住宅建筑給水管水力計算算例及討論概要

1、住宅建筑給水管水力計算算例及討論                        摘要：通過對當(dāng)前新建的典型普通多層住宅生活給水系統(tǒng)詳細的水力計算，得出在設(shè)定的流速范圍內(nèi)管道和水表的口徑及水頭損失。從而得出為滿足使用要求需要的室外干管水壓，最后對涉及的有關(guān)問題進行了討論。 關(guān)鍵詞：住宅建筑 水力計算 水頭損失  Hydraulic Calculati

2、on of Water Supply Line for Residential BuildingAbstract: Minute hydraulic calculation was conducted for newly constructed multi-story residential buildings. The size and headlosses of the water supplying pipeline and meters under pre-decided flowrate were obtained and then the necessary pressure of

3、 outdoor water mains could be determined. Also some related problems were discussed. 0概述 規(guī)范GBJ15-88(簡稱規(guī)范)第2.6.3條規(guī)定：給水管的管徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計秒流量、室外管網(wǎng)能保證的水壓和最不利處的配水點所需的水壓計算確定。本文通過設(shè)定的典型住宅生活給水管的水力計算，謀求在一定的流速范圍內(nèi)，可供壓力與管道、水表配置的協(xié)調(diào)，達到使用要求與工程經(jīng)濟的最佳組合。1典型住宅的設(shè)定 選用常州市在住宅小區(qū)規(guī)劃設(shè)計中常用的5層7層多層住宅。為尋找規(guī)律性，計算外延至9層。 采用常州市當(dāng)前新設(shè)計住宅常用的設(shè)備

4、配置標準，如表1。表1住宅給水設(shè)備的配置和當(dāng)量采用設(shè)備名稱配置數(shù)量規(guī)范給水當(dāng)量住宅廚房洗滌盆1(0.7)1.0洗臉盆1(0.8)1.0浴盆(附淋浴器)1(0.1)1.5大便器浮球閥式?jīng)_洗水箱10.5家用洗衣機11.2合計(4.2)5.2注：不計一戶雙衛(wèi)。按規(guī)范，前3項括號中的值，用于有熱水供應(yīng)(第3類住宅)且冷水和熱水分別到達用水器具時計算冷水系統(tǒng)用。筆者考慮，目前南方地區(qū)有集中式熱水供應(yīng)的小區(qū)較罕見，但家用燃氣式或電熱式熱水器在新的成套住宅中實際上已被越來越多地采用，住宅設(shè)計應(yīng)正視這個事實。這些“準熱水供應(yīng)系統(tǒng)”較多采用單管供應(yīng)熱水，其給水當(dāng)量值采用不帶括號的數(shù)字。 這里選用目前較多使用的1

5、梯(單元)2戶，給水雙立管，1總表和每戶設(shè)分水表(戶表)的3梯(單元)樓。室外(庭院)管布至山墻間道路(通常在該路上有城市或小區(qū)給水干管)，其長度按較典型的樓房設(shè)計取值。本算例設(shè)定的給水系統(tǒng)圖見圖1。以目前仍廣泛采用的鍍鋅鋼管為水力計算依據(jù)，并以UPVC管作對比說明。2設(shè)計公式與參數(shù) 按規(guī)范，住宅設(shè)計秒流量q=. 0.23水力計算3.1管道設(shè)計流速V的采用 按規(guī)范，生活給水管V表2流速方案設(shè)定流速方案DN25DN3211.201.4021.401.6531.651.903.2管道水頭損失 沿程損失查給水排水設(shè)計手冊(1)的鋼管和鑄鐵管水力計算表。局部損失采用局阻系數(shù)法計算。表3為9層住宅樓的水

6、力計算，其BC段含58層相應(yīng)段的計算。表4為58層的CH段水力計算。表3九層住宅樓水力計算管段編號當(dāng)量q/L/s方案DN/mmV/m/s1 000il/m沿程壓損/m值局部壓損/m備注B-C15.20.4912250.941132.90.331.840.08閘門0.5，彎頭1.0，大小頭0.24，三通0.10。3201.554111.190.23210.40.701320.7449.52.90.140.340.009大小頭0.24三通0.1023251.322140.620.03315.60.8813320.92752.90.220.340.015同2420.81.0213321.101002

7、.90.290.340.02同2526.01.1613321.221262.90.360.340.03同2631.21.2813321.351422.90.410.340.03同2736.41.391401.1188.42.90.260.340.02同223321.481840.530.04841.61.511401.191012.90.290.340.02同223321.582110.610.04C-D46.81.6112401.271144.00.462.740.23閘門0.50，彎頭1.0，大小頭0.24，分流式三通1.03321.692400.960.40D-E93.62.391350

8、1.1364.54.00.263.500.23閘門0.5，彎頭(3只)3.0E-F93.62.3913501.1364.516.01.040.340.02同2F-G187.23.6312701.033916.00.620.340.02同23501.711482.370.05G-H280.84.6813701.336416.01.022.900.26閘門0.4，彎頭(2只)2.0三通0.5表458層住宅樓CH段水力計算管段編號當(dāng)量q/L/s方案DN/mmV/m/s1000il/m沿程壓損/m值局部壓損/mC-D段5層261.1613321.221264.00.502.740.216層31.21.

9、2813321.371590.640.237層36.41.391/2340/321.10/1.4787/1820.35/0.730.17/0.328層41.61.511/2340/321.19/1.58101/2110.40/0.840.20/0.35D-E段5層521.7012/340/321.32/1.79129/2714.00.52/1.083.50.31/0.576層62.41.891/2350/400.98/1.5141.8/1610.18/0.640.17/0.647層72.82.071/2350/400.98/1.6450/1860.20/0.740.17/0.488層83.22

10、.2312/350/401.06/1.8056/2340.22/0.940.20/0.58E-F段5層521.7012/340/321.35/1.79129/27116.02.06/4.330.340.03/0.066層62.41.891/2350/400.98/1.5141.8/1610.67/2.580.017/0.047層72.82.071/2350/400.98/1.6450/1860.80/2.980.02/0.058層83.22.2312/350/401.06/1.8056/2340.90/3.740.02/0.06F-G段5層1042.5513501.207316.01.170/

11、340.026層124.82.8413501.35901.440.037層145.63.121/2370/500.88/1.4629.1/1070.46/1.710.01/0.048層166.43.381/2370/500.96/1.6034.5/1280.55/2.050.02/0.04G-H段5層1563.251/2370/500.82/1.5332/11816.00.51/1.892.900.10/0.356層187.23.6312/370/501.02/1.6938.4/1440.61/2.300.15/0.427層218.43.9912/370/501.13/1.8846.8/177

12、0.75/2.830.19/0.528層249.64.3413701.23540.860.413.3水表水頭損失 水頭損失表5水表水力計算住宅層數(shù)所在管段q/L/sQ/m3/hQ2表徑/mmK值V/m/s水表壓損/m戶表BC段之0.491.763.11(25204.92.50.941.550.63)1.245 D-E 1.70 6.12 37.45 (5040(329040100.801.321.790.42)0.943.75)6D-E1.896.8046.2940(3240101.511.871.164.63)7D-E2.077.4555.50(504090400.981.640.62)1.

13、398D-E2.238.0064.00(504090401.061.800.71)1.609D-E2.398.6073.9650(4090401.131.910.821.85)確定水表口徑時綜合考慮下列因素：一是戶表一般安裝在室內(nèi)，必須考慮其噪聲問題；二是表徑的大小直接關(guān)系到向供水部門繳納增容費的多少；三是水表的更換比較容易。為此本算例按適度從緊、稍留余地的原則，具體采用：戶表流速表6水頭損失及壓力需求匯總住宅層數(shù)流速方案幾何水頭H2水頭損失H3控制點自由水頭H4住宅需要水頭H1管道水表(戶表+總表)合計沿程局部5113.055.740.7942.188.7142.5524.31427.101

14、.06510.34525.945311.291.50514.97530.5756115.954.880.7512.408.0312.5526.53127.731.26510.89529.395310.281.68514.36532.8657118.854.310.7442.637.6842.5529.08429.141.28513.05534.455312.081.76516.47537.8758121.754.941.0542.848.8342.5533.13427.631.26511.73536.035312.051.83516.72541.0259124.655.700.9842.068

15、.7442.5535.94426.771.0459.87537.07539.881.39513.33540.535                             4討論 (1)對于生活給水系統(tǒng)，規(guī)范中有“當(dāng)有防噪聲要求，且管徑25時，可采用0.8m/s1.0m/s”的規(guī)定。筆者理解，因受管道公稱直徑級別的限制

16、，該流速規(guī)定并非一定要在該范圍內(nèi)取值(這實際上往往是不可能的)，而是能取該值更好。本算例確定的流速方案，以不大于某值來劃分。以本算例9層住宅樓為例，3個方案的實際采用流速的平均值為：DN25時，分別為0.94m/s、1.13m/s和1.44m/s；DN32時分別為1.08m/s、1.26m/s和1.41m/s。 (2)在設(shè)定的流速條件下，住宅樓(含通常情況下的庭院管道)的層數(shù)與需求水壓的關(guān)系見表6。受管徑公稱級別的限制有個別的突起突降現(xiàn)象，但總的反映較為規(guī)律。與手冊二提出的按層數(shù)估算需求水壓值比較，后者相當(dāng)于本算例流速方案1與方案2之間。而估算法沒有明確室外需求水壓出現(xiàn)在哪一部位，需求水壓值內(nèi)

17、是否包含了庭院管道及幾只水表的壓損，所以只能用于粗略的大概估算。 由本算例可知9層住宅樓的底層用戶(即C點)水壓，即使第3方案也沒有超過35m，無需減壓。 關(guān)于3個流速方案的具體采用，筆者以為在一般情況下宜采用需求水壓較低的方案1，這也為用水設(shè)備進一步改善留有余地。當(dāng)設(shè)計的住宅位于水壓有確切保障的區(qū)域(小區(qū))，也可采用方案2，方案3則一般不宜采用。 (3)當(dāng)外界可供水壓在采用方案1時仍顯有所不足，則應(yīng)在方案1的基礎(chǔ)上放大部分管段特別是優(yōu)先放大管徑較小的上部管段，不僅效果顯著(在同樣流速下，DN20較DN50的阻力比約為41)，且可減小噪音。 (4)關(guān)于管道的局阻，本例有意按配置的管件逐段計算。統(tǒng)計結(jié)果顯示局損與沿損的平均比值為：當(dāng)不計表損時，5層住宅為14%，9層住宅為15%；當(dāng)計及表損時，5層住宅為27%，9層住宅為38%。后者的兩個比值比較接近于規(guī)范值(生活給水系統(tǒng)為25%30%)。但規(guī)范未說明是否含水表，含幾個水表，是否含戶內(nèi)管道，故也是個很粗的估算。 (5)本算例設(shè)定的準熱水系統(tǒng)，其流量如何計算(Ng、K的取值)規(guī)范未提及，但實際上使用很普遍，很多是由用戶在裝修階段自己搞的，故應(yīng)予考慮。算例是對流量計算處理的一種探索。 (6)關(guān)于方案間的造價比較問題，以8層住宅樓為