1、第2章建筑內部給水系統的計算 2.5增壓和貯水設備水泵2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備水泵是給水系統中的主要升壓設備。 在建筑內部的給水系統中，一般采用離心式水泵，它具有結構簡單、體積小、效率高且流量和揚程在一定范圍內可以調整等優點。 選擇水泵應以節能為原則，使水泵在給水系統中大部分時間保持高效運行。1水泵2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備當采用設水泵.水箱的給水方式時，通常水泵直接向水箱輸水，水泵的出水量、揚程幾乎不變，選用離心式恒速水泵即可保持高效運行。 對于無水量調節設備的給水系統，在電源可靠的條件下，可選用裝有自動調速裝置的離心式水泵。 目前調速裝置主要采用變頻調速器。根

2、據相似定律水泵的流量、揚程和功率分別與其轉速的1次方、2次方和3次方成正比，所以調節水泵的轉速可改變水泵的流量、揚程和功率，使水泵變量供水時，保持高效運行。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備在水泵出水口或管網末端安裝壓力傳感器，將測定的壓力值H轉換成電信號輸入壓力控制器，與控制器內根據用戶需要設定的壓力值H1比較，當HH1時，控制器向調速器輸入降低轉速的控制信號，使水泵降低轉速，出水量減少；當HH1時，則向調速器輸入提高轉速的控制信號，使水泵轉速提高，出水量增加。 由于保持了水泵出水口或管網末端壓力恒定，在一定的流量變化范圍內，均能使水泵高效運行，節省電能。 其工作原理是：2.5增壓和

3、貯水設備2.5.1 增壓設備用水泵出口壓力或管網末端壓力控制水泵調速，節能效果不完全相同，前者不能反映水流通過給水管網時，管網阻力特性的變化，所以當用水低峰時，雖然由于轉速的改變水泵揚程能保持恒定不再升高，但最不利點配水處的水壓將高于其所需的流出水頭。而后者不僅能調節流量的變化，同時也能反映管網阻力特性的變化，使最不利點配水始終保持所需的流出水頭，節能效果優于前者。但其控制系統較前者復雜，且最不利點配水一般遠離泵房，信號傳遞系統安裝、檢查、維修不便，因此在實際工程中前者使用更為廣泛。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備2水泵只有在一定的轉速變化范圍內才能保持高效運行，故選用調速泵與恒速泵

4、組合供水方式可取得更好的效果。為避免在給水系統微量用水時，水泵工作效率降低，軸功率產生的機械熱能使水溫上升，導致水泵故障，可選用并聯配有小型加壓泵的小型氣壓水罐的變頻調速供水裝置。在微量用水時，變頻調速泵停止運行，利用氣壓罐中壓縮空氣的壓力向系統供水。2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備在水泵房面積較小的條件下，可采用結構緊湊，安裝管理方便的立式離心式水泵或管道泵。 水泵的流量、揚程應根據給水系統所需的流量、壓力確定。由流量、揚程查水泵性能表（或曲線）即可確定其型號。 在生活（生產）給水系統中，無水箱調節時，水泵出水量要滿足系統高峰用水要求，故不論是恒速泵還是調速泵其流量均應以系統的高峰用

5、水量即設計秒流量確定。 （1）流量 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備有水箱調節時，水泵流量可按最大時流量確定。若水箱容積較大，并且用水量均勻，則水泵流量也可按平均時流量確定。 消防水泵流量應以室內消防設計水量確定。生活、生產、消防共用調速水泵在消防時其流量除保證消防用水總量外，還應保證生活、生產用水量的要求。 根據水泵的用途及與室外給水管網連接的方式不同，其揚程可按以下不同公式計算。（2） 揚程 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備當水泵與室外給水管網直接連接時： 式中 Hb水泵揚程，kPa；H1引入管至最不利配水點位置高度所要求的靜水壓，kPa；H2水泵吸水管和出水管至最不利配水

6、點計算管路的總水頭損失，kPa；H3水流通過水表時的水頭損失，kPa；H4最不利配水點的流出水頭，kPa；H0室外給水管網所能提供的最小壓力，kPa。2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備根據以上計算選定水泵后，還應以室外給水管網的最大水壓校核水泵的工作效率和超壓情況，若室外給水管網出現最大壓力時，水泵揚程過大，為避免管道、附件損壞，應采取相應的保護措施，如采用揚程不同的多臺水泵并聯工作，或設水泵回流管、管網泄壓管等。 當水泵與室外給水管網間接連接，從貯水池（或水箱）抽水時：式中 H1貯水池最低水位至最不利配水點位置高度所計算的靜水壓，kPa。 其他符號意義同前。 2.5增壓和貯水設備2.5

7、.1 增壓設備水泵應選擇低噪聲、節能型水泵，水泵揚程可按計算揚程Hb乘以1.051.10后選泵。為保證安全供水，生活和消防水泵應設備用泵，生產用水泵可根據生產工藝要求設置備用泵。 （3）水泵的設置 水泵機組一般設置在水泵房內，泵房應遠離防振、防噪聲要求較高的房間，室內要有良好的通風、采光、防凍和排水措施。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備水泵的布置要便于起吊設備的操作，管道連接力求管線短，彎頭少，其間距要保證檢修時能拆卸、放置電機和泵體，并滿足維修要求，見圖2-4。圖2-4水泵機組的布置間距(m)2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備為操作安全，防止操作人員誤觸快速運轉中的泵軸，水泵

8、機組必須設高出地面不小于0.1m的基礎。當水泵基礎需在基坑時，則基坑四周應有高出地面不小于0.1m的防水欄。水泵啟閉盡可能采用自動控制，間接抽水時應優先采用自吸充水方式，以便水泵及時啟動。水泵宜采用自灌式充水。當因條件所限，不能采用自灌式啟泵而采用吸上式時，應有抽氣或灌水裝置（如真空泵、底閥、水射器等）。引水時間不超過下列規定：4kW以下的為3min，4kW的為5min。每臺水泵應設獨立的吸水管，以免相鄰水泵抽水時相互影響；2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備多臺水泵共用吸水管時，吸水總管伸入水池的引水管不宜少于兩條，每條引水管上均應設閘閥，當一條引水管發生故障時，其余引水管應滿足全部設計

9、流量。每臺水泵吸水管上要設閥門，出水管上要設閥門、止回閥和壓力表，并宜有防水錘措施，如采用緩閉止回閥、氣囊式水錘消除器等。 為減少水泵運轉時對周圍環境的影響，應對水泵進行減振處理。采取的減振措施應使水泵運行擾動頻率和固有頻率之比=f / f0大于2（一般以25為好）。這樣有較好的減振效率（8090%）和防止共振效果。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備(a) 臥式水泵減振方法水泵機組的減振主要由減振基座（惰性塊）、減振墊（減振器）及固定螺栓等組成，水泵減振安裝結構示意圖2-5。（b）立式水泵減振方法 圖2-5水泵減振安裝結構示意圖2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備常見的SD型橡膠減

10、振墊見圖2-6。在水泵吸水管、出水管中需要裝設可曲撓橡膠接頭，見圖1-23。圖2-6 SD型橡膠減振墊 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備 當水泵機組的基礎和管道采取減振措施時，管道支架也應采用彈性支架。彈性支架具有固定架設管道和減振雙重作用。常用的產品為彈簧式彈性吊架和橡膠墊式彈性吊架，彈簧式彈性吊架見圖2-7，橡膠墊式彈性吊架見圖2-8。圖2-7 彈簧式彈性吊架 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備1管卡；2吊架；3橡膠減振器；4鋼墊片；5螺母；6框架；7螺栓；8鋼筋混凝土板； 9預留洞填水泥砂漿 圖2-8 橡膠墊式彈性吊架 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備彈性吊架應布置

11、均勻，安裝間距可參考表2-18中的數據。 彈性吊架安裝間距表 表2-18 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備2. 氣壓給水設備 1）按氣壓給水設備輸水壓力穩定性，可分為變壓式和定壓式兩類。 氣壓給水設備升壓供水的理論依據是根據波義耳馬略特定律，即在定溫條件下，一定質量氣體的絕對壓力和它所占的體積成反比。它利用密閉罐中壓縮空氣的壓力變化，調節和壓送水量，在給水系統中主要起增壓和水量調節作用。（1） 分類和組成2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備補氣罐氣壓給水設備2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備變壓式氣壓給水設備在向給水系統輸水過程中，水壓處于變化狀態，如圖2-9。 單罐變壓式氣

12、壓給水設備動畫定壓式氣壓給水設備在向給水系統輸水過程中，水壓相對穩定，如圖2-10。 目前常見的做法是在氣、水同罐的單罐變壓式氣壓給水設備的供水管上，安裝壓力調節閥，將閥出口水壓控制在要求范圍內，使供水壓力相對穩定。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備圖2-10 定壓式氣壓給水設備也可在氣、水分罐的雙罐變壓式氣壓給水設備的壓縮空氣連通管上安裝壓力調節閥，將閥出口氣壓控制在要求范圍內，以使供水壓力穩定。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備2）按氣壓給水設備罐內氣、水接觸方式，可分為補氣式和隔膜式兩類。補氣式氣壓給水設備在氣壓水罐中氣、水直接接觸，如圖2-11、圖2-12。.設備運行過

13、程中，部分氣體溶于水中，隨著氣量的減少，罐內壓力下降，不能滿足設計需要，為保證給水系統的設計工況，需設補氣調壓裝置。泄空補氣法演示動畫 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備空氣壓縮機圖2-11 設補氣罐的補氣方法 圖2-12 電磁閥排氣 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備隔膜式氣壓給水設備在氣壓水罐中設置彈性橡膠隔膜將氣、水分離；.不但水質不易污染，氣體也不會溶入水中，故不需設補氣調壓裝置。橡膠隔膜主要有帽形、囊形兩類，囊形隔膜又有球、梨、斗、筒、折、膽囊之分，兩類隔膜均固定在罐體法蘭盤上，分別見圖2-13（a）、（b），囊形隔膜可縮小氣壓水罐固定隔膜的法蘭，氣密性好，調節容積大，且

14、隔膜受力合理。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備隔膜式氣壓水罐演示動畫 各類氣壓給水設備均由水泵機組、氣壓水罐、電控系統、管路系統等部分組成，除此之外，補氣和隔膜式氣壓給水設備分別附有補氣調壓裝置和隔膜。2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備氣壓給水設備的優點是：靈活性大，設置位置不受限制，便于隱蔽，安裝、拆卸都很方便。成套設備均在工廠生產，現場集中組裝，占地面積小，工期短，土建費用低。實現了自動化操作便于維護管理。氣壓水罐為密閉罐，不但水質不易污染，同時還有助于消除給水系統中水錘的影響。 1）氣壓給水設備的特點（2） 適用范圍及設置要求2.5

15、增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備其缺點是：調節容積小，貯水量少，一般調節水量僅占總容積的20%30%，壓力容器制造加工難度大。 變壓式氣壓給水設備供水壓力變化較大，對給水附件的壽命有一定的影響。 氣壓給水設備的耗電量較大。為了減少電耗，可采用幾臺小流量水泵并聯運行的節能型氣壓給水設備，如圖2-14。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備根據氣壓給水設備的特點，它適用于有升壓要求，但又不適宜設置水塔或高位水箱的小區或建筑內的給水系統，如地震區、人防工程或屋頂立面有特殊要求等建筑的給水系統；小型、簡易和臨時性給水系統和消防給水系統等。 2）適用范圍2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備氣壓

16、給水罐宜布置在室內，如設在室外，應有防雨、防曬及防潮設施，并有在寒冷季節不致凍結的技術措施。當設于泵房內時，除應符合泵房的要求外，還應符合氣壓給水設備對環境溫度、空氣相對濕度、通風換氣次數和設備安裝檢修等有關要求。 3）設置要求氣壓給水罐的布置應滿足下列要求：罐頂至建筑結構最低梁底距離不宜小于1.0m；罐與罐之間及罐與墻面之間的凈距不宜小于0.7m；罐體應置于混凝土底座上，底座應高出地面2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備不小于0.1m，整體組裝式氣壓給水設備采用金屬框架支承時，可不設設備基礎。供生活用水的各類氣壓給水設備均應有水質防護措施，隔膜應用無毒橡膠制作，氣壓水罐和補氣罐內應涂無毒

17、防腐涂料，補氣罐或用作補氣的空氣壓縮機的進氣口都要設空氣過濾裝置，并應采用無油潤滑型空氣壓縮機，以防油對給水系統的污染。 為保證安全供水，氣壓給水設備要有可靠的電源，并應裝設安全閥、壓力表、泄水管和密閉人孔，安全閥也可裝在靠近 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備氣壓給水設備進出水管的管路上。為防止停電時水位下降，罐內氣體隨水流進入管道流失，補氣式氣壓水罐進水管上要裝止氣閥，進氣管上裝設止水閥。 （3） 選擇計算 選擇氣壓給水設備，主要包括2項內容： 確定氣壓水罐總容積；確定配套水泵的流量、揚程，由此查水泵樣本選定其型號。 2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備根據波義耳馬略特定律，由圖

18、2-15可得： 1）氣壓水罐的總容積 推導可得：又圖2- 15 氣壓水罐容積計算示意圖2.5增壓和貯水設備2.5.1 增壓設備 雙罐定壓式氣壓給水設備其水泵揚程和流量則應以不小于給水系統所需壓力和設計秒流量來確定。變壓式和單罐定壓式氣壓給水設備的水泵向氣壓水罐輸水時，其出水壓力在氣壓水罐的最小工作壓力P1和最大工作壓力P2間變化，為盡量提高水泵的平均工作效率，應選擇流量揚程特性曲線較陡，且特性曲線高效區較寬的水泵。一般以罐內平均壓力H =（P1+P2）/2的工況為依據確定水泵揚程，此時水泵流量應不小于1.2Qh流量。 2）水泵的流量和揚程2.5增壓和貯水設備 貯水池是貯存和調節水量的構筑物，其

19、有效容積應根據生活（生產）調節水量、消防貯備水量和生產事故備用水量確定，可按下式計算： 2.5.2 貯水設備1. 貯水池2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 消防貯備水量應根據消防要求，以火災延續時間內，所需消防用水總量計。式中 V 貯水池有效容積，m3；Qb水泵出水量，m3/h；Qj水池進水量，m3/h；Tb水泵最長連續運行時間，h；Tt水泵運行的間隔時間，h；Vf消防貯備水量，m3；Vs生產事故備用水量，m3。 2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 當資料不足時，生活（生產）調節水量(QbQj)Tb可以不小于建筑最高日用水量的20%25%計，居住小區的調節水量可以不小于建筑最高日用

20、水量的15%20%計。 生產事故備用水量應根據用戶安全供水要求，中斷供水后果和城市給水管網可能停水等因素確定。 若貯水池僅起調節水量作用，則貯水池有效容積不計Vf和Vs。 貯水池應設 進、出水管、溢流管、泄水管和水位信號裝置， 2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 僅貯備消防水量的水池，可兼作水景或人工游泳池的水源，但后者應采取凈水措施。 溢流管管徑宜比進水管管徑大1級，泄空管管徑應按水池（箱）泄空時間和泄水受體的排泄能力確定，一般可按2h內將池內存水全部泄空進行計算，但最小不得小于100mm。頂部應設有人孔，一般宜為8001000mm。 其布置位置及配管設置均應滿足水質防護要求。 2.5

21、增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 非飲用水與消防水共用一個貯水池應有消防水量平時不被動用的措施。 消防水平時不被動用的措施：動畫演示單擊鼠標播放 措施一: 在生產、生活水泵吸水管上開小孔形成虹吸出流。動畫演示單擊鼠標播放2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 措施二：在貯水池中設溢流墻，生活、生產用水經消防用水貯存部分出流。2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 貯水池一般宜分成容積基本相等的兩格，以便清洗、檢修時不中斷供水。 貯水池的設置高度應利于水泵自吸抽水，且宜設深度1m的集水坑，以保證其有效容積和水泵的正常運行。 當室外給水管網能滿足建筑內所需水量，無調節要求的給水系統，可設置僅

22、滿足水泵吸水要求的吸水井。 2. 吸水井2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 吸水井的有效容積應大于最大1臺水泵3min的出水量，且滿足吸水管的布置、安裝、檢修和防止水深過淺水泵進氣等圖2-16 吸水管在吸水井中布置的最小尺寸 正常工作要求，其最小尺寸要求見圖2-16。2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 制作材料有鋼板包括：普通、搪瓷、鍍鋅、復合和不銹鋼板等；鋼筋混凝土；塑料和玻璃鋼等。 根據水箱的用途不同，有高位水箱、減壓水箱、沖洗水箱、斷流水箱等多種類別。 其形狀通常為圓形或矩形，特殊情況下也可設計成任意形狀。 3. 水箱2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 水箱的配管、附件

23、如圖2-17所示。 以下主要介紹在給水系統中使用較為廣泛的起到保證水壓和貯存、調節水量的高位水箱。 （1） 水箱的配管、附件及設置要求 圖2- 17 水箱配管、附件示意圖 高位水箱作用：保證水壓和貯存、調節水量。2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 利用外網壓力直接進水的水箱進水管上應裝設與進水管徑相同的自動水位控制閥（包括杠桿式浮球閥和液壓式水位控制閥），并不得少于兩個。 兩個進水管口標高應一致，當水箱采用水泵加壓進水時，進水管不得設置自動水位控制閥，應設置由水箱水位控制水泵開、停的裝置。 進水管入口距箱蓋的距離應滿足杠桿式浮球閥或液壓式水位控制閥的安裝要求，一般進水管中心距水箱頂應有1

24、50200mm的距離。1）進水管2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 出水管從水箱側壁接出時，其管底至箱底距離應大于50mm，若從箱底接出其管頂入水口距箱底的距離也應大于50mm，以防沉淀物進入配水管網。 出水管上應設閥門以利檢修。2）出水管 當水箱由水泵供水并采用自動控制水泵啟閉的裝置時，可不設水位控制閥。進水管徑可按水泵出水量或管網設計秒流量計算確定。2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備圖2-18 水箱進、出水管合用示意圖 為防短流進、出水管宜分設在水箱兩側，若合用一根管道，則應在出水管上增設阻力較小的止回閥，如圖2-18所示，其標高應低于水箱最低水位1.0m以上，以保證止回閥開啟

25、所需的壓力。出水管徑應按管網設計秒流量計算確定。2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備 溢流管口應在水箱設計最高水位以上50mm處，管徑按排泄水箱最大入流量確定，一般應比進水管大1級。溢流管宜采用水平喇叭口集水，喇叭口下的垂直管段不宜小于4倍溢流管管徑。溢流管上不允許設閥門。 3）溢流管2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備泄水管從箱底接出，用以檢修或清洗時泄水。管上應設閥門，管徑不得小于50mm，閥門后的管道可與溢流管相連后用同一根管道排水。4）泄水管 供生活飲用水的水箱，貯水量較大時，宜在箱蓋上設通氣管，以使水箱內空氣流通，其管徑一般宜為100mm150mm，管口應朝下并設網罩。5）通

26、氣管2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備是反映水位控制閥失靈報警的裝置。可在溢流管口下10mm處設水位信號管，直通值班室的洗滌盆等處，其管徑1520mm即可。 6）水位信號裝置水箱一般應在側壁安裝玻璃液位計，并應有傳送到監控中心的水位指示儀表。若水箱液位與水泵聯動，則可在水箱側壁或頂蓋上安裝液位繼電器或信號器，采用自動水位報警裝置。 2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備水箱一般設置在凈高不低于2.2m，采光通風良好的水箱間內，其安裝間距見表2-19。水箱之間及水箱與建筑結構之間的最小距離（m） 表2-19 2.5增壓和貯水設備2.5.2 貯水設備大型公共建筑中高層建筑為避免因水箱清洗、檢修時停水，高位水箱容量超過50m，宜分成兩格或分設兩個。水箱底距地面宜不小于800mm