最新住宅给水计算题.docx
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最新住宅给水计算题
住宅给水计算题
住宅给水计算题
图1给水系统图
北京某12层住宅楼,层高为2.9米,首层地面标高为0.000米,室外相对标高为-0.45米,市政给水压力为0.30MPa,每层有A、B、C、D四个户型,每户人数按4人计。
A、B、C、D户型卫生器具当量数分别为3.5、4、4.5、5。
试分别计算变频给水方式升压和贮水设备;气压水罐给水方式的升压和贮水设备及气压水罐的容积。
解:
1.变频给水方式计算
(1)初步估算市政压力可直接供应的楼层数,并进行给水分区
市政给水压力为0.30MPa=300kPa
«SkipRecordIf...»
供应层数«SkipRecordIf...»
初定分区为:
1-6层为低区,采用市政直接给水;7~18层采用自行加压供水方式。
给水系统见图1。
(2)低区给水系统设计秒流量计算
1)确定每户当量的最大同时卫生器具给水当量平均出流概率
按《建规》3.6.4条第1、2小节进行计算,即:
最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率:
«SkipRecordIf...»
(1)
式中:
«SkipRecordIf...»——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%);
«SkipRecordIf...»——最高用水日的用水定额,按本规范,按普通住宅Ⅱ类,取200(L/人·d);
m——每户用水人数;
Kh——小时变化系数,按本规范表3.1.9取用2.5;
Ng——每户设置的卫生器具给水当量数;
T——用水时数(h),按24h计算;
0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量(L/s)。
A户型最大用水时给水当量平均出流概率:
«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=3.30
同理可得:
B户型、C户型和D户型最大用水时给水当量平均出流概率分别为:
«SkipRecordIf...»=2.9;«SkipRecordIf...»=2.6;«SkipRecordIf...»=2.3。
2)同时出流概率和设计秒流量的计算
根据计算管段上的卫生器具给水当量总数,可按下式计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率:
«SkipRecordIf...»
(2)
式中:
«SkipRecordIf...»——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率(%);
«SkipRecordIf...»——对应于不同«SkipRecordIf...»0的系数,查《建规》规范附录C中表C;
Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数。
可按下式计算该管段的设计秒流量:
«SkipRecordIf...»(3)
式中:
«SkipRecordIf...»——计算管段的设计秒流量(L/s)。
«SkipRecordIf...»——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率;
Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数;
0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量(L/s)。
A户型:
给水当量:
NA=3.5;UA0=3.3;«SkipRecordIf...»采用内插法计算,
«SkipRecordIf...»=0.02200
«SkipRecordIf...»0.55
«SkipRecordIf...»=0.2×0.553×3.5=0.39L/s
B户型:
给水当量:
NB=4.0;UB0=2.9;«SkipRecordIf...»采用内插法计算,
«SkipRecordIf...»=0.01854
«SkipRecordIf...»0.516
«SkipRecordIf...»=0.2×0.516×4.0=0.41L/
C户型:
给水当量:
NC=4.5;UC0=2.6;«SkipRecordIf...»采用内插法计算,
«SkipRecordIf...»=0.01597
«SkipRecordIf...»0.485
«SkipRecordIf...»=0.2×0.485×4.5=0.44L/s
D户型:
给水当量:
ND=5.0;UD0=2.3;«SkipRecordIf...»采用内插法计算,
«SkipRecordIf...»=0.01346
«SkipRecordIf...»0.459
«SkipRecordIf...»=0.2×0.459×5.0=0.46L/s
3)进户干管秒流量计算
低区给水计算简图,并进行编号,见图2。
假定立管JL1-A第六层B户型为最不利用户用水点,由于A、B两个户型给水当量和平均出流概率均不相同,按《建规》3.6.4条第4小节规定,应对给水当量平均出流概率进行加权平均。
«SkipRecordIf...»(4)
式中:
«SkipRecordIf...»——给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率;
«SkipRecordIf...»——给水支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率;
«SkipRecordIf...»——相应支管的卫生器具给水当量总数。
图2低区给水计算图
1-2管段:
«SkipRecordIf...»=3.09
采用内插法计算«SkipRecordIf...»:
«SkipRecordIf...»=0.02017
«SkipRecordIf...»0.38
«SkipRecordIf...»=0.2×0.38×7.5=0.58L/s
1’-2’管段:
«SkipRecordIf...»=2.44
采用内插法计算«SkipRecordIf...»:
«SkipRecordIf...»=0.01462
«SkipRecordIf...»0.34
«SkipRecordIf...»=0.2×0.34×9.5=0.64L/s;
9-10管段:
«SkipRecordIf...»=2.73
采用内插法计算«SkipRecordIf...»:
«SkipRecordIf...»=0.01708
«SkipRecordIf...»0.115
«SkipRecordIf...»=0.2×0.115×102=2.35L/s;
将上述基本计算数据汇总于表1。
表1基本数据汇总
项目
户型
当量
(N)
平均出流概率U0
(%)
U0对应的«SkipRecordIf...»
同时出流概率
流量
(L/s)
A
3.5
3.3
0.02200
0.55
0.39
B
4.0
2.9
0.01854
0.52
0.42
C
4.5
2.6
0.01597
0.48
0.43
D
5.0
2.3
0.01346
0.46
0.46
1—2
7.5
3.09
0.02017
0.384
0.58
1’-2’
9.5
2.44
0.01462
0.338
0.64
9-10
102
2.73
0.01708
0.115
2.35
JL1-A每层给水当量总数相同,故无须加权平均给水当量同时出流概率,即每个节点的给水当量平均出流概率«SkipRecordIf...»均为3.09,«SkipRecordIf...»系数均为0.02017。
以节点3-4为例,该节点当量为7.5,累计当量总数为15,代入式(4)计算得流量«SkipRecordIf...»L/s,其余节点计算过程略,计算结果详表2,表3。
表2低区给水立管JL1-B设计秒流量计算表
节点
编号
总当量
Ng
U0(%)
U0对应«SkipRecordIf...»
同时出流概率U(%)
流量
(L/s)
0'-1'
5
2.30
0.01346
0.459
0.46
1'-2'
9.5
2.44
0.01462
0.338
0.64
2'-3'
9.5
-
-
-
0.64
3'-4'
19
2.44
0.01462
0.243
0.93
4'-5'
28.5
2.44
0.01462
0.201
1.15
5'-6'
38
2.44
0.01462
0.176
1.34
6'-7'
47.5
2.44
0.01462
0.159
1.51
7'-9
57
2.44
0.01462
0.146
1.67
表3低区给水立管JL1-A设计秒流量计算表
节点
编号
总当量
Ng
U0(%)
U0对应的«SkipRecordIf...»
同时出
流概率U
流量(L/s)
0-1
4
2.90
0.01854
0.516
0.41
1-2
7.5
3.09
0.02017
0.384
0.58
2-3
7.5
-
-
-
0.58
3-4
15
3.09
0.02017
0.277
0.83
4-5
22.5
3.09
0.02017
0.230
1.03
5-6
30
3.09
0.02017
0.202
1.21
6-7
37.5
3.09
0.02017
0.182
1.37
7-8
45
3.09
0.02017
0.168
1.51
8-9
45
-
-
-
1.51
9-10
102
2.73
0.01708
0.115
2.35
(3)高区给水系统水力计算
高区给水系统设计秒流量计算步骤同低区,计算管路见图3。
计算结果见表5、表6。
图3高区给水计算简图
水力计算涉及以下几个公式:
1管道流速
«SkipRecordIf...»(5)
式中:
V——管道流速,m/s;
Q——管段流量,L/s;
D——管道的计算内径(m);
生活给水管道的水流速度,宜按下表4采用。
表4生活给水管道的水流速度
公称直径(mm)
15~20
25~40
50~70
≥80
水流速度(m/s)
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
2单位长度水头损失计算
«SkipRecordIf...»(6)
式中:
i——每米管道的水头损失,kPa/m;
«SkipRecordIf...»——管道的计算内径,m;
«SkipRecordIf...»——给水设计流量,«SkipRecordIf...»;
«SkipRecordIf...»——海澄-威廉系数,
铜管、不锈钢管«SkipRecordIf...»=130;
各种塑料管、内衬塑管«SkipRecordIf...»=140;
普通钢管、铸铁管«SkipRecordIf...»=100;
本工程给水管材选用不锈钢管。
3沿程水头损失h
h=i·L(7)
式中:
h——沿程水头损失,kPa;
L——管段长度,m;
i——每米管道的水头损失,kPa/m;
表5高区给水立管JL2—B设计秒流量计算表
节点
编号
总当量
Ng
U0(%)
U0系数«SkipRecordIf...»
同时出
流概率U
流量
(L/s)
0'-1'
5
2.31
0.01346
0.461
0.46
1'-2'
9.5
2.44
0.01462
0.338
0.64
2'-3'
9.5
-
-
-
0.64
3'-4'
19
2.44
0.01462
0.243
0.92
4'-5'
28.5
2.44
0.01462
0.202
1.15
5'-6'
38
2.44
0.01462
0.176
1.34
6'-7'
47.5
2.44
0.01462
0.159
1.51
7'-8'
57
2.44
0.01462
0.146
1.67
8'-9'
66.5
2.44
0.01462
0.137
1.82
9'-10'
76
2.44
0.01462
0.129
1.95
10'-11'
85.5
2.44
0.01462
0.122
2.09
11'-12'
95
2.44
0.01462
0.116
2.21
12'-13'
104.5
2.44
0.01462
0.112
2.33
13'-15
114
2.44
0.01462
0.108
2.45
表6高区给水立管JL2—A设计秒流量计算表
节点
编号
总当量
Ng
U0(%)
U0系
数«SkipRecordIf...»
同时出
流概率U
流量(L/s)
0-1
4
2.90
0.01854
0.516
0.41
1-2
7.5
3.09
0.02017
0.384
0.58
2-3
7.5
-
-
-
0.58
3-4
15
3.09
0.02017
0.277
0.83
4-5
22.5
3.09
0.02017
0.230
1.03
5-6
30
3.09
0.02017
0.202
1.21
6-7
37.5
3.09
0.02017
0.182
1.37
7-8
45
3.09
0.02017
0.168
1.51
8-9
52.5
3.09
0.02017
0.157
1.65
9-10
60
3.09
0.02017
0.148
1.78
10-11
67.5
3.09
0.02017
0.141
1.90
11-12
75
3.09
0.02017
0.135
2.02
12-13
82.5
3.09
0.02017
0.129
2.13
13-14
90
3.09
0.02017
0.125
2.24
14-15
90
-
-
-
2.24
15-16
204
2.73
0.01708
0.086
3.52
(4)确定给水引入管管径
确定给水引入管管径,首先须计算出该住宅的给水设计秒流量。
由于该住宅采用分区给水,既有加压供水也有市政直接供水,引入管设计秒流量按《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(以下简称《建规》)3.6.3条第3小节规定进行叠加计算。
给水引入管设计秒流量为高、低区二者设计秒流量叠加值。
高区给水由变频供水,水量应符合《建规》3.6.3条第2小节规定要求,即当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时,引入管的设计流量应为贮水池的设计补水量。
设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时生活用水量,且不得小于建筑物最高日平均时生活用水量。
1贮水池设计补水量
高区最高日用水量:
«SkipRecordIf...»
高区最高日最大小时设计流量:
«SkipRecordIf...»
高区最高日平均时生活用水量:
«SkipRecordIf...»
据《建规》第3.7.3条规定,贮水池有效容积取最高日用水量的20%~25%。
取高区最高日用水量的25%,贮水池有效容积为38.4×25%=9.6m3。
高区管网设计秒流量为3.52L/s,大于最高日最大小时设计流量1.11L/s,故取贮水池设计补水量为1.11L/s。
2低区给水系统给水设计秒流量
据《建规》第3.6.3条第1小节,当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时,取建筑物内的生活用水设计秒流量,即低区设计秒流量为2.35L/s。
3给水引入管设计秒流量
市政给水引入管设计秒流量为低区和高区设计秒流量之和,即:
1.11+2.35=3.46L/s,给水引入管管径为DN70,核算流速为1.04m/s,符合《建规》第3.6.9条规定。
(5)水泵扬程和流量选择
设水池最低水位距最不利点高程差为56.7m,最不利工作点工作压力0.12MPa。
1)水泵出流量
按《建规》3.8.4条规定,生活给水系统采用调速泵组供水时,应按设计秒流量选泵。
从而水泵出流量为高区设计秒流量,即3.52L/s。
2)水泵扬程
«SkipRecordIf...»(8)
式中«SkipRecordIf...»——水泵扬程,kPa;
«SkipRecordIf...»——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;
«SkipRecordIf...»——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;
«SkipRecordIf...»——水流通过水表时的水头损失,为0kPa;
«SkipRecordIf...»——最不利配水点的流出水头,kPa。
静压差为«SkipRecordIf...»=567kPa;
沿程总损失取25kPa,局部损失按沿程损失的30%计,即总水头损失为:
«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»kPa,
«SkipRecordIf...»=120kPa故可得:
水泵扬程H≥H1+H2+H3=567+32.5+0+120=719.5kPa;
取水泵扬程为720kPa,取72mH2O。
2.气压给水设备给水方式计算
(1)水泵出流量
据《建规》第3.8.5条规定,生活给水系统采用气压给水设备供水时,水泵(或泵组)的流量不应小于给水系统最大小时用水量的1.2倍。
由上述计算可知,高区最大小时流量为4m3/h(1.11L/s),则水泵出流量为4×1.2=4.8m3/h。
(2)气压水罐调节容积及总容积。
气压水罐的调节容积按下式计算:
«SkipRecordIf...»(9)
式中:
Vq2——气压水罐的调节容积(m3);
qb——水泵(或泵组)的出流量(m3/h);
αa——安全系数,宜取1.0~1.3;
nq——水泵在1h内的启动次数,宜采用6~8次。
取气压水罐系统安全系数为1.2,水泵在lh内的启动次数为7次,代入上式得:
«SkipRecordIf...»=0.21m3
气压水罐的总容积应按下式计算:
«SkipRecordIf...»(10)
式中:
Vq——气压水罐总容积(m3);
Vq1——气压水罐的水容积(m3),应等于或大于调节容量;
«SkipRecordIf...»——气压水罐内的工作压力比(以绝对压力计),宜采用0.65~0.85,取0.7;
β——气压水罐的容积系数,隔膜式气压水罐取1.05。
采用单罐变压、隔膜式气压给水设备,Vq1取为有效容积,«SkipRecordIf...»取为0.7,β取1.05。
代入(20)式中计算得:
«SkipRecordIf...»=0.74m3。
(3)水泵扬程和流量计算
«SkipRecordIf...»(11)
式中«SkipRecordIf...»——同(10)式;
«SkipRecordIf...»——气压水罐最小工作压力(绝对压力),设计时取«SkipRecordIf...»等于给水系统所需压力H,MPa;
«SkipRecordIf...»——气压水罐最大工作压力(绝对压力),MPa。
设气压水罐低置(在加压泵站内位置),其最低工作压力«SkipRecordIf...»同变频给水方式,由前面计算得«SkipRecordIf...»=0.72MPa(相对压力)或«SkipRecordIf...»=(0.72+0.098)MPa(绝对压力)。
由(11)式得:
«SkipRecordIf...»=1.169MPa(绝对压力)
或«SkipRecordIf...»=(1.169-0.098)=1.071MPa(相对压力)
对于变压式气压给水设备,水泵向气压水罐输水时,其出水压力在气压水罐的最小工作压力«SkipRecordIf...»和最大工作压力«SkipRecordIf...»间变化,一般以罐内平均压力的工况为依据确定水泵扬程。
罐内平均压力为«SkipRecordIf...»=0.896MPa(相对压力)=89.6mH2O,取90mH2O。
所以水泵扬程为90mH2O,流量为4.8m3/h,且所选水泵的Q~H特性曲线应较陡及特性曲线高效区较宽。
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