室内给水系统的水力计算.pptx

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1、室内给水系统的水力计算室内给水系统的水力计算建筑物内生产用水量是根据工艺过程、设备情况、建筑物内生产用水量是根据工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件等确定的。计量方法有两种：产品性质、地区条件等确定的。计量方法有两种：一种是按消耗在单位产品上的水量计算；一种是一种是按消耗在单位产品上的水量计算；一种是按单位时间内消耗在某种生产设备上的水量计算。按单位时间内消耗在某种生产设备上的水量计算。无论哪种计算方法，生产用水在整个生产班期间无论哪种计算方法，生产用水在整个生产班期间内比较均匀且有规律性。内比较均匀且有规律性。建筑物内的生活用水为满足生活上的各种需要所建筑物内的生活用水为满足生活上的各种需

2、要所消耗的用水，其用量是根据建筑物内卫生设备的消耗的用水，其用量是根据建筑物内卫生设备的完善程度、气候、使用者的生活习惯、水价等因完善程度、气候、使用者的生活习惯、水价等因素确定。生活用水，特别是住宅，一天中用水的素确定。生活用水，特别是住宅，一天中用水的变化较大，而且随气候、生活习惯的不同，各地变化较大，而且随气候、生活习惯的不同，各地差别也很大。一般来说，卫生器具越多，设备越差别也很大。一般来说，卫生器具越多，设备越完善，用水的不均匀性越小。完善，用水的不均匀性越小。2.4.1室内给水所需水量第1页/共21页1.1.最大小时用水量和小时变化系数最大小时用水量和小时变化系数最大小时用水量和小

3、时变化系数最大小时用水量和小时变化系数用用水水量量标标准准是是指指在在某某一一度度量量单单位位内内(单单位位时时间间、单单位位产产品品等等)被被居居民民或或其其他他用用水水者者所所消消费费的的水水量量。在在给给水水系系统统设设计计中中，除除了了需需要要知知道道用用水水量量标标准准外外，为为了了决决定定设设计计流流量量，还还必必须须知知道道用用户户用用水水量量在在一一天天2424h h内内的的变变化化情情况况，通常用通常用“时变化系数时变化系数”来表示：来表示：K Kh h 最高日最大时用水量最高日最大时用水量/最高日平均时用水量最高日平均时用水量 (2(2.14)14)生生产产用用水水量量标标

4、准准通通常常是是由由工工艺艺设设计计人人员员提提出出的的，若若还还不不能能满满足足计计算算要要求求，可可向向同同类类工工厂厂作作调调查查研研究究后后加加以以确确定定。我我国国各各种种不不同同类类型型的的建建筑筑物物的的生生活活用用水水量量标标准准及小时变化系数，是根据国家基本建设委员会批准的。及小时变化系数，是根据国家基本建设委员会批准的。第2页/共21页根根据据规规范范规规定定，按按设设计计要要求求就就可可以以求求定定建建筑筑物物内内生生活用水的最高日用水量及最大小时用水量。活用水的最高日用水量及最大小时用水量。QdQdmqd(2.15)mqd(2.15)式中：式中：QdQd最高日用水量最高

5、日用水量(L/d)(L/d)；m m 用水单位数用水单位数(人、床位等人、床位等)；qd qd 用水量标准用水量标准L/(L/(人人d)d)。(2.16)(2.16)式中：式中：QhQh最大小时用水量最大小时用水量(L/h)(L/h)；T T 建筑物内的用水时间建筑物内的用水时间(h)(h)；Kh Kh 小时变化系数。小时变化系数。第3页/共21页用用最最大大小小时时用用水水量量QhQh来来设设计计给给水水管管道道，能能够够适适应应室室外外给给水水管管网网或或街街坊坊、厂厂区区、建建筑筑群群。因因为为室室外外给给水水管管网网服服务务的的区区域域大大，卫卫生生设设备备数数量量及及使使用用人人数数

6、多多，而而且且参参差差交交错错使使用用，使使用用水水量量大大致致保保持持在在某某一一范范围围的的可可能能性性较较大大，显显得得用用水水比比较较均均匀匀。对对于于单单个个建建筑筑物物，根根据据最最大大小小时时用用水水量量来来选选择择设设备备，能能够够满满足足要要求求。但但用用于于计计算算管管道道，因因为为配配水水不不均均匀匀性性规律不同于小时变化系数，则需要建立设计秒流量公式。规律不同于小时变化系数，则需要建立设计秒流量公式。第4页/共21页2.2.消防用水量消防用水量按照我国按照我国建筑设计防火规范建筑设计防火规范(GBJ17-86)(GBJ17-86)的规的规定，各种建筑物消防用水量及要求同

7、时使用的水定，各种建筑物消防用水量及要求同时使用的水枪数量可查表枪数量可查表2.92.9和表和表2.102.10。第5页/共21页室内给水系统配管计算，是在绘出管网轴测图后进行室内给水系统配管计算，是在绘出管网轴测图后进行的。其目的是求定各管段设计秒流量后，正确求定的。其目的是求定各管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需各管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需的水压，进而将给水方式确定下来。的水压，进而将给水方式确定下来。1.1.设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并且在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并

8、且“逐时逐秒逐时逐秒”地在变化。因此，在设计室内给水管地在变化。因此，在设计室内给水管网时，必须考虑到这种网时，必须考虑到这种“逐时逐秒逐时逐秒”的变化情况，的变化情况，以期求得最不利时刻的最大用水量，这就是管网计以期求得最不利时刻的最大用水量，这就是管网计算中所需要的设计秒流量。算中所需要的设计秒流量。2.4.2室内给水配管计算室内给水配管计算第6页/共21页建建筑筑内内给给水水管管网网的的设设计计秒秒流流量量与与建建筑筑物物的的性性质质、人人数数、人人们们活活动动的的情情况况、水水的的使使用用方方法法、适适当当的的卫卫生生器器具具设设置置数数、卫卫生生器器具具给给水水流流率率有有关关，世世

9、界界各各国国在在这这方方面面进进行行了了不不少少研研究究，制制定定出出建建筑筑内内管管网网秒秒流流量量的的计计算算方方法法，寻寻求求出出相相应应的的计计算算公公式式：一一是是经经验验法法，虽虽然然简简捷捷方方便便，但但不不够够精精确确；二二是是平平方方根根法法，其其计计算算结结果果偏偏小小；三三是是概概率率法法，该该法法理理论论方方法法正正确确，但但需需在在合合理理地地确确定定卫卫生生器器具具设设置置定定额额，进进行行大大量量卫卫生生器器具具使使用用频频率率实实测测工工作作的的基基础础上上，才才能能建建立立正正确确的的计计算算公公式式。目目前前一一些些发发达达国国家家主主要要采采用用概概率率法

10、法建建立立设设计计秒秒流流量量公公式式，然然后后又又结结合合一一些些经经验验数数据据，制制成成图图表表，供供设设计计使使用用十十分分简简便便。当当前前我我国国生生活活给给水水管管网网设设计计秒秒流流量量的的计计算方法，按建筑的用水特点分为两种：算方法，按建筑的用水特点分为两种：第7页/共21页1 1)按卫生器具同时作用系数求定设计秒流量。按卫生器具同时作用系数求定设计秒流量。用用水水时时间间集集中中，用用水水设设备备使使用用集集中中，同同时时给给水水百百分分数数高高的的建建筑筑，如如工工业业企企业业生生活活间间、公公共共浴浴室室、洗洗衣衣房房、公公共共食食堂堂、实实验验室室、影影剧剧院院、体体

11、育育场场等等，可可直直接接以以卫卫生生器器具具数数量量、额额定定流流量和同时给水百分数计算设计秒流量，公式如下：量和同时给水百分数计算设计秒流量，公式如下：q qg g q q0 0n n0 0b b (2.172.17)式中：式中：q qg g计算管段的给水设计秒流量计算管段的给水设计秒流量(L/sL/s)；q q0 0 同一类型的一个卫生器具给水额定流量同一类型的一个卫生器具给水额定流量(L/sL/s)；n n0 0 同类型卫生器具数；同类型卫生器具数；b b 卫生器具的同时给水百分数，按表卫生器具的同时给水百分数，按表2.112.11采用。采用。用用以以上上公公式式计计算算连连接接卫卫生

12、生器器具具少少，同同时时给给水水百百分分数数又又小小的的给给水水管管段段时时，计计算算结结果果有有时时会会小小于于该该管管段段上上一一个个最最大大卫卫生生器器具具的的给给水水额额定定流流量量，这这时时应应采采用用一一个个最最大大卫卫生生器器具具的的给给水水额额定定流量作为设计秒流量。流量作为设计秒流量。第8页/共21页2 2)按秒不均匀系数求定设计秒流量。按秒不均匀系数求定设计秒流量。用水用水时间长，用水设备使用不集中，同时给水百时间长，用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器分数随卫生器具数量增加而减少的建筑，如住宅、具数量增加而减少的建筑，如住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公

13、楼、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等，因生活用水量是通过室内各类卫生器具学校等，因生活用水量是通过室内各类卫生器具的配水装置使用放水来反映的。的配水装置使用放水来反映的。为简化计算，以安装在污水盆上，支管直径为为简化计算，以安装在污水盆上，支管直径为15mm15mm的一般球形阀配水龙头的一般球形阀配水龙头饮水器饮水器,30,3060,30,3060,30,30的额定流量的额定流量0.20.2L L/s s作为一个作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值，见表即为该卫生器具的当量值，见表2.122.12。

14、这样，便。这样，便可把管段上不同类型卫生器具的流量，可把管段上不同类型卫生器具的流量，第9页/共21页2)2)双双管管供供水水系系统统单单独独计计算算冷冷水水或或热热水水时时，应应按按表表中中“一一个个阀阀开开”的的给给水水额额定定流流量量及及当当量量值值采采用。用。统统一一换换算算成成当当量量总总数数，便便于于各各管管段段设设计计秒秒流流量量的的计计算算，公公式式如如下下：qgqg0.2 0.2 k k Ng (2.18)Ng (2.18)式中：式中：qgqg计算管段的设计秒流量计算管段的设计秒流量(L/s)(L/s)；Ng 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

15、数；、k k 根根据据建建筑筑用用途途而而定定的的系系数数，按按表表2.132.13采采用。用。第10页/共21页2 2管段管段.控制流速控制流速当当的的流流量量确确定定后后，流流速速的的大大小小将将直直接接影影响响到到管管道道系系统统技技术术、经经济济的的合合理理性性，流流速速过过大大易易产产生生水水锤锤，引引起起噪噪声声，损损坏坏管管道道或或附附件件，并并将将增增加加管管道道的的水水头头损损失失，提提高高建建筑筑内内给给水水管管道道所所需需的的压压力力。流流速速过过小小，又又将将造造成成管管材材的的浪浪费费。考考虑虑上上述述因因素素，设设计计时时给给水水管管道道流流速速应应控控制制在在正正

16、常常范范围围内内：生生活活或或生生产产给给水水管管道道，不不宜宜大大于于2.0m/s2.0m/s，当当有有防防噪噪声声要要求求，且且管管径径小小于于或或等等于于25mm25mm时时，生生活活给给水水管管道道内内的的水水流流速速度度，可可采采用用0.80.81.0m/s1.0m/s；消消火火栓栓系系统统中中的的消消防防给给水水管管道道，不不宜宜大大于于2.5m/s2.5m/s；自自动动喷喷水水灭灭火火系系统统给给水水管管道道，不不宜宜大大于于5.0m/s5.0m/s，但但其其配配水水支支管管在在个个别别情况下，可控制在情况下，可控制在10m/s10m/s以内。以内。第11页/共21页3.3.管径

17、的确定管径的确定按按建建筑筑物物性性质质和和卫卫生生器器具具当当量量数数求求得得各各管管段段的的设设计计秒秒流流量量，再再选选定定适适当当的的流流速速，即即可可根根据据水水力力学学公公式式计算管径：计算管径：(2.19)(2.19)(2.20)(2.20)式中：式中：qgqg计算管段的设计秒流量计算管段的设计秒流量(m3/s)(m3/s)；d d 计算管段的管径计算管段的管径(m)(m)；v v 管段中的流速管段中的流速(m/s)(m/s)。对对于于一一般般建建筑筑，也也可可以以根根据据管管道道所所负负担担的的卫卫生生器器具具当量数，按表当量数，按表2.142.14概略地确定管径。概略地确定管

18、径。第12页/共21页(1)(1)给水管网水头损失的计算给水管网水头损失的计算建建筑筑内内部部给给水水管管网网的的水水头头损损失失包包括括沿沿程程水水头头损损失失和和局局部部水水头损失两部分。头损失两部分。管段的沿程水头损失按公式管段的沿程水头损失按公式(2.21)(2.21)计算：计算：h hy y il il (2 (2.21)21)式中：式中：h hy y管段的沿程水头损失管段的沿程水头损失(mHmH2 2O O)；i i 单位长度的沿程水头损失单位长度的沿程水头损失(mHmH2 2O O/m m)；l l 管段长度管段长度(m m)。设设计计计计算算时时，由由管管段段的的设设计计秒秒流

19、流量量q qg g，控控制制流流速速v v在在正正常常范范围围内内，直直接接使使用用“给给水水钢钢管管水水力力计计算算表表”、“给给水水铸铸铁铁管管水水力力计计算算表表”以以及及“给给水水塑塑料料管管水水力力计计算算表表”，查查得得管管径和单位长度的水头损失径和单位长度的水头损失i i。2.4.4室内给水所需水压室内给水所需水压第13页/共21页由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多，详细计算由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多，详细计算较为繁琐，因此在实际工程中给水管网的局部水头损失，较为繁琐，因此在实际工程中给水管网的局部水头损失，一般不作详细计算，可按下列管网沿程水头损失的百分数一

20、般不作详细计算，可按下列管网沿程水头损失的百分数采用：采用：生活给水管网为生活给水管网为25%25%30%30%；生产给水管网为生产给水管网为20%20%；消火栓系统消防给水管网为消火栓系统消防给水管网为10%10%；自动喷水灭火系统消防给水管网为自动喷水灭火系统消防给水管网为20%20%；生活和消防共用给水管网为生活和消防共用给水管网为25%25%；生活、生产和消防共用给水管网为生活、生产和消防共用给水管网为20%20%。(2)(2)水表的水头损失水表的水头损失水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的。水表水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的。水表的水头损失可按公式的水头损失可按

21、公式(2.1)(2.1)计算，并应满足表计算，并应满足表2.72.7的规定，否的规定，否则应放大水表的口径。则应放大水表的口径。第14页/共21页根根据据卫卫生生器器具具和和用用水水设设备备用用途途要要求求而而规规定定的的，其其配配水水装装置置单单位位时时间间的的出出水水量量为为额额定定流流量量。各各种种配配水水装装置置为为克克服服给给水水配配件件内内的的摩摩擦擦、冲冲击击及及流流速速变变化化等等阻阻力力，而而放放出出额额定定流流量量所所需需的的最最小小静静水水压压力力称称流流出出水水头头。建建筑筑内内部部给给水水系系统统的的压压力力，必必须须能能将将需需要要的的流流量量输输送送到到建建筑筑物

22、物内内最最不不利利点点(通通常常为为最最高高最最远远点点)的的配配水水龙龙头头或或用用水水设设备备处处，并并保保证证有有足足够够的的流流出出水水头头，参见图参见图2.282.28，其计算公式如下：，其计算公式如下：H H H1 H1 H2 H2 H3 H3 H4(2.22)H4(2.22)式中：式中：HH建筑内部给水系统所需的水压建筑内部给水系统所需的水压(mH2O)(mH2O)；H1 H1 引入管起点至配水最不利点位置的几何高度引入管起点至配水最不利点位置的几何高度(m)(m)；H2 H2 引引入入管管起起点点至至配配水水最最不不利利点点的的给给水水管管路路即即计计算算管管路路的沿程水头损失

23、与局部水头损失之和的沿程水头损失与局部水头损失之和(mH2O)(mH2O)；H3 H3 水流通过水表时的水头损失水流通过水表时的水头损失(mH2O)(mH2O)；H4 H4 计算管路最不利配水点所需的流出水头计算管路最不利配水点所需的流出水头(mH2O)(mH2O)。第15页/共21页图2.28室内给水管网所需压力图第16页/共21页为为了了在在初初步步设设计计阶阶段段能能估估算算出出室室内内给给水水系系统统所所需需压压力力，对对于于民民用用建建筑筑生生活活给给水水系系统统，可可按按建建筑筑物物的的层层数数粗粗略略估估计计自自室室外外地地 面面 算算 起起 所所 需需 的的 最最 小小 保保

24、证证 压压 力力 值值，一一 般般 一一 层层 建建 筑筑 物物 为为10mH10mH2 2OO；二二层层建建筑筑物物为为12mH12mH2 2OO；三三层层及及三三层层以以上上的的建建筑筑物物，每每增增加加一一层层增增加加4mH4mH2 2OO。对对于于引引入入管管或或室室内内管管道道较较长长或或层层高高超过超过3.5m3.5m时，上述值应适当增加。时，上述值应适当增加。根根据据给给水水方方式式，给给水水管管网网水水力力计计算算的的方方法法步步骤骤略略有有差差别别，现现将最常用的给水方式的水力计算分述如下。将最常用的给水方式的水力计算分述如下。第17页/共21页下行上给的给水方式：下行上给的

25、给水方式：1 1)根根据据建建筑筑图图上上的的卫卫生生器器具具的的分分布布，建建筑筑功功能能综综合合要要求求及及图图中中提提供供的的空空间间，布布置置给给水水管管道道，并并绘绘制制其其平平面面图图和和轴轴测图。测图。2 2)根根据据流流量量变变化化，对对管管网网的的节节点点进进行行编编号号，并并标标明明各各计计算算管段长度。选出要求压力最大的管路作为计算管路。管段长度。选出要求压力最大的管路作为计算管路。3 3)按按建建筑筑物物性性质质及及公公式式(2.182.18)或或公公式式(2.192.19)计计算算各各管管段段的的设设计秒流量。计秒流量。4 4)进进行行水水力力计计算算，在在允允许许范

26、范围围内内确确定定流流速速，计计算算设设计计管管路路中中各各管管段段的的直直径径和和水水头头损损失失；如如选选用用水水表表，应应计计算算出出水水表的水头损失。表的水头损失。5 5)按按计计算算结结果果，确确定定建建筑筑物物所所需需的的总总水水头头HH，并并与与城城市市给给水水系系统统提提供供的的水水头头HH0 0比比较较，确确定定选选用用的的给给水水方方式式：若若H H HH0 0，即即满满足足要要求求；若若HH0 0稍稍小小于于HH，可可适适当当放放大大某某几几段段管管径径，使使H H HH0 0；若若HH0 0小小于于HH很很多多，则则需需要要考考虑虑设设水水箱箱和和水水泵的给水方式。泵的

27、给水方式。第18页/共21页6 6)设水箱和水泵的给水方式，其计算内容有：求定水箱和设水箱和水泵的给水方式，其计算内容有：求定水箱和贮水池容积；计算从水箱出水口到最不利点所需的压力；贮水池容积；计算从水箱出水口到最不利点所需的压力；决定水箱底的安装高度；计算从引入管起点到水箱进口间决定水箱底的安装高度；计算从引入管起点到水箱进口间所需的压力；选择水泵；配管计算。所需的压力；选择水泵；配管计算。上行下给的给水方式：上行下给的给水方式：1)1)在上行干管中选择要求压力最大的管路作为计算管路。在上行干管中选择要求压力最大的管路作为计算管路。2)2)划分计算管段，计算各管段的设计秒流量，求定各管段划分

28、计算管段，计算各管段的设计秒流量，求定各管段的直径和水头损失，求定计算管路的总损失，此即所需的的直径和水头损失，求定计算管路的总损失，此即所需的水箱底的安装高度。此值不宜过大，以免要求水箱架设太水箱底的安装高度。此值不宜过大，以免要求水箱架设太高，增加建筑物结构上的困难和影响建筑物造型的美观。高，增加建筑物结构上的困难和影响建筑物造型的美观。3)3)计算各立管。根据各节点处已知压力和立管几何高度，计算各立管。根据各节点处已知压力和立管几何高度，自下而上按已知压力选择管径，控制其流速不宜过大，产自下而上按已知压力选择管径，控制其流速不宜过大，产生噪声。生噪声。第19页/共21页2.5.12.5.1室内消防给水类别室内消防给水类别2.5.22.5.2消火栓给水系统的组成及设置消火栓给水系统的组成及设置2.5.32.5.3自动喷水灭火系统的分类、组成及设置自动喷水灭火系统的分类、组成及设置 2.5.42.5.4高层建筑消防的重要性及消防给水方式高层建筑消防的重要性及消防给水方式 2.5室内消防给水第20页/共21页