第讲：给水系统水力计算

第5讲给水设计流量与管道水力计算

一、设计流量二、设计流速三、管网水力计算一、设计流量

（一）基本概念

最大时用水量——最高日用水时间内最大一小时的用水量。（单位：L/h）最大用水小时的平均秒流量——将最大时用水量（最大时流量）中时（小时）换算为3600秒，即得到最大秒流量；（单位：L/S）设计秒流量——卫生器具按配水最不利情况组合出流的最大短时流量。给水设计流量——是给水系统中的设备和管道在使用过程中可能出现的最大流量。（2）采用最大小时平均秒流量的情况：1）设有高位水箱的增压水泵；2）当建筑物内的生活用水全部经贮水池后自行加压供给时，引入管的设计流量；（二）设计流量的确定（1）采用设计秒流量的情况：1）一般情况下，室内配水管网、气压给水设备、变频调速给水设备、不设高位水箱的增压水泵；2）当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，引入管的设计流量；（3）其它情况：1）当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水，又有自行加压供水时，引入管的设计流量等于直接供水部分的设计秒流量加上加压部分的最大用水小时平均秒流量。式中：

——最大小时（平均）秒流量，L/s；——用水单位数，人数或床位数等；——生活用水定额，L/(人·d)，L/(床·d)或l/(人·班)等；(最高日、平均)

——小时变化系数；——用水时数，h。（三）最大用水小时平均秒流量的计算

（2-3）例题:某商场员工及顾客最高日生活用水定额为8L/（㎡·d），使用时数为12h，小时变化系数为1.3,服务人员最高日生活用水定额为100L/（人·d），使用时数为8h,小时变化系数为1.3。其员工及顾客用水单位数为5968㎡，服务人员数为30人。（1）商场最高日生活用水量为（）m³/d，最大时生活用水量为（）m³/h。A．30；2.5B．30.7；6.63C．50.7；6.63D．50.7；2.5（四）设计秒流量的确定

一是经验法，按卫生器具数量确定管径，或以卫生器具全部给水流量与假定设计流量间的经验数据确定管径，简捷方便，但精确度较差，不能区别建筑物的不同类型、不同标准、不同用途和卫生器具的种类、使用情况、所在层数和位置。二是平方根法，以单阀水嘴在额定工作压力时的流量0.20L/s作为一个理想器具的给水当量，其他类型的卫生器具配水龙头的流量按比例换算成相应的器具给水当量，设计秒流量与卫生器具给水当量总数的平方根成正比，建筑物用途不同比例系数不同，当量数增大到一定程度后，流量增加极少，导致计算结果偏小。三是概率法，假定管道系统中主要卫生器具的使用可视为纯粹的随机事件；以建筑物用水高峰期间所记录的一次放水时间和间隔时间作为频率的依据，以给水系统中全部卫生器具中使用m个作为满足使用条件下的要求负荷，该方法理论正确，符合实际，是发展趋向；但并非所有卫生器具都服从二项分布法则，统计数据不可能很全面，人口变化和设备完善程度的影响得不到反映；需要在合理地确定卫生器具额定流量，并进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上，才能建立正确的计算公式。

（四）设计秒流量的确定

目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，然后结合一些经验数据，制成图表供设计使用。

（四）设计秒流量的确定住宅建筑我国生活给水管网设计秒流量的计算方法：用水分散型公共建筑用水集中型公共建筑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，按(2-4)式计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：

（1）住宅建筑的设计秒流量计算

——每户用水人数

——每户设置的卫生器具给水当量数

（1）住宅建筑的设计秒流量计算2）根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，按(2-5)式计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：

——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，按表2-7取用；——计算管段的卫生器具给水当量总数。（1）住宅建筑的设计秒流量计算3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按(2-6)式计算得计算管段的设计秒流量：

4）有两条或两条以上具有不同最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率的给水支管的给水干管，该管段的最大时卫生器具给水当量平均出流概率按(2-7)式计算：【例2-l】

生活给水管道计算草图如图2-6所示。立管A和B服务于每层六户的10层普通住宅Ⅱ型，每户一卫一厨，生活热水由家用燃气热水器供应，每户的卫生器具及当量为：洗涤盆1只(N＝1.0)；坐便器1具(N＝0.5)；洗脸盆1只(N＝0.75)；淋浴器1具(N＝0.75)；洗衣机水嘴1个(N＝1.0)。立管C和D服务于每层四户的10层普通住宅Ⅲ型，每户两卫一厨，生活热水由家用燃气热水器供应，每户的卫生器具及当量为：洗涤盆1只(N＝1.0)；坐便器2具(N＝0.5×2＝1.0)；洗脸盆2只(N＝0.75×2＝1.5)；浴盆1只(N＝1.2)；淋浴器1具(N＝0.75)；洗衣机水嘴1个(N=1.0)。（1）住宅建筑的设计秒流量计算（1）住宅建筑的设计秒流量计算例题：计算住宅给水设计秒流量的“卫生器具给水当量的同时出流概率”，下列哪一个概念是错误的？（）A．按户为单位计算确定B．按计算管段分别确定C．与最高日用水定额有关D．与卫生器具给水当量有关例题:住宅浓建筑窜生活湿给水芝管道型，某似计算透管段浩上卫武生器袖具给宵水当裕量总春数为25，计悲算管迁段上眨卫生涌器具井给水立当量习同时泼出流豪概率吓为3.潜0%，该净管段跑设计肾秒流演量应谁为（住）L/攻s。A．0.乏05舒B．0.歪10C．0.克15仿D．0.男25如集体颤宿舍拔、旅挠馆、里宾馆村、医败院、驱疗养纸院、肌幼儿衫园、虑养老皂院、期办公狮楼、菌商场良、客谨运站数、会穿展中哄心、移中小大学教疲学楼奴、公霉共厕摸所等建其筑的怀生活往给水菌设计虚秒流郊量，躺仍采苹用平方磨根法计算贪设计劲秒流呈量，励具体到按(2饼-8建)式计捉算：（2）用危水分湖散型锯公共距建筑略的设磨计秒切流量森计算——根据担建筑惠物用心途而府定的驶系数宏，按表2-跃8取用陕。注意夹：当计住算值腐小于均该管邪段上1个最幕大卫执生器闻具给不水额伍定流究量时漏，应张采用1个最照大的耍卫生肚器具超给水翁额定获流量吊作为寨设计孝秒流通量；如计嘱算值止大于唉该管另段上微按卫宗生器胃具给切水额滨定流抢量累秆加所魄得流具量值昂时，昏应按便卫生族器具长给水豪额定剖流量疼累加航所得简流量耽值采答用。有大作便器菊延时峰自闭赞冲洗画阀的舟给水芝管段爬，大欺便器鸟延时淘自闭瞎冲洗速阀的年给水届当量磁均以0.鸟5计，柱计算续得到蛾的附肿加1.熔10疼L/助s的流养量后啊，为帽该管残段的坊给水号设计绵秒流蜓量。综合旬楼建蒸筑的径值应苏按加梅权平鹊均法自计算浮。（2）用瞧水分仗散型政公共受建筑羞的设怨计秒荐流量府计算例题稍：教学福楼共5层，厦每层间设2个卫速生间厦，每采个卫迁生间膊卫生永器具摇给水陆当量扔总数唤为6.乒5，根凯据建查筑物无用途盟而定愈的系歉数a值为1.搂8。该届教学慰楼给引水设愈计秒四流量宜应为召（务）L/已s。A．2.区90毁B．5.别82C．12危.6惭3较D．29例.0（3）用燃水集咬中型点公共岸建筑羊的设列计秒念流量红计算如工业狐企业聚的生歪活间高、公宝共浴啄室、杜职工废食堂亩或营眼业餐污馆的饿厨房皂、体谷育场秩馆运生动员幼休息虏室、惊剧院书的化径妆间川、普爸通理沉化实侧验室等建采筑的洗生活负给水位管道滔的设鉴计秒种流量步，应挪根据秘卫生溪器具容给水扰额定坦流量晌、同拐类型伸卫生此器具厌数和伏卫生葵器具纺的同时疼给水热百分递数按(2怀-9绸)式计渔算：式中递：——计算摔管段街的给传水设众计秒预流量山，L/器s；——同类愤型的1个卫月生器起具给望水额恩定流辛量，L/堪s；——计算把管段懂同类良型卫羊生器逐具数赛；——卫生朱器具杂的同贯时给皂水百泛分数，应鸽按表2-京9、表2-捷10和表2-峡11采用貌。注意说：如计途算值闪小于驶该管害段上1个最彼大卫届生器劈燕具给妇水额尘定流抖量时乌，应国采用1个最泛大的伯卫生古器具紫给水或额定隶流量录作为泥设计去秒流士量。大便践器自努闭式寻冲洗滚阀应呼单列腐计算暂，当泛单列醒计算挽值小吩于1.吉2L兄/s时，茅以1.演2L跃/s计；财大于1.周2L某/s时，斧以计浪算值买计。（3）用聋水集幻玉中型续公共馅建筑厅的设提计秒在流量足计算例题仅：某研好究院昏实验条室设鹿置单胁联化泊验龙束头15个，而额定源流量0.祖2至L/交s，同寸时给盆水百分分数丸为30屈%；双棉联化偿验龙粱头12个，搏额定歉流量0.沾07辈L间/s，同唤时给暗水百欧分数20僚%；该提管段畅设计毕秒流索量应赶为（佣）L/膨s。A．0.厚50杆B．0.坐80C．1.饿07萄D．2.衔86二、隶设计听流速当管戒段的抗流量淋确定赛后，蜜流速衰的大怕小将著直接役影响辞到管城道系锐统技萌术、耻经济错的合暮理性盏。流票速过处大易膝产生渔水锤帜，引昏起噪纷声，恐损坏御管道写或附彻件，构并将明增加储管道胁的水邪头损罢失，数提高翻建筑女内给挥水系镰统所镇需的洗压力评和增乓压设败备的玩运行混费用慨；流包速过挥小，够会使抽管道腐直径辰变大缘瑞，增蚂加工谣程投羡资。经设计购时应托综合炮考虑帆以上贤因素嫁，将打给水凤管道剥流速叹控制域在适催当的煤范围吉内。经济吉流速生活哀或生捧产给甲水管聋道的期水流摧速度遮宜按右表2-责13采用妹；消火储栓给蹄水系澡统的芦管道奇流速桌不宜哀大于2.拌5m唱/s；自动四喷水歼灭火个系统蒜的管腾道流俘速，芹不宜箭大于5.帝Om蹈/s，特殊墓情况耐下可皆控制牌在10强m/沈s以下陶。二、吨设计岸流速——经济甘流速表2-13生活给水管道的水流速度公称直径(mm)15～2025～4050～70≥80水流速度(m/s)≤1.0≤1.2≤1.5≤1.8三、管网狼水力厉计算室内盗给水遥管网类的水末力计梨算，全就是垦在满铜足各杀配水苍点用延水要给求的抄前提势下，患确定建给水立管道耳的直旨径及达管路用的水滥头损钢失，脚复核祥室外铜给水翼管网份是否竞满足配所需凶压力错，对样于设近置升损压设挺备和床高位叹水箱榜的给塞水系闹统，苍需要连根据果计算痰结果歪选择徒设备补型号酷和确置定水服箱安篇装高袋度。——目的圣和任随务1、确五定管蛮径根据嫂已经判计算灭出的侵各管脸段设湿计流派量，录初步龙选定月管道耍设计摘流速嘉，按(2沈-1汽0)式计值算管爷道直槽径：住宅蚕的入麻户管际，公鸟称直眉径不焦宜小禾于20累mm。2、沿掏程水众头损称失给水洞管道艰的沿京程水谷头损狱失可肃按(2腾-1否1)式计办算：表2―渗14各种榜管材凝的海碗澄-威廉叨系数管道类别塑料管、内衬(涂)塑管铜管、不锈钢管衬水泥、树脂的铸铁管普通钢管、铸铁管1401301301003、局旷部水煤头损耻失生活励给水疯管道罗的配培水管肠的局阴部水狭头损省失，驼宜按丸管道马的连辰接方充式，爱采用管(配)件当踏量长度度法计算胳。螺浩纹接我口的磨阀门呆及管热件摩窝阻损验失的当量味长度枣见表2-滚15。当管餐道的汉管(配)件当春量长令度资窗料不兆足时哑，可危根据轿下列洪管件针的连盼接状命况，按管双网的喜沿程笑水头运损失绒的百屑分数顶取值奸：局部偿水头序损失眨的估雀算：1)管(配)件内缘瑞径与布管道狡内径一致，采笑用三通碍分水时，范取25％～30％；采畜用分水截器分叶水时，驴取15％～20％。2)管(配)件内奸径略大于管道典内径呈，采丧用三幅通分他水时校，取50％～60％；址采用凑分水磁器分忍水时争，取30％～35％。3)管(配)件内兴径略治小于抱管道枪内径戒，管(配)件的防插口保插入蛋管口纵内连支接，鹅采用仅三通权分水谅时，滥取70％～80％；态采用茄分水和器分掩水时愧，取35％～40％。水表璃和减悬压阀裙水头组损失听估算陵：水表的局近部水陡头损搅失，丝式应按饲选用新产品更所给饰定的撑压力潜损失终值计象算。狠在未佣确定优具体求产品铸时，芒可按堂下列岔情况驼选用父：住宅筋入户薄管上汪的水衔表，甘宜取0.陷01之MP浆a；建筑艇物或塘小区妇引入废管上份的水久表，梦在生支活用古水工安况时原，宜厕取0.艰03辩MP奇a；在校永核消特防工驰况时束，宜呢取0.灰05川MP秧a。比例府式减冤压阀的水昂头损盼失，挽阀后淡动水促压宜炼按阀纸后静耀水压幕的80％～90％采愉用；弓管道网过滤赤器的在局部戒水头劈燕损失夏，宜愤取0.窑01帮MP尸a；管道袍倒流斧防止兴器的局局部水尘头损脖失，质宜取0.肺02药5～0.挨04拒MP