第2章 建筑内部给水系统的计算

2-2 给水系统所需水量
一、生活用水量标准 1．住宅生活用水定额及时变化系数
（见P29表2-1、P31表2-2）
2．集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额
（见P31表2-3）
3.工业企业建筑生活用水定额 （见表2-4） 二、最高日用水量
Qd mqd
确定生活水池 调节容积
式中 Qd——最高日生活用水量，L/d； m ——设计单位数，人或床为数等； qd ——单位用水定额L/人•d 、L/床•d 、L/m2•d。
5）计算水表的水头损失
因住宅建筑用水量较小，总水表及分户水表均选用LXS湿式水表，分 户表安装在3-4上，总水表安装在8-9上。
q3 4 0.384 L / s 1.38m3 / h q89 1.408L / s 5.07 m3 / h
查附表1-1 选用15mm口径的分户水表，其常用流量1.5m3/h＞q3-4 过载流量为3m3/h，所以分户水表的水头损失：
适用范围：
工业企业生活间、公共浴池、食堂、影剧院、体育场等。
2-4 给水管网的水力计算
1．管径的确定
各管段的管径是根据所通过的设计秒流量确定的，其计 算公式为：
dj = 4q g v
qg ——计算管段的设计秒流量，m3/s； dj ——管道计算内径，m； v ——管段中的流速，m/s。（见表2-12）
2-3 给水设计秒流量
设计秒流量：
——给水管道的设计流量，为建筑内卫生器具 按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。
计算目的：
1. 确定管径，经济合理 。
2. 3.
计算管段水头损失，确定给水系统所需压力。 选择水泵
一、世界各国的计算方法
1. 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 到给水管道的设计流量。
2）计算管段上卫生器具给水当量同时出流概率（U）:
U= 1+ C ( N g - 1 ) 0.49 Ng
U ——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（％）； c ——对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0 ）的系数； （P35表2-5） N g ——计算管段的卫生器具给水当量总数；
Hd和Hd ｀均小于表2-16中水表水头损失允许值。水表的总水头损失为：
3）计算设计秒流量：
q g = 0.2UN g
qg——计算管段的设计秒流量，L/s；
平均出流概率
建筑物性质 普通住宅Ⅰ型 普通住宅Ⅱ型
U0
参考值（见表2.3.2）
建筑物性质 普通住宅Ⅲ型 别墅 参考值 1.5~2.5 1.5~2.0
U0
参考值 U 0 3.4~4.5 2.0~3.5
注意：
1. 当计算管段的卫生器具给水当量总数超过一定条件时，其流量应取最 大用水时平均秒流量：
生活给水： 配水支管：0.6～1.0m/s 配水横管（＞25mm）：0.8～1.2m/s 环形管、干管、立管：1.0～1.8m/s 消火栓：v＜2.5m/s 自动喷水： v＜5.0m/s
2．管网水头损失的计算
（1）沿程水头损失
hi＝ i L
式中： hi——管段的沿程水头损失，kPa； L ——计算管段长度，m； i ——管道单位长度的水头损失，kPa/m。
确定给水方案 绘平面、轴测图 选择最不利点、确定计算管路 节点编号，计管段长度 计算设计秒流量
提高水箱高度 放大管径 增设升压设备 否
确定管径、水力坡度
水箱给水 校核水箱高度 是 计算沿程、局部和水表损失 计算系统所需压力H 确定非计算管段的管径 计算结束 选择升压、贮水设备
5. 例题
一、工程概况
3. 延时自闭冲洗阀：Ng
0.5
qg
qg ＋1.2
4. 综合性建筑 值应按加权平均法：
1 N g1 2 N g 2 n N gn
N g1 N g 2 N gn
式中：
N g1 , N g 2 N gn
——综合性建筑内各类建筑物的卫生器具 的给水当量数；
6）根据管段的设计秒流量，查相应水力计算表，确定管径 和 管道单位长度水头损失。
7）确定给水管网沿程和局部水头损失，选择水表，并计算 水表水头损失。
8）确定给水管道所需压力H， 并校核初定给水方式。
① 外网直接给水下行上给：H H1 H 2 H 3 H 4
H0≥H：原方案可行； H0 略＜H：放大部分管段的管径； H0＜＜H：增设升压设备。
kPa；
H2+H3 H4
H1 ——引入管起点至最不利点的静压
差，kPa； H2 ——计算管路的沿程与局部压力损 失，kPa；
H H1
H3 ——水表的水头损失，kPa； H4 ——最不利点的最低工作压力，kPa。
各种配水装臵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 要的最小静水压力。(见表2-1）
q g = 0.2a N g
—— 根据建筑物用途确定的系数，见表2-7。
Ng——设计管段的卫生器具给水当量总数。
适用范围：
集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、 养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中 小学教学楼、公共厕所等建筑。
注意：
1. qg < qmax（最大卫生器具给水额定流量） qmax qg ∑qi qg 2. qg ＞∑qi，
h 校核水箱的安装高度： hX H 4 若不满足要求，可提高水箱高度、放大管径、设增压设备或选用 其他供水方式。
② 设水箱上行下给供水：

9）确定非计算管段的管径。
10）对于设臵升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备 进行选择计算。
4. 计算流程图
H0略＜H：放大管径 直接给水 H0 ＜H ：设升压设备 H0≥H：原方案可行
某5层10户住宅，每户卫生间内有低水箱坐式大便器1套，
洗脸盆、浴盆各1个，厨房内有洗涤盆1个，该建筑有局部 热水供应。图2-2为该住宅给水系统轴测图，管材为给水塑 料管。引入管与室外给水管网连接点到最不利配水点的高 差为15.23m。室外给水管网所能提供的最小压力 H0=270kPa。试进行给水系统的水力计算。
1 , 2 n ——对应于 N g1 , N g 2 N gn 的设计秒流量系数。
B. 住宅生活给水管道设计秒流量
1）计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率：
q0 × m× K h U0 = × 100 % 0.2× N g × T × 3600
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 概率，％； q0 ——最高用水日的用水定额，L/（人•d）查表2-2； m ——每户用水人数； Kh——小时变化系数，查表2-2； 将安装在污水盆上，支管直 Ng——每户设臵的卫生器具给水当量总数； 径为15mm的配水龙头的额定 流量0.2L/s作为一个当量。 T ——用水时数，h； （表2-1） 0.2 ——1个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。
衬水泥、树脂的铸铁管Ch =130 普通钢管、铸铁管Ch =100
（2） 局部水头损失
v2 h Байду номын сангаас = ∑ 2g
hj——管段的局部水头损失，kPa； ζ——局部阻力系数。 v ——管道内平均水流速度，m/s； g ——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百分 数估算（见表2-14、2-15）。 生活给水管网为25－30％； 消火栓系统给水管网为10％； 自动喷水灭火系统消防管网为20％； 生产、消防合用管网为15％；
3）确定管径 流速应控制在允许范围内，查附表2-3可得管径 DN和单位长度沿程水头损失i，由式2-13计算出管 路的沿程水头损失∑hi。各项计算均列于表2-17 4）计算局部水头损失
h
j
30% hi 0.3 9.113 9.734kPa
∴计算管路的水头损失为：
H 2 hi h j 9.113 2.734 11.847 kPa
qg 0.2U 0 N g
2. 有两条或两条以上具有不同U0的给水支管的干管，该管段的U0应取 加权平均值，即：
U0
U N N
0i gi
gi
式中：
——给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； U 0i ——给水支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率； N gi ——相应支管的卫生器具给水当量总数。
2. 平方根法 3. 概率法
qg b N
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n和放水使用概率，给水流量的分布符合二项 分布规律。
F ( x) Cnx p x (1 p)1 x
n——整数； 0<P<1
二、我国当前使用的设计秒流量公式 A. 用水分散型建筑的给水设计秒流量
（见表2-2、2-3）
2-2 给水系统所需水量
三、最大时用水量
Qd Qh K h QP Kh T
Kh Qh Qp
确定高位水箱调节容积 确定室外给水管道
式中： Qh——最大小时生活用水量，L/h； Qd——最高日生活用水量，L/d； Qp——平均小时流量，L/h； T ——每日（或最大班）使用时间，h； Kh——时变化系数，按表2-2，2-3采用。
（3）水表水头损失计算
水表水头损失：
hd q
2 g
Kb
水表的选择： 用水均匀： qg<Qn 用水不均匀： qg<Qmax
式中：hd ——水表的水头损失，kPa； qg——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， 也可按下式计算：
2 2 Qmax Qmax 旋翼式： K b 100 螺翼式： K b 10 式中： Qmax——水表的最大流量，m3/h；