建筑内部给水系统的计算

第2章建筑内部给水系统的计算2.1给水系统所需水压2.2给水系统所需水量2.3给水设计秒流量2.4给水管网的水力计算2.5增压和贮水设备2.6给水水质防护2.7高层建筑给水系统第2章建筑内部给水系统的计算2.1给水系统所需水压2.1给水系统所需水压建筑内部给水系统所需的水压、水量是选择给水系统中增压和水量调节、贮水设备的基本依据。

额定流量：满足卫生器具和用水设备用途要求而规定的，其配水出口在单位时间流出的水量。

最低工作压力：各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小静水压力。要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需的水量，给水系统的水压就应保证最不利点配水点具有足够的流出水头。2.1给水系统所需水压式中H—建筑内给水系统所需的水压，kPa；

H1—引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa；

H2—引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa；

H3—水流通过水表时的水头损失，kPa；

H4—最不利配水点所需的最低工作压力，kPa。其计算公式如下：2.1给水系统所需水压生活饮用水管网的供水压力：应根据建筑物最不利配水点标高和管网系统阻力损失经计算后确定。初步设计时，普通住宅建筑的生活饮用水管网可按根据建筑物层数进行估算。设计时按照卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力表中的数据选取。2.1给水系统所需水压下一节：2.2

给水系统所需水量2.2给水系统所需水量第2章建筑内部给水系统的计算2.2给水系统所需水量

建筑内给水包括：生活、生产和消防用水三部分。受当地气候、生活习惯、建筑物使用性质、卫生器具和用水设备的完善程度以及水价等多种因素的影响，故用水量不均匀。生活用水一般比较均匀，可按消耗在单位产品上的水量或单位时间内消耗在生产设备上的水量计算确定。生产用水量大而集中，与建筑物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程度等密切相关，为保证灭火效果，建筑内消防用水量应按规定根据同时开启消防灭火设备用水量之和计算。消防用水2.2给水系统所需水量用水对象单位时间内所需用水量的规定数值。

生活用水定额是为满足人们日常生活需要的水量的规定值，一般以用水单位每日所消耗的水量表示。设计时，生活用水量根据规范中规定的用水定额，小时变化系数和用水单位数进行计算。用水定额：2.2给水系统统所需水水量建筑物的的最高日日用水量量,根据建筑筑物的不不同性质质，应采采用相应应的用水水量定额额进行计计算。生活用水水量可可根据据国家制制定的用用水定额额（经多多年的实实测数据据统计得得出）、、小时变变化系数数和用水水单位数数等，按按下式计计算：式中Qd——最高日用用水量，，L/d；m——用水单位位数，（（人或床床位等，，工业企企业建筑筑为班人人数）；；qd——最高日生生活用水水定额，，L/(人·d)、L/(床·d)或L/(人·班)等。2.2给水系统统所需水水量2.2.2最高日用用水量热水用水水定额等等等工业企业业建筑生生活用水水定额居住区生生活用水水定额公共建筑筑生活用用水定额额住宅生活活用水定定额生活用水定额2.2给水系统统所需水水量2.2.3最大小时时用水量量最大小小时用用水量量：式中Qh——最大小小时用用水量量，L/h，用水水量最最高时时一个个小时时的用用水量量；Qp——平均时时用水水量，，又称称平均均小时时用水水量，，为最最高日日生活活用水水量在在给水水时间间内以以小时时计的的平均均值，，L/h;Kh——小时变变化系系数。。T——建筑物物内每每日或或每班班的用用水时时间，，h。下一节节：2.3给水设设计秒秒流量量2.3给水设设计秒秒流量量第2章建筑内内部给给水系系统的的计算算2.3给水设设计秒秒流量量给水管管道的的设计计流量量不仅仅是确确定各各管段段管径径，也也是计计算管管道水水头损损失，，进而而确定定给水水系统统所需需压力力的主主要依依据。。因此此，设设计流流量的的确定定应符符合建建筑内内部的的用水水规律律。建建筑内内的生生活用用水量量在1昼夜、、1h里都是是不均均匀的的，为为保证证用水水，生生活给给水管管道的的设计计流量量应为为建筑筑内，，卫生生器具具按最最不利利情况况组合合出流流时的的最大大瞬时时流量量，又又称设设计秒秒流量量。2.3给水设设计秒秒流量量建筑内内给水水管道道设计计秒流流量的的确定定方法法世界界各国国都作作了大大量的的研究究，归归纳起起来有有以下下三种种：1.经验法法2.3.1设计秒秒流量量计算算方法法概述述这种计计算法法早期期在英英国采采用于于仅有有少数数卫生生器具具的私私用住住宅和和公用用建筑筑中，，它是是根据据经验验制定定出几几种卫卫生器器具(浴盆、、1.经验法2.平方根法3.概率法2.3给水设设计秒秒流量量2.3.1设计秒秒流量量计算算方法法概述述洗涤盆盆、洗洗脸盆盆、淋淋浴莲莲蓬头头)的大致致出水水量，，将其其相加加得到到给水水管道道设计计流量量。２.平方根根法对有少少数住住户的的住宅宅建筑筑中各各种卫卫生器器具，，设定定同时时使用用系数数确定定管道道流量量。经验法法具有有简捷捷方便便的优优点，，但不不够精精确。。其基本本形式式为：：qg=bN1/2，其计计算结结果偏偏小。。2.3给水设设计秒秒流量量2.3.1设计秒秒流量量计算算方法法概述述其基本本论点点是：：影响响建筑筑给水水流量量的主主要参参数即即任一一幢建建筑给给水系系统中中的卫卫生器器具总总数量量(n)和放水水使用用概率率(p)，在一一定条条件下下有多多少个个同时时使用用，应应遵循循概率率随机机事件件数量量规律律性。。由于n为正整整数，，放水水使用用概率率p满足0＜p＜1的条件件，因因此给给水流流量的的概率率分布布符合合二项项分布布规律律。3.概率法2.3给水设计秒秒流量2.3.1设计秒流量量计算方法法概述目前一些发发达国家主主要采用概概率法建立立设计秒流流量公式，，并结合一一些经验数数据，制成成图表，供供设计使用用十分简便便。该理论方法法正确，但但需进行大大量卫生器器具使用频频率实测工工作的基础础上，才能能使用该计计算方法。。2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式（1）住宅生生活给水管管道设计秒秒流量计算算公式式中qg——计算管段的的设计秒流流量，L/s；U——计算管段的的卫生器具具给水当量量同时出流流概率，%；Ng——计算管段的的卫生器具具给水当量量总数；0.2———1个卫生器具具给水当量量的额定流流量，L/s。（2-5）2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式设计秒流量量是根据建建筑物配置置的卫生器器具给水当当量和管段段的卫生器器具给水当当量同时出出流概率确确定。而管管段的卫生生器具给水水当量同时时出流概率率与卫生器器具的给水水当量数和和其平均出出流概率（（U0）有关。根据数理统统计结果,卫生器具给给水当量的的同时出流流概率为：：（2-6）2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式式中αc——对应于不同同卫生器具具的给水当当量平均出出流概率U0的系数；Ng——计算管段的的卫生器具具给水当量量总数。而计算管段段最大用水水时卫生器器具的给水水当量平均均出流概率率计算公式式为：式中U0——生活给水配配水管道的的最大用水水时卫生器器具给水当当量平均出流概率，，%；（2-7）2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式q0——最高用水日日的用水定定额，L/(人·d)，m——用水人数，，人；Kh——时变化系数数，T——用水小时数数，h。建筑物的卫卫生器具给给水当量最最大用水时时的平均出出流概率参参考值见表表2-6。最大用水时时的平均出出流概率参参考值表表2-62.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式应用公式应注意的问题：（1）当计算管段上的卫生器具给水当量总数超过有关设定条件时，其流量应取最大用水时平均秒流量（2）有两条或或两条以上上具有不同同最大用水水时卫生器器具给水当当量平均出出流概率的的给水支管管的给水干干管，该管管段的最大大时卫生器器具给水当当量平均出出流概率应应取加权平平均值，即即（2-8）式中—给水干管的的最大时卫卫生器具给给水当量平平均出流概概率；—给水支管的的最大时卫卫生器具给给水当量平平均出流概概率；—相应支管的的卫生器具具给水当量量总数。2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式（2）宿舍(Ⅰ,Ⅱ类)、旅馆、宾宾馆、酒店店式公寓、、医院、疗养院、幼幼儿园、养养老院、办办公楼、图图书馆、书书店、航站站楼、商场、客运运站、会展展中心、中中小学教学学楼、公共共厕所等建建筑的生活给水水设计秒流流量计算公公式式中α—根据建筑物物用途确定定的系数，，见表2-5。（2-9）2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式（1）如计算算值小于该该管段上一一个最大卫卫生器具给给水额定流流量时，应应采用一个个最大的卫卫生器具给给水额定流流量作为设设计秒流量量。根据建筑物物用途而定定的系数(α)值表表2-7使用公式（（2-9）时应注意意下列几点点：2.3给水设计秒秒流量2.3.2当前我国使使用的生活活给水管网网设计秒流流量的计算算公式（2）如如计计算算值值大大于于该该管管段段上上按按卫卫生生器器具具给给水水额额定定流流量量累累加加所所得得流流量量值值时时，，应应按按卫卫生生器器具具给给水水额额定定流流量量累累加加所所得得流流量量值值采采用用。。（3）有有大大便便器器延延时时自自闭闭冲冲洗洗阀阀的的给给水水管管段段，，大大便便器器延延时时自自闭闭冲冲洗洗阀阀的的给给水水当当量量均均以以0.5计，，计计算算得得到到附附加加1.20L/s的流流量量后后，，为为该该管管段段的的给给水水设设计计秒秒流流量量。。（4）综综合合性性建建筑筑的的值值应应按按下下式式计计算算：：（2-10）2.3给水水设设计计秒秒流流量量2.3.2当前前我我国国使使用用的的生生活活给给水水管管网网设设计计秒秒流流量量的的计计算算公公式式冲洗洗阀阀脚踏踏式式冲冲洗洗阀阀手柄柄式式冲冲洗洗阀阀2.3给水水设设计计秒秒流流量量2.3.2当前前我我国国使使用用的的生生活活给给水水管管网网设设计计秒秒流流量量的的计计算算公公式式（3）宿宿舍舍（（Ⅲ、Ⅳ类））、、工工业业企企业业的的生生活活间间、、公公共共浴浴室室、、职工工食食堂堂或或营营业业餐餐馆馆的的厨厨房房、、体体育育场场馆馆、、剧剧院院、、普普通通理理化化实验验室室等等建建筑筑的的生生活活给给水水管管道道的的设设计计秒秒流流量量计计算算公公式式注：：1.如计计算算值值小小于于管管段段上上一一个个最最大大卫卫生生器器具具给给水水额额定定流流量量时时，，应应采采用用一一个个最最大大的的卫卫生生器器具具给给水水额额定定流流量量作作为为设设计计秒秒流流量量。。2.大便便器器延延时时自自闭闭冲冲洗洗阀阀应应单单列列计计算算，，当当单单列列计计算算值值小小于于１１.２L/s时，，以以1.2L/s计；；大大于于1.2L/s时，，以以计计算算值值计计。。3.仅对对有有同同时时使使用用可可能能的的设设备备进进行行叠叠加加。。（2-11）下一一节节：：2.4给水水管管网网的的水水力力计计算算第2章建建筑筑内内部部给给水水系系统统2.4给水水管管网网的的水水力力计计算算2.4给水管管网的的水力力计算算2.4.1确定管管径在求得得各管管段的的设计计秒流流量后后，根根据流流量公公式，，即可可求定定管径径：给水管管网水水力计计算的的目的的在于于确定定各管管段管管径、、管网网的水水头损损失和和确定定给水水系统统的所所需压压力。。式中qg——计算管管段的的设计计秒流流量，，m3/s；dj——计算管管段的的管内内径，，m；υ——（2-12）2.4给水管管网的的水力力计算算2.4.1确定管管径考虑以以上因因素，，建筑筑物内内的给给水管管道流流速一一般可可按表表2-12选取。。但最最大不不超当计算算管段段的流流量确确定后后，流流速的的大小小将直直接影影响到到管道道系统统技术术、经经济的的合理理性，，流速速过大大易产产生水水锤，，引起起噪声声，损损坏管管道或2.4给水管管网的的水力力计算算2.4.1确定管管径工程设设计中中也可可采用用下列列数值值：DN15~DN20，V=0.6~1.0m/s；DN25~DN40，V=0.8~1.2m/s。生活给给水管管道的的水流流速度度表表2-122.4给水管管网的的水力力计算算给水管管网水水头损损失的的计算算包括括沿程程水头头损失失和局局部水水头损损失两两部分分内容容。１.给水管管道的的沿程程水头头损失失2.4.2给水管管网和和水表表水头头损失失的计计算式中hy——沿程水

L——管道计算长度，m；

i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：（2-13）2.4给水管式中i——管道单单位长长度水水头损损失，，kPa/m；dj——管道计计算内内径，，m；qg——给水设设计流流量，，m3/s；Ch——海澄-威廉系系数：：塑料管管、内内衬（（涂））塑管管Ch=140；铜管、、不锈锈钢管管Ch=130；衬水泥、树树脂的铸铁铁管Ch=130；普通钢管、、铸铁管Ch=100。（2-14）2.4给水管网的的水力计算算2.4.2给水管网和和水表水头头损失的计计算设计计算时时，也可直直接使用由由上列公式式编制的水水力计算表表，由管段段的设计秒秒流量，控控制流速在在正常范围围内，查出出管径和单单位长度的的水头损失失。“给水钢管管水力计算算表”、““给水铸铁铁管水力计计算表”以以及“给水水塑料管水水力计算表表”分别见见附表2-1、附表2-2和附表2-3。２.生活给水管管道的局部部水头损失失管段的局部部水头损失失计算公式式：2.4给水管网的的水力计算算2.4.2给水管网和和水表水头头损失的计计算式中hj——管段局部水水头损失之之和，kPa；ζ——管段局部阻阻力系数；；v——沿水流方向向局部管件件下游的流流速，m/s；g——重力加速度度。由于给水管管网中管件件如弯头、、三通等甚甚多，随着着构造不同同其ζ值也不尽相相同，详细细计算较为为繁琐，在在实际工程程中给水管管网的局部部水头损失失计算，有有根据管道道的连接方方式采用管管（配）件件当量长度度计算法或或按管网沿沿程水头损损失百分数数计的估算算法。（2-15）2.4给水管网的的水力计算算2.4.2给水管网和和水表水头头损失的计计算管（配）件件当量长度度的含义是是：管（配配）件产生生的局部水水头损失大大小与同管管径某一长长度管道产产生的沿程程水头损失失相等，则则该长度即即为该管（（配）件的的当量长度度。螺纹接接口的阀门门及管件的的摩阻损失失当量长度度，见表2-13。（1）管（配）件当量长度计算法不同材质管管道、三通通分水与分分水器分水水管内径大大小的局部部水头损失失占沿程水水头损失百百分数的经经验取值，，（2）管网沿程水头损失百分数估算法螺纹阀门2.4给水水管管网网的的水水力力计计算算2.4.2给水水管管网网和和水水表表水水头头损损失失的的计计算算分别见表2-14、表2-15。阀门和螺纹纹管件的摩摩阻损失的的当量长度度（m）表2-13注：本表的的螺纹接口口是指管件件无凹口的的螺纹，即即管件与管管道在连接接点内径有有突变，管管件内径大大于管道内内径。当管管件为凹口口螺纹，或2.4给水管网的的水力计算算2.4.不同材质管管道的局部部水头损失失估算值表表2-142.4给水管网的的水力计算算2.4.2给水管网和和水表水头头损失的计计算三通分水与与分水器分分水的局部部水头损失失估算值表表2-15*此表只适用用于配水管管,不适用于给给水干管.2.4给水管网的的水力计算算2.4.3水表和特殊殊附件的局局部水头损损失1.水表水头损损失的计算算水表水头损损失的计算算是在选定定水表的型型号后进行行的。应根据各类类水表的特特性和安装装水表管段段通过水流流的水质、、水量、水水压、水温温等情况选选定；水表的选择择包括确定定水表类型及口径。水表类型2.4给水管网的的水力计算算2.4.3水表和特殊殊附件的局局部水头损损失当用水不均均匀，且连连续高峰负负荷每昼夜夜不超过2~3h时，螺翼式式水表可按按设计秒流流量不大于于水表的过过载流量确在生活、消防共用系统中，因消防流量仅在发生火灾时才通过水表，故选表时管段设计流量不包括消防流量，但在当用水较均均匀时水表口径应以安装水水表管段的的设计秒流流量不大于于水表的常常用流量来来确定，因因为常用流流量是水表表允许在相相当长的时时间内通过过的流量。。水表口径2.4给水管网的的水力计算算2.4.3水表和特殊殊附件的局局部水头损损失水表的水头头损失可按按下式计算算：选定水表口口径后，应应加消防流流量进行复复核，满足足生活、消消防设计式中hd——水表的水头头损失，kPa；qj——计算管段的的给水设计计流量，m3/h；Kb——水表的特性性系数，一一般由生产产厂提供。。旋翼式水表螺翼式水表

为水表的过载流量，m3/h。水表的水头损失值应满足表2-16的规定，否则应放大水表的口径。2.4给水管网的的水力计算算2.4.3水表和特殊殊附件的局局部水头损损失水表水头损损失允许值值（kPa）表表2-162.4给水管网网的水力力计算2.4.3水表和特特殊附件件的局部部水头损损失2.特殊附件件的局部部阻力管道过滤滤器：管道倒流流防止器器：比例式减减压阀：：水头损失失一般宜宜取0.01MPa。水头损失失一般宜宜取0.025～0.04MPa。阀后动水水压宜按按阀后静静水压的的80%～90%选用。2.4给水管网网的水力力计算2.4.3水表和特特殊附件件的局部部水头损损失管道过滤滤器管道倒流流防止器器比例式减减压阀2.4给水管网网的水力力计算2.4.4求定给水水系统所所需压力力确定给水计算管路水头损失、水表和特殊附件的水头损失之后，即可根据公式（2-1）求得建筑内部给水系统所需压力。公式（2-1）：2.4给水管网网的水力力计算2.4.5水力计算算的方法法步骤首先根据据建筑平平面图和和初定的的给水方方式，绘绘给水管管道平面面布置图图及轴测测图，列列水力计计算表，，以便将将每步计计算结果果填入表表内，使使计算有有条不紊紊的进行行。根据轴测测图选择择最不利利配水点点，确定定计算管管路，若若在轴测测图中难难判定最最不利配配水点，，则应同同时选择择几条计计算管路路，分别别计算各各管路所所需压力力，其最最大值方方为建筑筑内给水水系统所所需的压压力；1.2.4给水管网网的水力力计算2.4.5水力计算算的方法法步骤以流量变变化处为为节点，，从最不不利配水水点开始始，进行行节点编编号，将将计算管管路划分分成计算算管段，，并标出出两节点点间计算算管段的的长度；；根据建筑筑的性质质选用设设计秒流流量公式式，计算算各管段段的设计计秒流量量值；2.3.进行给水水管网的的水力计计算。在确定各各计算管管段的管管径后，，对采用用下行上上给式布布置的4.2.4给水管网网的水力力计算2.4.5水力计算算的方法法步骤给水系统统，应计计算水表表和计算算管路的的水头损损失，求求出给水水系统所所需压力力H，并校核核初定给给水方式式。若初定为为外网直直接给水水方式，，当室外外给水管管网水压压H0≥H时，原方方案可行行；H略大于H0时，可适适当放大大部分管管段的管管径，减减小管道道系统的的水头损损失，以以满足H0≥H的条件；；若H>H0很多，则则应修正正原方案案，在给给水系统统中增设设升压设设备。2.4给水管网网的水力力计算2.4.5水力计算算的方法法步骤对采用设设水箱上上行下给给式布置置的给水水系统，，则应按按公式（（2-26）校核水水箱的安安装高度度，若水水箱高度度不能满满足供水水要求，，可采采取提提高水水箱高高度、、放大大管径径、设设增压压设备备或选选用其其他供供水方方式来来解决决。确定非非计算算管路路各管管段的的管径径；5.若设置置升压压、贮贮水设设备的的给水水系统统，还还应对对其设设备进进行选选择计计算。。6.2.4给水管管网的的水力力计算算2.4.5水力计计算的的方法法步骤骤[例2.1]

某5层10户住宅宅，每每户卫卫生间间内有有低水水箱坐坐式大大便器器1套，洗洗脸盆盆、浴浴盆各各1个，厨厨房内内有洗洗涤盆盆1个，该该建筑筑有局局部热热水供供应。。图2-2为该住住宅给给水系系统轴轴测图图，管管材为为给水水塑料料管。。引入入管与与室外外给水水管网网连接接点到到最不不利配配水点点的高高差为为17.1m。室外外给水水管网网所能能提供供的最最小压压力H0=270kPa。试进行行给水水系统统的水水力计计算。。图2-2给水系系统轴轴侧图图[例2.1]由轴测测图2-2确定配配水最最不利利点为为低水水箱坐坐便器器，故故计算算管路路为0、1、2、……9。节点点编号号见图图2-2。该建建筑为为普通通住宅宅Ⅱ类，选选用公公式（（2-5）计算算各管管段设设计秒秒流量量。由由表2-2查用水水定额额q0=200L/（人·d），小小时变变化系系数Kh=2.5，每户户按3.5人计。。查表2-1得：坐坐便器器N=0.5，浴盆盆水嘴嘴N=1.0，洗脸脸盆水水嘴N=0.75，洗涤涤盆水水嘴N=1.0。解根据公公式（（2-7）先求求出平平均出出流概概率U0，查表表找出出对应应的αc值代入入公式式（2-6）求出出同时时出流流概率率U，再代代入公公式（（2-5）就可可求得得该管管段的的设计计秒流流量qg，重复上上述步步骤可可求出出所有有管段段的设计秒秒流量量。流流速应应控制制在允允许范范围内内，查查附表表2-3可得管管径DN和单位位长度度沿程程水头头损失失，由由hy=iL计算出出管路路的沿沿程水水头损损失。。各项项计算算结果果均列列入表表2-17中。给水管管网水水力计计算表表表表2-17[例2.1]∴计算管管路的的水头头损失失为：：计算局局部水水头损损失：：[例2.1]计算水水表的的水头头损失失：因因住住宅建建筑用用水量量较小小，总总水表表及分分户水水表均均选用用LXS湿式水水表，，分户户水表表和总总水表表分别别安装装在3-4和8-9管段上上，q3-4=0.37L/s=1.32m3/h，q8-9=1.26L/s=4.54m3/h。选口径径32mm的总水水表，，其常常用流流量为为6m3/h>q8-9，过载载流量量为12m3/h。所以以总水水表的的水头头损失失为：：查附表表1-1，选15mm口径的的分户户水表表，其其常用用流量量为1.5m3/h>q3,4，过载载流量量为3m3/h。所以以分户户水表表的水水头损损失：：[例2.1]住宅建建筑用用水不不均匀匀因此此水表表口径径可按按设计计秒流流量不不大于于水表表过载载流量量确定定，选选口径径25mm的总水水表即即可，，但经经计算算其水水头损损失大大于表表2-6中的允允许值值，故故选用用口径径32mm的总水表。。由公式（2-1）计算给水水系统所需需压力H：H=H1+H2+H3+H4=17.1×10+37.45+33.67+20=262.12Pa<270kPa满足要求（非计算管管段的管径径计算略））hd和hd′均小于表2-6中水表水头头损失允许许值。水表表的总水头头损失为：：H3=hd+hd′=19.36+14.31=33.67kPa[例2.1]下一节：2.5增压和贮水水设备第2章建筑内部给给水系统的的计算2.5增压和贮水水设备水泵2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备水泵是给水水系统中的的主要升压压设备。在建筑内部部的给水系系统中，一一般采用离离心式水泵泵，它具有有结构简单单、体积小小、效率高高且流量和和扬程在一一定范围内内可以调整整等优点。。选择水泵应应以节能为原则，使使水泵在给给水系统中中大部分时时间保持高效运行。1．水泵2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备当采用设水水泵.水箱的给水水方式时，，通常水泵泵直接向水水箱输水，，水泵的出出水量、扬扬程几乎不不变，选用用离心式恒恒速水泵即即可保持高高效运行。。对于无水量量调节设备备的给水系系统，在电电源可靠的的条件下，，可选用装装有自动调调速装置的的离心式水水泵。目前调速装装置主要采采用变频调速器器。根据相似定定律水泵的的流量、扬扬程和功率率分别与其其转速的1次方、2次方和3次方成正比比，所以调调节水泵的的转速可改改变水泵的的流量、扬扬程和功率率，使水泵泵变量供水水时，保持持高效运行行。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备在水泵出水水口或管网网末端安装装压力传感感器，将测测定的压力力值H转换成电信信号输入压压力控制器器，与控制制器内根据据用户需要要设定的压压力值H1比较，当H>H1时，控制器器向调速器器输入降低低转速的控控制信号，，使水泵降降低转速，，出水量减减少；当H<H1时，则向调调速器输入入提高转速速的控制信信号，使水水泵转速提提高，出水水量增加。。由于保持了了水泵出水水口或管网网末端压力力恒定，在在一定的流流量变化范范围内，均均能使水泵泵高效运行行，节省电电能。其工作原理是：2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备用水泵出口口压力或管管网末端压压力控制水水泵调速，，节能效果果不完全相相同，前者不能反映水水流通过给给水管网时时，管网阻阻力特性的的变化，所所以当用水水低峰时，，虽然由于于转速的改改变水泵扬扬程能保持持恒定不再再升高，但但最不利点点配水处的的水压将高高于其所需需的流出水水头。而后者不仅能调节节流量的变变化，同时时也能反映映管网阻力力特性的变变化，使最最不利点配配水始终保保持所需的的流出水头头，节能效效果优于前前者。但其其控制系统统较前者复复杂，且最最不利点配配水一般远远离泵房，，信号传递递系统安装装、检查、、维修不便便，因此在在实际工程程中前者使用更为广广泛。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备2因水泵只有在一定的转速变化范围内才能保持高效运行，故选用调速泵与恒速泵组合供水方式可取得更好的效果。为避免在给水系统微量用水时，水泵工作效率降低，轴功率产生的机械热能使水温上升，导致水泵故障，可选用并联配有小型加压泵的小型气压水罐的变频调速供水装置。在微量用水时，变频调速泵停止运行，利用气压罐中压缩空气的压力向系统供水。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备在水泵房面面积较小的的条件下，，可采用结结构紧凑，，安装管理理方便的立立式离心式式水泵或管管道泵。水泵的流量量、扬程应应根据给水水系统所需需的流量、、压力确定定。由流量量、扬程查查水泵性能能表（或曲曲线）即可可确定其型型号。在生活（生生产）给水水系统中，，无水箱调调节时，水水泵出水量量要满足系系统高峰用用水要求，，故不论是是恒速泵还还是调速泵泵其流量均均应以系统统的高峰用用水量即设设计秒流量量确定。（1）流量

2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备有水箱调节节时，水泵泵流量可按按最大时流流量确定。。若水箱容容积较大，，并且用水水量均匀，，则水泵流流量也可按按平均时流流量确定。。消防水泵流流量应以室室内消防设设计水量确确定。生活活、生产、、消防共用用调速水泵泵在消防时时其流量除除保证消防防用水总量量外，还应应保证生活活、生产用用水量的要要求。根据水泵的的用途及与与室外给水水管网连接接的方式不不同，其扬扬程可按以以下不同公公式计算。。（2）扬程

2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备当水泵与室室外给水管管网直接连连接时：式中Hb—水泵扬程，，kPa；H1—引入管至最最不利配水水点位置高高度所要求求的静水压压，kPa；H2—水泵吸水管管和出水管管至最不利利配水点计计算管路的的总水头损损失，kPa；H3—水流通过水水表时的水水头损失，，kPa；

H4—最不利配水点的流出水头，kPa；

H0—室外给水管网所能提供的最小压力，kPa。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备根据以上计计算选定水水泵后，还还应以室外外给水管网网的最大水水压校核水水泵的工作作效率和超超压情况，，若室外给给水管网出出现最大压压力时，水水泵扬程过过大，为避避免管道、、附件损坏坏，应采取取相应的保保护措施，，如采用扬扬程不同的的多台水泵泵并联工作作，或设水水泵回流管管、管网泄泄压管等。。当水泵与室室外给水管管网间接连连接，从贮贮水池（或或水箱）抽抽水时：式中H1—贮水池最低低水位至最最不利配水水点位置高高度所计算算的静水压压，kPa。其他符号意义义同前。2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备水泵应选择低低噪声、节能能型水泵，水水泵扬程可按按计算扬程Hb乘以1.05~1.10后选泵。为保保证安全供水水，生活和消消防水泵应设设备用泵，生生产用水泵可可根据生产工工艺要求设置置备用泵。（3）水泵的设置

水泵机组一般般设置在水泵泵房内，泵房房应远离防振振、防噪声要要求较高的房房间，室内要要有良好的通通风、采光、、防冻和排水水措施。2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备水泵的布置要要便于起吊设设备的操作，，管道连接力力求管线短，，弯头少，其其间距要保证证检修时能拆拆卸、放置电电机和泵体，，并满足维修修要求，见图图2-4。图2-4水泵机组的布布置间距(m)2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备为操作安全，，防止操作人人员误触快速速运转中的泵泵轴，水泵机机组必须设高高出地面不小小于0.1m的基础。当水水泵基础需在在基坑时，则则基坑四周应应有高出地面面不小于0.1m的防水栏。水水泵启闭尽可可能采用自动动控制，间接接抽水时应优优先采用自吸吸充水方式，，以便水泵及及时启动。水泵宜采用自灌式式充水。当因条件所限限，不能采用用自灌式启泵泵而采用吸上上式时，应有有抽气或灌水水装置（如真真空泵、底阀阀、水射器等等）。引水时间不超超过下列规定定：4kW以下的为3min，≥4kW的为5min。每台水泵应应设独立的吸吸水管，以免免相邻水泵抽抽水时相互影影响；2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备多台水泵共用用吸水管时，，吸水总管伸伸入水池的引引水管不宜少少于两条，每每条引水管上上均应设闸阀阀，当一条引引水管发生故故障时，其余余引水管应满满足全部设每台水泵吸水水管上要设阀门，出水管上要要设阀门、止回阀阀和压力表，并宜有防水锤措施，如采用用缓闭止回阀、、气囊式水锤锤消除器等。为减少水泵运运转时对周围围环境的影响响，应对水泵泵进行减振处处理。采取的减振措措施应使水泵泵运行扰动频频率和固有频频率之比λ=f/f0大于2（一般以2～5为好）。这样样有较好的减减振效率（80～90%）和防止共振振效果。2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备(a)卧式水泵减振振方法水泵机组的减减振主要由减减振基座（惰惰性块）、减减振垫（减振振器）及固定定螺栓等组成成，水泵减振振安装结构示示意图2-5。（b）立式水泵减减振方法图2-5水泵减振安装装结构示意图图2.5增压和贮水设设备2.5.1增压设备常见的SD型橡胶减振振垫见图2-6。在水泵吸吸水管、出出水管中需需要装设可可曲挠橡胶胶接头，见见图1-23。图2-6SD型橡胶减振振垫2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备当水泵机组组的基础和和管道采取取减振措施施时，管道道支架也应应采用弹性性支架。弹弹性支架具具有固定架架设管道和和减振双重重作用。常常用的产品品为弹簧式式弹性吊架架和橡胶垫垫式弹性吊吊架，弹簧簧式弹性吊吊架见图2-7，橡胶垫式式弹性吊架架见图2-8。图2-7弹簧式弹性性吊架2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备1——管卡；2——吊架；3——橡胶减振器器；4——钢垫片；5——螺母；6——框架；7——螺栓；8——钢筋混凝土土板；9——预留洞填水水泥砂浆图2-8橡胶垫式弹弹性吊架2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备弹性吊架应应布置均匀匀，安装间间距可参考考表2-18中的数据。。弹性吊架安安装间距表表表表2-182.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备2.气压给水设设备1）按气压给给水设备输输水压力稳稳定性，可可分为变压式和定定压式两类。

气压给水设备升压供水的理论依据是根据波义耳—马略特定律，即在定温条件下，一定质量气体的绝对压力和它所占的体积成反比。它利用密闭罐中压缩空气的压力变化，调节和压送水量，在给水系统中主要起增压和水量调节作用。（1）分类和组成2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备补气罐气压给水设设备2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备变压式气压压给水设备备在向给水水系统输水水过程中，，水压处于于变化状态态，如图2-9。单罐变压式式气压给水水设备动画定压式气压压给水设备备在向给水水系统输水水过程中，，水压相对对稳定，如如图2-10。目前常见的的做法是在在气、水同同罐的单罐罐变压式气气压给水设设备的供水水管上，安安装压力调调节阀，将将阀出口水水压控制在在要求范围围内，使供供水压力相相对稳定。。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备图2-10定压式气压压给水设备备也可在气、、水分罐的的双罐变压压式气压给给水设备的的压缩空气气连通管上上安装压力调节阀阀，将阀出出口气压控控制在要求求范围内，，以使供水水压力稳定定。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备2）按气压给给水设备罐罐内气、水水接触方式式，可分为为补气式和隔膜式两类。

补气式气压给水设备在气压水罐中气、水直接接触，如图2-11、图2-12。.设备运行过程中，部分气体溶于水中，随着气量的减少，罐内压力下降，不能满足设计需要，为保证给水系统的设计工况，需设补气调压装置。泄空补气法法演示动画2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备空气压缩机机图2-11设补气罐的的补气方法法图2-12电磁阀排气气2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备

隔膜式气压给水设备在气压水罐中设置弹性橡胶隔膜将气、水分离；.不但水质不易污染，气体也不会溶入水中，故不需设补气调压装置。橡胶隔膜主要有帽形、囊形两类，囊形隔膜又有球、梨、斗、筒、折、胆囊之分，两类隔膜均固定在罐体法兰盘上，分别见图2-13（a）、（b），囊形隔膜可缩小气压水罐固定隔膜的法兰，气密性好，调节容积大，且隔膜受力合理。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备隔膜式气压压水罐演示动画各类气压给给水设备均均由水泵机机组、气压压水罐、电电控系统、、管路系统统等部分组组成，除此此之外，补补气和隔膜膜式气压给给水设备分分别附有补补气调压装装置和隔膜膜。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备气压给水设设备的优点是：灵活性性大，设置置位置不受受限制，便便于隐蔽，，安装、拆拆卸都很方方便。成套套设备均在在工厂生产产，现场集集中组装，，占地面积积小，工期期短，土建建费用低。。实现了自自动化操作作便于维护护管理。气气压水罐为为密闭罐，，不但水质质不易污染染，同时还还有助于消消除给水系系统中水锤锤的影响。。1）气压给水水设备的特特点（2）适用范围及设置要求2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备其缺点是：：调节容积积小，贮水水量少，一一般调节水水量仅占总总容积的20%～30%，压力容器器制造加工工难度大。。变压式气压压给水设备备供水压力力变化较大大，对给水水附件的寿寿命有一定定的影响。。气压给水设设备的耗电电量较大。。为了减少电电耗，可采采用几台小小流量水泵泵并联运行行的节能型型气压给水水设备，如如图2-14。2.5增压和贮水水设备2.5.1增压设备根据气压给给水设备的的特点，它它适用于有升压要求求，但又不不适宜设置置水塔或高高位水箱的的小区或建建筑内的给给水系统，，如地震区区、人防工工程或屋顶顶立面有特特殊要求等等建筑的给给水系统；；小型、简简易和临时时性给水系系统和消防防给水系统统等。2）适用范范围2.5增压和贮贮水设备备2.5.1增压设备备气压给水水罐宜布布置在室室内，如如设在室室外，应应有防雨雨、防晒晒及防潮潮设施，，并有在在寒冷季季节不致致冻结的的技术措措施。当当设于泵泵房内时时，除应应符合泵泵房的要要求外，，还应符符合气压压给水设设备对环环境温度度、空气气相对湿湿度、通通风换气气次数和和设备安安装检修修等有关关要求。。3）设置要要求气压给水水罐的布布置应满满足下列列要求：：罐顶至至建筑结结构最低低梁底距距离不宜宜小于1.0m；罐与罐罐之间及及罐与墙墙面之间间的净距距不宜小小于0.7m；罐体应应置于混混凝土底底座上，，底座应应高出地地面2.5增压和贮贮水设备备2.5.1增压设备备不小于0.1m，整体组组装式气气压给水水设备采采用金属属框架支支承时，，可不设设设备基基础。供生活用用水的各各类气压压给水设设备均应应有水质质防护措措施，隔隔膜应用用无毒橡橡胶制作作，气压压水罐和和补气罐罐内应涂涂无毒防防腐涂料料，补气气罐或用用作补气气的空气气压缩机机的进气气口都要要设空气气过滤装装置，并并应采用用无油润润滑型空空气压缩缩机，以以防油对对给水系系统的污污染。为保证安安全供水水，气压压给水设设备要有有可靠的的电源，，并应装装设安全全阀、压压力表、、泄水管管和密闭闭人孔，，安全阀阀也可装装在靠近近2.5增压和贮贮水设备备2.5.1增压设备备气压给水水设备进进出水管管的管路路上。为为防止停停电时水水位下降降，罐内内气体随随水流进进入管道道流失，，补气式式气压水水罐进水水管上要要装止气气阀，进进气管上上装设止止水阀。。（3）选择计算选择气压压给水设设备，主主要包括括2项内容：：确定气压压水罐总总容积；；确定配套套水泵的的流量、、扬程，，由此查水水泵样本本选定其其型号。。2.5增压和贮贮水设备备2.5.1增压设备备根据波义义耳—马略特定定律，由由图2-15可得：1）气压水水罐的总总容积∵推导可得得：又图2-15气压水罐罐容积计计算示意意图2.5增压和贮贮水设备备2.5.1增压设备备双罐定压压式气压压给水设设备其水水泵扬程程和流量量则应以以不小于于给水系系统所需需压力和和设计秒秒流量来来确定。。变压式和和单罐定定压式气气压给水水设备的的水泵向向气压水水罐输水水时，其其出水压压力在气气压水罐罐的最小小工作压压力P1和最大工工作压力力P2间变化，，为尽量量提高水水泵的平平均工作作效率，，应选择择流量—扬程特性性曲线较较陡，且且特性曲曲线高效效区较宽宽的水泵泵。一般般以罐内内平均压压力H=（P1+P2）/2的工况为为依据确确定水泵泵扬程，，此时水水泵流量量应不小小于1.2Qh流量。2）水泵的的流量和和扬程2.5增压和贮贮水设备备贮水池是是贮存和和调节水水量的构构筑物，，其有效效容积应应根据生活（生生产）调调节水量量、消防防贮备水水量和生生产事故故备用水水量确定，可可按下式式计算：：2.5.2贮水设备备1.贮水池2.5增压和贮贮水设备备2.5.2贮水设备备消防贮备备水量应根据消消防要求求，以火火灾延续续时间内内，所需需消防用用水总量量计。式中V—贮水池有有效容积积，m3；Qb—水泵出水水量，m3/h；Qj—水池进水水量，m3/h；Tb—水泵最长长连续运运行时间间，h；Tt—水泵运行行的间隔隔时间，，h；Vf—消防贮备备水量，，m3；Vs—生产事故故备用水水量，m3。2.5增压和贮贮水设备备2.5.2贮水设备备当资料不不足时，生活（（生产））调节水水量(Qb－Qj)·Tb可以不小小于建筑筑最高日日用水量量的20%～25%计，居住住小区的的调节水水量可以以不小于于建筑最最高日用用水量的的15%～20%计。生产事故故备用水水量应根据用用户安全全供水要要求，中中断供水水后果和和城市给给水管网网可能停停水等因因素确定定。若贮水池池仅起调节节水量作作用，则贮水水池有效效容积不不计Vf和Vs。贮水池应应设进、出水水管、溢溢流管、、泄水管管和水位位信号装装置，2.5增压和贮贮水设备备2.5.2贮水设备备仅贮备消消防水量量的水池，可可兼作水水景或人人工游泳泳池的水水源，但但后者应应采取净净水措施施。溢流管管管径宜比比进水管管管径大大1级，泄空空管管径径应按水水池（箱箱）泄空空时间和和泄水受受体的排排泄能力力确定，，一般可可按2h内将池内内存水全全部泄空空进行计计算，但但最小不不得小于于100mm。顶部应应设有人人孔，一一般宜为为800～1000mm。其布置位位置及配配管设置置均应满满足水质质防护要要求。2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备非饮用水与与消防水共用一个贮贮水池应有消防水量平平时不被动动用的措施。消防水平时时不被动用的措施：动画演示单击鼠标播播放措施一:在生产、生生活水泵吸吸水管上开小孔形成虹吸出出流。动画演示单击鼠标播播放2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备措施二：在贮水池池中设溢流墙，生活、生生产用水经经消防用水水贮存部分分出流。2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备贮水池一般般宜分成容容积基本相相等的两格格，以便清清洗、检修修时不中断断供水。贮水池的设设置高度应应利于水泵泵自吸抽水水，且宜设设深度≥1m的集水坑，，以保证其其有效容积积和水泵的的正常运行行。当室外给水水管网能满满足建筑内内所需水量量，无调节节要求的给给水系统，，可设置仅满足水泵泵吸水要求求的吸水井。。2.吸水井2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备吸水井的有有效容积应应大于最大大1台水泵3min的出水量，，且满足吸吸水管的布布置、安装装、检修和和防止水深深过浅水泵泵进气等图2-16吸水管在吸吸水井中布布置的最小小尺寸正常工作要要求，其最最小尺寸要要求见图2-16。2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备制作材料有钢板包括括：普通、、搪瓷、镀镀锌、复合合和不锈钢钢板等；钢钢筋混凝土土；塑料和和玻璃钢等等。根据水箱的的用途不同，有高高位水箱、、减压水箱箱、冲洗水水箱、断流流水箱等多多种类别。。其形状通常为圆形形或矩形，，特殊情况况下也可设设计成任意意形状。3.水箱2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备水箱的配管管、附件如如图2-17所示。以下主要介介绍在给水水系统中使使用较为广广泛的起到到保证水压压和贮存、、调节水量量的高位水箱。（1）水箱的配管、附件及设置要求

图2-17水箱配管、、附件示意意图2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备利用外网压压力直接进进水的水箱箱进水管上上应装设与与进水管径径相同的自自动水位控控制阀（包包括杠杆式式浮球阀和和液压式水水位控制阀阀），并不不得少于两两个。两个进水管管口标高应应一致，当当水箱采用用水泵加压压进水时，，进水管不不得设置自自动水位控控制阀，应应设置由水水箱水位控控制水泵开开、停的装装置。进水管入口口距箱盖的的距离应满满足杠杆式式浮球阀或或液压式水水位控制阀阀的安装要要求，一般般进水管中中心距水箱箱顶应有150～200mm的距离。1）进水管2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备出水管从水水箱侧壁接接出时，其其管底至箱箱底距离应应大于50mm，若从箱底底接出其管管顶入水口口距箱底的的距离也应应大于50mm，以防沉淀淀物进入配配水管网。。出水管上应应设阀门以以利检修。。2）出水管当水箱由水水泵供水并并采用自动动控制水泵泵启闭的装装置时，可可不设水位位控制阀。。进水管径径可按水泵泵出水量或或管网设计计秒流量计计算确定。。2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备图2-18水箱进、出出水管合用用示意图为防短流进进、出水管管宜分设在在水箱两侧侧，若合用用一根管道道，则应在在出水管上上增设阻力力较小的止止回阀，如如图2-18所示，其标标高应低于于水箱最低低水位1.0m以上，以保保证止回阀阀开启所需需的压力。。出水管径径应按管网网设计秒流流量计算确确定。2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备溢流管口应应在水箱设设计最高水水位以上50mm处，管径按按排泄水箱箱最大入流流量确定，，一般应比比进水管大大1级。溢流管管宜采用水水平喇叭口口集水，喇喇叭口下的的垂直管段段不宜小于于4倍溢流管管管径。溢流流管上不允允许设阀门门。3）溢流管2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备泄水管从箱箱底接出，，用以检修修或清洗时时泄水。管管上应设阀阀门，管径径不得小于于50mm，阀门后的的管道可与与溢流管相相连后用同同一根管道道排水。4）泄水管供生活饮用用水的水箱箱，贮水量量较大时，，宜在箱盖盖上设通气气管，以使使水箱内空空气流通，，其管径一一般宜为100mm～150mm，管口应朝朝下并设网网罩。5）通气管2.5增压和贮水水设备2.5.2贮水设备是反映水位位控制阀失失灵报警的的装置。可可在溢流管管口下10mm处设水位信信号管，直直通值班室室的洗涤盆盆等处，其其管径15～20mm即可。6）水位信号号装置水箱一般应应在侧壁安安装玻璃液液位计，并并应有传送送到监控中中心的水位位指示仪表表。若水箱箱液位与