论文部分内容阅读
摘要：本文在在四种给水方式演示的基础上，进一步优化水泵的流量扬程、水箱的容积、气压罐的容积的计算，同时结合水量平衡计算，设计出节水蓄水池，并对蓄水池的池体容积进行设计计算。
关键词：水箱;气压罐;水量平衡
1引言
气压给水设备是一种利用密封储罐内空气的可压缩性进行储存、调节和加压送水量的装置气压给水设备的工作原理为：当水泵工作时，水送至给水管网的同时，多余的水进入气压水罐，罐体内水室扩大并将罐内的气体压缩，气窒缩小罐内压力也随之升高，压力升至最高工作压力P2时，水泵停转，并利用罐内被压缩气体的压力将罐内贮存的水不断送入给水管网，随之水室缩小，气室扩大，罐内压力也随之下降，压力降至最低，工作压力P1时，水泵重新启动，如此周而复始，不断运行。
气压供水的一般规定：
1）气压给水设备宜采用变压式，当供水压力有恒定要求时，应采用定压式。
2）气压水罐内的最小压力，应按最不利处的配水点或消火栓及自动喷水灭火设备所需水压计算确定。
3）气压给水设备，应装设安全阀、压力表、泄水管和密闭人孔或手孔。
4）定压式气压给水设备，应装设自动调压装置。
5）补气式气压水罐出水管上应装设止气阀，在罐体上宜装设水位计。
6）生活用补气式气压给水设备，其补气罐或空气压缩机的进气口应设空气过滤装置。安全阀也可装设在靠近气压给水设备进出水管的管路上。
7）采用空气压缩机补气时，定压式气压给水设备的空气压缩机组不得少于两台，其中一台备用。变压式气压给水设备，可不设备用的空气压缩机组。
8）气压给水设备的罐顶至建筑结构最低点的距离不得小于1.0m;罐与罐之间及罐壁与墙面的净距不宜小于0.7m。
9）气压给水设备的水泵，应设自动开关装置。
10）补气式气压水罐应设置在空气清洁的场所。
2实验条件与方法
（1）实验材料
笔记本、复印纸
（2）实验仪器设备
计算机1台、建筑给排水管网系统1套、水泵7台、电磁流量计25台、压力传感器50个、电磁阀60个、高位水箱2个、低位水箱1个、气压罐2个、实验系统控制柜7台。
（3）实验方案
1）设计给水管线;
2）根据各节点的流量和压力进行水头损失计算，计算出实验所需的实验压力;
3）根据实验压力计算气压罐的容积。
3实验结果与分析
（1）水头损失计算
①确定计算管段上的流量
配水管管段内的流量由2部分组成：一是本管段沿线出流的配水流量qy;二是本管段的转输流量qz。沿线出流的配水流量由集中出流和分散出流。
设计流量：q=qz+αqy
②根据流量选择管径
对于小管径：DN100-400mm，v=0.6-0.9m/s
对于大管径：DN>400mm，v=0.9-1.4m/s
计算管径：
③根据管径和流量计算水头损失
沿程损失：
局部水头损失：
④总水头损失
⑤建筑給水的供水压力：指建筑给水系统的水压必须能将需要的流量输送到建筑物内最不利配水点（通常为最高最远点），并保证有足够的流出水头。
（2）各节点的流量和压力的计算;
压力传感器介绍：
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。
具体安装位置：
为了确定压力传感器的编号和具体安装位置，需按充气网的各个充气段来考虑。
①压力传感器必须沿着线缆进行安装，最好安装在线缆接头处。
②每条线缆装设压力传感器不少于4个，靠近电话局的两个压力传感器，相距不应大干200m。
③每条线缆的始端和末端分别安装1个。
④每条线缆的分支点应装1个，如果两个分支点相距较近（小于100 m），可只装1个。
⑤线缆敷设方式（架空、地下）改变处应装1个
⑥对无分支的线缆，因垒线的线缆程式一致，压力传感器的安装隔距不大干500m，并使其总数不少于4个。
⑦为了便于确定压力传感器故障点，除在起点安装压力传感器外，距起点150-200m处，还要另外安装1个当然在设计中，一定要考虑经济与技术的因素，在不需要安装压力传感器的地方，则应不必安装。
（3）气压罐容积的计算：
气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值的计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的压力值。
气压罐的总容积一般按公式：V=βVX÷（1-αb）计算。
式中：V为气压罐的总容积m3;
VX为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和;
β为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为1.25，1.10和1.05;
αb为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用0.65～0.85。
缓冲水容积V1一般不小于20L，稳压水容积V2一般不小于50L。
计算过程：
气压罐工作压力比：αb=0.70
气压罐总容积：V=βVX÷（1-αb）
=1.1×（300+20+50）÷[1000×（1-0.70）]=1.36m3
4结论
参考文献：
[1]建筑给排水设计常见问题及措施探讨[J]. 蒋奇涵，曹焕.住宅与房地产.2020（04）
[2]建筑给排水设计施工中的缺陷与问题分析[J]. 吴燕平.中国住宅设施.2019（02）
[3]实际案例分析下的建筑给排水设计存在问题及优化策略[J]. 卢文伟.城市建筑.2019（09）
[4]分析建筑给排水设计中的常见问题与解决对策[J]. 李华北.四川水泥.2018（09）
[5]酒店建筑给排水设计常见问题及注意事项[J]. 邓飞.四川水泥.2017（03）
[6]浅谈建筑给水排水工程设计与应用[J]. 张祁，路嘉远.山东工业技术.2017（12）
[7]民用建筑给排水设计中的问题分析[J]. 刘志国.山西建筑.2015（16）
作者简介：王娟，1983年出生，女，山东济南，大学本科，工程师，研究方向：建筑给排水设计、工业设计。
关键词：水箱;气压罐;水量平衡
1引言
气压给水设备是一种利用密封储罐内空气的可压缩性进行储存、调节和加压送水量的装置气压给水设备的工作原理为：当水泵工作时，水送至给水管网的同时，多余的水进入气压水罐，罐体内水室扩大并将罐内的气体压缩，气窒缩小罐内压力也随之升高，压力升至最高工作压力P2时，水泵停转，并利用罐内被压缩气体的压力将罐内贮存的水不断送入给水管网，随之水室缩小，气室扩大，罐内压力也随之下降，压力降至最低，工作压力P1时，水泵重新启动，如此周而复始，不断运行。
气压供水的一般规定：
1）气压给水设备宜采用变压式，当供水压力有恒定要求时，应采用定压式。
2）气压水罐内的最小压力，应按最不利处的配水点或消火栓及自动喷水灭火设备所需水压计算确定。
3）气压给水设备，应装设安全阀、压力表、泄水管和密闭人孔或手孔。
4）定压式气压给水设备，应装设自动调压装置。
5）补气式气压水罐出水管上应装设止气阀，在罐体上宜装设水位计。
6）生活用补气式气压给水设备，其补气罐或空气压缩机的进气口应设空气过滤装置。安全阀也可装设在靠近气压给水设备进出水管的管路上。
7）采用空气压缩机补气时，定压式气压给水设备的空气压缩机组不得少于两台，其中一台备用。变压式气压给水设备，可不设备用的空气压缩机组。
8）气压给水设备的罐顶至建筑结构最低点的距离不得小于1.0m;罐与罐之间及罐壁与墙面的净距不宜小于0.7m。
9）气压给水设备的水泵，应设自动开关装置。
10）补气式气压水罐应设置在空气清洁的场所。
2实验条件与方法
（1）实验材料
笔记本、复印纸
（2）实验仪器设备
计算机1台、建筑给排水管网系统1套、水泵7台、电磁流量计25台、压力传感器50个、电磁阀60个、高位水箱2个、低位水箱1个、气压罐2个、实验系统控制柜7台。
（3）实验方案
1）设计给水管线;
2）根据各节点的流量和压力进行水头损失计算，计算出实验所需的实验压力;
3）根据实验压力计算气压罐的容积。
3实验结果与分析
（1）水头损失计算
①确定计算管段上的流量
配水管管段内的流量由2部分组成：一是本管段沿线出流的配水流量qy;二是本管段的转输流量qz。沿线出流的配水流量由集中出流和分散出流。
设计流量：q=qz+αqy
②根据流量选择管径
对于小管径：DN100-400mm，v=0.6-0.9m/s
对于大管径：DN>400mm，v=0.9-1.4m/s
计算管径：
③根据管径和流量计算水头损失
沿程损失：
局部水头损失：
④总水头损失
⑤建筑給水的供水压力：指建筑给水系统的水压必须能将需要的流量输送到建筑物内最不利配水点（通常为最高最远点），并保证有足够的流出水头。
（2）各节点的流量和压力的计算;
压力传感器介绍：
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。
具体安装位置：
为了确定压力传感器的编号和具体安装位置，需按充气网的各个充气段来考虑。
①压力传感器必须沿着线缆进行安装，最好安装在线缆接头处。
②每条线缆装设压力传感器不少于4个，靠近电话局的两个压力传感器，相距不应大干200m。
③每条线缆的始端和末端分别安装1个。
④每条线缆的分支点应装1个，如果两个分支点相距较近（小于100 m），可只装1个。
⑤线缆敷设方式（架空、地下）改变处应装1个
⑥对无分支的线缆，因垒线的线缆程式一致，压力传感器的安装隔距不大干500m，并使其总数不少于4个。
⑦为了便于确定压力传感器故障点，除在起点安装压力传感器外，距起点150-200m处，还要另外安装1个当然在设计中，一定要考虑经济与技术的因素，在不需要安装压力传感器的地方，则应不必安装。
（3）气压罐容积的计算：
气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值的计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的压力值。
气压罐的总容积一般按公式：V=βVX÷（1-αb）计算。
式中：V为气压罐的总容积m3;
VX为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和;
β为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为1.25，1.10和1.05;
αb为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用0.65～0.85。
缓冲水容积V1一般不小于20L，稳压水容积V2一般不小于50L。
计算过程：
气压罐工作压力比：αb=0.70
气压罐总容积：V=βVX÷（1-αb）
=1.1×（300+20+50）÷[1000×（1-0.70）]=1.36m3
4结论
参考文献：
[1]建筑给排水设计常见问题及措施探讨[J]. 蒋奇涵，曹焕.住宅与房地产.2020（04）
[2]建筑给排水设计施工中的缺陷与问题分析[J]. 吴燕平.中国住宅设施.2019（02）
[3]实际案例分析下的建筑给排水设计存在问题及优化策略[J]. 卢文伟.城市建筑.2019（09）
[4]分析建筑给排水设计中的常见问题与解决对策[J]. 李华北.四川水泥.2018（09）
[5]酒店建筑给排水设计常见问题及注意事项[J]. 邓飞.四川水泥.2017（03）
[6]浅谈建筑给水排水工程设计与应用[J]. 张祁，路嘉远.山东工业技术.2017（12）
[7]民用建筑给排水设计中的问题分析[J]. 刘志国.山西建筑.2015（16）
作者简介：王娟，1983年出生，女，山东济南，大学本科，工程师，研究方向：建筑给排水设计、工业设计。