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1、建筑内部给水系统计算,1 给水系统所需水压,一、两个基本概念1.额定流量与流出水头额定流量：配水装置单位时间内的出水量流出水头：各种配水龙头或用水设备为获得额定 流量，克服阻力损失（管道、配件），所需 的最小压力。 2.最不利配水点（管网最不利点）：位于系统最高 最远点，满足最不利点配水要求，则建筑内其它 用水点都能满足。 二、室内给水系统所需压力室内给水系统所需的水压，应能将所需的水量输送至建筑物内最不利配水点，并保证有足够的流出水头。,H建筑内部给水系统所需的压力，m H1引入管起点至最不利配水点的几何高度m。 H2计算管路水头损失之和，kpa或mH2O。 H3水流通过水表（节点）的水头损
2、失，kpa或 mH2O。 H4最不利配水点流出水头，kpa或mH2O。在初步设计阶段，为选择给水方式，判断是否需要设置给水升压及贮水设备，需要对建筑给水系统所需水压进行估算：,2给水系统所需水量,一、用水定额用水对象单位时间内所需用水量的规定数值，是确定建筑物设计用水量的主要参数之一。其数值是在对各类用水对象的实际耗水量进行多年实测的基础上，经过分析，并且考虑国家目前的经济状况以及发展趋势等综合因素而制定的，以作为工程设计时必须遵守的规范。合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和工程投资.,二、最高日用水量,Qd最高日生活用水量，L/d；m用水单位数（人或床位数等，工业企业建筑 为每班人数）；
3、 qd最高日生活用水定额（L/人d 、L/床d 或 L/人班） ；,建筑物的最高日用水量Qd，即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性质，采用相应的用水量定额进行计算。生活用水定额可以分为住宅生活用水定额、公共建筑生活用水定额、工业企业生活用水定额、热水用水定额等。若工作企业为分班制，最高日用水量，,n为生产班数,若每班人数不等，每班相加即为总用水各类建筑生活用水定额见表2.2.1、表2.2.2和表2.2.3,三、最大小时用水量,Qh-最大小时用水量(L/h) T- 建筑物内每日或每班的用水时间(h), 根据建筑物性质决定,Qp - 平均时用水量,又称平均小时用水量,为最高 日生活用水量在给水
4、时间内以小时计的平 均值(L/h) Kh - 小时变化系数,最大日中最大小时用水量与 该日平均小时用水量之比.消防用水量大而集中,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,建筑内消防水量应按需要同时开启的消防设备用水量之和计算,具体见第三章.,3给水设计秒流量,设计秒流量:建筑内的生活用水量在1昼夜、1小时里都是不均匀,为保证建筑物内部用水,生活给水管道的设计流量,应为建筑内部卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量,又称为设计秒流量 一、给水管网设计秒流量的确定方法1.经验法（同时给水百分数法）2.平方根法（前苏联专家库尔辛的最大秒流量法）3.概率法（美
5、国专家亨脱根据建筑性质和卫生器具设置定额在大量实测基础上获得各类卫生器具使用频率，以此作为流量设计依据）.,二、我国的计算方法,1.工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影剧院、体育馆等建筑设计秒流量计算公式一般用水时间比较集中,用水设备使用集中,同时给水百分数比较高,目前采用经验法确定计算公式,即直接以卫生器具数量、卫生器具的额定流量和同时给水百分数来计算管段上的设计秒流量,公式如下:,qg计算管段设计秒流量(L/s)； n0同类型卫生器具数； q0同一类型卫生器具给水额定流量;见表 2.1.1（L/s )； b卫生器具同时给水百分数,见表 2.3，2.4，2.5,2.住宅建筑生活给水
6、管道的设计秒流量,qg计算管段设计秒流量(L/s)； U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；,计算步骤:,1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时间及小时变化系数,计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流率:,U0生活给水管道最大用水时卫生器具给 水当量平均出流概率()； q0最高日用水定额；见表2.2.1 qg计算管段设计秒流量(L/s)； m 每户用水人数; Kh 小时变化系数;见表2.2.1 Ng 每户设置的卫生器具给水当量数 T 用水时间(h); 0.2 一个卫生器具给水当量额定流量(L/s),采用概率法进行计算时,
7、生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率的计算是关键,为了使计算值不致偏差过大,2.3.1列出了住宅的卫生器具给水当量最大用水时平均出流概率值,供参考.,2)根据计算管段上的卫生器具给水当量总数计算得出该管段得卫生器具给水当量得同时出流概率:,U计算管段卫生器具给水当量同时出流概率 ()；c对应不同的系数；见表2.3.1 Kh 小时变化系数;见表2.2.1 Ng 每户设置的卫生器具给水当量数;,3.根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率,即可应用公式,得出计算管段的设计秒流量.,注意事项:当给水干管连接有两条或两条以上给水支管,而各条支管的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率具
8、有不同的数值时,该给水干管的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率应按加权平均法计算:,3.集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、教学楼、公共厕所等建筑生活给水设计秒流量计算公式:,qg计算管段设计秒流量(L/s)； Ng 计算管段的卫生器具给水当量总数; 根据建筑物性质定的系数；见表2.3.3,4给水管网水力计算,建筑内部给水管网水力计算的内容:计算给水管网系统中各管段的管径d;计算各管段通过设计秒流量时的水头损失h,根据每段的水头损失h,求整个管网系统所需的水压H;复核市政给水管网的水压是否满足系统最不利点用水要求,根据计算压力选择水泵、水箱或
9、气压水罐等加压设备并确定所需扬程、安装位置和安装高度等.管道的计算是在完成管道布置,绘出管道系统轴侧图以后,根据用水设备的布置,轴侧图中的管道位置,管道轴线标高进行计算.,根据建筑物性质和卫生器具当量数来计算各管段的设计秒流量,根据流量计算公式,已知流速,流量,即可确定管径:,qg计算管段设计秒流量(L/s)； v 计算管段内的流速,m/s; d计算管段的管径m.,V大，d小，节省管材，管网造价小。噪声大，手水头损失大，维护费用高； V小，d大，管网造价高，水头损失小。,给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失以及水表的水头损失. 1.沿程水头损失计算 根据水力学基本原理,管段的沿程水
10、头损失可按水力坡降进行计算,公式如下:,hy计算管段沿程水头损失KPa 或mmH20； i计算管段长度,m; L水力坡降,即管道单位长度水头损失, KPa /m.,给水管道单位长度水头损失,应按下式计算:,i水力坡降,即管道单位长度水头损失, KPa /m; qg 计算管段设计流量,(m3/s); d计算管段的管径m. Ch 海澄-威廉系数.,实际工程设计中,计算量比较大,一般可以直接使用根据上述公式编制而成的管道水力计算表,即根据管段的设计秒流量qg,控制流速U在正常的范围内,在表中查出管径d和单位长度的水头损失i.如:“给水钢管水力计算表”见附录2.1“给水铸铁管水力计算表”见附录2.2“
11、给水塑料管水力计算表”见附录2.3,2.局部水头损失,v沿流动方向局部零件下游的流速,(m/s); g重力加速度,(m/s2); 管段局部阻力系数; hj管段局部水头损失之和,(KPa 或mmH20).,由于室内给水管网中的局部配件比较多,如阀们、弯头、三通等,局部阻力系数各不相同,实际工程设计时，将每一种局部水头损失折算成相应的沿程水头损失的百分数进行计算，即按当量长度计算。,3.水表水头损失,水表水头损失数值与水表的型号、口径有关，因此设计时，首先根据工作环境选择水表的类型，根据通过水表的设计流量确定水表的口径，然后才能计算水表的水头损失。（1）水表的选择水表的类型应根据安装水表的管段上，
12、通过水流的水质、水量、水压、水的温度以及水量的变化等情况选定。一般分户水表多选用旋翼式湿式水表，建筑物总引入管上的水表多选用螺翼式湿式水表。,水表的口径根据通过水表的设计流量来选择，一般原则是：用水量比较均匀时，应保证安装水表的管段上设计秒流量（不包括消防流量）不大于水表的公称流量，因为公称流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量；用水量不均匀的给水系统，可以按设计秒流量不大于水表的过载流量确定水表的口径；,生活或生产用水不均匀，而且连续高峰用水负荷昼夜不超过3h时，可以按给水设计最大小时流量（不包括消防流量）不超过水表过载流量，而超过水表额定流量来确定水表口径；住宅大便器如采用自闭式冲洗阀时
13、，分户水表的口径一般不小于20mm；平时小时流量的6-8（不包括消防流量）应大于水表的最小流量。,注意：在生活、消防共用系统中，虽选表时管段设计流量不包括消防流量，但在选定水表口径后应加消防流量进行复核，满足生活、消防设计秒流量之和不超过水表的过载流量值。,（2）水表的水头损失hd=qg2/Kb qg计算管段的设计秒流量，(m3/h); hd水表的水头损失(kPa); Kb水表的特性系数，一般由生产长提供，也可按式计算。,qmax各类水表的最大流量，(m3/h); qmaxs旋翼式水表的最大流量，(m3/h); qmaxl螺翼式水表的最大流量，(m3/h)。,（3）水头损失的复核,水表水头损失
14、的规定值，对于生活消防共用系统，加上消防流量时，也不应超过规定的水表水头损失值。即满足下表中的规定：表型 正常用水时 消防时旋翼式 24.5 49.0 螺翼式 12.8 29.4,4.水力计算步骤,1.确定给水方案。 2.绘图平面图、轴侧图 。 3.选择最不利管段，节点编号，从最不利点开始，对流量有变化的节点编号。 4.选定设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量。 5.查水力计算表 6.水头损失计算 7.求给水系统所需压力,5增压和贮水设备,一、水泵 1.进水方式1）直接抽升 特点：可充分利用市政管网的压力，不需建水池，减少基建投资和庞大水池所占面积；减少水质受到污染变质的机会。但必须经市政供
15、水部门同意适用条件：市政管网压力高，管径较大。,2）间接抽升适用：用水量比较大,不能 直接抽取市政管网水 量.缺点:不能利用外网水压，造成能源浪费，需建水池,增加基建费用，且水池贮水水水质易受二次污染。水池需要定期管理。,2.工作方式1）自灌式：泵轴低于贮水池最低水位2）自吸式：泵轴高于贮水池最高水位3）变频调速,变速供水的基本原理是：传感器将水泵后的压力变化数据变为电讯号输入控制器中，经控制器处理后传递给变频器，改变电机点电源的工作频率，从而改变水泵的转速，起到增加或减少供水量的作用，以适应用水量的变化。建筑物的用水量是随时变化的，甚至会出现零流量，而变频又有一定的限度，因此，建筑的变频供水系统往往由几台水泵组合而成。,3.水泵流量和扬程,1）流量无水箱按系统设计秒流量确定。有水箱按最大时流量确定。 2）扬程A. 直吸式工作方式Hb H1 + H2 + H3 + H4 H0 Hb :水泵的扬程（kPa）;H1: 引入管起点至最不利点所需的静水压（kPa）;H2: 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）;H3: 水流通过水表时的水头损失（kPa）,
