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1、第第2章章 建筑内部给水建筑内部给水系统的计算系统的计算 第2章 建筑内部给水系统的计算给水系统所需压力给水系统所需压力2-1给水系统所需水量给水系统所需水量2-2给水设计秒流量给水设计秒流量2-3给水管网的水力计算给水管网的水力计算2-4增压和贮水设备增压和贮水设备2-5 给水系统所需给水系统所需供水压力供水压力（如图）：（如图）： H H 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， kPakPa； H H1 1 引入管起点至最不利点的静压引入管起点至最不利点的静压 差，差，kPakPa； H H2 2 计算管路的沿程与局部压力损计算管路的沿程与局部压力损 失，失，kPakPa
2、； H H3 3 水表的水头损失，水表的水头损失，kPakPa； H H4 4 最不利点的最不利点的最低工作压力最低工作压力，kPakPa。1234HHHHHHH1各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而放出额定流量所需击及流速变化等阻力而放出额定流量所需要的最小静水压力。要的最小静水压力。( (见表见表2-12-1）2-1 给水系统所需压力给水系统所需压力H4H2+H32-2 给水系统所需水量给水系统所需水量 一、生活用水量标准一、生活用水量标准 1住宅住宅生活用水生活用水定额定额及及时变化系数时变化系数 （见见P29表表2-1、P31表表
3、2-2）2集体宿舍、旅馆和公共建筑集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额生活用水定额 （见见P31表表2-3）3.工业企业建筑生活用水定额工业企业建筑生活用水定额 （见表（见表2-4）二、最高日用水量二、最高日用水量 式中式中 Qd最高日生活用水量，最高日生活用水量，L/d； m 设计单位数，人或床为数等；设计单位数，人或床为数等； qd 单位用水定额单位用水定额L/人人d 、L/床床d 、L/m2d。 （见表（见表2-2、2-3）ddQmq确定生活水池确定生活水池调节容积调节容积三、最大时用水量三、最大时用水量 式中：式中： Qh最大小时生活用水量，最大小时生活用水量，L/h； Qd最高日生活
4、用水量，最高日生活用水量，L/d； Qp平均小时流量，平均小时流量，L/h； T 每日（或最大班）使用时间，每日（或最大班）使用时间，h； Kh时变化系数，按表时变化系数，按表2-2，2-3采用。采用。2-2 给水系统所需水量给水系统所需水量 hdhPhKQQQ KThhpQKQ确定高位水箱调节容积确定高位水箱调节容积确定室外给水管道确定室外给水管道设计秒流量：设计秒流量： 给水管道的设计流量，为建筑内卫生器具给水管道的设计流量，为建筑内卫生器具按按最不利情况组合最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。出流时的最大瞬时流量。计算目的：计算目的：1. 确定管径，经济合理确定管径，经济合理 。2.计算
5、管段水头损失，确定给水系统所需压力。计算管段水头损失，确定给水系统所需压力。3.选择水泵选择水泵 2-3 给水设计秒流量给水设计秒流量 1. 经验法经验法 根据经验制定几种卫生器具的大致出水量，将其相加得根据经验制定几种卫生器具的大致出水量，将其相加得到给水管道的设计流量。到给水管道的设计流量。2. 平方根法平方根法 3. 概率法概率法 美国亨特提出：影响给水流量的主要示给水系统中卫生美国亨特提出：影响给水流量的主要示给水系统中卫生器具总数器具总数n和放水使用概率，给水流量的分布符合二项和放水使用概率，给水流量的分布符合二项分布规律。分布规律。 gqb Nn n整数；整数； 00P P111(
6、 )(1)xxxnF xC pp一、世界各国的计算方法一、世界各国的计算方法A. 用水分散型建筑的给水设计秒流量用水分散型建筑的给水设计秒流量 根据建筑物用途确定的系数，见根据建筑物用途确定的系数，见表表2-7。Ng设计管段的卫生器具给水当量总数。设计管段的卫生器具给水当量总数。适用范围：适用范围： 集体集体宿舍宿舍、旅馆、宾馆、医院旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、疗养院、幼儿园、养老院、养老院、办公楼、商场办公楼、商场、客运站、会展中心、中、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑。小学教学楼、公共厕所等建筑。ggNaq2 . 0=二、我国当前使用的设计秒流量公式二、我国当前使用的设
7、计秒流量公式注意：注意： 1. qg qmax（最大卫生器具给水额定流量）（最大卫生器具给水额定流量） qmax qg 2. qg qi i， qi i qg 3. 延时自闭冲洗阀：延时自闭冲洗阀：Ng 0.5 qg qg 1.2 4. 综合性建筑综合性建筑 值应按加权平均法：值应按加权平均法： 式中：式中： 综合性建筑内各类建筑物的卫生器具综合性建筑内各类建筑物的卫生器具 的给水当量数；的给水当量数； 对应于对应于 的设计秒流量系数。的设计秒流量系数。112212ggngngggnNNNNNN12,n 12,gggnNNN12,gggnNNNB. 住宅住宅生活给水管道设计秒流量生活给水管道设
8、计秒流量1）计算管段最大用水时卫生器具的给水当量）计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率：平均出流概率： U0生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流 概率，；概率，； q0 最高用水日的用水定额，最高用水日的用水定额，L/（人（人d）查表）查表2-2； m 每户用水人数；每户用水人数； Kh小时变化系数，查表小时变化系数，查表2-2； Ng每户设置的卫生器具每户设置的卫生器具给水当量给水当量总数；总数； T 用水时数，用水时数，h； 0.2 1个卫生器具给水当量的额定流量，个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。%100
9、36002.000=TNKmqUgh将安装在污水盆上，支管直将安装在污水盆上，支管直径为径为15mm的配水龙头的额定的配水龙头的额定流量流量0.2L/s作为一个当量。作为一个当量。（表表2-1） 2）计算管段上卫生器具给水当量）计算管段上卫生器具给水当量同时出流概率（同时出流概率（U）: U 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（）；计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（）； 对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0 ）的系数；）的系数； （P35表表2-5） 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； 3）计算）计算设
10、计秒流量设计秒流量： qg计算管段的设计秒流量，计算管段的设计秒流量，L/s； ggCNNU)1-(149. 0+=cggUNq2 . 0=gN 平均出流概率平均出流概率 参考值参考值（见表（见表2.3.2）注意：注意： 1. 当计算管段的当计算管段的卫生器具给水当量总数超过一定条件卫生器具给水当量总数超过一定条件时，其流量应取最时，其流量应取最大用水时平均秒流量：大用水时平均秒流量： 2. 有有两条或两条以上两条或两条以上具有具有不同不同U0的给水支管的干管，该管段的的给水支管的干管，该管段的U0应取应取加权平均值加权平均值，即：，即： 式中：式中： 给水给水干管干管的最大时卫生器具给水当量
11、平均出流概率；的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； 给水给水支管支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率；的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； 相应相应支管支管的卫生器具给水当量总数。的卫生器具给水当量总数。0U0U建筑物性质建筑物性质参考值参考值建筑物性质建筑物性质参考值参考值普通住宅普通住宅型型3.44.5普通住宅普通住宅型型1.52.5普通住宅普通住宅型型2.03.5别墅别墅1.52.00U00igigiU NUN0UiU0giN00.2ggqU NC. 用水密集型建筑的给水设计秒流量计算公式用水密集型建筑的给水设计秒流量计算公式 ： q0同种卫生器具额定流量，同种卫生器具额定流量，
12、L/s，见表，见表2-1； n0同种卫生器具数；同种卫生器具数； b 卫生器具的同时给水百分数，见卫生器具的同时给水百分数，见表表2-82-11。 注意：注意： qg qmax， qmax qg。 延时自闭冲洗阀：延时自闭冲洗阀： q计计1.2L/s ， q计计 qg。适用范围：适用范围： 工业企业生活间工业企业生活间、公共浴池、公共浴池、食堂食堂、影剧院、影剧院、体育场体育场等。等。00gqn q b 1管径的确定管径的确定 各管段的管径是根据所通过的各管段的管径是根据所通过的设计秒流量设计秒流量确定的，其计确定的，其计算公式为：算公式为： qg 计算管段的设计秒流量，计算管段的设计秒流量，
13、m3/s； dj 管道计算内径，管道计算内径，m； v 管段中的管段中的流速流速，m/s。（见表（见表2-12）vqdvdqgg442；vqdgj4=2-4 给水管网的水力计算给水管网的水力计算生活给水：生活给水：配水支管：配水支管：0.60.61.0m/s1.0m/s配水横管（配水横管（25mm25mm）：）：0.80.81.2m/s1.2m/s环形管、干管、立管：环形管、干管、立管：1.01.01.8m/s1.8m/s消火栓：消火栓：v v2.5m/s2.5m/s自动喷水：自动喷水： v v5.0m/s5.0m/s2管网水头损失的计算管网水头损失的计算 （1）沿程沿程水头损失水头损失 式中
14、：式中： hi管段的沿程水头损失，管段的沿程水头损失，kPa； L 计算管段长度，计算管段长度，m； i 管道单位长度的水头损失，管道单位长度的水头损失，kPa/m。 i 值值按下式计算：按下式计算： 式中：式中：dj管段的设计计算流量，管段的设计计算流量，m3/s； qg管道计算内径，管道计算内径，m。 Ch海澄海澄威廉系数。威廉系数。 i 值值查给水管道水力计算表查给水管道水力计算表。 （附录（附录2-1附录附录2-3）85. 1-4.8785. 1-105gjhqdCi=各种塑料管、内衬各种塑料管、内衬(涂涂)塑管塑管Ch =140铜管、不锈钢管铜管、不锈钢管Ch =130衬水泥、树脂的
15、铸铁管衬水泥、树脂的铸铁管Ch =130普通钢管、铸铁管普通钢管、铸铁管Ch =100hi i L（2） 局部水头损失局部水头损失 hj管段的局部水头损失，管段的局部水头损失，kPa； 局部阻力系数。局部阻力系数。 v 管道内平均水流速度，管道内平均水流速度，m/s； g 重力加速度，重力加速度，m/s2； 给水管道的局部水头损失可按管网沿程水头损失的给水管道的局部水头损失可按管网沿程水头损失的百分百分数数估算估算（见表（见表2-14、2-15）。）。 生活生活给水管网为给水管网为2530； 消火栓消火栓系统给水管网为系统给水管网为10； 自动喷水自动喷水灭火系统消防管网为灭火系统消防管网为2
16、0； 生产、消防生产、消防合用管网为合用管网为15； gvhj22=（3）水表水表水头损失计算水头损失计算 水表水头损失：水表水头损失： 式中：式中：hd 水表的水头损失，水表的水头损失，kPa； qg计算管段的给水设计流量，计算管段的给水设计流量，m3/h； Kb水表的特性系数，一般由厂家提供，水表的特性系数，一般由厂家提供， 也可按下式计算：也可按下式计算： 旋翼式：旋翼式： 螺翼式：螺翼式： 式中：式中： Qmax水表的最大流量，水表的最大流量，m3/h； 水表水头损失允许值水表水头损失允许值(kPa) 表表2-162gdbqhK2max100bQK 2max10bQK 表型表型 正常用
17、水时正常用水时 消防时消防时 旋翼表旋翼表 24.5 49.0 螺翼表螺翼表 12.8 29.4 水表的选择：水表的选择：用水均匀：用水均匀： qgQn用水不均匀：用水不均匀： qg25501.00.855,1601.21.2二、气压给水设备二、气压给水设备1气压给水设备的分类气压给水设备的分类 按压力稳定情况分：按压力稳定情况分：变压式变压式和定压式和定压式（1）变压式气压给水设备）变压式气压给水设备 在向给水系统输水过程中，给水系统的压力随着气压罐在向给水系统输水过程中，给水系统的压力随着气压罐的的压力变化压力变化而变化而变化（附图附图，P44图图2.5.6）。（2）定压式气压给水设备）定
18、压式气压给水设备 给水系统的压力不随着气压罐的压力变化而变化。给水系统的压力不随着气压罐的压力变化而变化。 单罐式：单罐式： 在在供水管上供水管上安装压力调节阀安装压力调节阀（附图附图，P45图图2.5.7a）。）。 双罐式：双罐式： 在在压缩空气连通管上压缩空气连通管上安装压力调节阀安装压力调节阀（P45图图2.5.7 b）。）。 按气水接触方式分：按气水接触方式分：补气式和隔膜式补气式和隔膜式（1）补气式气压给水设备）补气式气压给水设备 气压罐中气、水直接接触。运行过程有部分气体溶于水中，气压罐中气、水直接接触。运行过程有部分气体溶于水中，水量减少，压力降低，不能满足设计需要，需设补气调压
19、水量减少，压力降低，不能满足设计需要，需设补气调压装置。装置。 （见图（见图2.5.8）n允许停水：允许停水：泄空补气泄空补气n不允许停水：不允许停水： 空压机空压机补气补气 水泵进水管上设水泵进水管上设补气阀补气阀补气补气 水泵出水管上设水泵出水管上设补气罐或水射器补气罐或水射器补气补气（2）隔膜式气压给水设备）隔膜式气压给水设备 罐内设橡胶隔膜将水与空气分开，应用广泛罐内设橡胶隔膜将水与空气分开，应用广泛 。主要有帽。主要有帽形、囊形两类。形、囊形两类。（附图附图，见图，见图2.5.10）2气压给水设备的计算与选择气压给水设备的计算与选择（1）气压罐容积计算）气压罐容积计算（见右图）（见右
20、图）根据根据波义耳波义耳马略特马略特定律：定律： 将上式带入：将上式带入：得：得：令：令： 得得 ：0112112,qppVVVVpp12qlVVV0112(1)qlqppVVpp10121qqlppVVpp12bpp1qlqbVV10pp0.650.85容积附加系数容积附加系数隔膜：隔膜：1.05补气立式：补气立式：1.25补气卧式：补气卧式：1.1 *存消防用水，其调节容存消防用水，其调节容积应按所需要的消防贮水积应按所需要的消防贮水量确定。量确定。4bqlaqqVn01122qV pV pV p即在定温条件下，即在定温条件下，一定质量的气体的一定质量的气体的绝对压力和它所占绝对压力和它所
21、占的体积成反比。的体积成反比。 （2）水泵的选择）水泵的选择 应选择应选择Q-H曲线曲线较陡较陡，且高，且高效区较宽效区较宽的水泵。的水泵。 例题：例题：P50 例例2.2（3）空压机选择）空压机选择 小型变压式气压给水设备，可采用小型变压式气压给水设备，可采用手摇手摇式空压机；式空压机； 大中型和初压较高的小型气压给水设备，一般采用大中型和初压较高的小型气压给水设备，一般采用电动电动空压机。空压机。 空气压缩机的工作压力按气压罐的设计最大压力空气压缩机的工作压力按气压罐的设计最大压力P2的的1.2倍倍选择。选择。12()/2HPP1.2hQQ三、贮水池三、贮水池1贮水池的有效容积贮水池的有效
22、容积 式中式中： V 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水池进水流量，水池进水流量，m3/h； Tb水泵运行时间，水泵运行时间，h； Tt水泵运行间隔时间，水泵运行间隔时间，h； Vs生产事故备用水量，生产事故备用水量，m3。 当资料不足时当资料不足时: 建筑物建筑物：生活调节水量：生活调节水量=(2025)Qd， 居住小区居住小区：调节水量：调节水量=(1520)Qd()bjbfsVQQ TVV()jtbbjQ TT QQ1水箱的配管与附件水箱的配管与附件 材料材料：钢板、玻璃钢、塑料或钢筋混凝土：钢板、玻璃钢、塑料或钢筋混凝土 形状形状：圆
23、形、方形、矩阵形和球形：圆形、方形、矩阵形和球形 配管配管：进水管、出水管、溢流管、排水管、通气管、进水管、出水管、溢流管、排水管、通气管、 液位计、人孔液位计、人孔四、四、水箱水箱（1）进水管）进水管 至水箱上缘应有至水箱上缘应有150200mm距离距离 管径：按水泵出流量或建筑内设计秒流量计算定管径：按水泵出流量或建筑内设计秒流量计算定（2）出水管）出水管 出水管其管内底应高于箱底出水管其管内底应高于箱底100150mm 出水管上一般出水管上一般设置阀门设置阀门 出水管的管径按出水管的管径按设计秒流量设计秒流量计算计算（3）溢流管）溢流管 喇叭口：应比最高水位高喇叭口：应比最高水位高50m
24、m。 管径：一般比进水管大管径：一般比进水管大12级；级； 喇叭口下的垂直管段喇叭口下的垂直管段 4倍溢流管管径，倍溢流管管径，不得装设阀门不得装设阀门。 （4）泄水管）泄水管 应自水箱底部应自水箱底部最低处最低处接出，可连接在溢流管上，但不得与接出，可连接在溢流管上，但不得与排水系统直接连接。排水系统直接连接。 管径管径50mm，泄水管上装有阀门。，泄水管上装有阀门。（5）水位信号装置）水位信号装置 信号管管底一般比溢流水位信号管管底一般比溢流水位低低l0mm。 管径：管径：1520mm 可设水位信号管给出溢流信号，信号管上可设水位信号管给出溢流信号，信号管上不装设不装设阀门。阀门。（6）通
25、气管）通气管 通气管设在水箱盖上，可伸至室内或室外管口一般朝下，通气管设在水箱盖上，可伸至室内或室外管口一般朝下，并设有滤网。并设有滤网。 管径：一般宜为管径：一般宜为100150mm。2. 水箱容积水箱容积 1）单设水箱给水）单设水箱给水 式中：式中：V 水箱的有效容积，水箱的有效容积，m3； Q由水箱供水的最大连续平均小时用水量，由水箱供水的最大连续平均小时用水量，m3/h； TL 由水箱供水的最大连续时间，由水箱供水的最大连续时间，h。2）设水泵水箱联合给水）设水泵水箱联合给水 水泵为自动启动时水泵为自动启动时 水泵为手动启动时水泵为手动启动时 fsVVVLLVQ T4bbCqVKdbQ
26、VQn 经验估算法经验估算法 水泵水泵自动自动启动时：启动时：V50 Qh 水泵水泵人工人工启动时：启动时：V12 Qd3）水箱的设置高度）水箱的设置高度 式中：式中： H2水箱出水口至最不利配水点的管道总水头损失，水箱出水口至最不利配水点的管道总水头损失，kPa。 H4最不利点的流出水头，最不利点的流出水头，kPa； 居住区最高日居住区最高日用水量（用水量（m3） 100 101300 301500 5011000 10012000 20014000 调贮水量占最调贮水量占最高日用水量高日用水量 3020% 2015% 1512% 128% 86% 64% 高位水箱（水塔）生活调贮水量高位水箱（水塔）生活调贮水量 24hHH附图附图2-2附图附图2 变压式气压给水设备变压式气压给水设备 附图附图3 定压式气压给水设备定压式气压给水设备 附图附图4 隔膜式气压给水装置隔膜式气压给水装置图2-3