建筑给排水生活给水秒流量、管径及水头损失设计计算书

2/2建筑给排水生活给水秒流量、管径及水头损失设计计算书项目名称：某综合办公楼生活给水系统（支管及立管）设计设计阶段：施工图设计编制依据：《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019一、设计计算范围与基础参数1.1计算范围本计算书针对该办公楼5~10层的一根生活给水立管（代号：JL-1）及其连接的最不利支管进行水力计算。该立管共服务6个标准卫生间（每层1个），每个卫生间内设有：洗手盆（混合水嘴）：3个蹲式大便器（自闭式冲洗阀）：2个小便器（自闭式冲洗阀）：2个1.2卫生器具给水额定流量及当量（依据GB50015-2019附录A）卫生器具名称额定流量q0当量N使用压力Pmin洗手盆（混合水嘴）0.150.750.05蹲式大便器（自闭式冲洗阀）1.206.000.10小便器（自闭式冲洗阀）0.100.500.051.3设计参数给水管道类型：内衬塑镀锌钢管（海澄-威廉系数Ch最不利点（顶层洗手盆）所需流出水头：0.05MPa水头损失计算采用海澄-威廉公式。25%局部水头损失按沿程水头损失的二、设计秒流量计算2.1计算公式（依据GB50015-2019第3.7.4条）本建筑为办公建筑，采用平方根法计算给水管段的设计秒流量。公式如下：q补充说明：对于大便器采用自闭式冲洗阀的给水管段，其设计秒流量需附加1.10L/s。但标准已明确公式中引入k值，对于该类建筑，k2.2符号说明qg——计算管段的设计秒流量，单位：L/sα——根据建筑物用途确定的系数，办公楼取α=1.5Ng——k——根据建筑物用途确定的系数，办公楼按k=02.3计算管段划分及当量统计2.3.1最不利支管（第10层卫生间）管段当量计算每个卫生间内器具当量：洗手盆（3个）：3×0.75=2.25蹲便器（2个）：2×6.00=12.00小便器（2个）：2×0.50=1.00单个卫生间当量总数：N2.3.2立管JL-1累计当量立管服务6个卫生间（5~10层），故总当量：N2.3.3管段编号与设计秒流量计算我们将计算以下关键管段：管段1：支管（连接最不利卫生间内洗手盆至接大便器的三通），当量Ng管段2：支管（连接最不利卫生间内3个洗手盆），当量Ng管段3：支管（连接最不利卫生间内所有器具），当量Ng管段4：立管底部（连接6个卫生间），当量Ng计算过程：以管段4为例（其他管段同理）。第一步：计算平方根项N91.50k=0qq第三步：校核上下限下限：单个最大卫生器具额定流量为1.20L/s（蹲便器），q上限：该管段上所有卫生器具额定流量累加值。所有器具额定流量之和：洗手盆6×3×0.15=2.70L/s，蹲便器6×2×1.20=14.40L/s，小便器6×2×0.10=1.20L/s，合计2.70+14.40+1.20=18.30同理计算各管段，结果汇总如下：管段编号卫生器具组合当量总数N设计秒流量qg11个洗手盆0.750.2623个洗手盆2.250.4531个卫生间（全部器具）15.251.1746个卫生间（立管底部）91.502.87结论：立管JL-1的设计秒流量为2.三、给水管道管径计算3.1计算公式管道内径根据设计秒流量和推荐流速确定，并圆整至公称直径。基本公式：d式中：dj——管道计算内径，单位：mqg——设计秒流量，单位：mv——管道内流速，单位：m/s。推荐流速范围（GB50015-2019）：-生活给水管道：v≤1.2m/s（热水）或v≤1.5m/s（冷水）；本工程为冷水，取3.2符号说明及单位换算qg需从L/s换算至m3/π取3.1416。计算出的dj单位为米，需转换为毫米（mm），然后选取公称直径DN3.3管段4（立管）管径计算代入参数：qg=2.87L/s步骤1：流量单位换算q步骤2：计算所需内径dd步骤3：换算为毫米d步骤4：选取公称直径根据内衬塑镀锌钢管规格，公称直径DN50的管道计算内径约为53mm（实际壁厚影响），DN65内径约为67mm。55.19mm接近DN65，且为保证流速不超限，选择v满足经济流速要求。结论：立管JL-1管径选用DN65。3.4其他管段管径计算（同理，汇总如下）管段编号设计秒流量qg计算内径dj选用公称直径DN实际流速v实10.2616.6DN200.8320.4521.8DN250.9231.1735.2DN400.9342.8755.2DN650.81结论：各管段管径如上表所示，所有流速均控制在经济流速范围内。四、水头损失计算4.1沿程水头损失计算公式（海澄-威廉公式）ih4.2符号说明i——单位长度沿程水头损失，单位：kPa/m。hf——管段沿程水头损失，单位：kPa或换算为mHqg——设计秒流量，单位：L/sCh——海澄-威廉系数，内衬塑镀锌钢管取Cdj——管道计算内径，单位：mmL——管段长度，单位：m。单位换算：1kPa4.3最不利管路沿程水头损失计算最不利管路为：水源接驳点→立管底部→10层卫生间→最远端洗手盆。选取关键管段长度（假设值）：立管JL-1长度（地下室至10层）：L4=35m，qg=2.87L/s10层水平支管（从立管至卫生间入口）：L3=8m，qg=1.17L/s卫生间内支管（至洗手盆前）：L2=4m，qg=0.45L/s最后一段接洗手盆：L1=1.5m，qg=0.264.3.1管段4（立管）沿程水头损失计算代入参数：qg=2.87L/s，Ch=130i分步计算：(2.87)1.852：取对数或计算器，1301.852：1301.852≈1301×674.87：674.87=e4.87×ln⁡分子：10.67×6.861=73.20。分母：8219.9×7.80×10i4=73.20/(6.41×1012)=1.142×10-11kPa/m？？此结果明显过小，检查公式：海澄-威廉公式常用形式中，若qg单位为m3/s，dj单位为m，则i单位为m/m。为避免混乱，采用规范推荐简化公式（GB50015-2019附录C）中的复合单位形式。更正：当qg单位为i但上述计算结果异常，因指数运算中dj4.87使用便捷公式：对于Ch=130，i=更严谨的做法：将dj换算为m：dj=0.067m，i计算：qg1.852=(0.00287)1.852=e1.852×lndj4.87=(0.067)4.87=e4.87×lnCh分母：8250×1.94×10分子：10.67×1.96×10i=2.09×结论：单位沿程水头损失i4h4.3.2其他管段同理计算（简化后汇总）采用相同方法计算其余管段：管段qgdji(m/m)L(m)hf(mH₂管段3(DN40)1.17410.049580.396管段2(DN25)0.45270.052140.208管段1(DN20)0.26210.06841.50.103最不利管路总沿程水头损失：∑4.4局部水头损失计算局部水头损失按沿程水头损失的25%h4.5管路总水头损失h五、系统所需总压力校核及管径确定5.1计算公式给水系统所需总压力：H式中：H——系统所需总压力，单位：mH2H1——最不利点与水源（市政给水管网或水池最低水位）的几何高差，单位：mH2O。本建筑设水池在-2层，最不利点（10H2——管路总水头损失，HH3——最不利点卫生器具所需流出水头，H5.2计算总压力H换算为压力：38.5555.3结论与验证若市政给水管网供水压力能保证≥0.40MPa所选管径（DN65立管、DN40～DN20支管