，导热性好、高效节能，强度好、承压高，不污染水质，加工容易，易做成 各种美观的形式。全铜水道散热器采用热水为热媒，工作压力 1.0MPa。（五）塑料散热器塑料散热器重量轻，节省金属，防腐性好，是有发展前途的一种散热器。塑料散热器的基本构造有竖式（水道竖直设置）和横式两大类。其单位散热面积的散热量约比同类型钢制散热器低 20%左右。（六）卫生间专用散热器目前市场上的卫生间专用散热器，种类繁多，除散热外，兼顾装饰及烘干毛巾等功能。材质有钢管、不锈钢管、铝合金管等多种。二、散热器的选择1．散热器的工作压力，应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关产品标准的规定；2．民用建筑宜采用外形美观，易于清扫的散热器；具有腐蚀性气体的工业建筑和相对湿度较大的房间（如卫生间、洗衣房、厨房等）应 采用耐腐蚀的散热器；放散粉尘或防尘要求高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器（如光排管散热器） ；3．热水采暖系统采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养；蒸汽采暖系统不 应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。三、散热器的布置（一）一般建筑布置散热器时应符合下列规定：1．散热器宜安装在外墙的窗台下，从散热器上升的对流热气流能阻止从玻璃窗下降的冷气流，使流经生活区和工作区的空气比较暖和舒 适。近几年经过测试，也可放在内门附近人流频繁之外，对流散热好的地方。当安装和布置管道困难时，散热器也可靠内墙布置2．双层门的外室及门斗不应设置散热器，以免冻裂影响整个采暖系统运行。在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、 支管供热，且不得装设调节阀或关断阀。3．被楼梯、扶梯、跑马廊等贯通的空间，形成了烟囱效应，散热器应尽量布置在底层；当散热器过多，底层无法布置时，可按比例分布 在下部各层。 2013 年 4 月 18 日62自考 02446 建筑设备资料4．散热器应尽量明装。但对内部装修要求高的房间和幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。暗装时装饰罩应有合理的气流通道，足够的 通道面积，并方便维修。（二）住宅建筑 分户计量的散热器选用与布置1．安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用铜铝或钢铝复合型、铝制或钢制内防腐型、钢管型等非铸铁类散热器；采用铸铁散热器时， 应选用内腔无粘砂型铸铁散热器。2．采用热分配表计量时，所选用的散热器应具备安装热分配表的条件。3．采用分户热源或采暖热媒水水质有保证时，可选用铝制或钢制管形、板形等各种散热器。4．散热器的布置应确保室内温度分布均匀，并应尽可能缩短户内管道的长度。5．散热器罩会影响散热器的散热量和恒温阀及配表的工作，安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应设在能反映正确房 间温度的位置。第六节 室内采暖系统的管路布置与主要设备及附件一、室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件（一）一般建筑室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件一般建筑室内热水采暖系统的主要设备及附件1.膨胀水箱2.热水采暖系统