建筑水力计算与管径确定模版
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排水系统水力计算例题
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。
给水管网水力计算基础
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。
建筑给排水计算说明书
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
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。
专题二建筑给排水水力计算
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。
各类给水管材水力计算表
计算管径 mm
36 45.2 57 67.8 81.4 100.4 114.2 127.8 146 164.4 182.6 205.4 228.2 255.6
1.0MPa 流速 m/s
0.69 1.12 1.33 0.83 1.15 0.88 1.46 1.40 1.19 0.94 0.76 0.60 0.73 1.56
铝塑复合管
计算管径
mm 12.2 15.7 19.8 25.3
31.2
40.1 50.0 58.7
流速
m/s 1.01 0.67 0.97 1.21
0.92
1.43 1.53 1.11
阻力损失
mm/m 125.85 44.08 67.00 75.57
35.13
59.48 52.30 23.94
流量
L/S 0.1 0.130 0.300 0.500 0.700 1.800 3.000 3.000 6.000 7.000 15.000 18.000 20.000 20.000 20.000 20.000 30.000 80.000
流量
L/S 0.1 0.210 0.300 0.500 1.010 1.550 3.400 3.000 6.000 7.000 15.000 18.000 27.000
本表按03版建筑给水排
海澄-威廉公式 塑
氯化聚氯乙烯
S6.3 1.6MPa
S5 2.0MPa
计算管径 流速 阻力损失 计算管径 流速 阻力损失
mm
125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200
中等管径与大管径
流量 计算管径
给水管水力计算表
中等管径 与大管径 水力计算 表
管径 流量
mm
125 150
200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000
1200
L/S
20.00 35.00
50.00 100.00 70.00 150.00 150.00 308.00 150.00 666.67 600.00 800.00 1000.00 1100.00
15.00 20.00
55.00 30.00 80.00 80.00 140.00 200.00 230.00 360.00 500.00 600.00 800.00 1000.00
1100.00
m/s
1.95 1.66
3.15 0.96 1.64 1.13 1.46 1.59 1.45 1.83 1.77 1.56 1.59 1.57
mm/m
539.4
153.5
113.1
134.7 47.3 71.7 58.3 40.9 27.0 19.6 111.9
0.1980
水煤气钢管热水(60度)
管径
mm 15 20 25 32 40 50 70 80 100
相应 红色 数据. 而当 流速 大于 等于
1.20m/ S时则 查D列 阻力 损失 值
2.10
2.07
140
17.000
160
27.000
建筑给水用聚氯乙烯
管径
mm 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160
注：当D 列流速大 于2.0m/s 时呈红色
流量
L/S 0.130 0.300 0.500 0.700 2.500 3.000 3.000 6.000 7.000 15.000 18.000 20.000
热水供应回水管径的确定
图 # 机械循环计算例题
配水管循环水头损失计算
管段 编号 管长 管径 循环流量 < ( ) * + ) ** + ) ( , - + 沿程木头损失 流速 .)* , /+ 2 ) 01 , * + 23 ) 01 + #4! !4% %46 647 748 849 94’ ’4& & 4 #" !5 " %5 % %5 % %5 % 75 8 85 " 85 " 65 7 85 " !" !" !7 %! 6" 6" 6" 7" 9" %%6 %%6 %%6 %%6 %%6 %%6 78’ 988 &68 ##"’ #&! #&! 66 #" 65 " 65 " #! 85 " "5 ’ #5 ! %’6 8%% #67 %% !! !6 9! !9 75 " #!" #687 "5 %! "5 %! "5 #& "5 #" "5 "’ "5 "’ "5 #% "5 #% "5 "8 "5 "9 !" #5 7 %5 " !5 " 65 " 65 " #5 7 #5 " #5 " #5 " !5 "
C5 确定循环水泵的流量和扬程 — 水快速加热器水头损失为 #5 !6D01，计 % 汽—— 算过程省略。 & 附加循环流量为 >E ? >F G #7H 式中 >E—附加循环流量， (,>F—热水设计用水量， (,+ ) 所以， 计算过程略 >E ? !7%7( , ’ 循环水泵的流量 >B3##"’ I !7%7 ? %86%( , ) 其中 ##"’( , - 为总的循环流量值 + )#+
钢管和铸铁管水力计算表
钢管（水煤气管）的1000i和v值 表7
Q (L/s) (m3/h) 0.025 0.09 0.03 0.108 0.035 0.126 0.04 0.144 0.045 0.162
8
v
1000i
0.5
162
0.6
226
0.7
300
0.8
384
0.9
476
水煤气管
中等管径
大管径
公称直径
公称直径
公称直径
DN A（Q米3/ A（Q升/ DN A（Q米3/ DN A（Q米3/
（毫米） 秒） 秒） （毫米） 秒） （毫米） 秒）
8 2.26E+08 225.5 125 106.2 400 0.2062
10 32950000 32.95 150 44.95 450 0.1089
米） 秒）
50
15190
75
1709
100 365.3
125 110.8
150 41.85
200 9.029
250 2.752
300 1.025
350 0.4529
内径（毫 A（Q米3/ 米） 秒）
400 0.2232 450 0.1195 500 0.06839 600 0.02602 700 0.0115 800 0.005665 900 0.003034 1000 0.001736 1100 0.001048 1200 0.000661 1300 0.000432 1400 0.000292 1500 0.000202
0.44 0.47 0.5 0.53 0.56
0.58 0.64 0.7 0.76 0.82
0.88 0.94 0.99 1.05 1.11
高层建筑室内消火栓给水系统水力计算.
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。
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设有浴盆的病房
单位
每人每日 每人每日
每床每日 每床每日 每床每日 每床每日
每病床每日 每病床每日 每病床每日
生活用水（最 小时变化
高日)（L）
系数
50~100
2.5
100~200
2.5
50~100
100~150 120~150
400~500
2.5~2.0 2.0 2.0 2.0
50~100 100~200 250~400
16
洒水栓
0.70
室内洒水龙头
0.20
17
0.25
20
25
1.0
15
18 家用洗衣机给水
龙头
0.24
1.2
15
0.020
0.020 按使用要求 按使用要求 按使用要求
0.020
（一）住宅生活给水设计秒流量
卫生器具给水当量平均出流概率
UO
qd mkh 0.2N gT 3600
(11－5)
设计管段卫生器具给水当量的同时出流概
170~300 300~400
3.0~2.5 2.8~2.3 2.5~2.0 2.3~1.8
集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及 小时变化系数
序
建筑物名称
号
集体宿舍
1
有集中盥洗室
有盥洗室和浴室
旅馆、招待所
2
有集中盥洗室
有盥洗室和浴室
设有浴盆的客房
3
宾馆 、客房
医院、疗养院、休养所
有集中盥洗室
4
有盥洗室和浴室
30~50
15 高等院校（有住宿） 每学生每日 100~200
2.5~2.0 2.5~2.0 2.5~2.0 2.5~2.0
2.5~2.0
2.5~2.0
2.5~2.0
16 电影院
每观众每场 3~8
2.5~2.0
17 剧院ห้องสมุดไป่ตู้
每观众每场 10~20
2.5~2.0
体育场 18 运动员沐浴
观众 游泳池 19 游泳池补充水 运动员沐浴 观众
15~20 10~15
2.5
2.0~1.5 2.0~1.5 2.0~1.5 1.5~1.0
2.0~1.5 2.5~2.0
幼儿园、托儿所
10
有住宿
无住宿
每儿童每日 每儿童每日
50~100 25~50
11
商场
每顾客每次
1~3
12
菜市场
每平方米每次
2~3
13
办公楼
每人每班
30~60
14 中小学校（无住宿） 每学生每日
式中 Qd——最高日用水量，L/d；
m——用水单位数，人或床位数等；
qd——最高日生活用水定额，L／人·d或L／床·d；
Qd——平均小时用水量，L／h；
T——建筑物的用水时间，h；
Kh——小时变化系数；
Qh——最大小时用水量，L／h。
各类建筑的生活用水定额及小时变化系数见表11—1、 11—2。
3．菜市场用水指地面冲洗用水。
4．生活用水定额除包括主要用水对象的用水外， 还包括工作人员的用水。其中旅馆、招待所、宾 馆生活用水定额包括客房服务员生活用水，不包 括其他服务人员生活用水量。
5．理发室包括洗毛巾用水。
6．生活用水定额包括生活用热水用水定额和饮水 定额。
建筑内部的生活用水量是贮水池、水箱和水泵设 计计算的主要依据之一。
0.07 0.35
13
双联
0.15 0.75
三联
0.20 1.0
15
0.020
15 15 15 15~20
0.015 按产要求
0.020 0.015
15
0.020
15
0.020
15
0.020
14 净身器冲洗水龙 0.10
0.5
15
头
（0.07） （0.35）
15 饮水器喷嘴
0.05
0.25
15
0.40
-
0.040
5
洗手盆水龙头
0.15
0.75
(0.10)
(0.5)
6
洗脸盆水龙头
0.20
1.0
盥洗槽水龙头
(0.16)
(0.8)
7
浴盆水龙头
0.30
1.5
（0.2） （1.0）
0.30
8
淋浴器
0.15
0.75
（0.10） （0.5）
9
大便器
冲洗水箱浮球阀
0.10
0.5
自闭式冲洗阀
1.20
6.0
15
0.020
每人每次 50
2.0
每人每场 3
2.0
每日占水池
容积
10%~15%
每人每场 60
2.0
每人每场 3
2.0
注：1．高等学校、幼儿园、托儿所为生活 用水综合指标。
2．集体宿舍、旅馆、招待所、医院、疗养 院、休养所、办公楼、中小学校生活用水 定额均不包括食堂、洗衣房的用水量。医 院、疗养院、休养所指病房生活用水。
二、给水设计秒流量
给水当量：以污水盆的配水龙头在出流水头 为2米时全开的流量0.2升／秒为1个当量，其 它卫生器具配水龙头的流量与0.2升／秒的比 值该卫生器具的当量数，见表11－3。
卫生器具给水的额定流量、当量、支管管径 和流出水压 表11－3
序号
给水配件名称
额定 流量
（L/s）
当量
1 污水盆（池）水龙头 0.20
2.5~2.0 2.5~2.0
2.0
5
门诊部、诊疗所
每病人每日
6
公共浴室
有沐浴器
每顾客每次
设有浴池、沐浴器、浴 每顾客每次 盆及理发室
7
理发室
每顾客每次
8
洗衣房
每公斤干衣
餐饮业
9
营业餐厅
每顾客每次
设有浴池、沐浴器、 每顾客每次
浴盆及理发室
15~25
100~150 80~170 10~25 40~80
住宅生活用水定额及小时变化系数
表11－1
住宅 类别
卫生器具设置标准
单位
生活用水定额 （最高日）
（L）
小时变化 系数
普通 住宅
有大便器、洗涤、无淋 浴设备
有大便器、洗涤和淋浴 设备
有大便器、洗涤盆、沐 浴设备和热水供应
每人 每日
高级住宅和 有大便器、洗涤盆、沐
别墅
浴设备和热水供应
85~150 130~220
1.0
支管管径 （mm）
15
配水点前 所需流出
水头
（Mpa）
0.020
住宅厨房洗涤盆（池） 0.20
1.0
2
水龙头
0.14
(0.7)
15
0.015
食堂厨房洗涤盆（池） 0.32
1.6
15
0.020
3
水龙头
(0.24) (1.2)
-
普通水龙头
0.44
2.2
20
0.040
4
住宅集中给水龙头
0.30
1.5
15
0.015
15
0.020
15
0.020～0.040
15
0.020
25
按产品要求
10 大便槽冲洗水箱进水阀 0.10
0.5
11
小便器
手动冲洗阀
0.05 0.25
自闭式冲洗阀
0.10
0.5
自动冲洗水箱进水阀 0.15
0.5
12 小便槽多孔冲洗管（每 0.05 0.25 m长
实验室化验龙头（鹅颈）
单联
11、水力计算与管径确定
第一节 建筑内部给水系统的计算
一、建筑内部用水量
建筑内部用水包括生活、生产和消防用水 三部分。
最高日用水量 Qd mqd
（11－1）
平均日用水量 小时变化系数
Qp
Qd T
Kh
Qh Qp
(11－2) (11－3)
最高日最大时用水量
Qh Qp Kh
(11－4)