第一篇：勝利小學(xué)玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

勝利小學(xué)教學(xué)樓幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

基本參數(shù)：新余地區(qū) 幕墻總高:15.6m 設(shè)計(jì)層高（Hsjcg）:3.9m 分格 BXH:1.134(m)×1.542(m)

一、幕墻承受荷載計(jì)算：

1、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：

本幕墻設(shè)計(jì)按50年一遇風(fēng)壓計(jì)算

Wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）Wo：新余30年一遇十分鐘平均最大風(fēng)壓：0.300kN/m

根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GBJ9-87附圖

（全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖）中數(shù)值采用

βz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)：取2.25 Цs：風(fēng)荷載體型系數(shù)：1.5 Цz：15.60m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)（按B類區(qū)計(jì)算）：

Цz=（Z/10）0.3222=1.15 Wk=βz×Цz×Цs×1.1×WO(5.2.2)=2.25×1.15×1.5×1.1×0.300 =1.28kN/m

2、風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：

W：風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：KN/m

rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4 按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 102-96（5.1.6）條規(guī)定采用 W=rw×Wk=1.4×1.28=1.79kN/m

3、玻璃幕墻構(gòu)件重量荷載：

GAK：玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃和鋁框）的平均自重：400N/m GK：玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃和鋁框）的重量： H：玻璃幕墻分格高：1.542m B：玻璃幕墻分格寬：1.134m GK=400×B×H/1000 =400×1.134×1.542/1000 =0.699KN

222

二、玻璃的選用與校核

本工程選用玻璃種類為：6MM熱反射鍍膜玻璃

1、玻璃面積：

B：玻璃幕墻分格寬;1.134m H: 玻璃幕墻分格高:1.542m A:玻璃板塊面積： A=B×H =1.134×1.542 =1.75M

2、玻璃厚度選?。?/p>

Ｗ:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：1.79kN/m A:玻璃板塊面積：1.75m

Ｋ３：玻璃種類調(diào)整系數(shù)：3.0 試算：

Ｃ=W×Ａ×10/3/K3 =1.79×1.75×10/3/3.0 =3.48 T=2×(1+C)-2 =2×(1+3.48)-2 =2.23mm 玻璃選取厚度為：6.0mm

3、玻璃板塊自重：

GAK：玻璃板塊平均自重（不包括鋁框）：

t:玻璃板塊厚度：6.0mm 玻璃的體積密度為：25.6（KN/M）按5.2.1采用 GAK=25.6×t/1000 =25.6×6.0/1000 =0.154KN/m

4、玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：σ≤fg=42.000 q:玻璃所受組合荷載： a:玻璃短邊邊長(zhǎng)：1.134m b:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1.542m t:玻璃厚度：6.0mm w:玻璃板面跨中彎曲系數(shù)，按邊長(zhǎng)比a/b查表5.4.1得0.076 σw:玻璃所受應(yīng)力：

采用Sw組合： q=W=1.79 σw=6×Ψ×q×a×1000/t 22 2

30.50.5222 =6×0.076×1.79×1.134×1000/6.0=25.71N/mm22 25.71N/mm≤fg=42.000N/mm

玻璃的強(qiáng)度滿足

5、玻璃溫度應(yīng)力計(jì)算：

校核依據(jù)：σmax≤[σ]=19.500N/mm

（1）在年溫差變化下，玻璃邊緣與邊框間擠壓在玻璃中產(chǎn)生的擠壓溫度應(yīng)力為： E：玻璃的彈性模量：0.72×10N/mm at:玻璃的線膨脹系數(shù)：1.0×10 △T:年溫度變化差：80.000℃ C:玻璃邊緣至邊框距離，取5mm

d:施工偏差，可?。?mm，按5.4.3選用 b:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1.494m 在年溫差變化下，玻璃邊緣與邊框間擠壓在玻璃中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力為：

σtl=E(at×△T-(2c-d)/b/1000)=0.72×△T-72×(2×5-3)/b =0.72×80.000-72×(2×5-3)/1.494 =-279.75kN/m

計(jì)算值為負(fù)，擠壓應(yīng)力取為零 0.000N/mm<19.500N/mm

玻璃邊緣與邊框間擠壓溫度應(yīng)力可以滿足要求

（2）玻璃中央與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力：

Ц1：陰影系數(shù)：按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-96表5.4.4-1得1.000 Ц2:窗簾系數(shù)：按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-96表5.4.4-2得1.1 Ц3：玻璃面積系數(shù)：按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-96表5.4.4-3得1.058 Ц4：邊緣溫度系數(shù)：按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-96表5.4.4-4得0.400 a:玻璃線脹系數(shù)：1.0×10 IO:日照量：3027.600(KJ/Mh)to:室外溫度-10.000℃ t1:室內(nèi)溫度35.000℃

Tc:單片玻璃中心溫度（依據(jù)JGJ113-97附錄B計(jì)算）： ao:玻璃的吸收率：0.180 Tc=0.012×I0×a0+0.65×t0+0.35×tl =12.290℃

Ts:玻璃邊緣部分溫度（依據(jù)JGJ113-97附錄B計(jì)算）Ts=(0.65×t0+0.35×tl)=(0.65×-10.000+0.35×35.000)=5.750℃

△t:玻璃中央與邊緣部分溫度差：

△t=Tc-Ts =6.540℃

玻璃中央與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力：

σ t2=0.74×E×a×Ц1×Ц2×Ц3×Ц4×(Tc-Ts)=0.74×0.72×10×1.0×10×Ц1×Ц2×Ц3×Ц4×△t

5-5

2-5222 =0.012×3027.600×0.180+0.65×-10.000+0.35×35.000 =1.622N/mm 2 玻璃中央與邊緣有溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可以滿足要求

7、玻璃最大面積校核： Azd:玻璃的允許最大面積（m）WK:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.28KN/m t:玻璃厚度：6.0mm al:玻璃種類調(diào)整系數(shù)：3.0 A:計(jì)算校核處玻璃板塊面積：1.75m Azd=0.3×al×(t+t/4)/WK =0.3×3.000×(6.0+6.0/4)/1.28 =10.55m A=1.75m≤Azd=10.55m 可以滿足使用要求 22

222

三、幕墻桿件計(jì)算：

幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 1.選料

(1)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值（矩形分布）qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值（KN/m）rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4 wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.28KN/m B:幕墻分格寬：1.134m qw=1.4×WK×B =1.4×1.28×1.134 =2.03kN/m(2)立柱彎矩：

Mw:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩（KN/m）

qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值：2.03（KN/m）Hsjcg:立柱計(jì)算跨度：3.9m Mw=qw×Hsjcg/8 =2.03×3.9/8 =3.86KN/m 2M：幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩（KN.m）

采用Sw 組合 M=Mw =3.86KN(3)W:立柱抗彎矩預(yù)選值（cm）W=M×10/1.05/84.2 =3.86×10/1.05/84.2 =43.66cm

qwk:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）qwk=WK×B =1.28×1.134 33

=1.45KN/m(4)11,12:立柱慣性矩預(yù)選值（cm

4）11=900×qwk×Hsjcg3/384/0.7 =900×1.45×3.93/384/0.7 =287.99cm4

12=5000×qwk×Hsjcg4/384/0.7/20 =5000×1.45×3.94/384/0.7/20 =311.99cm4 選定立柱慣性矩應(yīng)大于：311.99cm42、選用立柱型材的截面特性：

選用系列：150 選用型材號(hào)：150101 鋁型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：84.200N/mm 鋁型材彈性模量：E=7×106

N/cmX軸慣性矩：IX=363.69cm Y軸慣性矩：IY=99.12 cm X軸抵抗矩：Wx=46.64cm Y軸抵抗矩：Wy=30.97cm型材截面積：A=11.75cm2

型材計(jì)算校核處壁厚：t=3.0mm 型材截面面積矩：Ss=33.58cm3

塑性發(fā)展系數(shù)：γ =1.05

3、幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：N/A+m/γW≤fa=84.200N/mm

2（拉彎構(gòu)件）B:幕墻分格寬：1.134m GAK:幕墻自重：400N/m2

幕墻自重線荷載： GK=400×Wfg/1000 =400×1.134/1000 =0.45KN/m NK:立柱受力： NK=GK×Hsjcg =0.45×3.9 =1.76KN N:立柱5受力設(shè)計(jì)值： rG:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)：1.2 N=1.2×NK =1.2×1.76 =2.1KN σ:立柱計(jì)算強(qiáng)度（N/mm2）(立柱為拉彎構(gòu)件)N：立柱受力設(shè)計(jì)值：2.1kN A：立柱型材截面積：11.75cm2

5.5.3）（m：立柱彎矩：3.86kN.m Wx：立柱截面抗彎矩：46.64cm r：塑性發(fā)展系數(shù)：1.05 σ=N×10/A+M×10/1.05/Wx =2.1×10/11.75+3.86×10/1.05/46.64 =80.61N/mm

80.61N/mm≤fa=84.200N/mm

立柱強(qiáng)度可以滿足

4、幕墻立柱的剛度計(jì)算：

校核依據(jù)：Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/180(5.5.5)Umax:立柱最大撓度

Umax=5×1.28×3.9×1000/384/0.7/Ix=15.15 立柱最大撓度Umax為：15.15mm≤20mm Du:立柱撓度與立柱計(jì)算跨度比值： Hsjcg:立柱計(jì)算跨度：3.90m Du=U/Hsjcg/1000 =15.15/3.9/1000 =0.0039≤1/180 撓度可以滿足要求

5、立柱抗剪計(jì)算：

校核依據(jù)：T max≤[T]=48.900N/mm

（1）Qwk:風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）Qwk=Wk×Hsjcg×B/2 =1.28×3.9×1.134/2 =2.83kN（2）QW:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值（KN）QW=1.4×QWK =1.4×2.83 =3.96kN(5)Q:立柱所受剪力（kN）

采用Qw組合 Q=Qw =3.96 =3.96kN(6)立柱剪應(yīng)力： r：立柱剪應(yīng)力

Ss:立柱型材截面面積矩：33.58cm Ix:立柱型材截面慣性矩：363.69cm I：立柱壁厚：3.0mm T=Q×Ss×100/IX/T =3.96×33.58×100/363.69/3.0 =12.19N/mm

243242

12.19N/mm≤48.900N/mm

立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足

6、選用橫梁型材的截面特性：

選用型材號(hào)：1102 鋁型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：84.200N/mm

鋁型材彈性模量：E=7×10N/cm X軸慣性矩：Ix=32.02cm Y軸慣性矩：IY=31.66cm X軸抵抗矩：Wx1=9.23cm

X軸抵抗矩：Wx2=9.23cm，Y軸抵抗矩，Wy1=9.89cm Y軸抵抗矩：WY2=9.89cm

型材截面積：A=4.73cm

型材計(jì)算校核處壁厚：T=3.0mm 型材截面面積矩：Ss=8.525cm

塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05

7、幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：mx/γWx+my/γWy≤fa=84.200N/mm(5.5.2)（1）橫梁在自重作用下的彎矩（kN.m）H:幕墻分格高：1.542m GAK：橫梁自重：300N/m

Gk：橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）Gk=300×H/1000 =300×1.542/1000 =0.46kN/m G:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計(jì)值（kN/m）G=1.2×Gk =1.2×0.46 =0.55N/m Mx:橫梁在自重荷載作用下的彎矩（kN.m）Mx=G×B/8 =0.55×1.134/8 =0.088kN.m（2）橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩（kN.m）

風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（三角形分布）qwk=Wk xB =1.28×1.134 =1.45N/m 風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值 qw=1.4×qwk =1.4×1.45 =2.03kN/m 22

22323333446222 Myw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩（kN.m）Myw=qw×B/12 =2.03×1.134/12 =0.22kN.m（4）橫梁強(qiáng)度： σ：橫梁計(jì)算強(qiáng)度（N/mm）

采用SG+Sw組合 Wx1:X軸抵抗矩：9.23cm Wy2:y軸抵抗矩：9.89cm

γ:塑性發(fā)展系數(shù)：1.05 3 σ=(Mx/Wx1+Myw/Wy2)×10/1.05 2 =30.27N/mm 30.27mm≤fa=84.200N/mm

橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足

8、幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：max≤[T]=18.900N/mm

(1)Qwk:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.28kN/m B:幕墻分格寬：1.134m 風(fēng)荷載線分布呈三角形分布時(shí)： Qwk=Wk×B/4 2 =1.28×1.134/4 =0.41kN(2)Qw;風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值（KN）Qw=1.4×Qwk =1.4×0.41 =0.574kN(5)Q：橫梁所受剪力：

采用Qw組合 Q=Qw =0.574(6)T:橫梁剪應(yīng)力 Ss：橫梁型材截面面積矩：8.525cmIy:橫梁型材截面慣性矩：31.66cm T:橫梁壁厚：3.0mm T=Q×Ss×100/Iy/t =0.574×8.525×100/31.66/3.0 =5.28N/mm

5.15N/mm≤48.900N/mm

橫梁抗剪強(qiáng)度可以滿足

9、幕墻橫梁的剛度計(jì)算

校核依據(jù)：Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/180 橫梁承受呈三角形分布線荷載作用時(shí)的最大荷載集度： qwk:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）qwk=wk×B =1.28×1.134 =1.45KN/m 水平方向由風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎曲 22222 UI=qwk×Wfg×1000/0.7/Iy/120 =0.9mm 自重作用產(chǎn)生的彎曲：

U2=5×Gk×Wfg×1000/384/0.7/Ix =0.44mm 綜合產(chǎn)生的彎曲為： U=（U1+U2）220,5 44=1.01mm<=20mm Du=U/wfg/1000 =1.01/1.134/1000 =0.0009≤1/180 撓度可以滿足要求

四、連接件計(jì)算

1、橫梁與立柱間連結(jié)（1）橫向節(jié)點(diǎn)（橫梁與角碼）N1：連接部位受總剪力：

采用Sw組合 N1=Qw×1000 =0.574×1000 =574.0N 普通螺栓連接的抗剪強(qiáng)度計(jì)算值：130N/mm Nv:剪切面數(shù)：1 D1：螺栓公稱直徑：6.000mm D0：螺栓有效直徑：5.060mm Nvbh:螺栓受剪承載能力計(jì)算： Nvbh=1×3.14×D0×130/4 =1×3.14×5.060×130/4 =2612.847N Numl:螺栓個(gè)數(shù) Numl=Nl/Nvbh =574.0/2612.847 =0.22 取2個(gè)

Ncb:連接部位幕墻橫梁鋁型材壁抗承壓力計(jì)算： T：幕墻橫梁壁厚：2.000mm Ncb=D1×T×120×numl =6.000×2.000×120×2.000 =2880.0N 2880.0N≥574.0N，強(qiáng)度可以滿足。

（2）豎向節(jié)點(diǎn)（角碼與立柱）Gk:橫梁自重線荷載（N/m）Gk=300×H 2=300×1.542 =462.6N/m 橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值（N/m）G=1.2×Gk =1.2×462.6 =555.12N/m N2:自重荷線（N）： N2=G×B/2 =555.12×1.134/2 =314.75N N:連接處組合荷載：

采用SG+Sw N=(N12+N22)0.5 =(574.02+314.752)0.5 =654.6N Num2:螺栓個(gè)數(shù) Num2=N/Nvbh =0.25 取2個(gè)

Ncbj:連接部位鋁角碼壁抗承壓能力計(jì)算： Lctl:鋁角碼壁厚：4.000mm Ncbj=D1×Lctl×120×Num2 =6.000×4.000×120×2.000 =5760.000N 5760.0N≥654.6N 強(qiáng)度可以滿足

2、立挺與主結(jié)構(gòu)連接

Lct2:連接處鋼角碼壁厚：6.000mm D2:連接螺栓直徑：12.000mm D0:連接螺栓直徑：10.360mm 采用SG+SW組合

N1wk:連接風(fēng)荷載總值（N）： N1wk=wk×B×Hsjcg×1000 =1.28×1.134×3.90×1000 =5660.9N 連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值（N）： N1w=1.4×N1wk =1.4×5660.9 =7925.3N N1:連接處水平總力（N）： NI=N1w =7925.3

N2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值（N）： N2K=400×B×Hsjcg =400×1.134×3.9 =1494.7N N2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值（N）： N2=1.2×N2K =1.2×1494.7 =1769.04N N:連接處總合力（N）： N=（N12+N22）0.5

=（7925.32+1769.042）0.=8120.3N Nvb:螺栓的承載能力： Nv：連接處剪切面數(shù)：2 Nvb=2×3.14×D02×130/4 =2×3.14×10.3602×130/4 =21905.971N Numl:立挺與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù)： Numl=N/Nvb =8120.3/21905.971 =0.37個(gè)

取2個(gè)

Ncbl:立挺型材壁抗承壓能力（N）： D2：連接螺栓直徑：12.000mm Nv:連接處剪切面數(shù)：4 T：立挺壁厚：3.000mm Ncbl=D2×2×120×1×Numl =12.000×2×120×3.000×2.000 =17280.000N 17280.000N≥8120.3 強(qiáng)度可以滿足

Ncbg:鋼角碼型材重抗承壓能力（N）： Ncbg=D2×2×267×D2×Numl =12.000×2×267×6.000×2.000 =76896.000N 76896.000N≥8120.3N 強(qiáng)度可以滿足

五、靠墻預(yù)埋件總截面面積計(jì)算

本工程預(yù)埋件受拉力和剪力 v：剪力設(shè)計(jì)值： V=N2 =1769.04N

N：法向力設(shè)計(jì)值： N=N1 =7925.3N M：彎矩設(shè)計(jì)值（N.mm）：

C2：螺孔中心與錯(cuò)板邊緣距離：50mm M=V×c2 =1769.04×50.000 =88452N.mm Numl：錯(cuò)筋根數(shù)：4根

錨筋層數(shù)：2層

Kr：錨筋層數(shù)影響系數(shù)：1.000 關(guān)于混凝土：混凝土標(biāo)號(hào)C25 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=12.5N/mm

按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)≤混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范≥GB.110采用。

選用二級(jí)錨筋

錨筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fy=300.000N/mm d：鋼筋直徑：ф12.000mm av:鋼筋受剪承載力系數(shù)：

av=（4-0.08×d）×(fc/fy)(5.7.10-5)=(4-0.08×12.000)×(12.5/300.000)=0.62 t:錨板厚度：8.000mm ab:錨板彎曲變形折減系數(shù)： ab=0.6+0.25×t/d(5.7.10 6)=0.6+0.25×8.000/12.000 =0.767 Z：外層鋼筋中心線距離：210.000mm As：錨筋實(shí)際總截面積： As=Numl×3.14×d/4 =4.000×3.14×d/4 =452.16m

錨筋總截面積計(jì)算值：

Asl=(V/Kv/0.8/kb+M/0.3/kt/kb/Z)/fy(5.7.10-1)=16.26mm

As2=(N/0.8/kb+M/0.4/kt/kb/Z)/fy(5.7.10-2)=43.82mm 16.26mm≤452.16mm 43.82mm≤452.16mm

4根ф12.000錨筋可以滿足要求 A：錨板面積：60000.00mm 0.5fcA=450000.000N N=7925.3N≤0.5fcA

222222222

20.50.5錨板尺寸可以滿足要求

六、幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算

Hf:焊縫厚度6.000 L:焊縫長(zhǎng)度100.000 σm:彎矩引起的應(yīng)力

σm=6×M/(2×he×1w×1.22)=5.18N/mm

σn:法向力引起的應(yīng)力

σn=N/(2×he×1w×1.22)=7.73N/mm t:剪應(yīng)力 t=V/(2×Hf×1w)=2.11N/mm

σ:總應(yīng)力

σ=[（σm+σn）+t] 220.5 2222=13.08 22 13.08N/mm≤160N/mm

焊縫強(qiáng)度可以滿足

七、幕墻玻璃板塊結(jié)構(gòu)膠計(jì)算：

本工程選用結(jié)構(gòu)膠類型為：DC525

1、按風(fēng)荷載和自重效應(yīng)，計(jì)算結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的寬度： Cs1：風(fēng)載荷作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度（mm）WK：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.28kN/m a:矩形分格短邊長(zhǎng)度：1.134m fl:結(jié)構(gòu)膠的短期強(qiáng)度允許值：0.14N/mm

按5.6.3條規(guī)定采用

Csl=WK×a/2/0.14(5.6.4-1)=1.28×1.134/2/0.14 =5.18mm 取6mm(2)自重效應(yīng)膠縫寬度的計(jì)算： Cs2:自重效應(yīng)膠縫寬度（mm）B：幕墻分格寬：1.134m H：幕墻分格高：1.542m T：玻璃厚度：6mm F2：結(jié)構(gòu)膠的長(zhǎng)期強(qiáng)度允許值：0.007N/mm

按5.6.3條規(guī)定采用

Cs2=H×B×t×25.6/(H+B)/2/7(5.6.4-2)=7.17mm 取10mm（3）結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最大計(jì)算寬度：10mm

2、結(jié)構(gòu)硅酮密封膠粘接厚度的計(jì)算： ts:結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度：mm δ：結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的變位承受能力：12.5%

2△T：年溫差：80.0℃

Us：玻璃板塊在年溫差作用下玻璃與鋁型材相對(duì)位移量：mm 鋁型材線膨脹系數(shù)；al=2.35×10

5玻璃線膨脹系數(shù)：a2=1×105

Us=b×△t×(2.35-1)/100 =1.500×80.000×(2.35-1)/100 =1.62mm Ts=Us/[δ×(2+δ)]0.5(5.6.5)=1.62/[0.125×(2+0.125)]0.5 =3.14mm

3、膠縫推薦寬度為：10mm

4、膠縫推薦厚度為：6mm

5、膠縫強(qiáng)度驗(yàn)算

膠縫選定寬度為：10mm 膠縫選定厚度為：6mm（1）短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的拉應(yīng)力： WK：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.28kN/m2 B:幕墻分格寬：1.134m Cs：結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度：10.000mm σ 1=wk×B×0.5/Cs =1.28×1.134×0.5/10.000 =0.07N/mm2

(2)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的剪應(yīng)力： H：幕墻分格高：1.542m T：玻璃厚度：6mm σ 2=12.8×H×B×t/Cs/(B+H)/1000 =0.005N/mm2

(3)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的總應(yīng)力：

σ=（σ12+σ22）0.5 =（0.072+0.0052）0.5 =0.07N/mm2≤0.14N/mm

2結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度可以滿足要求

八、固定片（壓板）計(jì)算；

Wfg X:計(jì)算單元總寬為1134.0mm Hfg y:計(jì)算單元總高為1542.0mm Hyb1:壓板上部分高為600.0mm Hyb2:壓板下部分高為600.0mm Wyb:壓板長(zhǎng)為40.0mm Hyb:壓板寬為40.0mm Byb:壓板厚為8.0mm Dyb:壓板孔直徑為6.0mm

Wk:作用在玻璃幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.56(kN/m)A：每個(gè)壓板承受作用面積（m）A=(Wfg x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2 =(1.134/2)×(0.6000+0.6000)/2 =0.34(m)Pwk:每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN）Pwk=WK×A=1.28×0.34=0.44(KN)Pw:每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值（KN）Pw=1.4×Pwk=1.4×0.44=0.62(KN)Mw:每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載產(chǎn)生的最大彎矩（KN.M）

Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.62×(0.0400/2)=0.02(KN.M)采用Sw組合

M：每個(gè)壓板承受的最大彎矩（KN.M）M=Mw=0.02(KN.M)W：壓板截面抵抗矩（MM）W=[（Hyh-Dyb）×Byb]/6 =[(40.0-6.0)×8.0]/6 =362.7(MM)I：壓板截面慣性短（MM）I=[(Hyh-Byb)×Byb]/12 =[(40.0-6.0)×8.0]/12 =1450.7(mm)σ=10×M/W=10×0.02/362.7=55.14(N/mm)σ=55.14(N/mm)≤84.2(N/mm)強(qiáng)度滿足要求 U：壓板變形（MM）

U=1.5×1000×2×Pwk×Wyb/(48×E×1)=1.5×1000×0.44×40/(24×0.7×10×1450.7)=0.017MM Du:壓板相對(duì)變形（MM）Du=U/(Wyb/2)=0.017/20.0=0.001 Du=0.001≤1/150符合要求

Nvbh:壓板螺栓（受拉）承載能力計(jì)算（N）： D：壓板螺栓有效直徑為5.060(MM)Nvbh=(л×D×170)/4=(3.1416×5.060×170)/4 =3418.5(N)Nvbh=3418.5≥2×620.0=1240.0N滿足要求 2

266

2232

432232

第二篇：明框玻璃幕墻計(jì)算書

工程名

玻璃幕墻

設(shè)

計(jì)

計(jì)

算

書

江蘇蘇鑫裝飾有限公司

1998年11月10日

工程名

玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

一.計(jì)算依據(jù)：

1.玻璃幕墻分格圖

2.國(guó)標(biāo)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GBJ9-87 3.《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96 4.《建筑幕墻》JG3035-1996 二.驗(yàn)算項(xiàng)目：

5.驗(yàn)算主桿 6.橫梁驗(yàn)算 7.連接驗(yàn)算 8.玻璃驗(yàn)算 9.膠縫計(jì)算 10.固定片計(jì)算

江蘇蘇鑫裝飾有限公司

工程技術(shù)部 1998年11月10日

蘇州市一建筑高100m，框架砌體充填墻結(jié)構(gòu)，抗震8度設(shè)防，層高3300mm,隱框幕墻。最大分格（BxH）=1.2mx0.9m.進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

蘇州市基本風(fēng)壓：W0=400N/m2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)取B類地區(qū)：

μZ=（Z/10）0.32=（100/10）

0.32

=2.089

風(fēng)荷載體型系數(shù)：μs =±1.5 瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)：βD = 2.25 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Wk =βD·μZ·μs·W0

=2.25x2.089x1.5x400=2820Pa 幕墻單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值：GAK =400N/m

一個(gè)幕墻組件自重標(biāo)準(zhǔn)值：

GK = GAK·H·B =400x1.2x0.9=432N 地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：qEAK =βE·αmax·GK/A =（3x0.16x432）/（1.2x0.9）=192N/m 一.立梃驗(yàn)算： A.選用

風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：W=1.4 Wk =1.4x2820=3948N/m 風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值：

qw = W·B =3948x1.2=4737.6N/m =4.738KN/m 風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩：

Mw = qwL2/8 =4.738x3300/8=6449602.5N·mm 地震作用設(shè)計(jì)值：qEA =1.3 qEAK=1.3x192=249.6N/m 地震作用線荷載設(shè)計(jì)值：

qE =B·qEA =1.2x249.6=299.5N/m=0.3N/mm

2地震作用產(chǎn)生的彎矩：

ME = qEL/8 =0.3x3300/8=408375N·m 采用Sw +0.6SE組合，驗(yàn)算用總彎矩：

M=Mw+0.6ME=6449602.5+0.6x408375=6694627.5N·mm 選用的立梃需要最小截面抵抗矩：

W=M/1.05fa=6694627.5/（1.05x84.2）=75722.5mm 風(fēng)荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

qWK=B·WK=1.2x2820=3384N/m =3.384N/mm 地震作用線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

qEK =B·qEAK=1.2x192=230.4N/m=0.2304N/mm 選用的立梃需要最小慣性矩：

I= 5qL/（384E·1/180）（用于≤3600層高）； =5x（3.384+0.6x0.23）x3300/384x0.7x10x1/180 =4237839mm

選用150A系列： A=1791mm；A0=1641mm；t=6mm； Ix=5243068mm；Wx=789640mm

SS=87636mm； Iy=959779mm Wy=274222mm B.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算

幕墻自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：GK =GAK·B=1.2x400=480N/m 幕墻每層（一個(gè)分格寬）自重標(biāo)準(zhǔn)值： NK=GK·L=480x3.3=1584N 幕墻每層（一個(gè)分格寬）自重設(shè)計(jì)值 : =1.2NK=1.2x1584=1901N 采用SG+SW+0.6SE組合： σ=（NK/A0）+（M/1.05WX）

=（1584/1641）+[6694627.5/（1.05x78964）]=80.8＜84.2N/mm C.撓度計(jì)算

2u =5qL/384EI

=5x（3.384+0.6x0.23）x3300/384x0.7x10x5243068 =14.8＜20 u/L =14.8/3300=1/223＜1/180 D.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值：

VWK =WK·L·B/2=2820x3.3x1.2/2=5583.6N 風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值： VW =1.4VWK=1.4x5583.6=7817.4N 地震作用產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值：

VEK =qEAK·L·B/2=192x1.2x3.3/2=380.2N 地震作用產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值： VE =1.3VEK=1.3x380.2=494N 采用SW+0.6SE組合

V=VW +0.6VE=7817+0.6x494=8113N τ=VSS/It =8113x88614/5243068x6=22.8N/mm二.橫梁驗(yàn)算

＜48.9N/mm2 ； WX1 =24500mm3 ；WX2 =22000mm3； 433 Iy =850000mm； Wy1 =23000mm； Wy2 =21000mm； SS =24000mm； t =3 IX =68mmA.強(qiáng)度驗(yàn)算

幕墻組件單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：GAK =300N/m幕墻組件自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： GK=H·GAK =0.9x300=270N/m 幕墻組件自重線荷載設(shè)計(jì)值 ： G =1.2GK=1.2x270=324N/m=0.32N/mm

由幕墻自重產(chǎn)生的豎向彎矩 ：

MX =GB/8 =0.324x1200/8 =32805N·mm 風(fēng)荷載線分布荷載最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值 ： qWK =1.2WK =1.2x2820=3384N 其設(shè)計(jì)值 ：qW =1.4qWK =1.4x3384=4738N 由風(fēng)荷載產(chǎn)生的水平方向彎矩 ：

MYw=qWB/12=4738x1.2/12=6822.7N·m=6822700N·mm 單位面積水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 ：

qEAK =βE·αmax·GAK=3x0.16x300 =144N/m水平地震作用線分布最大集度標(biāo)準(zhǔn)值 ： qEK =1.2qEAK =1.2x144=172.8N 其設(shè)計(jì)值 ：qE =1.3qEK =1.3x172.8=224.64N 由水平地震作用產(chǎn)生的彎矩 ：

MyE=qEB/12=224.64x1.2/12=26.96N·m=26960N·mm 采用SG+SW+0.6SE 組合

σ=（MX/1.05WX1）+[（MyW/1.05Wy2）+0.6（MYE/1.05WY2）]

=（97200/1.05x24500）+[（846120/1.05x21000）

+（0.6x13478/1.05x21000）]=42.51N/mm＜84.2N/mm B.抗剪驗(yàn)算

風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值 ：

VWK=WK·B·B/2·2/4=2820x1.2x0.6x0.5=1015.2N 其設(shè)計(jì)值 ：VW =1.4 VWK=1.4x1015.2=1421.3N 水平地震作用產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值 ：

VEK = qEAK·B·B/2·2/4=144x1.2x0.6x0.5=51.84N 其設(shè)計(jì)值 ：VE =1.3VEK =1.3x51.84=67.4N 采用SW+0.6SE組合

V =VW + 0.6VE =1421.5+0.6x67.4=1461.9N

τ=VSS/It =1461.9x24000/850000x3=20.1N/mm＜48.9N/mm C.撓度計(jì)算

uX = 5qKXH/384EIX = uY = qKYB/120EIY = u總 =（uX + uY三.連接驗(yàn)算

A.橫梁與立梃 φ6螺栓 ； 鋁角碼 t=4mm a.橫向

水平作用 ：N1 = VW + 0.6VE =2115+0.6x34=2135.4N 一個(gè)螺栓抗剪承受能力 ：NV = nV·πd/4·fV =1xπx4.918/4 x130 =2470N 需用螺栓個(gè)數(shù) ：n=N1/NV=2135.4/2470 = 0.86個(gè) 取1個(gè) 橫梁承壓能力 ：nC=dΣtfC =6x4x120 =2160N＞2135.4N b.豎向

幕墻組件單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：GAK =300N/m幕墻組件自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： GK =H·GAK =1.5x300=450N/m 其設(shè)計(jì)值 ：G =1.2GK=1.2x450=540N/m 豎向作用 ：N2 = GB/2 =540 x1.2/2 =324N 采用SG+ SW+0.6SE 組合

221/2221/2合力N =（N1 + N2）=（2135.4+324）=2160N 需用螺栓個(gè)數(shù) ：n =2160/2470 =0.87個(gè) 取1個(gè) 鋁角碼承壓能力：nC=dΣtfC=6x4x120=2880N＞2160N B.主梃與建筑物主框架連接 75x4角鐵 L=80mm ；

φ16螺栓；焊腳寬5mm ；L=80mm ；預(yù)埋件 t=8mm ；

φ12直錨筋 fy =210MPa;fC =15MPa

222244

22）1/2 ≤20mm u總/B = ≤1/180

采用SG + SW + 0.6SE 組合

每層每根立梃承受的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： N1WK =WK·B·L=4197x1.2x3.6 =18131N 其設(shè)計(jì)值：N1W =1.4N1WK =1.4x18131=25383.4N 每層每一根立梃承受的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 ： N1WK=qEAK·B·L=96x1.2x3.6 = 414.72N 其設(shè)計(jì)值：N1E=1.3N1EK=1.3x414.72=539N 水平作用組合值：

N1=N1W +0.6N1E=25383.4+0.6x539=25706N 每層每一根立梃承受自重標(biāo)準(zhǔn)值： N2K= GAK·B·L =400x1.2x3.6 =1728N 其設(shè)計(jì)值：N2 =1.2 N2K =1.2x1728 =2074N 合力：N=（N1 + N2）=（2074+25706）=25790N 一個(gè)螺栓抗剪承載能力：

NV=nV·πd/4·fV=2xπx13.835/4 x130=39086N 需用螺栓個(gè)數(shù)：n=N/NV=25790/39086=0.66個(gè) 取1個(gè) 鋁型材壁承載能力：NC=16x2x6x120=23040N＜25790N ；

改用t=7 NC =16x2x7x120 =26880N＞25790N 角鐵壁承壓能力：NC =16x2x4x320 =40960N＞25790N C.預(yù)埋件

由自重產(chǎn)生的剪力 ：V =N2 =2074N 由水平作用產(chǎn)生的拉力 ：N= N1 =25706N 由于自重作用線距預(yù)埋件表面距離產(chǎn)e0生的彎矩 ： M =V·e0 =2074x60 =124440N·mm 錨筋受剪承載能力系數(shù)取 ：

C30 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc =15MPa I級(jí)鋼筋fy =210MPa

αV=（4-0.08d）（fc/fy）=（4-0.08x12）x（15/210）

1/2

1/22

1/2

1/2 =0.81＞0.7 取0.7

錨板彎曲變形折減系數(shù) ：

αb =0.4+0.25t/d=0.4+0.25x8/12=0.57 錨筋總截面積

（一）：

AS =（V/αVfy）+（N/0.08αbfy）+（M/1.3αbfyZ）

=（2074/0.7x210）+（25706/0.8x0.57x210）+

（124440/1.3x0.57x210x80）=292.5mm＜113x4=452mm

錨筋總截面積

（二）：

AS =（N/0.08αbfy）+（M/0.4αbfyZ）

=（25706/0.8x0.57x210）+（124440/1.3x0.57x210x80）

=301mm＜452mm D.焊縫驗(yàn)算

σ=[（σf/1.22）+τf ]

222 1/2

=[（6M/1.22LWhe +N/1.22LWhe）+（V/ LWhf）]

1/22

=[（6x124440/1.22x70x35x2 + 25706/1.22x70x3.5x2）

+（2074/70x5x2）] = 61N/mm＜160N/mm 四.玻璃驗(yàn)算 t=12mm

1/2

長(zhǎng)短邊比 ：a/b =1.2/1.5=0.8 彎曲系數(shù)φ1 =0.0628 單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：GAK =0.012x25600 =307.2N/m單位面積地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 ：qEAK=βE·αmax·GAK =3x0.08x307.2=73.728N/m 其設(shè)計(jì)值 ：qEA =1.3qEAK =1.3x73.728 =96N/m 采用SW+0.6SE組合

q=5876+0.6x96=5934N/m= 0.05934N/mm

σ=6φ1qa/t =6x0.0628x0.005934x1200/12 =22.36N/mm＜28N/mm 五.膠縫計(jì)算 采用GE4000膠

222

2風(fēng)荷載效應(yīng)膠縫寬度 ：

CS1=WKa/2000f1=4.617x1200/2000x0.14=18mm 取18mm 自重效應(yīng)膠縫寬度 ：

CS2 =GA·β·H/2000f2（B+H）

=0.012x25.6x1200x1500/2000x0.07x（1200+1500）=14.6

取15mm 溫度變化變位值：US =B·（α鋁-α玻）△t

=1500x（2.35x10-1x10

-5）x80 =1.62mm

1/2

1/2溫差效應(yīng)膠縫厚度：TS3 = US/[δ（δ+2）]

=1.62/[0.125x（0.125+2）] =3.14mm 取6mm。地震效應(yīng)膠縫厚度：

TS3=H·θ·ψ/[δ（δ+2）]

=1500x（1/150）x0.7/[0.41x（0.41+2）] =7.04mm 取8mm 采用寬度18mm，厚度9mm。六.固定片（壓片）驗(yàn)算 A=0.45x0.55=0.2475 m PWK=1982x0.2475=490.5 PW=1.4PWK=1.4x490.5=687N MW=1.5x687x20=20610N·mm PEK=72x0.2475=18N PE=1.3x18=23.4N ME=1.5x23.4x20=702N·mm 采用SW+0.6SE組合

M=20610+0.6x702=21031N·mm

1/2

1/2固定片W=（40-6）x8/6=362.7mm I=（40-6）x8/12=1450.7mm

σ=20610/362.7=57.98N/mm＜84.2N/mm u=1.5x（490.5+0.6x18）x20/3x0.7x10x1450.7 =0.0197mm u/L=0.0197/20=1/1015＜1/150 NV=πd/4·fV=πx4.918/4 x170 =3229N＞（687+0.6x23.4）x2=1402N

六.扣勾驗(yàn)算（t=4mm ； h=16.5m）每個(gè)扣勾承受作用面積：A=0.6x0.4=0.24m 承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

PWK=WK·A·1.5=4197x0.24x1.5=1510.92N 其設(shè)計(jì)值：PW=1.4PWK=1.4x1510.92=2115N 承受水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：

PEK =qEAK·A·1.5=72x0.24x1.5=26N 其設(shè)計(jì)值：PE=1.3PEK=1.3x26=34N 采用SW+0.6SE組合

P=PW + 0.6PE=2115+0.6x34=2135.4N

扣勾抗剪設(shè)計(jì)應(yīng)力：

σ=3P/2th=3x2135.4/2x4x16.5=48.5N/mm＜48.9N/mm

423

第三篇：自來水廠設(shè)計(jì)—計(jì)算書

目錄

第一部分 說明書 3 第一章 凈水廠廠址選擇 3 第二章 處理流程選擇及說明 4 第一節(jié) 岸邊式取水構(gòu)筑物 8 第二節(jié) 藥劑投配設(shè)備 10 第三節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池 10 第四節(jié) 普通快濾池 11 第五節(jié) 消毒間 12 第六節(jié) 清水池 14 第七節(jié) 送水泵站 14 第三章 水廠的平面布置 16 第一節(jié) 水廠的平面布置要求 16 第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 16 第三節(jié) 水廠管線 16 第四節(jié) 水廠的高程布置 17 第四章 排泥水處理 20 第一節(jié) 處理對(duì)象 20 第二節(jié) 處理工序 20 第二部分 計(jì)算書 21 第一章 岸邊式取水構(gòu)筑物 21 第一節(jié) 設(shè)計(jì)主要資料 21 第二節(jié) 集水間計(jì)算 21 第三節(jié) 泵站計(jì)算 22 第二章 混凝設(shè)施 26 第一節(jié) 藥劑配制投加設(shè)備 26 第三章 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)算 35 第一節(jié) 第二反應(yīng)室 35 第二節(jié) 導(dǎo)流室 35 第三節(jié) 分離室 36 第四節(jié) 池深計(jì)算 37 第五節(jié) 配水三角槽 38 第六節(jié) 第一反應(yīng)室 39 第七節(jié) 容積計(jì)算 40 第八節(jié) 進(jìn)水系統(tǒng) 40 第九節(jié) 集水系統(tǒng) 41 第十節(jié) 污泥濃縮斗 42 第十一節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池，攪拌機(jī)計(jì)算 43 第四章 普通快濾池計(jì)算 48 第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù) 48 第二節(jié) 沖洗強(qiáng)度 48 第三節(jié) 濾池面積及尺寸 49 第五節(jié) 配水系統(tǒng) 49 第六節(jié) 洗砂排水槽 50 第七節(jié) 濾池各種管渠計(jì)算 51 第八節(jié) 沖洗水泵 52 第五章

消毒處理 54 第一節(jié) 加氯設(shè)計(jì) 54 第二節(jié) 加濾量計(jì)算 54 第三節(jié) 加氯間和氯庫 54 第六章 清水池計(jì)算 56 第一節(jié) 清水池有效容積 56 第二節(jié) 清水池的平面尺寸 56 第三節(jié) 管道系統(tǒng) 56 第四節(jié) 清水池布置 56 第七章 送水泵站 58 第一節(jié) 流量計(jì)算 58 第二節(jié) 揚(yáng)程計(jì)算 58 第三節(jié) 選泵 58 第四節(jié) 二級(jí)泵房的布置 59 第五節(jié) 起重設(shè)備選擇 59 第六節(jié) 泵房高度計(jì)算 60 第七節(jié) 管道計(jì)算 60 第八章 給水處理廠的總體布置 61 第一節(jié)平面布置 61 第九章 泥路計(jì)算 64 第一節(jié)

泥、水平衡計(jì)污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模 64 第二節(jié)

排泥水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 67 結(jié)束語 73 致

謝 74 參考文獻(xiàn) 75

第一部分 說明書

第一章 凈水廠廠址選擇

凈水廠一般應(yīng)設(shè)在工程地質(zhì)條件較好、地下水位底、承載力較大、濕陷性等不高、巖石較少的地層，以降低工程造價(jià)和便于施工。水廠還應(yīng)考慮防洪措施，同時(shí)盡量把水廠設(shè)在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價(jià)。設(shè)計(jì)中水源選擇一般要考慮以下原則： 所選水源水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護(hù)； 所選水源可使取水，輸水，凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便； 3 所選水源具有施工條件。張家川水源共有三處 北川河水源豐富，常年有水，冬季較清、夏季水呈淡黃色，含沙量較高； 2 南川河水量小，枯水期不能保證； 地下水埋藏較深，并且為苦咸水，不易做給水水源。由于北川河水質(zhì)較好，水量較充沛，并且水源較易取用，所以選擇北川河上游作為取水水源。根據(jù)水文資料：北川河水面標(biāo)高：最高水位1698.0米，最低水位1694.0米，水位變化在4米左右，變化不大；北川河河床、河岸較穩(wěn)定 河岸較陡，有足夠水深。設(shè)計(jì)選擇岸邊式取水構(gòu)筑物，并且集水間和取水泵房合建。

第二章 處理流程選擇及說明

設(shè)計(jì)開始時(shí)初步擬定了兩個(gè)處理流程的方案： 方案Ⅰ：

水源 → 泵站 → 機(jī)械攪拌澄清池 → 普通快濾池 → 加濾消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用戶

混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合；

消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機(jī)加氯。方案Ⅱ：

水源 → 泵站

→水力循環(huán)澄清池→ 虹吸濾池 → 加濾消毒 → 清水池 → 吸水井 → 二泵站 → 用戶

混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合；

消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機(jī)加氯。兩個(gè)方案的區(qū)別在于澄清池和濾池的選擇有所差異，其它方面基本相同。本人將現(xiàn)在常出現(xiàn)的澄清池和濾池列表進(jìn)行比較，進(jìn)行選擇。見表2.1澄清池選擇和表2.2濾池選擇

表2.1

澄清池選擇 類型 性能特點(diǎn) 使用條件 機(jī)械攪拌澄清池 優(yōu)點(diǎn)：

1.處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大； 2.適應(yīng)性較強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定；

3.采用機(jī)械刮泥設(shè)備后，對(duì)高濁度水處理也具有一定適應(yīng)性。缺點(diǎn)：

1.需要一套機(jī)械攪拌設(shè)備； 2.加工和安裝要求精度高；

3.維修較麻煩。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L；

2.一般為圓形池體； 3.適用大、中型水廠。水力循環(huán)澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.無機(jī)械攪拌設(shè)備； 2.構(gòu)造簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：

1.投藥量較大，需要較大的水頭；2.對(duì)水質(zhì)水溫變化適應(yīng)性較差。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于2000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000mg/L； 2.一般為圓形池體； 3.適用中、小型水廠。脈沖澄清池 優(yōu)點(diǎn)：

1.虹吸式機(jī)械攪拌設(shè)備較為簡(jiǎn)單； 2.混合充分，布水較均勻； 3.池深較淺，便于布置。缺點(diǎn)：

1.需要一套真空設(shè)備，較為復(fù)雜； 2.虹吸式水頭損失較大，周期難控制；

3.操作管理要求較高。1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L；

2.可建成圓形、矩形或方形池體； 3.適用大、中、小型水廠。懸浮澄清池 優(yōu)點(diǎn)： 1.構(gòu)造比較簡(jiǎn)單； 2.能處理高濁度和水；

3形式較多，可間歇運(yùn)行。缺點(diǎn)：

1.需設(shè)氣水分離器；

2.隊(duì)水溫、水量等因素較敏感；

3.雙層式時(shí)池深較大。1.進(jìn)水懸浮物含量小于3000mg/L時(shí)，宜用單層式，在3000—10000mg/L時(shí)，宜用雙層式； 2.可建成圓形或方形池子；

3.一般流量變化每小時(shí)步大于10﹪。

表2.2

濾池選擇 名稱 性能特點(diǎn) 適用條件

進(jìn)水濁度（mg/L）規(guī)模 普通快濾池 單層濾料 優(yōu)點(diǎn)： 1.運(yùn)行管理可靠； 2.池深較淺； 缺點(diǎn)：

1.閥件較多；

2.一般用大阻力沖洗，須設(shè)沖洗設(shè)備。一般不超過20 1.大、中、小型水廠均適用； 2.單池面積不大于100m2。

雙層濾料 優(yōu)點(diǎn)： 1.濾速較高； 2.含污能力較大，工作周期長(zhǎng)；3.無煙煤作濾料易取得； 缺點(diǎn)：

1.濾料粒徑選擇嚴(yán)格； 2.沖洗時(shí)操作要求較高；

3.煤砂之間易積泥。一般不超過20，個(gè)別時(shí)間不超過50 1.大、中、小型水廠均適用； 2.單池面積不大于100m2。虹吸濾池 優(yōu)點(diǎn)：

1.不需大型閘閥，可節(jié)省閥井；2.不需沖洗水泵； 3.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 缺點(diǎn)：

1.一般需設(shè)真空設(shè)備；

2.池深較大。一般不超過20 1.大、中型水廠適用； 2.一般采用小阻力排水，單池面積不大于25m2。無閥濾池 重力式 優(yōu)點(diǎn)： 1.一般不設(shè)閘閥；

2.管理維護(hù)簡(jiǎn)單，能自動(dòng)沖洗； 缺點(diǎn)：

1.清砂較為不便。一般不超過20 1.適用于中、小型水廠； 2.單池面積不大于25m2。

壓力式 優(yōu)點(diǎn)： 1.可一次凈化； 2.可省去二級(jí)泵房； 缺點(diǎn)：清砂較為不便。一般不超過150 1.適用于小型水廠； 2.單池面積不大于5m2。壓力濾池 優(yōu)點(diǎn)： 1.濾池多為鋼罐；

2.移動(dòng)方便，可用作臨時(shí)供水；

3.用作接觸過濾時(shí)，可一次凈化省去二級(jí)泵房； 缺點(diǎn)：

1.清砂不便；

2.需耗用鋼材。一般不超過 20—150 1.適用于小型水廠； 2.可與除鹽、軟化床串聯(lián)使用。

根據(jù)表2.1和表2.2對(duì)比，本人選用機(jī)械攪拌澄清池與普通快濾池作為工藝流程中的構(gòu)筑物。從技術(shù)可靠性而言，由于原水濁度在35——1200NTU，是含沙量比較小的水源，設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池或水力循環(huán)澄清池進(jìn)行處理，完全可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是設(shè)計(jì)水量達(dá)到27500 m3/d，若采用水力循環(huán)澄清池，根據(jù)計(jì)算就會(huì)有4—6座池子，占用大量的空間，還會(huì)造成施工時(shí)間和費(fèi)用的提升，是得不償失的；采用機(jī)械攪拌澄清池，經(jīng)計(jì)算，只有2座池子，可以大量的降低成本和土地占用率，也使得施工工期大大縮短，所以設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池。

同樣設(shè)計(jì)采用普通快濾池或虹吸濾池都可以達(dá)到良好過濾的效果。但是，虹吸濾池的池深較大，會(huì)造成取水泵站水泵的揚(yáng)程提高，使得取水泵站的造價(jià)提高；虹吸濾池需要真空設(shè)備，易出現(xiàn)設(shè)備故障，且造價(jià)高于普通快濾池；普通快濾池由于運(yùn)行可靠，有成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，且池深較淺，不會(huì)對(duì)取水泵站造成壓力，其次普通快濾池工程造價(jià)較低，工期較短。所以采用普通快濾池。

綜上所述，設(shè)計(jì)采用方案Ⅰ為工藝流程最終選擇。張家川回族自治縣凈水廠工藝流程見圖2.1

圖2.1 凈水廠工藝流程圖

第一節(jié) 岸邊式取水構(gòu)筑物

一、集水間

集水間采用淹沒式，集水間與泵房合建。合建式岸邊取水構(gòu)筑物，北川河河水經(jīng)過進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水間的進(jìn)水室，再經(jīng)過格網(wǎng)進(jìn)入吸水室，然后由水泵抽送至水廠的機(jī)械攪拌澄清池。在進(jìn)水孔上設(shè)有格柵，用以攔截水中粗大的漂浮物，設(shè)在進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中的細(xì)小漂浮物。

格柵采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-1,型號(hào)6。格柵尺寸為B×H=1100mm×1100mm,柵條間孔數(shù)為15孔，柵條根數(shù)為16根，有效面積為0.84m2。

格網(wǎng)采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-5，C10型，格網(wǎng)尺寸為B×H=2130mm×1130mm,有效面積為1.39 m2。

設(shè)計(jì)采用4個(gè)單獨(dú)的集水間，在分格墻上設(shè)置連通管和閥門。

二、取水泵房(一)選泵

根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程選擇水泵的型號(hào)和數(shù)量；

選用4臺(tái)300s-12型（3用1備）流量Q=612m3/h揚(yáng)程H=14.5m的水泵； 吸水管的流速為1.05m/s，管徑為DN400mm，L=2.8m。吸水管選用鑄鐵管； 出水管流速為3.89m/s，管徑DN350mm，L=2.5m。，出水管選用鋼管； 四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。

(二)泵房布置

水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容，它決定泵防建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。

因所選的泵的是300s-12型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列。要適當(dāng)增加泵房的長(zhǎng)度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。

水泵凸出部分到墻的凈距A1=2.0m； 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距B1=2.04m（包括一個(gè)止回閥和一個(gè)閘閥的長(zhǎng)度）；

進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距D1=3.2m（包括一個(gè)閘閥的長(zhǎng)度）； 電動(dòng)機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸，并保持一定的距離C1=2.4m； 水泵基礎(chǔ)之間的凈距E1=2.0m； 水泵房的尺寸為(按長(zhǎng)方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=17.5m B= D1+ B1+ B5=6m(三)起重設(shè)備的選型與布置

因最大設(shè)備的重量為709kg，所以選用起重在0.5-2.0噸之間的電動(dòng)單軌吊車梁。單軌吊車梁配置電動(dòng)葫蘆；即可垂直起舉設(shè)備，也能水平運(yùn)移；其運(yùn)動(dòng)軌跡取決于吊車梁的布置；采用U形布置形式。根據(jù)起重量、跨度，起升高度選用DX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)。

跨度1.25-16m，起升高度12m，大車電機(jī)運(yùn)行速度20m/s，型號(hào)2DY12-4配套電動(dòng)葫蘆型號(hào)CD1；精確的跨度15.5m，長(zhǎng)17.5m，最大輪壓0.98噸總重1.69噸，CD1 1-12D電動(dòng)葫蘆。主要尺寸長(zhǎng)954-974m，重量1.98噸。(四)泵房高度

水泵采用自灌引水方式，其泵心低于吸水井的最低水位； 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重時(shí)，高度。第二節(jié) 藥劑投配設(shè)備

一、藥劑選擇

根據(jù)原水的水質(zhì)水溫和PH值的情況，選用混凝劑為三氯化鐵，投加濃度為10％，最大投加量為33（mg/L）。

優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，PH值使用范圍寬（PH=5~9）。操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好，成本較低。采用計(jì)量泵濕式投加，不需要加助凝劑。

二、藥劑配制

藥劑通過溶解池進(jìn)行溶解，溶解池采用壓縮空氣進(jìn)行藥劑溶解攪拌；

溶解池采用矩形建造，有效尺寸B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，超高0.2m； 放水管管徑d0=25mm，相應(yīng)流速v0=3.06m/s； 溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根；

空氣壓縮機(jī)設(shè)在加藥間內(nèi)，選用SSR100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，1用1備。

三、藥劑投加及藥劑混合

溶解的藥液在溶液池中靜置儲(chǔ)藏，而后通過計(jì)量泵投加到機(jī)械攪拌澄清池?；炷齽┑耐都臃指赏杜c濕投法兩種。設(shè)計(jì)采用采用計(jì)量泵濕式投加。計(jì)量泵采用三臺(tái)J-ZM250/4.0型隔膜計(jì)量泵。

藥劑混合采用靜態(tài)混合器混合，混合器采用JT-500型靜態(tài)混合器混合。第三節(jié) 機(jī)械攪拌澄清池

澄清即凈化，指靠重力作用的泥水分離過程，亦即沉淀范疇的處理工序。

設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池。其池體主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分離室三部分組成。機(jī)械攪拌澄清池工藝流程如下：加過混凝劑的原水由進(jìn)水管，通過環(huán)形配水三角槽下面的縫隙流進(jìn)第一絮凝室，與數(shù)倍于原水的回流活性泥渣在葉片的攪動(dòng)下，進(jìn)行充分地混合和初步絮凝。然后經(jīng)葉輪提升至第二絮凝室繼續(xù)絮凝，結(jié)成良好的礬花。再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室，由于過水?dāng)嗝嫱蝗粩U(kuò)大，流速急速擴(kuò)大，泥渣依靠重力下沉與清水分離。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循環(huán)流動(dòng)形成回流泥渣，另一小部分泥渣進(jìn)入泥渣濃縮室排出。

一、設(shè)計(jì)參數(shù) 池?cái)?shù)設(shè)計(jì)取兩座；

第二絮凝室提升水量為原水進(jìn)水水量的4倍； 水在池中的總停留時(shí)間為1.25h；

第二絮凝室中停留時(shí)間為50s，導(dǎo)流室中的停留時(shí)間為3min； 第二絮凝室、第一絮凝室、分離室的容積比1：1.99：6.66； 為使進(jìn)水分配均勻，采用配水三角槽分配進(jìn)水； 配水三角槽上設(shè)排氣管，以排出槽中積水；

池下部圓臺(tái)坡度為45°，池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高1m； 集水方式采用淹沒口環(huán)形集水槽，孔徑25mm； 池子設(shè)泥渣濃縮斗3個(gè)，濃縮室總?cè)莘e約為池子容積的1﹪，設(shè)100mm排泥管； 在進(jìn)水管、第一第二絮凝室、分離室、泥渣濃縮室、出水槽等處設(shè)取樣管；

設(shè)計(jì)池子尺寸：采用2個(gè)池子，每個(gè)池子直徑14.8m，面積為171.95m2，澄清池總高度為6.60m；

機(jī)械攪拌的葉輪直徑，一般按第二絮凝室內(nèi)徑的70%設(shè)計(jì)，其提升水頭約為0.10m； 攪拌葉片總面積，一般為第一絮凝室平均縱剖面積的8%，葉片高度為第一絮凝室高度的1/3，葉片對(duì)稱裝設(shè)，安裝10片。第四節(jié) 普通快濾池

過濾就是懸浮液流經(jīng)過多孔介質(zhì)或?yàn)V網(wǎng)進(jìn)行固液分離的過程，大多數(shù)過濾工藝采用粒料層過濾。最常用的粒料為石英砂，它的主要目的是去除濁度。設(shè)計(jì)中采用普通快濾池。

一、設(shè)計(jì)參數(shù)

強(qiáng)制濾速是指一個(gè)或兩個(gè)濾池檢修時(shí)，其他濾池在超過正常負(fù)荷下的濾速，在濾池面積和個(gè)數(shù)決定后，應(yīng)以強(qiáng)制濾速進(jìn)行校核；如果強(qiáng)制濾速過高，設(shè)計(jì)濾速應(yīng)適當(dāng)降低或?yàn)V池個(gè)數(shù)適當(dāng)增加。濾池個(gè)數(shù)多，沖洗效果好，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，強(qiáng)制濾速較低，但單位面積濾池造價(jià)增加。(一)濾池尺寸

濾池個(gè)數(shù)選擇見表2.1

表2.1

濾池面積與個(gè)數(shù)關(guān)系 濾池面積 濾池?cái)?shù)

當(dāng)濾池總面積小于30m2 一般采用2個(gè)濾池 當(dāng)濾池總面積為30m2-100m2 一般采用3-4個(gè) 當(dāng)濾池總面積為150m2 一般采用5-6個(gè)濾池 當(dāng)濾池總面積為200m2 一般采用6-8個(gè)

當(dāng)濾池總面積為300m2以上 一般采用10個(gè)以上

濾池平面形狀可為正方形或矩形。

設(shè)計(jì)濾池兩座，每座設(shè)四格，采取雙排布置 濾池單格面積24m2，長(zhǎng)寬比1.28：1，單池有效尺寸采用B×L=4.3m×5.5m，濾池高度為2.55米，包括超高0.3m 濾池高度包括超高0.3m，濾層上水深1.10m，濾料層厚度0.7m、承托層厚度0.45m等。

(二)大阻力配水系統(tǒng)

干管始端流速1.5m/s，采用管徑為400mm 支管始端流速3.38m/s，采用管徑50mm 反沖洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264，揚(yáng)程15.70m(三)管廊設(shè)置

管廊設(shè)置應(yīng)力求緊湊，簡(jiǎn)捷，要留有設(shè)備管配件等安裝、維修等的必要空間；要有良好的防水、排水、通風(fēng)、照明設(shè)備；由于設(shè)計(jì)采用雙行排列，管廊位于兩排濾池中間。管廊中包括 給水管 管徑DN400mm, 管中流速為1.26m/s 2 排水管 管徑DN500m 3 沖洗水管 管徑DN300mm，管中流速為4.07m/s 4 過濾水管 管徑DN400mm，管中流速為1.26m/s 濾池底部應(yīng)設(shè)排空管，其入口處設(shè)隔柵，池底坡度約為0.005，坡向排空管；每個(gè)濾池上宜裝設(shè)水頭損失計(jì)或水位尺及取水樣設(shè)備；各種密封渠道上應(yīng)設(shè)人孔，以便檢修；濾池壁與砂層接觸處應(yīng)拉毛成鋸狀，以免過濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)。第五節(jié) 消毒間

設(shè)計(jì)選用液氯消毒。氯是一種黃綠色窒息性氣體，有劇毒。在常壓下的液化點(diǎn)為-33.6℃，在0℃壓力大于3.66大氣壓時(shí)轉(zhuǎn)化為液體。0℃時(shí)每升液氯的重量為1468.4克，同樣重量的液氯，其體積僅為氣態(tài)氯的1/457。在10℃以下時(shí)，在氯的飽和溶液中會(huì)析出氯的水化結(jié)晶物，這種現(xiàn)象會(huì)造成加氯設(shè)備故障。

氯所以能消毒，主要是它能破壞細(xì)菌中的酶系統(tǒng)。主要反應(yīng)如下：

一、加氯量

根據(jù)相似條件下水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，按最大用量確定，并應(yīng)使余氯量符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求.投加量一般取決于濾化的目的，并隨水中的氨氮比、PH值、水溫和接觸時(shí)間等變化。投量取2mg/L，管網(wǎng)末端含量0.05 mg/L，接觸時(shí)間不少于32min。

二、加氯設(shè)備

大型真空加氯機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件、儀表容易損壞，維修困難等原因，國(guó)內(nèi)水廠目前已少采用。

設(shè)計(jì)采用加氯機(jī)投加。ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，加氯機(jī)是由旋流分離器、彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、中轉(zhuǎn)玻璃罩，平衡水箱及水射器等組成。加氯量2-10kg/h,加氯機(jī)的外型尺寸為：寬×高=3300mm×370mm,加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺(tái)加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。

氯瓶：采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸為：外徑600mm,瓶高1800mm。采用4個(gè)氯瓶，使用周期為30天。

三、加氯間的布置 設(shè)置加氯間，加氯間應(yīng)設(shè)在水廠或增壓站等構(gòu)筑物的主導(dǎo)風(fēng)向下游。加氯間盡量靠近投加點(diǎn)。加氯機(jī)設(shè)置兩臺(tái)，分別有兩根加氯管通到加氯點(diǎn)，互作備用。加氯機(jī)按最大投氯量來選用，原則上以一臺(tái)加氯機(jī)對(duì)接一只氯瓶進(jìn)行布置。加氯機(jī)臺(tái)數(shù)按最大投氯量計(jì)算，并考慮1臺(tái)備用。

加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲(chǔ)備氯瓶的倉庫。采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻隔開，加氯間平面尺寸為5×5m,氯庫平面尺寸為12.5m×10m。第六節(jié) 清水池

一、清水池容量

清水池容量由兩部分組成，一是調(diào)節(jié)容量，一是儲(chǔ)備容量，前者為調(diào)節(jié)用水負(fù)荷而必須儲(chǔ)存的水量，后者為消防或其他特殊需要而儲(chǔ)備的水量，這部分水量在一般請(qǐng)情況下是不動(dòng)用的。清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用2個(gè)池子，每個(gè)池子容積2750 m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。

二、清水池尺寸

清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用2個(gè)池子，每個(gè)池子容積2750 m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。清水池設(shè)2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m。每座清水池設(shè)計(jì)尺寸為 ：B×L×H=35m×20m×4.0m。有效容積為 ：2750m3。清水池最高水位標(biāo)高為±0.00米。儲(chǔ)備水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，發(fā)生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考慮。小城鎮(zhèn)用水量不多，消防用水量所占的比例應(yīng)增大。進(jìn)水管選用DN450mm，水力計(jì)算 ； 出水管選用DN450mm，水力計(jì)算。第七節(jié) 送水泵站

一、選泵

根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程(出廠水壓力≥0.35mpa)選擇水泵的型號(hào)和數(shù)量。

選用4臺(tái)250s-65型（3用1備）流量Q=612m3/h揚(yáng)程H=56m的水泵。

吸水管：流速為3.89m/s，管徑DN350mm，用鑄鐵管L=4.0m;

出水管：流速為1.05m/s，管徑DN400mm，用鋼管L=0.9m;

四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。

二、泵房布置

泵房和吸水井合建，吸水井尺寸：B×L×H=5m×32m×5m，其中超高0.5m。水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容，它決定泵防建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。

因所選的泵的是300s-12型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列。要適當(dāng)增加泵房的長(zhǎng)度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。

水泵凸出部分到墻的凈距A1=3.0m； 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距B1=4.24m（包括一個(gè)止回閥和一個(gè)閘閥的長(zhǎng)度）；

進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距D1=3.0m（包括一個(gè)閘閥的長(zhǎng)度）； 電動(dòng)機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸，并保持一定的距離C1=3.0m； 水泵基礎(chǔ)之間的凈距E1=2.0m； 水泵房的尺寸為(按長(zhǎng)方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=21.6m，B= D1+ B1+ B5=8.0m。

三、起重設(shè)備的選型與布置

因最大設(shè)備的重量為709kg，所以選用起重在0.5-2.0噸之間的電動(dòng)單軌吊車梁。單軌吊車梁配置電動(dòng)葫蘆。即可垂直起舉設(shè)備，也能水平運(yùn)移。其運(yùn)動(dòng)軌跡取決于吊車梁的布置。采用U形布置形式。

根據(jù)起重量，跨度，起升高度選用DX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)?？缍?.25-16m，起升高度12m，大車電機(jī)運(yùn)行速度20m/s，型號(hào)2DY12-4配套電動(dòng)葫蘆型號(hào)CD1。精確的跨度15.5m，長(zhǎng)17.5m，最大輪壓0.98噸總重1.69噸，CD1 1-12D電動(dòng)葫蘆。D=7.4m主要尺寸長(zhǎng)954-974m重量1.98噸。

四、泵房高度

泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重時(shí)，高度

第三章 水廠的平面布置 第一節(jié) 水廠的平面布置要求 布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長(zhǎng)度，并便于操作管理。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地位； 2 充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用； 各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)簡(jiǎn)單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。此外，有時(shí)也需要設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí)，為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施； 建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向； 有條件時(shí)最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全； 對(duì)分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)該考慮分期施工方便。水廠平面布置的內(nèi)容包括：各構(gòu)筑物的平面定位，各種管道（處理工藝用的原水管、加藥管、加氯管、排泥管；水廠自用水管、產(chǎn)區(qū)排水管、雨水管等），閥門及配件布置，廠區(qū)道路、圍墻、綠化等。

第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

主要車行道的寬度，單車道為5m，并應(yīng)有回車道；人行道的寬度為1.5-2.0m； 車行道轉(zhuǎn)彎半徑為5m；

城鎮(zhèn)水廠或設(shè)在工廠區(qū)外的工業(yè)企業(yè)自備水廠周圍，應(yīng)設(shè)置圍墻，其高度采用2.0m。第三節(jié) 水廠管線 1 給水管線

原水管線，采用鋼管，設(shè)1根； 生產(chǎn)管線，管線埋地1m以下；

清水管線，兩座清水池之間有聯(lián)絡(luò)管線，池底相同； 超越管線，超越濾池。2 排水管線

排除廠內(nèi)地面雨水；排除廠內(nèi)生產(chǎn)廢水；排除辦公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。3 電纜溝

集中式電纜溝方式，上做蓋板，深度為1.0米，寬度為0.8米，溝底有底坡，以利積水排出。4 加藥管線

淺溝敷設(shè)，上做蓋板，管材為塑料管，以防止腐蝕。5 泥水管線

管線埋地1m以下。

本工程在原有水廠基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，整個(gè)廠區(qū)在總平面布局上做到功能區(qū)分明確，分為生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、污泥處理區(qū)。廠區(qū)交通流線清楚流暢，主干道貫穿東西。新建構(gòu)筑物包括取水泵房及配電，二級(jí)泵房及配電，變電間，清水池，機(jī)械攪拌澄清池，清水池，普通快濾池，加氯間，機(jī)修車間管配件堆放場(chǎng)，綜合樓，化驗(yàn)室，傳達(dá)室等。各單體構(gòu)筑物在建筑風(fēng)格上做到清新明快，既保持原有水廠的園林風(fēng)味，又體現(xiàn)了現(xiàn)代水廠的流暢簡(jiǎn)潔的氣派。水廠的工藝流程采用直線型布置，管線力求簡(jiǎn)短，廠區(qū)內(nèi)水配以草地、樹木等綠化。

水廠總占地面積48.5公頃，因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展?？偲矫鎴D中，綠化面積約占20％，附屬面積約占總面積的25％。第四節(jié) 水廠的高程布置

廠的工藝流程布置，使水廠布置的基本內(nèi)容，由于廠址地形和進(jìn)出水管方向等的不同，流程布置可以有各種方案，但必須考慮以下布置原則：

1流程力求簡(jiǎn)短，避免迂回重復(fù)，是凈水過程中的水頭損失最小。構(gòu)筑物盡量靠近，便于操作管理和聯(lián)系活動(dòng)。水流方向要順，并考慮施工、檢修的方便，避免過多的立體交叉。2盡量適應(yīng)地形，因地制宜地考慮流程，力求減少土方石量。地形自然坡度較大時(shí)，應(yīng)盡量順等高線布置，在不得已的情況下，才做臺(tái)階式布置。充分利用地形，力求實(shí)現(xiàn)各處理構(gòu)筑物間的重力流銜接（盡量避免中途加壓）以及各構(gòu)筑物的重力排泥或放空。

3注意構(gòu)筑物朝向：經(jīng)水廠一般無朝向要求，但如濾池的操作廊、二級(jí)泵房、加藥間、檢修間、辦公樓則有朝向的要求，尤其是散發(fā)大量熱量的二級(jí)泵房對(duì)朝向和通風(fēng)的要求，更應(yīng)注意，布置時(shí)應(yīng)符合當(dāng)?shù)刈罴逊轿弧＜铀庨g、加氯間、藥劑倉庫等，盡可能設(shè)在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向，泵房及其他建筑物，盡量布置成南北方向。

設(shè)計(jì)中采用直線型。直線型最常見的布置方式，從進(jìn)水到出水整個(gè)流程呈直線，這種布置方式，生產(chǎn)聯(lián)系管線段，管理方便，有利于日后水廠發(fā)展 在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道，計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過取值估算確定，并留有空地。

生活輔助建筑物面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)氐木唧w情況而定。各構(gòu)筑物高程見表3.1

表3.1

構(gòu)筑物高程

構(gòu)筑物名稱 頂標(biāo)高(m)水面標(biāo)高（m）底標(biāo)高(m)一級(jí)泵站 1706.00 1693.80 機(jī)械攪拌澄清池 1703.30 1703.00 1696.70 普通快濾池 1702.40 1702.10 1700.00 清水池 1700.50 1700.00 1696.00 吸水井 1700.00 1699.50 1695.00 二級(jí)泵站 1703.00 1697.00

凈水廠構(gòu)筑物見表3.2

表3.2

凈水廠構(gòu)筑物

第四章 排泥水處理 第一節(jié) 處理對(duì)象

凈水廠污泥處理對(duì)象主要是濾池的沖洗廢水和機(jī)械攪拌澄清池的排泥水。其成分一般為原水中的懸浮物質(zhì)和部分溶解物質(zhì)以及在凈水過程中投加的各種藥劑。第二節(jié) 處理工序

排泥水處理系統(tǒng)通常包括調(diào)節(jié)、濃縮、脫水以及泥餅處置等工序。調(diào)節(jié)：為了使排泥水處理構(gòu)筑物均衡運(yùn)行以及水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，一般在濃縮前需設(shè)置調(diào)節(jié)池。凈水廠濾池的沖洗廢水和沉淀池排泥水都是間歇排放，其量和質(zhì)都不穩(wěn)定，設(shè)置調(diào)節(jié)池可使后續(xù)設(shè)施負(fù)荷均勻，有利于濃縮池的正常運(yùn)行。通常把接納濾池沖洗廢水的調(diào)節(jié)池稱為排水池，接納沉淀池排泥水的稱為排泥池。

濃縮：凈水廠排泥的含固率一般很低，僅在0.05%-0.5%左右,因此需進(jìn)行濃縮處理.濃縮的目的是提高污泥濃度,縮小污泥體積,以減少后續(xù)處理設(shè)備的能力,如縮小脫水機(jī)的處理規(guī)模等。當(dāng)采用泥水自然干化時(shí)間，節(jié)約用地面積。當(dāng)采用機(jī)械脫水時(shí)，供給的污泥濃度有一定要求，也需要對(duì)排泥水進(jìn)行濃縮處理。

含水率高的排泥水濃縮較為困難，為了提高泥水的濃縮性，投加絮凝劑、酸或設(shè)置二級(jí)濃縮。

平衡：當(dāng)原水濁度及處理水量變化時(shí)，凈水廠排泥量和含固率也會(huì)作相應(yīng)調(diào)整。為了均衡脫水機(jī)的運(yùn)行要求，宜在濃縮池后設(shè)置一定容量的平衡池。設(shè)置平衡池還可以滿足原水濁度大于設(shè)計(jì)值時(shí)起到緩沖和貯存濃縮污泥的作用。

脫水：濃縮后的濃縮污泥需經(jīng)脫水處理，以進(jìn)一步降低含水率，減小體積，便于搬運(yùn)和最后處理。當(dāng)采用機(jī)械方法進(jìn)行污泥脫水處理時(shí)，還需投加石灰或高分子絮凝劑。泥餅及分離液處置：脫水后的泥餅可以外運(yùn)作為低洼地的填埋土、垃圾場(chǎng)的覆蓋土或作為建筑材料的原料或摻加料等。泥餅的成分應(yīng)滿足相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。排泥水在濃縮過程中將產(chǎn)生上清液，在脫水過程中將產(chǎn)生分離液。當(dāng)上清液水質(zhì)符合排放水域的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可直接排放；當(dāng)水質(zhì)滿足要求時(shí)也可考慮回液，本設(shè)計(jì)將排放水回用。

第二部分 計(jì)算書

第一章 岸邊式取水構(gòu)筑物 第一節(jié) 設(shè)計(jì)主要資料

一、取水量

Q=41250m3/d=0.477 m3/s(按遠(yuǎn)期考慮)

二、河流水位

設(shè)計(jì)取北川河為取水水源

北川河河流水水位、流速、流量資料見表1.1

表1.1

北川河河流水水位、流速、流量資料

水位

水面標(biāo)高（m）流

速（m/s）流

量（m3/s）設(shè)計(jì)頻率 保證率

最高水位 1698.0 4.5 350 1%

最低水位 1694.0 0.9 12 97% 常水位 1695.5 2.8 67

河流水經(jīng)岸邊式取水構(gòu)筑物裝有格柵的進(jìn)水口進(jìn)水，集水間與泵房合建。第二節(jié) 集水間計(jì)算

一、格柵進(jìn)水口

進(jìn)水口裝有粗格柵，進(jìn)水口流速采用

柵條采用扁鋼，厚度10mm，柵條凈距采用50mm

粗格柵阻塞系數(shù)采用

柵條引起的面積減少系數(shù)

進(jìn)水口面積

設(shè)置進(jìn)水口四個(gè)，每個(gè)進(jìn)水口尺寸B×H=1000mm×1000mm 格柵采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-1,型號(hào)6。格柵尺寸為B×H=1100mm×1100mm,柵條間孔數(shù)為15孔，柵條根數(shù)為16根，有效面積為0.84m2。

二、格網(wǎng)進(jìn)水口

格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水間內(nèi)，用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。

用平板格網(wǎng)，過網(wǎng)流速采用v1=0.3m/s;網(wǎng)眼尺寸采用5×5mm;網(wǎng)絲直徑d=2mm。格網(wǎng)面積減少系數(shù)

格網(wǎng)阻塞系數(shù)采用k2=0.5,水流收縮系數(shù)采用ε=0.8。進(jìn)水口面積

設(shè)置進(jìn)水口四個(gè)，每個(gè)進(jìn)水口尺寸B×H=2000mm×1000mm 格網(wǎng)采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-5，C10型，格網(wǎng)尺寸為B×H=2130mm×1130mm,有效面積為1.39 m2。

三、集水間平面尺寸

集水間分為四個(gè)獨(dú)立分格，在分格墻上設(shè)置連通管和閥門，根據(jù)進(jìn)水間內(nèi)閥門和平板格網(wǎng)的尺寸，水泵吸水管的直徑和布置，檢修清洗和使水流均勻平穩(wěn)等要求，決定進(jìn)水室和吸水室的寬度各為1.5m，集水間長(zhǎng)寬的凈尺寸為14.9×33m。(其中隔墻0.3m)

第三節(jié) 泵站計(jì)算

一、取水水泵選配及一級(jí)泵站工藝布置

（一）揚(yáng)程計(jì)算

式中

——最低水面到凈水廠處理構(gòu)筑物的高度；

——富余水頭損失；

——吸水管水頭損失；

——輸水管水頭損失。

（二）選泵

根據(jù)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)水量確定水泵，選用300s12型水泵4臺(tái)。（三用一備，其中一臺(tái)為 期增加）

水泵詳細(xì)見表1.2和表1.3

表1.2

水泵性能 型號(hào) 流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速

(r/min)軸功率

(kw/h)電動(dòng)機(jī) 效率 汽蝕余量

型號(hào) 功率(kw/h)

300s12 612 14.5 1450 30.2 Y225S-4 37 80 5.5

表1.3

水泵安裝尺寸(帶底座)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)尺寸（mm）底座尺寸（mm）

L4 h H L1 L2 L3 b b1 300s12 820 530 225 1520 280 990 730 730 E(mm)H2(mm)L(mm)出口錐管法蘭尺寸(mm)

DN3 D03 D3 n3-d3 300 635 1789 300 395 435 12--22

配套：底閥1個(gè)，止回閥1個(gè)，吐出錐管1個(gè)，鉤扳手1個(gè)；

水泵經(jīng)校核符合流量和揚(yáng)程的要求；

其他各尺寸都和前面所選泵相同給泵留相應(yīng)的空間。

（三）水泵機(jī)組的布置

水泵機(jī)組的布置是泵房布置的重要內(nèi)容,他決定泵房建筑面積的大小.機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。

一級(jí)泵房有3臺(tái)水泵及1臺(tái)遠(yuǎn)期預(yù)留泵的空間,4臺(tái)泵的尺寸為L(zhǎng)=1789mm,B =730mm 因300s—12型泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵,所以采用橫向排列.橫向排列可能要增加加泵房的長(zhǎng)度,但跨度小,進(jìn)出水管順直,水力條件好,可減少水頭損失,省電費(fèi)。水泵凸出部分到墻壁的凈距：

實(shí)際需大于2m，實(shí)際取2.0m 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 選用一個(gè)止回閥

選用一個(gè)閘閥

但 是水泵出水側(cè)管理操作的要道，實(shí)際 =2.04m 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距

此處安裝一個(gè)閘閥,同出水管L=0.51m,但 不得小于1m，實(shí)際 =3.2m

電動(dòng)機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距,應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸,并保持一定的距離

實(shí)際水泵基礎(chǔ)之間的凈距

（五）水泵房的尺寸

選用長(zhǎng)方形的泵房

起重設(shè)備的選型和布置：

因泵房重最重物體的重量為800kg，且在0.5t—2.0t之間。所以采用電動(dòng)單軌吊車梁，采用u形布置方式。

選用DX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)：

（六）泵房高度計(jì)算

采用自灌式引水方式，所以其泵軸心低于吸水井的最低水位。

泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重設(shè)備時(shí)，其高度

（七）管道計(jì)算

吸水管:流速為1.05m/s,管徑DN400mm,用鑄鐵管,L=2.8m;出水管:流速為3.89m/s,管徑DN350mm,用鋼管,L=2.5m;四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。

第二章 混凝設(shè)施

第一節(jié) 藥劑配制投加設(shè)備

一、溶液池和溶解池計(jì)算

（一）設(shè)計(jì)參數(shù)

水廠日產(chǎn)水量Q=25000m3/d，水廠自用水系數(shù)10%；

設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s；

混凝劑采用三氯化鐵

凈水處理混凝劑投加量參考資料見表2.1

表2.1

凈水處理混凝劑投加量參考資料

250 500 1000 硫酸鋁 20 26 33 41 三氯化鐵 12 16 20 27 堿式氯化鐵 5 9 13 19

根據(jù)表3-1中三氯化鐵的投加量參考數(shù)據(jù)，繪制三氯化鐵的投加量和所處理水的渾濁度關(guān)系曲線。

圖2.1

三氯化鐵的投加量和渾濁度關(guān)系曲線

根據(jù)圖2.1可知，最大投加量u=33mg/L； 藥溶液的濃度b=10%； 混凝劑每日投配次數(shù)n=3。

（二）設(shè)計(jì)計(jì)算

溶液池 溶液池容積 W1=

=

設(shè)計(jì)取溶液池容積為3.0 溶液池設(shè)置兩個(gè)，交替使用。形狀采用矩形，其有效尺寸為B×L×H=2.5m×2.0m×0.8m，其中包括超高0.2m。

解池

溶解池容積占溶液池的30﹪ 溶解池容積

W2=0.3 W1=0.3×3.0= 0.93 設(shè)計(jì)取溶解池容積為0.9 溶解池設(shè)置兩個(gè)，交替使用。

形狀采用矩形，其有效尺寸為B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，其中包括超高0.2m。溶解池的放水時(shí)間采用t=10min，則放水流量 q0

查水力計(jì)算表

放水管管徑d0=25mm，相應(yīng)流速v0=3.06m/s； 溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根。3 投藥管

投藥管流量：

q=

= 溶

查水力計(jì)算表

設(shè)計(jì)取管徑d0=20mm，相應(yīng)流速v0=0.23m/s。

（三）壓縮空氣攪拌 1 設(shè)計(jì)參數(shù)

空氣供給強(qiáng)度：溶解池9L/s?㎡，溶液池4 L/s?㎡ 空氣管流速：12 m/s 孔眼流速：25 m/s 孔眼直徑：4mm 支管間距：450mm 藥池平面尺寸：溶解池3.15㎡，溶液池7.2㎡ 空氣管長(zhǎng)度為20m，其上共有90°彎頭7個(gè) 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 ①需用空氣量

式中

n——藥池個(gè)數(shù)，溶解池設(shè)置兩個(gè)；

F——池面積，㎡；

q——空氣供給強(qiáng)度，L/s?㎡。溶解池

藥池平面面積

需用空氣

其中

溶液池

藥池平面面積

需用空氣量

其中

總需用空氣量

②選配機(jī)組

選用SSR100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一用一備，風(fēng)量5.44 m3/min，風(fēng)壓為19.6kpa，所需軸功率3.10kw，所配電動(dòng)機(jī)功率4.0kw。③空氣管流速

式中

Q——供給空氣量，m3/min； P——鼓風(fēng)機(jī)壓力，Mpa；

d——空氣管管徑，m,此處選用d=100mm；

④空氣管的壓力損失h 沿程壓力損失

局部壓力損失

式中

L——空氣管長(zhǎng)度，m；

G——管內(nèi)空氣質(zhì)量流量，；

——空氣密度，kg/m3；

——供給空氣量，m3/min；

——阻力系數(shù)；

d——空氣管直徑，mm； ζ——局部損失阻力系數(shù)； v——空氣流速，m/s；

當(dāng)溫度為0℃，壓力為9.8×104+1.96×104=1.176×105時(shí)，查表2.3知空氣密度ρ=1.51，則

據(jù)此查表2.3得β=1.16

5個(gè)90°彎頭的局部阻力系數(shù)。

故得空氣管中總的壓力損失為

⑤空氣分配管的孔眼數(shù) 孔眼直徑采用d0=4mm;單孔面積;

孔眼流速采用v0=20m/s;所需孔眼總數(shù)

用壓縮空氣調(diào)制藥液的溶解池見圖2.2

圖2.2

壓縮空氣調(diào)制藥液的溶解池（單位mm）

表2.2

空氣密度（干空氣密度以kg/m3計(jì)）

壓力

（kpa）

溫度

-30-20-10 0 +10 +20 +30 +40 9.8065×104 1.406 1.350 1.299 1.251 1.207 1.166 1.128 1.058 1.9613×105 2.812 2.701 2.589 2.583 2.414 2.332 2.555 2.115 3.9226×105 5.624 5.402 5.196 5.006 4.829 4.604 4.510 4.232 5.8839×105 8.436 8.102 7.794 7.509 7.244 6.996 6.765 6.346 7.8452×105 11.25 10.80 10.39 10.01 9.658 9.328 9.020 8.464 9.8065×105 14.06 13.50 12.99 12.51 12.07 11.66 11.28 10.58

表2.3

根據(jù)G值確定的阻力系數(shù)

G（kg/h）Β G（kg/h）β 10 2.03 400 1.18 15 1.92 650 1.10 25 1.78 1000 1.03 40 1.68 1500 0.97 65 1.54 2000 0.90 100 1.45 4000 0.84 150 1.36 6500 0.78 250 1.26

（四）投藥泵

設(shè)計(jì)采用計(jì)量泵投加

根據(jù)投藥管流量 進(jìn)行選泵。

選用三臺(tái)J-ZM250/4.0型隔膜計(jì)量泵，一臺(tái)備用。性能見表2.4

表2.4

隔膜計(jì)量泵性能 型號(hào) 流量 L/h 排出壓力 Mpa 泵速

次/min 電動(dòng)機(jī)功率 kw 凈出口直徑 mm 重量 kg J-ZM250/4.0 250 2.0-4.0 126 1.5 20 240

加藥間布置見圖2.3和圖2.4

圖2.3

加藥間布置圖（單位m）

圖2.4

加藥間流程圖

（五）混合設(shè)施 1 混合方式

設(shè)計(jì)采用靜態(tài)混合器混合。

靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據(jù)水頭損失計(jì)算公式

式中

H——水頭損失（m）

Q——處理水量（）

D——管道直徑（m）

N——混合單元（個(gè)）

設(shè)計(jì)中取d=0.5m,處理水量Q=318m3/s，經(jīng)計(jì)算，當(dāng)h=0.5時(shí)，n=2個(gè)單元。選DN500內(nèi)裝2個(gè)混合單元的靜態(tài)混合器，加藥點(diǎn)設(shè)于靠近水流方向的第一個(gè)混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。選擇管式靜態(tài)混合器規(guī)格JT-500型。

管式靜態(tài)混合器尺寸見表2.5 表2.5

混合器尺寸 公稱直徑 mm 管外徑 mm 法蘭盤外徑 mm 長(zhǎng)度 mm 重量 kg 500 518 670 1950 103

圖2.5 管式靜態(tài)混合器

第三章 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)算

其特點(diǎn)是利用機(jī)械攪拌澄清池的提升作用來完成泥渣回流核接觸反應(yīng)，加藥混合后進(jìn)入第一反應(yīng)室，與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動(dòng)下進(jìn)行接觸反應(yīng)。然后經(jīng)葉輪提升到第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)以結(jié)成大的顆粒，再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室沉淀分離。第一節(jié) 第二反應(yīng)室 凈產(chǎn)水能力為

采用2個(gè)池來計(jì)算則每池的流量 ,二反應(yīng)室計(jì)算流量一般為出水流量的4倍..設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積,u =0.06 則第二反應(yīng)區(qū)截面積為：

第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)徑：

取第二反應(yīng)室直徑 =4.10m,反應(yīng)室壁厚

式中

H ——第二反應(yīng)區(qū)高度，m

——第二絮凝室內(nèi)水的停留時(shí)間，考慮構(gòu)造布置選用

第二節(jié) 導(dǎo)流室

導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積: 導(dǎo)流室面積: 導(dǎo)流室直徑:

取導(dǎo)流室 導(dǎo)流室壁厚.導(dǎo)流室出口流速: ,出口面積: 則出口截面寬: 出口垂直高度: 第三節(jié) 分離室

分離區(qū)上升流速取 ,分離室面積：。池總面積：

池的直徑：

圖3.1

澄清池各部分直徑

第四節(jié) 池深計(jì)算

池中停留時(shí)間T設(shè)為1.2h。有效容積：

考慮增加3%的結(jié)構(gòu)容積：，取池超高。設(shè)池直壁高：。池直壁部分的容積：。

池斜壁高度

由于

澄清池半徑

澄清池底部半徑

由于

可得三元一次方程

代入數(shù)據(jù)

求解。

池圓臺(tái)斜邊傾角45，則池底部直徑。

本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高。球的半徑：。球冠體積：

池實(shí)際容積：。實(shí)際總停留時(shí)間：

池總高：

圖3.2

澄清池池高

第五節(jié) 配水三角槽

三角槽內(nèi)流速

三角槽斷面面積

考慮今后水量的增加，三角槽斷面選用：高0.75m，底0.75m

三角槽的縫隙流速

縫寬

取2cm

圖3.3

配水三角槽計(jì)算圖（單位m）第六節(jié) 第一反應(yīng)室

第一反應(yīng)室上端直徑為：

第一反應(yīng)室高：

傘形板下端圓柱直徑為：

式中

H8——傘形板下檐圓柱體高度

H10——傘形板離池底高度

H9——傘形板錐部高度

圖3.4

澄清池池體計(jì)算圖（單位m）

第七節(jié) 容積計(jì)算

式中

V1——第一反應(yīng)區(qū)容積

V2——第二反應(yīng)區(qū)加導(dǎo)流區(qū)容積

V3——分離區(qū)容積

則實(shí)際容積比：

二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=71.26：141.91：474.83=1：1.99：6.66

比例滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。第八節(jié) 進(jìn)水系統(tǒng)

進(jìn)水管選用

出水管選用，第九節(jié) 集水系統(tǒng)

本池因池徑較小部水均勻性本身能達(dá)到要求。采用沿外圓周外側(cè)作環(huán)行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水質(zhì)，小型的采用鋼絲網(wǎng)水泥，結(jié)構(gòu)較多，也有采用塑料制作的，但后者變形大，老化快，造價(jià)高，故采用不多。國(guó)外剛制的較多，由于防銹工作量大，故每年要維修孔。

一、穿孔環(huán)形集水槽

（一）環(huán)形集水槽中心線位置

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取中心線直徑 所包面積等于出水部分面積的45%

經(jīng)計(jì)算

集水槽斷面取水量超載系數(shù)1.5 集水槽流量

槽寬

取0.4m 槽內(nèi)起點(diǎn)水深：0.75×0.4=0.3m 槽內(nèi)終點(diǎn)水深：1.25×0.4=0.5m

（二）孔眼

設(shè)計(jì)采用集水槽孔自由出流，孔前水位0.05m 孔眼總面積

孔眼直徑采用25mm, 單孔面積4.91 孔眼總數(shù)

槽兩側(cè)各設(shè)一排孔眼，位于槽下200mm處 孔距

工程上采取0.15m

圖3.5

環(huán)形集水槽計(jì)算圖（單位 mm）

二、總出水槽 設(shè)計(jì)流量，槽寬

總出水槽按矩形渠道計(jì)算，槽內(nèi)水流流速，槽坡降0.02m。槽內(nèi)流速：0.9

槽內(nèi)起點(diǎn)水深：0.41m 槽內(nèi)終點(diǎn)水深：0.43m 設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.4m終點(diǎn)為0.45m，超高0.3m，h=0.45+0.3=0.75m 第十節(jié) 污泥濃縮斗

泥斗總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e的1%考慮

分設(shè)3斗，每斗

根據(jù)構(gòu)造選定濃縮斗體積 上底：

下底：

高：1.6m 則泥斗實(shí)際容積 三個(gè)污泥斗實(shí)際容積

設(shè)100mm排泥管

第十一節(jié)

攪拌設(shè)備計(jì)算

一、提升葉輪

（一）葉輪外徑

取葉輪外徑為第二絮凝室內(nèi)徑的70%，d1=0.7D =0.7×4.1=2.87m 取3m

（二）葉輪轉(zhuǎn)速

葉輪外緣的線速度采用，則

（三）葉輪的比轉(zhuǎn)速

葉輪的提升水量取Q’=5Q=5×0.159=0.795 葉輪的提升水頭取 H=0.1m

（四）葉輪內(nèi)徑 當(dāng) =175 時(shí)，/ =2 = /2=3/2=1.5 m

（五）葉輪出口寬度

（m）

式中

Q’——葉輪提升水量，即0.61

K——系數(shù)，為 3.0

n——葉輪最大轉(zhuǎn)速，10r/min。

二、攪拌葉片

（一）攪拌葉片組外緣直徑

其外緣線速度采用

v =1.0 m/s，則

（二）葉片高度和寬度

葉片高度h取第一絮凝室高度 的1/3，即h= H /3 =2.3/3 0.8m 葉片寬度，取0.3m

（三）攪拌葉片數(shù)

取葉片總面積為第一絮凝室平均縱剖面積的8%，則（片）

第一絮凝室平均縱剖面積

片

取Z=10片

攪拌葉片總面積= =

占第一絮凝室平均縱剖面面積的百分?jǐn)?shù)=，計(jì)算結(jié)果符合要求。攪拌葉片和葉輪的提升葉片均裝10片，按徑向布置

圖3.6

攪拌設(shè)備（單位mm）

三、電動(dòng)機(jī)效率

電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)按葉輪提升功率和葉片攪拌功率確定。

（一）提升葉輪所消耗功率

（KW）式中

——水的容重，因含泥較多，故采用1100kg/m3；

η——葉輪效率，取0.5；

H ——提升水頭，m，取0.11m。

KW

（二）攪拌葉片所需功率

（KW）式中

C——系數(shù)，一般采用0.5；

——水的容重，采用1100kg/m3;

h——攪拌葉片長(zhǎng)度，m；

Z——攪拌葉片數(shù)；

g——重力加速度，9.8m/s2；

r1——攪拌葉片組的內(nèi)緣半徑，為0.8m； r2——攪拌葉片組的外緣半徑，為0.8m；

ω——葉輪角速度，rad/s，ω=(rad/s)。

KW

（三）攪拌器軸功率

N = N +N = 1.89+0.33 =2.22KW

（四）電動(dòng)機(jī)功率

電動(dòng)機(jī)功率：采用自鎖蝸桿

電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)效率為0.8，三角皮帶傳動(dòng)效率為0.96，蝸輪減速器效率為0.7，軸承效率為0.9，則總效率為前面所有效率相乘既0.48

KW

表3.1

攪拌機(jī)性能比較 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 參數(shù) S77

4（一）S774

（二）S774

（三）S774

（四）S774

（五）S774

（六）S774

（七）葉

輪 直徑（m）2 2 2.5 2.2 3.5 3.5 4.5 轉(zhuǎn)

速（r/min）4.8-14.5 48-14.5 3.8-11.4 3.8-17.4 2.86-8.57 2.86-8.57 2.07-6.22 外緣線速（㎜）0.5-1.5 0.5-1.5 0-5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.5 開度（㎜）0-110 0-170 0-175 0-240 0-230 0.-290 0-300 攪拌槳外緣線速（m/s）0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 0.3-1.0 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) JZT32-4 JZT32-4 JZT41-4 JZT41-4 JZT42-4 JZT42-4 JZT51-4 功率（KW）3 3 4 4 5.5 5.5 7.5 轉(zhuǎn)速（r/min）120-1200 120-1200 120-1200 120-1200 1.2-1200 1.2-1200 120-1200 速

比 皮帶減速器 1.2 1.2 1.57 1.57 2 2 2.68 蝸輪減速器 69 69 67 67 70 70 72 總速比 82.8 82.8 105.2 105.2 140 140 192.96 重

量（kg）1900 1900 2255 2260 3828 3828 6750

本機(jī)械攪拌澄清池的攪拌機(jī)同S774

（三）型。

第四章 普通快濾池計(jì)算 第一節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)水量：

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：濾速，沖洗時(shí)間30min，有效歷時(shí)6min。第二節(jié) 沖洗強(qiáng)度

設(shè)計(jì)沖洗強(qiáng)度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

式中

——濾料平均粒徑

e ——濾料層最大膨脹率，取 ﹪

v ——水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，設(shè)計(jì)所在地平均水溫約15℃，取

設(shè)計(jì)使用的石英砂濾料有效直徑為，與之對(duì)應(yīng)的濾料不均勻系數(shù)

表4.1 石英砂篩分結(jié)果資料 篩號(hào) 篩孔（mm）篩的校準(zhǔn)孔徑(mm)剩在篩上的砂量(g)經(jīng)過該號(hào)篩的砂重

重量（g）百分?jǐn)?shù)% 12 1.68 1.51 0.4 1.41 1.23 9.3 1.19 1.01 13.8 18 1.00 0.32 15.2 25 0.71 0.64 21.1 35 0.50 0.49 30.5 60 0.25 0.24 8.6

0.117 0.17 2.1

經(jīng)計(jì)算沖洗強(qiáng)度

第三節(jié) 濾池面積及尺寸

工作時(shí)間24小時(shí)，沖洗周期：24小時(shí) 濾池面積：

采用濾池兩座，每座設(shè)四格，采取雙排布置，每個(gè)濾池的單格面積為23.88 采用濾池尺寸為：

濾池長(zhǎng)寬比為：

單格沖洗流量

第四節(jié) 濾池高度

支承高度：

濾料層高：

砂面上水深：

超高：

濾池總高：

第五節(jié) 配水系統(tǒng)一、干管

干管始端流速為：1.5m/s 干管流量。采用管徑為400mm 干管埋入池底，頂部設(shè)濾頭或開孔。

二、支管

支管中心間距：采用

每池支管數(shù)：

每根入口流量：

采用管徑：50mm 支管始端流速為：3.38m/s

三、孔眼布置

支管孔眼總面積與濾池面積之比k采用0.25% 孔眼總面積：

采用孔眼直徑：12mm 每個(gè)孔眼面積：113 孔眼數(shù)： 個(gè)

每根支管孔眼數(shù)： 12個(gè) 支管孔眼布置設(shè)二排與垂線45 夾角向下交錯(cuò)排列。每根支管長(zhǎng)度：

孔眼中心距

孔眼的平均流速

D．復(fù)算配水系統(tǒng)

支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60：

第六節(jié) 洗砂排水槽

洗砂排水槽中心距采用2.2m。排水槽根數(shù)為2根。排水槽長(zhǎng)度為5.5m。每槽排水量

采用半圓形標(biāo)準(zhǔn)斷面： 槽中流速采用0.6 槽斷面尺寸：

圖4.1 排水槽布置圖（單位mm）

排水槽底厚采用0.05m。砂層最大膨脹率e=50%。砂層厚度：H2=0.7m。洗砂排水槽頂距砂面高度

洗砂排水槽總平面積：

復(fù)算排水槽總面積與濾池面積之比為0.214小于0.25，符合要求。第七節(jié) 濾池各種管渠計(jì)算

一、進(jìn)水

總水量為0.318，由DN500mm管分兩條總進(jìn)水管,每條進(jìn)水管流量為0.159，管徑為DN400mm, 管中流速為1.26m/s。

二、沖洗水

每座濾池沖洗水總流量為0.288，采用管徑DN300mm，管中流速為4.07m/s

三、清水

清水總流量為進(jìn)水總流量既0.318，采用管徑DN400mm，管中流速為1.26m/s。

四、排水

排水流量同沖洗水流量，排水渠斷面采用寬0.75m，渠中水深1.35 m； 采用排水管的管徑為DN500m，總排水管的管徑為650mm。第八節(jié) 沖洗水泵

一、水泵到濾池間沖洗管道水頭損失 管道流量

管徑

管長(zhǎng)取40m 進(jìn)行水力計(jì)算

1000i=15.5

二、配水系統(tǒng)水頭損失 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式

三、承托層水頭損失 支承高度：

四、濾料層水頭損失

式中

濾料密度，取2.65

水密度，1

濾料層膨脹前孔隙率，取0.41

五、提升水頭 取

水泵揚(yáng)程

采用S型雙吸離心泵，型號(hào)為350S-26A，流量1264，揚(yáng)程15.70m。

第五章

消毒處理

氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡(jiǎn)單 價(jià)格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。第一節(jié) 加氯設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s 采用濾后加氯消毒 最大投加量a=2mg/L 倉庫儲(chǔ)量按一個(gè)月(30天)計(jì)算 第二節(jié) 加濾量計(jì)算 加濾量

q=0.001aQ=0.001×2×1146=2.30kg/h 倉庫儲(chǔ)氯量 G=30×24×2.3=1656k 加氯設(shè)備應(yīng)包括自動(dòng)加氯機(jī)、氯瓶和自動(dòng)檢測(cè)與控制裝置等 自動(dòng)加氯機(jī)選擇：采用IJ-Ⅱ型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)2臺(tái)，1用1備，每臺(tái)加氯機(jī)的加氯量為：2-10kg/h,加氯機(jī)的外型尺寸為：寬×高=3300mm×370mm,加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺(tái)加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。

氯瓶：采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸為：外徑600mm,瓶高1800mm。采用4個(gè)氯瓶，使用周期為30天。

加氯控制：根據(jù)余氯值，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)投氯量。第三節(jié) 加氯間和氯庫

加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲(chǔ)備氯瓶的倉庫。采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻隔開，但應(yīng)留有供人通行的小門。加氯間平面尺寸為5×5m,氯庫平面尺寸為12.5m×10m。

加氯間在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：

氯瓶中氯氣氣化時(shí)，會(huì)吸收氧量，一般采用自來水噴淋在氯瓶上，以供給熱量，設(shè)計(jì)中，在氯庫內(nèi)設(shè)置DN25mm的自來水管，位于氯瓶上方，幫助液氯氣化。在氯庫和加氯間內(nèi)，安裝排風(fēng)扇，設(shè)在墻的下方，同時(shí)安裝測(cè)定氯氣濃度的儀表和報(bào)警裝置。

氯庫間應(yīng)設(shè)漏氯吸收裝置。該裝置與報(bào)警裝置和排風(fēng)扇互成體系，以防止氯氣泄漏時(shí)，造成嚴(yán)重的事故。

為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)CD1—6D單軌電葫蘆一個(gè)，軌道在氯瓶的正上方，軌道通往氯庫大門外。

圖5.1 加氯間平面布置圖（單位m）

第六章 清水池計(jì)算

經(jīng)過處理后的水進(jìn)入清水池，清水池可以調(diào)節(jié)水量的變化并儲(chǔ)存消防用水。此外，在清水池內(nèi)有利于消毒劑與水充分接觸反應(yīng)，提高消毒效果。第一節(jié) 清水池有效容積

設(shè)計(jì)水量Q=27500m3/d=0.318m3/s

清水池有效容積，包括調(diào)節(jié)容積、消防容積和水廠自用水量的調(diào)節(jié)量，水池的總有效溶劑 V=KQ K—經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 一般10—20%，取K=20%.V=0.2 2.75 104=5500m3，清水池共設(shè)2座，則每座清水池有效容積V1=V/2=2750m3 第二節(jié) 清水池的平面尺寸

每座清水池的面積A=V1/h 設(shè)計(jì)取有效水深h=4.0m

A=2750/4=687.5m2

取清水池寬度B=20m 則長(zhǎng)度L=A/B=678.5/20=34.37m

取清水池長(zhǎng)度L=35m 清水池超高

h1=0.5m

則清水池總高度 H=h1+h=4.0+0.5=4.5m 第三節(jié) 管道系統(tǒng)一、進(jìn)水管 選用DN450mm 根據(jù)水力計(jì)算

二、出水管 選用DN450mm 根據(jù)水力計(jì)算

第四節(jié) 清水池布置

一、導(dǎo)流墻

在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間不少于30min，每座清水池內(nèi)的導(dǎo)流墻設(shè)置4條，間距4.0m，將清水池分隔成五格。

二、檢修孔

在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔3個(gè)，直徑為1200mm。

三、通氣管

為了使清水池空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，通氣孔共設(shè)20個(gè)，每格4個(gè)，通氣管徑為200mm，通氣管伸出地面高度高低落錯(cuò)，便于空氣流通。

第七章 送水泵站 第一節(jié) 流量計(jì)算

二級(jí)泵房的設(shè)計(jì)流量應(yīng)等于最高日最高時(shí)的水量。Q=41250m3/d=0.477 m3/s 第二節(jié) 揚(yáng)程計(jì)算

水廠出廠水壓為≥0.35mpa：

第三節(jié) 選泵

根據(jù)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)水量確定水泵，選用250s65離心泵4臺(tái)（三用一備，其中一臺(tái)為遠(yuǎn)期增加）。

表7.1 水泵性能 型號(hào) 流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速

(r/min)軸功率

(kw/h)電動(dòng)機(jī) 效率 汽蝕余量

型號(hào) 功率(kw/h)

250s65 612 56 1450 129.6 Y315MI-4 132 72 3

表7.2 水泵安裝尺寸(帶底座)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)尺寸（mm）底座尺寸（mm）

L4 h H L1 L2 L3 b b1 b3 250s65 1340 865 315 1844 250 1200 600 610 760 E(mm)H2(mm)L(mm)出口錐管法蘭尺寸(mm)

DN3 D03 D3 n3-d3 500 600 2400 150 240 285 8--23

成套供應(yīng)范圍: 電動(dòng)機(jī)1臺(tái),底閥1臺(tái),閘閥1臺(tái),止回閥1臺(tái),吐出錐管1臺(tái),鉤扳手1個(gè) 水泵經(jīng)校核符合流量和揚(yáng)程的要求 第四節(jié) 二級(jí)泵房的布置

水泵機(jī)組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容,機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則.因二級(jí)泵房的泵選用的是s型雙吸臥式離心泵,所以用橫向排列.橫向排列可能要適當(dāng)曾加泵房的長(zhǎng)度但是,跨度較小,特別是進(jìn)出水管順直,水力條件好,可減少水力損失.故廣泛采用,因水泵較多采用橫向雙行布置.橫向排列的各部分尺寸應(yīng)符合下列要求: 泵凸出部分到墻壁的凈距

實(shí)際需大于2m，實(shí)際取3.0m 出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距 選用

但 是水泵出水側(cè)管理操作的要道實(shí)際 =4.24m 進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距

此處安裝一個(gè)閘閥,同出水管L=0.42m,但 不得小于1m所以 =3.0m 電動(dòng)機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距,應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)能拆卸,并保持一定的距離

實(shí)際水泵基礎(chǔ)之間的凈距

水泵房的尺寸：

第五節(jié) 起重設(shè)備選擇

因泵房采用的是雙排橫向布置，所以要用橋式行車，泵房中最重物體為900kg，在加上電動(dòng)葫蘆的重量要超出1t。所以選用DL型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)，起重量為2t。操縱形式為操縱室控制。

第六節(jié) 泵房高度計(jì)算

泵房采用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重設(shè)備時(shí)，其高度

第七節(jié) 管道計(jì)算

吸水管：流速為3.89m/s，管徑DN350mm，用鑄鐵管L=4.0m;出水管：流速為1.05m/s，管徑DN400mm，用鋼管L=0.9m;四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。

第八章 給水處理廠的總體布置 第一節(jié)平面布置

一、地表水廠的組成

1生產(chǎn)構(gòu)筑物：直接與生產(chǎn)有關(guān)的構(gòu)筑物，如靜態(tài)混合器，機(jī)械攪拌澄清池，普通快濾池，清水池，加藥間，加氯間，二級(jí)泵房，藥庫等。

2輔助及附屬建筑物：為生產(chǎn)服務(wù)所需要的建筑物，分為生產(chǎn)和生活輔助設(shè)施，生產(chǎn)輔助設(shè)施包括化驗(yàn)室，變配電間，機(jī)修車間，管配件堆放場(chǎng)，綜合樓，生活輔助設(shè)施包括傳達(dá)室。3各類管道：廠區(qū)管道包括生產(chǎn)管道，廠區(qū)排水管道及排雨水管，加藥管等。4其他設(shè)施：道路，綠化照明，圍墻及大門等。

二、平面布置

（一）平面布置要求

1布置緊湊，以減少水廠占地和連接管長(zhǎng)度；但各構(gòu)筑物間應(yīng)留出必要的施工檢修的窨和管道位置；

2充分利用地形，力求挖填方平衡減少土石方量。

3各構(gòu)筑物間的連接管簡(jiǎn)單、短捷，盡量減少交叉，并考慮施工檢離心方便。此外應(yīng)設(shè)置必要的超越管。

4沉淀池排泥及濾池沖洗廢水排除方便，重力排泥，污泥調(diào)節(jié)池和污泥平衡池加入潛伏泵幫助排泥。

5建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向，加氯間和污泥處理部分應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)風(fēng)點(diǎn)，生活區(qū)應(yīng)設(shè)在近風(fēng)點(diǎn)。

6將生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開。

（二）平面布置

按功能，將水廠分為以下三區(qū)

1生產(chǎn)區(qū)：除系統(tǒng)流程布置要求外，還對(duì)輔助性生產(chǎn)構(gòu)筑物進(jìn)行合理安排。加藥間應(yīng)盡量靠近投加點(diǎn)，以般可設(shè)在附澄清池附近，形成相對(duì)完整的加藥區(qū)。

2生活區(qū)：將配電間，機(jī)修車間，管配件堆放場(chǎng)，綜合樓組合在一個(gè)區(qū)內(nèi)，布置水廠進(jìn)門附近。

3污泥處理區(qū)：將污泥處理構(gòu)筑物組合在一個(gè)區(qū)內(nèi)，靠近生產(chǎn)區(qū)，兩區(qū)用道路隔開。

（三）廠區(qū)道路布置

1車行道布置: 一般為單車道，寬度為5米，布置成環(huán)狀，以便車輛回程。

2步行道布置： 加藥間、加氯間、藥庫與絮凝池之間設(shè)步行道聯(lián)系，綜合樓等無物品器材運(yùn)輸?shù)慕ㄖ镏g，設(shè)步行道與車行道聯(lián)系，寬度一般為1.5-2.0米。

3車行道采用瀝青路面，步行道采用鋪砌預(yù)制混凝土板磚或地磚。

（四）綠化布置

1綠地：在空地以及道路的交叉附近預(yù)留擴(kuò)建場(chǎng)地，修建草坪。

2花壇：在辦公樓前布置花壇。

3綠帶：利用道路與構(gòu)筑物間的帶狀空的進(jìn)行綠化，沿道路一側(cè)進(jìn)行綠化，綠帶以草皮為主，靠路一側(cè)植綠籬，鄰靠構(gòu)筑物一側(cè)栽種花木或灌木，草地中栽種一些花卉。

4圍墻采用1米的高綠籬。

三、高程布置

在處理工藝流程中，各處理構(gòu)筑物之間水流為重力流，包括構(gòu)筑物本身、連接管道、計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。

各項(xiàng)水頭損失確定之后，便可進(jìn)行構(gòu)筑物高程布置。構(gòu)筑物高程與水廠地形、地質(zhì)條件及所采用的構(gòu)筑物形式有關(guān)，而水廠應(yīng)避免澄清池在地面上架空太高，考慮到土方得填、挖平衡，本設(shè)計(jì)采用清水池水面標(biāo)高與清水池所在的地面標(biāo)高相同。

（一）管渠水力計(jì)算

表8.1 凈水構(gòu)筑物及管道的水力計(jì)算 名稱 管徑

（mm）1000i 實(shí)際流速（m/s）L（m）水頭損失（m）取水泵房到

澄清池 500 4.10 2.43 80 0.328 澄清池

0.84 澄清池至 濾池 500 4.10 1.62 15 0.06 濾池

2.04 濾池至

清水池 500 4.10 1.62 15 0.06

（二）給水處理構(gòu)筑物高程計(jì)算

1清水池最高水位=清水池所在地面標(biāo)高=1700.00m 2濾池水面標(biāo)高=清水池最高水位+清水池到濾池出水連接管取得水頭損失+濾池的最大作用水頭=1700.00+0.06+2.04=1702.10m 3澄清池水面標(biāo)高=濾池水面標(biāo)高+濾池進(jìn)水管到澄清池出水管之間的水頭損失+澄清池出水渠的水頭損失=1702.10+0.06+0.84=1703.00m

第九章 泥路計(jì)算

1水廠設(shè)計(jì)能力近期2.75萬 /d（包括10%水廠自用水量）。

2設(shè)計(jì)原水濁度600NTU，出水濁度1NTU，NTU/SS=1：1.2。三氯化鐵投加量為33mg/L，加注率（按三氯化鐵計(jì)）為15%，即4.95mg/L。

3澄清池2座，排泥周期1h，排泥歷時(shí)4min，排泥含固率0.88%。4濾池近期8格，沖洗周期24h，單格沖洗水量為。沖洗廢水含水率99.97%(含固率0.03%)，沖洗廢水全部回流至回用水調(diào)節(jié)池。5排泥水調(diào)節(jié)池按24h連續(xù)運(yùn)行。6濃縮池24h連續(xù)運(yùn)行，上清液回流。

7離心脫水機(jī)按每日16h工作，脫水機(jī)進(jìn)泥含固率為3%，脫水后泥餅含固率25%，脫水機(jī)分離效率98.8%。

第一節(jié)

泥、水平衡計(jì)污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模 本設(shè)計(jì)以除濁為主要任務(wù)，故根據(jù)日本水道協(xié)會(huì)《水道設(shè)施設(shè)計(jì)指針》提出干泥量公式計(jì)算，采用鐵鹽為混凝劑。

式中 TDS—總干泥量t/d Q—水廠設(shè)計(jì)水量m3/d，按近期設(shè)計(jì)為27500 m3/d

T—設(shè)計(jì)采用原水濁度NT）

E1—濁度與SS的換算系數(shù)，一般在0.7～2.2之間變化，設(shè)計(jì)取1.2

C—設(shè)計(jì)采用原水色度

F—鐵鹽混凝劑加注率mg/L

B—其他添加劑，為0

本設(shè)計(jì)原水為北川河河流水，濁度一般為600NTU，即T=100NTU，原水色度達(dá)標(biāo)，即C=0，F(xiàn)=0.27 mg/L。

從而得總干泥量，亦即每日需處理的干固體總量DS1為20.06t

一、污泥量平衡計(jì)算

（一）濾池沖洗廢水量

=1250m3/d

（二）濾池沖洗廢水干固體量

沖洗廢水含固率SS3=0.03%，則濾池沖洗廢水干固體量DS3為

（三）調(diào)節(jié)池回流水量Q10及干固體量

沖洗廢水全部回流至配水井，故回用水調(diào)節(jié)池的回流水量Q10等于濾池沖洗廢水量Q3，即。

排水池n=2座，工作時(shí)間t排=24h，則回用水調(diào)節(jié)池小時(shí)流量為

（四）澄清池排泥干固體量及排泥水量

排泥含固率0.88% 實(shí)際取

（五）脫水機(jī)進(jìn)泥干固體量

采用離心脫水機(jī)的分離效率為η=98.2%，脫水后泥餅中的干固總量DS7與澄清池排泥干固體量DS2相等，即。則脫水機(jī)進(jìn)泥干固體量DS6，亦即濃縮池濃縮污泥干固體量DS5為

泥餅含固率SS7=25%，泥餅體積Q7

脫水機(jī)每日工作時(shí)間t脫=16h，脫水機(jī)進(jìn)泥量Q6 脫水機(jī)進(jìn)泥含固率SS6=3%，則

脫水機(jī)進(jìn)泥小時(shí)流量

脫水機(jī)分離液干固體量DS8

脫水機(jī)分離液水量Q8

分離液小時(shí)流量：

分離液含固率：

（六）濃縮池濃縮污泥量

濃縮池濃縮污泥量Q5與脫水機(jī)進(jìn)泥量Q6相等，即。濃縮池n=4座，連續(xù)運(yùn)行，t濃=24h，則濃縮池排泥小時(shí)流量

濃縮池進(jìn)水流量

濃縮池進(jìn)水流量等于沉淀池排泥水量和脫水機(jī)分離液水量之和，為

濃縮池進(jìn)水小時(shí)流量

濃縮池進(jìn)水干固體量

濃縮池進(jìn)水干固體量 為沉淀池排泥干固體量和脫水機(jī)分離干固體量之和，即

濃縮池上清液流量Q9

上清液懸浮固體量較小，忽略不計(jì)SS9=0。上清液小時(shí)流量

第二節(jié)

排泥水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算

一、回用水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算

反沖洗廢水，及濃縮上清液為全天24小時(shí)均勻回用。全廠反沖洗排水量（近期）為Q3=1250m3/d，據(jù)此設(shè)計(jì)回水調(diào)節(jié)池容積為1250m3，設(shè)計(jì)為可獨(dú)立運(yùn)行的兩格。池長(zhǎng)25m，寬12.5m，有效水深4.0m，超高0.3m，總深4.3m。

每格設(shè)一臺(tái)100QW70-7-3型潛水泵,流量70，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1430r/min，電動(dòng)機(jī)功率3kw。

二、排泥水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算

排泥水流量為Q4=2785.54m3/d，排泥調(diào)節(jié)池容積為2790m3，為敞口式鋼混結(jié)構(gòu)。池長(zhǎng)30m，寬15m，有效池深15m，超高0.3m。

每格設(shè)一臺(tái)150QW140-7-5.5型潛水泵,流量140，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1440r/min，電動(dòng)機(jī)功率5.5kw。

三、污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算

污泥濃縮的對(duì)象是顆粒的間隙水，濃縮的目的是在于縮小排泥水的體積，便于后續(xù)污泥處理。常用排泥水濃縮池分為豎流濃縮池和輻流濃縮池2種。本設(shè)計(jì)采用輻流式中心進(jìn)水周邊出水濃縮池4座。濃縮池進(jìn)水含水率99.3%的排泥廢水，處理目標(biāo)為濃縮至97%以下。采用4座濃縮池，則單池流量 Q=0.016m3/s≈28.9m3/h 沉淀部分有效面積

式中 F—沉淀部分有效面積（m2）

C—流入濃縮池排泥水濃度（㎏/ m3)，一般采用10㎏/ m3

G—固體通量〔㎏/（m2/h）〕，一般采用0.8～1.2㎏/（m2/h）

Q—入流排泥水量（m3 /h）設(shè)計(jì)中取G=1.0㎏/（m2/h）

沉淀池直徑

式中 D—沉淀池直徑（m）,設(shè)計(jì)中取11m 濃縮池的容積

式中 V—濃縮池的容積（m3)

T—濃縮池濃縮時(shí)間（h），一般采用10～16h 設(shè)計(jì)中取T=16h，則

濃縮池有效水深

式中

—沉淀池有效水深（m）

池底高度

輻流沉淀池采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，池底需做成1%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將污泥推入污泥槽。池底高度

式中

—池底高度（m）

i—池底坡度，一般采用0.01，設(shè)計(jì)中取0.1m 污泥槽容積

式中 —污泥槽高度（m）

—污泥槽傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥槽傾角一般采用55o

—污泥槽上口半徑（m）

—污泥槽底部半徑（m）設(shè)計(jì)中取 =1m，b=0.2m

污泥槽的容積：

式中

—污泥槽容積(m3)

—污泥槽高度（m）

污泥槽中污泥停留時(shí)間：

式中 V1—污泥槽容積（m3）

T—污泥在污泥槽中的停留時(shí)間（h）

濃縮池總高度

式中

—濃縮池總高（m）

—超高（m），采用0.3m

—緩沖層高度（m），一般采用0.3～0.5m

—上清液出水區(qū)高度（m），一般采用0.8m 設(shè)計(jì)中 =0.4m，則

溢流堰

濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量為q=0.008m3/s，設(shè)出水槽寬1.0m，水深0.25m，則水流速為0.032m/s 溢流堰周長(zhǎng)：

式中 c—溢流堰周長(zhǎng)（m）

D—濃縮池直徑（m）

b—出水槽寬（m）

溢流堰采用單側(cè)90三角形出水堰，三角堰頂寬0.15m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰28.57/0.15=190個(gè)。每個(gè)三角堰流量q0

式中

—每個(gè)三角堰流量（m3 /s）

—三角堰水深（m），設(shè)計(jì)中取0.02m 溢流管

溢流水量0.016m3 /s，設(shè)溢流管管徑DN250mm，管內(nèi)流速v=0.25m /s 刮泥裝置

濃縮池采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入污泥槽。為提高進(jìn)泥效果，在刮泥機(jī)上設(shè)有木柵，使進(jìn)泥濃縮。排泥管

單座濃縮池污泥量163m3 /d，采用污泥管道最小管徑DN100mm。間歇將污泥重力排入污泥平衡池。

輻流式濃縮池計(jì)算示意圖如圖8.1所示。

圖8.1輻流式濃縮池計(jì)算示意圖（單位mm）

四、污泥平衡池設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥平衡池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量

沉淀池平流段采用的排泥周期為一天2次，出于安全考慮采用最大進(jìn)泥量進(jìn)行設(shè)計(jì)。近期一座，分兩格，設(shè)計(jì)進(jìn)泥量為

污泥平衡池的容積

（7-15）式中

—污泥平衡池計(jì)算容積（m3）

—每日產(chǎn)生最大污泥量（m3 /s）

t—污泥平衡時(shí)間（h），一般采用8～12h

n—污泥平衡池個(gè)數(shù) 設(shè)計(jì)中取t=10h，n=1，則

污泥平衡池設(shè)計(jì)容積

每格設(shè)一臺(tái)100QW70-7-3型潛水泵,流量70，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1430r/min，電動(dòng)機(jī)功率3kw。

五、脫水機(jī)房設(shè)計(jì)計(jì)算

水廠排泥水經(jīng)濃縮后排出污泥的含水率約97%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對(duì)污泥做脫水處理，使其含水率降至75%以下，從而達(dá)到減小污泥體積的目的。

脫水機(jī)的選擇

本設(shè)計(jì)采用臥螺離心機(jī)，型號(hào)為DSNX-4550，處理能力Q=20 m3/h，2臺(tái)（1用1備），泥餅含水率75%。工作周期為每天16小時(shí)；

設(shè)LD?A?12電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)1臺(tái)，起重量2t。

參考文獻(xiàn)

[1] 本社.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2003年1月 [2] 韓洪軍.污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2005年3月 [3] 張自杰.排水工程下冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2006年6月

[5] 謝水波，余健.現(xiàn)代給水排水工程設(shè)計(jì)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社 2000年9月

[6] 高俊發(fā)，王社平編.污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化工工業(yè)出版社 2003年10月 [7] 張中和.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)城鎮(zhèn)排水[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2004年4月 [8] 馬慶驥.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第6冊(cè)工業(yè)排水[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2004年4月 [9] 李亞蜂，嚴(yán)士君主編.給水排水專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M].北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社.2003 [10] 張智，張勤，郭士權(quán)，揚(yáng)文玲.給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M].北京: 中國(guó)水力水電出版社.2000 [11] 崔玉川，劉振江，張紹怡.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社.2000

第四篇：HLT1000冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算書

冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.技術(shù)參數(shù)

R404a冷凝溫度tk：35℃,； 進(jìn)口空氣溫度ta1：28 出口空氣溫度ta2：33℃ 進(jìn)出口空氣溫差ta2-ta1：5℃ 對(duì)數(shù)平均溫差： tm=(ta2-ta1)/ln(tk-ta1)/(tk-ta2)

=5/ln7/2=5/1.25=4℃ 2.冷凝器的計(jì)算

2.1翅片管簇結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇及計(jì)算

選擇Ф10mm╳0.5mm的紫銅管作為傳熱管，選用的翅片厚度δf=0.15mm的波紋型整張鋁制套片。取翅片節(jié)距Sf=2mm，迎風(fēng)面上管中心距S1=25mm，管簇排列采用正三角插排。

每米管長(zhǎng)各有關(guān)傳熱面積分別為：

af=2(S1*S2-П/4db2)/Sf=2*(0.0252*31/2/2-П/4*0.01032)/0.002

=2*(0.00054-0.000082)/0.002=0.4579m2 其中db=d0+2δf（do=Ф10mm，外徑）

ab=Пdb（Sf-δf）/Sf=П*0.0103*（0.002-0.00015）/0.002=0.0299m2 aof=af+ab=0.4579+0.0299=0.4878m2 ai=Пdi=П*0.009m2=0.0283m2(di為內(nèi)徑)取當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a=101.33kPa，由空氣（干空氣）熱物理性質(zhì)表，在空氣平均溫度30℃條件下，Cpa=1.013J/(kg·℃)、λa=0.02675W/(m·K)，νa=16╳10-6m2/s。在進(jìn)風(fēng)溫度ta1=28℃條件下，ρa(bǔ)=1.1095kg/m3。

冷凝器所需空氣體積流量

qv=Q/ρa(bǔ)*Cpa（ta2-ta1）=12560/1.1095*1013（33-28）=2.235m2/s 選取迎面風(fēng)速wy=2.5m/s，則迎風(fēng)面積：

Ay=qv/wy=2.235/2.5=0.894m2 取冷凝器迎風(fēng)面寬度即有效單管長(zhǎng)l=0.93m，則冷凝器的迎風(fēng)高度：H=Ay/wy=0.894m2/0.93=0.96 2.2傳熱計(jì)算

確定所需傳熱面積Aof、翅片管總長(zhǎng)L以及空氣流通方向上的管排數(shù)n。

計(jì)算換熱系數(shù)Ko為40w/(m2·K)，Aof：傳熱面積，m2； Aof=Q/tm*Ko=10910/40*4=68.19 冷凝器所需有效翅片管總長(zhǎng)：L=Aof/aof=68.19/0.4878=139.79m 設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的寬度為1000mm，則所需傳熱管數(shù)為：nl=139.79m/1m=139.79，取140，則垂直于空氣流方向的管排數(shù)為nh=140/4=35。

第五篇：淺談玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)

淺談玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)

摘要：在綜述玻璃幕墻熱工性能的基拙上，探討如何合理選擇玻璃材料以達(dá)到節(jié)能的目的；如何在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)（尤其是玻璃幕墻的設(shè)計(jì)）中根據(jù)不同的氣候區(qū)域采用有效的隔熱或保溫措施，并強(qiáng)調(diào)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的意義。關(guān)鍵詞：玻屬幕墻；建筑節(jié)能；保溫；隔熱

1前言

玻璃幕墻作為建筑物的外裝飾是現(xiàn)代化城市建筑的重要標(biāo)志之一，它打破了傳統(tǒng)的實(shí)體墻與門窗的界限，巧妙地將建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能與裝飾功能有機(jī)地融為一體，使建筑物更具時(shí)代感和藝術(shù)性。當(dāng)前，建筑節(jié)能成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，社會(huì)對(duì)建筑節(jié)能的意識(shí)也在逐漸增強(qiáng)。建筑節(jié)能主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能，而玻璃墻是現(xiàn)代建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分。充分考慮玻璃幕墻使用的靈活性和最大限度地減少能耗，是建筑師和采暖空調(diào)工程師巫需解決的問題。

2玻璃幕墻的保溫隔熱性能及節(jié)能設(shè)計(jì)原則

玻璃幕墻保溫隔熱性能較差，通風(fēng)效果不好，直接影響到建筑物的設(shè)備配置及能源消耗，有悖于我國(guó)的國(guó)情。保溫隔熱性能是指幕墻兩側(cè)存在空氣溫差條件下，幕墻阻抗從高溫一側(cè)傳向低溫一側(cè)傳熱的能力，不包括從縫隙中滲透空氣的傳熱。幕墻保溫性能用傳熱系數(shù)k表示。玻璃幕墻的保溫隔熱性能分級(jí)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定（表中k值為幕墻中固定部分和開啟部分所占面積的加權(quán)平均值）。

幕墻的保溫性能應(yīng)通過控制總熱阻值和選取相應(yīng)的材料來解決。為了減少熱損失，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行改善：第一是改善采光窗玻璃的保溫隔熱性能，盡量選用中空玻璃，并減少開啟扇；第二是對(duì)非采光部分采用隔熱效果好的材料作后襯墻（如浮石、輕混凝土）或設(shè)置保溫芯材；第三是做密閉處理和減少透風(fēng)。

各地氣候條件不同，對(duì)幕墻的性能也有不同的要求。在夏熱冬暖地區(qū)，隔熱是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的主要問題。玻璃幕墻的隔熱性能主要是針對(duì)輻射、傳導(dǎo)與對(duì)流。在談及反射玻璃時(shí)，人們往往只強(qiáng)調(diào)它的輻射性能。固然，輻射是上面各種方式中最主要的部分，可占全部熱量的2/3左右，空調(diào)的主要負(fù)荷也來源于太陽輻射，因此，應(yīng)有效阻擋太陽輻射。但在實(shí)際使用中，如幕墻在持久的曝曬下，反射玻璃由于散熱較其它玻璃慢，盡管它的反射能力大，但熱量的累積使它不可避免地成為一個(gè)新熱源，所以，玻璃幕墻對(duì)太陽能的透射能力是值得關(guān)注的問題。溫差傳熱、空氣流動(dòng)熱交換也是夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能應(yīng)考慮的問題，這兩個(gè)方面的傳熱均是由室內(nèi)外溫差造成的，不同的是前者是通過傳熱，后者是通過室內(nèi)外空氣滲透。在進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行具體分析和研究，如：幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的對(duì)流換熱、幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱、幕墻和金屬框格的傳熱、通過玻璃的鍍膜層減少的輻射換熱等。

建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要方面，是執(zhí)行節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策和《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》的必要組成部分。我國(guó)各地區(qū)的氣候條件不同，不可能采取同一種模式，而應(yīng)該針對(duì)不同地域采取不同的措施，處理好建筑的節(jié)能問題。各建筑氣候分區(qū)均有或即將有相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，如嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、溫和地區(qū)的幕墻要進(jìn)行冬季的保溫設(shè)計(jì)。幕墻熱工設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176一93),《采暖居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-95)和《夏熱冬冷地區(qū)居住律筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134一2001)等來執(zhí)行。這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，無疑將有力推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用。

3合理選擇幕墻玻璃材料，降低建筑能耗

對(duì)于玻璃幕墻來說，由于玻璃的面積占據(jù)立面的大部分，可以參與熱交換的面積較大，能耗也大，決定了玻璃材料是其節(jié)能的關(guān)鍵。如果使用普通透明玻璃，它的傳熱系數(shù)偏高，且對(duì)太陽輻射和遠(yuǎn)紅外熱輻射沒有有效限制，因此其面積越大夏季進(jìn)入室內(nèi)的熱量越多，冬季室內(nèi)散失的熱量也越多。不同的玻璃具有不同的性能，一種玻璃不能適用于所有氣候區(qū)域和建筑朝向。為阻擋太陽熱輻射，必須對(duì)玻璃進(jìn)行一定的處理。在玻璃原片中添加一些元素可以制成吸熱玻璃，在玻璃的一面鍍膜可制成熱反射玻璃、Low一E玻璃及Solar一E玻璃等。比如，吸熱玻璃吸收的熱量越多，隔熱的效果就越好。但吸熱和透光經(jīng)常是矛盾的，所以吸熱玻璃的隔熱能力也受到一定的限制，況且吸熱玻璃吸收的一部分熱量仍然有相當(dāng)數(shù)量會(huì)傳入室內(nèi)。再比如，熱反射玻璃在反射紅外線的同時(shí)，對(duì)可見光的透射也有很大的衰減和反射，造成采光不好，反射光則造成眩光污染。由于熱反射玻璃反射太陽能，因而不適用于北方寒冷地區(qū)。低輻射鍍膜玻璃是在20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型保溫玻璃，其輻射率一般為0.1左右，最低可以降至0.05，是普通玻璃輻射率的十分之一左右，提高了節(jié)能效果。而遮陽型Low一E玻璃采用獨(dú)特的熱噴射鍍膜技術(shù)制作而成，除本身具有低輻射性能外，它還具有控制陽光的性能。

一般而言，采用單片吸熱玻璃或熱反射玻璃、Low一E玻璃、Solar一E玻璃能取得一定的節(jié)能作用，但效果是有限的，在玻璃面積太大時(shí)仍不能滿足要求。采用這些玻璃組成的中空玻璃是較好的選擇。對(duì)于中空玻璃，外片玻璃一般采用吸熱玻璃、熱反射玻璃、吸熱的Low一E玻璃。內(nèi)片采用透明玻璃、Low一E玻璃等。這樣，外片玻璃吸收絕大部分太陽輻射熱，而空氣層將外片玻璃的熱輻射阻擋在外面而不對(duì)室內(nèi)產(chǎn)生二次輻射傳熱。中空玻璃的采用不僅能降低太陽輻射，也能有效地阻止溫差傳熱。南方首先是減少太陽輻射，這與北方的保溫存在原則上的差異。在北方，中空玻璃一般是盡量減少對(duì)太陽短波輻射的阻擋，而使得大量的太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太陽短波輻射，再利用中空玻璃的空氣層有效隔絕溫差傳熱和長(zhǎng)波輻射，而使得大量的太陽輻射不能進(jìn)入室內(nèi)。中空玻璃的隔熱性能主要因其內(nèi)部氣體處于一個(gè)封閉的空間，氣體不產(chǎn)生對(duì)流，而且空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/(m2?K)，是玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)0.77W/(m2?K)的1/27，除中空玻璃四邊的密封膠導(dǎo)熱，對(duì)流和傳導(dǎo)在中空玻璃的能量傳遞中占較小的比例。要提高中空玻璃的隔熱性能，一般是增大空間的厚度和使用導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體置換中空玻璃內(nèi)部的空氣，這樣可減少傳導(dǎo)，但中空層不宜過大，合理的間隙是5～12mm左右。要降低輻射傳熱，一般是通過使用鍍膜玻璃或低輻射玻璃來控制各種射線透過，達(dá)到降低輻射傳熱的目的。通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通常單片玻璃的傳熱系數(shù)k = 6W/(m2?K)，中空玻璃（普通）k =2.3～3.2W/(m2?K)，而采用離線低輻射鍍膜中空玻璃（中空層充惰性氣體）k=1.26～2.0W/(m2?K)。需要注意的是，中空玻璃和Low一E中空玻璃，以及陽光鍍膜玻璃都有不同程度的節(jié)能效果。如何選用，要根據(jù)建筑整體設(shè)計(jì)要求，用于哪個(gè)部位，要達(dá)到什么樣的效果，選用不同類型的節(jié)能玻璃，并非“u”值越低越好。要綜合考慮，要考慮質(zhì)量、使用壽命、裝飾效果、成本和要求的節(jié)能效果。

4綜合采取各種相關(guān)的建筑節(jié)能措施

玻璃幕墻的節(jié)能，一方面是減少其使用面積，特別是東、西墻面的使用面積，這主要在建筑設(shè)計(jì)時(shí)確定。在建筑設(shè)計(jì)中，將需要采光、通風(fēng)和設(shè)置玻璃幕墻的墻面安排在南、北面，盡量減少其朝東或朝西的面積；另一方面是遮陽。由于空調(diào)負(fù)荷很多都是來自太陽輻射，而玻璃又是太陽輻射得熱的主要來源，因而遮陽對(duì)玻璃幕墻節(jié)能是很有效的，可以使室內(nèi)長(zhǎng)期處于陰涼的地方，從而實(shí)現(xiàn)最大限度的降溫。在設(shè)計(jì)遮陽構(gòu)造時(shí)要結(jié)合幕墻建筑的整體藝術(shù)效果、材料與顏色進(jìn)行考慮，而且形式要簡(jiǎn)單、美觀，便于清洗、安裝。不同形式的遮陽板有時(shí)會(huì)影響建筑的立面造型，但如果處理得好，會(huì)使建筑更加協(xié)調(diào)。比如，豎向與橫向結(jié)合的綜合式遮陽板既提高了遮陽效果，又可作為立面從實(shí)到虛（實(shí)墻到玻璃）二者的過渡部分，這種強(qiáng)烈的虛實(shí)對(duì)比使建筑的個(gè)性十足，充分展示出的結(jié)構(gòu)美而讓建筑栩栩如生。遮陽最有效的是外遮陽。在外遮陽措施不太可行的情況下，內(nèi)遮陽、玻璃內(nèi)部遮陽等均是有效的節(jié)能措施。另外，良好的自然通風(fēng)不僅能保持室內(nèi)空氣的清新，也可以最大限度地減少使用空調(diào)的時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)能的效果，在寒冷地區(qū)采用大面積玻璃幕墻時(shí)應(yīng)用保溫措施，防止“熱橋”產(chǎn)生，由于幕墻框多為金屬材料，金屬比玻璃導(dǎo)熱系數(shù)大，當(dāng)室內(nèi)外溫差大時(shí)，應(yīng)注意防止結(jié)露、掛霜，如在幕墻豎框內(nèi)外均用熱絕緣橡膠密封條分隔形成“熱斷橋”后，幕墻就不產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象了，而且視野清晰。

在設(shè)計(jì)玻璃幕墻建筑時(shí)，應(yīng)科學(xué)合理地規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工，避免玻璃幕墻帶來的弊病。玻璃幕墻可將陽光的熱量反射到周邊建筑物、人行道或廣場(chǎng)上，使人有灼熱感，甚至損壞其他建筑物上的建筑材料（如密封膠、瀝青材料等）。因此，不要將玻璃幕墻建筑物安排得過于集中，不要面向居民樓設(shè)置玻璃幕墻，限制在并列的和相對(duì)的建筑物上采用全部玻璃幕墻。在“丁”字路口和居民區(qū)20m以下高度不使用大面積、高反射率的鍍膜玻璃。玻璃的陽光控制膜有低反射、吸熱等不同數(shù)值可供選擇，如反射率在5%～70％之間變化，可根據(jù)使用要求作出調(diào)整。設(shè)計(jì)落地幕墻時(shí)可采用在墻腳布置綠化遮擋熱量，也可改用反射率低的鋁板、石板等。

5探索先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)

上世紀(jì)70年代能源危機(jī)后，人們逐漸意識(shí)到玻璃幕墻在能源消耗方面的缺陷，發(fā)展了不同的系統(tǒng)來增強(qiáng)玻璃幕墻的熱工性能。幕墻節(jié)能包括兩個(gè)內(nèi)容：一是減少冬季采暖的熱損失；二是減少夏季空調(diào)制冷的熱量進(jìn)入。未來幕墻熱工設(shè)計(jì)追求功能的主動(dòng)性和積極性，變被動(dòng)設(shè)計(jì)為主動(dòng)利用能源的理念。幕墻熱工設(shè)計(jì)發(fā)展趨向是對(duì)于采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng)，對(duì)于空調(diào)制冷為主的幕墻追求達(dá)到冷房效果，無論哪種幕墻都將力圖合理利用綠色能源之最—太陽能。未來的節(jié)能型幕墻的結(jié)構(gòu)特征是采用光熱效應(yīng)優(yōu)化組合的雙層或多層中空玻璃、斷熱復(fù)合型金屬框格，非采光部位采用仿真復(fù)合型輕質(zhì)隔熱低發(fā)泡化學(xué)材料、開啟部位采用高性能（氣密、水密、隔熱、隔音）復(fù)式密封窗。幕墻飾面材料的光敏、熱敏特性與室內(nèi)供熱、制冷系統(tǒng)形成計(jì)算機(jī)自控網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到幕墻熱工效應(yīng)智能化。幕墻結(jié)構(gòu)體系和太陽能利用體系的結(jié)合形成一體化，達(dá)到幕墻熱工效應(yīng)多元化。

新型幕墻追求保溫隔熱、降低消耗、消除噪聲、可控陽光等效果，且標(biāo)準(zhǔn)越來越高，要滿足大廈全天候人工空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境和節(jié)能設(shè)計(jì)要求。因此，幕墻的金屬結(jié)構(gòu)、玻璃、壁板及其他飾面材料，必須同時(shí)達(dá)到新型高檔建筑對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要求。最近，在國(guó)外開始使用的一種光電幕墻，為利用太陽輻射熱開辟了一條新路。光電幕墻是在玻璃中間復(fù)合光電池板塊，然后在裝配時(shí)將其連接在一起，從而形成一套發(fā)電系統(tǒng)。這套發(fā)電系統(tǒng)通過一定的儲(chǔ)存設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為可以直接應(yīng)用的電源，供照明及輔助設(shè)施之用。另外，作為智能幕墻的一種，通風(fēng)性幕墻是一個(gè)雙層玻璃外層再加一層單片玻璃幕墻，在兩個(gè)玻璃幕墻中間形成一個(gè)通道，在夏天太陽直射外層玻璃幕墻，通道起到煙囪效應(yīng)，可使熱空氣自下而上流動(dòng)，帶走單層玻璃幕墻內(nèi)的熱空氣，由上方排除，降低內(nèi)側(cè)幕墻的表面溫度，冬季則把通道上下關(guān)閉，陽光照射形成溫室，這樣等于提高了內(nèi)側(cè)幕墻外表面溫度，減少取暖費(fèi)用。當(dāng)然，不一定整個(gè)幕墻作為一個(gè)通風(fēng)通道，可以二層、三層一組，高層幕墻可以分組通風(fēng)。目前，上海幾家玻璃公司（廠），已能夠按照玻璃幕墻使用環(huán)境的要求，生產(chǎn)出各種不同控制陽光反射和光通透值的幕墻玻璃。根據(jù)我國(guó)的氣候和緯度，江南地區(qū)夏季長(zhǎng)、氣候炎熱，宜采用高光通透、低輻射的鍍膜玻璃，避免采用透光度太低而反射率高的銀灰色玻璃。一般可用透光度14%、光反射在33％～34%，或透光度18%、光反射為27％的鍍膜玻璃，即可降低光污染。而我國(guó)北方地區(qū)夏季短、氣溫不高，選用幕墻玻璃的原則應(yīng)與南方相反。

6結(jié)語

節(jié)能是人類社會(huì)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的共同課題。伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)理念的不斷提升，現(xiàn)代建筑在資源利用、節(jié)約能源、環(huán)境協(xié)調(diào)等方面提出了新的要求。采用大面積玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑的一種潮流。玻璃幕墻作為一項(xiàng)高新技術(shù)，其節(jié)能的效果直接與幕墻設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。應(yīng)配套科學(xué)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和方法，完善相應(yīng)的評(píng)估手段，創(chuàng)造出新型建筑節(jié)能技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)

[1]謝浩．慎用玻璃幕墻提高綜合效益[J]．房材與應(yīng)用，2000，(3)． [2]彭政國(guó)．我國(guó)門窗幕墻發(fā)展趨勢(shì)[J]．建材產(chǎn)品與應(yīng)用，2002，(2)． [3]宋德萱．節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2003． [4]涂逢祥．建筑節(jié)能（42)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004．