建筑给排水第二章

1、第二章第二章 建筑内部给水系统计算建筑内部给水系统计算2-1 给水系统所需水压给水系统所需水压一、两个基本概念一、两个基本概念 1.1.额定流量与流出水头额定流量与流出水头 额定流量额定流量：配水装置：配水装置单位时间内的单位时间内的出水量出水量 流出水头流出水头：各种配水龙头或用水设备为获得：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），所额定流量，克服阻力损失（管道、配件），所需的需的最小压力最小压力。 2.2.最不利配水点（管网最不利点）最不利配水点（管网最不利点）：管网压力：管网压力控制点控制点l二、室内给水系统所需压力二、室内给水系统所需压力l 室内给水系统所需的

2、水压，应能将所需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。保证有足够的流出水头。l在初步设计阶段，为选择给水方式，判断在初步设计阶段，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：对建筑给水系统所需水压进行估算：)1(4nH4321HHHHHH建筑内部给水系统所需的压力建筑内部给水系统所需的压力;H1引入管起点至最不利配水点的几何高引入管起点至最不利配水点的几何高度度;H2计算管路水头损失之和计算管路水头损失之和;H3水流通过水表（

3、节点）的水头损失水流通过水表（节点）的水头损失;H4最不利配水点流出水头最不利配水点流出水头. 水 表2-2给水系统所需水量给水系统所需水量一、用水定额一、用水定额 用水对象单位时间内所需用水量的用水对象单位时间内所需用水量的规定规定数值数值，是确定建筑物设计用水量的主要参，是确定建筑物设计用水量的主要参数之一。数之一。 其数值是在对各类用水对象的实际耗水其数值是在对各类用水对象的实际耗水量进行多年量进行多年实测的基础上，经过分析，并实测的基础上，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，以作为工程设计时等综合因素而制定的，以作为工

4、程设计时必须遵守的规范。必须遵守的规范。 二、最高日用水量二、最高日用水量1000ddmqQ 1000ddmqQ 1000ddmqQ Qd最高日生活用水量，最高日生活用水量，L/d； m用水单位数（人或床位数等，工业企业建筑用水单位数（人或床位数等，工业企业建筑为每班人数）；为每班人数）； qd最高日生活用水定额（最高日生活用水定额（L/人人d 、L/床床d 或或 L/人人班）班） ；ddqmQ三、最大小时用水量三、最大小时用水量Qh-最大小时用水量最大小时用水量(L/h)T- 建筑物内每日或每班的用水时间建筑物内每日或每班的用水时间(h), 根据建筑物性质决定根据建筑物性质决定phhQQKh

5、pdhKQKTQQh2-3给水设计秒流量给水设计秒流量设计秒流量设计秒流量:应为建筑内部卫生器具按应为建筑内部卫生器具按最不利最不利情况组合出流时的最大瞬时流量情况组合出流时的最大瞬时流量.一、给水管网设计秒流量的确定方法一、给水管网设计秒流量的确定方法 1.1.经验法经验法 2.2.平方根法（前苏联专家库尔辛的最大秒平方根法（前苏联专家库尔辛的最大秒流量法）流量法） 3.3.概率法（美国专家亨脱根据建筑性质和概率法（美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，以此作为流量设各类卫生器具使用频率，以此作为流量设计依据）

6、计依据）二、我国的计算方法二、我国的计算方法1.工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影剧院、体育馆等建筑设计秒流共食堂、影剧院、体育馆等建筑设计秒流量计算公式量计算公式 bqnq00gqg计算管段设计秒流量计算管段设计秒流量(L/s)；n0同类型卫生器具数；同类型卫生器具数；q0同一类型卫生器具给水额定流量同一类型卫生器具给水额定流量;见表见表 2.1.1（L/s )；b卫生器具同时给水百分数卫生器具同时给水百分数,见表见表 2.3，2.4，2.5bqnq00g2.住宅建筑生活给水管道的设计秒流量住宅建筑生活给水管道的设计秒流量ggNUq2 . 0q

7、g计算管段设计秒流量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计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率概率 ()；Ng计算管段的卫生器具给水当量总数；计算管段的卫生器具给水当量总数；计算步骤计算步骤:1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用）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计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流率流率:）（0010036002 . 000TNmKqUghU0生活给水管道最大用水时卫生器具给生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概

8、率水当量平均出流概率()；Q0 最高日用水定额；见表最高日用水定额；见表2.2.1m 每户用水人数每户用水人数;Kh 小时变化系数小时变化系数;见表见表2.2.1Ng 每户设置的卫生器具给水当量数每户设置的卫生器具给水当量数;T 用水时间用水时间(h);0.2 一个卫生器具给水当量额定流量一个卫生器具给水当量额定流量(L/s)）（0010036002 . 000TNmKqUgh2) 根据计算管段上的卫生器具给水当量总数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同时计算得出该管段的卫生器具给水当量同时出流概率出流概率:）（）（00g49.0gc100N1N1Uc对应不同

9、的系数；见表对应不同的系数；见表2.3.13) 根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率概率,即可应用公式即可应用公式,得出计算管段的设计秒流得出计算管段的设计秒流量量.3.集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼集体宿舍、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秒流量计算公式:ggN0.2qqg计算管段设计秒流量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计算管段的卫生器具

10、给水当量总数;根据建筑物性质定的系数；见表根据建筑物性质定的系数；见表2.3.32-4给水管网水力计算给水管网水力计算 建筑内部给水管网水力计算的内容建筑内部给水管网水力计算的内容: 管径管径d;水头损失水头损失h, 水压水压H; 复核复核;加压扬程、安装位置和安装高度等加压扬程、安装位置和安装高度等. 管道的计算是在完成管道布置管道的计算是在完成管道布置,绘出管道绘出管道系统轴侧图以后系统轴侧图以后,根据用水设备的布置根据用水设备的布置,轴侧轴侧图中的管道位置图中的管道位置,管道轴线标高进行计算管道轴线标高进行计算. 给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局给水管网的水头损失包括沿程水头损失和

11、局部水头损失以及水表的水头损失部水头损失以及水表的水头损失. 1.沿程水头损失计算沿程水头损失计算 根据水力学基本原理根据水力学基本原理,管段的沿程水头损失管段的沿程水头损失可按水力坡降进行计算可按水力坡降进行计算,公式如下公式如下:iLhyhy计算管段计算管段沿程水头损失；沿程水头损失；i计算管段长度计算管段长度,m;L水水力坡降力坡降,即管道单位长度水头损失。即管道单位长度水头损失。给水管道单位长度水头损失给水管道单位长度水头损失,应按下式计算应按下式计算:1.85g-4.87j-1.85hqd105Ci i水力坡降水力坡降,即管道单位长度水头损失；即管道单位长度水头损失；qg 计算管段设

12、计流量计算管段设计流量,(m3/s);d计算管段的管径计算管段的管径m.Ch 海澄海澄-威廉系数威廉系数. 实际工程设计中实际工程设计中,计算量比较大计算量比较大,一般可以一般可以直接使用根据上述公式编制而成的直接使用根据上述公式编制而成的管道水力管道水力计算表计算表,即根据管段的设计秒流量即根据管段的设计秒流量qg,控制流控制流速速V在正常的范围内在正常的范围内(P34),在表中查出管径在表中查出管径d和单位长度的水头损失和单位长度的水头损失i. 如如:“给水钢管水力计算表给水钢管水力计算表”见附录见附录2.1 “给水铸铁管水力计算表给水铸铁管水力计算表”见附录见附录2.2 “给水塑料管水力

13、计算表给水塑料管水力计算表”见附录见附录2.32.局部水头损失局部水头损失v沿流动方向局部零件下游的流速沿流动方向局部零件下游的流速,(m/s);g重力加速度重力加速度,(m/s2);管段局部阻力系数管段局部阻力系数;hj管段局部水头损失之和管段局部水头损失之和,(KPa 或或mmH20).2gvh2j3.水表水头损失水表水头损失（1）水表的选择）水表的选择水表的类型应根据安装水表的管段上，通过水流水表的类型应根据安装水表的管段上，通过水流的的水质、水量、水压、水的温度水质、水量、水压、水的温度以及以及水量的变化水量的变化等等情况选定。情况选定。 （2）水表的水头损失）水表的水头损失hd=qg

14、2/Kbqg计算管段的设计秒流量，计算管段的设计秒流量，(m3/h);hd水表的水头损失水表的水头损失(kPa);Kb水表的特性系数，一般由生产长提供，水表的特性系数，一般由生产长提供，也可按式计算。也可按式计算。qmaxs旋翼式水表的最大流量，旋翼式水表的最大流量，(m3/h);Qmaxl 螺翼式水表的最大流量，螺翼式水表的最大流量，(m3/h)。10qK 100qK2lmaxb2smaxb（3）水头损失的复核）水头损失的复核 对于生活消防共用系统，加上消防流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。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：即满足

15、下表中的规定： 表型表型 正常用水时正常用水时 消防时消防时 旋翼式旋翼式 24.5 49.0 螺翼式螺翼式 12.8 29.4 4.水力计算步骤水力计算步骤1.确定给水方案。确定给水方案。 2.绘平面图、轴侧图绘平面图、轴侧图 。3.选择最不利管段，节点编号，从最不利点开始，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。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选定设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量。量。 5.查水力计算表查水力计算表6.6.水头损失计算水头损失计算7.7.求给水系统所需压力求给水系统所需压力2-5增压和贮水设备增压和贮水设

16、备一、水泵一、水泵 1. .进水方式进水方式 1 1）直接抽升）直接抽升 2）间接抽升）间接抽升2.工作方式工作方式 1）自灌式：泵轴低于贮水池最低水位）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）自吸式：泵轴高于贮水池最高水位 3.水泵流量和扬程水泵流量和扬程1）流量）流量 无水箱无水箱按系统设计秒流量确定。按系统设计秒流量确定。 有水箱有水箱按最大时流量确定。按最大时流量确定。2 2）扬程）扬程 A. A. 直吸式工作方式直吸式工作方式 H Hb b H H1 1 + H + H2 2 + H + H3 3 + H + H4 4 H H0 0 H Hb b : :水

17、泵的扬程（水泵的扬程（kPakPa）; ; H H1 1: : 引入管起点至最不利点所需的静水压引入管起点至最不利点所需的静水压; ; H H2 2: : 水泵吸水管和出水管至最不利配水点计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（算管路的总水头损失（kPakPa）; ; H H3 3: : 水流通过水表时的水头损失（水流通过水表时的水头损失（kPakPa） H H4 4：最不利配水点的流出水头（：最不利配水点的流出水头（kPakPa） ； H H0 0 ：室外给水管网所能提供的最小压力：室外给水管网所能提供的最小压力（kPakPa） 。B. 断流式工作方式断流式工作方式 Hb

18、H1 + H2 + H4 Hb :水泵的扬程（水泵的扬程（kPa）; H1: 贮水池最低水位至配水最不利点位置贮水池最低水位至配水最不利点位置高度所需的静水压（高度所需的静水压（kPa）; 4 4一般要求一般要求 1 1）水泵应在高效区运行；）水泵应在高效区运行； 2 2）采用间接抽水时，水泵宜设计成自灌式）采用间接抽水时，水泵宜设计成自灌式 3 3）自灌式水泵，单独的吸水管）自灌式水泵，单独的吸水管, ,吸水管内的流吸水管内的流速宜采用速宜采用1.01.01.2m/s,1.2m/s,装设阀门装设阀门, ,及管道过滤及管道过滤器。器。 4）每台水泵的出水管上，设压力表、止回阀和）每台水泵的出水

19、管上，设压力表、止回阀和闸阀；闸阀； 5 5）水泵直接从市政给水管网吸水时，吸水口处）水泵直接从市政给水管网吸水时，吸水口处市政管网的压力不得低于市政管网的压力不得低于0.1MPa0.1MPa。 6 6）生活水泵的备用泵不应小于最大一台运行水）生活水泵的备用泵不应小于最大一台运行水泵的供水能力。泵的供水能力。5. .水泵的布置水泵的布置 1 1）建筑物内设置的水泵机组，不应与需要）建筑物内设置的水泵机组，不应与需要安静的房间相毗邻。安静的房间相毗邻。 2 2）水泵房应有充足的光线和良好的通风）水泵房应有充足的光线和良好的通风, ,不不得结冻得结冻, ,有排水设施。有排水设施。 3 3）水泵机组

20、布置要求）水泵机组布置要求：见图（：见图（2.5.12.5.1） 4 4）水泵基础高出地面的高度应便于水泵安）水泵基础高出地面的高度应便于水泵安装装, ,不小于不小于0.1m,0.1m,管道管外底距地面或管沟管道管外底距地面或管沟底面的距离不小于底面的距离不小于0.2m(DN200mm)0.2m(DN200mm) 5 5）水泵应隔振）水泵应隔振 ( (见图见图2.5.22.5.2) ) 6.6.减少水泵噪音的措施：减少水泵噪音的措施：（1 1）用低噪音水泵。）用低噪音水泵。 （2）水泵机组的基础应设置水泵机组的基础应设置减振装置减振装置。 （3）水泵的进出水管上应设置水泵的进出水管上应设置减振

21、装置。减振装置。（4）管道支架宜采用弹性吊架、弹性托架管道支架宜采用弹性吊架、弹性托架( (防止传声防止传声) )。 （5）泵房的墙壁和天花板应采取隔音吸音处泵房的墙壁和天花板应采取隔音吸音处理。理。二二. .气压给水装置气压给水装置 1. 气压给水设备气压给水设备组成组成 气压水罐气压水罐; 水泵机组水泵机组; 管路系统管路系统; 电控系统电控系统; 自动控制箱自动控制箱(柜柜) 气体调节控制气体调节控制系统系统(补气式补气式) 2. 气压给水设备作用气压给水设备作用 气压给水设备兼有升压、调节、贮水、气压给水设备兼有升压、调节、贮水、供水、蓄能和控制水泵起、停的功能供水、蓄能和控制水泵起、

22、停的功能.3.3.分类分类 按照气压给水设备输水压力稳定性不同按照气压给水设备输水压力稳定性不同可分为可分为变压式变压式和和定压式定压式. . 按照气压给水设备罐内气按照气压给水设备罐内气、水接触方式、水接触方式不同可分为不同可分为补气式补气式和和隔膜式隔膜式.4.气压给水设备工作过程气压给水设备工作过程1)气压水罐工作过程气压水罐工作过程(单罐变压式单罐变压式) .(见见flash)气压罐供水过程气压罐供水过程: 水泵供水过程水泵供水过程:2)气压水罐补气的工作过程气压水罐补气的工作过程 泄空补气法泄空补气法:在在允许停水允许停水的给水系统中的给水系统中,可采用可采用开启罐顶进气阀开启罐顶进

23、气阀,泄空罐内存水的方法补气泄空罐内存水的方法补气(见见flash) . 空气压缩机补气空气压缩机补气:在在不允许不允许停水的情况下可采停水的情况下可采用空气压缩机补气用空气压缩机补气,较少采用较少采用. 设补气罐的补气方法设补气罐的补气方法:l 补气罐充气过程补气罐充气过程:l 气压水罐充气过程气压水罐充气过程l 补气过量排气过程补气过量排气过程5.计算计算1)气压水罐容积气压水罐容积bqlq0121b2101qlq2110qql21ql22110q1VVPPPPPP1PPVVPP1PPVVVVVPVPVPV2）水泵的流量和扬程）水泵的流量和扬程2PPH1.2QQ21h三三.贮水池贮水池1.

24、有效容积有效容积sgfsVVVVsgfsVVVVbjbbjbbsTQQTQTQVV 贮水池有效容积，贮水池有效容积，m3；Qb 水泵出水量，水泵出水量，m3/h；Qj水池进水量，水池进水量，m3/h；Tb 水泵最长连续运行时间，水泵最长连续运行时间，h；Tt 水泵运行的间隔时间，水泵运行的间隔时间，h。2.贮水池设计说明贮水池设计说明1）调节水量时，可不计）调节水量时，可不计Vf和和Vsg2）资料不足时）资料不足时,调节水量（调节水量（Qb-Qj）Tb可以不可以不小于建筑物日用水量的小于建筑物日用水量的2025计算。居计算。居住小区住小区15 20计算。计算。3）容积大于）容积大于500m3的

25、贮水池，应分两格，以的贮水池，应分两格，以便清洗、检修时不停水。便清洗、检修时不停水。4）贮水池内宜设水泵吸水坑）贮水池内宜设水泵吸水坑,大小和深度应大小和深度应满足吸水管的安装要求满足吸水管的安装要求.5）生产（生活）、消防共用水池时，应有消）生产（生活）、消防共用水池时，应有消防水平时不被动用的措施防水平时不被动用的措施消防水平时不被动用的措施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措施一：在生产、生活水泵吸水管上开小孔形成虹吸出流。（形成虹吸出流。（见见FLASH）措施二：在贮水池中设溢流墙，生活、生产措施二：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

26、。见用水经消防用水贮存部分出流。见FLASH）措施三：在水箱出水管上设小孔形成虹吸出措施三：在水箱出水管上设小孔形成虹吸出流流五五.水箱水箱(一一)水箱配管（水箱配管（见见flash) 1.进水管进水管: 设浮球阀设浮球阀2个个,便于浮球阀检修便于浮球阀检修,进水管进水管距箱顶距箱顶150200mm. 2.出水管出水管:侧壁接出侧壁接出,管底距箱底应大于管底距箱底应大于50mm,与与进水管共用时进水管共用时,设止回阀设止回阀. 3 .溢流管溢流管: :高于最高液位上高于最高液位上50mm50mm，管径比进水管，管径比进水管大大1 12 2# #, , 不得设阀门。不得设阀门。 4.4.泄水管泄水管 : :箱底接出箱底接出, ,检修或清洗时放水检修或清洗时放水, ,管径不得小于管径不得小于50mm,50mm,设阀门。设阀门。 5.信号管信号管: 溢流管口以下溢流管口以下10mm , DN20 ,直通直通值班室值班室 6.通气管通气管 : 管径一般管径一般100-150100-150mm,管口朝下设管口朝下设网罩。网罩。(二二)水箱容积水箱容积1.由室外给水管网直接供水由室外给水管网直接供水llTQVV水箱有效容积水箱有效容积,m3;Ql 由水箱供水的最大连续平均小时用水由水箱供水的最大连续平均小时用水量量,m3/hTl 由水箱供水