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小蟠桃儿
首页 > 期刊论文 > 给水管道新工艺应用的研究论文

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justjoshua

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要:近些年来,建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做一简要论述。关键词:建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管1.塑料管塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,润滑剂,着色剂,紫外线吸收剂,改性剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:(1).化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好。(2).导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好。(3).水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小。(4).相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易。(5).可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。其主要缺点:(1).力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高。(2).阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾。(3).热膨胀系数大,伸缩补偿必须十分强调。所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。1.1 塑料管性能1.1.1 物理性能:塑料管的物理性能和铝塑复合管,钢管,铜管比较见表1:表1物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 1.50 0.95 0.95 0.90 0.93 1.02 7.85 8.89 导热系数 w/mk 0.16 0.48 0.40 0.24 0.22 0.26 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 0.07 0.22 0.15 0.16 0.13 0.11 0.012 0.018 弹性模量 MPa 3000 600 600 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:(1).PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”,明装较好。反之,PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。(2).塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U,PE,ABS仅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。(3).塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口,伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE,PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视,并采取相应技术措施,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。(4).由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。1.1.2 承压性能:承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。 各种管材的承压性能见表2表2管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 1.6 42/h De≤90,4.2PNDe>90,3.36PN PEX 1.0/95℃1.6/常温 1.22.5 3.55.6 ABS 1.0 3.8/h 4~8 PB 1.6~2.5/冷水1.0/热水 PP-RPP-C 2.0/常温0.6/75℃ 20℃,11h,16MPa80℃,48h,4.8MPa80℃,170h,4.2MPa HDPE 1.0/热水1.6/冷水1.1.3 卫生性能:理化卫生指标。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。1.2 给水塑料管的应用结构形式单一,材料品种众多且性能各异.常用给水塑料管的特点列表如下:表3品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强,易于粘合,价廉,质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出,不适用于热水输送;接头粘合技术要求高,固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好,较好的疲劳强度,耐温度性能较好;质轻,可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力;机械连接,连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好,抗蠕变性能好 只能用金属件连接;不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好,良好的抗拉、压强度,耐冲击,低蠕变,高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料,依赖进口,价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下,管壁最厚 热熔合 ABS 强度大,耐冲击 耐紫外线差,粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。1.3 排水塑料管的应用材质单一:硬聚氯乙烯结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。其存在的一些问题:(1).热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决。(2).刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决。(3).耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决。(4).阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。(5)抗机械冲击性差,需强化施工技术,精心施工来解决。(6)隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的;降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。相同条件下,不同结构形式的排水塑料管,其噪声测定结果:普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用,但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。[next] 2.金属管2.1 镀锌钢管镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。2.2 铜管金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。2.3 铸铁管给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点,适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材,60年代开始进入国际市场,经过几十年的推广和应用,这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点,是一种更新换代产品,但由于这种管材及配件价格相对较贵,所以在国内一直未能得到普及推广。2.4 其它:不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。3.复合管:复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料,内衬以环氧树脂和水泥为主, 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好;也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管,它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢,保证水质;也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。根据金属的材料可分为:(1).钢塑复合管(2).不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管(3).塑覆铜管(4).铝塑复合管,交联铝塑复合管(5)衬塑铝合金管应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为:(1).两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2).两种材质热膨胀系数相差较大,如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈,容易脱开,而导致质量下降。复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。由于复合管尚属新型管材,我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工,故在此不作一一赘述。

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suiningxiaohh

2)多年来我国《建筑给水排水设计规范》中的给水设计秒流量计算公式一直沿袭平方根法,计算某些建筑物时计算数值偏大,存在明显缺陷和不足。如我们按照目前美、俄等国在计算给水设计秒流量时采用的概率法计算,又因中国人的生活习惯、饮食结构不同,其计算结果也不合理、不科学。因此,目前国内科研工作者对现行的给水设计秒流量计算公式提出了多种修改、修正式,以弥补原计算公式的欠缺和不足。这些新的修正式,结合实践试算,其结果比原计算公式接近用水的实际工况,宏观上步入了概率的计算方法,但现尚缺乏概率法涉及的计算参数,如高峰期用水定额、高峰期时段历时、用水保证率、传统生活习惯和饮食结构等诸多影响计算式结果的因素,所以采用符合国情的概率法计算给水设计秒流量的工作尚需作大量的调查、统计和科研工作。� 2 开展建筑给水水质保障技术研究� (1)提高了生活饮用水水质标准。随着国家经济实力地增长,卫生部修改了1985年制定的GB5749-85《生活饮用水标准》。修改后标准的相关指标比原水质标准有了较大的提高,如浊度由3 NTU提高到1 NTU;新增了一个对水中总有机物量的限值指标——耗氧量(以CODmn表示),限值为3 mg/L。“标准”提高了,意谓原水处理程度提高、资金投入增加,涉及面较多,需协调处较多。目前,该标准是卫生部发布的。据说,对“标准”规定的水质指标及其带来的各种问题,各部委之间认识还不统一。� (2)为了与各种瓶装商品水,各种功能水区别,同时也从国情出发,建设部制定了CJ94-1999《饮用净水水质标准》行业标准并已于2000年3月1日起实施。一段时期以来,各种水商品充斥市场。喝什么水好,什么水有益于人体健康?众说纷纭,莫衷一是。相信《饮用净水水质标准》的颁布与实施将有利于居高和生活饮用水管道分质供水工程的正常发展。由中国建筑设计院、清华大学等5个单位承担的建设部《建筑及居住小区优质饮用水供应技术》科研课题已经完成,除上述水质标准成果外,在净化工艺及净水机开发、自动控制、系统设计秒流量公式推导及系统设置、管材、管件等方面均取得了突出成果。� (3)国家科委、建设部设立“建筑(居住)区内水质状况调查分析及水质污染途径”的研究课题,并且取得了积极成果。根据污染途径的研究,采用如下防止生活饮用水二次污染的具体措施,是课题成果之一。� ①淘汰钢筋混凝土和钢板水箱。推荐使用FRP水箱、搪瓷钢板水箱、不锈钢水箱及复合钢板水箱。目前市场上又出现自动开闭水箱、充气密闭水箱等新型卫生水箱。� ②为减少二次污染途径,推荐采用变频调速供水系统,取消传统高位水箱。� ③如条件允许,推荐直接从市政干管吸水,采用变频调速供水系统,取消贮水池,不仅充分利用了市政供水压力,还消除了水的二次污染源。� ④推荐选用水质保障设备,如除氟、除铁、除锰设备;推荐选用多种饮用净水设备,如臭氧、活性炭、微滤、超滤纳滤及KDF活性炭、陶瓷过滤等终端处理设备。� ⑤推荐选用多种防二次污染的消毒设备,如臭氧、二氧化氯、次氯酸钠及紫外线等处理设备。� ⑥推荐选用防水质污染的新型给水管道(详见本论文3)、管道附件如倒流防止器等。� 3 积极开展新型管材、管件研究和推广� 建筑住宅内给水管道采用传统的镀锌钢管已有近百年的历史,镀锌钢管对中国自来水行业的发展作出了突出贡献。但随着经济的迅猛发展,人们的生活质量不断提高,对自来水的水质要求也日趋提高。人们对自来水的“红水”、“黑水”等现象反映强烈。导致管网水质恶化的主要原因是建筑物内给水管道的锈蚀严重。冷镀锌钢管一般使用寿命不到la就锈蚀,铁腥味严重。从个别用户水龙头的水样分析化验中得知,细菌总数、大肠菌群严重超标,居民纷纷向政府部门投诉,造成一种社会问题。� 20世纪80年代以前,建筑(住宅)内排水管道主要采用手工砂模承插排水铸铁管,该管材生产方法劳动强度大,生产效率低,产品质量差,影响周边环境质量,也是急待治理的社会问题。 鉴于上述情况,建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局和国家化学建材局于1999年12月联合颁布了“建住房〔1999〕295号”文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》,文中规定:自2000年6月1日起,在城镇新建住宅中,淘汰砂模铸造排水管用于室内排水管道,推广应用硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料排水管和符合《排水用柔性接口铸铁管及管件》(GB/T12772-1999)的柔性接口机制铸铁排水管;禁止使用冷镀锌钢管用于室内给水管道,并根据当地实际情况逐步限时淘汰热浸镀锌钢管,推广应用铝塑复合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚聚丙烯(PP-R)管等新型管材。伴随这一政策的出台,市场上也涌现出多种管材,如薄壁铜管、薄壁不锈钢管、PVC-U、CPVC、PE、HDPE、PE-X、PAP、PP-H、PP-B、PP-R、PB、ABS、FRP、各种钢塑复合管及柔性排水铸铁管等。各种管材群雄割据、并驾齐驱。与新型管材配套的管接头,品种繁多、结构和选材各异,各厂家质量参差不齐。各种新型管材和管件虽有良好的发展机遇,但在市场经济条件下,他们能否保持强大的生命力将由建材市场检验。4 积极推广节水节能技术� 水资源匮乏已成为制约我国经济发展的瓶颈。节约能源是我国的国策。在建筑给水排水中,节能节水技术得到了较大的推广与突破。� (1)水资源匮乏地区加强污水资源化和提高水的复用率。中水按回用对象及水质要求,其处理工艺已由传统的二级生化法,发展到三级处理(即增加了过滤和消毒),对要求高的复用水水质,如作为饮用水水源和补充水,可采用高级深度处理工艺,如微滤、反渗透等处理方法;雨水截留、利用技术和建设生态小区,利用湿地处理雨水和生活污水的研究已到工程应用 阶段。� (2)淘汰了升降式铸铁水嘴,推荐采用陶瓷片密封水嘴,推荐公共场所采用感应式或延时自闭式水嘴。� (3)淘汰了9L以上冲洗水箱,推荐采用6L的冲洗水箱。开发了多种节水型卫生洁具和配件,如无冲洗水箱的喷射式便器。� (4)各种高精度的干、湿式水表、IC卡水表、远传水表及用于饮用净水系统,精度达1L/h的远传干式水表等均已问世,且一定要安装分户水表计量考核,既方便了居住区物业管理和居民生活,也杜绝了水资源的浪费。� (5)各种循环冷却水系统的研究成果广泛应用在空调系统中,如射流式冷却塔和喷雾式冷却塔的开发;各种水质稳定剂的研究及系统的智能化控制等也取得较好的进展。� (6)利用海水冲厕。� (7)供水压力应减压至0.3~0.35MPa。� (8)建筑热水系统中对各种热(能)源的开发取得了显著成效。加强余热利用,推荐使用电源。地热和太阳能研究成果已用于工程中。目前,我国已成为全世界太阳能热水器年销售量第一的国家。各种新型间接加热设备已广泛用于集中热水供应系统,如汽——水、水——水换热的浮动盘管式或波节管式半容积和半即热式及板式水加热器及燃油燃气热水机组等。� (9)热水系统水泵、阀门、配套附件等产品开发均取得较大进展,如,平均无故障工作时间达8000h热水泵的问世、各种高灵敏度的温控阀的研制成功等。� (10)从节水、节电、节地角度,开展建筑热水系统模式研究,如干管、支管循环,电伴热热水供应系统研究均取得了一定成果。同时探讨合适的热水供应温度,既能缓解结垢和腐蚀、节能节水,同时又能抑制热水中军团菌等的滋生。 5 建筑给水、建筑热水设备技术热点简介� (1)供水设备:� ①微处理器,实现电机软启动、软制动、节能;� ②变频器自带PLC;� ③直接自市政供水干管吸水、无吸程、无负压、节能;� ④射流泵辅助变频调速供水、节能;� ⑤带有触摸屏的可视化控制;DCS控制系统;� ⑥美观、一体化、、不锈钢化;� ⑦水箱密闭、自动呼吸;� ⑧符合GB/T17219;� ⑨各种优质水处理机组。� (2)热水设备:� ①浮动盘管换热器改进型,如单元组合式、一壳多管式换热器,换热量大,占地面积小; ②波节管、波纹管换热器,传热系数大;� ③当热媒不回收时,直混式换热器,换热效率高;� ④地热技术;� ⑤太阳热水器及其辅助设备;� ⑥管壳式、半即热式、半容积式、容积式及板式换热器共荣共存、分别适应不同工况。 ⑦温度控制阀,精度、价格;� ⑧换热设备的检修、传热元件的振动、磨损脱焊和积垢;� ⑨对半即热式换热器是否设有温度、压力双控制的安全措施。� 6 美化环境、隔振降噪� 治理、保护和美化环境,维持生态平衡是可持续发展的关键。� (1)作为城市景观的重要标志——大型多功能喷泉,如彩色音乐喷泉、激光水幕电影、趣味游戏旱泉等等,在全国各大城市涌现,她集中了水工艺、建筑、动画、声光、机械、自控等多种学科的先进技术。水景喷泉技术的发展对丰富人民文化生活、创造优美生活环境作出了重大贡献。� (2)城市绿地、花园草坪的喷洒工艺出现多种形式喷头,并可通过GPS自动定位和PLC自动控制。� (3)水泵、管道隔振降噪技术已有成熟的工程经验。� (4)为克服塑料排水管噪声大的缺憾,开发出许多新产品,如PE静音排水管、芯层发泡管、螺旋形芯层发泡排水管等,不仅可作单立管排水增大排水流量,同时也可以大幅度降噪。� 7 建筑消防技术方面应用的动态� (1)在消火栓仍作为建筑物消防的主要手段前提下,加强了自动喷淋灭火的力度,为其向消防主体过渡打下了基础。自动喷水灭火系统,是当今世界上公认的最有效的自救灭火设施,是应用最广泛的自动灭火系统。原GBJ84-85《自动喷水灭火系统设计规范》自1985年颁布执行以来,对指导系统的设计,发挥了良好的作用。但随着新技术新情况和新问题不断涌现,公安部会同有关部门修编了该规范,并自2001年7月1日起施行。新规范编号为GB50084-2001。该规范的问世对我国自救式消防技术的充实与完善是一重大进步。� (2)消防泵有了行业标准,规范了消防泵生产。切线泵以其恒压变流量特性引起业内人士极大关注。� (3)《建规》、《高规》、《建筑内部装修设计防火规范》和《人民防空工程设计防火规范》进行了局部修订。为了不断总结经验教训,遏制公众聚集场所,特别是公共娱乐场所和地下商场火灾事故的发生,保护人身财产安全,公安部经商建设部同意对上述四项国家标准进行了局部修订。自2001年5月1日起施行。此次局部修订的条文内容均为强制性条文。� (4)自从国家要求限制和逐步淘汰卤代烷灭火剂、灭火器和灭火系统以来,究竟用哪一种替代物取代卤代烷,至今国家未给出明确技术法规,相关的“气体灭火设计、施工及验收规范”尚未出台。但研究工作,试点工作,在各地方消防部门的积极支持下,已取得了一定的成果,并已应用到工程中。� 8 大屋面雨水排除技术的重大进步� 屋面雨水排除,特别是对大面积车间、厂房屋面雨水排除,经技术经济比较后认为采用内排水时,按传统的重力法计算方法,宜采用单头排水,如采用多斗时,最多不能超过4个。按该计算要求,既使对缺雨的北方大屋面雨水排除,也要有多条雨水悬吊管和立管,除要消耗大量金属管材外,对车间、厂房设备的布置和生产均有较大影响。目前,在中外合资大跨度机库、大剧场、大车间屋面雨水设计中,采用了压力式(虹吸式)雨水斗,采用压力法计算方法,结束了单斗排水或最多4斗排水系统,摒弃了传统的重力法计算方法,使大面积屋面雨水内排水的悬吊管不受雨水斗数量限制,不受坡度限制。压力式(虹吸式)雨水斗的出现和压力法的计算方法的采用,是一重大的技术进步。� 9 积极开展技术和产品的规范、标准、标准图的制定、宣传和执行工作� (1)宣传、学习、贯彻执行有关强制性规范、标准,对工程质量的保障起了重大作用。 (2)《建筑给水排水设计规范》、《游泳池设计规范》、《中水设计规范》、《给水排水制图标准》等国家和行业规范正在修编。� (3)按照“多出、快出、出好”的要求,各种给水排水设备产品的行业标准,如PP-R管、PE管、PAP管、薄壁不锈钢管、径向加筋PVC-U排水管、倒流防止器及地漏等标准及其设计、施工验收规范将陆续颁发执行。� (4)在建设部成立了全国工程建设标准设计领导小组,下设给水排水标准设计委员会、组织编(修)各种国家标准图,提高工程质量和设计效率。 建筑给排水技术是水工业中的一个重要分支,她的发展是与社会进步、国力增强密切相关的。建筑业,尤其是住宅产业的发展,是拉动国民经济新的增长点的支柱产业之一,申奥成功、加入WTO、2008年在北京主办奥运会,为建筑给排水技术的发展提供了绝好的机遇和广阔的市场。我们坚信21世纪是高新科技发展的世纪,是贯彻以人为本、注重环保的世纪,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,建筑给排水技术这支奇葩将会绽放得更加绚丽多彩。

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yuyanyanbobo

随着我国现代建筑技术的不断发展,人们对于建筑给排水工程方面也提出了越来越高的的要求。下文是我为大家整理的关于建筑给排水工程论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅谈高层建筑给排水工程设计

摘要:对高层建筑给水系统设计,排水系统设计、室内消防和热水系统设计进行了详细介绍,总结出目前高层建筑给排水存在的问题,并探讨了给排水节水措施,以确保水资源的合理利用。

关键词:建筑给排水;高层建筑;设计;节水措施

1、高层建筑给排水工程设计方法

高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比,基本的理论和计算方法是一致的,但因高层建筑层数多,高度大,结构复杂。近年来建筑给水工程设计方法得到改进。

例:给一个高层建筑为15层的楼房设计给排水:

住宅楼为框架结构,共15层,层高2.9m,室外给水管网位于建筑物的北侧,距离外墙为10m,接管点埋深1.6m,管径400mm,管材为球墨给水铸铁管,常年提供0.3MPa的水头;室内粪便污水需要经过化粪池处理方可排入市政管网,室外排水管网位于建筑物的南侧,埋深2m,管径600mm,管材为聚乙烯双壁波纹排水塑料管。

1.1设计参数

生活用水定额:qd=150L/(人.d);最大小时生活用水量:Qh=4.92m?/h;最高日用水量:Qd=47.25m?/d;小时变化系数:kh=2.5;每户人口:m=3.5人;共90户;室内消防用水量:10L/s;消防水箱水量为火灾前10min的水量6m?;贮水池内的消防水量:按火灾延续2h的水量计;雨水重现期:2年。

1.2设计内容

1.2.1给水系统设计

管道采用钢塑复合管(内衬塑外镀锌)螺纹连接,进行干管安装、立管安装、支管安装,管道安装完毕需进行水压试验,压力设在1.0MPa,并对安装好的管道做好防腐和保温工作,冲洗管道对其进行管道通水试验。

根据《建筑给排水设计手册》上卫生器具的最大静水压力不得超过0.35MPa,因此高层建筑给水系统必须分区。设计任务书给定了市政给水管网提供常年的水压为0.3MPa。根据给水最小所需压力估算方法:第1层0.10MPa,第2层0.12MPa,2层以上增加1层,压力需增加0.04MPa。得0.30MPa的压力能直接供到第6层还多0.02MPa。所以1层~6层为一个区,上面7层~15层为一个区,总共就两个区。1层~6层用市政管网直接供水,其中底层和2层~6层单独设立管。

考虑到此设计对象是15层的高层建筑。市政管网提供的压力不能全部直接供水,所以必须对生活用水进行提升或加压。高层建筑设计一般都使用高位水箱供水,供水压力比较稳定,此设计也使用高位水箱;又因此设计面向高层民用住宅楼,通过查看平面图纸,根据建筑物的布置情况和楼层的承载力情况及水箱本身占用大量的建筑面积,即在楼层中间没有建筑面积可允许安置水箱,串联供水不可实现,因此高区的供水应在地面用泵抽升到高区水箱。

方案(一)与方案(二)相比管材使用量、工程投资相对较少,但它对减压阀的质量要求相对较高,一旦减压阀受损或使用性能降低,低区的静水压力会迅速增加,影响卫生器具的使用。方案(二)采用低区市政管网直接供水,消除了通过依赖减压阀降低静水压力来减少低区供水的现象。基于工程质量和供水水质及水压的可靠性,最终选择方案(二)

1.2.2排水系统设计

室内排水系统为污水、废水合流系统,地上部分直接排出室外,地下部分分段设置集水坑把地下室污水、废水汇集于坑内,利用潜水泵由集水坑自动控制将其提升至室外。为了保护存水弯水封性能,保持排水系统内的空气压力与大气压取得平衡,使排水管内排水畅通,向排水管内通入新鲜的空气,保持管内的换气,防范因室外管道系统积聚起来的有害气体而伤害到养护人员、引发火灾和腐蚀管道等隐患,还应减少排水系统的噪声,在排水系统中设置通气管。

1.2.3室内消防工程

室内消火栓给水系统有:分区、不分区两种方式。消火栓的静水压力超过0.80MPa时就需要分区供水,而本设计是15层的小高层,高度不超过50m,静水压力小于0.80MPa,可以不分区。同时本设计的建筑是15层小高层民用住宅楼,造成火灾的隐患少,人员疏散也快,扑救难度不大,高压消防给水无须设置常年的。设置专用的消防泵,从贮水池内抽取消防水,可用生活给水箱在火灾发生初期10min提前给水,并设置止回阀,既消除了消防水箱对楼层负荷,又可减少工程投资。此设计是15层小高层,层高2.9m,总楼高不超过45m,根据建筑给排水设计手册!规定消防栓的最大静水压力不超过0.8MPa,此设计无须分区消防供水,可利用消防泵直接供水满足条件。

1.2.4室内热水工程

应根据建筑物的用途、热源的供给情况、热水用量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较来确定何种热水供应方式。热水供水方式有如下几类。按供应范围不同有:集中供热、局部供热、区域供热。

2、目前建筑给排水存在的问题

2.1控制超压出流产生的水量浪费

生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题,而这是常常被忽视的。卫生器具的额定流量少于单位时间内的出水量,影响给水系统正常分配水的流量。如不采取减压节流措施,将造成水资源浪费、水压过高、漏水量增加等弊病,同时易产生水击、噪声和振动,致使管件损坏和破裂。这些水量的浪费不容忽视。

2.2管道和阀门的损坏

我们可看到的路边给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处向外冒水,而我们看不见的地下更不知有多少漏水处。管道受损及腐蚀,阀门不严等问题导致大量水流失。

2.3热水系统浪费水量巨大

建筑热水供应已成为建筑给水的重要部分,由于设计不当,其浪费已非常严重,造成一定损失。所以给水系统供水应保证冷热水压力均衡,采用循环系统以确保每户开龙头就有热水,降低水量浪费。

3、我国建筑给排水节水措施

3.1提高用水效率

1)严格执行生活用水量定额标准,饮用水、生活用水、景观用水、绿化用水按各个水质要求分别供给。

2)采用节水系统,如节水的卫生器具,利用限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等。

3)选择一个可再生能源,如风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、生物能等非化石能源用于建筑的热水供应。对于不同的场合采用不同的热源形式。

3.2雨水的利用

利用雨水收集系统再循环得到符合标准的水质进行绿化浇灌,处理后的雨水还可用于冲洗厕所,这不仅可减少用水量还可减轻污染。提高地基的保水能力,合理规划雨水流经途径,引入雨水沉淀池再利用。

3.3污水排放和二次利用

建筑中水系统是典型的资源可持续利用装置,将建筑物产生的污水、废水加以收集并对其处理,在节省资源和保护环境的基础上对生活污水和废水的重复利用。

3.4节水指标

节水指标有三类:

1)雨洪水利用率:常年降雨量除以使用或收集量;

2)水使用率:正常使用量除以使用量;

3)循环量:一次性用量乘以循环次数。

4、结语

在给排水设计时,我们应正确合理的选择系统和方案,以达到节水节能的目的,确保水资源的合理利用。

参考文献:

[1]孙志魁.我国绿色建筑给排水节能新技术的应用新探.中国新技术新产品,2012(1):45.

[2]杨天峰,张旺.低碳经济下建筑给排水的节能问题研究.科技创业月刊,2010,23(9):161-162.

[3]赵培林.浅议绿色建筑住宅的节水设计.机电产品开发与创新,2009,22(3):40-41.

[4]李倩.绿色建筑给排水设计的节水途径探析.企业导报,2012(1):273.

浅析建筑工程给排水施工技术

摘要:本文作者结合实际工作经验,对建筑工程的给排水施工技术进行了分析,提出了自己的见解。

关键词:建筑工程;给排水;施工技术

随着我国现代建筑技术的不断发展,人们对于建筑给排水工程方面也提出了越来越高的的要求。在设计和施工时要不断积累经验,深入分析各种常见问题,促进给排水施工技术的发展。

1 建筑给水方面的管道施工

1.1 给水管道材料的种类和选用

现在在新型建筑中用的较多的给水管材主要包括:聚丙烯类、聚乙烯类、聚丁烯类、工程塑料类,以及还有一些复合管类,例如:钢塑管、铝塑管、铜塑复合管等。虽然可供选择的材料有许多种,但在每一个具体施工工程中也必须根据实际情况进行选择。而且在管材的选用上还受到许多因素的影响,必须对国家政策、施工标准、地区特点、工程性质以及施工标准等因素进行综合考虑,选择最优管材。其中还要特别注意的是,管道的使用位置以及其使用方法是在管材选用时需要着重考虑的,还有就是管件与连接也是选取管材时容易忽视的一个关键的问题。

1.2 给水管道的施工

在对给水管做热熔连接时,必须要掌握好加热的时间和连接将要插入的深度。如果加热时间过长就使水管融化,如果加热时间过短也不能更好连接;如果插的过深,就会造成管道断面减少;如果插的过浅也会使降低接口处强度。所以,加热时的温度、加热时间和接缝压力是影响热熔连接质量的三个关键因素。

2 建筑排水管道常见问题的原因分析

排水管道方面经常出现的问题是漏水、堵塞问题。出现这些问题的原因也比较多,第一,就是施工中出现的问题,大多是施工单位没有选择合格的管材,为了一时经济利益以次充好,或者是在安装前没有进行漏水实验,也或是一些不合格的材料运用到工程中导致漏水现象的发生;比如说管道穿墙(楼板)设置套管的缺陷与不足较为普遍。有的虽然加了套管,穿越楼板与楼板面齐平或嵌入楼板有的穿越墙面,比饰面多出20-50mm,有的没有设套管或预埋套管偏位,于脆用水泥圈(楼面)塑料圈(墙面)护(粘)住,掩人耳目,有的套管比管道只大一个规格,有的大三至五个规格,套管与管道间隙有的用泡沫、油麻堵塞等等套管的设置应按(GB50242-2002)规范第3.3.13规定.“安装在楼板内的套管,其顶部应高出装饰地面20mm,安装在卫生间及厨房内的套管,其顶部应高出装饰地面50mm,底部应与楼板底面相平,安装在墙壁内的套管其两端与饰面相平。穿过楼板的套管与管道之间缝隙应用阻燃密实材料和防水油膏填实。端面光滑。穿墙套管与管道之间缝隙宜用阻燃密实材料填实,且端面应光滑。管道的接口不得设在套管内”。第二,就是设计方面出现了问题,导致管道安装好以后容易堵塞;第三,就是住户使用时出现了问题。

3 建筑给排水施工的特点

3.1 管道安装具有的特点

在这几年里,给水管道的材料大多使用的是PP-R管和UPVC管。因为这两种管道具有轻便、耐高压、抗腐蚀、质量安全、使用卫生、通水阻力小、使用寿命较长的特性,所以安装中最明显的特点就是便于安装。对于PP-R管的安装来说,连接前要清除管道上附着的灰尘后,在按照严格的施工流程来进行安装,但是其中需要注意的是在在对管道进行热熔是一定不能旋转,以免加热过度,而且在管道连通后还要采取一定措施对其进行冷却。对于UPVC管的安装来说,安装时一定要使用排水胶粘结。在涂完胶以后还要注意的就是胶干时间,具体的时间应依据当地气候和温度的变化来进行调节,还要注意不能沾水。如果是在环境温差较大的地方安装,必须使用管道伸缩节。

3.2 给排水管道的试压

当所有管道安装完成之后,还要对所有部位进行全面的检测,主要包括检测已安装的管道和阀门等设备是否符合设计和技术要求规定,如果有问题应立即拆除予以更换或是维修。检测的具体方法是用临时的短管来替代安装的管道,把所有的开口处封闭,从管道最低处开始灌水,在最高处进行放气。如果出现异样,要及时停止检测,并立即排水。在试压完成后,还对所有管道要进行吹洗。

4 提高建筑的给排水施工技术的具体措施

随着建筑技术的发展,生产工艺的不断改进和提高,对给排水工程的设计、施工、维修和运行管理的要求也就越来越高。要想使管网达到优质、高效、低能耗运行的目的,除要有合理的设计方案外,给排水系统安装质量的优劣将会对日后的使用产生极大的影响。

4.1 管道施工的措施

对于管道的施工来说主要是注意加热时间、加热温度、接缝压力这三个方面的问题,施工中运用最多的是钢塑复合管,在对其施工中应采用螺纹连接的方法,插入管道的长度应严格按照标准旋转深度进行控制;在对管端和管螺纹进行加工后,还要进行密封处理,这时需要使用聚四氟乙烯生料带来进行缠绕螺纹;施工中需要选用厌氧密封胶密封过的管道接头,必须在养护24h之后再进行试压。施工中要用专门的施工机具,不能随便更该。

4.2 W型铸铁管的施工方法

有关W型铸铁管的具体施工措施,第一步就是下料,在切割管材时要选用专门的切割工具,主要是保证管口的平直。第二步是连接,进行连接时先要松开卡箍,再取出内衬中的橡胶圈,把箍套和橡胶圈放在入管口的一侧,使管口对齐后,随后把橡胶圈放在接口上,最后锁紧了箍套紧固了螺丝就算完成了管道连接。第三步低支架的设置,对于一般的管材安装来说,如果每隔3m设置一个支架其实是可以的,但是对于W型无承口机制排水铸铁管接口来说就不行了,因为其属于柔性接口,当支架放在管道中间时,理论上可以将管道保持平衡,可是在实际工作中,找到重心点是很难的,所以经常无法保证管道接口的平滑,如果采用每隔1.5m设置一个支架的方法来进行布置,这样就可以很好地解决管道外观和管道坡度的问题。

4.3 建筑给排水施工的监管

给排水管道的设计与施工是一项很复杂的措施,其中关于管道的铺设和管道的安装都容易出现问题,所以有关管道施工的监督也是一项非常重要的方面。因为管道施工工期较长设计建筑工程的的许多阶段,所以监管也可以分为多个阶段来进行。

首先,在工程施工前期阶段的监管,在施工前就应该仔细阅读施工图纸,充分了解设计者的设计意图和目的,这样才能保证施工过程中不偏离设计图纸的要求,也不能在施工中随意变更设计方案。

其次,是在基础主体结构施工阶段的监管,在基础主体施工中,要注意排水系统的排水管和给水管的引入管在穿越建筑物或地下构筑物外墙处时,是否按设计要求预留好了足够的孔洞以及设置好的套管。

再次,就是装修阶段的监管,在装修施工阶段主要是对给排水管道系统安装阶段,主要是注意装修工程不能破坏原有的管道路线的设置或是预留管道的破坏,必须在明确所有管道布置之后再结合装修方案进行施工。

5 结束语

随着我国建筑技术的不断发展,对给排水工程的设计、施工和运行管理等方面的要求也越来越高。优质的安装施工质量和科学的管理是保障管网系统高效安全运行的必要条件。为了满足给排水建筑施工技术要求,提高施工质量,需要施工人员不断学习,提高自身的技术素质,只有这样,才能保证安装工程的质量,立足于建筑安装工程的基本建设。

参考文献:

[1] 王胜飞;民用建筑给排水工程施工质量常见问题及预防措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010,(08).

[2] 金生;建筑工程给排水施工常见问题解决措施探讨[J].现代商贸工业,2011,(09).

[3] 刘康;建筑工程给排水施工常见问题及解决措施研究[J].科技致富向导,2011,(01).

[4] 何新辉,魏晓斌.高层建筑给排水设计分析研究[J].中国房地产业,2011,(04).

[5] 李霞,高层建筑给水排水工程课程教学实践与探讨[J].山西建筑,2011,(01).

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