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(一)、建筑排水系统设计方面的问题:由于我国在建筑排水方面的基础理论试验研究及产品研发一直处于落后状态,设计规范及标准存在许多不足之处,随着近十多年来国内高层、超高层住宅建筑的规模日益扩大,原有的设计规范中存在的不足日益凸显出来。加之部分设计人员对建筑排水系统影响水封的细部结构重视不够和设计粗糙,也是造成建筑排水系统水封失效的重要原因。主要反映在几个方面:
(1)、系统排水能力设计偏差。例如按照GB/T50015《建筑给水排水设计规范》2003 版标准规定,口径 DN100塑料排水立管,仅设伸顶通气管的排水能力 5.4 升/秒,设有通气立管的排水能力为 10 升/秒。而 2010年在湖南大学进行的排水系统水力测试中,设伸顶通气管的排水能力仅为 2.5 升/秒,设有通气立管的排水能力仅为 6 升/秒。尽管 GB/T50015 标准 2009 修订版调整为:仅设伸顶通气管的排水能力 3.2~4.0升/秒,设有通气立管的排水能力为 8.8 升/秒。其设计排水能力仍然远远大于塑料管的实际排水能力。
60%模型审查60%模型审查,是指完成设备布置、主要结构布置、工艺管道及相关阀门的布置、主要管架及主要仪表位置的模型。60%模型审查是一个很重要的节点,而且60%模型审查通过后,会出很多条件图,让结构、仪表、电气等下游展开工作,因此不管是大小项目都进行,而且要求业主也参加的审查。一般60%模型审查后,就要给采购部门出采购版的料单供询价;给设备出梯子平台条件、设备预焊件条件图,给设备生产厂家提管口方位图(只要不影响项目进度,有些小项目也会等到80~90%模型审查的时候出,以预防业主后期要求大改动的情况);给土建结构提管廊条件、设备基础条件、梯子平台条件、框架条件;给管机提供应力管线条件图;给仪表提供初版的仪表点位置条件、初版管道布置图(小项目可以等到80%模型审查才提供);给电气提供初版的管道布置图(小项目可以等到80%模型审查才提供)。
高层建筑给排水设计的常见问题1、高层建筑给水设计中的水系统压力问题
高层建筑给水设计系统比较复杂,其系统根据竖向分区来区分可以分为两个供水系统,分别是低区供水和高区供水。供水方式可以选为前者采用的是带气罐的变频供水方式;后者采用的基本上是屋顶水箱供水系统。高层建筑有着较高的楼层,高度较大,做到高区供水和低区供水的平衡。一般来说,不利于供水点设置的是整个高层建筑供水系统中的顶点,在该处系统供水净水的压力相对于其他点来说比较低,但是,由于建筑结构问题和建筑成本的问题考虑,一般高区水箱设置也不够高,因而造成高区供水系统不利供水点过低的压力,供水点的静水压力都不能够达到0.1MPa以上,如使用延时自闭冲洗阀则容易造成无法关闭或者无法开启的问题。
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管壁失稳的临界压力可按下式计算:1)管壁失稳的临界压力可按下式计算:
式中:管材坏刚度(KN/m2)
管材土的综合变形模量(KN/m2)
2)管顶在各项作用下的竖向压力标准值可按下式计算:
回填土的重密度,可取18KN/m3
管顶至设计地面的覆土厚度(m)
车轮荷载或堆积荷载(大值)传递到管顶处的竖向压力标准值(KN/m2)
在结构设计中对于沉降缝两侧的沉降差要行严格的控制,层高不同、地质条件不同的建筑物,采用不同的基础处理方法和构造来控制不均匀沉降量,正常情况下沉降缝两侧的相对沉降差值是小的,否则基础就会出现大问题了。所以对于穿越沉降缝的管道来说,正常情况下,只要采用适当措施就可以。四、超压问题的解决方式与消防水箱的优化设计
对于高层建筑而言,要想给水系统稳定运行,就需要针对超压问题,设置必要的减压措施以及装置,对其进行适当地减压以及泄压处理,消防给水系统的性。,采取有效措施避免超压现象的产生。如,采取合适的水泵,根据水泵的流量——扬程曲线,来确定每台水泵工作时的佳工作压力,以及所能承受的大压力,好选用恒压变流量变频调速水泵,以适应更大范围的流量变化。第二,提高整个消防给水系统的承压能力,可以使消防给水系统在一定情况下不出现超压,使整个灭火过程的压力都在允许的范围内。这需要开发和使用新型低成本、能的管道材料,以及经济、稳定的给水系统压力技术等。第三,采取相应的泄压和减压措施。减压、泄压和稳压措施是指在工作压力超压后,能够及时使消防系统的工作压力降至允许工作压力的范围内,包括泄压阀、阀、稳压阀、气管阀等的安装。如在减压阀减压消火栓的设计中,首先要根据相关的公式及需水量要求设计消火栓的数量,以符合国家的标准和实际的需求。第四,要考虑到系统的防腐蚀问题,选择耐腐蚀的管道材料,大限度的避免出现管道腐蚀现象,减少管道由于腐蚀而出现泄露或者堵塞导致超压的现象发生。另外还要合理选择消火栓的供水方式,即减压阀分区供水系统和双出口水泵供水系统。
空压管路(压缩空气管路)设计是压缩空气系统中至关重要的环节,直接影响系统效率、能耗、设备寿命和运行稳定性。以下从设计原则、关键参数、管路布局、材料选择、辅助设备配置等方面进行详细介绍:
一、空压管路设计原则
1. 压降最小化
- 目标:控制管路压降在系统压力的 5%~10% 以内(通常不超过0.1~0.2
MPa)。
- 措施:
- 选择足够大的管径,降低流速(推荐流速:6~10 m/s)。
- 减少管路弯头、阀门等局部阻力部件,优先使用大弧度弯头(避免直角弯)。
-
优化管路布局,缩短总长度。
2.
排水与防冷凝
- 管路需保持一定坡度(1%~2%),并在低点设置排水点(如集水袋、自动排水器)。
- 避免管路出现“U”形或“袋状”结构,防止积水滞留。
3. 系统扩展性
- 预留未来扩容接口,环路设计(环形管网)可均衡压力分布,提高供气稳定性。
4. 安全性
- 管路需耐压、耐腐蚀,避免振动导致泄漏或破裂。
- 高温管路需保温隔热,防止烫伤或热量损失。
二、空压管路设计步骤
1. 确定需求参数
- 流量(Q):根据用气设备总耗气量(标况流量,单位:Nm³/min)乘以同时使用系数(通常0.6~0.9)。
- 压力(P):系统工作压力(如0.7 MPa)+ 管路压降余量。
- 空气质量要求:是否需要干燥(露点等级)、过滤精度(如颗粒物≤5
μm)。
2. 计算管径
- 公式:
[d = sqrt{frac{4Q}{pi v}} ]
- (d):管内径(mm)
- (Q):压缩空气流量(Nm³/min)
- (v):允许流速(m/s)
- 经验速查表:
| 流量(Nm³/min) | 推荐管径(mm) |
|----------------|----------------|
| 5~10 | 25~40 |
| 10~20 | 40~50 |
| 20~30 | 50~80 |
3. 管路布局设计
- 环路系统(推荐):
- 环形主管道连接所有用气点,压力分布均匀,压降小。
- 支管从主管顶部引出,避免冷凝水流入支管。
- 树状系统(简单系统适用):
- 主管道单向延伸,适合小型或低复杂度系统。
4. 材料选择
| 材料 | 优点 | 缺点
| 适用场景 |
|------------------|------------------------------|-----------------------------|---------------------------|
| 铝合金
| 轻便、耐腐蚀、低摩擦阻力 | 成本较高 | 中高压系统、洁净环境 |
| 不锈钢 | 耐高温高压、寿命长
| 成本高、安装复杂 | 食品/医药等高要求行业 |
| 镀锌钢管 | 成本低、强度高 | 易生锈、需定期维护
| 普通工业环境(干燥区域) |
| PE/PVC塑料管 | 耐腐蚀、安装便捷 | 耐压能力低(≤1.0 MPa) | 低压、临时系统 |
5. 辅助设备配置
- 前置处理:空压机出口安装后冷却器、储气罐(缓冲压力波动)。
- 干燥设备:
- 冷冻式干燥机:露点3~10℃,适用于一般工业场景。
- 吸附式干燥机:露点-20~-40℃,用于精密仪器或低温环境。
- 过滤器:
- 分级过滤(粗滤→精滤),去除油分、颗粒物(如0.01 μm级)。
- 排水装置:自动排水器、集水袋(末端排水)。
三、管路安装要点
1. 坡度与排水
- 主管道向排水点倾斜(坡度1%~2%),每30~50米设置排水点。
- 支管从主管顶部引出,避免冷凝水流入支管。
2. 管路支撑
- 支架间距:钢管1.5~2.5米,塑料管1.0~1.5米。
- 使用弹性支架或软连接,减少振动传递。
3. 密封与测试
- 螺纹连接需使用密封胶带或厌氧胶。
- 安装后需进行压力测试(1.5倍工作压力,保压30分钟无泄漏)。
四、节能优化措施
1. 减少泄漏:定期检测(如超声波检漏),泄漏点及时修复。
2. 压力分级:对低压需求设备单独供气,避免整体系统压力过高。
3. 余热回收:利用空压机余热预热进气空气或供其他工艺使用。
五、常见问题与解决方案
| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|------------------|------------------------|---------------------------|
| 压降过大 | 管径过小、弯头过多 | 增大管径,优化管路布局 |
| 冷凝水积聚 | 坡度不足、排水失效 | 调整坡度,检查排水装置 |
| 管道振动 | 支架固定不牢
| 增加弹性支撑,加固连接点 |
六、设计注意事项
- 避免急弯:优先采用45°或圆弧弯头,减少湍流。
- 远离热源:防止管路受热膨胀或冷缩变形。
- 标识清晰:标注流向、压力等级、介质类型。
通过科学设计,空压管路系统可实现高效、稳定、低能耗运行,同时延长设备寿命并降低维护成本。实际设计中需结合具体工况(如环境湿度、温度、用气设备分布)灵活调整方案。