给水系统设计步骤范文

导语：如何才能写好一篇给水系统设计步骤，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：高层建筑 防火安全 室内消防设计 环境艺术设计

室内设计是为了满足人们生活、工作的物质要求和精神要求，进行内部环境设计，和人的生活有着亲密的关系。以至于最近几年有着突飞猛进的发展。

但是很多人为了追求美观和舒适度，大部分都忘了一个小环节，那就是消防设计。消防设计是：为保证电力工程安全生产，防止或减少火灾危害，保障人身和财产安全，采取的综合性防火技术措施和应急消防装备的统筹规划和安排。在澳大利亚，美国，意大利等一些室内设计发展比较早的国家很重视这个环节，但在我国内的一些小城市还没有被完全普及。目前只有大中型城市的一些娱乐场所、酒店、机场等大型工装在室内消防设计这块做的还比较完善，在我们家装设计和园林还不大被人重视。大的园林和高层建筑更要注重消防设计。建筑消防设计设计条件大致分为：

（一）、建筑部分

1、熟悉建筑资料，了解建筑性质及分类（该建筑属于几类高层建筑？主要作为消防系统设计依据）；

2、熟悉建筑平面及功能布置，确定用水点（排水点）位置；

3、通过对整体建筑进行给排水（含屋面雨水）初步布置确定建筑布局是否合理？如不合理在那些部分需要修改（主要为设备间尺寸、管道井位置及数量、用水点尽量上下对齐、配电间移位等）？

（二）、电气部分

1、根据建筑布置确定电气系统（主要为总配电室和分层配电间）是否对给排水系统布置有影响；

2、对弱电系统采用同样方法处理；

3、对建筑布置殊功能房间采用同样方法处理；

4、如上述布置对给排水系统布置有影响应提出合理的修改意见。

（三）、给排水部分

1、根据建筑条件选择相关建筑给排水设计规范；

2、初步确定设备间布置地点（规格是否合理）？

3、根据建筑布置熟悉各给水点（生活冷水系统、热水供应系统、消防给水系统等）位置；

4、根据建筑布置熟悉各排水点（生活污水系统、消防后事故排水系统、屋面雨水系统等）位置；

5、熟悉或初步确定各管道井（尽量相对分散布置）位置。

二、设计步骤

（一）、建筑给水系统

1、确定建筑给水引入点（一般为两点引入）及控制方式[一般为两阀（闸阀、止回阀各一）一表]；

2、根据市政给水资料确定采用市政给水余压供水区间（一般为从建筑地下部分至上部三-四层）；

3、根据建筑功能分区和用水点资料确定建筑上部生活给水系统分区（一般分区原则为按建筑高度35-60米分区，建筑要求供水等级越高则分区建筑高度越小；另外要考虑相同建筑功能的空间尽量在相同供水分区内）；

4、确定屋面（含各分区）生活或消防水箱设置位置（水箱容积及形状规格等根据计算结果确定）；

5、根据给水分区对各用水点进行优化的给排水平面布置（各分区给水立管可以设置在一个管道井内方便检修维护；除特殊要求外一般不考虑分层给水计量；除特殊要求外一般应考虑分层给水控制；给水管线布置应水力条件良好；确定给水管线材质-方便水力计算查相应水力计算表）；

6、标注给水立管编号并绘制管道井大样图，注意分层给水支干管应与相应分区给水立干管连接；

7、根据给水管线平面布置绘制给水轴测图，编制给水水力计算表（注意是否有集中热水供应；一般只需要对有代表性的给水管线进行详细的水力计算，其它可以根据该计算结果参考确定流量、管径、水头损失等参数）；

8、根据水力计算结果确定整个建筑给水系统的管径（避免片面根据计算结果频繁变换管径）；根据水头损失计算资料确定建筑给水设备所需要的设计扬程（最上区应考虑屋面消防水箱采用生活水泵供水）；根据流量计算资料确定建筑给水设备所需要的设计流量；

9、如建筑有设置中水系统要求其系统设计参考以上步骤；

10、图纸完善及设计和计算资料整理。

（二）、建筑排水系统

1、根据市政排水资料确定建筑排水的总体走向（建筑污水汇集后一般通过局部污水处理构筑物-化粪池后排入市政排水管网，根据建筑规模化粪池可以多处设置；注意室外排水检查井设置间距要求和污水流经化粪池等构筑物存在局部水头损失）；2、根据市政排水情况和建筑功能确定排水体制（即排水系统是否采用分流制-如建筑设置有中水系统则必须分流）；3、根据建筑给水系统布置进行优化的排水系统平面布置（排水系统一般不分区，一般需要设计专用或共用辅助通气立管；排水立管应尽量上下取直贯通；排水立管中部、下部及出户横管处应设置专用消能管件；建筑中下部排水水封应安全可靠-一般选择S型水封；排水管件一般选择自带检查口型）；4、对建筑地下部分进行排水管线平面布置（除正常排水点外设备间等一般应设置集水井排可能出现的积水-采用潜污泵提升排除）；5、确定排水管线材质（一般选择金属管材或加厚塑料管，排水出户横管最好选择金属管-做加强防腐措施）。

（三）、建筑雨水系统

参考建筑排水系统和雨水排除系统（教材资料）设计（屋面雨水经雨水斗收集后通过雨水立管排建筑户外雨水井与室外雨水系统汇集，雨水立管一般设置在建筑室内专门雨水管道井内；注意暴雨强度公式选择和重现期确定）。

（四）、建筑消防系统

根据建筑等级和功能要求进行消防系统设计（主要为建筑消火栓给水系统、喷淋给水系统、消防器材配置等，其它消防系统暂不考虑）。

高层建筑给水排水系统设计的要点就是将高层建筑进行经济合理的分区，每个分区既相对独立又存在有机联系；在设计过程中可以将该高层建筑理解为每一个分区就是一栋普通多低层建筑。

参考文献

（1）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

篇2

Abstract： In China's socialist economic construction， urban modernization has developed rapidly， water resources in people's daily life has played an important role， and is an indispensable daily necessities. The water supply and drainage system is an important component of urban public utilities and urban overall planning. The water supply and drainage system plays an irreplaceable role no matter from the angle of people's life or from the angle of urban construction. But in the design of water supply system and drainage system， there are often some limitations and shortcomings， which may cause severe paralysis of the drainage system， affect the normal life quality of the people， and threaten the safety of people's life and property. This paper will mainly analyze the problems needing attention in the design of the water supply system and drainage system， and put forward the corresponding notes， in order to promote the normal operation of the systems， prolong the service life of the two， and improve the quality of people's life.

关键词：给水；排水；设计；问题

Key words： water supply；drainage；design；problem

中图分类号：TH185 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0225-02

0 引言

长久以来，水都是城市形成发展和人民日常生活必不可缺的物质条件。为顺应当代的人民需求，社会对水的需求早就超过上世纪的供水和排水程度。所以，如今的给水系统和排水系统必须经过科学性的设计，严格的规划管理落实到实际的设计中。要牢牢把握住城市社会文明、经济发展和现代化建设的重要设施。给排水系统首先包括了正常生活用水、消防提供用水和排除废水所有设施的总称。如果相关设计人员在进行给排水系统设计时不严格按照相关规定进行设计，在使用过程中容易出现较大的漏洞问题，严重影响城市居民正常的质量生活水平，还可能影响国家的社会经济发展。所以，对给排水系统设计中应注意的问题进行仔细探究，并在此基础上提出有效的注意事项具有重大意义。在最大的限度内提高给排水系统的设计质量，保证给排水系统的正常运行。

1 给水设计

在人类生活当中，维持人体正常生命运作的水资源，是生活中不可替代的必需品。无论从何种方面来看，在城市的发展建设中，还是人民正常生活，给水系统都占了重要的地位。但随着人口的增加和自然环境的破坏，我国正在面临着水资源短缺的严重情况。所以，我国必须在现有的基础上提高水资源的利用率，在给水方面的设计上，必须同时考虑多个方面，并将其落实到工业建设、农业建设和人民的生活用水等方面。另外，应顺应每年的节气，各大水库可以适当的储存蓄水，并杜绝严重浪费水资源的现象，提高人民珍惜水资源的生活态度。在设计中，要注意平衡水源在时间和方面不均匀的问题，优化一切关于水资源的相关配置和预测工作[1]。

2 排水设计

2.1 日常排水

人民的日常排水主要是指日常生活中的生活排水、生产排水和起到城市防线作用的防洪排涝。对于南方地区来讲，夏季暴雨多发，严重危及到内洪系统的建设。所以，在排洪O计这一方面，相关设计人员要时刻考虑到各个城市的历年雨水量，结合相关的流域面积的综合因素进行科学性的思考后，设计出一套合适当地地形和雨水量的排水设施，以保证人民的生命安全和财产安全。此外，要慎重针对不同的地形进行严谨可靠的考量，如盆地和山区的地势地貌和主要特征，设计好正常的排抽设施。另一方面，就是外洪的建筑设施，设计人员要注意采取当地洪涝特点，设计出合理的防洪堤和水库的基础设施，保证人民生产生活水平。

2.2 污水设计

随着现代人民生活质量的提高，对水资源需求量增大的同时污水排水量也在不断增大。所以，污水设计是整个排水设计中的重要核心。在污水设计中设计人员要仔细考虑到城市污水处理能力范围，在现有的基础上，可以采用个别的生物化学试剂，设计出一套更科学、更环保、更节能的设施。在当今污水排水设计中，共有污水管网和污水井两种设施。前者是将地面情况和计算结果传递给污水设计系统，后者是以特定的道路中心为参照，按指定的桩号偏距，在指定的道路上布置污水井。在设计的过程中，一定要适当的选用合理的排水管网，保证污水排水管设计的高效性和科学性，提高污水排水系统的效率[2]。

2.3 污水计算

要想设计出合理、科学的污水排水系统，首先要先用系统提供的图形对排水面积或污水网进行科学的计算。在建立污水管时，要提前根据污水结果算好污水管的管径和坡度和标高，然后要注意污水管一端必须接在污水井上。在设计排水网时，设计人员要先设置好道路信息，布置好相应的给水点后再设立给水管，然后进行统一的绘图制图，其中，步骤当中最重要的是出水口，相关设计人员要根据官网系统的设立情况和当地的水源容纳条件进行规划。同时，要严格按照相关的道路设计，仔细科学地进行计算，相应地调整排水设计方案，以减少不必要的工程浪费、资金浪费和资源浪费，保证污水排水系统建设的科学性和有效性，实现城市的可持续发展[3]。

2.4 其他设计

相关设计人员在进行设计时要将道路的状况和设计结果传递给排水设计系统。然后，认真设立好参照线，沿着道路擅嫔柚没水节点。因为在整个设计环节中，该设备种类多，设计布置完成后，应该让水管与设备相互进行有效的连接，确保环节科学性和严密性，加强排水设备的排水效率和利用率。

3 给排水设计中应注意的问题分析

3.1 给水设计中应注意的问题

市政给水设计工程的管线是整个工程的重要组成部分。设计人员要合理设计管线才能确保给水工程的质量，当前很多城市中的网线设计有很多不足之处，给水工程必要重视管网的相关问题，有效开展管线设计工作，从根本上避免给水工程问题的发生。给水工程施工中要严格按照设计中的规定和要求施工，根据施工的条件和特点合理选择施工的方案与安排施工程序，精确设计管道与管线之间的距离，开展给水管线设计时要精确测量管径，要结合各种管材的特性做到管材选用要经济、合理。确保项目的原材料要符合相关规定，给水管道在施工时要仔细检查有无孔眼和裂缝，发现问题要及时维修或是调换管材，要考虑到冬天气候对管线的影响，品质高的管线能够承受低温带来的影响，安装两个管道结口时要避免出现流水断面的现象，不同区域的管道设计上要有所不同，还要注重管道的间距和覆盖面，必要时要给排水管道工程进行闭水试验。首先应对管接口进行外观检查，试验中要严格密封管道。工程施工前要保证管道和管线的质量，综合分析影响管线的原因同时在设计时要注意小区所在的位置，设计管线要与小区物业协商，要严格把控管线的质量以免造成安全隐患。管道在回填时要采用人工回填，并且要及时清除槽内的遗留物从而减少不必要的问题发生，给水管道的设计要依据相关的规定进行。结合实际情况综合考虑设计的可行性，给水管道是市政建设中的关键环节，给水设计工程要依据地理、气候特点等实际情况进行设计，管线管径的选择一般要根据管网平差计算结果和用水情况来确定，相关的规定中提出要将管线尽量布置在道路外侧，实际工作中城市规划部门要综合考虑影响管线的因素，在道路的主干道上管线不要安置过多，设计管线时要将给水管线埋深。在实际工作中市政给水管线越来越复杂，不仅会增加很多排气还有可能增加隐患点，因此在设计时要尽量全段综合考虑，要结合城市改造的步伐，找准配水管网的不利点，有利于给水工程有序进行。

3.2 排水设计中应注意的问题

当前市政排水工程应注意三个问题，包括污水处理和防洪排以及排水管道的设计。设计排水工程时首先要设计防洪排，能够保障人民群众生命和财产安全，要根据城镇的总体规划来设计防洪线，防洪线是城市的生命线，主要规划是外洪和内洪，内洪主要是起到处理雨水和滞蓄的作用，外洪主要以防止自然灾害为主，防洪排工程设计要符合防洪要求，在规划区域要设置雨水排涝泵站，城市的排水量是根据每年的雨水量来确定的，暴雨时要考虑到流域面积和城市规划的现状，因此在进行排洪规划时可以运用全抬方案，应充分考虑到排洪与排水量重期标准衔接问题，设置相应的排水和抽水设施，防洪排要根据雨水的流域面积和雨水量综合考量后在确定。市政排水污水处理是每个城市每时每刻都必须面临的问题，要采用科学的方法精细地计算数据，规划设计时要考虑到城市污水处理的能力，可以应用先进的技术设计污水网，建设节能环保的污水处理系统，科学合理设计污水管道，可以增加污水的排放效率。污水井的设计要以道路中心线为参照物，沿道路设计污水井道，由于污水泵设置的不合理，会造成污水管道埋得太深，因此污水处理系统的设计要通过管材、基础施工等手段。布置污水管时要对管径和坡度进行精确测量，设计人员必须将污水管接在污水井上，管道的上下衔接口要预留线管，合理选用网管能够减少不必要的浪费，管线之间要保持一定的距离。在实际施工时要合理设计计划和目标，排水管道要与道路衔接好，施工过程中要尽可能提升下游管道的高程，施工时要避免上游的管道形成回水造成淤积。下游排水管道的管底不得高于上游管道的管底标高，在平坦的地方不要埋得过深。市政工程排水设计与施工的质量直接影响人们生活的质量，因此市政排水工程一定要合理设计项目目标，结合经常出现的问题找出原因，从根本上避免问题的再次发生，从而提高人们的生活水平和生活质量。

4 总结

综上所述，在现代社会发展中，给排水系统已然成为当代社会最重要的基础设施之一。在给排水系统设计过程中，相关设计人员必须秉持严谨的科学态度，严格注意在一定限度内可避免的漏洞，认真负责地结合相应的地形情况和主要注意事项进行合理、科学的设计。同时，建设单位的管理人员，应注意对设计人员的素质要求，积极对设计人员进行注意事项的教育，并落实到实际的设计中，提高给排水设计的科学性、可靠性和质量，延长给排水系统的使用寿命和效率，促进城市的可持续发展。

参考文献：

[1]张友平.市政给排水工程设计应注意的问题分析[J].中国高新技术企业，2016（36）：163-164.

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关键词：高层建筑; 给排水设计; 给水系统

Abstract: in recent years, China's high buildings are cropping up everywhere, and building water has become an important part of the construction of engineering, with these large comprehensive implementation of projects, construction water the design, construction technology is also very important. Combined with a top civil building water supply and drainage engineering design and construction practice, the author of a high-rise building building water supply project of the professional design were discussed and summarized.

Keywords: high building; Water supply and drainage design; Water system

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

本项目设地下3层，地上裙楼5层，主楼由四栋高层建筑组成，分居基地四个角，由裙楼及塔楼围合的中心为一集中广场。本工程两路由DN200mm给水管接入室外给水管网，并于室外成环状布置。生活给水系统分为直接供水系统和水泵加压供水系统。根据甲方提供的市政条件，市政给水水压为0.35MPa，此系统直接供水至地下3层生活水池及消防水池、裙房商业1层～4层的各用水点。以下是对其中的3号楼建筑给排水专业的设计进行探讨与总结。

1 给排水设计

1.1 给水系统设计

1）给水系统竖向分区。对于高层的建筑物，当室外给水管网水压不能满足室内用水且一次加压无法满足高层用水时，应将其竖向分区，各分区可采用不同的给水方式，本工程给水系统竖向分区如下：I区为地下3层～地上4层，由市政压力直接供给；Ⅱ区为5层～10层，由设于14层避难层的生活水箱直接供水，其中，5层～7层采用支管减压阀减压后供水，阀后压力按0.15MPa计；Ⅲ区为11层～21层由设于25层避难层的生活水箱供水，Ⅳ区为22层～35层由设于25层避难层的生活水箱供水；保证每个用水点压力不大于450kPa；生活用水在水箱或水泵出水供水主管上采用紫外线杀菌仪进行消毒。

2）生活转输泵控制要求：

①14层水箱水位达到起泵水位时，启动负3层1#生活转输水泵。水位达到停泵水位时，负三层1#生活转输水泵停泵。

②25层生活水箱及消防水箱当任何一个水箱水位达到起泵水位时，相应控制该水箱的电动阀打开，同时启动14层7#生活转输水泵。当其中一个水箱达到停泵水位时，关闭控制该水箱的电动阀。当两个水箱水位都达到停泵水位时，14层7#生活转输水泵停泵， 同时电动阀关闭。

③9层生活水箱水位达到起泵水位时，启动25层9#生活转输水泵。水位达到停泵水位时，25层9#生活转输水泵停泵。

1.2 热水系统设计

本工程中的酒店客房及公寓部分设置集中热水供应系统，由空调采暖系统热水锅炉供应热媒，生活热水采用板式换热器换热，室外游泳池将设置为恒温泳池，采用板式换热器换热。酒店生活热水系统设计温度为60℃，最高日用水量为150 m3/d，生活热水设计耗热量为1212kW/h。热水系统的分区与生活给水系统相同，以确保用水点处冷热压力平衡。设置循环泵，采用机械循环，循环管道同程布置。6区～9区的容积式换热器设于L25M。泳池的板式换热器设于5层泳池机房。25层避难层的热水箱容积均为35m³，35层避难层的热水箱容积为15m³。另外，设计热水系统时，系统的控制要求也是设计的关键。

1.3 消火栓系统设计

正确地计算消防用水量对于民用建筑的消防给水起着重要的作用，在计算消防用水量是必须要清晰哪些消防系统需要用水，从而确保用水量的计算正确。目前，一般民用建筑消防系统所需要的用水量主要是消火栓系统、自动喷淋系统以及水幕系统用水。本工程的消防水量如下：室外消火栓30L/s，火灾延续时间3h；室内消火栓40L/s，火灾延续时间3h；自动喷水系统30L/s，火灾延续时间1h。

本工程的室内消火栓系统分为三个区:1区地下3层～13层，2区14层～24层，3区25层～顶层， 1、2区消火栓系统分别设置消防增压泵，增压泵设于地下3层水泵房内；3区消火栓系统由地下3层消防水泵房转输水泵提升至25层的消防水箱，再由25层的消防水泵加压供水，另外1层～9层、14层～20层、25层～35层采用减压稳压消火栓。屋顶设置高位水箱，储存消防水量18m³；分别与各区消火栓环状管网相连。消防水池总容积共540m³，分为2格。25层消防水箱储存消防水量100m³。

1.4 自动喷水灭火系统

在民用建筑中合理地设计自动喷水灭火系统，对于减小火灾危害，起着重要作用。在进行自动喷水灭火系统设计时，应根据建筑物的功能、火灾危险性以及当地气候条件等特点，合理设计自动喷水灭火系统类型，做到保障安全、经济合理、技术先进。

本工程在地下汽车库、裙房商业自喷系统危险等级按中(II)设计，其余均按中(I)设计。自喷系统分区同室内消火栓系统，共分3个区。1区、2区自喷系统分别设置消防增压泵，增压泵设于地下3层水泵房内；3区自喷系统由地下3层消防水泵房转输水泵提升至25层的消防水箱，再由25层的消防水泵加压供水，1区报警阀组设于地下三层消防水泵房，2区报警阀组设于14水泵房,3区报警阀组设于25层。

本项目室内净空高度超过12m的部位采用大空间智能型主动喷水灭火系统，设计流量为20L/s，火灾延续时间时间为1h，喷头水压不少于0.60MPa。本系统消防加压水泵与地下3层低区喷淋水泵合用.

2 设备和器材选取

2.1 管材选取

1）给水管选用。室内冷水给水立管及支管均采用内衬不锈钢复合钢管，螺纹连接或法兰连接；生活给水泵房水泵吸水管采用卫生级不锈钢管。所有生活热水系统均采用美标包胶铜管。热水系统热媒管采用无缝钢管，壁厚同暖通专业锅炉系统管道壁厚。室外给水管采用球墨铸铁管或PE管。

2）排水管选用。雨水系统除塔楼屋顶重力排水管采用镀锌钢管外其他均采用柔性接口机制铸铁管，虹吸排水采用HDPE塑料管。排水系统重力排水管采用柔性接口机制铸铁管，地下室压力排水管采用热镀锌钢管，设备房水箱排水、放空管阀门前与系统材质一致，阀门后采用热镀锌钢管。室外排水管采用双壁波纹管。

2.2 自动喷水设备

本工程的喷头地下车库和厨房采用直立型喷头，商业、餐饮、走道、办公、公寓套房采用吊顶型喷头,酒店客房及单间公寓采用K=115的边墙扩展型喷头，喷头公称动作温度除厨房为93℃外，其余均为68℃。喷头安装位置应根据本设计确定，如二次装修，则应根据天花装饰平面作相应调整，喷头安装完毕后，承包商应提供各种型号不少于喷头总数1%的喷头，以作备用。以上安装见国标04S206。

3 管道敷设

给水管道的布置与敷设是给排水施工的重要步骤，在施工中要熟练施工要点。

1）排水管按设计中规定坡度要求敷设，设计无专门说明者，则按标准坡度敷设。

2）预留洞或预留套管，管道安装单位应配合土建施工预留管道穿墙，基础及楼板的孔洞或预留套管。特别是穿越水池水箱的管道,应预埋柔性防水套管，然后才能安装管道。设于水池壁上的支架，应预埋好钢板,然后在钢板上电焊支架，池壁禁止凿洞。穿越地下室外墙管道处预埋钢性防水套管，其它管道穿墙或穿楼板之处预埋普通套管。

3）当给水管道穿越楼板时安装在楼板内的套管，其顶部应高出地面20mm，底部与板底面相平;安装在墙壁内的套管，其两端应与饰面相平。套管规格:当管径DN>50mm时，比穿越管大一级，当DN

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关键词：自动喷水灭火系统；水力计算；作用面积

【分类号】TU892

0 引言

目前，自动喷水灭火系统设计受到重视，该系统以实现自动扑救初起火灾为目的，能够在一定程度上抑制火灾的蔓延，具有反应动作快、灭火成功率高等特点，在我国被广泛认可使用。

1 自动喷水灭火系统常见计算方法

《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001（2005年版）中第9.1.3条规定系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）也指出了海澄―威廉公式是目前用于供水管道水力计算的公式，即：

其中i为管道单位长度水头损失，kPa/m；dj为管道计算内径，m；qk为给水设计流量，m3/s；Ch为海澄―威廉系数，其取值根据材料而定。

目前，自动喷水灭火系统水力计算是按照确定作用面积、选择最不利配水支管、依次从最不利点喷头计算最不利配水支管上喷头的流量和管段水头损失、计算配水管流量和水头损失，通过得到的作用面积内所有喷头的流量确定设计流量，综合计算出的配水干管的水头损失来选择合适的加压设备。

1.1 示例一

如上图，为某宾馆作用面积内的喷头布置情况，由于布置规则，可以在计算出一条支管的流量和节点水压后，通过式（1）计算出与它对称，即具有相同水力特性的其他支管的流量和节点压力。

（1）

其中，P1为最不利配水支管与配水管连接处的节点水压，MPa；Q1为最不利配水支管的总流量，L/s；Pi为所计算的配水支管与配水管连接处的节点水压，MPa；Qi为所计算配水支管的总流量，L/s。

最不利喷头压力P0按0.05 MPa进行计算。计算步骤如下：

1）进行作用面积内喷头的节点流量计算：

其中q为喷头流量，Ls-1；K为喷头的流量系数，取80；P为喷头出的水压力，MPa。

节点1： （Ls-1）。

2）计算管段流量， 。如1～2管段 Ls-1。

3）根据管道计算内径dj（取值为管道内径减1 mm，查表可得）。计算管道水流速度。如管段1～2：管道DN 25mm

（ms-1） （2）

4）计算管道水力坡度。如管段1～2：

（MPam -1）（3）

5）确定管道计算长度，为管段长度与阀门和管件当量长度之和。如管段1～2：L1～2=4.0+0.8=4.8 m。

6）按hg=iL式计算管段水头损失，L为管段长度与阀门和管件当量长度之和。如管段1～2：

（MPa）

7）按公式 计算节点水压，如节点2的水压：H2=H1+hg1～2=0.05+0.023=0.073 MPa。

8）按上述方法进行各管段水力计算，具有相同水力特性的高压管段流量与低压管段流量，按式（1）计算，得到管段b～5：

（Ls-1）

通过式（1）可以计算出其它各支管的流量和节点水压，从而计算得出系统设计流量和总水头损失，确定加压设备。

1.2 示例二

1）中危险I级的设计喷水强度为6 Lmin-1m-2，由于实际情况为最不利点喷头作用面积为12 m2，实际流量q=12×6÷60=1.2（Ls-1），其压力由公式： ，可得最不利点喷头实际压力P=0.08 MPa。

2）管段1～a： （Ls-1）

根据公式（2）、公式（3），分别计算出管段流速、水力坡度和管段水头损失。经查表可知，DN25的管路，dj取值为26.3 mm，1～a管段长度L为6.7m，经计算，管段水头损失为0.0395 MPa，则节点a的压力 （MPa）。

3）管段2～a：假设2号喷头压力为0.05 MPa，此时，q=0.9 Ls-1，P′2=0.05 MPa。假设2号喷头压力为0.05 MPa，此时，q=0.9 Ls-1，P′2=0.05 MPa。

管段流量计算： （4）

其中，Q′2～a和P′a为由假设值求出的流量与压力值。

由公式（2）和（3）可得其管段水头损失为0.0123 MPa，节点a的压力 （MPa），代入公式（4），得到管段2～a实际流量为1.25 Ls-1。

同理求得管段4～a、5～b、6～b的流量分别为1.3 Ls-1、1.53 Ls-1和1.59 Ls-1。

4）同理，用已经得到的节点a的数据，继续结合假设法和公式（4）可以得到作用面积内每条配水支管的流量和各个节点的压力，从而得到系统设计流量和总水头损失。

2 讨论

通过对示例一和示例二的详细计算，关键掌握节点处流量和水压的关系―流量叠加、水压不变，即流量为到此节点处所有喷头流量的总和，而与节点连接的各个配水支管到此节点处的水压是相同的，为此节点的水压，这一关系类似于并联电路中支路上的电流、电压与干路上电流和电压的关系。

提出的自动喷水系统水力计算的方法与所遵循的规律适用于闭式自动喷水系统和各类开式自动喷水系统，该方法计算准确，可以得到较为精确的数值，为系统加压设备的选取提供可靠的参考。但是，对于喷头布置不规则的系统，在计算过程中就会有重复性，可利用编程或Excel表格简化计算过程。

参考文献

[1] 樊建军， 王 峰， 董 毅. 自动喷水灭火系统水力计算方法[J]. 中国给水排水， 2007， 23（14）：33-36.

[2] 中华人民共和国公安部. GB50084-2001（2005年版） 自动喷水灭火系统设计规范[S]. 北京： 中国计划出版社， 2005.

[3] 上海市建设和管理委员会. GB50015-2003（2009年版） 建筑给水排水设计规范[S]. 北京： 人民出版社， 2009.

作者简介：

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【关键词】城市；给排水；设计

随着我国的城市化进程不断的加快，城市人口规模不断的扩大，市政基础设施建设面临着巨大的压力。在城市的配套基础设施中，给排水工程占有十分重要的地位，与整个城市的经济发展以及城市居民的日常生活都是息息相关，直接影响着城市功能的正常发挥。因此，需要重视城市给排水工程的设计，从而为城市的发展打下坚实的基础。文章对城市给排水工程设计相关问题进行了探讨。

城市的给排水工程设计主要包括给水系统设计以及排水系统设计两个重要的部分。给水系统主要为了确保城市居民生活用水以及工厂企业的生产用水。而排水系统则是将城市生活污水和工业废水及时的排除，进行统一的处理，确保水资源的使用率。

1 给水系统设计

1.1 给水系统的组成

对于城市给水系统来说，其主要的功能就是确保城市的水源供应，为城市的生产和生活用水提供相应水质标准的用水。通过城市供水管网的建设保证水源供应的质量与压力都能够符合想要的标准，通过一系列的措施，确保供水从水源到最终的用户各个环节都符合相应的标准。

1.2 取水、净水和输水

对于整个城市给水工程来说首先是要从水源取水，只有这样才能够对水源进行后续的加工。从自然中的江河湖泊取水也可以是抽取地下水。对于供水工程来说一个优质的水源是整个工程的起点和最基础的保障。

将自然水抽取到水厂中，这时候的水还不能直接的提供给用户，还需要经过沉淀、过滤和消毒，使自然谁总的杂质、微生物被消除，从而确保水源的洁净。完成这一个步骤之后，将净化完毕的水资源通过供水管网进行分配，最终到用户个人家中。

1.3 清水池设计

随着城市人口的不断增加，用地日益紧张，城市中高层建筑的数量不断的增加，为了能够有效的保证高层建筑的水压和水量达到相应的标准，往往采用清水池。在进行高层建筑的清水池的设计过程当中，要充分的考虑其强度和相应的防渗措施。保证清水池中蓄满水的时候不会因为强大的水压而发生破坏，因此在进行材料的选择上，应该使用钢筋混凝土结构，从而确保清水池能够应对较大的压力。对于清水池来说，另一个问题就是做好防渗工作。为了确保清水池达到比较好的防渗效果，通常来说，清水池都是采用复合结构设计，设计防水层，池底采用高密度的水泥，防止渗漏。

1.4 给水管网设计

1.4.1 给水管网布置

一是配水管网宜布置成环状，供水要求不高时，可为树枝状，等到水量发展时，再连接成环状；二是城镇生活用水管网要严格和非生活用水区分开来；三是当输水管和管网延伸较长时，为了维持管网末梢的服务水龙头二级泵房的扬程势必很高，引起泵房附近干管中压力过高，既不安全也不经济，可在管网中间适当位置增设加压泵房，例如在襄阳市给水管网内设置了多个加压泵房；四是在昼夜用水量相差很大，高峰用水时间较短时，可考虑在适当位置设置调水池和泵房，利用夜间蓄水，日间供水，增加高峰时的用水量；五是在城市地形高差较大时，可以采取分压供水或局部加压的方式。

1.4.2 定线设计

在城市平面图上定出管线的位置，干管尽量布置在主干道上，两侧有相当数量的用户群。干管定线时，要避免穿越重要街道。可以参考二级泵房的供水方向，将几条干管平行地布置在用水量较大的地区。

1.4.3 管顶埋深

管顶埋深与不同地区的气候状况和地质结构有关。以北方地区为例，天津为0.8-1.2m，哈尔滨为2.0-2.5m 以下。管顶埋深还要考虑管材质地、管材强度、管径宽度等。

2 排水系统设计

在人们日常生活和生产中，都要用水，水在使用过后会受到污染，需要排除。另外还有降水，也需要及时排除。将城市污水、降水有条理的排除于处理的工程就是排水系统。

2.1 污水管道

根据城市地形特点和污水处理厂、出水口的位置，先布置主干管和干管。城市污水主干管和干管是污水管道系统的主体，主干管一般布置在排水区域内地势较低的地带，沿集水线或沿河岸敷设，便于支管和干管的污水能自流入。污水干管一般沿城市道路布置，通常设置在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。当道路宽度大于50 米时，可以考虑在道路两侧各设一条污水干管，便于维修和管理。

2.2 雨水管渠

雨水管渠的设计步骤如下：

2.2.1 根据城市规划和排水区的地形，在规划图上布置管渠系统，划分干管汇水面积，确定水量方向。绘制水力计算图。

2.2.2 确定各段管渠的汇水面积和水流方向。依据地形等高线，确定管渠段起点的地面标高。

2.2.3 以排水区内的地面性质确定各类地面的径流系数，按加权平均方法求整个汇水区的径流系数。

2.2.4 根据街坊面积大小，地面种类、坡度，覆盖情况以及街坊内部雨水管渠的完善情况，确定设计重现期。

2.3 排水泵站选择

排水泵站主要由泵房、集水池、格栅、辅助间和变电室组成。排水泵扬程一般不高，但是流量比较大，尤其是雨水泵站和合流制泵站的水泵。排水泵站的型式常用开式叶轮泵和螺旋泵，因为所抽水杂质含量较大，为了免于堵塞，开式叶轮泵中仅有一个开式叶轮。污水泵站选用PWL 立式离心污水泵；流量较大时，可以选择ZL 型轴流泵；排除含有腐蚀性物质时，选择PWF 型耐腐蚀泵。

2.4 污水处理

城市污水处理按程度划分为三级，一级处理是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，通常采用物理方法，即由格栅、沉砂池、沉淀池等构筑物组成；二级处理的主要任务是大幅度的去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物，采用生物处理法，如活性污泥法和生物膜法；三级处理目的在于进一步去除二级处理中未能去除的一些污染物质，如除氮、除磷与水体富氧化。

3 结语

随着我国城市化进程的不断加快，我国的城市基础设施也在不断的走向完善。城市的给排水工程作为城市最重要的基础设施之一，其质量的好坏直接影响整个城市功能的发挥。对于整个城市居民的生活和工作都会产生直接的影响。此外，城市经济的发展也离不开良好的给排水工程提供的保障。这就要去相关的设计人员，不断的提升自身的素质，做好设计工作。

参考文献:

[1]刘丽江.给水管道常见问题及措施[J]黑龙江科技信息,2008,(11).

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关键词：城市给水管网系统；规划设计；取水建筑物；泵站；输水管线；城市用水量 文献标识码：A

中图分类号：TP315 文章编号：1009-2374（2015）22-0011-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.006

近年来，我国的城市化建设得到了空前的发展，随着用水人口和用水量的不断增多，原有给水系统不堪重负，有些地区已经出现水量欠缺的现象，低压区也在不断增多。此外，在管网维护上主要依靠工作人员的维修经验，缺乏必要的理论依据及科学分析，管网工作常常工作于非最佳状态，这不但会造成水量浪费，还存在一定的安全隐患，出现停水事件。供水企业在确定管线走线和管径时通常是依据经验来进行的，由于实际管网较为复杂，工作量较大，管网的设计具有变量多、约束条件复杂的特点，进行城市给水管网系统的规划设计对于解决城市供水问题具有十分重要的意义。

1 城市给水管网系统规划设计的发展

城市给水管网系统的优化设计起始于20世纪60年代，我国的相关研究起步较晚，但近年来发展速度较快。总体而言，给水管网系统的优化设计经历了从单一型向复合型发展的过程，主要包括经典优化理论及应用启发式算法研究及发展多方法优化地理信息系统。随着计算机辅助设计技术的出现和发展，一些新型算法不断应用于管网优化计算中，如人工神经网络法、遗传算法等，这些新技术促进了可视化技术和集成GIS的开发。随着管网优化研究领域的发展，管网运行的可靠性在提高，经济性在优化，环状管网与树状相结合的形式得以发展。当前，在我国的大城市中，给水管网已经形成了大型化、复杂化和多样化的管网规模，这对建设管网和进行管网的管理而言具有较高的要求。

2 给水管网规划设计的任务及原则

2.1 给水管网规划设计的任务

城市给水管网规划设计通常是在一定的条件下，在确定的水厂规模和位置背景下，对管网的模型进行建立和对运行工况进行计算，找到一个投资少、低能耗、安全可靠性高的管网系统设计方案。具体而言，进行城市给水管网规划设计的任务体现在以下两个方面：首先是管网的优化布置。作为给水管网规划设计的基础，管网的优化布置是否科学合理对于给水系统的安全可靠及经济性而言意义重大。此外还要注意供水分区及供水方式的优化，正确选择串联供水或并联加压的供水方式，加压站的设置要科学合理，保证供水系统的运行费用最低。其次是管径的优化设计。在给水管网中，管径的大小关系着系统的布局，受管段在管网系统中所承担的责任影响；在管网优化设计上，要基于管网的最优布置，通过优化模型进行求解。

2.2 给水管网规划设计的原则

作为一项系统而复杂的工程，城市给水工程设计需要遵循一定的原则，主要有以下三点：（1）要对城市的未来发展有科学的把握。给水系统的建设受城市未来发展所导向，在进行规划设计时要结合城市的总体规划、合理确定近期和远期的供水量；（2）规划设计要具有一定的针对性。要对当前城市给水管网系统存在的问题进行研究并给出应对措施，结合给水调查报告深入分析运行中存在的问题，给出解决措施；（3）在规划设计完成后，要基于供水需求和管网安全可靠运行的要求，尽可能地节省投资和降低能源消耗，保证可操

作性。

3 城市给水管网规划设计

3.1 管网系统优化设计

城市给水管网的主要功能是存储、输送以及分配水资源，它为城市的各项生活生产提供必要的水源，整个建设具有投资大和运行能耗高的特点，所以在城市给水工程设计中进行合理规划和优化设计十分重要。一般而言，给水管网的规划设计采用的是以下方法及

步骤：

3.1.1 结合城市总体规划。在确定近期和远期的供水范围、城市的用水总量规模上，需要与城市的总体规划相结合。相关规范指出，给水工程设计需要遵循的原则之一是：结合城市的远近期规划，以近期为主，兼顾远期。近期设计的参考年限以5～10年为宜，远期设计的参考年限以10～20年为宜。

3.1.2 结合城市布局及地形地势。在规划时，要进行供水分区的划分，对给水管网系统进行布置，建立相应的数据库。与小城市不同的是，大型城市的建设区面积极大，区域之间的地形高差十分明显，这个给水系统的规划设计带来了难度，导致管网系统的布置存在较多的形式。在规划中，要对不同的布置方案进行比较，找到最优方案。一般而言，管网的布置方案要考虑到输配水干管，可以忽略影响较小的给水支管；干管的布置要依据城市的规划布局和水源位置、供水形势等进行合理确定。

3.1.3 建立规划设计模型。在建立规划设计模型时，首先要进行模型目标函数以及约束条件的确定，数学模型的目标函数是经济性，其他方面是约束条件。传统的城市给水管网规划只是单一的造价规划，采用的模型是线性规划模型，以合理配置系统管段管径为最终结果。当前，在给水管网优化设计中，大部分采用的是非线性规划模型，包含有管网、泵站的投资建设及运行维修费用等。通过优化计算，在满足全部约束条件的前提下，进行目标函数最小化求解，从而有效降低系统的投资和运行维修费用。

3.1.4 计算方法选择。在优化计算方法的选择上，主要有两大类，分别是局部优化、全局优化。其中，前者采用的是线性规划、非线性规划等；后者采用的是遗传算法、蚁群算法等。

3.2 改造工程的优化设计

为了提高城市给水系统的供水质量及保证安全供水，很多城市需要对过去的给水管网进行改造。一般而言，城市给水管网的改造涉及到新增供水干管、管道管径的调整、受损严重管道的更换、增压泵站的扩建新增等。实施优化设计能够有效减小人为因素的影响，保证管网改造方案的科学合理。城市给水管网改造的目的是依据目标进行模型的构造，采用优化理论进行设计参数的合理确定和方案的选择。通常情况下，进行给水管网改造规划设计需要遵循以下步骤：首先是进行城市供水量、用水量、水厂、管网等资料的调查及收集，建立相应的结构数据库；其次要依据城市的近期目标和远期目标以及相应的规划布局，建立管网给水优化设计模型，对系统的运行工况进行模拟，通过模拟可以发现系统中存在的问题并及时给出调整措施，对改造的可行性进行研究，依据模拟结果对方案的技术、经济、安全性能等指标进行评估分析，找出最优的改造方案；最后是进行给水管网改造范围的确定，制定合理的管网改造方案。要与当前城市供水中存在的问题相结合，分清主次，合理安排改造计划，进行供水干管的新建，对当前的管道管径进行合理调整，及时更换老化的管道。

4 结语

本文针对城市给水管网系统的规划设计进行探讨，介绍了相关技术的发展，对其优化规划设计的原则进行了梳理，探讨了具体方法及实现步骤。总而言之，城市给水管网规划设计关乎经济和社会效益，我国当前的城市给水管网规划理论依然处在发展阶段，还有很大的发展空间。为了使得计算方法更加精确和完善，仍然需要在实践中不断探索、积累经验，形成一套完善的联系实际的理论系统。

参考文献

[1] 室外给水设计规范（GB 50013-2006）[S].

[2] 尹学农，任群，王国华，王雪峰.给水排水管网工程设计优化与运行管理[M].北京：化学工业大学，2007.

[3] 苗秀荣.城市给水管网优化设计研究[J].工业安全与环保，2008，（1）.

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关键词：医院；给排水设计；探讨

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

医院是治病防病，保障人民健康的专业服务机构。为了实现救死扶伤的终极目的，医院的一切设施包括房屋建筑、仪器设备等都为此服务。给排水系统作为医院装备系统中基础的一个环节，应该尽量满足医院医疗功用和医务人员和病人等工作和生活的需要。现代化医院在管理上与传统的医院有着很大的区别，它在流通性和效率方面有着明显的优势。过去可能排队等上半天才能看到病，而现在如果是小病的话，从挂号到看病再到拿药，大约也就是一个小时；过去医院可能热水是按时间点供应的，而现在，任何时候都可以保证有足够的热水供应。这也和它有着完善的基础设施和关，给排水就是其中非常重要的一个环节。医院的给排水与其它的地方不同，它对水温、水质要求更严格，就它的性质而言，它又要求给排水系统在设计时应该注意以下几个问题：安全、环保、流通性和消防安全。

1 安全用水

医院属于人口密集的地方，近年来随着我国经济的迅速发展，大多数城市尤其是大中城市都建立了大型的现代化医院，这对给排水的设计提出了更高的要求。安全用水是给排系统在设计的重中之重，这也是给排水系统在设计时要考虑的首要问题，因为它和病人、医生和工作人员的生活密切相关。不同的科室对水温又有不同的要求，在通常情况下，它必须做到无污染和无传染。

1.1 无污染

无污染是指水在进入供给区之前必须经过严格的消毒，甚至在必要的时候对水进行二次消毒，以确保使用水的绝对安全。在设计给排水系统时，要做到这一点要求供应水存储系统时刻警惕，以防出现问题。这可以通过一个监视器去监控，一旦供应水存储系统出现问题就立即发出警报，在关闭第一个水源的同时，启动它的应急预备系统，即启动第二个供应水源，以确保医院工作不会受到影响。另处，要防止取水人污染水源，可以在水源地的附近贴上提示标签并安排值班人员。需要注意的是，供应水水源只是其中之一，在各科室、卫生间等取水处，它的供水器也是要监控的环节，这要求给排水系统工作人员对取水处定期或者不定期地进行检查，发现问题及时纠正，但相对来说，它是不太容易出现问题的地方。

1.2 无传染

做到无污染只是安全用水的第一步，无传染也是同等重要。这是因为医院不但是人口密集的地方，也是病菌密集的地方，尤其是具有很强传染性的病菌，如果出现扩散，那么后果将不堪设想，这不仅会给医院造成重大损失，还会直接影响医院在病人心中的形象。要确保无传染，首先要防止病从口入，严格控制具有传染性的病菌进入供水源，特别是带有传染性病菌的病人。工作人员在进入水源地时，也得经过消毒、带防毒口罩等。还要防止使用过的医疗器械进入水源，由于使用过的医疗器械大都带有病菌等，因此医疗器械要有专门的放置地点。最后要根据地下水的流向合理安排供水源和排水的位置，一般来说，供水源应处于地下水的上流，而排水则处于下流。这样就可以保证供水源受到排水的污染。

2 环保

环保是给排水系统设计要注意的第二个问题。在政府大力提倡低碳环保的今天，医院也应该做好这一点。总的来说，医院给排水系统在设计中的环保体现在以下几个方面：选材环保、排水环保。选材环保就是说对于给排水系统所采用的材料在不妨碍给排水系统正常工作的情况下，要对环境没有污染，最好是能进行二次利用。举个简单的例子来说，卫生间里的洗手处的水龙头最好选用现代化的感应水龙头为好，它不太容易坏，这就为维修等减少了麻烦，同时它也可以节约水资源，这就不会出现以前那种没关水龙头而让水白白浪费的情况，它也比较符合现代人的习惯，体现了现代人对健康卫生有更高的要求，当然，值得一提的是，它也断绝了病菌在水龙头上的传染。排水环保是指医院用过的污水必须经过严格地杀菌消毒才进入大自然。各个科室产生的污水由于污染程序不一样，它在污水汇总前也要经过不同层次地杀毒，对于那些极具传染性的科室消毒要更彻底。最后，在污水排向大自然之前再进行一次整体的消毒，在检测合格之后排出去。医院污水排出的位置也很重要，第一，它绝对不能排向地下，这样会对地下水产生污染，由于地下水的流通性，如果严重的话，最终会对居民的生活产生影响。第二，它也不能排向自来水厂的上游，虽然排出去的水已经过消毒，但它还是有一定的污染性，因此最好选择河流的支流，水厂的下游。

3 流动性

前面已经谈到，医院不同科室对水温会有不同的要求，要实现这一点，就必须保证水的流通性。在设计中可以在不同的科室选择不同的热交换器，同时要保证整个系统中的水处于不断地流通中，这是为了监控水安全。实现整个系统水的流通可以采取以下措施：在供应水源处装上一个动力装置，保证水在整个系统中处于循环状态，并装有总监控设备，时刻监控各个分支出监控设备传来的数据，在各个分支处最好也装上一个监控设备，这是要监控各自的水循环状态，一旦出现情况，及时关闭这个分支并向总监控报告，总监控再根据具体情况进行相应地处理，最好一天二十四小时都有值班人员，时刻监控给排水系统的运作情况。冷水和热水在流动性上有些差异，如果是冷水，它对加热装置没有要求，只需要经过前期的消毒就可以了，因此它的监控没有那么严格。而热水就不一样了，因为它在流通的过程中热量在不断地流失，因此它的循环性要更强，这样才可以保证它的温度，为了节能，可以采取集中加热的方法，这样的好处是不用在各个分支处再装一个加热装置，只需要装一个调节水温的水泵装置就行了。各个分支供水处最好采用下行上给的方法，这样对于节能保环也是一个贡献。

4 消防

消防安全也是不容忽视的环节，相对来说，消防对水质水温没有什么要求，但要求消防用水得到保障，即在任何时间，消防用水都得储备着。在设计上消防给水管道必须按照规范和施工方案的进行，此外还要测试它的性能能否达到要求，测试分成管网试压测漏和强度测试。试漏为了保证消防给水管在正常状态或者略强水压下水管能正常工作，它的一般步骤是逐步检查每一个消防给水管，然后分块测试，最后一起测试；强度测试是针对发生大火进行的，它的具体步骤是在给水管正常工作的情况下缓慢提高水压，但注意不要高于0.7Mpa，如果此时给水管还能正常工作，则检测合格。另外一个消防给水容易忽视的问题是自喷系统的警铃没装在正确的位置，正常是装在公共走廊或者值班室，一旦出现紧急情况，不能及时启动警报系统而造成重大损失。自喷系统是针对火灾的紧急预案，当火灾发生时，它便会根据地点自动喷水，这虽然不能从根本上扑灭火灾但可以为后面的消防抢救工作赢得时间。

5 结束语

以上是医院给排水设计中要注意的几个问题，当然医院给排水的设计远远不止这几个问题，在实际设计中要考虑的东西也比这几点要多，如给排水管理的合理安排、消防给水具体设施建设的选材和地点等等。但做好这几点，至少可以确保医院的给排水正常运行，从而使得医院的工作处于有条不紊之中。

参考文献：

[1] 严丽贞.给排水管道设计与施工[M].化学工业出版社,2008,（7）.

[2] 周滨.医院给排水设计[J].中国新技术新产品,2009，(20).

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关键词：市政 给排水管道 设计

前言

随着城市化进程的发展，解决城市自来水供排水矛盾，提高城市供排水效率供排水管道的输水能力，减少爆管和漏水频率，恢复因管道腐蚀而下降的输水能力，为城市供排水建设和经济发展提供安全可靠的供排水保障，改善管网水质和市政给排水管道设计是必要的。

1、给水管道系统设计

城市的快速发展必然要求提高水质和供水的可靠性，这种要求使得城市供水管网的建设问题很快得到体现：整个管网隐患众多，规模明显不够大，有些淘汰的管材仍在使用，一些小管道，已成为城市供水系统的瓶颈，日益成为制约城市发展的主要因素。加上未进行统一规划设计城市管网，以及建设资金的制约，导致有些城市现有配水管网的管径偏小，严重制约了管网的输配水能力。

1.1供水管道布置的要求

管线布置应满足建筑物的性质和给水管道布置要求。影响给水管道布置的因素很多，比如用水要求、建筑结构、配水要求、室外供水管道的位置、建筑设备工程管线布置。在进行管道布置时，应处理和协调这些因素的关系，同时还应满足一些基本要求：

（1）为达到供水经济合理，应保证供水安全和良好的水力条件。至少需要两条引入管，从建筑物侧接入管道，在室内将管道连成贯通状或环状的双向供水。如果不能满足条件，可采取增设第二水源或设贮水池等安全措施。管道应与墙、梁、柱保持平行，管路力求简短，这样可以减少工程量，降低工程造价。在用水量大的配水附近布置干管，可以减少不合理的转输流量，节省管材，还可以使供水更加安全。

（2）在一般情况下，给水管道应该暗装。立管设在管道竖井内，横干管敷设在技术层内、管沟内或吊顶中，支管可敷设在管窿、地板平层、墙体、吊顶内，这样可以达到美观、卫生的效果。

（3）应确保管道不会受到损害。供水管道应避免穿过沉降缝、伸缩缝，也不允许穿越生产设备基础，不宜布置在受重物压坏处，不得布置在风道、烟道和排水沟内，不允许穿大小便槽。

1.2布置形式

按照供水可靠程度要求，可以将给水管道的布置形式分为环状和枝状两种，前者双向供水，管线造价高，但供水安全可靠；后者单向供水，节省管材，造价低，但安全可靠性差。在建筑内给水官网布置时常采用枝状布置。

1.3给水管材

在我国以往生活给水中采用的主要管材是镀锌钢管。镀锌钢管钢度大，可以在需要承受撞击的环境中运用，比如室内明装管道；同时镀锌钢管的市场供应比较完善，而且施工经验成熟。但是也存在一些弊端，比如管道长期工作，镀锌层脱落，管壁锈蚀，污染水质和卫生洁具，在锈蚀的管壁上容易滋生细菌，因此，在室内给水管道设计中已经不使用冷镀锌钢管。目前，我国供水管道设计主要采用铸铁管和钢管。随着供水塑料管的开发，出现了以铝合金为骨架，管内外有聚乙烯的铝塑复合管，同时具有塑料管和钢管优点的钢塑复合管，这些管道具有强度高、寿命长、卫生条件好等优点，在实际工程中得到推广。

1.4管径的确定

管径应根据用水量确定。根据综合生活量定额或居民生活用水定额及最高变化系数分析确定综合生活用水Q1；根据生产工艺要求和车间性质确定生产用水量和员工用水量Q2；根据现行有关规定确定消防用水量Q3；根据路面、绿化和土壤等条件确定浇洒道路和绿地用水Q4；根据最高日用水量得百分比确定未预计水量。管径的总用水量为Q=Q1Q2+Q3+Q4+Q5。

2、排水管道系统的设计

城市排水管道系统包括收集、输送污水的管道以及其附属物，排水管道系统和污水泵站、废水处理厂和废水排放工程，合理布局排水管网，对城市排水工程建设起着举足轻重的作用。

2.1影响布局的主要因素

2.1.1城市地形地貌以及竖向规划

在排水管道系统布局时，城区的地形地貌起着决定性作用。有河流穿过的城区或地形起伏较大的地域以及低洼、山地和高地等都会影响管道系统布局。城市的竖向布局对排水管道布局的影响也较大。靠近河道的城区或平原，城市竖向规划可能提高地面高程。山区城镇现状地形起伏较大，竖向规划可能对现状地形会有较大的调整，在排水管道系统设计时，不仅要摸清规划道路的竖向规划，还要明确规划地块的竖向设计。

2.1.2地块开发设计和道路建设计划

为安排近期排水管道建设，应考虑规划城区的地块开发时序，在规划城区范围内，排水管道应沿着城市管道敷设。

2.1.3旧城区排水系统现状

由于旧城区建设年代比较早，缺乏系统性，导致排放口数量太多而且分散。这种现状会影响排水管线系统的布局。

2.2排水管道系统设计步骤

2.2.1基本资料的收集

城镇排水管道系统涉及面广，需要收集的基础资料多，一些地方由于城市建设档案资料不全，设计人员在设计前应进行详细调查，收集相关资料。比如城市总体规划、给排水专项规划、规划城区和周边地区的地形图、河道典型端面、城市防洪标准、河道通航等级，以及地质资料、气候资料，有关项目批文等。

2.2.2污水排水区域的划分以及主干管的确定

污水排水区域的划分应该合理，减少污水主干管道的埋深和长度，以降低总投资。排水主干管应尽量结合道路建设计划实施。

2.2.3管位的确定

排水管位应符合城市道路线综合的要求，对尚未进行管

线综合的城区，应根据市政管线数量、排水管道以及道路的宽度与市政管线的关系确定排水管管位。排水管最好设在慢车道下，这样可以满足管道埋深和坡度的要求。如果道路宽度超过40 m，为收集污水，减少横向穿越的管道数量，可以在道路两侧设置排水管道。

2.2.4控制点的确定

在排水区域内往往要设置控制点，这些控制点对排水管道系统起决定作用。控制点一般会在以下位置出现：地势起伏地区，低洼处的管道起点；管道系统的起点；本排水区域内，与终点的距离最远的位置；企业集中排出口。控制点标高的确定，应根据城市的竖向规划，保证区域内所有用户的污水都可以流进管道系统内。

2.2.5水力计算

（1）设计流量：排水管道的设计应按照最高时设计流量计算。分流制排水体制污水管道的设计流量包括工业废水、生活污水和地下水渗入量。

（2）截流式合流制设计流量：溢流井上游灌渠的设计流量包括工业废水、生活污水和雨水。雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期，以减少合流污水溢出检查井。

2.2.6绘制管道平面、纵剖面。污水管道平面图、纵剖面是污管道设计的主要图纸。

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关键词：电动给水泵；密封水；自制喷射器

中图分类号：U67 文献标识码：A

1概述

某电厂汽轮机为哈尔滨汽轮机厂600MW超临界机组，所配电动给水泵为上海电力修造厂生产的型号为HPT200-330-5s/22A的30%容量给水泵，给水泵组为电动前置泵、电动机、液力偶合器、电动给水泵依次同轴布置。所有单体设备的油和偶合器工作油共用一个油箱，油箱与偶合器连体，位于偶合器底部。电动给水泵的密封水一路由凝结水输送泵供给，一路由凝结水泵出口供给，两路共用一母管。在电泵组试运过程中先后发生电泵密封水外溢和电泵耦合器油系统进水等问题，通过对这些问题的分析，研制出了有效的解决方案，对密封水系统进行了合理的改造，有效的根治了上述问题。这些问题存在一定的普遍性，在类似的机组中可以进行推广，避免同类问题的反复发生。

2 原密封水系统在时运过程中存在的问题及原因分析

第一次电动给水泵组启动出现问题：在电动给水泵组泵组启动一段时间后电泵密封水外溢，且有一定压力；对问题的分析解决：通过以往的经验分析断定为密封水压力过高，于是决定通过对密封水压力进行调节，调节过程中连续出现两次因为调低密封水压力而导致从轴承外腔室的呼吸孔往外喷水的现象，后经多次调节，将密封水稳定在趋于平衡范围。

第二次电动给水泵启动出现的问题：第二次启动后密封水仍存在压力不稳定现象，重复出现阶段性压力过高或过低、回水不畅等问题，导致油中进水，偶合器油箱油位明显升高。因为试运时间紧迫，没有时间停泵处理，我们只能在不停泵状态下就地监视密封水压力，尽量手调至趋于正常状体，同时用外置真空滤油机对油进行过滤脱水作业。

真空滤油机对油进行脱水作业的操作步骤：在偶合器顶部盖板的通气孔旁边开孔，直径φ40左右，在开孔的上部焊接一段长约150mm的直径为45mm的不锈钢管，管的另一端焊一平焊法兰，此法兰与另一片焊有300mm左右长度的直径45mm的不锈钢管用螺栓连接，中间加聚四氟垫片。在偶合器底部排油管处接管到真空滤油机入口，将滤油机出口管引至偶合器顶部开孔接管处绑扎好，构成完整滤油回路。

在此状态下电动给水泵坚持运行3天，油除水效果良好，并未对油质造成危害，没有影响到整体试运进度。

在滤油期间期间，针对密封水问题，我们进行了细致分析。

第二次电动给水泵组启动后出现的问题的原因分析：电动给水泵水侧密封采用迷宫式套筒密封，套筒外侧有O型密封圈，紧邻轴端轴承内腔室，轴承的外腔室有一呼吸孔与大气相通。如图1所示。

按照设计原理，在密封间隙合理并且密封水压力合理的情况下是不应该有水进入轴承室的，启停泵和泵的工作状态发生改变时有少量密封水漏流为正常。参照整个密封水系统设计和所发生各种情况认为油中反复进水的原因有以下几点：密封水供水压力调节过大，导致回水不畅，多余的水从轴端溢出进入轴承室；密封水压力过小时封不住泵体内部的高压水，高压水进入轴套密封的回水腔室，加之水温很高导致迅速气化升压，汽水混合物在高压作用下迅速冲入轴承室导致油中再次进水，表现形式就是呼吸孔向外喷水；密封水调节阀性能差，不能及时进行跟踪差压变化；密封水回水量大时存在回水不及时的现象，密封水回水管只有一路回凝汽器，少一路排地沟的设计（因为施工时没有厂家图纸，只有设计院图纸，而设计院图纸将此项设计漏掉了）。

3 对电动给水泵密封水系统的改造及改造后的效果

停泵后我们进行了对电泵组密封水系统进行了以下的改造：首先对密封水回水管进行了改造，加一路直排地沟并加两道截止阀进行控制，如图2所示；对密封水调节阀进行解体检查，发现阀门存在内漏，更换新的调节阀回装；对密封水回凝汽器管路U形水封管进行检查，确认注水正常；检查密封水回水至电前泵入口卸荷阀，确认正常。

鉴于前两次启动发生的问题，我们针对易发生问题的关键点进行了分析，同时也是为了验证我们做出改造的效果，我们制定了严格的防范措施。先投入由凝结水输送泵供给的密封水再对泵体进行注水，注水期间严格监视密封水漏流情况；启动电动给水泵前置泵前，打开密封水回水至前置泵入口的卸荷阀，同时监视给水泵两端不冒水；泵初启动阶段，将密封水回水切换至排地沟，凝汽器投真空后再切换至排凝汽器，以消除回水不畅；电动给水泵组运行正常后，将密封水回水由地沟切换凝汽器，令试运人员就地监视给水泵两端不冒汽水。

机组真空状态发生改变时或凝结水泵工作状态发生改变时注意对密封水供水和排水的切换，同时监视漏流情况。经过上述的一系列改造和严格按照措施执行后，电动给水泵密封水系统运转正常，也彻底消除了油系统中进水的现象。在解决完油系统进水的问题后，将外置真空滤油机去掉，并且用盲法兰将在偶合器顶部后开孔接管头的端部封死。

在三次启泵试运过程中，造成偶合器坑内几次满水，并且水中带油。由于设备布置紧凑，空间狭小，给清理带来很多不便，而且耗费人力。为此，我们借鉴主油箱射油器原理自制一套利用压缩空气排水的装置，如图3所示。

此喷射器用现场不锈钢管废料头焊制，使用方法为：

a口用胶皮管与现场压缩空气杂用管道相接绑牢，c口与现场用于滤油的塑料管废管相接绑牢引入地沟，b口绑扎一层或两层钢丝网，将整个喷射装置放置于偶合器坑底，开启压缩空气，利用喷射原理将坑内存水带出。此喷射器可以在几个小时内就将满坑水排干净，有效的克服的清理过程中的不利条件，减少了人力的投入，并且可以随时方便的使用。并且可以将此装置应用于其它现场的电动给水泵组耦合器坑、凝汽器坑等类似位置的排水工作中，起到了良好的效果。

结语

通过此次对电动给水泵组密封水系统的改造，在得到了一个较好的结果的同时，也使我们在精神方面收获到了更多的启示：

（1）安装过程中一定不要被进度压力打乱思路，认真进行图纸会审，施工时将各种因素考虑周全，力争一次成优。（2）机组的各个系统试运前一定要按照厂家图纸和设计院图纸进行认真核对，发现问题立即整改，避免犯一些低级错误；（3）不要过于迷信权威，对图纸上不完善、不科学的地方要勇于创新，发现问题、提出问题、解决问题；（4）试运过程中发生问题时分析要有深度，避免治标不治本；（5）时刻保持清醒的头脑不忘创新。

篇10

[关键词] PLC 变频 供水系统 自动控制 工业控制

1.基于PLC的变频供水控制系统的调试

工业控制系统本身是比较复杂的，系统的应用不仅受到系统设计、实现技术的影响，受到温度和湿度、震动和冲击、灰尘和腐蚀性气体等环境条件给工业生产过程造成的干扰，同时还要受到电源质量、运行条件、维护条件等具体应用条件的影响，因此，为了保证控制系统能够稳定、可靠、长期地工作，必须在工业生产现场进行控制系统的进一步调试。

1.1调试技术

控制系统的调试是一个系统工程，必须要对所有的运行模式进行测试，在软、硬件系统设计、联调成功的基础上，还要进行现场调试，即首先确保设备、仪器、管道、线路等安装、连接正确，然后再启动相关的设备，进行系统功能测试和运行测试。

⑴ 系统设计 传统的系统调试阶段是指从控制系统的设备安装完毕开始算起，但是，从广义角度来讲，系统调试应该从设计阶段开始算起，只有在系统设计中保证控制系统应满足的功能要求，才能确保系统运行阶段各项功能的实现。

控制系统的设计涉及到工艺流程设计、系统功能设计、软件系统设计、硬件系统设计和系统总成设计，设计者应该在提交控制系统设计方案的同时，提交系统测试方案，以便于对所有的功能模块和运行模式进行测试，这其中应包括实施测试的人员、具体的调试方法、步骤和措施。

在软件系统、硬件系统分别独立调试成功以后，还要进行软、硬件系统联调，以确保系统设计无误。

⑵ 初步测试 控制系统的设备就位、调试和运维人员到位、调试计划通过、运行条件满足后，就可以开始系统的初步测试。

在控制系统的设备启动运行前，应做好各项准备工作：所有设备的安装均符合设计图纸要求和实际操作要求；所有的测量设备和监控装置均按制造商的要求和工程需要完成安装；工业管道、线路等安装、调试完毕，并确保满足系统运行条件；各类设备安装牢固，确保运行安全；传感器和执行器等控制设备安装、连接正确，主要部件应有冗余；配套设备运行平稳、正常。

⑶ 设备测试 控制设备自身的运转调试，要在现场独立启动每台设备，将控制系统正式运行时可能出现的各种运行状况都进行模拟，分别调试设备，还要检查设备的各项技术参数及参数设置，确保满足控制系统设计要求。

⑷ 系统功能测试 控制系统自身的测试，调试中应遵循以下原则：

先部分再整体，首先把整个控制系统按功能分成若干个部分，对每个部分的功能逐一进行测试，确保功能正常；其次，逐步将两个功能模块合并起来进行调试，测试是否满足要求，并依此类推；再次，将所有功能模块连接起来，作为一个完整的系统，按照工艺流程操作，检查系统运行通畅与否；最后，通过改变系统输入值，检查系统的各项动作是否满足工艺要求。

先分离再联合，工业控制系统往往涉及到联合控制，调试时要先把联合控制部分分离开，以设备或工艺流程为单位，把联合控制条件强制设置成正常，逐个进行调试，最后再调试联合控制部分。

从后向前，逐级调试，即从控制系统的最后一个模块开始调试，逐步向前，直至全部系统作为一个整体进行调试。

⑸ 系统试运行 系统功能测试结束后，开始系统试运行测试，对系统中所有的组成设备进行联合调试，以检验系统功能的完整性和系统的可靠性、稳定性。

试运行测试不仅要测试系统的常态运行，还要测试系统50%开度时的运行状况，测试系统全开、全闭时的运行状况，也要测试系统10%和90%开度时的运行状况，这是系统调试的关键，也是最困难和最耗时的阶段。

⑹ 系统运维 试运行成功后，系统就可以交付用户使用，进入系统运行、维护阶段，运维人员按照工艺流程进行操作，发现问题应及时与设计人员沟通解决。

⑺ 调试记录 系统调试的各个阶段均应有调试记录，把调试过程中出现的问题、关键的参数和操作记录下来，分类、整理后形成系统调试报告，由设计方和用户分别存档，并且在工程交接以后长期保存，以利于故障排查和系统升级改造。

⑻ 特殊调试 由于季节、环境等原因，控制系统的部分设备、运行条件有可能得不到充分的调试，例如，系统无法在夏天测试生产环境中的供热系统影响，此时的调试计划中就应该包含季节的中断，直到室外温度处在最优的测试条件下，然后再进行这部分的测试。

1.2系统调试

基于PLC的峡山水库自来水厂变频供水控制系统完成软件系统、硬件系统设计后，分别通过了系统测试，系统总成后联调成功，运抵峡山水库自来水厂实施了系统安装。

自来水厂初步测试后条件齐备，系统主要设备，PLC、变频器、压力变送器、液位传感器、交流接触器、断路器、热继电器、动力及控制线路以及水泵机组等，安装到位，自来水厂的操作人员确认设备运转正常。

系统功能测试采用先部分后整体、从后向前、逐级调试的方法，二级泵站分别采用电位器设定压力、操作面板内部设定压力测试通过后，接入压力变送器，系统运行正常；一级泵站测试方法与二级泵站测试基本相同，只是改用了液位传感器，系统运行正常；变频/工频、自动/手动控制模式运行正常。自来水厂的操作人员独立操作，系统能够自动地按照预定的流程进行启、停，确认运行的控制条件和功能完全符合工艺要求。

变频供水控制系统正常发挥效能的关键是变频器中PID调节器的参数整定，系统预设了参数，但是，P、I、D 参数的预置是相辅相成的，因此，在系统运行现场，根据自来水厂的实际情况做了进一步的细调，以二级泵站送水口管道压力控制为例，具体方法是，当被控物理量（压力参数）在目标值（低压）附近振荡时，首先加大积分时间I，如果仍有振荡，则适当减小比例增益P；如果压力参数在发生变化后难以恢复，则首先加大比例增益P，如果恢复仍然较慢，则适当减小积分时间I。

PID参数整定后，系统运行功能正常，自来水厂的操作人员独立操作系统，整定参数，系统能自动地按照预定的程序，单独或顺序地进行启停、声光报警，控制和保护等功能正常工作，确认满足工艺要求。

系统试运行分别测试了常态、全闭、全开和90%、50%、10%开度时的运行状况，系统功能完整，运行可靠、稳定。

2.基于PLC的变频供水控制系统的应用

基于PLC的峡山水库自来水厂变频供水控制系统投入运行，用户反映，系统工作稳定、可靠，管网的工作压力始终稳定，达到了恒压供水的目的；系统控制功能良好，大幅度减少了人工操作失误引起的溢水、缺水等事故，提高了供水质量；水泵电机功率因数从0.7提高到了0.98，减少了无功功率，而且电机启动电流大幅度减小，有效地减少了电机启动大电流对电网的冲击，减少了维修费用，节能降耗效果明显。

⑴ 系统具有变频/工频、自动/手动模式，较好地满足了各种条件下的供水系统运行，城市供水有了保障。

⑵ 系统采用PLC控制，较好地满足了自来水厂的工业控制需要，使用方便，操作简单，故障率低，性能可靠。

⑶ 系统采用变频控制，自动实现了24×7恒定压力，供水质量好，而且避免了管网破裂等现象的发生。

⑷ 系统自动检测蓄水池水位、送水口管道压力，自动控制取水、送水，实现了无人值守，节省了人力。

⑸ 系统能够根据水位和管道压力自动进行检测，控制电机转速，达到了节能的目的。

⑹ 变频器启动平滑，减少了水泵电机的启动冲击，避免了水泵的频繁启动、停止，也避免了传统供水中的水锤现象，延长了电机水泵的使用寿命，降低了维修费用，降耗效果明显。

⑺ 系统能够根据管道压力自动调节供水量，而且大幅度减少了人工操作失误引起的溢水、缺水等事故，节约了水资源。

⑻ 系统欠压、过流、过载、过热、缺相、短路等保护功能齐全，运行可靠。