1.2 室内给水系统
1.2.1 室内给水系统分类与组成
1.室内给水系统的分类
给水排水系统的组成——微课
给水排水系统的组成——动画
自建筑物的给水引入管至室内各用水及配水设施段，称为室内给水部分。建筑室内给水系统通常分为生活、生产及消防三类，具体定义如下所述。
（1）生活给水系统：生活给水系统是指提供各类建筑物内部饮用、烹饪、洗涤、洗浴等生活用水的系统，要求水质必须严格符合国家标准。
（2）生产给水系统：生产给水系统主要用于生产设备的冷却、原料和产品的洗涤、锅炉用水及某些工业原料用水等。
（3）消防给水系统：消防给水系统是指建筑物的水消防系统，主要有消火栓系统和自动喷淋系统。
在实际应用中，三类给水系统一般不单独设置，而多采用共用给水系统，如生活、生产共用给水系统，生活、消防共用给水系统，生活、生产、消防共用给水系统等。
2.室内给水系统的组成
一般情况下，建筑给水系统由引入管、水表节点、管道系统、给水附件、升压和储水设备、室内消防设备等部分组成，如图1-30所示。
（1）引入管：由室外供水管引至室内的供水接入管道称为给水引入管。引入管通常采用埋地暗敷方式引入。对于一个建筑群体，引入管是总进水管，从供水的可靠性和配水平衡等方面考虑，引入管应从建筑物用水量最大处和不允许断水处引入。
图1-30 建筑室内给水系统组成示意图
（2）水表节点：水表节点是指引入管上装设的水表及其前后设置的闸门、泄水装置等的总称。水表节点包括水表及其前后设置的闸门、泄水装置及旁通管，如图1-31所示。
图1-31 水表节点组成示意图
a）水表节点平面图 b）2—2剖面图 c）1—1剖面图
1—水表 2—阀门 3—伸缩器 4—短管 5—三通 6—旁通管 7—止回阀
（3）管道系统：管道系统包括水平干管、立管、横支管等。
（4）给水附件：给水附件包括配水附件（如各式龙头、消火栓及喷头等）和调节附件（如各类阀门：闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀和减压阀等）。
（5）升压和储水设备：升压设备是指用于增大管内水压，使管内水流能到达相应位置，并保证有足够的流出水量、水压的设备。储水设备具有储存水，同时也有储存压力的作用，如水池、水箱及水塔等。
3.室内给水系统给水方式
给水方式根据建筑物的类型、外部供水的条件、用户对供水系统使用的要求以及工程造价不同可分为如下几种方式：
（1）直接给水方式：室内给水管网与室外给水管网直接连接，利用室外管网压力直接向室内供水，如图1-32所示。
图1-32 直接给水方式示意图
特点：构造简单、经济、维修方便，水质不易被二次污染；但系统内无储水装置，室外一旦停水，室内则无水。
适用范围：室外管网给水压力稳定，水量、水压在任何时候均能满足用水要求的场合，一般用于多层建筑物内。
（2）单设水箱给水方式：由室外给水管网直接供水至屋顶水箱，再由水箱向各配水点连续供水，如图1-33所示。
特点：系统简单，能充分利用室外管网压力供水，具有一定的储备水量，减轻市政管网高峰负荷；但系统设置了高位水箱后增加了建筑物的结构负荷。
适用范围：室外管网水压周期性不足，一天内大部分时间能满足需要，仅在用水高峰期不能满足室内水压要求的场合。
（3）单设水泵给水方式：这种给水方式是直接从市政供水管网抽水，用水泵加压供水的方式，如图1-34所示。注意，此法应征得供水部门的同意，以防止外网负压。单设水泵给水方式又分为恒速泵供水和变频调速泵供水。
图1-33 单设水箱给水方式
图1-34 单设水泵给水方式
1）恒速泵供水。适用于室外管网压力经常不能满足要求，室内用水量大且均匀的建筑物，多用于生产给水。
2）变频调速泵供水：变频调速技术的基本原理是根据电动机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）/p（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电动机转差率、电动机磁极对数），通过改变电动机工作电源频率达到改变电动机转速从而改变流量的目的。
适用范围：室内用水量大且不均匀。
特点：能变负荷运行。减少能量浪费，不需设调节水箱。
（4）水泵—水箱联合给水方式：在建筑物的底部设储水池，将室外给水管网的水引至水池内储存，在建筑物的顶部设水箱，用水泵从储水池中抽水送至水箱，再由水箱分别给各用水点供水的供水方式，如图1-35所示。
适用范围：室外管网压力经常不足且室内用水又很不均匀，水箱充满水后，由水箱供水，一般用于高层建筑物。
特点：具有供水安全可靠的优点，但系统复杂，投资及运行管理费用高，维修安装量较大。
（5）分区供水的给水方式：这种给水方式将建筑物分成上下两个供水区（若建筑物层数较多，可以分成两个以上的供水区域），下区直接在城市管网压力下工作，上区由水箱—水泵联合供水，如图1-36所示。
图1-35 水泵—水箱联合给水方式
图1-36 分区供水的给水方式
适用范围：多层（高层）建筑中，室外给水管网能提供一定的水压，满足建筑下层用水要求，这种供水方式对建筑物低层设有洗衣房、澡堂、大型餐厅和厨房等用水量大的建筑物尤其具有经济意义。
（6）气压罐给水方式：这种给水方式用于室外给水管网水压不足，或建筑物不宜设置高位水箱或设置水箱确有困难的情况。气压给水装置是利用密闭压力水罐内气体的可压缩性储存、调节和升压送水的给水装置，其作用相当于高位水箱或水塔，水泵从储水池吸水，经加压后送至给水系统和气压罐内；停泵时，再由气压罐向室内给水系统供水，并由气压罐调节储存水量及控制水泵运行，如图1-37所示。
图1-37 气压罐给水方式
a）系统组成 b）系统外观
1—止回阀 2—水泵 3—气压罐 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—安全阀
1.2.2 室内给水管道安装
1.室内给水系统管道布置形式
各种给水方式按其水平干管在建筑物内敷设的位置分为以下形式：
（1）下行上给式：水平干管敷设在地下室顶棚下、专门的地沟内或在底层直接埋地敷设，从下向上供水，如图1-38所示。民用建筑直接从室外管网供水时，多采用此方式。
（2）上行下给式：水平干管设于顶层顶棚下、吊顶中，从上向下供水，适用于屋顶设水箱的建筑或采用下行上给式存在困难的建筑，如图1-39所示。这种方式的缺点是冬季易结露、结冻，干管漏水时损坏墙面和室内装修、维修不便。
（3）环状式：水平配水干管或立管互相连接成环，组成水平干管环状或立管环状，如图1-40所示。任何管道发生事故时，可用阀门关闭事故管段而不中断供水，水流畅通，水压损失小，水质不易因滞留而变质，缺点是管网造价高。
图1-38 下行上给式
图1-39 上行下给式
图1-40 环状式
2.管道敷设工艺流程
安装准备→预留孔洞→预制加工→干管安装→立管安装→支管安装→管道试压→管道防腐和保温→管道消毒冲洗。
3.管道敷设方式
（1）室内管道的布置原则：简短，经济，美观，便于维修。
（2）室内管道的布置形式如下：
1）明装：室内管道明露布置的方法。优点：施工、维修方便，造价低。缺点：影响美观，易结露、积灰，不卫生。
2）暗装：室内管道布置在墙体管槽、管道井或管沟内，或者由建筑装饰所隐蔽的敷设方法。优点：卫生、美观。缺点：施工复杂，维修不便，造价高。
4.管道安装技术要求
（1）室内直埋给水金属管道（塑料管和复合管除外）应做防腐处理，埋地管道防腐层材质和结构应符合设计要求。埋地金属管道防腐的主要措施是涂装沥青涂层和包玻璃布，做法通常有一般防腐、加强防腐和特加强防腐，见表1-7。
（2）管道穿过地下构筑物外墙、水池壁及屋面时，应采取防水措施。对有严格防水要求的建筑物，必须采用柔性防水套管。采用刚性防水套管还是柔性防水套管由设计选定。常用防水套管如下：
1）刚性防水套管：刚性防水套管适用于有一般防水要求的构筑物，其做法如图1-41所示。
室内给水管道安装——套管安装
刚性防水套管安装要求如下：
表1-7 管道防腐种类
图1-41 刚性防水套管
a）Ⅰ型 b）Ⅱ型 c）Ⅲ型
① Ⅰ型防水套管适用于铸铁管和非金属管；Ⅱ型防水套管适用于钢管；Ⅲ型适用于钢管预埋，将翼环直接焊在钢管上。
② 套管内壁涂装防锈漆一道。
③ 套管必须一次浇固于墙内。
④ 套管长度L等于墙厚且大于或等于200mm，如遇非混凝土墙应改为混凝土墙，混凝土墙厚小于200mm时，应局部加厚至200mm，更换或加厚的混凝土墙其直径比翼环直径大200mm。
2）柔性防水套管：柔性防水套管一般适用于管道穿过墙壁处受震动或有严密防水要求的构筑物。柔性防水套管结构如图1-42所示。
柔性防水套管安装要求如下：
① 套管部分加工完成后在其内壁涂装防锈漆一道。
② 套管必须一次浇固于墙内。
③ 套管长度L等于墙厚且大于或等于300mm；如遇非混凝土墙应改为混凝土墙，混凝土墙厚小于300mm时，应局部加厚至300mm，更换或加厚的混凝土墙其直径应比翼环直径大200mm。
图1-42 柔性防水套管结构示意图
1—套管 2—翼环 3—挡圈 4—橡胶圈 5—螺母 6—双头螺栓 7—法兰 8—短管 9—翼盘 10—沥青麻丝 11—牛皮纸层 12—20mm厚油膏嵌缝
（3）给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝和防震缝，必须穿过时应采取有效措施。常用措施如下：
1）螺纹弯头法：建筑物的沉降可由螺纹弯头的旋转补偿，适用于小管径的管道，如图1-43所示。
2）软管接头法：用橡胶软管或金属波纹管连接沉降缝、伸缩缝两边的管道，如图1-44所示。
3）活动支架法：沉降缝两侧的支架使管道能垂直位移而不能水平横向位移，以适应沉降伸缩之应力，如图1-45所示。
图1-43 螺纹弯头法
图1-44 软管接头法
图1-45 活动支架法
a）平面图 b）1—1剖面
（4）管道支架的安装技术要求如下：
1）采暖、给水及热水供应系统的金属管道立管管卡安装应符合下列规定：
① 楼层高度小于或等于5m，每层必须安装1个。
② 楼层高度大于5m，每层不得少于2个。
③ 管卡安装高度距地面应为1.5~1.8m，2个以上管卡应匀称安装，同一房间管卡应安装在同一高度上。
④ 钢管水平安装的支、吊架间距不应大于表1-8的规定。
表1-8 钢管管道支架的最大间距
2）采暖、给水及热水供应系统的塑料管及复合管垂直或水平安装的支架间距应符合表1-9的规定。采用金属制作的管道支架，应在管道与支架间加衬非金属垫或套管。
表1-9 塑料管及复合管管道支架的最大间距
3）铜管垂直或水平安装的支架间距应符合表1-10的规定。
表1-10 铜管管道支架的最大间距
（5）管道穿过墙壁和楼板，应设置金属或塑料套管。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，如图1-46所示；安装在墙壁内的套管其两端与饰面相平，如图1-47所示。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应用阻燃密实材料和防水油膏填实，且端面光滑，管道的接口不得设在套管内。
（6）冷、热水管道上下平行安装时热水管应在冷水管上方；垂直平行安装时热水管应在冷水管左侧。
图1-46 穿楼板套管
图1-47 穿墙套管
（7）给水引入管与排水排出管的水平净距不得小于1m；室内给水与排水管道平行敷设时，两管间的最小水平净距不得小于0.5m；交叉敷设时，垂直净距不得小于0.15m。给水管应敷在排水管上面，若给水管必须敷设在排水管的下面时，给水管应加套管，其长度不得小于排水管管径的3倍。
（8）管道试压与消毒冲洗
1）室内给水管道的水压试验必须符合设计要求。当设计未注明时，各种材质的给水管道系统试验压力均为工作压力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。
检验方法：金属及复合管给水系统在试验压力下观测10min，压力降不应大于0.02MPa，然后降到工作压力进行检查，应不渗不漏；塑料管给水系统应在试验压力下稳压1h，压力降不得超过0.05MPa，然后在工作压力的1.15倍状态下稳压2h，压力降不得超过0.03MPa，同时检查各连接处不得渗漏。
2）生产给水系统管道在交付使用前必须冲洗和消毒，并经有关部门取样检验，符合国家《生活饮用水卫生标准》方可使用。
1.2.3 阀门、水表安装
1.阀门安装
阀门水表安装——阀门安装
阀门水表安装——阀门连接方式
阀门安装前，应做强度和严密性试验。试验应在每批（同牌号、同型号、同规格）数量中抽查10%，且不少于一个。对于安装在主干管上起切断作用的闭路阀门，应逐个做强度试验和严密性试验。
阀门的强度试验要求阀门在开启状态下进行，检查阀门外表面的渗漏情况。阀门的严密性试验要求阀门在关闭状态下进行，检查阀门密封面是否渗漏。
阀门的强度和严密性试验应符合以下规定：阀门的强度试验压力为公称压力的1.5倍；严密性试验压力为公称压力的1.1倍；试验压力在试验持续时间内应保持不变，且壳体填料及阀瓣密封面无渗漏。阀门试压的试验持续时间应不少于表1-11的规定。
表1-11 阀门试验持续时间
2.水表安装
水表应安装在便于检修，不受暴晒、污染和冻结的地方。安装螺翼式水表时，表前与阀门应有不小于8倍水表接口直径的直线管段。表外壳距墙表面净距为10~30mm；水表进水口中心标高按设计要求，允许偏差为±10mm。
阀门水表安装——水表安装
水表前后和旁通管上均应装设检修阀门，水表与水表后阀门间应装设泄水装置。为减少水头损失并保证表前管内水流的直线流动，表前检修阀门宜采用闸阀。住宅中的分户水表，其表后检修阀及专用泄水装置可不设，水表安装示意图如图1-48所示。
图1-48 水表安装示意图
a）集中卧式水表安装立面 b）水表节点图
1—水表 2—补心 3—阀门 4—短管
1.2.4 水泵安装
水泵是给水系统中的主要增压设备，室内给水系统中多采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效率高等优点。
水泵安装
水泵的相关知识
水泵简介
1.离心式水泵分类
离心式水泵根据叶轮进水方式可分为单吸泵、双吸泵；根据叶轮数量可分为单级泵、多级泵；根据泵轴的安装方式可分为卧式泵（泵轴平行地面）、立式泵（泵轴垂直地面）；根据扬程可分为低压泵（扬程小于100mH2O）、中压泵（扬程100~650mH2O）、高压泵（扬程大于650mH2O）。
2.离心式水泵构造
离心式水泵的构造如图1-49所示，包括如下三大部分：
（1）转动部分：叶轮和泵轴。
（2）固定部分：泵壳（蜗壳状）和泵座。
（3）防漏密封部分：减漏环和轴封装置。
3.离心式水泵工作原理
离心式水泵工作前，先将泵内充满液体，然后起动离心泵，叶轮快速转动，叶轮驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮从吸入室吸进液体。液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去。这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口。于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
图1-49 单级单吸式离心式水泵的构造
a）外观 b）内部构造
1—泵壳 2—泵轴 3—叶轮 4—吸水管 5—压水管 6—底阀 7—闸阀 8—灌水斗 9—泵座
4.离心式水泵的基本性能参数
（1）流量Q：单位时间内所输送液体的体积，单位为m3/h或L/s。
（2）扬程H：水泵给予单位重量液体的能量，单位为mH2O或Pa。
（3）轴功率N：水泵从电动机处获得的全部功率，单位为kW。
（4）效率η：水泵的有效功率Nu与轴功率N之比。
（5）转数n：水泵叶轮每分钟旋转的转数，单位为r/min。
（6）允许吸上真空高度Hs：水泵在标准状态下（水温20℃，表面压力为1标准大气压）运转时，水泵所允许的最大吸上真空高度，单位为mH2O。
5.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→配管及附件安装→试运转。
6.水泵安装技术要求
（1）对于噪声控制要求严格的建筑物，应有减振措施，通常在水泵下设减震装置，在水泵的吸水管和压水管上设隔振装置。水泵防震措施如下：
1）对噪声源：选低噪声水泵。
2）基础——固体传振主要通道：橡胶隔振垫。
3）管道——固体传振第二通道：吸、压水管设可曲挠接头。
4）支吊架——固体传振第三通道：弹性支吊架。
5）隔振为主，吸声为辅，在水泵房采取隔声、吸声措施，如双层门窗、墙面，顶棚设多孔吸声板。
（2）水泵吸水管上应设置阀门，出水管上应设置阀门、止回阀和压力表。
（3）水泵安装示意图如图1-50所示。
图1-50 水泵安装示意图
a）立式离心单级水泵安装示意图
1—进口阀门 2—挠性接头 3—弯头 4—直管 5—底板 6—隔振器 7—直管 8—弯管 9—挠性接头 10—出口阀门
b）地脚螺栓垫铁和灌浆部分示意图
11—地坪或基础 12—底座底面 13—螺母 14—垫圈 15—灌浆层斜面 16—灌浆层 17—成对斜垫铁 18—外模板 19—平垫铁 20—麻面 21—地脚螺栓
1.2.5 水箱
1.水箱的分类
（1）膨胀水箱：在热水采暖系统中起着容纳系统膨胀水量、排除系统中的空气、为系统补充水量及定压的作用。膨胀水箱一般用钢板焊制而成，装在系统的最高处。
（2）给水水箱：在给水系统中起储水、稳压作用，是重要的给水设备，多用钢板焊制而成，也可用钢筋混凝土制成。
2.水箱的构造
（1）进水管：水箱进水管一般从侧壁接入，进水管上应装设浮球阀或液位阀，在浮球阀前设置检修阀门。进水管管顶至水箱上缘应有150~200mm的距离。
（2）出水管：水箱出水管一般从侧壁接出。管口下缘应高出箱底50mm以上，一般取100mm，以防污物进入进水管内，可与进水管共用，设单向阀以避免将沉淀物冲起。
（3）溢流管：用以控制水箱的最高水位，溢流管高于设计最高水位50mm。溢流管不能直接接入下水道，水箱设在平屋顶上时，溢流水可直接流在屋面上。溢流管上不设阀门。
（4）信号管：安装在水箱壁的溢流管口以下10mm处，管径15~20mm，信号管的另一端通到值班室的洗涤盆处，以便随时发现浮球阀失灵而能及时修理。
（5）泄水管：泄水管从水箱底接出，用以检修或清洗水箱时泄水。泄水管上装设阀门，平时关闭，泄水时开启。
（6）通气管：供应生活饮用水的水箱应设密封箱盖，箱盖上设检修人孔和通气管，使水箱内空气流通，通气管管径一般不小于50mm，管口应朝下并设网罩，管上不设阀门。水箱的构造如图1-51所示。
图1-51 水箱构造示意图