5室内给水系统的水力计算

1、室内给水系统的水力计算2.4室内给水系统的水力计算 2.4.1室内给水所需水量 2.4.2室内给水配管计算 2.4.3管道水头损失的计算 2.4.4室内给水所需水压 建筑物内生产用水量是根据工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件等确定的。计量方法有两种：一种是按消耗在单位产品上的水量计算；一种是按单位时间内消耗在某种生产设备上的水量计算。无论哪种计算方法，生产用水在整个生产班期间内比较均匀且有规律性。 建筑物内的生活用水为满足生活上的各种需要所消耗的用水，其用量是根据建筑物内卫生设备的完善程度、气候、使用者的生活习惯、水价等因素确定。生活用水，特别是住宅，一天中用水的变化较大，而且随气候、生活

2、习惯的不同，各地差别也很大。一般来说，卫生器具越多，设备越完善，用水的不均匀性越小。2.4.1室内给水所需水量 1. 最大小时用水量和小时变化系数最大小时用水量和小时变化系数 用水量标准是指在某一度量单位内(单位时间、单位产品等)被居民或其他用水者所消费的水量。在给水系统设计中，除了需要知道用水量标准外，为了决定设计流量，还必须知道用户用水量在一天24h内的变化情况，通常用“时变化系数”来表示：kh 最高日最大时用水量/ 最高日平均时用水量 (2.14) 生产用水量标准通常是由工艺设计人员提出的，若还不能满足计算要求，可向同类工厂作调查研究后加以确定。我国各种不同类型的建筑物的生活用水量标准及

3、小时变化系数，是根据国家基本建设委员会批准的。根据规范规定，按设计要求就可以求定建筑物内生活用水的最高日用水量及最大小时用水量。qdmqd (2.15)式中：qd最高日用水量(l/d)；m 用水单位数(人、床位等)；qd 用水量标准l/(人d)。 (2.16)式中：qh最大小时用水量(l/h)；t 建筑物内的用水时间(h)；kh 小时变化系数。tkqqhdh. 用最大小时用水量qh来设计给水管道，能够适应室外给水管网或街坊、厂区、建筑群。因为室外给水管网服务的区域大，卫生设备数量及使用人数多，而且参差交错使用，使用水量大致保持在某一范围的可能性较大，显得用水比较均匀。对于单个建筑物，根据最大小

4、时用水量来选择设备，能够满足要求。但用于计算管道，因为配水不均匀性规律不同于小时变化系数，则需要建立设计秒流量公式。 2.消防用水量 按照我国建筑设计防火规范(gbj17-86)的规定，各种建筑物消防用水量及要求同时使用的水枪数量可查表2.9和表2.10。 室内给水系统配管计算，是在绘出管网轴测图后进行的。其目的是求定各管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需的水压，进而将给水方式确定下来。 1. 设计秒流量设计秒流量 在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并且“逐时逐秒”地在变化。因此，在设计室内给水管网时，必须考虑到这种“逐时逐秒”的变化情况，以期求得最不

5、利时刻的最大用水量，这就是管网计算中所需要的设计秒流量。2.4.2室内给水配管计算室内给水配管计算 建筑内给水管网的设计秒流量与建筑物的性质、人数、人们活动的情况、水的使用方法、适当的卫生器具设置数、卫生器具给水流率有关，世界各国在这方面进行了不少研究，制定出建筑内管网秒流量的计算方法，寻求出相应的计算公式：一是经验法，虽然简捷方便，但不够精确；二是平方根法，其计算结果偏小；三是概率法，该法理论方法正确，但需在合理地确定卫生器具设置定额，进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上，才能建立正确的计算公式。目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，然后又结合一些经验数据，制成图表，供设计使

6、用十分简便。当前我国生活给水管网设计秒流量的计算方法，按建筑的用水特点分为两种： 1) 按卫生器具同时作用系数求定设计秒流量。 用水时间集中，用水设备使用集中，同时给水百分数高的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等，可直接以卫生器具数量、额定流量和同时给水百分数计算设计秒流量，公式如下： qgq0n0b (2.17) 式中：qg计算管段的给水设计秒流量(l/s)；q0 同一类型的一个卫生器具给水额定流量(l/s)；n0 同类型卫生器具数；b 卫生器具的同时给水百分数，按表2.11采用。 用以上公式计算连接卫生器具少，同时给水百分数又小的给水管段时，计算结

7、果有时会小于该管段上一个最大卫生器具的给水额定流量，这时应采用一个最大卫生器具的给水额定流量作为设计秒流量。 2) 按秒不均匀系数求定设计秒流量。 用水时间长，用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器具数量增加而减少的建筑，如住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等，因生活用水量是通过室内各类卫生器具的配水装置使用放水来反映的。 为简化计算，以安装在污水盆上，支管直径为15mm的一般球形阀配水龙头 饮水器,3060,30,30的额定流量0.2l/s作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值，见表2.12。这样，便可把管段上不同类型卫生器具的流量，

8、 2)双管供水系统单独计算冷水或热水时，应按表中“一个阀开”的给水额定流量及当量值采用。 统一换算成当量总数，便于各管段设计秒流量的计算，公式如下：qg0.2 k ng (2.18) 式中：qg计算管段的设计秒流量(l/s)；ng 计算管段的卫生器具给水当量总数；、k 根据建筑用途而定的系数，按表2.13采用。ng 2管段. 控制流速 当的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水管道所需的压力。流速过小，又将造成管材的浪费。考虑上述因素，设计时给水管道流速应控制在正常范围内：生活或生产给水

9、管道，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的水流速度，可采用0.81.0m/s；消火栓系统中的消防给水管道，不宜大于2.5m/s；自动喷水灭火系统给水管道，不宜大于5.0m/s，但其配水支管在个别情况下，可控制在10m/s以内。 3. 管径的确定 按建筑物性质和卫生器具当量数求得各管段的设计秒流量，再选定适当的流速，即可根据水力学公式计算管径： (2.19) (2.20) 式中：qg计算管段的设计秒流量(m3/s)； d 计算管段的管径(m)； v 管段中的流速(m/s)。 对于一般建筑，也可以根据管道所负担的卫生器具当量数，按表2.14概略地确定管

10、径。vdqg24gqd4 (1) 给水管网水头损失的计算 建筑内部给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分。 管段的沿程水头损失按公式(2.21)计算：hy il (2.21) 式中：hy管段的沿程水头损失(mh2o)；i 单位长度的沿程水头损失(mh2o/m)；l 管段长度(m)。 设计计算时，由管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，直接使用“给水钢管水力计算表”、“给水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”，查得管径和单位长度的水头损失i。2.4.4室内给水所需水压室内给水所需水压 由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多，详细计算较为繁琐，因此在实际工程中给

11、水管网的局部水头损失，一般不作详细计算，可按下列管网沿程水头损失的百分数采用： 生活给水管网为25% 30%； 生产给水管网为20%； 消火栓系统消防给水管网为10%； 自动喷水灭火系统消防给水管网为20%； 生活和消防共用给水管网为25%； 生活、生产和消防共用给水管网为20%。 (2) 水表的水头损失 水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的。水表的水头损失可按公式(2.1)计算，并应满足表2.7的规定，否则应放大水表的口径。 根据卫生器具和用水设备用途要求而规定的，其配水装置单位时间的出水量为额定流量。各种配水装置为克服给水配件内的摩擦、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小

12、静水压力称流出水头。建筑内部给水系统的压力，必须能将需要的流量输送到建筑物内最不利点(通常为最高最远点)的配水龙头或用水设备处，并保证有足够的流出水头，参见图2.28，其计算公式如下： h h1 h2 h3 h4 (2.22) 式中：h建筑内部给水系统所需的水压(mh2o)； h1 引入管起点至配水最不利点位置的几何高度(m)； h2 引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程水头损失与局部水头损失之和(mh2o)； h3 水流通过水表时的水头损失(mh2o)； h4 计算管路最不利配水点所需的流出水头(mh2o)。图2.28室内给水管网所需压力图 为了在初步设计阶段能估算出室内给水系

13、统所需压力，对于民用建筑生活给水系统，可按建筑物的层数粗略估计自室外地面算起所需的最小保证压力值，一般一层建筑物为10mh2o；二层建筑物为12mh2o；三层及三层以上的建筑物，每增加一层增加4mh2o。对于引入管或室内管道较长或层高超过3.5m时，上述值应适当增加。 根据给水方式，给水管网水力计算的方法步骤略有差别，现将最常用的给水方式的水力计算分述如下。 下行上给的给水方式： 1)根据建筑图上的卫生器具的分布，建筑功能综合要求及图中提供的空间，布置给水管道，并绘制其平面图和轴测图。 2)根据流量变化，对管网的节点进行编号，并标明各计算管段长度。选出要求压力最大的管路作为计算管路。 3)按建

14、筑物性质及公式(2.18)或公式(2.19)计算各管段的设计秒流量。 4)进行水力计算，在允许范围内确定流速，计算设计管路中各管段的直径和水头损失；如选用水表，应计算出水表的水头损失。 5)按计算结果，确定建筑物所需的总水头h，并与城市给水系统提供的水头h0比较，确定选用的给水方式：若h h0，即满足要求；若h0稍小于h，可适当放大某几段管径，使h h0；若h0小于h很多，则需要考虑设水箱和水泵的给水方式。 6)设水箱和水泵的给水方式，其计算内容有：求定水箱和贮水池容积；计算从水箱出水口到最不利点所需的压力；决定水箱底的安装高度；计算从引入管起点到水箱进口间所需的压力；选择水泵；配管计算。 上行下给的给水方式： 1)在上行干管中选择要求压力最大的管路作为计算管路。 2)划分计算管段，计算各管段的设计秒流量，求