第2章 建筑內部給水所需水壓水量設備 恢復

第2章建筑內部給水系統(tǒng)的計算§

2-1建筑內部給水系統(tǒng)壓力的計算

給水系統(tǒng)所需供水壓力（如圖）：

H——建筑內部給水系統(tǒng)所需的壓力，kPa；H1——引入管起點至最不利點的靜壓差，kPa；

H2——計算管路的沿程與局部壓力損失，kPa；

H3——水表的水頭損失，kPa；

H4——最不利點的最低工作壓力，kPa。HH1各種配水裝置為克服給水配件內摩阻、沖擊及流速變化等阻力,而放出額定流量所需要的最小靜水壓力。(見表2.1.1）1.給水系統(tǒng)所需壓力H4H2+H3

2.住宅的生活給水所需的最小壓力粗略估計

最不利配水點：給水系統(tǒng)中如果某一配水點的水壓能滿足則系統(tǒng)中其他各用水點的壓力均能滿足,則稱該點為給水系統(tǒng)中的最不利配水點。對于住宅的生活給水，可按建筑物的層數粗略估計自室外地面算起所需的最小壓力值：一層10m；二層12m；三層及三層以上的建筑物，每增加一層增加4m水柱，層高超過3．5m時，上述值應適當增加水壓力的國際單位制單位為Pa（帕）、kPa（千帕）、MPa（兆帕）；工程制單位為mH2O（米水柱）和kg／c㎡（千克／平方厘米）。不同的單位之間存在下列換算關系：lkg／c㎡＝10mH2O=100kPa=0.1MPa

3．水壓力的單位確定給水管的管徑及水頭損失，并確定是否需要升壓設備設計秒流量按瞬時高峰給排水量制訂的用于設計建筑給排水管道系統(tǒng)的流量。不同衛(wèi)生器具的流量與其以某一衛(wèi)生器具流量作為一個當量的流量值的比值。衛(wèi)生器具當量一個當量：洗滌盆，額定流量0.2L/s一、建筑生活用水的不均勻性及其原因

影響用水的主要因素有：（1）建筑物的性質（2）氣候條件和生活習慣（3）衛(wèi)生設備完善程度（4）管理水平§2-2給水系統(tǒng)所需水量二、生活用水定額（用水量標準）

我國各種不同類型的建筑物的生活用水量標準，是國家組織有關單位在325個觀測區(qū)實測資料的基礎上參考國外情況確定的。包括：

1、住宅生活用水定額（表2.2.1）

2、集體宿舍、旅館和公共建筑生活用水定額（表2.2.2）

3、工業(yè)企業(yè)建筑生活用水定額（表2.2.3）

4、居住區(qū)生活用水定額三、最高日用水量和最大時用水量

最高日用水量QdQd=m×qdm：用水單位數（人數，床位數）；

qd：用水定額（L/人，d）。最大時用水量QhQh=Kh（Qd/T）

Kh：時變化系數；

T：建筑用水時間（hr）。附表1住宅最高日生活用水定額及小時變化系數

§2-3給水管網設計秒流量

建筑內的生活用水量在1晝夜、1小時里都是不均勻的，為保證用水，生活給水管道的設計流量應為建筑內衛(wèi)生器具按最不利情況組合出流時的最大瞬時流量，即設計秒流量。

一、給水管網設計秒流量的確定方法

1、經驗法（同時給水百分數法）

2、平方根法（前蘇聯(lián)專家?guī)鞝栃恋淖畲竺肓髁糠ǎ?/p>

3、概率法（美國專家亨脫根據建筑性質和衛(wèi)生器具設置定額在大量實測基礎上獲得各類衛(wèi)生器具使用頻率，以此作為流量設計依據）。應按下式計算：

——計算管段設計秒流量（L/s）；

——計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率（%）

——計算管段的衛(wèi)生器具給水當量總數。

0.2——一個衛(wèi)生器具給水當量額定流量（L/s）。式中:

1、

住宅建筑生活給水管道的設計秒流量二、我國的計算方法計算步驟：

1）.根據住宅配置的衛(wèi)生器具給水當量、使用人數、用水定額、使用時數及小時變化系數，計算出最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率：式中:

——生活給水管道最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率（%）；——生活給水管道最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率（%）；——最高用水日用水定額按表2.2.1取用；——用水人數；——小時變化系數按表2.2.1取用；——計算管段的衛(wèi)生器具給水當量數；——用水時數（h）；——一個衛(wèi)生器具給水當量額定流量（L/s）。式中:

采用概率法進行計算時，生活給水管道最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率的計算是關鍵，為了使的計算值不致偏差過大，表2.3.2列出了住宅的衛(wèi)生器具給水當量最大用水時平均出流概率值，供參考。2）.根據計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量總數計算得出該管段的衛(wèi)生器具給水當量的同時出流概率：

——

計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率；

——

對應于不同的系數，查表2.3.1選用；

——計算管段的衛(wèi)生器具給水當量數；式中:

3）.根據計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率，即可應用2.3.1式計算，得出計算管段的設計秒流量值。當給水干管連接有兩條或兩條以上給水支管，而各個給水支管的最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率具有不同的數值時，該給水干管的最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率應按加權平均法計算：

——

給水干管最大用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率；

——

支管的最高用水時衛(wèi)生器具給水當量平均出流概率；

——

相應支管的衛(wèi)生器具給水當量總數。2、集體宿舍、旅館、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、幼兒園、養(yǎng)老院、辦公樓、商場、客運站、會展中心、中小學教學樓、公共廁所等建筑的生活給水設計秒流量計算公式：

——

計算管段中的設計秒流量（L/s）；

——

計算管段上的衛(wèi)生器具當量總數；

——

根據建筑物用途而定的系數，按表2.3.3選用。公式2.3.5使用說明1、對于衛(wèi)生器具較少的管段，有時計算結果小于管段上一個衛(wèi)生器具的額定流量，此時應以管段上最大衛(wèi)生器具的額定流量值作為設計秒流量；有時計算結果大于管段上所有衛(wèi)生器具的額定流量累加值，此時應以額定流量累加值作為設計秒流量；2、對于綜合性建筑，應用加權平均法確定總管的α值和K值。

一般用水時間集中，用水設備使用集中，同時給水百分數比較高，目前采用經驗法確定計算公式，即直接以衛(wèi)生器具數量、衛(wèi)生器具的額定流量和同時給水百分數來計算設計管段上的設計秒流量，公式如下：3、工業(yè)企業(yè)生活間、公共浴室、洗衣房、公共食堂、影劇院、體育館等建筑設計秒流量計算公式式中:

——計算管段中的設計秒流量（L/s）；——同類型衛(wèi)生器具數；——同一類型一個衛(wèi)生器具給水額定流量；按表2.2.1根據設計手冊確定（L/s）；——衛(wèi)生器具的同時給水百分數%；設計時按表2.3.4、2.3.5、2.3.6、2.3.7或按設計手冊確定；

1．管徑的確定

各管段的管徑是根據所通過的設計秒流量確定的，其計算公式為：

qg——計算管段的設計秒流量，m3/s；

dj——管道計算內徑，m；

v——管段中的流速，m/s。（見表2.4.1）§2-4.給水管網的水力計算生活給水：配水支管：0.6～1.0m/s配水橫管（DN25~DN40）：0.8～1.2m/s環(huán)形管、干管、立管：1.0～1.8m/s消火栓：v＜2.5m/s自動噴水：v＜5.0m/s2．管網水頭損失的計算

（1）沿程水頭損失式中：hi——管段的沿程水頭損失，kPa；

L——計算管段長度，m；

i——管道單位長度的水頭損失，kPa/m。①i

值按下式計算：

式中：qg——管段的設計計算流量，m3/s；

dj——管道計算內徑，m。

Ch——海澄?威廉系數。

②

i值查給水管道水力計算表。（附錄2.1～附錄2.3）塑料管、內襯(涂)塑管:Ch=140銅管、不銹鋼管:Ch=130襯水泥、樹脂的鑄鐵管:Ch=130普通鋼管、鑄鐵管:Ch=100hi＝i

L（2）局部水頭損失

hj——管段的局部水頭損失，kPa；

ζ——局部阻力系數。

v——管道內平均水流速度，m/s；

g——重力加速度，m/s2；

給水管道的局部水頭損失可按管網沿程水頭損失的百分數估算（見表2.4.3）。生活給水管網為25－30％；

消火栓系統(tǒng)給水管網為10％；

自動噴水滅火系統(tǒng)消防管網為20％；生產、消防合用管網為15％；

（3）水表水頭損失計算

水表損失：

式中：hd——水表的水頭損失，kPa；qg——計算管段的給水設計流量，m3/h；Kb——水表的特性系數，一般由廠家提供，也可按下式計算：旋翼式：螺翼式：式中：Qmax——水表的最大流量，m3/h；水表水頭損失允許值(kPa)表型正常用水時消防時旋翼表<24.5<49.0螺翼表<12.8<29.4水表的選擇：用水均勻：qg<Qn（常用）用水不均勻：qg<Qmax3.水力計算步驟

1）確定給水方案。2）繪圖平面圖、軸測圖。3）根據軸測圖選擇最不利配水點，確定計算管路。4）以流量變化處為節(jié)點，進行節(jié)點編號，劃分計算管段，將設計管段長度列于水力計算表中。5）根據建筑物的類別選擇設計秒流量公式，計算管段的設計秒流量。6）根據管段的設計秒流量，查相應水力計算表，確定管徑和水力坡度。7）確定給水管網沿程和局部水頭損失，選擇水表，并計算水表水頭損失。8）確定給水管道所需壓力H，并校核初定給水方式。

①外網直接給水下行上給：

H0≥H：原方案可行；H0略＜H：放大部分管段的管徑；H0＜＜H：增設升壓設備。

②

設水箱上行下給供水：校核水箱的安裝高度：若不滿足要求，可提高水箱高度、放大管徑、設增壓設備或選用其他供水方式。9）確定非計算管段的管徑。10）對于設置升壓、貯水設備的給水系統(tǒng)，還應對其設備進行選擇計算。4.計算流程圖H0≥H：原方案可行H0略＜H：放大管徑H0

＜H：設升壓設備校核水箱高度提高水箱高度放大管徑增設升壓設備否水箱給水直接給水確定給水方案繪平面、軸測圖選擇最不利點、確定計算管路節(jié)點編號，計管段長度計算設計秒流量確定管徑、水力坡度計算沿程、局部和水表損失計算系統(tǒng)所需壓力H確定非計算管段的管徑選擇升壓、貯水設備是計算結束5.例題

一、工程概況

某15層綜合服務性大樓，總建筑面積近13000m2，建筑高度58.30m，地下一層，地面上15層。地下一層為車庫及設備用房。1~3層為裙房，功能為銀行、商場、餐飲用房。裙房每層各設4個公共衛(wèi)生間，每個男衛(wèi)生間內設自閉式沖洗大便器4個，自閉式沖洗小便器2個和洗手盆3個，每個女衛(wèi)生間內設自閉式沖洗大便器4個，洗手盆3個，層高4.5m。室外給水管網常年可保證的工作水壓為300kPa。4層以上為商務辦公樓，層高3.5m。一、水壓估算

群房（1～3層）：

層數折算：4.5×3/3.0＝4.5層，計為5層。所需水壓：H=120＋3×40＝240kPa<H0=300kPa故1～3層群房給水利用市政給水直接給水。

塔樓（4～15層）：

4～15的靜壓差：3.5×12＝42mH2O＝420kPa，∵各分區(qū)頂層入戶管不宜小于0.1MPa，∴高區(qū)最低衛(wèi)生器具的靜壓：420＋100＝520kPa（可在水壓大于0.35MPa的樓層配水橫管處設減壓閥）二、確定給水方案

建筑內采用分區(qū)供水方式：

低區(qū)：1~3層及地下室，市政管網直接供水，下行上給式。1~3層系統(tǒng)圖（見附圖1）。

高區(qū)：4~15層，水泵、水箱聯(lián)合供水方式，上行下給式。計算公式的選擇：

集體宿舍、旅館、賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、幼兒園、養(yǎng)老院、辦公樓、商場、客運站、會展中心、中小學教學樓、公共廁所等建筑的生活給水設計秒流量計算公式：

——

計算管段中的設計秒流量（L/s）；

——

計算管段上的衛(wèi)生器具當量總數；

——

根據建筑物用途而定的系數，按表2.3.3選用。按表2.3.3對于市場=1.5當=1時，=0.3L/s﹥0.2故取=0.2L/s當=2時，=0.42L/s進行水力計算：低區(qū)室內給水所需要的壓力：

H=H1+H2+H3+H4

根據附圖1及水力計算表可知：H1=9.0+0.8-（-2.50）=12.30mH2O=123.0kPa

（其中0.8為配水龍頭距室內地坪的安裝高度。）H2=1.3∑hy=1.3×59.4kPa=77.22kPaH4=50kPa（最不利點流出水頭）H3：qg8-9＝7.64L/s=27.5m3/h，查附錄1.2，選用水平螺翼式LXS-50N型水表。該水表的水頭損失為：

∴H=123.0+77.22+8.4+50=258.62kPa。H0＝300kPa>H＝254.95kPa，可以滿足1~3層的供水要求?！?-5增壓、貯水設備

2-5-1、增壓設備（水泵和氣壓給水裝置）一、水泵1、工作原理：利用葉輪高速旋轉而使水產生的離心力來工作。由泵殼、葉輪、吸水管及壓水管組成。2、離心式水泵的性能參數：

流量——在單位時間內通過水泵的水的體積，單位L/S或m3/h。

揚程——單位重量水通過水泵后的能量增量。單位為mH2O

軸功率——電動機傳遞給水泵的功率，單位KW。

效率——水泵的有效功率與軸功率的比值。

轉速——泵軸每分鐘旋轉的次數，單位r/min。●3、水泵分類（主要指葉片式泵）按主軸方向分為臥式、立式、斜式按葉輪種類分為離心、混流、軸流按吸入方式分為單吸和雙吸按級數分為單級和多級4、水泵的工作方式

按啟動時的充水方式：1）吸入式

2）灌入式按吸水管與外網的連接方式：1）直吸式

2）斷流式按水泵轉速是否變化：1）恒速水泵供水方式

2）變速水泵供水方式水泵工作方式1）自灌式啟動（√）:泵軸低于貯水池最低水位軸自吸式啟動泵高于貯水池最高水位真空泵直吸式斷流式A.可充分利用外網水壓；B.不易產生二次污染；C.影響周圍用戶用水(lowtheneighboringconsumers’waterpressure)A.不能充分利用外網水壓；B.易產生二次污染；C.不影響周圍用戶用水水泵工作方式2）水泵工作方式3）

—

變頻（變速）供水基本原理

水泵變頻（變速）供水是指通過改變水泵電機的工作頻率，從而調節(jié)水泵葉輪的轉速，控制水泵的出水量和揚程，使水泵工況處于高效運行范圍內。

變速供水的基本原理是：傳感器將水泵后的壓力變化數據變?yōu)殡娪嵦栞斎肟刂破髦?，經控制器處理后傳遞給變頻器，改變電機點電源的工作頻率，從而改變水泵的轉速，起到增加或減少供水量的作用，以適應用水量的變化。建筑物的用水量是隨時變化的，甚至會出現零流量，而變頻又有一定的限度，因此，建筑的變頻供水系統(tǒng)往往由幾臺水泵組合而成?？刂破鱾鞲衅鳎▔毫z出傳送器）變頻器5.水泵的選擇1）流量

無水箱——按系統(tǒng)設計秒流量確定。有水箱——按最大時流量確定。2）揚程直接抽升

Ho---外網壓力(Kp)

間接抽升3)一般要求

(1）水泵應在高效區(qū)運行；

(2）采用間接抽水時，水泵宜設計成自灌式

(3）自灌式水泵，單獨的吸水管。吸水管內的流速宜采用1.0～1.2m/s。

（4）當每臺水泵單獨從水池吸水有困難時，可采用單獨從吸水總管上自灌吸水。吸水總管內的流速應小于1.0m/s。水泵吸水管與吸水總管的連接應采用管頂平接。（5）每臺水泵的出水管上，設壓力表、止回閥和閘閥；自灌式水泵吸水管上設閘板閥；非自灌式水泵入口處應裝設真空表。（6）水泵直接從市政給水管網吸水時，吸水口處市政管網的壓力不得低于0.1MPa。（7）生活水泵的備用泵不應小于最大一臺運行水泵的供水能力。

6、

水泵的布置

1）建筑物內設置的水泵機組，不應與需要安靜的房間相毗鄰。

2）水泵房應有充足的光線和良好的通風。采暖≮16℃，無人值班≮5℃。

3）水泵機組布置要求：（見附圖2）

4）水泵基礎高出地面一般為0.1～0.3m。

5）基礎平面尺寸應較水泵機座每邊寬出10－15cm?；A深度根據機座底腳螺栓直徑的20～30倍采取，但不應小于0.5m。

6）水泵應隔振(見附圖3)

附圖2水泵機組布置

附圖2水泵機組外輪廓和相鄰機組的間距電動機額定功率/kw水泵機組外廓面與墻面之間的最小間距/m相鄰水泵機組外輪廓面之間的最小間距/m≤220.80.4＞25-501.00.8≥55,≤1601.21.2附圖3水泵隔振減少水泵噪音的措施：（1）用低噪音水泵。

（2）水泵基礎下安裝隔振裝置。

（3）水泵的進出水管上應設置可曲撓接頭。（4）管道支架宜采用彈性吊架、彈性托架。

（5）泵房的墻壁和天花板應采取隔音吸音處理。二、氣壓給水裝置

利用密閉罐內空氣的壓縮性能來貯存、調節(jié)和輸送水量的裝置。1、氣壓給水裝置的組成（1）密閉罐（2）水泵（3）補氣裝置（4）控制裝置HminHmax2023/2/3建筑給排水氣壓給水設備

4氣壓給水設備負壓式全自動消防式

氣壓給水設備

囊式氣壓罐2．分類

1）按壓力穩(wěn)定情況分為變壓式和恒壓式

變壓式氣壓給水裝置（見附圖）

恒壓式氣壓給水裝置

2）補氣式和隔膜式兩類。

補氣方式：利用空壓機補氣、定期泄空補氣、在水泵出水管上安裝水射器或補氣罐補氣等方式。3)隔膜式氣壓給水裝置（見附圖）隔膜主要有帽形、囊形兩類，見附圖

附圖隔膜式氣壓給水裝置附圖

定壓式氣壓給水設備3、工作原理（變壓式）（1）送水過程

供水過程：在啟始壓力Pmax的作用下水被壓送至給水管網，隨著水量的減少，罐中壓力也降低，當壓力降至最小工作壓力Pmin時，壓力信號裝置動作，水泵啟動。水泵供水過程：水泵啟動后同時向管網和水罐供水，隨著罐中水位的上升，壓力也上升，當壓力升至最大壓力Pmax時，壓力信號器動作，水泵停泵，水罐向管網供水。

工作初期工作末期

PPminPmaxHmaxHminHHminHmax

4、氣壓給水裝置的工作特點及適用條件

(1)、工作特點優(yōu)點：1）靈活性大設置位置不受限制；

2）占地面積小，工期短，土建費用低；

3）可自動工作，便于管理；

4）水質不易受污染。

缺點：1）調節(jié)容積小，貯水量少；

2）采用壓力容器，耗用鋼材多；

3）采用變壓式設備時有壓力波動；

4）能耗大。

(2)、適用條件有升壓要求，但不適宜設置水塔和高位水箱的場所，如地震區(qū)、軍事性建筑、臨時建筑。5、氣壓給水裝置的設計及計算（自學）

設計計算內容（1）容積的確定（2）空壓機的選擇（隔膜式除外）（3）水泵的選擇2-5-2、貯水設備（水池和水箱）一、貯水池

1.設置條件：

1)只有一條引水管，建筑物不允許停水；

2)室外管網進水量小于建筑所需設計流量；

3)室外管網不允許直接抽水。

2-5-2、貯水設備（水池和水箱）一、貯水池

1、設置條件：

1)只有一條引水管，建筑物不允許停水；

2)室外管網進水量小于建筑所需設計流量；

3)室外管網不允許直接抽水。

2、貯水池的容積的確定

V=VS+VX+V事故

VS:生活用水調節(jié)容積（m3）；

VX：消防貯水容積（m3）；

V事故：事故貯水容積（m3）。其中：消防貯水容積應按火災延續(xù)時間內，所需消防用水總量計事故用水量則根據建筑物的特性綜合考慮VSVxV事故（1）按經驗法確定（不設水箱時）：取最高日用水量的10％（2）按計算公式確定（水泵水箱聯(lián)合供水時）：

Vs=(qb-ql)Tb

（注意容積校核問題）

qb:水泵的出流量（水箱的進水量）（

m3/h）；

ql:水池的進水量（

m3/h）；

Tb:水泵連續(xù)運行時間（h）；

Tb＝V箱/(qb-qp)qp：水箱的出水量（取最高日平均時水量）（

m3/h）。1)VS

（生活用水調節(jié)容積）的確定2)Vx（消防貯水容積）的確定計算公式：

Vx=60×qx×Tx/1000

(m3)

qx：消防設計流量（L/s);

Tx:消防滅火時間（min),

Tx=60～180min.3)V事故（事故貯水容積）的確定按經驗法：

V事故=（Vs+Vx）5％3.貯水池設置要點（1）遠離污染源（如化糞池、廁所）；（2）合理設置管路，注意防止水質腐化；（3）貯水池內的消防用水不得動用；（4）容積較大時應分格(例如大于1000立虧米)，保證檢修時的連續(xù)供水。四、水箱1、水箱的作用

1）貯水和調節(jié)作用

2）減壓作用

3）穩(wěn)壓作用2、水箱的種類及規(guī)格

按用途分：

1）高位水箱2）減壓水箱

3）沖洗水箱4）斷流水箱按材料分：1）鋼制水箱(鋼制水箱的型號1＃~12#)

2）鋼筋混凝土水池

3）玻璃鋼水箱組合式不銹鋼水箱建筑給排水3.水箱的配管(見附圖4)出水管：可從側壁或底部接出，出水管內底或管口應高于水箱內底且應大于50mm；出水管上應裝設閘閥。進水管：一般由水箱側壁接入，當水箱由外網壓力進水時，進水管出口應裝液壓水位控制閥或浮球閥（2個）。當水箱由水泵供水，并利用水位升降自動控制水泵運行時，不得裝水位控制閥。溢流管：可從底部或側壁接出，溢流管的進水口宜采用水平喇叭口集水，并應高出水箱最高水位50mm，溢流管上部允許裝設閥門，出口應裝設網罩。泄水管：應自水箱底部接出，管上應裝設閘閥，其出口可與溢水管相接，但不得與排水系統(tǒng)直接相連。水位信號裝置：該裝置是反映水位控制閥失靈報警的裝置，可在溢流管口（或內底）齊平處設信號管，一般自水箱側壁接出，其出口接至有人值班房間內的洗滌盆上。通氣管：供生活飲用的水箱，當貯水量較大時，宜在箱蓋上設通氣管，使箱內空氣流通，管口應朝下并設網罩。人孔：為便于清洗、檢修，箱蓋上應設人孔。附圖4水箱配管、附件示意圖

4、水箱布置

水箱的位置應便于管道布置，盡量縮短管道的長度。水箱間應有良好通風、采光、防蚊蠅措施，氣溫≮

5°C。水箱間凈高≮

2.2m，且應滿足水箱布置要求。水箱底距地面≮

400mm。水箱布置間距要求:

形式

箱外壁至墻面距離

水箱之間距離

水箱之間距離

有閥側

無閥側

圓形矩形

0.81.00.50.70.70.70.60.6VSVXV事故生活用水調節(jié)容積——消防容積——事故容積——5、水箱的容積和安裝高度的確定(1).水箱的容積的確定V=VS+VX+V事故VS

：生活用水調節(jié)容積（m3）；VX

：消防容積（火災初期自救用水）（m3）；V事故：事故用水（m3）。確定VS：1）只設水箱的給水方式

理論公式：VS=QL×TL

QL——水箱供水的連續(xù)平均小時用水量，m3；

TL

——水箱供水的連續(xù)時間，hr。經