水力计算-.ppt

第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录1.用水定用水定额额用水定用水定额额是指，用水是指，用水对对象象单单位位时间时间内所需用水量的内所需用水量的规规定数定数值值，是确定建筑物，是确定建筑物设计设计用水量的主要参数之一。用水量的主要参数之一。其数其数值值是在是在对对各各类类用水用水对对象的象的实际实际耗用水量耗用水量进进行行多年多年实测实测的基的基础础上上，经过经过分析分析，并且，并且考考虑虑国家目前的国家目前的经济经济状状况况以及以及发发展展趋势趋势等等综综合因素而制定的，以作合因素而制定的，以作为为工程工程设计设计时时必必须须遵守的遵守的规规范。范。合理合理选择选择用水定用水定额额关系到关系到给给排水工程的排水工程的规规模和工程投模和工程投资资。4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录2.最高日用水量最高日用水量 （2-2）最高日用水量（L/d）；用水单位数（人或床位等，工业企业建筑为班人数）；最高日生活用水定额（L/人d、L/床d或L/人班等）。4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录建筑物的最高日用水量建筑物的最高日用水量（L/dL/d）,即一年中最大日即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性用水量，根据建筑物的不同性质质，采用相，采用相应应的用水量定的用水量定额进额进行行计计算。算。生活用水定生活用水定额额可以分可以分为为住宅生活用水定住宅生活用水定额额，公共建筑生活用水定公共建筑生活用水定额额，居住区生活用水定，居住区生活用水定额额，工，工业业企企业业建筑生活用水定建筑生活用水定额额，热热水用水定水用水定额额等等等等。若工作企。若工作企业业为为分班工作制，最高日用水量分班工作制，最高日用水量 ,为为生生产产班数，若每班生班数，若每班生产产人数不等，人数不等，则则各各类类建筑的生活用水定建筑的生活用水定额见额见表表2-12-1、表表2-22-2、表表2-32-3。4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录3.最大小最大小时时用水量用水量 （2-3）（2-4）最大小最大小时时用水量用水量（L/hL/h）（）（）用水量最高用水量最高时时一个小一个小时时的用水量；的用水量；建筑物内每日或每班的用水建筑物内每日或每班的用水时间时间（h h），根），根据建筑物的性据建筑物的性质质决定；决定；4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录如：住宅及一般建筑多如：住宅及一般建筑多为为昼夜供水，昼夜供水，T=24T=24若工；若工业业企企业业为为分班工作制，分班工作制，为为每班用水每班用水时间时间；旅；旅馆馆等建筑若等建筑若为为定定时时供水，供水，为为每日供水每日供水时间时间。平均平均时时用水量用水量，又称平均小，又称平均小时时用水量，用水量，为为最最高日生活用水量在高日生活用水量在给给水水时间时间内以小内以小时计时计的平的平均均值值（L/hL/h）；）；小小时变时变化系数化系数，最大日中最大小，最大日中最大小时时用水量与用水量与该该日平均小日平均小时时用水量之比。用水量之比。4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.04.0概述概述概述概述总目总目录录消防用水量消防用水量大而集中大而集中，与建筑物的使用性与建筑物的使用性质质、规规模、模、耐火等耐火等级级和火灾危和火灾危险险程度等密切相关程度等密切相关，为为保保证灭证灭火效果，火效果，建筑内消防水量建筑内消防水量应应按需要按需要同同时时开启的消防用水开启的消防用水灭灭火火设备设备用水量之和用水量之和计计算算。其。其计计算方法算方法详见详见第五章。第五章。建筑内部建筑内部给给水系水系统统的的计计算是在算是在完成完成给给水管水管线线布置布置，绘绘出管道出管道轴侧图轴侧图后后进进行的行的。计计算的目的是算的目的是确定确定给给水管网水管网各管段的管径和各管段的管径和给给水系水系统统所需的所需的压压力力，复核室外，复核室外给给水管水管网的水网的水压压是否是否满满足室内足室内给给水系水系统统所需所需压压力的要求。力的要求。4.0概述概述 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1设计设计秒流量秒流量为为保保证证建筑内部用水，生活建筑内部用水，生活给给水管道的水管道的设计设计流量，流量，应为应为建筑内部，建筑内部，卫卫生器具按最不利情况生器具按最不利情况组组合出流合出流时时的最的最大瞬大瞬时时流量，又称流量，又称为为设计设计秒流量秒流量。建筑内部建筑内部给给水管道的水管道的设计设计秒流量的确定方法秒流量的确定方法，一般，一般可分可分为为三种三种类类型：型：经验经验法法、平方根法平方根法和和概率法概率法。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录 一般一般用水用水时间时间集中集中，用水用水设备设备使用集中使用集中，同同时给时给水水百分数比百分数比较较高高，目前采用，目前采用经验经验法确定法确定计计算公式算公式，即，即直接直接以以卫卫生器具数量、生器具数量、卫卫生器具的生器具的额额定流量和同定流量和同时给时给水百分水百分数来数来计计算算设计设计管段上的管段上的设计设计秒流量秒流量，公式如下：，公式如下：4.1.1工工业业企企业业生活生活间间公共浴室、洗衣房、公共食堂、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影影剧剧院、体育院、体育馆馆等建筑等建筑设计设计秒流量秒流量计计算公式算公式 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录式中:计计算管段中的算管段中的设计设计秒流量（秒流量（L/sL/s）；）；同同类类型型卫卫生器具数；生器具数；同一同一类类型一个型一个卫卫生器具生器具给给水水额额定流量；定流量；按表按表4-14-1根据根据设计设计手册确定（手册确定（L/sL/s）；）；卫卫生器具的同生器具的同时给时给水百分数水百分数%；设计时设计时按表按表4-24-2、434-3、4-44-4、4-54-5 或按或按设计设计手册确定；手册确定；工工业业企企业业生活生活间间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影影剧剧院、体育院、体育馆馆等建筑等建筑设计设计秒流量秒流量计计算公式算公式4.1.1 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录注意：qg qmax，qmax qg。延延时时自自闭闭冲洗冲洗阀阀：q计计1.2L/s，q计计 qg。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.1关于关于卫卫生器具的同生器具的同时给时给水百分数水百分数b：例某一管段上例某一管段上连连接有接有n n0 0个个卫卫生器具生器具,如按下面公式如按下面公式进进行行计计算：算：某管段的某管段的输输配流量配流量 （L/sL/s）；）；室内某管段及其以后管段的某一种室内某管段及其以后管段的某一种卫卫生器具数；生器具数；该该种器具的最大种器具的最大单单位出水量（位出水量（L/sL/s）。）。工工业业企企业业生活生活间间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影影剧剧院、体育院、体育馆馆等建筑等建筑设计设计秒流量秒流量计计算公式算公式式中:第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录应应按下式按下式计计算：算：计计算管段算管段设计设计秒流量（秒流量（L/sL/s）；计计算管段的算管段的卫卫生器具生器具给给水当量同水当量同时时出流概率（出流概率（%）计计算管段的算管段的卫卫生器具生器具给给水当量水当量总总数。数。4.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量式中:第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录计计算步算步骤骤：1.根据住宅配置的根据住宅配置的卫卫生器具生器具给给水当量水当量、使用人数使用人数、用水定用水定额额、使用使用时时数数及及小小时变时变化系数化系数，计计算出算出最大用水最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量平均出流概率水当量平均出流概率：生活生活给给水管道最大用水水管道最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量水当量平均出流概率（平均出流概率（%）；）；4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量式中:第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量 生活生活给给水管道最大用水水管道最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量水当量 平均出流概率（平均出流概率（%）；）；最高用水日用水定最高用水日用水定额额按表按表4-14-1取用；取用；每每户户用水人数；用水人数；小小时变时变化系数按表化系数按表4-14-1取用；取用；每每户设户设置的置的卫卫生器具生器具给给水当量数；水当量数；用水用水时时数（数（h h）；）；一个一个卫卫生器具生器具给给水当量水当量额额定流量（定流量（L/sL/s）。）。式中:将安装在将安装在污污水盆上，支管直水盆上，支管直径径为为15mm的配水的配水龙头龙头的的额额定定流量流量0.2L/s作作为为一个当量。一个当量。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录2.根据根据计计算管段上的算管段上的卫卫生器具生器具给给水当量水当量总总数数计计算算得出得出该该管段的管段的卫卫生器具生器具给给水当量的水当量的同同时时出流概率出流概率：计计算管段的算管段的卫卫生器具生器具给给水当量同水当量同时时出流概率；出流概率；对应对应于不同于不同卫卫生器具的生器具的给给水当量平均出流概率水当量平均出流概率（U U0 0 ）的系数；）的系数；每每户设户设置的置的卫卫生器具生器具给给水当量数；水当量数；4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量式中:第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量 3.根据根据计计算管段的算管段的卫卫生器具生器具给给水当量同水当量同时时出流概出流概率，即可率，即可应应用用 4-1 式式计计算，得出算，得出计计算管段的算管段的设计设计秒流量秒流量值值。当当计计算管段的算管段的卫卫生器具生器具给给水当量水当量总总数超数超过过一定条件一定条件时时，其流量，其流量应应取最大用水取最大用水时时平均秒流量：平均秒流量：第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量4.当当给给水干管水干管连连接有两条或两条以上接有两条或两条以上给给水支管，水支管，而各个而各个给给水支管的最大用水水支管的最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量平均出水当量平均出流概率具有不同的数流概率具有不同的数值时值时，该给该给水干管的最大用水水干管的最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量平均出流概率水当量平均出流概率应应按加按加权权平均法平均法计计算：算：给给水干管最大用水水干管最大用水时卫时卫生器具生器具给给水当量平均出流概率；水当量平均出流概率；支管的最高用水支管的最高用水时卫时卫生器具生器具给给水当量平均出流概率；水当量平均出流概率；相相应应支管的支管的卫卫生器具生器具给给水当量水当量总总数。数。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.24.1.2住宅建筑的生活住宅建筑的生活给给水管道的水管道的设计设计秒流量秒流量上式只适用于枝状管道中，各支管的最大用水上式只适用于枝状管道中，各支管的最大用水时发时发生在同一生在同一时时段的段的给给水管道。而水管道。而对对最大用水最大用水时时并不并不发发生在生在同一同一时时段的段的给给水管段，水管段，应应将将设计设计秒流量最小的支管的平秒流量最小的支管的平均用水均用水时时平均秒流量与平均秒流量与设计设计秒流量大的支管的秒流量大的支管的设计设计秒流秒流量叠加成干管的量叠加成干管的设计设计秒流量。秒流量。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录4.1.3集体宿舍、旅集体宿舍、旅馆馆、宾馆宾馆、医院、医院、疗疗养院、幼儿园、养院、幼儿园、养老院、养老院、办办公楼、商公楼、商场场、客运站、会展中心、中、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共小学教学楼、公共厕厕所等建筑的生活所等建筑的生活给给水水设计设计秒秒流量流量计计算公式：算公式：计计算管段中的算管段中的设计设计秒流量（秒流量（L/sL/s）；）；计计算管段上的算管段上的卫卫生器具当量生器具当量总总数；数；根据建筑物用途而定的系数，按表根据建筑物用途而定的系数，按表4-74-7选选用。用。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.14.1设计秒流量设计秒流量设计秒流量设计秒流量总目录总目录注意：注意：1.qg qmax（最大（最大卫卫生器具生器具给给水水额额定流量）定流量）qmax qg 2.qg qi i，qi i qg 3.延延时时自自闭闭冲洗冲洗阀阀：Ng 0.5 qg qg 1.1 4.综综合性建筑合性建筑 值应值应按加按加权权平均法：平均法：式中：式中：综综合性建筑内各合性建筑内各类类建筑物的建筑物的卫卫生器具生器具 的的给给水当量数；水当量数；对应对应于于 的的设计设计秒流量系数。秒流量系数。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录建筑内部建筑内部给给水管网的水力水管网的水力计计算的内容：算的内容：计计算算给给水管网系水管网系统统中各管段的中各管段的管管经经 d、计计算各管段算各管段通通过设计过设计秒流量秒流量时时所造成的所造成的水水头损头损失失h根据，根据每段的水每段的水头头损损失失h，求整个管网系，求整个管网系统统所需水所需水压压 H，复核复核市政市政给给水管网水管网的水的水压压能否能否满满足系足系统统最不利配水点所需要的水最不利配水点所需要的水压压，根据，根据计计算算压压力力选择选择水水泵泵、水箱水箱或或气气压压水罐水罐等加等加压设备压设备并确定并确定所需所需扬扬程安装位置和安装高度等程安装位置和安装高度等。管道的管道的计计算是在完成管道布置，算是在完成管道布置，绘绘出管道系出管道系统轴侧统轴侧图图以后以后，根据用水，根据用水龙头龙头等用水配件的布置，等用水配件的布置，轴侧图轴侧图中的中的管道位置，管管道位置，管轴线标轴线标高等高等进进行行计计算算。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录4.2.14.2.1确定管径确定管径根据建筑物性根据建筑物性质质和和卫卫生器具当量数来生器具当量数来计计算各管段的算各管段的设计设计秒流量秒流量，根据流量，根据流量计计算公式，已知算公式，已知流速流速、流量流量，即，即可确定可确定管径管径：计计算管段的算管段的设计设计秒流量秒流量m m3 3/s/s；计计算管段的管径算管段的管径 m m；计计算管段内的流速，算管段内的流速，m/sm/s。生活生活给给水：水：配水支管：配水支管：0.60.61.0m/s1.0m/s配水横管（配水横管（25mm25mm）：）：0.80.81.2m/s1.2m/s环环形管、干管、立管：形管、干管、立管：1.01.01.8m/s1.8m/s消火栓：消火栓：v v2.5m/s2.5m/s自自动喷动喷水：水：v v5.0m/s5.0m/s 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录给给水管网中的水水管网中的水头损头损失包括失包括沿程水沿程水头损头损失失和和局部水局部水头损头损失失以及以及水表的水水表的水头损头损失失等等。1.沿程水沿程水头损头损失失计计算算根据水力学基本原理，管段的沿程水根据水力学基本原理，管段的沿程水头损头损失可按失可按水水力坡降力坡降进进行行计计算，公式如下算，公式如下：管段的沿程水管段的沿程水头损头损失失 kPa kPa或或 mmH mmH2 20 0；计计算管段算管段长长度，；度，；水力坡降，即管道水力坡降，即管道单单位位长长度水度水头损头损失，失，kPa/mkPa/m。4.2.24.2.2给给水管网的水水管网的水头损头损失失计计算算 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录给给水管道水管道单单位位长长度水度水头损头损失失应应按下式按下式计计算：算：水力坡降，即管道水力坡降，即管道单单位位长长度水度水头损头损失，失，kPakPam m；管段管段计计算内径，（算内径，（m m）；）；给给水管段水管段设计设计流量，（流量，（m m3 3/s/s）；）；海澄海澄威廉系数。威廉系数。4.2.24.2.2给给水管网的水水管网的水头损头损失失计计算算 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录4.2.24.2.2给给水管网的水水管网的水头损头损失失计计算算实际实际工程工程设计时设计时，计计算量比算量比较较大，一般可以直接使用大，一般可以直接使用根据上述公式根据上述公式编编制而成的管道的水力制而成的管道的水力计计算表算表，即根据管，即根据管段的段的设计设计秒流量秒流量qg，控制，控制流速流速U在正常范在正常范围围内，在表中内，在表中查查出出管径管径d和和单单位位长长度的度的水水头损头损失失 i 。如如 “给给水水钢钢管水力管水力计计算表算表”见见附附录录4-1、“给给水水铸铁铸铁管水力管水力计计算表算表”见见附附录录4-2、“给给水塑料管水力水塑料管水力计计算表算表”见见附附录录4-3等等。第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录2.局部水局部水头损头损失失计计算算 沿流沿流动动方向局部零件下游的流速，（方向局部零件下游的流速，（m/sm/s）；）；管段的局部水管段的局部水头损头损失之和，（失之和，（kPakPa或或mmHmmH2 20 0）；）；管段局部阻力系数；管段局部阻力系数；重力加速度，（重力加速度，（m/sm/s2 2)。4.2.24.2.2给给水管网的水水管网的水头损头损失失计计算算 第第4 4章建筑内部给水系统的计算章建筑内部给水系统的计算4.24.2给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算给水管网的水力计算总目录总目录4.2.24.2.2给给水管网的水水管网的水头损头损失失计计算算由于室内由于室内给给水管网中的局部配件比水管网中的局部配件比较较多，如多，如阀门阀门、弯弯头头、三通等，局部阻力系数各不相同，、三通等，局部阻力系数各不相同，实际实际工程工程设计设计时时，将每一种局部水将每一种局部水头损头损失折算成相失折算成相应应的沿程水的沿程水头损头损失失的百分数的百分数进进行行计计算算，即，即按当量按当量长长度度计计算算。总总水水头损头损失失=hj+hf