（一）管材参数
（1）公称直径：各种管件、管子的通用口径，用符号DN表示，常用管道尺寸见表1.1。
（2）公称压力：制品在基准温度下的耐压强度，用符号PN表示。
（3）试验压力：制品进行强度实验的压力，用符号Ps表示。
（4）工作压力：在正常条件下所承受的压力，用符号P表示。
表1.1 常用公称通径系列标准
注：1IN＝25.4mm。
（二）常用给水管材
室内给排水工程常用管材根据材质不同，分为金属和非金属两大类，金属类的有钢管、铜管、铜铝复合管，非金属管常见的有塑料管。
1.钢管
用于给水工程中的钢管主要有焊接钢管和无缝钢管两种。焊接钢管又分镀锌钢管（俗称白铁管）和不镀锌钢管（俗称黑铁管）。钢管的强度高、耐振动、重量较轻、长度大、接头少、管壁光滑、水力条件好，但耐腐性差，易生锈蚀，造价较高。
生活给水管、自动喷水灭火系统的消防给水管应采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管，并且要求采用热浸镀锌工艺生产的产品，我国在2000年禁止使用冷镀锌钢管，只有水流经常流动的管道及对水质没有特殊要求的生产用水或独立的消防系统，才允许采用非镀锌钢管。
2.铸铁管
铸铁管多用于给水、排水和煤气管道工程中，按性能分为承压铸铁管和排水铸铁管，按材质分为灰口铸铁、球墨铸铁和高硅铁管，其中，给水球墨铸铁管比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性，能承受较大工作压力（0.45～1.00MPa）；铸铁管耐腐蚀、价格便宜，管内壁涂沥青后较光滑，因此在管径大于70mm时常用做埋地管，其缺点是性脆、长度小、质量大等。
3.塑料管
塑料管有良好的化学稳定性，耐腐蚀，不受酸、碱、盐、油类等物质的侵蚀；管壁光滑、水流阻力小；容易切割，还可制成各种颜色，也可代替金属管材以节省金属。为了防止管网水质污染，塑料管的推广使用正在加速进行，并将逐步替代质地较差的金属管。常用的塑料管材有：
（1）硬聚氯乙烯管（PVC－U）：按用途分为给水用、排水用和化工用。
（2）聚乙烯管（PE）：按用途分为燃气用埋地聚乙烯管、软聚氯乙烯管、给水用高密度聚氯乙烯管、给水用低密度聚氯乙烯管、胶聚聚氯乙烯等。
（3）聚丙烯管（PP）：主要用做输送水温不超过95℃的给水管材。
4.复合管材
常用的复合管材有钢塑复合管、铝塑复合管等。
钢塑复合管是以高密度聚乙烯（HDPE）或交联聚乙烯（PEX）为内、外层，中间为对接焊钢管，各层之间采用热熔胶紧密粘接的新型绿色管材，它兼有钢管强度高和塑料管耐腐蚀、保持水质的优点。
铝塑复合管是中间以铝合金为骨架，内、外壁均为聚乙烯等塑料的管道。除具有塑料管的优点外，它还有耐压强度好、耐热、可挠曲、接口少、安装方便、美观等优点。目前，管材规格大多为DN15～DN40，多用做建筑给水系统的分支管。
5.其他管材
其他常见管材包括铜管、不锈钢管等。
铜管可以有效地防止卫生洁具被污染，且光亮美观、豪华气派。目前，其连接配件、阀门等也配套产出。根据我国几十年的使用情况，证实其效果良好。铜分为紫铜（纯）、黄铜（锌）、青铜（锡）和白铜（镍），用于制氧、制冷、空调、高纯水设备等管道，也可用于现代高档次建筑的给水、热水供应管道。铜管规格用外径乘壁厚表示，如D159×4.5。
不锈钢管表面光滑，亮洁美观，摩擦阻力小；强度高，且有良好的韧性，容易加工；耐腐蚀性能优异，无毒无害，安全可靠，不影响水质；其配件、阀门均已配套。由于人们越来越讲究水质的高标准，不锈钢管的使用呈快速上升之势。
（三）管道连接
管道配件是指在管道系统中起连接、变径、转向、分支等作用的零件，又称为管件。各种不同管材有相应的管道配件，管道配件有带螺纹接头（多用于塑料管、钢管，如图1.29所示）、带法兰接头、带承插接头（多用于铸铁管、塑料管）等几种形式。
图1.29 钢管螺纹管道配
2—径管箍；3—活接头；4—补心；5—90°弯头；6—45°弯头；7—异径弯头；8—内管箍；；10—等径四通；11—异径四通；12—等径三通；13—异径三通；14—根母
1.钢管的连接方法
钢管的连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接和卡箍连接。
（1）螺纹连接，也称丝扣连接。配件大都用可锻铸铁制成，分镀锌与不镀锌两种，其抗腐性及机械强度均较大。这种方法多用于明装管道，一般用于管径15～150mm，耐压力为1.0～1.6MPa；为了防腐耐用，小口径的镀锌钢管采用螺纹接口，不可采用焊接。
管螺纹加工分为人工绞板与电动套丝机两种方法。图1.30是管子绞板的构造，在绞板的板牙架上设有4个板牙孔，用于装板牙，板牙的进退调节靠转动带有滑轨的活动标盘进行。
（2）焊接，用焊机、焊条烧焊将两段管道连接在一起。这种连接方式的优点是：接头紧密、不漏水、不需配件、施工迅速，但无法拆卸。焊接只适用于不镀锌钢管。这种方法多用于暗装管道。
（3）法兰连接（图1.31），在较大管径（50mm以上）的管道上，常将法兰盘焊接（或用螺纹连接）在管端，再以螺栓将两个法兰连接在一起，进而两段管道也就连接在一起了。法兰连接一般用在连接阀门、止回阀、水表、水泵等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。
图1.30 绞板及板牙
图1.31 法兰连接
（4）卡箍连接（图1.32），是一种新型的钢管连接方式，也叫做沟槽连接。这种方式操作简单、施工安全、稳定性好、价格合理。
图1.32 卡箍连接
《自动喷水灭火系统设计规范》提出，系统管道的连接应采用沟槽式连接、丝扣连接、法兰连接，系统中直径等于或大于100mm的管道应分段采用法兰或沟槽式连接件连接。
2.铸铁管的连接方法
铸铁管与管之间的连接，采用承插式或法兰盘式接口形式，连接阀门等处多用法兰盘连接。承插连接（图1.33）按功能又可分为柔性接口、刚性接口、半刚半柔性接口。柔性接口用橡胶圈石棉水泥密封，允许有一定限度的转角和位移，因而具有良好的抗震性和密封性，比刚性接口安装简便快速；刚性接口采用油麻石棉水泥接口、橡胶圈膨胀水泥接口；半刚半柔性接口采用麻、铅接口。
图1.33 承插式铸铁管接口连接
2—承口；3—内层填料；4—外层填料料有油麻、橡胶圈、粗麻绳和石棉绳等）
3.塑料管的连接方法
塑料管的连接方法一般有螺纹连接（其配件为注塑制品）、焊接（热空气焊、热熔焊、电熔焊）、法兰连接、螺纹卡套压接，还有承插接口、胶粘连接等。图1.34所示为热熔连接中使用的热熔机。
图1.34 热熔机
4.铜管的连接方法
铜管的连接方法有螺纹卡套压接、焊接（有内置锡环焊接配件、内置银合金环焊接配件、加添焊药焊接配件）等。
5.不锈钢管的连接方法
不锈钢管一般有焊接、螺纹连接、法兰连接、卡箍连接和铰口连接等。
6.复合管的连接方法
钢塑复合管一般用螺纹连接，其配件一般也是钢塑制品。铝塑复合管一般采用螺纹卡套压接，其配件一般是铜制品，先将配件螺帽套在管道端头，再把配件内芯套入端内，然后用扳手扳紧配件与螺帽即可。
二、管道附件
管道附件是给水管网系统中调节水量、水压，控制水流方向，关断水流等各类装置的总称，可分为配水附件和控制附件两类。
（一）配水附件
配水附件（图1.35）用以调节和分配水流，通常是指分配或调节水流的各式水龙头。
水龙头按结构可分为单联式、双联式和三联式。单联式水龙头可接冷水管或热水管；双联式水龙头可同时接冷热两根管道，多用于浴室面盆以及有热水供应的厨房洗菜盆的水龙头；三联式水龙头除接冷热水两根管道外，还可以接淋浴喷头，主要用于浴缸的水龙头。
另外，水龙头还有单手柄和双手柄之分。单手柄水龙头通过一个手柄即可调节冷热水的温度，双手柄则需分别调节冷水管和热水管来调节水温。按开启方式来分，水龙头还可分为螺旋式、扳手式、抬启式和感应式等。
图1.35 配水附件
（二）控制附件
控制附件用以调节水量或水压、关断水流、改变水流方向等。
1.阀门种类
常用的阀门种类有以下几种：
（1）截止阀（图1.36（a）），用于汽、水管路启闭与调节。此阀结构简单，关闭严密，但水流阻力大，适用于管径≤50mm的管道。安装时，注意方向应为低进高出。
（2）闸阀（图1.36（b）），用于汽、水管路等的启闭。此阀全开时水流呈直线通过，阻力较小。但如有杂质落入阀座，则阀门不能关闭严实，因而易产生磨损和漏水。当管径在70mm以上时，可采用此阀。
（3）蝶阀（图1.36（c）），用于大直径、低参数管路。阀板在90°翻转范围内起调节、节流和关闭作用，操作扭矩小，启闭方便，体积较小，适用于管径70mm以上或双向流动管道；质轻、尺寸短，但严密性较差。
图1.36 典型的控制附件
（4）止回阀（图1.36（d）、（e）、（f）、（g）），属自动阀，可控制介质流向，介质按规定方向流动阀芯开启，反之关闭，注意按规定方向安装。
（5）浮球阀（图1.36（h）），是一种用以自动控制水箱、水池水位的阀门。其缺点是体积较大，阀芯易卡住引起关闭不严而使水箱溢水。与浮球阀功用相同的还有液压水位控制阀（图1.36（i））。它克服了浮球阀的弊端，是浮球阀的升级换代产品。
（6）安全阀（图1.36（j）、（k）），是一种保安器材。管网中安装此阀可以避免管网、用具或密闭水箱超压遭到破坏。一般有弹簧式、杠杆式两种。
（7）减压阀（图1.36（l）、（m））常用的有两种类型，即弹簧式减压阀和活塞式减压阀（也称比例式减压阀），其作用是降低水流压力。在高层建筑中使用它，可以简化给水系统，减少水泵数量或减少减压水箱，同时可增加建筑的使用面积，降低投资，防止水质的二次污染。在消火栓给水系统中可用它防止消火栓栓口处的超压现象。它的使用已越来越广泛。
2.阀门的编号
阀门产品型号由七个单元组成按下列顺序编制：依次为类型代号、传动方式代号、连接形式代号、结构形式代号、密封圈或衬里材料代号、公称压力数值/阀体材料代号。
第一部分：阀门的类别用汉语拼音字母表示，见表1.2。
表1.2 阀门的类型
第二部分：传动方式用一位阿拉伯数字表示。对于手轮、手柄、扳手等直接传动的阀门，可省略。需用其他传动方式的阀门，见表1.3。
表1.3 传动方式
第三部分：连接形式用一位阿拉伯数字表示，见表1.4。
表1.4 连接形式(www.xing528.com)
第四部分：结构形式用一位阿拉伯数字表示，见表1.5。
表1.5 结构形式
第五部分：密封圈或衬里材料，用汉语拼音字母表示，见表1.6。
表1.6 密封圈或衬里材料
第六部分：公称压力，用短线与第五部分隔开。
第七部分：阀体材料，用汉语拼音字母表示，见表1.7。工作压力小于或等于1569.6kPa的灰铸铁阀门，或工作压力大于或等于2452.5kPa的碳钢阀门可省略。
表1.7 阀体材料
例如，Z45T－0－1：闸阀，手动，法兰连接，暗杆楔式单板，铜合金密封，PN＝1.0MPa，灰铸铁阀门省略。
J11T－1－0：截止阀，手动，内螺纹，直通式，铜密封面，PN＝1.0MPa，灰铸铁阀门省略。
（三）水表
1.流速式水表（图1.37）
建筑内部给水系统中，广泛采用的是流速式水表。按叶轮构造不同，流速式水表分旋翼式（又称叶轮式）和螺翼式两种。螺翼式水表叶轮转轴与水流方向平行，阻力较小，起步流量和计量范围比旋翼式水表大，适用于计量大流量。旋翼式的叶轮转轴与水流方向垂直，阻力较大，起步流量和计量范围较小，多为小口径水表，水流阻力大，适用于测量小的流量。
流速式水表按计数机件所处状态分为干式和湿式两种。干式水表的计数机件用金属圆盘与水隔开，计量敏感性差；湿式水表传动机构淹没在水中，计量准确，灵敏度高，密封性好，但不适用于水中有杂质的场合。
2.远程数字显示水表（图1.38、图1.39）
由于技术的发展和节水意识的提高，传统的“先用水后收费”用水体制和人工进户抄表、结算水费的繁杂方式，已不适应现代管理方式与生活方式，电磁流量计、远程计量仪等自动水表应运而生。
图1.37 水表
图1.38 住宅远传水表集抄系统图
图1.39 远传水表组成
水表的选用应考虑所计量的用水量及其变化幅度、水温、工作压力、计量范围及水质情况。水表直径一般应与安装水表的管道直径相一致，一般情况下，当DN＜50mm时，应采用旋翼式水表；当DN＞50mm时，应采用螺翼式水表；当通过的流量变幅较大时，应采用复式水表；住宅分户内水表宜选用远传或IC卡等智能化水表。
三、相关设备
（一）水泵
水泵是给水系统中的主要升压设备。在建筑给水系统中，较多采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效率高、运转平稳等优点。下面主要讲离心泵。
1.离心泵的基本构造
图1.40所示为单级单吸式离心泵的基本构造，主要包括蜗壳形的泵壳、泵轴、叶轮、吸水管、压水管、底阀、控制阀门、灌水漏斗和泵座。
图1.40 单级单吸式离心泵基本构造
2—外壳；3—泵轴；4—填料函；5—吸水管；6—压水管
2.离心泵的工作原理
离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。离心泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。在水泵叶轮中心处，由于水在离心力的作用下被甩出后形成真空，吸水池中的水便在大气压力的作用下被压进泵壳内，叶轮通过不停地转动，使得水在叶轮的作用下不断流入与流出，从而达到输送水的目的。
3.离心泵的主要工作参数
流量Q：单位时间输送液体体积，单位常用L/s或m3/h。
扬程H：水泵给予单位重量液体的能量，单位常用高度单位mH2O、kPa或MPa。
轴功率N：电机输给水泵的总功率，单位用kW表示。
有效功率Nu：水泵提升水做的有效功的功率，单位用kW表示。
效率η：水泵有效功率与轴功率的比值。
转速n：反映水泵叶轮转动的速度，单位用r/min表示。
允许吸上真空高度Hs：泵在工作条件下的允许吸上真空高度，单位用mH2O表示。
4.离心泵的选择及安装
水泵的选择原则：根据给水系统所需要的水量和水压，所选水泵的流量≥给水系统最大设计流量，水泵的扬程≥给水系统所需的水压。考虑到运转过程中泵的磨损和效能降低，一般按给水系统所需要的水量和水压附加10％～15％作为选择水泵流量和扬程的参考，所选泵在实际情况中应在高效段运行。生活给水系统的水泵宜设一台备用机组，备用泵的供水能力不应小于最大一台运行水泵的供水能力，且水泵宜自动切换交替运行。
水泵安装工艺流程：放线定位→基础施工→预留孔→埋地脚螺栓→水泵安装→二次灌浆→配管及试运行。
安装要点：
（1）安装前，检查基础的尺寸、位置、标高是否符合设计要求，地脚螺栓必须恰当、正确地固定在混凝土地基中，机器不应有缺件、损坏或锈蚀等情况。
（2）安装高度不能太高，应小于允许安装高度。设法尽量减少吸入管路的阻力，以减少发生汽蚀的可能性。
（3）对于噪音控制要求严格的建筑物，应有减震措施，如图1.41所示，主要措施有基础采用橡胶隔震垫，吸、压水管可设可曲挠接头，管道支撑可设弹性支吊架，另外，对水泵房的建筑构造采取隔声、吸声措施。
图1.41 水泵安装示意图
（二）储水池
储水池（图1.42）是建筑给水常用调节和储存水量的构筑物。储水池的形状有圆形、方形、矩形和因地制宜的其他形状。小型储水池可以是砖石结构，混凝土抹面；大型储水池是钢筋混凝土结构。
储水池宜布置在地下室或室外泵房附近，不宜毗邻电气用房和居住用房；生活储水池应远离化粪池、厕所、厨房等卫生环境不良的地方，应有防污染的技术措施；生活储水池不得兼做它用，消防和生产事故储水池可兼做喷泉池、水景池和游泳池等。
（三）吸水井
吸水井是用来满足水泵吸水要求的构筑物，当室外不设置储水池而又不允许水泵直接从室外管网抽水时设置。吸水井有效容积不得小于最大一台水泵3min的出水量。吸水井尺寸要满足吸水管的布置、安装、检修和水泵正常工作的要求，其布置的最小尺寸如图1.43所示。
（四）水箱
在建筑给水系统中，当需要储存和调节水量，以及需要稳压和减压时，均可以设置水箱。水箱一般采用钢板、钢筋混凝土、玻璃钢制作。按不同用途，水箱可分为高位水箱、减压水箱、冲洗水箱、断流水箱等多种类型。常用水箱的形状有矩形、方形和圆形。
图1.42 储水池
1—通风帽；2—检修孔；3—通风管；4—水管吊架；5—钢制弯头；6—爬梯；7—吸水坑；8—喇叭口架；9—喇叭口；10—刚性防水套管；11—放空管；12—溢流管；13—刚性防水套管；14—出水管
图1.43 吸水管进水口在吸水井中的位置
1.水箱附件
水箱应设进水管、出水管、溢流管、通气管、泄水管、液位计、信号管、人孔、内外爬梯等附件，如图1.44所示。
（1）进水管。水箱进水管一般从侧壁接入，也可以从底部或顶部接入。当水箱利用管网压力进水时，其进水管出口处应设浮球阀或液位阀。浮球阀一般不少于两个。每个浮球阀前应装有检修阀门。
（2）出水管。水箱出水管可从侧壁或底部接出。从侧壁接出的出水管内底或从底部接出时的出水管口顶面，应高出水箱底50mm，出水管口应设置阀门。
（3）溢流管。水箱溢流管可从侧壁或底部接出，其管径应按水箱最大流入量确定，并宜比进水管大1～2号。溢流管上不得安装阀门，也不得与排水系统直接连接，必须采用间接排水，管口应有防止尘土、昆虫、蚊蝇等进入的措施。
图1.44 水箱构造
（4）通气管。供生活饮用水的水箱应设有密封箱盖，盖上应设有检修人孔和通气管。通气管可伸至室内或室外，但不得伸至存在有害气体的地方，管口应有防止灰尘、昆虫和蚊蝇进入的滤网，一般应将管口朝下设置。通气管上不得装设阀门、水封等妨碍通气的装置。通气管不得与排水系统和通风道连接。通气管一般采用DN50的管径。
（5）泄水管。水箱泄水管应自底部最低处接出。泄水管上装有闸阀，可与溢流管相接，但不得与排水系统直接连接。泄水管一般采用DN50的管径。
（6）信号管。若在水箱未装液位信号计时，可设信号管给出溢水信号。信号管一般自水箱侧壁接出，其设置高度应使其管内底与溢流管底或喇叭口溢流水面平齐。信号管可接至经常有人值班房间内的洗脸盆、洗涤盆等处。信号管一般采用DN15的管径。
2.水箱的布置与安装
水箱一般设置在水箱间，水箱间的位置应结合建筑、结构条件和便于管道布置来考虑，应在便于维护，光线、通风和防蚊蝇条件良好且不结冻的地方。室内最低气温不得低于5℃，水箱间的承重结构为非燃烧材料，水箱间的净高不得低于2.2m。在我国南方地区，大部分是直接设置在平屋面上。对于大型公共建筑和高层建筑，为保证供水安全，宜将水箱分成两格或设置两个水箱。
具体的水箱布置要求见表1.8。
表1.8 水箱布置间距（m）
注：1.水箱旁连接管道时，表中所规定的距离应从管道外表面算起；
2.当水箱按表中布置有困难时，允许水箱之间或水箱与墙壁之间的一面不留检修通道；
3.表中有阀或无阀是指有无液压水位控制阀或浮球阀。
（五）气压给水设备
气压给水装置（图1.45）是储存、调节和输送水量的装置。气压给水装置按压力分为变压式和定压式两种，工程常用变压式；按压水罐的构造分为补气式和隔膜式，隔膜式又分为帽形隔膜和胆囊形隔膜。
如图1.45所示该系统工作原理为：当罐内的水在压力P2的作用下被压送至给水管网，随着罐内水量的减少，压缩空气体积膨胀，压力减小；当压力降至最小工作压力P1时，压力信号器动作，使水泵启动，水送至管网的同时，送至气压水罐，当水管压力达到P2时停泵，由气压水罐供水。
该设备作用相当于高位水箱或水塔，但气压水罐可以设置于任何高度，施工安装方便，运行可靠，维护和管理方便；由于气压水罐是密闭装置，水质不易被污染，还能消除水锤作用；但气压水罐容量小，调节能力较小，罐内水压变化大，水泵启动频繁，耗电多，经常性费用较高。该设备对于压力要求稳定的用户不适宜。
图1.45 单罐变压式气压给水装置
1—水泵；2—单向阀；3—气压水罐；4—压力信号器；5—液位信号器；6—控制器；7—补气装置；8—排气阀；9—溢流阀
（六）变频调速给水设备
变频调速水泵的构造与恒速水泵一样也是离心泵，不同的是配有变速配电装置，整个系统由电动机、水泵、传感器、控制器及变频调速器等组成，其转速可以随时调节。变频调速给水设备一般采用变频调速泵与恒速泵组合供水方式，其作用原理如图1.46所示。
变频调速给水设备的主要优点有：效率高、耗能低；运行稳定可靠，自动化程度高；设备紧凑，占地面积少；对管网系统中用水量变化适应能力强；造价较高，要求管理水平高且电源可靠。它广泛使用于住宅小区、高层民用建筑等工程中。
图1.46 变频调速水泵工作原理
1—压力传感器；2—微机控制器；3—变频调速器；4—恒速泵控制器；5—变频调速泵；6、7、8—恒速泵；9—电控柜；10—水位传感器；11—液位自动控制阀
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