建筑内给水系统计算水力计算

《建筑给水排水工程》教案 第3章 建筑内部给水系统的计算第2章 建筑内部给水系统的水力计算主要内容：1、设计秒流量（三个的公式要掌握）、给水当量（掌握）2、给水管网的水力计算管径、速度、局部水头损失大概了解3、水质防护(大概了解)4、高层建筑给水系统（自学，要掌握给水方式）2.3给水设计秒流量在讲设计秒流量时我们先要知道三个方面的知识，两个概念1、什么叫设计秒流量，作用：作用：设计秒流量是确定建筑内给水管网的管径及管道的水头损失的依据。

因此，设计流量的确定应复合建筑内部的用水规律。

设计秒流量概念：建筑内的生活用水量在一昼夜、1h 里都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称设计秒流量。

2、设计秒流量计算方法概述建筑内给水管道设计妙流量确定方法世界各国都作了大量的研究，归纳起来有以下三种：经验法、平方根法和概率法。

（1）经验法：它是根据经验制定出几种卫生器具（浴盆、洗涤盆、洗脸盆、淋浴莲蓬头）的大致出水量，将其相加得到给水管道设计流量。

对少数住户的住宅建筑中各种卫生器具，设定同时使用系数确定管中的出水量。

特点：具有简捷方便的优点，但不够精确。

（2）平方根法：基本形式为21bN q g ，但计算结果偏小。

（3）概率法：1924年美国国家标准局亨特提出运用数学概率理论确定建筑给水管道的设计流量。

其基本论点是：影响建筑给水流量的主要参数即任一栋建筑给水系统中的卫生器具总数量（N ）和放水使用概率（p ），在一定条件下有多少个同时使用，应遵循概率随机时间数量规律性。

由于n 为正整数，放水使用概率p 满足的条件，因此给水流量的概率分布复合二项分布规律。

该法理论方法正确，但需进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上，才能使用该计算方法。

目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，并结合一些经验数据，制成图表，供设计使用十分简便。

3、卫生器具给水当量：为了计算方便，一般以卫生器具的给水额定流量和同时使用的规律来确定流量，即采用各种卫生洁具的当量数进行计算规定以一个洗涤盆的给水额定流量0.2L/s 为一个卫生洁具的当量数，然后将其它种洁具给水额定流量都折算成0.2L/s 的倍数，该倍数即为洁具的给水当量值2.4.2 当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式（一）住宅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，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：《建筑给水排水工程》教案 第3章 建筑内部给水系统的计算 36002.000T N mK q U g h =式中： 0U :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，％；0q ：最高用水日的用水定额，)/(d L ⋅人，见表2.2.1；m ：每户用水人数，人；h k ：变化系数，见表2.2.1T ：用水小时数，h ；g N ：每户设置的卫生器具给水当量数。

第四章建筑内部给水管道计算4—1 建筑用水情况和用水定额生活用水在一日内用水量是不均匀的，变化较大。

生活用水量按用水量定额和用水单位数计算确定。

生产用水一般比较均匀，并且具有规律性。

其用水量可按消耗在单位产品上的水量计算，或按单位时间消耗在生产设备上的水量计算。

消防用水量大而集中，并与建筑物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程度等密切相关。

为保证灭火效果，消防用水量应按需要同时开启的消防灭火设备的用水量之和计算。

用最高日最大时用水量确定水箱、贮水池容积和水泵出水量，以及进行厂区和居住区室外给水管网的设计计算。

4—2 设计秒流量建筑内部给水管道的设计流量不仅是确定各管段管径，同时也是计算管道水头损失，进而确定给水系统所需压力的主要依据。

考虑到建筑内部的生活用水量不仅在一天当中是变化的，而且在每小时里也是变化的。

为了保证用水，建筑内部生活给水管道的设计流量应取建筑内卫生器具最不利组合出流时的最大瞬时流量，该流量称设计秒流量。

由于各种卫生器具配水龙头的出流量和出水特性各不相同，为了便于计算，规定以污水盆用的一个截止阀式配水龙头在流出水压20kPa时全开的出流量0.2L/s作为1个给水当量值，其他卫生器具的给水当量值均以此为标准，折算成相应的当量数值。

给水管道的管径，应根据设计秒流量确定。

生产给水管道的设计秒流量，应根据生产工艺要求确定。

4—3 建筑内部给水管道水力计算一、管径的确定建筑内部给水管道水力计算的目的是求定各计算管段设计秒流量后，正确求定各管段的管径、水压损失，决定建筑内部给水系统所需的水压。

在求得管网中各设计管段的设计流量后，根据水力学中流量公式可知，只需选定了设计流速，便可求得管径D。

1、生活或生产给水管道内的水流速度，不宜大于2.0m/s，干管流速一般采用1.2~2.0m/s。

当有防噪音要求，且管径小于或等于250㎜时，生活给水管道内的水流速度可采用0.8~1.2m/s。

连接卫生器具的支管为0.36~1.2m/s；干管、立管及横管1.0~1.8m/s。

给排水系统的水力计算方法在建筑物的给排水系统设计中，水力计算是非常重要的一环。

通过合理的水力计算，可以确保给排水设备运行正常，提供稳定的水流和充足的水压，从而满足建筑物的日常用水需要。

本文将介绍给排水系统水力计算的基本原理和方法。

一、水力计算的基本原理水力计算是根据流体力学的基本原理，通过考虑系统中各个元件之间的水流阻力和水流动力等因素，计算出给排水管道系统中的水流速度、水压、流量等参数。

水力计算的目标是确保在设计工作条件下，给排水系统中的水流能够保持正常、平稳的运行。

二、水力计算的步骤1. 收集设计参数：首先需要收集建筑物的相关设计参数，包括供水设备的流量、水压要求，排水设备的流量要求等。

这些参数将作为水力计算的基础。

2. 选择管道材料和管径：根据设计需求和已有条件，选择适当的管道材料和管径。

常用的给水管道材料有PVC、钢管等，排水管道材料有PVC、铸铁管等。

管道的管径选择应考虑流量和水压要求。

3. 确定水流速度和管道截面积：根据设计需求和管道材料，确定水流速度和管道截面积。

流速的选择应使水流保持在合理范围内，并避免过高或过低。

管道截面积的计算应符合流量和流速的要求。

4. 计算水流阻力：根据管道长度、管道材料和截面积等参数，计算出给排水管道中水流的阻力。

常用的方法有Darcy-Weisbach公式和Hazen-Williams公式等。

5. 求解水流参数：根据系统中各个元件的水流阻力和其他因素，求解出水流的速度、水压、流量等参数。

可以使用数值计算方法，如有限元法、CFD模拟等，也可以使用经验公式进行近似计算。

6. 评估设计方案：根据水力计算结果，评估设计方案的合理性。

如果计算结果符合设计要求，即可认为设计方案是可行的；如果计算结果不符合要求，则需要调整设计参数或采用其他方案。

三、常用的水力计算方法1. Darcy-Weisbach公式：该公式是一种经验公式，用于计算管道中的水流阻力。

计算公式如下：f = (2 * L * V^2 * R) / (g * D^5)其中，f为摩擦系数，L为管道长度，V为水流速度，R为管道摩擦阻力系数，g为重力加速度，D为管道直径。

住宅建筑给水管水力计算算例及讨论住宅建筑的设计总用水量为10m³/h，给水管道的起始水压为0.4MPa，终点水压为0.3MPa。

首先我们需要确定给水管道的管径，然后计算管道的水力参数，最后根据水力参数来选择合适的给水管道材料和规格。

1.确定给水管道的管径根据设计总用水量，我们可使用以下公式计算给水管道的流量Q：Q=V/t其中，V为设计总用水量，单位为m³/h；t为给水管道使用的小时数。

假设给水管道使用24小时，代入之前的数值，可得：Q=10/24=0.4167m³/h下一步是根据给水管道的流量来确定其管径。

我们将使用流量速度法进行计算。

首先，我们假设给水管道的流速为2m/s。

根据流量速度法公式：Q=A×v其中，Q为流量，单位为m³/h；A为管道横截面积，单位为m²；v为流速，单位为m/s。

代入之前的计算结果，可得：0.4167=A×2解得给水管道的横截面积为0.4167/2=0.2084m²由于给水管道一般选用圆形管道，其横截面积A可通过以下公式进行计算：A=π×(d/2)²其中，π取3.14，d为管道的直径，单位为m。

代入横截面积的计算结果，可得：0.2084=3.14×(d/2)²解得给水管道的直径d为0.515 m，即51.5 cm。

2.计算管道的水力参数根据给水管道的直径，我们可计算出其横截面积和周长：A=π×(d/2)²=3.14×(0.515/2)²=0.2084m²C=π×d=3.14×0.515=1.62m接下来，我们将计算流量速度和雷诺数来确定水力参数。

流量速度v的计算公式为：v=Q/A代入之前的计算结果，可得：v=0.4167/0.2084≈2m/s雷诺数Re的计算公式为：Re=v×d/ν其中，ν为水的运动黏度，单位为m²/s，一般取10⁻⁶m²/s。

建筑给排水设计计算第一部分：水量计算水量计算是建筑给排水设计的基础，决定了建筑给排水系统的规模和水力要求。

水量计算的主要参数有建筑面积、人口数量、用水设备类型和流量等级等。

具体计算步骤如下：1.计算建筑面积：建筑面积是决定建筑给排水系统规模的重要参数，通常通过建筑平面图的尺寸比例尺计算得出。

2.计算人口数量：根据建筑用途、人口密度等参数，计算建筑内的人口数量。

3.计算用水设备流量：根据建筑内不同用途的用水设备，如卫生间、厨房、洗手池等，查找相应的用水设备流量标准。

4.计算总用水量：将不同用途的用水设备流量加总，得到建筑的总用水量。

5.计算排水流量：根据排水设备类型，如马桶、浴缸、地漏等，查找相应的排水流量标准。

6.计算污水流量：将不同排水设备的排水流量加总，得到建筑的污水流量。

第二部分：管道尺寸计算管道尺寸计算主要是根据设计流量和水力输送要求来确定管道的直径和材料。

管道尺寸计算的主要方法有经验公式法和水力计算法，具体计算步骤如下：1.确定设计流量：根据水量计算结果和设计要求，确定建筑给排水系统的设计流量。

2.确定水力梯度：根据建筑布置和管道长度，确定管道的水力梯度。

3.选择管道材料：根据建筑的用途和环境条件，选择适当的管道材料，如铸铁、钢管、塑料管等。

4.定义管道摩阻系数：根据管道材料、流速和管道直径等参数，查找相应的摩阻系数。

5.计算管道直径：根据设计流量和管道材料的摩阻系数，使用经验公式法或水力计算法来计算管道直径。

6.确定支管尺寸：根据主管的直径和设计流量，确定支管的直径和长度。

第三部分：泵站设计计算泵站设计计算主要是根据建筑的用水需求和水力输送要求，确定泵站的流量、扬程和功率等参数。

泵站设计计算的主要步骤有：1.确定泵站位置：根据建筑给排水系统的布置和水力要求，确定泵站的合适位置。

2.计算总扬程：根据建筑给排水系统的高差、管道摩阻和泵站位置等参数，计算泵站的总扬程。

3.计算功率需求：根据总扬程和设计流量，使用泵站性能曲线，计算所需的泵站功率。

住宅套内给水排水管道水力计算住宅套内给水排水管道水力计算是为了确保住宅内的供水和排水系统能够正常运行和满足日常生活的需求。

在进行水力计算之前，需要确定以下几个参数：供水流量、管道直径、管道材质、管道长度以及管道的高差。

下面将详细介绍住宅套内给水排水管道水力计算的步骤。

第一步：确定供水流量供水流量可以根据住宅内每个用水设备的流量和同时使用的设备数量来计算。

常用的用水设备包括洗手盆、厨房水槽、淋浴等。

根据每个设备的流量和同时使用的设备数量，可以得到总的供水流量。

第二步：确定管道直径管道直径的选择需要考虑供水流量、管道材质和最小流速等因素。

管道直径通常使用公称直径（DN）来表示，常用的管道材质有PVC管材、PE管材和铜管材等。

根据供水流量和管道材质，可以选择合适的管道直径。

第三步：确定管道长度管道长度是指水源与用水设备之间的管道长度，包括直线长度和弯头长度。

在确定管道长度时，需要考虑水源到最远用水设备的距离以及管道的走向。

通常情况下，管道长度越长，管道的阻力越大，供水流量也会相应减小。

第四步：确定管道高差管道高差是指管道起点和终点之间的高度差。

管道高差的大小对供水和排水的影响很大。

在供水系统中，管道高差越大，供水压力越高；在排水系统中，管道高差越大，排水速度越快。

第五步：进行水力计算在进行水力计算时，需要考虑供水和排水的流动速度、流量、管道阻力和管道压力等因素。

常用的水力计算方法有哈瓦德公式和多项式公式。

通过水力计算，可以确定管道的流量、流速和水压等参数，以确保管道系统满足设计要求。

第六步：校核管道尺寸在完成水力计算后，需要对管道尺寸进行校核，检查所选的管道直径是否满足管道流量和压力的要求。

如果校核结果不满足设计要求，需要重新选择合适的管道直径。

综上所述，住宅套内给水排水管道的水力计算是确保供水和排水系统正常运行的重要环节。

通过确定供水流量、管道直径、管道长度和管道高差等参数，并进行水力计算和校核，可以确保管道系统能够满足住宅日常生活的需求。

建筑内部给水系统计算2.1给水系统所需水压建筑内部给水系统所需的水压、水量是选择给水系统中增压和水量调节、贮水设备的基本依据。

放出额定流量所需的最小静水压力称为最低工作压力。

给水系统中如果某一配水点的水压被满足则系统中其他用水点的压力均能被满足，则称该点为给水系统中的最不利配水点。

给水系统的水压就应保证最不利点配水具有足够的流出水头，计算公式：H=H1+H2+H3+H4H—建筑物内给水系统所需的水压，Kpa；H1---引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，Kpa；H2---引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，Kpa；H3---水流通过水表时的水头损失，Kpa；H4---最不利配水点所需的最低工作压力，Kpa；见表2.1.1 P232.2给水系统所需水量建筑内给水包括生活、生产和消防用水三部分。

生产用水量一般比较均匀；消防用水量大而集中，建筑内消费用水量应按规定根据同时开启消防灭火设备用水量之和计算，相见第三章；生活用水量不均匀；生活用水量可根据国家制定的用水定额、小时变化系数和用水单位数等，按下式计算：Q d=m×q dK h=Q h Q pQ p=Q d T∴Q h=K h∙Q p式中Q d---最高日用水量L/dm---用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数；q d----最高日生活用水定额，L/(人∙d)、L/(床∙d)、L/(人∙班)Q p----平均小时用水量，L/hT----建筑物用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，hQ h----小时变化系数K h−最大小时用水量，L/h若工业企业为分班工作制，最高日用水量Q d=mq d n，n为生产班数。

若每班生产人数不等，则Q d=∑mq d。

各类建筑的生活用水定额及小时变化系数见书P25-28.2.3给水设计秒流量给水管道的设计秒流量不仅是确定各管段管径，也是计算管道水头损失，进而确定给水系统所需压力的主要依据。

第二章建筑内部给水系统的计算目的要求：掌握给水系统所需水压和水量的计算方法，以及贮水池，水箱的设计计算，能够正确选用气压给水设备。

认识水质回流污染的现象，能够有效预防水质回流污染。

重点：给水系统所需水压和水量的计算方法。

难点：建筑给水系统的水力计算，以及水箱安装高度的计算方法。

教学课时：6课时教学方法：多媒体教学2.1 给水系统所需水压室内给水系统所需压力，应该能将所需的流量输送至建筑物内最不利点(最高最远点)的配水龙头或用水设备处，并保证有足够的流出水头。

流出水头：是指各种配水龙头或用水设备，在规定的出水量（额定流量）时所需要的最小压力。

其数值大小因配水龙头及用水设备而异，参见表2.1.1如果市政给水管网水压为H0 ，则有两种情况(1) H0≥H，表明市政给水管网水压满足室内给水所需要的压力。

(2) H0＜H，说明市政给水管网的水压小于室内给水所需要的压力。

如果二者相差不大，可以适当调整局部给水管段的管径，减小H：值，使H。

≥H，即可满足供水需要；否则，只有采取升压的措施，所需提高的压力即为Ho与H的差值。

2.2 给水系统所需水量1. 生产用水用水量根据生产工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件等确定 计量方法：①以单位产品用水量计②以单位时间某种设备上用水量计用水特点：有规律，均匀 2. 生活用水用水量根据卫生设备完善程度，气候情况，生活习惯、水价等因素有关，其中最主要的因素是卫生设备的完善程度。

3. 最大日、最大时用水量计算：根据用水量定额及用水单位数来确定d d mq Q = (2.2.1)TQ Q dp =phh Q Q K =p h h Q K Q •= 其中：d Q ——最高日用水量 (l/d)m ——用水单位数(人·床位)d q ——用水定额(l/人·日) h Q ——最大小时用水量(l/h)T ——建筑内用水时间h K ——时变化系数 p Q ——平均时流量例题．我校新校区住宅小区，居住人口共3000人，住宅类型为普通住宅Ⅲ，该小区由市政管网供水，计算该小区最高日用水量？最大时用水量？应选何种型号水表？查表2.2.1d d mq Q = ＝3000×（180~320）＝3000×300= 900 M 3p h h Q K Q •=＝2.2×900/24＝82.5 M 3/h ＝22.91L/S2．3 给水设计秒流量设计秒流量：建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。