给排水工程师考试复习资料建筑内部给水系统计算Word文档下载推荐.docx
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生活用水量可根据国家制定的用水定额、小时变化系数和用水单位数等,按下式计算:
式中
---最高日用水量L/d
m---用水单位数,人或床位数等,工业企业建筑为每班人数;
----最高日生活用水定额,L/(人
d)、L/(床
d)、L/(人
班)
----平均小时用水量,L/h
T----建筑物用水时间,工业企业建筑为每班用水时间,h
----小时变化系数
最大小时用水量,L/h
若工业企业为分班工作制,最高日用水量
,n为生产班数。
若每班生产人数不等,则
。
各类建筑的生活用水定额及小时变化系数见书P25-28.
2.3给水设计秒流量
给水管道的设计秒流量不仅是确定各管段管径,也是计算管道水头损失,进而确定给水系统所需压力的主要依据。
生活给水管道的设计秒流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量,又称设计秒流量。
当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式
1.住宅生活给水管道设计秒流量计算公式:
计算管道的设计秒流量,L/s
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;
1个卫生器具给水当量的额定流量,L/s
设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率确定。
而管段的卫生器具给水当量同时出流概率与卫生器具的给水当量和其平均出流概率(
)有关。
详见书P30页
应用公式应注意的问题:
1.当计算管段上的卫生器具给水当量总数超过有关设定条件时,其流量应取最大用水时平均秒流量;
2.有两条或两条以上具有不同最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率的给水支管的给水干管,该管段的最大时卫生器具给水当量平均出流概率应取加权平均值。
即:
2.集体宿舍、旅馆、宾馆、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量计算公式:
根据建筑物用途确定的系数,见表2.3.3P31
使用公式时应注意以下几点:
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,应采用一个最大卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。
2.如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时,应按卫生器具给水额定流量累加值采用。
3.有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段,大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计,计算得到
附加10L/s的流量后,为该管段的给水设计秒流量。
3.工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场馆运动员休息室、剧院的化妆间、普通理化试验室等建筑的生活给水管道的设计流量计算公式:
同类型的一个卫生器具给水额定流量,L/s,见表2.1.1
同类型卫生器具数;
卫生器具的同时给水百分数,%;
见书P32-33
2.4给水管网水力计算
给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和给水系统所需压力。
2.4.1确定管径
计算管段的管内径,mm
管道中的水流速,m/s
建筑内部给水管道流速一般可按表2.4.1选取。
但最大不超过2m/s.
公称直径(mm)
15~20
25~40
50~70
≥80
水流速度(m/s)
≤1.0(0.6~1.0)
≤1.2(0.8~1.2)
≤1.5
≤1.8
2.4.2给水管网和水表水头损失的计算
给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分。
1.给水管道沿程水头损失
沿程水头损失,kpa;
管道计算长度,m;
管道单位长度水头损失,kpa/m,
给水设计流量(计算管道的设计秒流量)L/s
海澄
;
塑料管、内衬塑管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,也可直接使用由上列公式编制的水力计算表,由管段的设计秒流量
,控制流速V在正常范围内,查出管径和单位长度的水头损失i。
钢管、塑料管、铸铁管的水力计算表相见附录。
2.生活给水管道的局部水头损失
管段局部水头损失,kpa;
管段局部阻力系数;
沿水流方向局部管件下游的流速,m/s
重力加速度,m/s2
在实际工程中给水管网的局部水头损失计算,有管(配)件当量长度法和按管网沿程水头损失百分数计的估算法。
1)当量长度法
含义:
管(配)件产生的局部水头损失大小与同管径某一长度管道产生的沿程水头损失相等,则该长度即为该管(配)件的当量长度。
螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度,见表2.4.2P35
2)管网沿程水头损失百分数估算法相见P35
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
水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的。
水表的选择包括确定水表类型及口径。
水表类型应根据各类水表的特性和安装水表管段通过水流的水质、水量、水压和水温等情况选定。
在用水较均匀时,水表口径应以安装水表管段的设计秒流量不大于水表的常用流量来选定。
当用水不均匀,且连续高峰负荷每昼夜不超过2-3h时,螺翼式水表可按设计秒流量不大于水表的过载流量确定水表口径。
在生活、消防共用系统中,选表时管段设计流量不包括消防流量,但选定水表口径后应加消防流量进行复核,满足生活、消防设计秒流量之和不超过水表的过载流量。
水表的水头损失可按下式计算:
水表的水头损失,kpa
计算管道的设计秒流量,L/s
水表的特性系数,一般由生产厂提供,也可按下式计算:
旋翼式水表
螺翼式水表
为水表的过载流量。
水表的水头损失应满足下列规定,否则应放大水表的口径。
表型
正常用水时
消防时
旋翼式水表
<
24.5
49.0
螺翼式水表
12.8
29.4
2.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。
比例式减压阀阀后水压宜按阀后静水压的80%-90%选用。
2.4.4求定给水系统所需压力
2.4.5水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式,绘给水管道平面布置图及轴测图,列水力计算表,格式同表2.4.6(P39)
1.根据轴测图选择最不利配水点,确定计算管路。
若在轴测图中难判断最不利配水点,则应同时选择几条计算管路,分别计算各管路所需压力,其最大值方为建筑内给水系统所需的压力。
2.以计算管路流量变化处为节点,从最不利配水点开始,进行节点编号,将计算管路划分成计算管段,并标出两节点见计算管道长度。
3.根据建筑性质选用设计秒流量公式,计算各管段的设计秒流量。
4.进行给水管网的水力计算。
在确定各计算管段的管径后,对采用下行上给式布置的给水系统,应计算水表和计算管路的水头损失,求出给水系统所需压力H,并校核初定给水方式。
若初定为外网直接供水方式,当室外给水管网水压
≥H时,原方案可行;
H略大于
时,可适当放大部分管段的管径,减小管道系统的水头损失,以满足
≥H的条件;
若H大于
很多,则应修正原方案,在给水系统中增设升压设备。
对采用设水箱上行下给式布置的给水系统,则应按公式
校核水箱的安装高度,若水箱高度不能满足供水要求,可采取提高水箱高度、放大管径、设增压设备或选用其他供水方式来解决。
5.确定非计算管路各管段管径;
6.若设升压、贮水设备的给水系统,还应对其设备进行选择计算。
2.5增压和贮水设备
2.5.1增压设备
1.水泵
在建筑内部给水系统中,一般采用离心式水泵。
选泵应以节能为原则。
当选用设水泵、水箱给水方式时,通常水泵直接向水箱输水,水泵的出水量和扬程基本不变,选用离心式恒速水泵即可保持在高效运行。
对于无水量调节设备的给水系统,电源可靠的条件下,可选用装有自动调速装置的离心式水泵。
目前调速装置主要采用变频调速器,调节水泵的转速(其工作原理详见书P40)。
用水泵出口压力或管网末端压力控制水泵调速,节能效果完全不同。
后者优于前者。
但后者控制系统复杂,维修不便。
因此在实际工程中前者使用更广泛。
选用调速泵与恒速泵组合供水方式可取得更好的效果。
为避免在给水系统微量用水时,水泵工作效率低,水泵故障。
可选用并联配有小型加压泵的小型气压水罐的变频调速供水装置。
水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定。
有流量、扬程查水泵性能表即可确定其型号。
1)流量
在生活(生产)给水系统中,无水箱调节时,水泵出水量要满足系统高峰用水要求,故不论恒速泵还是调速泵其流量均应以系统的高峰用水量即设计秒流量确定。
当有水箱调节时,水泵流量可按最大时流量确定。
若水箱容积较大,并且用水量均匀,则水泵流量也可按平均时流量确定。
消防水泵流量应以室内消防设计水量确定。
2)扬程
根据水泵的用途及与室外给水管网连接的方式不同,其扬程计算公式不同。
当水泵与室外给水管网直接连接时:
水泵扬程,kpa
引入管至最不利配水点位置高度所要求的静水压,kpa;
水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失,kpa;
水流通过水表时的水头损失,kpa;
最不利配水点的流出水头,kpa;
室外给水管网所能提供的最小压力,kpa;
根据以上计算选定水泵后,还应以室外给水管网的最大水压校核水泵的工作效率和超压情况,若室外给水管网出现最大压力时,水泵扬程过大,为避免管道、附件损坏,应采取相应的保护措施,如采用扬程不同的多台水泵并联工作,或设水泵回流管、管网泄压管等。
当水泵与室外给水管网间接连结,从贮水池(或水箱)抽水时:
贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所要求的静水压,kpa;
3)水泵的设置
水泵应选择低噪声、节能型水泵,水泵扬程可按计算扬程
1.10后选泵。
为保证安全供水,生活和消防水泵应设备用泵,生产用水泵壳根据生产工艺要求设置备用泵。
水泵机组一般设置在水泵房内,泵房内应远离防震、防噪声要求较高的房间,室内要有通风、采光、防冻和排水措施。
水泵的布置要便于起吊设备的操作,管道连接力求短、弯头少。
水泵机组必须设高出地面不小
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