给水水力计算与径管确定

11、水力计算与管径确定第一节建筑内部给水系统的计算一、建筑内部用水量建筑内部用水包括生活、生产和消防用水三部分。最高日用水量（11－1）平均日用水量(11－2)小时变化系数(11－3)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1最高日最大时用水量(11－4)式中Qd——最高日用水量，L/d；m——用水单位数，人或床位数等；qd——最高日生活用水定额，L／人·d或L／床·d；Qd——平均小时用水量，L／h；T——建筑物的用水时间，h；Kh——小时变化系数；Qh——最大小时用水量，L／h。各类建筑的生活用水定额及小时变化系数见表11—1、11—2。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.2住宅生活用水定额及小时变化系数表11－1住宅类别卫生器具设置标准单位生活用水定额（最高日）（L）小时变化系数普通住宅有大便器、洗涤、无淋浴设备每人每日85~1503.0~2.5有大便器、洗涤和淋浴设备130~2202.8~2.3有大便器、洗涤盆、沐浴设备和热水供应170~3002.5~2.0高级住宅和别墅有大便器、洗涤盆、沐浴设备和热水供应300~4002.3~1.8Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.3

集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数

序号建筑物名称单位生活用水（最高日)（L）小时变化系数1集体宿舍有集中盥洗室有盥洗室和浴室每人每日每人每日50~100100~2002.52.5

2旅馆、招待所有集中盥洗室有盥洗室和浴室设有浴盆的客房每床每日每床每日每床每日50~100100~150120~1502.5~2.02.02.03宾馆、客房每床每日400~5002.04医院、疗养院、休养所有集中盥洗室有盥洗室和浴室设有浴盆的病房每病床每日每病床每日每病床每日50~100100~200250~4002.5~2.02.5~2.02.0Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.45门诊部、诊疗所每病人每日15~252.56公共浴室有沐浴器设有浴池、沐浴器、浴盆及理发室每顾客每次每顾客每次100~15080~1702.0~1.52.0~1.57理发室每顾客每次10~252.0~1.58洗衣房每公斤干衣40~801.5~1.09餐饮业营业餐厅设有浴池、沐浴器、浴盆及理发室每顾客每次每顾客每次15~2010~152.0~1.52.5~2.0Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.510幼儿园、托儿所有住宿无住宿每儿童每日每儿童每日50~10025~502.5~2.02.5~2.0

11商场每顾客每次1~32.5~2.012菜市场每平方米每次2~32.5~2.013办公楼每人每班30~602.5~2.014中小学校（无住宿）每学生每日30~502.5~2.015高等院校（有住宿）每学生每日100~2002.5~2.0Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.616电影院每观众每场3~82.5~2.017剧院每观众每场10~202.5~2.018体育场运动员沐浴观众每人每次每人每场5032.02.019游泳池游泳池补充水运动员沐浴观众每日占水池容积每人每场每人每场10%~15%6032.02.0Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.7注：1．高等学校、幼儿园、托儿所为生活用水综合指标。2．集体宿舍、旅馆、招待所、医院、疗养院、休养所、办公楼、中小学校生活用水定额均不包括食堂、洗衣房的用水量。医院、疗养院、休养所指病房生活用水。3．菜市场用水指地面冲洗用水。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.84．生活用水定额除包括主要用水对象的用水外，还包括工作人员的用水。其中旅馆、招待所、宾馆生活用水定额包括客房服务员生活用水，不包括其他服务人员生活用水量。5．理发室包括洗毛巾用水。6．生活用水定额包括生活用热水用水定额和饮水定额。建筑内部的生活用水量是贮水池、水箱和水泵设计计算的主要依据之一。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.9二、给水设计秒流量

给水当量：以污水盆的配水龙头在出流水头为2米时全开的流量0.2升／秒为1个当量，其它卫生器具配水龙头的流量与0.2升／秒的比值该卫生器具的当量数，见表11－3。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.10卫生器具给水的额定流量、当量、支管管径和流出水压表11－3序号给水配件名称额定流量（L/s）当量支管管径（mm）配水点前所需流出水头（Mpa）

1污水盆（池）水龙头0.201.0150.0202住宅厨房洗涤盆（池）水龙头0.200.141.0(0.7)150.0153食堂厨房洗涤盆（池）水龙头普通水龙头0.32(0.24)0.441.6(1.2)2.215-200.0200.0404住宅集中给水龙头0.301.5-0.040Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.115洗手盆水龙头0.15(0.10)0.75(0.5)150.0206洗脸盆水龙头盥洗槽水龙头0.20(0.16)1.0(0.8)150.0157浴盆水龙头0.30（0.2）0.301.5（1.0）150.0208淋浴器0.15（0.10）0.75（0.5）150.020～0.0409大便器冲洗水箱浮球阀自闭式冲洗阀0.101.200.56.015250.020按产品要求Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.12Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1314净身器冲洗水龙头0.10（0.07）0.5（0.35）150.02015饮水器喷嘴0.050.25150.02016洒水栓0.400.700.252025按使用要求按使用要求17室内洒水龙头0.201.015按使用要求18家用洗衣机给水龙头0.241.2150.020Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.14（一）住宅生活给水设计秒流量卫生器具给水当量平均出流概率(11－5)设计管段卫生器具给水当量的同时出流概(11－6)生活给水设计秒流量公式为：(11－7)式中qg——计算管段的给水设计秒流量,L／s；Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数；U——卫生器具给水当量同时出流概率Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.15（二）、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等建筑

(11－8)在采用公式（1－6）时应注意：如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.16（三）工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等建筑生活给水设计秒流量公式为：(11－9)式中qg——计算管段的给水设计秒流量,L／s；q0——同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——卫生器具同时给水百分数。在采用公式（11－9）时应注意：如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设汁秒流量。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.17三．给水管道的水力计算建筑内部给水管道水力计算的其目的是求定各计算管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水头损失，决定建筑给水所需的水压，进而将给水方式确定下来。（一）求定管径在求得各计算管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径：

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.18（11－10）（11－11）式中qg——计算管段的给水设计秒流量,m3／s；d——计算管段的管径，m；v——管段中的水流速度，m/s；计算时，水流速度应按规范规定取值：生活或生产给水管道的水流速度不宜大于2.Om/s；消火栓系统消防给水管道的水流速度不宜大于2.5m/s；当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道的水流速度可采用0.8～1.0m/s。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.19（二）给水管道水压损失的计算建筑内部给水管道的水压损失包括沿程水压损失和局部水压损失。沿程水压损失按下式计算：（11－12）式中hy——管段的沿程水压损失,kPa；i——单位长度管道的沿程水压损失，kPa/m；L——管段的长度，m。单位长度管道的沿程水压损失i值,可从水力计算表查得。给水钢管、给水铸铁管及给水塑料管的水力计算表见附录1－1、1－2、1－3。根据已知的设计秒流量，控制水流速度在允许范围，即可方便快捷地确定出i值。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.20局部水压损失按下式计算：（11－13）式中hj——管段的局部水压损失,kPa；ξ——局部阻力系数；v——局部阻力系数，m/s；g——重力加速度，m/s2。局部水压损失一般不上式进行详细计算，而是按沿程水压损失的一定百分数确定：生活给水管道取25～30％；生产给水管道、生活—消防给水管道、生活—生产—消防给水管道取20％。；消火栓系统消防给水管道取10％；生产—消防给水管道取15％。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.21（三）水力计算的方法和步骤根据初定的给水方式，在建筑物管道平面布置图基础上绘出的给水管道轴测图，进行水力计算。水力计算步骤和方法如下：1．根据给水系统轴测图选出要求压力最大的管路作为计算管路。2．根据流量变化的节点对计算管路进行编号，并标明各计算管段长度。3．按建筑物性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.224．进行水力计算，确定各计算管段的直径和水头损失；如选用水表，并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，与室外给水管道所提供的资用水压H0比较，若H＜H0，即满足要求。若H0稍小于H，可适当放大部分管段的管径，使H＜H0。若H0小于H很多，则需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；确定水箱的安装高度；选择水泵等。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.23【例11－1】某5层旅馆，卫生间设有洗脸盆、浴盆、低冲洗水箱坐式大便器各1套，厨房内有洗涤盆1个，见图11－13。该建筑有局部热水供应，采用塑料给水钢管。引入管与室外给水管网连接点到最配水不利点的高差为12.25m。室外给水管网所能提供的最小压力H0＝200kPa。试进行给水系统的水力计算。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.24图1图11－1厨房卫生间图11-2厨房卫生间给水管道平面布置图给水管道计算图

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.25【解】根据给水管道的布置画出计算草图并进行节点编号，见图11－2。该工程为住宅建筑，选用公式(11－8)计算各管段设计秒流量。由表11－4查得α＝1.10，则设计秒流量公式为：由各管段的设计秒流量qg，控制流速在允许范围内，查附录1－3可得管径DN和单位长度度沿程水压损失i，由hy＝i·L计算各管段的沿程水压损失，计算结果列于表11－9中。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.26

给水管道水力计算表表11－9

管段编号管长L（m）当量总数Ngqg(L/s)DN(mm)V(m/s)i(kPa/m)hy=i·L(kPa)1-20.880.70.14150.700.510.452-30.81.70.30200.790.420.343-41.762.20.34200.890.530.934-53.633.00.40201.050.702.5Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.275-63.06.00.57250.870.351.06-73.06.00.71320.930.401.27-83.012.00.82320.810.240.728-92.9215.00.93320.910.300.88Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.28根据给水管道水力计算表的计算结果，计算管路的沿程水压损失：Σhy=8.11kPa计算局部水水压损失：Σhj=O.3%Σhy=0.3×8.11=2.43kPa计算管路的水压损失为：H2=Σhy＋Σhj=8.11＋2.43=10.54kPa计算水表的水压损失Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.29住宅建筑用水量较小，用水不均匀，水表选用LXS型DN20湿式水表,查得其公称流量为2.5m3／h(＞qg=3.6×0.4=1.44m3/h)，最大流量为5m3／h。分户水表的水压损失：由表1－1查得H4=20kPa。由公式(1－1)计算给水系统所需压力H：H=H1＋H2＋H3＋H4＝13.25×lO＋10.54＋8.29＋20＝171.32kPa＜200kPa满足要求Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.30第二节建筑内部排水系统的计算目的：求出，横管的、和2-1排水定额和设计秒流量一、排水定额二、设计秒流量1.按同时排水百分数计算（11－14）其中：——同类型一个卫生器具排水量 ——卫生器具个数 ——同时排水百分数(同给水)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.312.按排水当量数计算（11－15）——排水当量：以污水盆额定排水流量0.33l/s为一个排水当量——根据建筑内部物用途而定的系数，——计算管段上排水量最大的一个卫生器具排水量l/sEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.32以污水盆排水量0.33L／s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33L／s的比值，作为该种卫生器具的排水当量。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.33根据建筑内部物用途而定的系数α值表11—5建筑物名称集体宿舍、旅馆和其他公共建筑的公共盥洗室和厕所间住宅、旅馆、医院、疗养院、休养所的卫生间ɑ值1.52.0～2.5Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.342-2排水管网的水力计算一、设计规定（排水横管）1)流速m/s2)充满度＜1＜1的目的①排除气体；②调节压力波动避免水气撞击；③容纳高峰流量生活=0.5~0.63)最小坡度，Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.35二、计算1)横管水力计算为方便计，已编制出横管水力计算表，已知、选或→2)立管计算(按临界流量核算)a.设通气立管时排水立管临界流量，表11-3管径(mm)75100150流量(l/s)5925Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.36b.无需设专用通气立管临界流量值(表11-3为表11-4减半使用)管径(mm)5075100150流量(l/s)1.02.54.010.0Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.37c.无通气立管的排水立管最大排水能力(表11-5)立管工作高度排水能力(L/s)管径(mm)5075100≤30.641.322.4040.50.921.7650.400.701.3660.400.501.070.400.500.76≥80.400.500.64Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.38三、按维护经验确定1.室内最小管径，≥50mm2.凡连大便器管段，≥100mm，排出管取150mm3.大便槽，≥150mm4.污水立管，≥75mmEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.39四、庭院排水1.最小管径2.管道布置：沿街道和建筑四周呈直线布，与建筑物最小距离3m。3.冲洗厕所排水，需经化粪池后进入城市排水管网。4.立管的水力计算最小管径(mm)服务人口最小坡度最大充满度检查井间距200＜250(70户)0.0060.5520m200＞2500.004-30mEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.40排水立管的最大排水流量表11－7

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.41【例11－2】某5层住宅，卫生间设有洗脸盆、浴盆、低冲洗水箱坐式大便器各1套，厨房内有洗涤盆1个，排水管道平面布置如图5－6所示。试进行排水管道的计算。图11－3排水管道平面布置图Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.42【解】1．根据排水管道平面布置图画出排水管道计算草图，见图11－4。2．根据表11－1及经验初步确定排水横支管、排出管的管径和坡度，立管、通气管的管径，见表11－8。11－7排水管道计算草图3．选择住宅排水设计秒流量公式，查表11－3取α＝2.5，则：由表11－2查得，洗涤盆Np＝2.0，洗脸盆Np＝0.75，浴盆Np＝3.0，坐式大便器Np＝6.0。计算各排水管段的设计秒流量。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.434．校核各计算管段。选用塑料排水管，根据d、i查附录5－2排水塑料管水力计算表,得出各计算横管管段的通水能力；根据d查表5－7得出各排水立管管段的通水能力，若排水管段的通水能力q大于或等于排水设计秒流量qu，则满足要求。排水管道的计算结果见表11－8。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.44排水管道计算表表11－8

管段编号管径d(mm)坡度i当量总数Npqu(L/s)V(m/s)q(L/s)校核结果备注1-2500.0252.00.670.890.74满足取洗涤盆排水量2-3750.0205.01.670.802.04满足取排水量累计值3-41000.01511.02.991.195.02满足-4-5500.0250.750.250.890.74满足取洗涤盆排水量5-6100-11.753.03-4.5满足排水立管Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.456-7100-23.53.45-4.5满足排水立管7-8100-35.253.78-4.5满足排水立管8-9100-47.04.11-4.5满足排水立管9-10100-58.754.30-4.5满足排水立管10-111000.01558.754.301.195.02满足-Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.46第三节污（废）水局部处理构筑物一、化粪池Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.47污水的停留时间：12～24h。污泥清掏周期：不少于90d。化粪池使用人数按下式计算：(11－16)式中n——化粪池使用人数；N——设计总人数；α——使用卫生器具人数占总人数的百分比，按表11－9确定。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.48使用卫生器具人数占总人数的百分比表11－9建筑类别医院、疗养院、有住宿的幼儿园住宅、集体宿舍、旅馆对办公室、教学楼、工业企业生活间公共食堂、影剧院、体育场α100％60～70％40～50％10％Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.492.构造砖砌体，顶底砼板，防渗漏。矩形≤10m3，分两格，污泥沉降在第一格内＞10m3，分三格，格间设连通管，防止短路。圆形：小体积进出水三通：防止气水界面形成污泥壳，影响进出水，淹没出流，进出管材高差100mm。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.503.设置(就近设置)平面建筑物背街面，距建筑基础＞5m，距水源地＞30m。纵向：市政排水管足够深，由建筑出户管到市政管网，出管埋深＞0.7m。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.514.计算：（11－17）其中：——污水体积——污泥体积