建筑設備工程

主編：龍福貴何永強王艷紅

天津科學技術出版社

目錄給水排水工程通風、空氣調節工程及制冷設備供熱工程及涉水供應設備傳熱基礎知識流體力學基礎知識建筑電氣

流體力學基礎知識能力目標理解流體力學性質流體靜壓強相關規律工程中壓強的表示和度量流體的動力學基礎一、流體力學基礎知識1、流體力學的性質流體力學性質慣性定義：流體維持其原有運動轉臺的特性。流體密度：單位體積的質量；通常在干空氣在20℃和標準大氣壓下的密度為1.2kg/m3。流體重度：單位體積的重力通常在干空氣在20℃和標準大氣壓下的密度為11.82kN/m3。粘滯性定義：流體在運動過程中，由于內部摩擦作用使流體具有抵抗相

對變形的性質。表示：通常用動力粘滯系數μ和運動粘滯系數ν表示。影響因素：流體的粘滯性受流體的溫度和壓力影響。壓縮性和膨脹性壓縮性：流體壓強增大、體積縮小，并且密度增大的性質。膨脹性：與壓縮性相反，它指流體溫度升高、體積增大，并且密度減小的性質。區別：氣體和液體的主要區別在于壓縮性和膨脹性，液體的體積幾乎不受溫度和壓力的變化而變化，而氣體會受壓力和溫度的變化而變化。因此，液體被稱為不可壓縮流體，而氣體稱為可壓縮流體。流體--------氣體和液體

2、流體的靜壓強分布規律特性表示方法和度量單位流體靜壓強指向受壓面并與受壓面垂直。特性流體內任何一點的靜壓強在各個方向面上值相等。

靜止液體內部任意一點的壓強P0等與液體重度ν和深度h的乘積。液面處的壓強可以等值的在靜止液體內部傳遞。在靜止液體內部，壓強和深度關系按照直線規律變化。在靜止液體內部，任意一點的壓強在同一水平面上處處相等。分布規律

度量單位和表示方法帕斯卡（Pa），毫米水柱（mmH2O）,毫米汞柱（mmHg），標準大氣壓（atm），工程大氣壓（at）。絕對壓強和相對壓強（表壓）。其中，相對壓強=絕對壓強-大氣壓

流體動力學基礎沿程損失和局部損失運動方程概念運動類型3、流體動力學基礎流態判斷

（1）概念元流總流過流斷面流量流體運動時，為研究方便我們把流體中某一微小面積形成的一股流束稱為元流。流體運動時，無數元流的總稱為總流。流體運動時，與流體的運動方向垂直的流體橫斷面稱為過流斷面。過流斷面可能是平面，也可能是曲面。單位時間內通過流斷面的流體的體積或質量稱為流量。元流與總流過流斷面

（2）運動類型壓力流與重力流恒定流與非恒定流流體在壓差作用下流動時，流體充滿管道，整個周界與固體壁接觸，無自由表面，這種流動稱為壓力流。流體在重力作用下流動時，液體周界僅部分與固體壁接觸，有自由表面，這種流動稱為重力流，如天然河流、排水管道中水的流動等。流體運動時，流體中的任意一點的流速、壓強等要素不隨時間變化的流動稱為恒定流。流體運動時，任一點的流速、壓強等要素隨時間變化的流動稱為非恒定流。（3）運動方程（伯努利方程）

層流紊流（4）流態判斷判斷方程（Re表示雷諾數）（1）對于圓管的有壓管流:Re<2000時，流體為層流形態。（2）當Re

<500時，明渠流為層流體形態。（1）對于圓管的有壓管流:Re

>2000時，流體為紊流形態。（2）當Re

>500時，明渠流為紊流體行態。（5）沿程水頭損失與局部水頭損失

1）沿程水頭損失：流體在長直管(或明渠)中流動所受的摩擦力稱為沿程阻力。為了克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的能量稱為沿程水頭損失。計算公式如下：2）局部水頭損失：當流體通過管道上的閥門、彎頭、三通、異徑管附件時，由于固體邊界的急劇變化而形成漩渦的流速分布的改變而造成的阻力稱為局部阻力，相應的能量損失稱為局部水頭損失。局部水頭損失可按下式計算:

二、傳熱學基礎知識傳熱學基礎知識ABDC傳熱的基本概念傳導傳熱對流換熱輻射傳熱

傳熱基本概念傳導溫度：表示物體冷熱程度的物理量，它反映了物體內部大量粒子熱運動的劇烈程度和粒子熱運動平均動能的大小。溫度與熱量

熱量：物體吸收可放出熱能的多少，稱為熱量。熱量總是由高溫物體自發地傳向低溫物體，就像水總是從高處流向低處。對流熱輻射熱傳導：傳導是依靠物體中的微觀粒子的熱運動而傳遞熱量的。傳導的特點是物體各部位之間不發生宏觀的相對位移。單純的傳導傳熱只發生在密實的固體中。（1）單層壁傳熱公式如下：（2）多層壁傳熱公式如下（以三層壁為例）：

對流傳熱對流換熱流體和固體之間的熱交換既有熱交換的過程也有導熱作用對流換熱計算：其中：整個過程中最難確定的就是對流熱交換系數αd計算，具體見下表

輻射傳熱特點：（2）（3）（1）熱輻射不僅能進行能量的轉移，而且還伴隨著能量形式的變化，也就是從輻射能轉化為熱能，又從熱能轉化為輻射能。一切物體，只要溫度高于絕對零度，就會向外輻射熱量體放射。因此，輻射能不僅從高溫物體到低溫物體，同時也從低溫物體向高溫物體放射。輻射換熱不依靠物質的直接接觸而進行能量傳遞，也就是說電磁波可以在真空中傳播。例如太陽能可以穿越遼闊的太空到達地面。熱輻射基本定律四次方定律熱輻射能E和溫度T的四次方成成正比。

由物體F1表面投射到F2表面上的輻射熱與F1表面輻射出去的總熱量之比，稱為角系數。輻射傳熱計算用角系數表示

目前對固體反復輻射最終凈傳熱量的計算。輻射傳熱計算用最終凈傳熱量表示城鎮給水排水工程

給水排水常用管道、器材和衛生用具三、給水排水工程2建筑給水工程

3消防給水工程

4建筑排水工程

5建筑給排水施工圖61城鎮給水排水工程飲用水標準給水量水源與取水工程凈水與輸配工程室外排水1、城鎮給水排水工程

（1）飲用水水質標準不得含有病原微生物水中化學物質不得危害人體健康水中放射性物質應檢測水感官狀態能接受水必須經過消毒

用水去向124（2）用水去向消防用水市政用水生活用水生產用水3（3）用水量1）生活用水定額2）工業用水定額3）消防用水定額（4）生活用水計算（5）市政用水計算（6）消防用水計算

（7）水源與取水工程水源地水源的保護水源地的選擇依據（1）地表水源：淺水、承壓水和溶洞水。（2）地下水源：主要包括江河湖泊及水庫水等。水源地的選擇應根據城市規劃，研究工農業、航運、水產漁業、上下游給水排水情況等問題綜合考慮。（1）防止取水構筑物及其附近水域受到直接污染。（2）為防止水體受到直接污染。

混凝沉淀過濾消毒（8）凈水與輸送工程1）凈水過程混凝劑(如明礬、硫酸亞鐵、堿式氯化鋁等)經沉淀后的水經過石英砂布紫外線、超聲波、氯、氯胺、二氧化氯及臭氧

2）輸送工程輸送工程管網的調節設備管網的附屬設備二級泵站輸水管配水管網

（9）室外排水AddYourTitleAddYourTitle室外排水排水制度排水系統（1）合流制排水系統。（2）分流排水系統。（1）城市污水排水系統。（2）室外雨水排水系統。

2、給水排水常用管道、器材和衛生用具

AAddYourTextBAddYourTextCAddYourTextD管道配件給水排水常用管道、器材和衛生用具給水排水常用管道材料給水系統的附件水表E衛生器具（1）給水排水常用管道材料（2）給水系統中的各種閥門（3）水表類型：旋翼式水表、螺翼式水表和復式水表。

3、建筑給水工程給水管網計算給水設備高層建筑給水系統3給水系統和給水方式124給水系統類型給水方式給水系統組成生活供系統、生產供水系統、消防供水系統。引水管、水表節點、給水管網、給水附件、生產用水設備、升壓和儲水設備室內消防設備。直接給水、水箱給水、水泵水箱聯合、氣壓給回、變頻給水和分區給水。（1）給水系統和給水方式（2）給水管網計算-------住宅建筑的生活給水管道設計流量的計算給水管網計算-------管徑的確定不同直徑給水管道水流速度：（3）給水設備--------離心泵基本參數：流量：指單位時間內水通過水泵的體積（單位為L/s或m3/h）。揚程：通過水泵時所獲得的能量水頭（單位為m）。軸功率：水泵從電動機處所得到的全部功率（單位為kW）。轉速：葉輪每分鐘的轉速（r/min）。效率：水泵有效功率/總功率。給水設備--------貯水池貯水池有效容積的確定：給水設備--------水箱水箱有效容積的確定：

給水設備--------氣壓給水根據總容積和和水泵量程選擇變壓式定壓式易維護水質不易污染氣壓給水分類特點占地面積小

并聯分區給水方式串聯分區減壓分區（4）高層建筑給水系統高層建筑給水系統-------貯水池貯水池有效容積為生活貯備水量和消防貯備水量二者之和，即Vg=Va+Vb

低壓制給水系統高壓制給水系統臨時高壓制給水系統室內消防給水系統4、消防給水系統

低層建筑室內消火栓系統設置范圍消火檢系統的組成消火栓的布置車站、碼頭、機場的候車(船、機)樓、展覽建筑、商店、旅館建筑、病房、樓門診樓、圖書館建筑等。消火栓應布置在建筑物內明顯易見、使用便利的地方，如耐火的樓梯間、走廊及出人口處。水槍、水帶、消防龍頭。干式噴水滅水系統預作用噴水滅火系統濕式自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統的分類及組成系統由閉式噴頭、濕式報警閥、報警裝置、管網和供水設施等組成。系統由自動噴頭、干式報警閥、報警裝置、管網、充氣設備和供水設施組成。系統是由火災探測器、閉式噴頭、預作用閥、報警裝置、管網、供水設施等組成。

5、建筑排水工程--------排放指標一方面是來源于生活污水和工業廢水中的有機物質;另一方面自然界動、植物的殘骸進人水體產生的有機物質。受酸污染的水pH低于6.0，受堿性物質污染的水其pH大于8.5。天然水的pH多在7一8.5范圍內。在給水工程中用濁度來表示，它是一種光學性質的度量單位，在1L水中均勻地混人1mg硅藻土，它所表現出的濁度為1度。pH值懸浮物有機物建筑排水工程--------排放標準（排入城鎮下水道）建筑排水工程--------排放標準（直接排入地面）建筑排水工程--------排放標準（直接排入地面）

排水管道的布置敷設敷設組成：.分別由橫支管、排水立管、排出管和檢查井組成。布置原則：（1）彎道少；（2）不易在容易引起火災的物料上方布置；（3）不易穿越櫥窗和壁柜；（4）排水管道不得穿越沉降縫、伸縮縫。特點：管道粗大，且一般采用鐵鑄管耐高溫、耐腐蝕、阻力小。建筑排水工程--------排水管道的布置敷設

6、建筑給排水施工圖繪法取水平、軸測、垂直方向，完全與平面布置圖比例相同給水、排水平面圖應表達給水、排水管線和設備的平面布置情況主要列明材料類別、規格、數量，設備品種、規格和主要尺寸建筑給排水施工圖的主要內容系統圖和詳細圖平面布置圖設計施工說明及主要材料設備表

室外給水排水管道斷面圖識圖步驟3首先看是哪種管道的縱斷面圖，然后看該管道縱斷面圖形中有哪些節。點21在相應的室外給水排水平面圖中查找該管道及其相應的各節點。在該管道縱斷面圖的數據表格內查找其管道縱斷面圖形中各節點的有關數據。四、供熱工程及熱水供應設備在工程設計中，供暖系統的設計熱負荷，可按下式計算:建筑物熱負荷的概算：

（1）單位面積熱指標，指每小時每平方米建筑面積的平均耗熱量，也就是供暖系統每小時應供給每平方米建筑面積的熱量。可按下式計算:

（2）單位體積熱指標，指每小時每立方米建筑體積的平均耗熱量，也就是供暖系統每小時應供給每立方米建筑體積的熱量。可按下式計算:

（3）、供暖系統的分類：1（1）局部供暖。（2）集中供暖。2（1）煙氣供暖。（2）蒸汽供暖。（3）熱水供暖。3（1）自然循環供暖系統。（2）機械循環供暖系統。按供暖作用范圍分類按供暖熱媒種類分類按供暖系統循環動力分類

（4）供暖形式的分類：普通熱水供暖系統分戶熱計量采暖系統蒸汽供暖系統（1）高壓蒸汽供暖系統。（2）低壓蒸汽供暖系統。（3）真空蒸汽供暖系統。（1）分戶供熱系統形式。（2）管道布置及用戶系統的熱力人口。（1）自然循環雙管上分式。（2）機械循環雙管下分式。（3）機械循環單管上分式。（4）機械循環水平串聯式。（5）同程式熱水供暖系統。

要求種類選擇原則輻射散熱設備（1）傳熱好、散熱好。（2）經濟性好、成本低。（3）衛生、使用壽命長。（1）鑄鐵散熱器。（2）鋼制散熱器。（3）鋁制散熱器。（4）銅鋁復合散熱器。（1）傳熱系數應較大。（2）尺寸合適。（3）安裝在明處。（1）低溫輻射供暖。（2）鋼制輻射板。（5）常用的供熱設備--------散熱器

（6）燃氣的種類人工煤氣Diagram2Diagram3人工煤氣是將固體燃料(煤)或液體燃料經加工制取的液化石油氣是在石油進行加工和處理過程中得到的一種副產品

天然氣是從鉆井中開采出來的可燃氣體，其主要成份為甲烷

Diagram2Diagram3天然氣液化石油氣

城市燃氣的供應方式城市燃氣的供應方式21天然氣、人工煤氣管道輸送瓶裝供應

（7）熱水供應設備分類組成供應設備區域性熱水供應系統、集中熱水供應系統、局部熱水供應系統發熱和加熱設備、室內配水及回水管網直接加熱和間接加熱

直接飲用煮沸再冷卻的水會消耗大量的能源和熱量，因此高質的冷飲水------直飲水也就應運而生。1999年，國家建設部審查并批準了強制執行的行業標準《飲用凈水水質標準》(J94一1999，該標準于2000年3月1日起施行。（8）直飲水的供應工藝直飲水來源法律法規

（9）直飲水供應工藝的凈水工藝機械處理工藝活性炭處理工藝消毒工藝常用砂、無煙煤等去除水中的鐵銹和較大的顆粒去除有機污染物和氯消毒后的氯化副產物臭氧消毒、紫外線消毒等直飲水制水工藝流程常用的直飲水制水工藝流程有以下幾種:1）自來水一砂濾一活性炭過濾一精密過濾一反滲透一臭氧消毒一出水2）自來水一砂濾一活性炭過濾一微孔過濾一臭氧消毒一出水3）自來水一臭氧一活性炭過濾一精密過濾一超濾一臭氧消毒一出水4）自來水一活性炭過濾一預涂膜過濾一微電解一紫外線消毒一出水

五、通風、空氣調節工程及制冷設備按通風系統的作用范圍按通風系統的工作動力可分為全面通風和局部通風兩種方式可分為自然通風和機械通風兩種方式建筑通風的分類1、建筑類通風（1）自然通風自然通風的種類有組織的自然通風：管道式自然通風：滲透通風：空氣是通過建筑圍護結構的門、窗孔口進、出房間的管道式自然通風是依靠熱壓通過管道輸送空氣的另一種有組織的自然通風方式室內外空氣通過圍護結構的縫隙進人或流出房間的過程叫做滲透通風自然通風的原理：自然通風的計算：計算車間的全面通風量：設計計算的方法如下

通風系統的主要設備和構件室內送、排風口風道室外進、排風裝置風機（2）通風系統的主要設備和構件高層民用建筑防煙、排煙目的：室內一旦發生火災，可燃物著火最初限于著火物周圍的環境，然后蔓延到室內家具、室內裝修至整個房間，此時溫度急劇上升，燃燒產生的煙氣會從開口部位很快噴射出來，煙氣可通過房間進人走廊，火勢有向建筑物內部擴展的危險。各種材料在燃燒時所產生的毒氣如下表所示：高層民用建筑需設置防煙、排煙的部位：(1)防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室和封閉的避難層。(2)一類建筑和建筑高度超過32m的二類建筑的下列走道或房間:1)長度超過20m的內走道。2)面積超過100耐，且經常有人停留或可燃物較多的房間。3)高層建筑的中庭和經常有人停留或可燃物較多的地下室。

防、排煙方式自然排煙機械防煙機械排煙密封防煙防、排煙方式

2、空調調節創造舒適的環境保證人的身心健康保證高效率工作空調調節除去有害物質增加空氣濕度空氣溫度空氣濕度空氣噪聲空氣壓力空氣清潔度目的任務

（1）空調的組成空調空間

空調處理設備

能量輸配系統

冷熱源空調的組成

（2）空調的分類設備的設置情況分所用介質的種類來分處理的空氣來源分其他分類方法空調的分類（1）定風量和變風量系統。（2）低速(8一12m/s)和高速(20一30m/s)空調系統。（1）封閉式系統（2）直流式系統（3）混合式系統（1）全空氣系統（2）全水系統（3）空氣-----水系統（4）制冷劑系統（1）集中式空調系統（2）半集中式空調系統（3）分散式空調系統蒸汽壓縮式制冷原理及設備

蒸汽壓縮式制冷設備其他輔助設備膨脹閥冷凝器制冷機組制冷壓縮機蒸發器蒸汽壓縮式制冷設備

（3）通風與空調工程施工圖紙部分剖面圖系統圖原理圖

平面圖詳圖通風與空調工程施工圖紙部分

（4）空調通風施工圖的識圖方法與步驟閱讀圖紙目錄1閱讀施工說明2閱讀有代表性的圖紙3閱讀輔助性圖紙4閱讀其他內容5六、建筑電氣電力系統：是由生產、轉換、分配、輸送和使用電能的發電廠、變電站、電力線路和用電設備聯系在一起組成的統一整體。供配電系統：是電力系統的一個重要組成部分，包括電力系統中區域變電站和用戶變電站，涉及電力系統電能發、輸、配、用的后兩個環節，其運行特點、要求與電力系統基本相同。電力系統額定電壓：是指能使電氣設備長期運行的最經濟的電壓

1、電力負荷中的分級及各級要求1一級2二級3三級應有兩個電源供電，并增設應急電源專門對此類負荷應由兩回線路供電，使電源來自于同不同變壓器三級負荷對電源無特殊要求，一般以單電源供電即可

2、中性點運行方式及低壓配電系統接地的形式中性點接地系統中性點接地系統，就是中性點直接接地或經小電阻接地的系統，也稱大接地電流系統。這種系統中一相接地時，出現了除中性點接地點以外的另一個接地點，構成了短路回路，接地故障相電流很大，為了防止設備損壞，必須迅速切斷電源，因而供電可靠性低，易發生停電事故。中性點不接地系統中性點不接地系統，是指中性點不接地或經過高阻抗(如消弧線圈)接地的系統，也稱小接地電流系統。這種系統發生單相接地故障時，只有比較小的導線對地電容電流通過故障點，因而系統仍可繼續運行，這對提高供電可靠性是有利的。光通量：光源在單位時間內向周圍空間輻射并引起視覺的能量，稱為光通量，用符號Ф表示，單位為流明（lm）