住宅给水计算题

1、住宅给水计算题图1给水系统图北京某12层住宅楼，层高为2.9米，首层地面标高为0.000米，室外相对标高为-0.45米，市政给水压力为0.30MPa，每层有A、B、C、D四个户型，每户人数按4人计。A、B、C、D户型卫生器具当量数分别为3.5、4、4.5、5。试分别计算变频给水方式升压和贮水设备；气压水罐给水方式的升压和贮水设备及气压水罐的容积。解：1. 变频给水方式计算（1） 初步估算市政压力可直接供应的楼层数，并进行给水分区市政给水压力为0.30MPa=300kPa供应层数初定分区为：1-6层为低区，采用市政直接给水；718层采用自行加压供水方式。给水系统见图1。（2） 低区给水系统设计秒

2、流量计算1） 确定每户当量的最大同时卫生器具给水当量平均出流概率按建规3.6.4条第1、2小节进行计算，即：最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率： (1)式中：生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%)；最高用水日的用水定额，按本规范，按普通住宅类，取200（L/人·d）； m每户用水人数；Kh小时变化系数, 按本规范表3.1.9取用2.5；Ng每户设置的卫生器具给水当量数；T用水时数(h)，按24h计算；0.2一个卫生器具给水当量的额定流量(L/s)。A户型最大用水时给水当量平均出流概率：=3.30同理可得：B户型、C户型和D户型最大用水时给水当量平均出流概率分别

3、为：=2.9；=2.6；=2.3。2） 同时出流概率和设计秒流量的计算根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，可按下式计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率： （2）式中： 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率(%)； 对应于不同0的系数，查建规规范附录C中表C； Ng计算管段的卫生器具给水当量总数。可按下式计算该管段的设计秒流量： （3）式中： 计算管段的设计秒流量(L/s)。 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率； Ng计算管段的卫生器具给水当量总数；0.2一个卫生器具给水当量的额定流量(L/s)。A户型：给水当量：NA=3.5；UA0=3.3；采用内插法计算，=0.022000

4、.55=0.2×0.553×3.5=0.39 L/sB户型：给水当量：NB=4.0；UB0=2.9；采用内插法计算，=0.018540.516=0.2×0.516×4.0=0.41 L/C户型：给水当量：NC=4.5；UC0=2.6；采用内插法计算，=0.015970.485=0.2×0.485×4.5=0.44 L/sD户型：给水当量：ND=5.0；UD0=2.3；采用内插法计算，=0.013460.459=0.2×0.459×5.0=0.46 L/s3） 进户干管秒流量计算低区给水计算简图，并进行编号，见图2。

5、假定立管JL1-A第六层B户型为最不利用户用水点，由于A、B两个户型给水当量和平均出流概率均不相同，按建规3.6.4条第4小节规定，应对给水当量平均出流概率进行加权平均。 （4）式中： 给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； 给水支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； 相应支管的卫生器具给水当量总数。图2 低区给水计算图1-2管段：=3.09采用内插法计算：=0.020170.38=0.2×0.38×7.5=0.58 L/s1-2管段：=2.44采用内插法计算：=0.014620.34=0.2×0.34×9.5=0.64 L/s；9-10管段

6、：=2.73采用内插法计算：=0.017080.115=0.2×0.115×102=2.35 L/s；将上述基本计算数据汇总于表1。表1 基本数据汇总 项目户型当量（N）平均出流概率U0（%）U0对应的同时出流概率流量（L/s）A3.53.30.022000.550.39B4.02.90.018540.520.42C4.52.60.015970.480.43D5.02.30.013460.460.46127.53.090.020170.3840.581-29.52.440.014620.3380.649-101022.730.017080.1152.35JL1-A每层给水当

7、量总数相同，故无须加权平均给水当量同时出流概率,即每个节点的给水当量平均出流概率均为3.09，系数均为0.02017。以节点3-4为例，该节点当量为7.5，累计当量总数为15，代入式（4）计算得流量 L/s，其余节点计算过程略，计算结果详表2，表3。表2低区给水立管JL1-B设计秒流量计算表节点编号总当量NgU0(%)U0对应同时出流概率U(%)流量(L/s)0'-1'52.300.013460.4590.461'-2'9.52.440.014620.3380.642'-3'9.5-0.643'-4'192.440.014620.

8、2430.934'-5'28.52.440.014620.2011.155'-6'382.440.014620.1761.346'-7'47.52.440.014620.1591.517'-9572.440.014620.1461.67表3 低区给水立管JL1-A设计秒流量计算表节点编号总当量NgU0(%)U0对应的同时出流概率U流量(L/s)0-142.900.018540.5160.411-27.53.090.020170.3840.582-37.5-0.583-4153.090.020170.2770.834-522.53.090.

9、020170.2301.035-6303.090.020170.2021.216-737.53.090.020170.1821.377-8453.090.020170.1681.518-945-1.519-101022.730.017080.1152.35（3） 高区给水系统水力计算高区给水系统设计秒流量计算步骤同低区，计算管路见图3。计算结果见表5、表6。图3 高区给水计算简图水力计算涉及以下几个公式： 管道流速 （5）式中：V管道流速，m/s；Q管段流量，L/s；D管道的计算内径（m）；生活给水管道的水流速度，宜按下表4采用。表4 生活给水管道的水流速度公称直径（mm）1520254050

10、7080水流速度（m/s）1.01.21.51.8 单位长度水头损失计算 （6）式中：i每米管道的水头损失，kPa/m；管道的计算内径，m；给水设计流量，； 海澄-威廉系数, 铜管、不锈钢管 =130； 各种塑料管、内衬塑管 =140； 普通钢管、铸铁管 =100； 本工程给水管材选用不锈钢管。 沿程水头损失h h = i·L （7）式中：h沿程水头损失，kPa；L管段长度，m；i每米管道的水头损失，kPa/m；表5 高区给水立管JL2B设计秒流量计算表节点编号总当量NgU0(%)U0系数同时出流概率U流量(L/s)0'-1'52.310.013460.4610.46

11、1'-2'9.52.440.014620.3380.642'-3'9.5-0.643'-4'192.440.014620.2430.924'-5'28.52.440.014620.2021.155'-6'382.440.014620.1761.346'-7'47.52.440.014620.1591.517'-8'572.440.014620.1461.678'-9'66.52.440.014620.1371.829'-10'762.440.01462

12、0.1291.9510'-11'85.52.440.014620.1222.0911'-12'952.440.014620.1162.2112'-13'104.52.440.014620.1122.3313'-151142.440.014620.1082.45表6 高区给水立管JL2A设计秒流量计算表节点编号总当量NgU0(%)U0系数同时出流概率U流量(L/s)0-142.900.018540.5160.411-27.53.090.020170.3840.582-37.5-0.583-4153.090.020170.2770.834-5

13、22.53.090.020170.2301.035-6303.090.020170.2021.216-737.53.090.020170.1821.377-8453.090.020170.1681.518-952.53.090.020170.1571.659-10603.090.020170.1481.7810-1167.53.090.020170.1411.9011-12753.090.020170.1352.0212-1382.53.090.020170.1292.1313-14903.090.020170.1252.2414-1590-2.2415-162042.730.017080.0

14、863.52（4） 确定给水引入管管径确定给水引入管管径，首先须计算出该住宅的给水设计秒流量。由于该住宅采用分区给水，既有加压供水也有市政直接供水，引入管设计秒流量按建筑给水排水设计规范GB500152003（以下简称建规）3.6.3条第3小节规定进行叠加计算。给水引入管设计秒流量为高、低区二者设计秒流量叠加值。高区给水由变频供水，水量应符合建规3.6.3条第2小节规定要求，即当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时生活用水量，且不得小于建筑物最高日平均时生活用水量。 贮水池设计补水量高区最高日用水量： 高区最高日最大

15、小时设计流量： 高区最高日平均时生活用水量： 据建规第3.7.3条规定，贮水池有效容积取最高日用水量的20%25%。取高区最高日用水量的25%，贮水池有效容积为38.4×25%=9.6m3。高区管网设计秒流量为3.52L/s，大于最高日最大小时设计流量1.11 L/s，故取贮水池设计补水量为1.11 L/s。 低区给水系统给水设计秒流量据建规第3.6.3条第1小节，当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，取建筑物内的生活用水设计秒流量，即低区设计秒流量为2.35L/s。 给水引入管设计秒流量市政给水引入管设计秒流量为低区和高区设计秒流量之和，即：1.11+2.35=3.46L/

16、s，给水引入管管径为DN70，核算流速为1.04 m/s，符合建规第3.6.9条规定。（5） 水泵扬程和流量选择设水池最低水位距最不利点高程差为56.7m，最不利工作点工作压力0.12MPa。1）水泵出流量按建规3.8.4条规定，生活给水系统采用调速泵组供水时，应按设计秒流量选泵。从而水泵出流量为高区设计秒流量，即3.52L/s。2）水泵扬程 （8） 式中 水泵扬程，kPa； 水池最低水位至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa；水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失，kPa；水流通过水表时的水头损失，为0 kPa；最不利配水点的流出水头，kPa。静压差为=567 kPa；沿

17、程总损失取25 kPa，局部损失按沿程损失的30%计，即总水头损失为： kPa， =120 kPa故可得：水泵扬程HH1+H2+ H3 =567+32.5+0+120=719.5 k Pa；取水泵扬程为720 k Pa，取72mH2O。2. 气压给水设备给水方式计算（1）水泵出流量据建规第3.8.5条规定，生活给水系统采用气压给水设备供水时，水泵(或泵组)的流量不应小于给水系统最大小时用水量的1.2倍。由上述计算可知，高区最大小时流量为4m3/h（1.11 L/s），则水泵出流量为4×1.2=4.8m3/h。（2）气压水罐调节容积及总容积。气压水罐的调节容积按下式计算： （9）式中：

18、 Vq2气压水罐的调节容积(m3)；qb水泵(或泵组)的出流量(m3/h)；a安全系数，宜取1.01.3；nq水泵在1h内的启动次数，宜采用68次。取气压水罐系统安全系数为1.2，水泵在lh内的启动次数为7次，代入上式得：=0.21m3气压水罐的总容积应按下式计算： （10）式中：Vq气压水罐总容积(m3)；Vq1气压水罐的水容积(m3)，应等于或大于调节容量；气压水罐内的工作压力比(以绝对压力计)，宜采用0.650.85，取0.7；气压水罐的容积系数，隔膜式气压水罐取1.05。采用单罐变压、隔膜式气压给水设备，Vq1取为有效容积，取为0.7，取1.05。代入（20）式中计算得：=0.74 m3。（3）水泵扬程和流量计算 （11）式中 同（10）式； 气压水罐最小工作压力（绝对压力），设计时取等于给水系统所需压力H，MPa；气压水罐最大工作压力（绝对压力），MPa。设气压水罐低置（在加压泵