二章节建筑内部给水系统计算.ppt

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1、第二章 建筑内部给水系统的计算,2-1 给水所需压力 一、室内给水系统所需压力（见图） 额定流量 最低工作压力 最不利配水点 给水当量：以污水盆用的一般球形阀配水龙头在支管管径为DN15，出流水头为2.0m时，全开流量为0.2l/s为一个给水当量。 1Ng 其他器具的比值：eg 大便器延时自闭式冲洗阀1.20 L/s。Ng=1.20/0.20=6,流出水头：各种 配水龙头或用水 设备为获得规定 的出水量(额定 流量)而必须的 最小压力(H4) H = H1 + H2 +H3 +H4,H2+H3,H1,H,H：总水压,H4：最低工作压力,H4,水表,H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差,H

2、2：管路水损 H3：水表水损,层高小于3.5m时，建筑内给水系统所需压力估算：,2-2 给水系统所需水量,一、生活用水量标准 1住宅生活用水量标准及时变化系数 (见表2-2) 2集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水量标准 二、最大日用水量 Qd最高日生活用水量，m3/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/m2d；,表2-2 住宅最高日生活用水定额及小时变化系数,住宅建筑中，影响生活用水量的首要因素是（ ）。 A.生活习惯 B.气候条件 C.卫生器具的完善程度 D.其它因素,三、最大时用水量 Qh最大小时生活用水量，m3/h； Qd最高日生活用水量，m3/d

3、； T 每日（或最大班）使用时间，h； Kh时变化系数，按表2-2，23，24采用。,2-3 给水设计秒流量 设计秒流量：器具按配水最不利情况组合出流时的 最大瞬时流量 2.3.1设计秒流量计算方法概述 经验法 平方根法 概率法 2.3.2当前我国使用的生活给水管网设计秒流量计算公式,1.住宅的生活给水管道的设计秒流量 （2-5） 计算管段的设计秒流量，； 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总数。,计算步骤：,（1）给水当量、人数、定额、使用时间及小时变化系数 最大用水时平均出流概率 （2-7） 参考值，见表2.3.2 （2）计算管段当量总数 同时出流概率

4、（2-6） 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率； 对应于不同的系数，见表2.3.1；,（3）由 及式（2.3.1） 计算管段的设计秒流量 查表：1.建筑给水排水设计规范附录D、 40L/S 2.全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水附录A 给水管段设计秒流量计算表： 由 、 设计秒流量 注意： （1）当量总数超过设定条件时，流量取最大用水时平均秒流量。 （2）干管连接两条或两条以上支管、而各个支管 又不同时， 应按加权平均法计算 ，即 （2-8） 适用：枝状管道、最大用水发生在同一时段,2.宿舍（、类）、 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

5、楼、公厕、等,（2.3.5） 根据建筑物用途而异的系数，见表2.3.3 计算管段上器具较少时 计算结果偏离额定流量累加值，教材36页。 1.小于 2.大于 3.大便器设置延时自闭冲洗阀时：,某公共厕所内设有1个感应水嘴洗手盆，其给水管的设计秒流量为（ ）。 A 0.20 L/s： B 0.42 L/s； C 0.10 L/s； D 0.15 L/s。,3.宿舍（、类）、工业企业生活间、公共浴室、职工食堂或营业性餐厅的厨房、体育场馆运动员休息室、剧院化妆间、普通理化实验室等建筑,计算管段给水设计秒流量 某个卫生器具的给水 同类型卫生器具数 同类型卫生器具的同时给水百分数 三点注意见教材,应注意的

6、问题： （1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用。 （2）大便器自闭式冲洗阀应单列计算，当单列计算值小于1.2L/s时，以1.2L/s 计；大于1.2L/s 时，以计算值计。 （3）同时使用叠加（职工学生饭堂洗碗台水嘴）,某企业职工食堂与厨房相邻，给水仅供厨房和职工食堂用水。 厨房、职工食堂器具额定流量、当量、数量如表所示， 则引入管的流量（ ）L/s.,A2.04 B1.80 C2.70 D1.14,计算内容： 1、确定管径 2、计算最不利管路的水头损失并校核系统 所需水压,2.4 给水管网的水力计算,2.4.1管径的确定 流量 断面积 直径（管径） 流速 经济流速：

7、见表2.4.1 通过控制流速确定管径。,2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 (1) 沿程水头损失 hl i L 式中： hl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。 水力计算表： 见附录2-2 、2-3,式中： 管段的设计计算流量，m3/s； 管道计算内径，m。 海澄威廉系数。 各种塑料管、内衬(涂)塑管=140； 铜管、不锈钢管=130； 衬水泥、树脂的铸铁管=130； 普通钢管、铸铁管=100。 设计计算时，可直接使用由上列公式编制的水力计算表,(2) 局部和水头损失 1.按管网的沿程水头损失的百分数取值 2.当量长度计算法,给水管道

8、的局部水头损失可按管网沿程水头损失的百分数估算： 消火栓系统给水管网为10； 生活给水管网为2530； 生产、消防合用管网为15； 自动喷水灭火系统消防管网为20；,2.4.3 水表和特殊附件的局部水头损失 1.水表水头损失的计算 （1）水表的选择 水量均匀时：管段设计秒流量水表的公称流量； 水量不均匀时：管段设计秒流量水表的最大流量 水表损失： 式中：,（2）水表水头损失的估算 表1 水表水头损失允许值(kPa) （3）特殊附件的局部阻力 管道过滤器水头损失一般宜取0.01MPa 管道倒流防止器水头损失一般宜取0.025-0.04MPa,2.4.4求定给水系统所需压力 水泵直接给水： 水箱给

9、水：校核水箱安装高度 水泵水箱联合给水： 计算水泵扬程、校核水箱安装高度 。,2.4.5 水力计算的方法步骤： 1.确定给水方案。 2.绘图平面图、轴侧图 。 3.选择最不利管段，节点编号，从最不利点开始，对流量有变化的节点编号。 4.选定设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量。 5.按： 求定管径。 6管网水力计算 7计算非计算管段,流速： （1）干管、立管流速：0.81.0m/s； （2）支管流速：0.60.8m/s。 （3）消火栓系统给水管道内水流速度不宜大于2.5m/s。 （4）自动喷水系统给水管道内水流速度不宜大于5.0m/s。,计算例题,例题5层10户住宅，每户有卫生间1间，内设低

10、水箱虹吸式坐便器、浴盆、洗脸盆各1个；厨房1间，内设洗菜盆1个。试进行给水系统的水力计算。 解： 1. ； 2. 或 ； 3.,管网水力计算表,2.5 增压、贮水设备,2.5.1增压设备 一、水泵 1、水泵工作方式 按启动时的充水方式：1）自吸式 2）自灌式 按吸水管与外网的连接方式：1）直吸式 2）断流式 按水泵转速是否变化：1）恒速水泵供水方式 2）变速水泵供水方式,水泵工作方式（1）,自灌式启动（）: 泵轴低于贮水池 最低水位,自吸式启动 泵轴高于贮水池 最高水位,真空泵,直吸式,断流式,A.可充分利用外网水压； B. 不易产生二次污染； C. 影响周围用户用水,A.不能充分利用外网水压

11、； B. 易产生二次污染； C. 不影响周围用户用水,水泵工作方式（2）,水泵工作方式（3） 变频（变速）供水基本原理,水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，使水泵工况处于高效运行范围内。,原理：压力传感器设定值H 用户需要值H1 常用的变频控制方式： 水泵出口压力恒定控制 适用：管网系统阻力损失比重小时。 管网末端压力恒定控制 适用：管网系统阻力损失比重大时,2、水泵流量和扬程的确定 （1）流量 A. 室内有调节水箱时，取建筑的最大时用水 量 B. 室内无调节水箱时，取管网的高峰用水量 （设计秒流量）,（2）水泵的扬程 A. 直吸

12、式工作方式 Hb H1 + H2 + H3 + H4 H0 Hb :水泵的扬程（kPa）; H1: 引入管起点至最不利点所需的静水压（kPa）; H2:最不利管路中的水头损失（kPa）; H3:通过水表的水头损失（kPa） ； H4：最不利点的流出水头（kPa）; H0 ：外网所能提供的水头（kPa） 。,某住宅二次加压水泵与室外给水管网直接连接，若已知引入 管至配水最不利点的高度为40.00m，管路系统水头损失为 8.56 m，水表的水头损失为2.05m，配水最不利点所需的流 出水头为20 kPa，室外给水管网所提供的压力为20 m，则 计算水泵的最小扬程为（ ）（要计水表水损）,某住宅二次

13、加压水泵与室外给水管网直接连接，若已知引入管至配水最不利点的高度为40.00m，管路系统水头损失为8.56 m，水表的水头损失为2.05m，配水最不利点所需的流出水头为20 kPa，室外给水管网所提供的压力为20 m，则计算水泵的最小扬程为（ B ）（要计水表水损） A 305.6 kPa B 326.1kPa C 505.6kPa D 526.1 kPa,B. 断流式工作方式 Hb H1 + H2 + H3 + H4 Hb :水泵的扬程（kPa）; H1: 贮水池最低水位至最不利点所需的静水压（kPa）; H2: 最不利管路中的水头损失（kPa）； H4: 最不利点的流出水头（kPa）。,3

14、.水泵的选型 特点：小流量，大扬程 原则：1）选择低噪声、节能型水泵； 2）设置备用泵 选择：1）恒速水泵：用于建筑内部用水均匀时或与水 箱联合使用； 2）变速水泵：用于建筑内部用水不均匀时 4.泵房的布置（自学） 间距和防振,二、气压给水设备,利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节和输送水量的装置。 1.气压给水装置的组成 （1）密闭罐 （2）水泵 （3）补气装置 （4）控制装置,液位继电器,2.气压给水装置的分类和工作原理 （1）分类 按充水、充气方式： 双罐式 单罐式 按供水压力是否变化：定压式 变压式 按气水接触方式： 补气式 隔膜式,（2）工作原理（变压式） A.送水过程 工作初期

15、工作末期,B. 补水过程 由压力继电器控制。 C. 补气过程 由液位继电器控制。 补气方法：a.空压机补气 b.补气罐补气 （补气过程及多余气量排除）,3.气压给水装置的工作特点及适用条件 （1）工作特点 优点：1）灵活性大设置位置不受限制； 2）占地面积小，工期短，土建费用低； 3）可自动工作，便于管理； 4）水质不易受污染。,缺点：1）调节容积小，贮水量少； 2）采用压力容器，耗用钢材多； 3）采用变压式设备时有压力波动； 4）能耗大。 （2）适用条件 有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水 箱的场所，如地震区、军事性建筑、临时建筑。,4.气压给水装置的设置要求 （1）设置于室内 （2）设备

16、之间及其与建筑结构间的最小间距 （3）设备基础的设置 （4）水质防护及安全供水措施,5.气压给水装置的设计计算 （1）气压水罐的总容积 Vq =Vql/(1-b) Vq：气压水罐的总容积，m3; Vql：气压水罐的水调节容积，相当于水泵水箱联合供水时的水箱 生活用水调节容积，m3; ： = P1/P0 = Vq/V1, 容积附加系数，取1.05-1.25; b ：气压罐最小工作压力（即给水管网所需压力）与最大工作 压力之比，取0.65-0.85。,（2）补水泵的流量和扬程 A.变压式和单罐定压式气压罐（建筑内部用水量较均匀时） HP取罐内平均压力，即Hb=(P1+P2)/2 QP取建筑的最大时

17、用水量，Qb1.2 Qh b.双罐定压式气压罐（建筑内部用水量不均匀时） HP取给水系统所需压力，即Hb=P1 QP取管网设计秒流量，Qbqg 应用： 给水排水标准图集S2消防设备安装（2004年合订本） 设计计算方法举例教材第55页 例2.2,某住宅楼共120户，每户平均4人，用水定额为200L/（人d）， 小时变化系数Kh =2.4，拟采用隔膜式立式给水设备供水， 则气压罐的最小调节容积为（ ）m。 0.26 B. 0.48 C. 0.36 D. 0.53,某建筑给水系统所需压力为200，选用隔膜式气压给水设备升压给水，经计算气压水罐水容积0.5，气压水罐内的工作压力比为0.65，则气压水

18、罐总容积和该设备运行时气压罐压力表显示的最大压力应为（ ） A B C D,2.5.2 贮水设备,一、贮水池 1、贮水池的容积 V = Vt + Vf + Vs Vt: 生活用水调节容积（m3）； Vf：消防贮水容积（m3）； Vs：事故贮水容积（m3）。,Vt,Vf,Vs,（1）按经验法确定（只设水泵时或资料不足时） 取最高日用水量的2025(单体) （2）按计算公式确定（水泵水箱联合供水时）： Vt = (qb-qj)Tb （注意容积校核问题） qb: 水泵的出流量（水箱的进水量）（ m3/h ）； qj: 水池的进水量（ m3/h ）； Tb :水泵连续运行时间（ h ）, 即水箱进水时

19、间; Tb V箱/ (qb-qp) qp：水箱的出水量（取最高日平均时水量） （ m3/h ）。,2、Vt （生活用水调节容积）的确定,有一多层建筑住宅小区，共3000人，最高日用水量标准为250L/人d，由市政单路供水，且居民用水均需二次加压，试问贮水池生活用水的总容积至少_m3。 A 123 B 150 C 112.5 D 182.5,在水泵、水箱联合供水系统中，水泵的流量通常可取（ ） A.给水管网设计秒流量 B.建筑的最高日用水量 C.建筑的最大时用水量 D.建筑最高日用水量的20,3、Vf （消防贮水容积）的确定,计算公式： Vf= 60qxTx / 1000 (m3) qx：消防设

20、计流量（L/s); Tx: 消防灭火时间（min), Tx= 60180min.,4、贮水池的设计要求 1.合理设置管路，注意防止水质腐化； 2.设置800-1000mm人孔以利设备检修； 3.贮水池内的消防用水不得动用； 4.容积较大时应分格，保证检修时的连续供水。 二、吸水井 室外给水管网能满足建筑内所需水量，无调节要求的给水系统。 不需要设置贮水池时 吸水井/罐 有效容积：最大一台水泵3min的出水量 吸水管的布置 见教材P56,三、水箱,1、水箱的种类及规格 按用途分： 1）高位水箱 2）减压水箱 3）冲洗水箱 4）断流水箱 按材料分：1）钢制，复合或不锈钢水箱 2）钢筋混凝土水池 3

21、）塑料和玻璃钢水箱（参见图示） 钢制水箱的型号112#,水箱材料应具备的条件：符合卫生要求，不易积垢，便于清洗，结构轻巧 水箱材料的应用与发展：目前国内的水箱主 要有钢制（不锈钢）水箱和混凝土水箱（池）两种，但这两种水箱对水质都有一定的污染，并且容易积垢 ，不便清洗。六十年代初，日本首先研制成功玻璃钢（复合材料）水箱，很快在欧美各国得到推广使用。 玻璃钢水箱的优点：重量轻，抗渗漏、锈蚀，不易积垢，易清洗，保温和抗震性能好，自重轻、减少房屋基础的 承重荷载，防腐层不易脱落，可有效防止二次污染等。 现在玻璃钢水箱的应用在国内发展很快。日本和欧美等国，均立法在住宅中禁止使用钢筋混凝土水箱，推广玻璃钢

22、水箱。,【附】关于水箱材料的常识,2、高位水箱的作用 1）贮水调节作用 2）减压作用 3）稳压作用 3、高位水箱上的管道设施及安装 1）进水管（按照水泵出水量计） 2）出水管 （按照管网设计秒流量计） 3）溢流管 （大进水管一级） 4）排水（泄水）管（小进水管一级，且50mm） 5）信号管（或液位继电器） 6）通气管（DN100-150mm）,以下生活饮用水箱的管路安装图示中有几项不符合要求（ ）,（A） 1项 （B） 2项 （C） 3项 （D） 4项,4、高位水箱的容积和安装高度的确定 （1）水箱的容积 V = Vt + Vf+ Vs Vt ：生活用水调节容积（m3）； Vf ：消防容积（火

23、灾初期自救用水）（m3）10min； Vs： 事故用水（m3）。 举例：后面,Vt,Vf,Vs,生活用水调节容积 ,消防容积 ,事故容积 ,水箱容积组成,确定Vt： 1）由外网直接供水（只设水箱的给水方式） 理论公式：Vt = QL tL （） （2.5.7） QL水箱供水的连续平均小时用水量，m3； tL 水箱供水的连续时间，h。 经验公式：大型建筑 Vt =（1020）% Qd 中小型建筑 Vt =（50100）% Qd Qd 建筑的最高日用水量， m3/d。,2）由水泵供水（水泵水箱联合供水方式） a.人工启动水泵时 理论公式： Vt = Qd / nb - Tb Qp公式（2.5.8）

24、（） 经验公式： Vt =（1220）% Qd,2）由水泵供水（水泵水箱联合供水方式） b.自动启动水泵时 理论公式： Vt =C. Qb / 4Kb 公式（2.5.9）（） 经验公式： Vt 50% Qh,3消防贮备水量 （1）低层建筑 60q xhT x Vf = 1000 （2）高层建筑 一类建筑18 m3、二类建筑6 m3 二类建筑和一类建筑12 m3,（2）水箱的安装高度 水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水头，要根据管道的水力计算确定。 hH2 + H4 H2：最不利管路的水头损失（kPa）； H4：最不利配水点的流出水头（kPa）。 计算的贮备消防水量的水箱其安装高度h，如不

25、能满足消防设备所需水压应采取增压泵等措施。 （eg.7m、15m 静水压力）,2.6 给水水质防护,2.6.1水质污染的现象及原因 1.贮水池/箱材料或防腐涂料选择不当。 2.水在贮水池/箱中停留时间过长。 3. 贮水池/箱管理不当。 4.回流污染 生活给水系统的水质，应符合现行的国标生活饮用水卫生标准,回流污染 非饮用水或其他液体倒流入生活给水系统引起的水 质污染。 （P60 图2-19） 主要原因: a.给水附件设置不当； b.管道或附件连接不严密； c.给水管网压力波动时，有负压状态发 生。,2.6.2 水质防护措施 1.各给水系统（生活给水、直饮水、生活杂用水等）应各自独立、自成系统；

26、 2饮用水管道与贮水池/箱远离污染源; 例：水池、水箱不得利用建筑物本体结构作为池体、池盖、池壁； 埋地水管、水池距离化粪池10m以上； 3专用房间内，远离污染源；内壁无毒，食品级玻璃钢;,2.6.2 水质防护措施 4加强水池/箱管理：池盖、清洗等; 5空气间隙或倒流防止器（看教材图例）; 6二次供水时，出水宜消毒处理； 7避免饮用水与非饮用水管道直接连接、非饮用水管道验收时，逐段检查避免误接； 放水口应该有明显标志火车用水、中水绿化；,洗脸盆出水口的空气隔断设施,饮用水管和非饮用水管间的空气隔断设施,2.7.1技术要求：解决静水压力过大问题 十层及以上住宅或高于24m的民用建筑 2.7.2技

27、术措施：分区 分区水压 ：住宅等建筑 300350kPa 办公楼 350450kPa （一）有水箱供水方式 1、串联供水方式,2、并联供水方式,3、减压供水方式,（二）无水箱供水方式,（三）气压罐供水方式,2.7 高层建筑给水系统,2.7.3水力计算： 管道流速宜比低层建筑小， 一般干管立管宜为1m/s左右，支管宜为0.6-0.8m/s。 公式采用多层建筑计算公式，做适当调整！,某高层公寓，由屋顶水箱供水的最低卫生器具配水点至水箱最高水位的间距为75m，则该给水系统竖向至少应分成（ ）个区。(45m一个区) A 2； B 3； C 4； D 5。,某企业职工食堂与厨房相邻，给水仅供厨房和职工食堂用水。 厨房、职工食堂器具额定流量、当量、数量如表所示， 则引入管的流量（D）L/s.,A2.04 B1.80 C2.70 D1.14,气压给水方式是（ ） A.一种高效节能的给水方式 B.一种无需设置水泵的给水方式 C.必需设置在建筑的最底层 D.利用空气的压缩性能来贮存和输送水量的给水方式,