建筑水力计算与管径确定模版

排水系统水力计算例题例题：某一30层商住楼，五层以下为商场，以上为住宅。

现有一根排水总立管，承接住宅的10根排水立管，其中PL-1、PL-3和PL-6每层承接有洗涤盆和洗衣机的排水，PL-10每层只承接洗涤盆的排水；PL-5、PL-8每层承接有浴盆、坐便器及洗脸盆的排水，PL-2、PL-4、PL-6和PL-9每层承接有蹲便器及洗脸盆的排水。

排水平面大样及系统原理图如图所示。

试进行水力计算，以确定各管段的管径和坡度。

解：由于为高层建筑，排水管采用机制排水铸铁管。

计算方法采用：排水横支管采用最小管径法确定各管段的管径和坡度；立管（包括总立管）采用临界流量法确定管径，且立管管径不发生变化；横干管及排出管采用水力计算法确定各管段的管径和坡度。

一、排水横支管的计算根据规范第4.4.12至4.4.15和4.4.9之规定，可确定出下列排水横支管各管段的管径和坡度：1．厨房洗涤盆排水管：DN75，坡度0.02 2．厨房洗衣机地漏排水管：DN50，坡度0.03 3．卫生间洗脸盆排水管：DN50，坡度0.03 4．卫生间浴盆排水管：DN50，坡度0.03 5．卫生间大便器排水管：DN100，坡度0.02 二、排水立管的计算由于立管的管径一般不变化，因此计算时按立管最大设计秒流量不超过规范4.4.11表中的通水能力确定管径。

1．确定秒流量计算公式m a x m a x 18.012.0q N q N q p p p +=+=α 其中α=1.52．各卫生器具当量数 洗涤盆：N p =1洗衣机地漏：N p =1.5 洗脸盆：N p =0.75低水箱坐便器：N p =6.0 蹲便器：N p =4.5 浴盆：N p =3.0三、排水横干管、立管及排出管的计算1．进行管段编号，如图所示。

2．列表，主要有：管段编号、当量总数、设计秒流量、管径、坡度、排水流量、备注等。

3．水力计算（1）设计秒流量计算，方法同上（2）确定管径、坡度根据设计秒流量，依据排水横管水力计算的4个规定，通过查表的形式，确定出各管段的管径和坡度。

为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。

管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。

管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。

但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。

如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。

反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。

图 1管网的形状(a)枝状管网；(b)环状管网因此，在确定管径时，应该作综合评价。

在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。

应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。

但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。

一、枝状管网枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。

它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。

若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。

因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。

技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。

1．新建给水系统的设计对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。

课程设计题目：C-6建筑给水排水工程设计专业班级学生姓名完成日期课程设计指导教师目录第一章课程设计任务书一、............................................................... 设计目的1二、................................................................... 概况1三、......................................................... 设计内容及要求1四、设计成果1第二章课程设计指导书一、........................................................... 卫生设备布置3二、............................................................... 给水系统3三、........................................................... 消防给水系统3四、............................................................... 排水系统4五、........................................................... 主要参考文献4第三章C-6建筑设计计算说明书一、................................................... 建筑内部给水系统计算5二、............................................... 建筑内部消防给水系统计算9三、................................................... 建筑内部排水系统计算12附录：1、给排水平面布置图2、给水系统图3、消防给水系统图4、排水系统图5、卫生间大样图课程设计任务书一、设计目的课程设计是本课程教学的一个实践性环节，是基础理论、基本知识的学习和基本技术训练的继续、深化和发展。

给排水系统中的水力计算与管径选择水力计算是设计给排水系统中不可或缺的一项工作。

通过合理的水力计算，可以确定给排水管道的管径大小，以确保系统正常运行并满足设计要求。

本文将介绍给排水系统中的水力计算方法和管径选择准则。

一、给排水系统的水力计算方法在给排水系统中，水力计算通常包括两个关键参数：流量和水力损失。

流量是指液体在管道中的体积流动率，而水力损失则是液体在流动过程中由于阻力而损失的能量。

下面是一些常用的水力计算方法：1. Manning公式Manning公式是用于计算开放渠道中流速和水深之间的关系的经验公式。

在给排水系统中，这个公式可以用于计算自由涌流的流速，从而确定水流在管道中的流量。

2. Hazen-Williams公式Hazen-Williams公式是一种常用的计算给排水系统中水力损失的公式。

它通过管道材料的粗糙度系数、管道长度和流量来估算水力损失。

这个公式适用于中小口径管道和常规流量条件下的水力计算。

3. Darcy-Weisbach公式Darcy-Weisbach公式是一种基于雷诺数的计算方法，更适用于大口径管道和复杂流量条件下的水力计算。

该公式考虑了液体的粘度和摩擦阻力，可以更准确地计算水力损失。

二、管径选择准则正确的管径选择对于给排水系统的正常运行至关重要。

通常情况下，管径的选择应满足以下准则：1. 最小速度准则为了避免给排水系统中的沉积物沉淀，需要保证流速不低于一定的限制值。

通常情况下，给水系统的最小速度为0.6 m/s，排水系统的最小速度为0.9 m/s。

2. 最大速度准则过高的流速会导致水流对管道产生冲击和噪声，并增加管道的磨损和压力损失。

因此，给排水系统的设计速度应控制在一定的范围内，一般为1.5-3 m/s。

3. 总阻力准则给排水系统中的管道总阻力应小于一定的限制值，以确保系统能够正常运行。

总阻力包括管道阻力和局部阻力。

管道阻力可以通过水力计算得出，而局部阻力则包括弯头、三通、阀门等附件带来的额外阻力。

专题二建筑给水工程2.1 建筑给水系统设计实例1. 建筑给水系统设计的步骤(1) 根据给水管网平面布置绘制给水系统图，确定管网中最不利配水点(一般为距引入管起端最远最高，要求的流出压力最大的配水点)，再根据最不利配水点，选定最不利管路(通常为最不利配水点至引入管起端间的管路)作为计算管路，并绘制计算简图。

(2) 由最不利点起，按流量变化对计算管段进行节点编号，并标注在计算简图上。

(3) 根据建筑物的类型及性质，正确地选用设计流量计算公式，并计算出各设计管段的给水设计流量。

(4) 根据各设计管段的设计流量并选定设计流速，查水力计算表确定出各管段的管径和管段单位长度的压力损失，并计算管段的沿程压力损失值。

(5) 计算管段的局部压力损失，以及管路的总压力损失。

(6) 确定建筑物室内给水系统所需的总压力。

系统中设有水表时，还需选用水表。

并计算水表压力损失值。

(7) 将室内管网所需的总压力与室外管网提供的压力进行比较。

比较结果按2.3.1节处理。

(8) 设有水箱和水泵的给水系统，还应计算水箱的容积；计算从水箱出口至最不利配点间的压力损失值，以确定水箱的安装高度；计算从引入管起端至水箱进口间所需压力来校核水泵压力等。

2. 建筑给水系统设计实例图2.1为某办公楼女卫生间平面图。

办公楼共2层，层高3.6m，室内外地面高差为0.6m。

每层盥洗间设有淋浴器2个，洗手盆2个，污水池1个；厕所设有冲洗阀式大便器6套。

室外给水管道位置如图2.1所示，管径为100mm，管中心标高为–1.5m(以室内一层地面为±0.000m)，室外给水管道的供水压力为250kPa，镀锌钢管，排水管道采用塑料管材。

（1）试进行室内给水系统设计。

（2）试进行室内排水系统设计。

图2.1 某办公楼女卫生间平面图解：一、室内给水系统设计过程如下：图2.2 办公楼卫生间给水系统图(1) 首先根据给水管网平面布置绘制给水系统图(如图2.2所示)，再根据给水系统图，确定最不利配水点为最上层管网末端配水龙头，即图中点1位置的淋浴喷头，确定喷头至引入管起端8点之间管路作为计算管路。

高层建筑室内消火栓给水系统计算例子:某宾馆建筑有地上10层和地下室一层,该建筑地上第一层层高为3.3 m,其余层高均为3.0 m,其设计系统图如图1,计算消防水箱的储水量。

解:(1最不利点的确定通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。

(2水枪喷嘴处所需水压查表,水枪喷嘴直径选择19mm ,水枪系数φ值为0.0097;充实水柱m H 要求不小于10m ,选m H =10m ,水枪实验系数f ∂值为1.20。

水枪喷嘴处所需水压k P a O mH H f H f H m m q 1366.13102.10097.01/(102.1-1/(2==⨯⨯-⨯=∙∂∙∂=(3水枪喷嘴的出流喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。

/(5/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=⨯==取q xh =5L/s则:2211515.85(1.577xh q q H m B ''=== (4水带阻力19mm 的水枪配65mm 水带,衬胶水带阻力较小,室内消火栓水带多为衬胶水带。

查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为0.00172.水带阻力损失:m q L A h xh d z d 86.052000172.022=⨯⨯=∙∙=(5消防栓口所需的水压: 最不利点1ˊ消火栓口的水压O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6水力计算本设计按不考虑自喷系统进行,则规范规定,室内消防流量不得小于20L/s ,消防竖管的最小流量为10 L/s 。

同时,消防竖管的布置,应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。

因此需要计算两根竖管的消防流量。

按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定,但不应小于100mm 。

初步设计选择DN100。

管道局部水头损失,消火栓系统按管道沿程水头损失的10%采用。

建筑给水系统多分支管路最不利配水点的水力试算确定方法成都航空职业技术学院建筑工程系叶巧云摘要:最不利配水点的确定是建筑给水系统设计的重要步骤,本文通过理论和实例分析,总结了多分支管路最不利配水点的试算确定方法及需要注意的问题。

关键词:多分支管路最不利配水点给水方式水力计算试算11问题的提出建筑给水系统水力计算的目的在于合理确定给水管网各管段的管径,并校核其通过设计秒流时,室外市政管网水压是否满足室内给水管网所需水压;若室外管网水压不能满足室内管网所需水压时,须确定高位水箱安装高度及选定相应加压装置。

按照5建筑给水排水设计规范6第21613条的要求,无论给水系统是采取利用室外管网水压的直接给水方式,还是选用水箱或水泵加压的给水方式,水力计算都必须满足室内给水管网中最不利点所需水压。

要进行室内管网水力计算并满足水力计算的要求,首先要确定给水系统最不利配水点的位置及相应的计算管路。

最不利配水点,一般认为是系统中的最高最远点,其所需的供水压力最大,也即整个给水系统所需水压。

21理论分析以建筑内上行下给式给水系统为例(如图1所示),可知系统所需水压可根据下式计算确定。

H=H1+H2+H3+H4式中H)建筑内给水系统所需总水压,自室外引入管起点轴线算起,mH2O;H1)最不利配水点与室外引入管的标高差, mH2O;H2)计算管路的水头损失,mH2O;H3)水流通过水表的水头损失,mH2O;H4)计算管路最不利配水点的流出水头, mH2O。

从以上讨论可看出最不利配水点也称为给水系统的控制点,换句话说,只要最不利配水点达到所需水压,系统中其它所有点的供水压都将得到保证。

如何确定最不利配水点是室内给水管网水力计算中一个至关重要的问题。

对于一些管网,最不利配水点是显而易见的,无需计算确定,而对于一些较复杂的管网,尤其是有几个分支的管路,每一支管上用水器具又不相同,凭直观是很难准确判断出最不利配水点的位置及计算管路。

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。

第2章建筑内部给水系统2.4给水管网的水力计算在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径：给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和确定给水系统的所需压力。

υπ42dq g =πυgq d 4=式中 q g ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d j ——计算管段的管内径，m ；υ——管道中的水流速，m/s 。

（2-12）当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。

而流速过小，又将造成管材的浪费。

考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般可按表2-12选取。

但最大不超过2m/s。

工程设计中也可采用下列数值： DN15~DN20，V =0.6~1.0m/s ；DN25~DN40，V =0.8~1.2m/s 。

生活给水管道的水流速度 表2-122.4.2 给水管网和水表水头损失的计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。

１. 给水管道的沿程水头损失（2-13）——沿程水头损失，kPa；式中 hyL——管道计算长度，m；i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：2.4 给水管网的水力计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算式中i——管道单位长度水头损失， kPa/m ；dj——管道计算内径，m；q g——给水设计流量，m3/s；Ch——海澄-威廉系数：塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140；铜管、不锈钢管C h = 130；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130；普通钢管、铸铁管Ch = 100。

（2-14）设计计算时，也可直接使用由上列公式编制的水力计算表，由管段的设计秒流量，控制流速在正常范围内，查出管径和单位长度的水头损失。

“给水钢管水力计算表”、“给水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”分别见附表2-1、附表2-2和附表2-3。

《底商住宅楼给排水》设计计算说明书设计题目：商水县商业街底商住宅建筑给排水系别：建筑环境与能源工程系专业：建筑环境与设备工程班级学号：041409158学生姓名：张闯指导教师：余海静、王增欣、王远红、田长勋河南城建学院2011年12月30日目录第一部分课程设计任务 (3)一、设计题目 (3)二、设计资料 (3)三、设计内容 (3)四、设计成果 (3)五、参考资料 (3)第二部分课程设计说明 (5)一、室内给水系统 (5)1、给水方式的选择 (5)2、给水系统的组成 (5)3、给水管道的安装与敷设 (5)二、室内消防系统 (5)1、消火栓系统 (5)2、自动喷水系统 (5)三、室内排水系统 (6)第三部分课程设计计算说明 (7)一、室内给水系统计算 (7)（一）用水量计算 (7)（二）管网的水力计算 (7)二、室内消防系统计算 (9)(一)消火栓布置计算 (9)（二）自动喷水灭火系统计算 (12)三、室内排水系统计算 (13)（一）底商排水系统 (13)（二）标准住宅区的排水系统 (15)第四部分设计小结 (16)第一部分课程设计任务一、设计题目商水县商业街底商住宅楼建筑给排水设计二、设计资料1.该楼位于商水县商业街，地处繁华地带，是6层的底商住宅建筑，每层功能如下：负1和1层为商场，层高3.9和3.5 米，2 层以上为住宅，层高均为2.9米。

每层的卫生器具设置情况如下：地下层和一层有各一个公共卫生间，卫生器具有13个自闭式冲洗阀大便器、6个自闭式冲洗阀小便器、2个洗脸盆和一个洗涤盆，二至五层每层有坐便器、洗脸盆、洗涤盆、沐浴设备、洗衣机、洗菜盆各8个。

2.根据建筑物的性质，用途及甲方要求，室内设给排水卫生设备，要求全天供应冷水，不供应热水。

消防给水要求安全可靠，室内各管道尽量采用暗装。

3.给水水源，该建筑物以城市管网为水源，在该建筑物的正北部有一条DN300的市政管网，市政管网的埋深为0.6m，室内外标高差为0.6m，常年可用水头35m,城市管网不允许直接抽水，该城市的冻土深度为0.4m。

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。