淺議建筑給排水設(shè)計(jì)的計(jì)算方法

1、淺議建筑給排水設(shè)計(jì)的計(jì)算方法摘要：本文主要論述了建筑給排水設(shè)計(jì)中給水所需的水壓、給水所需水量、給水設(shè)計(jì)秒流量、給水管網(wǎng)的水力等幾個(gè)重要設(shè)計(jì)指標(biāo)的計(jì)算方法和注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：建筑給排水設(shè)計(jì) 水壓計(jì)算 水量計(jì)算 秒流量計(jì)算 水力計(jì)算一、給水所需的水壓計(jì)算在方案或初步設(shè)計(jì)階段，應(yīng)先估算給水系統(tǒng)所需壓力，初步確定給水系統(tǒng)采用的給水方式，然后對(duì)建筑內(nèi)部給水管道系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算，從而準(zhǔn)確地確定室內(nèi)給水系統(tǒng)所需的壓力，和建筑室外給水管網(wǎng)水壓復(fù)核。對(duì)層高不超過3.5米的民用建筑，可用經(jīng)驗(yàn)法估算給水系統(tǒng)所需的壓力(自室外地面算起) 。建筑內(nèi)給水系統(tǒng)所需壓力估算一般為一層為100kPa,二層120 kPa，三層1

2、60 kPa 三層以上每加一層加40 kPa即4m水柱。建筑物所需要的水壓應(yīng)按最不利點(diǎn)所需要的水壓進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：H = H1 + H2 +H3 + H4。圖1水壓計(jì)算圖示二、給水所需水量計(jì)算用水定額是指用水對(duì)象單位時(shí)間內(nèi)所需用水量的規(guī)定數(shù)值，是確定建筑物設(shè)計(jì)用水量的主要參數(shù)之一。其數(shù)值是在對(duì)各類用水對(duì)象的實(shí)際耗用水量進(jìn)行多年實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析，并且考慮國(guó)家目前的經(jīng)濟(jì)狀況以及發(fā)展趨勢(shì)等綜合因素而制定的，以作為工程設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守的規(guī)范。合理選擇用水定額關(guān)系到給排水工程的規(guī)模和工程投資1。生活用水定額可以分為住宅生活用水定額，公共建筑生活用水定額，居住區(qū)生活用水定額，工業(yè)企業(yè)建筑生活用水

3、定額，熱水用水定額等等。最高日用水量,其中為用水單位數(shù)，為最高日生活用水定額，建筑物的最高日用水量即一年中最大日用水量，根據(jù)建筑物的不同性質(zhì)，采用相應(yīng)的用水量定額進(jìn)行計(jì)算。 消防用水量大而集中，與建筑物的使用性質(zhì)、規(guī)模、耐火等級(jí)和火災(zāi)危險(xiǎn)程度等密切相關(guān)，為保證滅火效果，建筑內(nèi)消防水量應(yīng)按需要同時(shí)開啟的消防用水滅火設(shè)備用水量之和計(jì)算2。建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的計(jì)算是在完成給水管線布置，繪出管道軸側(cè)圖后進(jìn)行的。計(jì)算的目的是確定給水管網(wǎng)各管段的管徑和給水系統(tǒng)所需的壓力，復(fù)核室外給水管網(wǎng)的水壓是否滿足室內(nèi)給水系統(tǒng)所需壓力的要求。三、給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算 設(shè)計(jì)流量是確定管徑和系統(tǒng)所需壓力的主要依據(jù)。建筑用水不均

4、，為保證建筑內(nèi)部用水，生活給水管道的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)為建筑內(nèi)部衛(wèi)生器具按最不利情況組合出流時(shí)的最大瞬時(shí)流量，又稱為設(shè)計(jì)秒流量。建筑內(nèi)部給水管道的設(shè)計(jì)秒流量的確定方法，一般可分為三種類型：經(jīng)驗(yàn)法、平方根法和概率法。住宅建筑的生活給水管道的設(shè)計(jì)秒流量應(yīng)按公式計(jì)算，為計(jì)算管段設(shè)計(jì)秒流量（L/s）；為計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率（%）；為計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)。計(jì)算步驟：1）根據(jù)住宅配置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量、使用人數(shù)、用水定額、使用時(shí)數(shù)及小時(shí)變化系數(shù)，計(jì)算出最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率： 為生活給水管道最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率（%）；為最高用水日用水定額；為每戶用水

5、人數(shù)；為小時(shí)變化系數(shù)；為每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)；為用水時(shí)數(shù)（h）；為一個(gè)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量額定流量（L/s）。采用概率法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，生活給水管道最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率的計(jì)算是關(guān)鍵，2)根據(jù)計(jì)算管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)計(jì)算得出該管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的同時(shí)出流概率 ： ，為計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率；為對(duì)應(yīng)于不同U0的系數(shù)；為計(jì)算管段衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)；3)根據(jù)計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率，即可應(yīng)用計(jì)算，得出計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量值。 當(dāng)給水干管連接有兩條或兩條以上給水支管，而各個(gè)給水支管的最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率具有不同的數(shù)值時(shí)，該給

6、水干管的最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率應(yīng)按加權(quán)平均法計(jì)算，此處不作說明。四、給水管網(wǎng)的水力計(jì)算計(jì)算給水管網(wǎng)系統(tǒng)中各管段的管徑 d、計(jì)算各管段通過設(shè)計(jì)秒流量時(shí)所造成的水頭損失h，根據(jù)每段的水頭損失h，求整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)所需水壓 H，復(fù)核市政給水管網(wǎng)的水壓能否滿足系統(tǒng)最不利配水點(diǎn)所需要的水壓，根據(jù)計(jì)算壓力選擇水泵、水箱或氣壓水罐等加壓設(shè)備并確定所需揚(yáng)程。管道的計(jì)算是在完成管道布置，繪出管道系統(tǒng)軸測(cè)圖以后，根據(jù)用水龍頭等用水配件的布置，軸測(cè)圖中的管道位置，管軸線標(biāo)高等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)建筑物性質(zhì)和衛(wèi)生器具當(dāng)量數(shù)來計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)秒流量，根據(jù)流量計(jì)算公式，已知流速、流量，即可確定管徑： 為計(jì)算管段的設(shè)

7、計(jì)秒流量m3/s ；為計(jì)算管段內(nèi)的流速，m/s；為計(jì)算管段的管徑 m。其中的大小將直接影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性。給水管網(wǎng)中的水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失以及水表的水頭損失等3。根據(jù)水力學(xué)基本原理，管段的沿程水頭損失可按水力坡降進(jìn)行計(jì)算，公式如下：，為管段的沿程水頭損失 kPa或 mm H20；為計(jì)算管段長(zhǎng)度，；為水力坡降，即管道單位長(zhǎng)度水頭損失，kPa/m。給水管道單位長(zhǎng)度水頭損失應(yīng)按下式計(jì)算：，為水力坡降，為管段計(jì)算內(nèi)徑，（m），為給水管段設(shè)計(jì)流量，（m3/s）；為海澄威廉系數(shù)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，理論計(jì)算量比較大，一般可以直接使用根據(jù)上述公式編制而成的管道的水力計(jì)算表。局部水頭損失計(jì)算公

8、式為，沿流動(dòng)方向局部零件下游的流速（m/s）；為管段的局部水頭損失之和，（kPa）； 為管段局部阻力系數(shù)；為重力加速度，（m/s2)。由于室內(nèi)給水管網(wǎng)中的局部配件比較多，如閥門、彎頭、三通等，局部阻力系數(shù)各不相同。實(shí)際計(jì)算水力時(shí)，要根據(jù)室內(nèi)給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序，首先確定給水方式，根據(jù)所選擇的給水方式，進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)的布置，并繪制設(shè)計(jì)草圖，包括給水排水平面圖和系統(tǒng)圖等。然后以設(shè)計(jì)草圖作為水力計(jì)算的依據(jù)?；静襟E為： 1.選擇最不利配水點(diǎn)，確定計(jì)算管路； 2.節(jié)點(diǎn)編號(hào)； 2.選公式，各個(gè)管段的設(shè)計(jì)秒流量； 3.水力計(jì)算；根據(jù)設(shè)計(jì)秒流量和各管段的控制流速，查水力計(jì)算表；確定各管段的管徑 d 和單位管長(zhǎng)的

9、水頭損失 i ；計(jì)算最不利管路的總水頭損失，求系統(tǒng)所需壓力，定給水方式； 5.確定非計(jì)算管路管徑； 6.有加壓的，選擇加壓、貯水設(shè)備并確定設(shè)備安裝高度等參數(shù)。 給水系統(tǒng)，應(yīng)計(jì)算水表和計(jì)算管路的水頭損失，求出給水系統(tǒng)所需壓力H，并校核初定給水方式。若初定為外網(wǎng)直接給水方式，當(dāng)室外給水管網(wǎng)水壓H0H時(shí)，原方案可行；H略大于H0時(shí)，可適當(dāng)放大部分管段的管徑，減小管道系統(tǒng)的水頭損失，以滿足H0H的條件；若HH0很多，則應(yīng)修正原方案，在給水系統(tǒng)中增設(shè)升壓設(shè)備。五、增壓和貯水設(shè)備設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 當(dāng)室外供水管網(wǎng)直徑較大、壓力較高，水泵抽水量相對(duì)比較小的情況下可從市政管網(wǎng)抽水，但必須事先征得市政部門同意。當(dāng)用水

10、量較大，又不允許直接從外網(wǎng)抽水時(shí)采用從貯水池中抽水。在實(shí)際設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)。 1.水泵應(yīng)在高效區(qū)運(yùn)行；當(dāng)從貯水池抽水時(shí)，水泵宜設(shè)計(jì)成自灌式，自灌式水泵，單獨(dú)的吸水管流速宜采用1.01.2m/s 。 2.當(dāng)每臺(tái)水泵單獨(dú)從水池吸水有困難時(shí)，可采用單獨(dú)從吸水總管上自灌吸水4。吸水總管內(nèi)的流速應(yīng)小于1.0m/s。3.水泵吸水管與吸水總管的連接應(yīng)采用管頂平接。4.每臺(tái)水泵的出水管上，設(shè)壓力表、止回閥和閘閥；自灌式水泵吸水管上設(shè)閘板閥；非自灌式水泵入口處應(yīng)裝設(shè)真空表。5.水泵直接從市政給水管網(wǎng)吸水時(shí)，吸水口處市政管網(wǎng)的壓力不得低于100kPa。6.生活水泵的備用泵不應(yīng)小于最大一臺(tái)運(yùn)行水 泵的供水能力。參考文獻(xiàn)：1 謝輝.對(duì)某公寓熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討J.企業(yè)家天地（下旬刊）,2010,(10):242-243.2 侯英娜,羅相國(guó),卓瑞忠等.農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)探討J.城市建設(shè),2010,(30):45-46.3 覃火坤,肖睿書,韋俏玲等.