生活给水系统.ppt

封面 建筑给水排水工程课件 太原理工大学环工学院 主讲人 王孝维 教材 建筑给水排水工程 建工第5版 目录 第0部分绪论 学习本课程的要求 建筑给排水工程知识结构 建筑给排水工程的发展 1 必须掌握 建筑给水排水工程设计的设计原理 设计计算方法 施工安装方面的基本理论知识以及相关技术 必须有工程流体力学 热工学 物理化学 以及水泵与水泵站 给水工程 污水处理等相关知识 2 能力要求 能够独立完成建筑给水排水系统的设计方案 设计计算 以及绘制工程设计图 学习本课程的要求 建筑给排水工程知识结构 知识结构图 一 房屋卫生技术设备阶段 1949 1964 开始设置给水排水专业 房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程 专业队伍形成 二 室内给水排水和热水供应阶段 1964 1989 结合工程实践 对机械搬用国外经验造成的失误进行认真总结 逐步形成和确立我国独立的技术体系 三 建筑给水排水工程阶段 1989 现在 技术成熟阶段 高层建筑的大量兴起 新材料 新设备的不断问世 建筑智能化技术的应用 有力推动建筑给排水技术的迅速发展 建筑给排水工程的发展 1 1给水系统的分类和组成 第1部分建筑内部生活给水系统 1 1 1给水系统分类 1 2给水方式 1 3给水管道的布置与敷设 2 6水质防护 1 1 2给水系统组成 1 3 1给水管道布置和敷设 1 3 2管网布置形式 1 建筑内部给水系统 2 建筑内部给水系统计算 1 2 1给水方式的基本形式 1 2 2给水方式选择原则 1 3 3管道防护 2 1给水系统所需水压 2 2给水系统所需水量 2 7高层建筑给水系统 2 4给水管网的水力计算 2 5增压和贮水设备 2 3给水设计秒流量 生活给水系统1 生活给水系统包括供民用住宅 公共建筑以及工业企业建筑内饮用 烹调 盥洗 洗涤 淋浴等生活用水 2 根据用水需求的不同 生活给水系统又可再分为 饮用水 优质饮水 系统 杂用水系统 建筑中水系统 生活给水要求水量 水压应满足用户需要 水质应符合国家规定的 生活饮用水水质标准 1 1 1给水系统的分类 1 1 1给水系统的分类 生产给水系统生产给水系统是为了满足生产工艺要求设置的用水系统 包括供给生产设备冷却 原料和产品洗涤 以及各类产品制造过程中所需的生产用水 生产给水系统也可以再划分为 循环给水系统 复用水给水系统 软化水给水系统 纯水给水系统等 生产给水要求因生产工艺不同 生产用水对水压 水量 水质以及其他的要求各不相同 消防给水系统消防给水系统供民用建筑 公共建筑 以及工业企业建筑中的各种消防设备的用水 一般高层住宅 大型公共建筑 车间都需要设消防供水系统 消防给水系统可以划分为 消火栓给水系统 自动喷水灭火系统 水喷雾灭火系统等 消防给水要求要保证充足的水量 水压 对水质要求不高 1 1 1给水系统的分类 共用给水系统以上三种给水系统 可以单独设置 也可以联合共用 根据建筑内部用水所需要的水质 水压 水量等情况 以及室外供水系统情况 通过技术 经济 安全等方面的综合分析 可以组成不同的共用系统 例如 生活和生产共用给水系统 生活和消防共用给水系统 生产和消防共用给水系统 生活 生产和消防共用给水系统 1 1 1给水系统的分类 1 1 2给水系统组成 引入管计量设备给水管网 给水附件增压 贮水设备配水装置和用水设备 引入管的定义 引入管也称入户管 是一个与室外供水管网连接的总进水管 1 1 2给水系统组成 引入管水表节点 计量设备 建筑给水管网 给水附件增压 贮水设备配水装置和用水设备 计量设备包括 水表 流量计 压力计 1 1 2给水系统组成 引入管计量设备建筑给水管网 给水附件增压 贮水设备配水装置和用水设备 建筑给水管网包括 干管 立管和支管 立管 干管 给水管系统图CAD设计图一CAD设计图二常用管材及连接 1 1 2给水系统组成 引入管计量设备建筑给水管网 配水装置和用水设备给水附件增压 贮水设备 包括各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产 消防等用水设备等 单把立式菜盆龙头 面盆单把龙头 1 1 2给水系统组成 引入管计量设备建筑给水管网 配水装置和用水设备给水附件增压 贮水设备 给水附件定义 给水附件指给水管道上的调节水量 水压 控制水流方向以及断流后便于管道 仪器和设备检修用的各种阀门 具体包括 截止阀 止回阀 闸阀 球阀 安全阀 浮球阀 水锤消除器 过滤器 减压孔板等 单击这里查看给水附件图片 1 1 2给水系统组成 引入管计量设备建筑给水管网 配水装置和用水设备给水附件增压 贮水设备 增压和贮水设备的作用 当室外给水管网的水压 水量不足 或为了保证建筑物内部供水的稳定性 安全性 应根据要求设置水泵 气压给水设备 水箱等增压 贮水设备 查看增压 贮水设备图片 1 2 1给水方式的基本形式 给水方式 指建筑内部给水系统的供水方案 给水方式的基本类型 水表 水平干管 立管 直接给水方式 水箱 泄水管 水表 设水箱给水方式 A 水平干管 水箱 泄水管 设水箱给水方式 B 水池 水箱 水泵 设水泵和水箱给水方式 水池 水泵 设水泵给水方式 A 水泵 设水泵给水方式 B 气压水罐 气压给水方式 水箱 泄水管 水表 水池 室外给水管水压线 分区给水方式 室外给水管网 室外排水管网 饮用水给水系统 杂用水给水系统 水处理设备 分质给水方式 1 2 2给水方式的选择原则 1 尽量利用外部给水管网的水压直接供水 在外部管网水压和流量不能满足整个建筑物用水要求时 则建筑物下层应利用外网水压直接供水 上层可设置加压和流量调节装置供水 2 除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外 一般情况消防给水系统宜与生活或生产给水系统共用一个系统 但应注意生活给水管道水质不能被污染 3 生活给水系统中 卫生器具处静水压力不得大于0 60MPa 各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大于0 45MPa 特殊情况下不宜大于0 55MPa 水压大于0 35MPa的人户管 或配水横管 宜设减压或调压设施 4 生产给水系统的最大静水压力 应根据工艺要求 用水设备 管道材料 管道配件 附件 仪表等工作压力确定 5 消火栓给水系统最低处消火栓 最大静水压力不应大于0 80MPa 且超过O 50MPa时应采取减压措施 6 自动喷水灭火系统管网的工作压力不应大于1 20MPa 最低喷头处的最大静水压力不应大于1 OMPa 其竖向分区按最低喷头处最大静水压力不大于0 80MPa进行控制 若超过0 80MPa 应采取减压措施 1 确保良好的水力条件 力求经济合理管道尽可能和墙 梁 柱平行 力求管路最短 干管应该布置在用水量大的配水点附近 对不允许间断供水的建筑 应从室外环网不同管段设两条或两条以上引入管 具体方式见下图 室外给水管网 室外给水管网 水表 水表 立管 立管 引入管 引入管 1 3 1给水管道布置和敷设的基本要求 2 满足美观和维修的要求对美观要求较高的建筑 给水管道可以暗设 柔性管道宜暗设为了便于检修 管道井每层设检修门 暗设在吊顶和管槽内的管道 在阀门处应留有检修门 3 满足生产和使用安全给水管的布置不能妨碍生产操作 交通运输和建筑物的使用 4 保证水质不被污染或不影响使用生活给水引入管与生活排水排出管管外壁的水平净距不能少于一米 要采取防冻 防露措施 弱 1 3 1给水管道布置和敷设的基本要求 5 保护管道不受损害给水管道应避免布置在重物下面 不能穿越生产设备的基础 保护措施有 软性接头法 丝扣弯头法 活动支架法 6 管道的明装与暗装明装安装维修方便 但不美观 暗装施工复杂 维修困难 造价高 但是不影响室内的美观整洁 暗装管道在墙中敷设时 应预留墙槽 7 管道敷设还应该注意的问题a 给水横管穿过承重墙或基础 立管穿过楼板时均要预留孔洞 b 引入管进入建筑内 穿过建筑物的浅层基础或穿过承重墙或基础时的敷设方法见下页图示 1 3 1给水管道布置和敷设的基本要求 引入管敷设方法 各种给水系统按照水平干管的敷设位置 可以布置成下行上给 上行下给 中分式和环状式 1 3 2管网布置形式 上行下给式特征及使用范围 水平配水管敷设在顶层顶棚下或吊顶之内 设有高位水箱的居住公共建筑 机械设备或地下管线较多的工业厂房多采用 优缺点 与下行上给式布置相比 最高层配水点流出水头稍高 安装在吊顶内的配水干管可能漏水或结露损坏吊顶和墙面 1 3 2管网布置形式 下行上给式特征及使用范围 水平配水管敷设在低层 明装 暗装或沟敷 或地下室顶棚下 居住建筑 公共建筑和工业建筑 在用外网水压直接供水时多采用这种方式 优缺点 简单 明装便于安装维修 与上行下给式布置相比为最高层配水点流出水头较低 埋地管道检修不便 1 3 2管网布置形式 中分式特征及使用范围 水平干管敷设在中间技术层或中间吊顶内 向上下两个方向供水 屋顶用作茶座 舞厅或设有中间技术层的高层建筑多采用 优缺点 管道安装在技术层内便于安装维修 有利于管道排气不影响屋顶多功能使用 需要设置技术层或增加某中间层的层高 1 3 2管网布置形式 环状式特征及使用范围 水平配水干管或立管互相连接成环 组成水平干管环状或立管环状 高层建筑 大型公共建筑和工艺要求不间断供水的工业建筑常采用这种方式 优缺点 任何管道发生事故时 可用阀门关闭事故管段而不中断供水 水流畅通 水损小 水质不易因滞留而变质 但管网造价高 1 3 2管网布置形式 1 3 3管道防护 防腐 明装 钢管 银粉或调和漆两道 铜管 防护漆暗装 埋地铸铁管 冷底子油一道 石油沥青两道 钢管 冷底子油一道 石油沥青两道 外加保护层 北方可能冻结的位置 加保温层 保温层厚度根据计算确定 但不小于25mm 防冻 防露 控制流速 设置曲挠橡胶接头 支架 吊架内衬减振材料 防振 水表 1 作用 计量用水量 2 工作原理 管径一定时 流量与流速成正比 3 构造 表壳 翼轮 减速装置 记录装置 4 分类 a 螺翼式水表和旋翼式水表b 干式水表和湿式水表 5 性能 用性能参数表示 6 选用原则 通过水表的设计生活用水量接近 不超过 水表的额定 公称 流量 7 安装地点 便于安装 维护和检修 1 旋翼式 小口径水表 D 15 50mm 水流阻力大 适用于测量小的流量 水表的类型及特点 旋翼湿式水表 旋翼湿式磁传电子远传水表 更多各种类型的旋翼式水表图片 水表 2 螺翼式 为大口径水表 D 50 50mm 水流阻力小 适用于测量大流量 水平螺翼式水表水平螺翼可拆卸传干式水表 水表 单击这里返回 各种类型的旋翼式水表 1 常用给水管材 1 钢管a 分类 无缝钢管 焊接钢管 镀锌钢管和不镀锌钢管 b 特点 强度大 重量轻 易腐蚀c 适用范围 高压管段 室内管道 不埋地 2 铸铁管a 分类 高压铸铁管b 特点 耐腐蚀 寿命长 普压铸铁管重量大 难安装低压铸铁管质地脆 易损坏c 适用范围 埋地给水管道 室内排水管道 3 塑料管a 分类 聚氯乙烯管 聚丙烯管 聚丁烯管 铝塑管b 特点 强度高 重量轻 耐腐蚀 易安装 耐久性差c 使用范围 广泛用于室内给排水管段给水管道的连接 1 螺纹连接 2 焊接 3 粘接 4 法兰连接 5 卡箍连接 常用给水管材及连接方法 液压水位控制阀 可调式减压阀 比例减压阀 消声止回阀 泄压阀 给水附件 管道过滤器 离心清水管道泵 SMC组合水箱 气压给水设备 增压 贮水设备 2 1给水系统所需压力 在方案或初步设计阶段 应先估算给水系统所需压力 初步确定给水系统所采用的给水方式 然后对建筑内部给水管道系统进行水力计算 从而准确地确定室内给水系统所需的压力 和建筑室外给水管网水压复核 对层高不超过3 5米的民用建筑 可用经验法估算给水系统所需的压力 自室外地面算起 层为 mH2o 层为 mH2o 层以上每加一层增加4mH2o即12 4 n 2 mH20 1 估算水压 2 实际所需水压两个专业名词 额定流量与流出水头额定流量 卫生器具和用水设备根据用途要求而规定的单位时间内的出水量 流出水头 克服配水装置内部阻力而放出额定流量所需要的最小静水压 管网最不利点根据给水方式而确定的供水最困难的配水点 2 1给水系统所需压力 建筑物所需要的水压应按最不利点所需要的水压进行计算 计算公式为 H1 H2 H3 H4 H 示意图 H 建筑给水系统所需的水压 kPa H1 引入管起点至最不利点的高差 kPa H2 最不利点的流出水头 kPa H3 引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失 kPa H4 水流流经水表所需的水头损失 kPa 作业1 利用贝努利方程推导给水系统的水压计算公式 2 1给水系统所需压力 H2 H3 H1 H H 总水压 H4 流出水头 H4 水表 H1 最不利配水点与室外引入管起点的标高差 H2 管路水损H3 水表水损 2 1给水系统所需压力 2 2给水所需水量 1 生产用水量比较均匀 可按单位产品或单位时间耗水量进行计算 略 2 生活用水量受气候条件 生活习惯 卫生设备完善程度及水价等多种因素的影响而有较大幅度的变化 可根据国家制定的用水定额进行估算 3 消防用水量与建筑物的性质 规模 耐火等级等因素有关 为保证灭火效果 消防水量按需要同时开启的消防灭火设备用水量之和计算 1 用水定额用水定额是指 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用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 2 建筑物的最高日用水量 L d 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 居住区生活用水定额 工业企业建筑生活用水定额 热水用水定额等等 若工作企业为分班工作制 最高日用水量 为生产班数 若每班生产人数不等 则各类建筑的生活用水定额见表2 2 1 表2 2 2 表2 2 3 2 2给水所需水量 最高日用水量 L d 用水单位数 人或床位等 工业企业建筑为班人数 最高日生活用水定额 L 人 d L 床 d或L 人 班等 2 2给水所需水量 3 最大小时用水量 最大小时用水量 L h 用水量最高时一个小时的用水量 建筑物内每日或每班的用水时间 h 根据建筑物的性质决 2 2给水所需水量 如 住宅及一般建筑多为昼夜供水 T 24 若工业企业为分班工作制 为每班用水时间 旅馆等建筑若为定时供水 为每日供水时间 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时间内以小时计的平均值 L h 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 2 2给水所需水量 2 3设计秒流量 设计秒流量 为保证建筑内部用水 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 建筑内部给水管道的设计秒流量的确定方法 一般可分为三种类型 经验法 同时给水百分数法 平方根法 前苏联专家库尔辛的最大秒流量法 和概率法 美国专家亨特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 工业企业生活间 公共浴室 洗衣房 公共食堂 影剧院 体育馆等建筑一般用水时间集中 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设计管段上的设计秒流量 公式如下 2 3 1经验法 计算管段中的设计秒流量 L s 同类型卫生器具数 同一类型一个卫生器具给水额定流量 卫生器具的同时给水百分数 2 3 1经验法 说明 1 同时给水百分数b 经验系数 反映卫生设备同时使用机率的系数 包含三个修正系数 即b b1b2cgb1 不同类型卫生器具同时使用的机率 b1 同类型卫生器具同时使用的机率 cg 考虑卫生器具出流特性而乘的流量降低百分数2 计算结果的合理性 对于卫生器具较少 同时给水百分数又小的管段 有时计算结果小于管段上1个最大卫生器具的额定流量 此时应以管段上1个最大卫生器具的额定流量值作为设计秒流量 即qmax q qi 见下例 2 3 1经验法 例 公共浴室内有一给水管路 上有一洗手盆 一盥洗槽水龙头 一大便器自闭式冲洗阀 计算该管路设计秒流量 洗手盆q0 0 15L sb 20 盥洗槽q0 0 20L sb 60 大便器自闭式冲洗阀q0 1 20L sb 20 qg 解 qg 0 15 20 0 20 60 1 20 20 0 39 1 2L s qg 1 2L s qg 1 2L S 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 中小学教学楼 公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量计算公式 计算管段中的设计秒流量 L s 计算管段上的卫生器具当量总数 根据建筑物用途而定的系数 按表2 3 3选用 2 3 2平方根法 2 3 2平方根法 说明 1 给水当量给水管道负荷计量基准 1给水当量 0 2L S2 结果较核对于卫生器具较少的管段 有时计算结果小于管段上一个卫生器具的额定流量 此时应以管段上最大卫生器具的额定流量值作为设计秒流量 有时计算结果大于管段上所有卫生器具的额定流量累加值 此时应以额定流量累加值作为设计秒流量 也即qmax q qi 见例题 3 对于综合性建筑 应用加权平均法确定总管的 值 2 3 2平方根法 小便器多孔管N 0 25 m 大便器自闭式冲洗阀N 6 qg 例1 幼儿园 1 2 给水管路 上有一大便器自闭式冲洗阀和2m长的小便器多孔管 计算该管路设计秒流量 解 qg 0 2 1 2 2 0 25 6 0 5 0 61 1 20L s 例2 客运站 3 0 有同例1一样的管路 计算该管路设计秒流量 解 qg 0 2 3 0 2 0 25 6 0 5 1 53 1 30L s 2 0 25 6 0 2 qi qg 1 20L s qg 1 30L s 2 3 2平方根法 平方根法设计秒流量公式推导设计秒流量应为建筑用水的最大秒流量 用qg表示 qg KS QP 24 3600 1000 L s 1 30年代苏联专家在观测研究基础上 提出建筑生活用水量的秒变化系数 KS 和平均日用水量 QP 的关系公式 KS 30 QP 1 2 2 将 2 带入 1 有 qg 0 347 QP 1 2 L s 3 2 3 2平方根法 当计算引入管管径时 采用 3 式较简便 但用于计算室内给水支管时 因管段所服务的人数较难确定 使用就不方便 为此 苏联专家提出以卫生器具数量来决定设计流量的公式形式 为使不同性质的卫生器具可以累加 需把各种卫生器具的额定流量换算成器具给水当量 1当量 0 2L s 设S0为一个卫生器具当量值的平均日用水量 Ng为卫生器具当量总数 则QP S0Ng 4 将 4 带入 3 有qg 0 347 QP 1 2 0 347 S0Ng 1 2 5 2 3 2平方根法 设b 0 347 S0 1 2 则qg b Ng 1 2 6 实践结果表明 当建筑的平均日用水量在75 250L 人 d的范围间变动时 b值的变化范围不大 为 0 174 0 187 在0 2附近波动 因此 取b 0 2 并将b值随qg的变化情况用 值来反映 即有 qs 0 2 Ng 1 2 7 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 使用时数及小时变化系数 计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 式中 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 最高用水日用水定额 每户用水人数 小时变化系数 每户设置的卫生器具给水当量数 用水时数 h 2 3 3概率法 住宅建筑 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的卫生器具给水当量的同时出流概率 式中 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率 对应于不同的系数 查表选用 每户设置的卫生器具给水当量数 2 3 3概率法 住宅建筑 3 计算管段设计秒流量 式中 计算管段设计秒流量 L s 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率 计算管段的卫生器具给水当量总数 说明 为了便于计算 在计算出后 便可根据直接查表求得设计秒流量 见附表 上式只适用于枝状管道中 各支管的最大用水时发生在同一时段的给水管道 而对最大用水时并不发生在同一时段的给水管段 应将设计秒流量最小的支管的平均用水时平均秒流量与设计秒流量大的支管的设计秒流量叠加成干管的设计秒流量 3 1 3概率法 住宅建筑 4 当给水干管连接有两条或两条以上给水支管 而各个给水支管的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率具有不同的数值时 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 给水干管最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 支管的最高用水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 2 3 3概率法 住宅建筑 2 3 3概率法 住宅建筑 A B C D 11 13 12 14 例 如图 立管A和B服务于每层6户的10层普通住宅 型 每户当量Ng 4 0 用水定额250L 人 d 户均人数3 5人 用水时数24h Kh 2 8 立管C和D服务于每层4户的10层普通住宅 型 每户当量Ng 6 45 用水定额280L 人 d 户均人数4人 用水时数24h Kh 2 5 计算各管段设计秒流量 解 1 计算各管段最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0立管A和B相同 U0 250 3 5 2 8 0 2 4 24 3600 3 5 立管C和D相同 U0 280 4 2 5 0 2 6 45 24 3600 2 5 管段12 13 U0 4 6 10 2 0 035 6 45 4 10 0 025 4 6 10 2 6 45 4 10 3 18 管段13 14 U0 4 6 10 2 0 035 6 45 4 10 2 0 025 4 6 10 6 45 4 10 2 3 0 由此 查表可得各管段的设计秒流量 见下表 2 3 3概率法 住宅建筑 管段设计秒流量计算表 2 3 3概率法 住宅建筑 建筑内部给水管网的水力计算的内容 1 计算给水管网系统中各管段的管径d 2 计算各管段通过设计秒流量时所造成的水头损失h 根据每段的水头损失h 求整个管网系统所需水压H 3 复核市政给水管网的水压能否满足系统最不利配水点所需要的水压 根据计算压力选择水泵 水箱或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 绘出管道系统轴测图以后 根据水龙头等用水配件的布置 轴测图中的管道位置 管轴线标高等进行计算 2 4给水管网水力计算 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 计算管段的设计秒流量m3 s 计算管段内的流速 m s 计算管段的管径m 2 4 1确定管径 生活给水管道的水流速度 给水管网中的水头损失包括沿程水头损失 hj和局部水头损失 hf 总水头损失H2 hj hf1 沿程水头损失计算根据水力学基本原理 管段的沿程水头损失可按水力坡降进行计算 公式如下 管段的沿程水头损失kPa或mmH20 计算管段长度 水力坡降 即管道单位长度水头损失 kPa m 2 4 2给水管网的水头损失计算 给水管道单位长度水头损失应按下式计算 水力坡降 即管道单位长度水头损失 kPa m 管段计算内径 m 给水管段设计流量 m3 s 海澄 威廉系数 实际工程设计时 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的水力计算表 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 给水铸铁管水力计算表 给水塑料管水力计算表 等 2 4 2给水管网的水头损失计算 2 局部水头损失计算 管段的局部水头损失之和 kPa或mmH20 沿流动方向局部零件下游的流速 m s 管段局部阻力系数 重力加速度 m s2 由于室内给水管网中的局部配件比较多 如阀门 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 各种局部配件折算长度可查表求得 当资料不足时 也可按沿程损失的 25 30 取值 2 4 2给水管网的水头损失计算 1 确定水表的类型水表的类型应根据安装水表的管段上 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 2 确定水表的口径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最大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 不超过水表最大流量 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 分户水表的口径一般不小于20mm 平均小时流量的6 8 不包括消防流量 应大于水表的最小流量 2 4 3水表选型及水头损失计算 3 水表流量的校核选定水表口径后 应加消防流量进行复核 满足生活 消防流量之和不超过水表的过载流量 4 水流通过水表的水头损失计算hd 水表的水头损失 kPa qg 计算管段的设计秒流量 m3 h Kb 水表的特性系数 一般由生产厂提供 也可按下式计算 2 4 3水表选型及水头损失计算 qmax 为各类水表的最大流量 m3 h qmax s 旋翼式水表的最大流量 m3 h qmax L 螺翼式水表的最大流量 m3 h 水表水头损失不应超过规定水表水头损失值 即应满足下表中的规定 2 4 3水表选型及水头损失计算 给水系统所需压力应为 4 1 引入管起点与最不利用水点的高差 2 最不利用水点的流出水头 3 最不利管路中的水头损失 4 通过水表的水头损失 建筑给水系统所需水压示意图校核结果 1 外网水压 O 外网水压满足建筑需要 计算结束 2 O稍小于 需调整部分管段的管径 3 O远小于 需调整给水方案 2 4 4水压较核 2 4 5水力计算方法步骤 根据室内给水系统的设计程序 首先确定给水方式 根据所选择的给水方式 进行管网系统的布置 并绘制设计草图 包括给水排水平面图和系统图等 然后以设计草图作为水力计算的依据 水力计算的基本步骤 选择最不利配水点 确定计算管路 根据卫生器具的当量数计算各个管段的设计秒流量 根据设计秒流量和各管段的控制流速 查水力计算表 确定各管段的管径d和单位管长的水头损失i 计算最不利管路的总水头损失 选择水泵或其他加压贮水设备并确定设备安装高度等参数 确定其它管路管径 生活给水水力计算例1 某休养所有5层10户住宅 有局部热水供应 每户卫生间内有低水箱坐式大便器 N 0 5 一套 洗脸盆 N 0 8 浴盆 N 1 各1个 厨房内有洗涤盆 N 0 7 1个 采用镀锌钢管 见右图 外网所能提供最小压力H0 270kPa 进行水力计算 同左侧 生活给水水力计算例1 1 选择最不利管路 节点编号 划分管段 确定设计秒流量公式建筑为休养所 采用平方根法计算设计秒流量 查表可得 2 0 qg 0 2 Ng 0 5 0 2 2 0 Ng 0 5 0 4 Ng 0 5 由各管段的设计秒流量 限定流速 查表可得管径D和单位长度沿程水头损失 从而可求计算管路沿程水头损失 hj 见水力计算表 由表可得最不利管段沿程损失 hj 23 51kPa 局部水头损失 hf 30 hj 0 3 22 62 7 05kPa总水头损失H2 hj hf 22 62 6 78 30 56kPa2 选择水表由于用水量较小 总水表和分户水表均选用旋翼式LXS湿式水表 分户水表选用D 15mm口径 公称流量为2 5m3 h 过载流量为5 0m3 h 总水表选用D 40mm口径 公称流量为10m3 h 过载流量为20m3 h 分别安装在2 3管段和8 9管段 q2 3 0 46L s 1 66m3 h 2 5m3 h q8 9 2 19L s 7 88m3 h 10m3 h 生活给水水力计算例1 通过水表的水头损失为 h分 1 662 52 100 11 02 24 5kPah总 7 882 202 100 15 52 24 5kPaH3 h分 h总 11 02 15 52 26 54kPa3 水压较核给水系统所需压力为 H H1 H2 H3 H4 1 25 15 85 30 56 26 54 20 248 06 270kPa满足要求 计算结束 例1水力计算表 2 5 1水泵 参考图片 水泵分类 主要指叶片式泵 按主轴方向分为卧式 立式 斜式 按叶轮种类分为离心 混流 轴流 按吸入方式分为单吸和双吸 按级数分为单级和多级 2 5 1水泵 1 水泵工作方式按启动时的充水方式 1 吸入式 2 灌入式按吸水管与外网的连接方式 1 直吸式 2 断流式按水泵转速是否变化 1 恒速水泵供水方式 2 变速水泵供水方式 水泵按启动时的充水方式 自灌式启动 泵轴低于贮水池最低水位 自吸式启动泵轴高于贮水池最高水位 真空泵 水泵按吸水管与外网的连接方式 直吸式 断流式 A 可充分利用外网水压 B 不易产生二次污染 C 影响周围用户用水 A 不能充分利用外网水压 B 易产生二次污染 C 不影响周围用户用水 水泵按转速是否变化 水泵变频 变速 供水是指通过改变水泵电机的工作频率 从而调节水泵叶轮的转速 控制水泵的出水量和扬程 使水泵工况处于高效运行范围内 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 2 5 1水泵 2 水泵流量和扬程的确定 1 流量A 室内用水较均匀时 取建筑的最大时用水量B 室内用水不均匀时 取管网的设计秒流量 2 水泵的扬程A 直吸式工作方式Hb H1 H2 H3 HB H0Hb 水泵的扬程 kPa H1 引入管起点至最不利点所需的静水压 kPa 2 5 1水泵 H2 最不利点的流出水头 kPa H3 最不利管路中的水头损失 kPa HB 通过水表的水头损失 kPa H0 外网资用水头 kPa B 断流式工作方式Hb H1 H2 H3Hb 水泵的扬程 kPa H1 贮水池最低水位至最不利点所需的静水压 kPa H2 最不利点的流出水头 kPa H3 最不利管路中的水头损失 kPa 2 5 2贮水池 1 贮水池的容积V VS VX VfVS 生活用水调节容积 m3 VX 消防贮水容积 m3 Vf 事故贮水容积 m3 VS Vx V事故 2 5 2贮水池 2 VS 生活用水调节容积 的确定 1 按经验法确定 不设水箱时 取最高日用水量的10 2 按计算公式确定 水泵水箱联合供水时 Vs Qb Ql TbQb 水泵的出流量 水箱的进水量 m3 h Ql 水池的进水量 m3 h Tb 水泵连续运行时间 h Tb V箱 Qb Qp Qp 水箱的出水量 取最高日平均时水量 m3 h 2 5 2贮水池 3 水箱容积的较核QlTt Tb Qb Ql Tt 水泵运行的间隔时间 h 3 Vx 消防贮水容积 的确定Vs 60 qx Tx 1000 m3 qx 消防设计流量 L s Tx 消防灭火时间 min Tx 60 180min 4 Vf 事故贮水容积 的确定按经验法 Vf Vs Vx 5 2 5 2贮水池 5 贮水池设置要点1 远离污染源 如化粪池 厕所 2 贮水池仅起调节水量的作用时 可不计Vx Vf 3 当室外给水管网能满足建筑内部所需水量时 贮水池可设吸水坑 吸水坑深度不宜小于1m 4 容积大于500m3的贮水池 应分两格 以便清洗 检修时不停水 5 生产 生活 消防共用水池应有消防水平时不被动用的措施 措施一 在生产 生活水泵吸水管上开小孔形成虹吸出流 贮水池 消防水平时不被动用的措施 措施二在贮水池中设溢流墙 生活 生产用水经消防用水贮存部分出流 消防水平时不被动用的措施 贮水池 2 5 3吸水井 1 设置吸水井的条件 不需要设置贮水池 又不允许直接从室外给水管网吸水 2 吸水井的布置 吸水井布置在地下 可设在室外 也可设在室内 吸水井容积应不小于最大一台泵3min的出水量 吸水管在井中布置最小尺寸 D 1 3 1 5 d 1 5 2 0 D 0 75 1 0 D h 0 8d 但不得小于0 5m H 5 0m d d 最低水位 水泵吸水管 2 5 3吸水井 D 水箱的基本知识1 水箱分类 高位水箱 减压水箱 冲洗水箱 断流水箱 2 高位水箱作用 保证水压和贮存 调节水量 减压 稳压作用 3 水箱结构 进水管 出水管 溢流管 水位信号装置 泻水管 通气管 2 5 4水箱 方形模块拼装水箱 Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放 水箱结构 2 5 4水箱 2 5 4水箱 4 水箱的容积和安装高度的确定 1 水箱的容积V VS VX V事故VS 生活用水调节容积 m3 VX 消防容积 火灾初期自救用水10min m3 V事故 事故用水 m3 a 只设水箱的给水方式理论公式 VS QL TL QL 水箱供水的连续平均小时用水量 m3 TL 水箱供水的连续时间 h 2 5 4水箱 经验公式 大型建筑VS 10 20 Qd中小型建筑VS 50 100 QdQd 建筑的最高日用水量 m3 d b 水泵水箱联合供水方式 水泵手动启动时理论公式 VS Qd nb TbQpnb 水泵每天启动次数Tb 水泵运行一次的最短时间 hQp Tb内平均时水量 m3 h经验公式 VS 12 20 Qd 2 5 4水箱 水泵自动启动时理论公式 VS C qb 4Kb qb 水泵出水量 水箱进水量 Kb 水泵1h内启动次数 C 安全系数 取1 5 2 0 经验公式 VS 50 Qh 2 水箱的安装高度水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水头 要根据管道的水力计算确定 A 水力条件 hs H2 H3 2 5 4水箱 H2 最不利点流出水头 kPa H3 最不利管路的水头损失 kPa B 安装要求h1 0 4m 气压给水设备的分类和组成1 分类按照气压给水设备输水压力稳定性不同可分为变压式和定压式 按照气压给水设备罐内气 水接触方式不同可分为补气式和隔膜式 2 气压给水设备作用气压给水设备兼有升压 调节 贮水 供水 蓄能和控制水泵起 停的功能 2 5 5气压给水设备 3 气压给水设备组成气压给水设备一般由气压水罐 水泵机组 管路系统 电控系统 自动控制箱 柜 等组成 补气式气压给水设备还有气体调节控制系统 2 5 5气压给水设备 供水过程 在启始压力p2的作用下水被压送至给水管网 随着水量的减少 罐中压力也降低 当压力降至最小工作压力p1时 压力信号装置动作 水泵启动 水泵供水过程 水泵启动后同时向管网和水罐供水 随着罐中水位的上升 压力也上升 当压力升至最大压力p2时 压力信号器动作 水泵停泵 水罐向管网供水 4 气压给水设备工作过程 气压水罐工作过程 单罐变压式 2 5 5气压给水设备 Flash格式演示动画