第四章-给水管网水力计算2.ppt

1、生活、生产、消防。 设置方式多种。,给水管网的分类,给水管网的组成,水源 引入管 水表节点 （注：水表前后用直管） 给水管道 配水装置及附件 增压储水设备 局部处理设施,（1）室外管网直接给水方式 注意估算法： 层高3.5m 水压：100KPa（底层）、120KPa（二层）、 三层以上每增加一层水压增加40KPa。 （2）设水箱的给水管网 适用于供水压力周期性不足； 当室外给水管网水压偏高或不稳定时，也适宜采用设水箱的给水管网。,给水方式,（3）设水泵的给水管网 适用于室外给水管网的水压经常不足时采用设水泵给水方式。 当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水。 当建筑内用水不均匀时，采用多

2、台或调速泵供水。 当水泵与室外管网直接连接时，应设旁通阀，节能。 为避免外网负压，常在系统中增设贮水池，且设置在水泵和室外管网之间。,给水方式,注：,（4）设水泵和水箱的给水管网 适用于：室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需的水压，且室内用水不均匀时采用。 （5）气压给水管网 适用于：管外水压不足或室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱时采用。 （6）分区给水管网 适用于：室外给水管网的压力只能满足下层供水要求时采用。高区有增压储水设备供水。 （7）分质给水管网 适用于：根据不同用途所需的不同水质分别给水。,给水方式,给水管道布置与敷设,给水管道的布置 1.布置形式,2.布置要求

3、1）满足良好的水力条件，确保供水的可靠性，力求经济合理。 引入管、给水干管宜布置在用水量最大处或尽量不允许间断供水处，布置力求短而直，尽可能与墙、梁、柱等平行； 不允许间断供水的建筑，应从室外环状管网不同管段接出2条或2条以上引入管，在室内将管道连成环状或贯通枝状双向供水，也可采取设储水池或增设第二水源等安全供水措施；,给水管道布置与敷设,给水管道布置与敷设,返回,2.布置要求 2）保证建筑物使用功能和生产安全。 管道不能穿过配电间，以免因渗漏造成电气设备故障或短路； 不能布置在遇水易引起燃烧、爆炸、损坏的设备、产品和原料的上方， 应避免在生产设备上面设置管道；,2.布置要求 3）保证给水管道

4、的正常使用。,生活给水引入管与污水排出管管道外壁的水平净距不宜小于1m，室内给水管与排水管的最小净距平行埋设时应为0.5m，交叉埋设时应为0.15m，且给水管道应在排水管道上面； 为防止振动，管道一般不得穿越生产设备基础，且管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝； 为防止管道腐蚀，管道不得设在烟道、风道和排水沟内，不得穿过大小便槽，当给水立管距小便槽端部0.5时，应采取建筑隔断措施；,给水管道布置与敷设,2.布置要求 3）保证给水管道的正常使用。 塑料管应远离热源:立管距灶边不得小于0.4m，与供暖管道的净距不得小于0.2m，且不得以因热辐射使管外壁温度大于40； 塑料管与其他管道交叉敷设时，应采取保护措

5、施或用金属套管保护，建筑物被塑料立管穿越楼板和屋面处应为固定支撑点，塑料给水管直线长度大于20m时，应采取补偿管道涨缩的措施。 4）便于管道的安装与维修。 布置管道时，其周围要留有一定的空间，在管道井中布置管道要排列有序，以满足安装维修的要求。,给水管道布置与敷设,3.给水管道的敷设 敷设要求： （1）引入管埋地敷设 在室外埋地敷设时要注意地面动荷载和冰冻的影响，其管顶覆土厚度不宜小于0.7m，并且管顶埋深应在冻土线0.2m以下。 建筑内埋地管在无动荷载和冰冻影响时，其管顶埋深不宜小于0.3m。 给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞。暗装管道在墙中敷设时也应预留墙槽。横管穿过预留洞

6、时，管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，其净空一般不小于0.1m。,给水管道布置与敷设,3.给水管道的敷设 敷设要求： （2）横管、立管的敷设 给水横干管宜敷设在地下室、技术层、吊顶或管沟内，宜有0.2%0.5%的纵坡坡向泄水装置； 立管可敷设在管道井内； 给水管道与其他管道同沟或共架敷设时，易敷设在排水管和冷冻管的上面，热水管或蒸汽管的下面； 给水管不宜于输送易燃、可燃或有害的液体或气体的管道同沟敷设； 通过铁路或地下构筑物下面的给水管道必须有保护套管。,给水管道布置与敷设,3.给水管道的敷设 敷设要求： （3）管道在空间敷设 管道在空间敷设时，必须采取固定措施。常用的支托架，给水钢制立管一

7、般每层须安装1个管卡，当层高大于5.0m时，每层须装2个。 明装复合管、塑料管也需安装相应的固定卡架，塑料管的卡架相对密集。,给水管道布置与敷设,给水方式及管道布置,3.给水管道的敷设,给水管道的防护,1）防腐 防腐措施：管道除锈后，在外壁涂刷防腐涂料进行防腐处理。 明装的焊接钢管和铸铁管外刷防腐漆一道，银粉面漆两道; 镀锌钢管外刷银粉面漆两道； 暗装和埋地管道均刷沥青漆两道；,2）.防冻与防结露 当管道及其配件设置在温度低于0以下的环境温度时，应当采用保温措施(管道外包绝热材料)。 3).防漏 避免将管道布置在易受外力损坏的位置，或采取必要且有效的保护措施，使其免于直接承受外力； 要健全管理

8、制度，加强管材质量和施工质量的检查监督； 在湿陷性黄土地区，可将埋地管道设在防水性能良好的检漏管沟内； 管径较小的管道，可敷设在检漏套管内。,给水管道的防护,4）. 防振和防噪声 在设计时应控制管道的水流速度，尽量减少使用电磁阀或速闭型阀门、龙头。 注：住宅建筑进户支管阀门后，应装设一个家用可屈挠橡胶接头进行隔振，并可在管道支架、吊架内衬垫减振材料，以减小噪声的扩散。,给水管道的防护,给水管道的防护,二、给水设计流量及生活给水设计秒流量的计算,（一）建筑内用水情况和用水定额 生产用水的计量方法： 按消耗在单位产品上的水量计算； 按单位时间内消耗在生产设备上的水量计算。 生活用水量的计算是根据用

9、水定额及用水单位数来确定的。,（二）最高日用水量与最大小时用水量 最高日用水量： Qd=mqd Qd最高日用水量（L/d）； m用水单位数（人数、床位数等）； qd最高日生活用水定额（L/(人d)）； 最大小时用水量： Qh=Kh Qd /T =QP Kh Qh最大小时用水量（L/h）； QP平均小时用水量（L/h）； T建筑物内的用水时间（h）； Kh小时变化系数，为最大小时用水量和平均小时用水量之比。,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,（三）生活给水设计秒流量 设计秒流量：生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具配水最不利情况组合出流时的瞬时高峰流量。 计算方法按建筑的用水特点分为两种

10、： 用水设备使用集中，用水时间集中，同时给水百分数高的建筑，直接以卫生器具数量、额定流量和同时给水百分数计算设计秒流量： qg=q0 n0 b qg计算管段的给水设计秒流量（L/s）； q0同一类型的1个卫生器具给水额定流量（L/s） n0同一类型卫生器具数； b卫生器具的同时给水百分数。,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,例：某公共浴池内有淋浴器20个，浴盆8个，洗脸盆10个，大便器（冲水箱）5套，污水池2个，求给水进户总管中的设计秒流量。 解：通过查表确定各卫生器具的同时给水百分数和当量数。 qg=q0 n0 b = q1 n1 b1+ q2 n2 b2+ q3 n3 b3+ q4 n

11、4 b4+ q5 n5 b5 =(0.1520 10.3 8 0.50.2 10 0.8 0.1 50.20.2 2 0.15） 5.87（L/s）,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,（三）生活给水设计秒流量 对于用水设备使用不集中，用水时间过长，同时给水百分数随卫生器具数量增加而较少的建筑，如住宅、集体宿舍、宾馆、医院、学校等建筑，可将按装在污水盆上直径15mm的配水龙头的额定流量0.2L/s作为一个当量，其他卫生器具的给水额定流量与它的比值即为该卫生器具的当量。这样便可把某一管段上不同类型卫生器具的流量换算成当量值： qg计算管段的给水设计秒流量（L/s）； , k 根据建筑用途而定的

12、系数； Ng计算管段上卫生器具给水当量总数。,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,（三）生活给水设计秒流量,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,建筑物名称,普通住宅,有大便器、洗涤盆无淋浴设备,有大便器、洗涤盆和淋浴设备,有大便器、洗涤盆、淋浴设备和热水供应,1.05,0.0050,1.02,0.0045,0.0050,1.1,高级住宅和别墅,1.1,0.0050,幼儿圆、托儿所,1.2,0,（三）生活给水设计秒流量 例：某宾馆有40套客房，每套客房均设有卫生间，其中卫生器具有：洗脸盆一个，冲洗水箱浮球阀大便器一套，浴盆1个，有集中热水供应，试确定每套客房冷水管和整栋楼冷水进户总管的设计秒

13、流量。 解：由公式 进行计算,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,通过查表知：=2.5， k=0，则有 每套客房的设计秒流量： 整栋楼的设计秒流量为：,二、给水管网水力计算,返回,二、给水管网水力计算,返回,（三）生活给水设计秒流量 注： 若计算出的设计秒流量值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量； 若计算出的设计秒流量值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值作为设计秒流量值。,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,（三）生活给水设计秒流量 当某栋建筑为两种及两种以上不同用途的综合性

14、建筑或者是一栋住宅有两种及两种以上卫生器具标准，应当以加权平均法确定总引入管的值和 k 值： =（ 1N1+ 2N2+ + nNn ）/ N k=（ k 1N1+ k 2N2+ + k nNn ）/ N 式中：综合性建筑或住宅总引入管的值； 1、2、 n综合性建筑不同用途部分的值，或 住宅不同卫生器具标准部分的值； N综合性建筑或住宅给水当量总数； N1、N2、 、Nn综合建筑不同用途部分的给水当量数，或住宅不同卫生器具标准的给水当量数； k综合型住宅总引入管的k值； k1、k2、 、kn综合性住宅不同卫生器具标准部分的k值；,一、给水设计流量及生活给水设计秒流量,二、给水管网水力计算,1.水

15、力计算的目的 确定给水管网各管段的管径； 求出计算管路通过设计秒流量时各管段产生的水头损失，进而确定管网所需水压。 2.计算类型 复核型：直接给水方式的供水系统，除确定管径外，校核室外给水管网的压力能否满足最不利点配水口或消火栓所需的水压要求； 设计型：设有升压、储水设备等的给水系统，除确定管径外，还要计算确定升压设备的扬程或高位水箱的高度。,返回,二、给水管网水力计算,3.确定给水管网各管段的管径,返回,给水管道的流速控制范围： 对于生活或生产给水管道，一般采用1.01.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.81.0m/s；

16、 消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s； 其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。,二、给水管网水力计算,4.给水系统水压的确定 H=H1+H2+H3+H4 H1引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压； H2引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和； H3水表的水头损失； H4配水最不利点所需的流出水头。,返回,二、给水管网水力计算,4.给水系统水压的确定 沿程阻力计算：,返回,i单位长度管段上的沿程阻力损失；,局部阻力计算：,管道局部阻力系数之和,二、给水管网水力计算,4.给水系统水压的确定,返回

17、,局部阻力可按下列沿程阻力的百分数采用： 生活给水管网为25%30%； 生产给水管网，生活、消防共用给水管网，生活、生产、消防共用给水管网为20%； 消火栓系统消防给水管网为10%； 自动喷水灭火系统消防给水管网为20%； 生产、消防共用给水管网为15%。,局部阻力计算：,二、给水管网水力计算,5.水力计算方法和步骤 根据综合因素初定给水方式; 根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图； 绘制水利计算表格； 根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路； 以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度； 按建筑的性质选

18、择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量； 根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力； 校核（H0H； H0略H ； H0远H ） 确定非计算管路各管径。,返回,二、给水管网水力计算,例：某6层单元式住宅，层高3米，每单元用住12户，每户厨房设洗涤盆1个，卫生间内设淋浴器1个，低水箱坐式大便器一套，洗衣机1台，洗脸盆1个，有局部热水供应。具体布置见图4-15，管材采用给水塑料管。室外给水管网的常年水压H0为260KPa，试进行给水系统的水力计算。,返回,二、给水管网水力计算,例：图,返回,二、给水管网水力计算,解： 选择配水最不利点，确定

19、计算管路2、3、4、512； 根据建筑用途选取计算设计秒流量的计算公式： =1.1 k=0.005 根据设计秒流量考虑流速范围，查附录表2确定管径和单位长度上的沿程水头损失，由管长L计算沿程阻力损失，并将结果填入计算表格；,返回,二、给水管网水力计算,解：计算表格:,返回,二、给水管网水力计算,解： 计算室内给水系统所需水压： （1）计算引入管起点至配水最不利点位置高度所需要的静水压H1： H1=（35+1.15+1.2）10KPa=173.5KPa （2）计算管路的沿程与局部水头损失之和H2： H2=Hy+Hj=（1+30%）Hy=1.315.75KPa=20.48KPa （3）确定水表的型

20、号、公称直径及水表的水头损失,返回,二、给水管网水力计算,解： （3）确定水表的型号、公称直径及水表的水头损失 住宅每户给水管的设计流量: qg=0.443.6m3/h=1.58m3/h 查旋翼式湿式水表技术数据:选用DN20的旋翼湿式水表,其最大流量为2.5m3/hqg,所以分户水表的水头损失HB,根据式:,返回,返回,二、给水管网水力计算,旋翼式湿式水表的技术参数表:,二、给水管网水力计算,解： （3）确定水表的型号、公称直径及水表的水头损失 住宅每单元给水总管的设计秒流量: qg=1.693.6=6.08m3/h 查旋翼式湿式水表技术数据:选用DN40的旋翼湿式水表,其最大流量为10m3

21、/hqg,所以分户水表的水头损失HB,根据式:,返回,水表的水头损失为: H3=Hb+Hb=9.99KPa+9.24KPa=19.23KPa,返回,二、给水管网水力计算,(4)配水最不利点所需的流出水头: H4=15KPa 室内给水系统所需水压H H=H1+H2+H3+H4=(173.5+20.48+19.23+15) =228.21KPaH0=260KPa 满足要求,四、增压、储水设备,返回,常用的增压与调节设备：水箱、水泵、储水池、气压给水 装置。,一、高位水箱 功能：保证水压和储存、调节水量。 制造材料：钢板、钢筋混凝土、玻璃钢和塑料等。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 1.

22、水箱的配管与附件 （1）进水管 管径的确定：按水泵出水量或管网设计秒流量计算确定。 进水管的安装：一般由水箱侧壁接入，且进水管的中心距箱顶应有150200mm的距离;也可从顶部或低部接入。 进水管上的设置：为控制水位，防止溢流，进水管出口应装设液压水位控制阀或浮球阀，并在进水管上装设检修阀门。,四、给水增压与调节设备,返回,（一）、高位水箱 1.水箱的配管与附件 （2）出水管 管径的确定：按管网设计秒流量计算确定。 出水管的安装：从侧壁（进水管异侧）或底部接出，出水管内底或管口应高出水箱内底,至少50mm，防止沉淀物进入配水管网。,出水管上的设置：当进、出水管合用一根管路时，应在出水管上装设阻

23、力较小的旋启式止回阀，止回阀的标高应低于水箱最低水位1.0m以上，保证止回阀的开启所需的压力。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 1.水箱的配管与附件 （3）溢流管： 管径的确定：比进水管大一级。 溢流水管的安装：可从侧壁接出，溢流管口应设在水箱设计最高水位50mm以上处。 溢流管上的设置：不允许设置阀门，溢流管出口处设置网罩。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 1.水箱的配管与附件 （4）水位信号装置： 功能：反映水位控制阀失灵报警的装置。 管径的确定：1520mm 安装：在溢流管口下10mm处设信号管，一般自水箱侧壁接出，其出口接至经常有人值班房间内的洗涤盆上。 注：水

24、箱液位与水泵联锁，则应在水箱侧壁或顶盖上安装液位继电器或信号器，采用自动水位报警装置，并应保持一定的安全容积：最高电控水位应低于溢流水位100mm，最低电控水位应高于最低设计水位200mm以上。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 1.水箱的配管与附件 （5）泄水管： 功能：用于检修或清洗时泄水。 管径的确定：4050mm 泄水管上的设置：装设闸阀，其出口可与溢水管相接，不得与排水系统直接相连。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 1.水箱的配管与附件 （6）通气管 功能：使管内空气流通，应用于储量较大的生活饮用水箱； 管径的确定：大于或等于50mm，且管口应朝下并设网罩； （

25、7）检修入孔 功能：清洗、检修； 安装：设在箱盖上。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 2.水箱的布置与安装 水箱设置空间的要求：一般设置在净高不低于2.2m，有良好的通风、采光和防蚊蝇条件的水箱间内，其室内最低温度不得低于5，水箱间的承重结构应为非燃烧材料。 水箱的安装：用槽钢（或工字钢）梁或钢筋混凝土支墩支承，金属箱底与支墩接触面之间垫以橡胶板等绝缘材料以防腐蚀，水箱底距地面宜有不小于800mm的净空，以便于安装管道和进行检修。安装间距见表 注：水箱有结冰、结露可能时，要采取保温措施。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 3.水箱的有效容积 生活用水的调节水量，如水泵自动

26、运行时，可按最高日用水量的10计；如水泵为人工操作时，可按最高日用水量的12计； 仅在夜间进水的水箱，生活用水储量应按用水人数和用水定额确定； 生产事故备用水量应按工艺要求确定确定； 当生活和生产调节水箱兼做消防用水储备时，水箱的有效容积除生活或生产调节水量外，还应包括10min的室内消防设计流量。,四、给水增压与调节设备,返回,一、高位水箱 4.水箱的设置高度 水箱的设置高度应使其最低水位的标高满足配水最不利点的流出水头要求，即： hH2+H4 h高位水箱最低水位至配水最不利点位置高度所需的静水压（kPa）； H2水箱出水口至配水最不利点管路的总水头损失 H4配水最不利点的流出水头,四、给水增压与调节设备,返回,（二）、水泵 1.水泵的选择 主要选择流量和扬程 （1）流量的选择,无水箱调节时：流量以系统的高峰用水量即设计秒流量确定； 有水箱调节时：流量可按最大时流量确定；若水箱容积较大，且用水量均匀，则水泵流量可按平均小时流量确定。 消防水泵其流量应以室内消防设计水量确定。,四、给水增压与调节设备,返回,（二）、水泵 1.水泵的选择 （2）扬程 当水泵直接从储水池抽水时： HbH1+H2+H4 Hb水泵扬程（kPa）； H1水泵吸水管端至配水最不利点或水箱进水口所要求的静水压 （kPa）； H2水泵吸水管端至配水最不利点或水箱进水口