住宅給水計(jì)算題概要

1、住宅給水計(jì)算題圖1給水系統(tǒng)圖北京某12層住宅樓，層高為2.9米，首層地面標(biāo)高為0.000米，室外相對(duì)標(biāo)高為-0.45米，市政給水壓力為0.30MPa，每層有A、B、C、D四個(gè)戶型，每戶人數(shù)按4人計(jì)。A、B、C、D戶型衛(wèi)生器具當(dāng)量數(shù)分別為3.5、4、4.5、5。試分別計(jì)算變頻給水方式升壓和貯水設(shè)備；氣壓水罐給水方式的升壓和貯水設(shè)備及氣壓水罐的容積。解：1. 變頻給水方式計(jì)算（1） 初步估算市政壓力可直接供應(yīng)的樓層數(shù)，并進(jìn)行給水分區(qū)市政給水壓力為0.30MPa=300kPa供應(yīng)層數(shù)初定分區(qū)為：1-6層為低區(qū)，采用市政直接給水；718層采用自行加壓供水方式。給水系統(tǒng)見(jiàn)圖1。（2） 低區(qū)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒

2、流量計(jì)算1） 確定每戶當(dāng)量的最大同時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率按建規(guī)條第1、2小節(jié)進(jìn)行計(jì)算，即：最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率： (1)式中：生活給水管道的最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率(%)；最高用水日的用水定額，按本規(guī)范，按普通住宅類，取200（L/人·d）； m每戶用水人數(shù)；Kh小時(shí)變化系數(shù), 按本規(guī)范表取用2.5；Ng每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)；T用水時(shí)數(shù)(h)，按24h計(jì)算；0.2一個(gè)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的額定流量(L/s)。A戶型最大用水時(shí)給水當(dāng)量平均出流概率：=3.30同理可得：B戶型、C戶型和D戶型最大用水時(shí)給水當(dāng)量平均出流概率分別為：=2.9；=2.

3、6；=2.3。2） 同時(shí)出流概率和設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算根據(jù)計(jì)算管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)，可按下式計(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： （2）式中： 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率(%)； 對(duì)應(yīng)于不同0的系數(shù)，查建規(guī)規(guī)范附錄C中表C； Ng計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)?？砂聪率接?jì)算該管段的設(shè)計(jì)秒流量： （3）式中： 計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量(L/s)。 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率； Ng計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)；0.2一個(gè)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的額定流量(L/s)。A戶型：給水當(dāng)量：NA=3.5；UA0=3.3；采用內(nèi)插法計(jì)算，=0.022000.55=0.2

4、15;0.553×3.5=0.39 L/sB戶型：給水當(dāng)量：NB=4.0；UB0=2.9；采用內(nèi)插法計(jì)算，=0.018540.516=0.2×0.516×4.0=0.41 L/C戶型：給水當(dāng)量：NC=4.5；UC0=2.6；采用內(nèi)插法計(jì)算，=0.015970.485=0.2×0.485×4.5=0.44 L/sD戶型：給水當(dāng)量：ND=5.0；UD0=2.3；采用內(nèi)插法計(jì)算，=0.013460.459=0.2×0.459×5.0=0.46 L/s3） 進(jìn)戶干管秒流量計(jì)算低區(qū)給水計(jì)算簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行編號(hào)，見(jiàn)圖2。假定立管JL1-A第

5、六層B戶型為最不利用戶用水點(diǎn)，由于A、B兩個(gè)戶型給水當(dāng)量和平均出流概率均不相同，按建規(guī)條第4小節(jié)規(guī)定，應(yīng)對(duì)給水當(dāng)量平均出流概率進(jìn)行加權(quán)平均。 （4）式中： 給水干管的最大時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率； 給水支管的最大時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率； 相應(yīng)支管的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)。圖2 低區(qū)給水計(jì)算圖1-2管段：=3.09采用內(nèi)插法計(jì)算：=0.020170.38=0.2×0.38×7.5=0.58 L/s1-2管段：=2.44采用內(nèi)插法計(jì)算：=0.014620.34=0.2×0.34×9.5=0.64 L/s；9-10管段：=2.73采用內(nèi)插法計(jì)算：=

6、0.017080.115=0.2×0.115×102=2.35 L/s；將上述基本計(jì)算數(shù)據(jù)匯總于表1。表1 基本數(shù)據(jù)匯總 項(xiàng)目戶型當(dāng)量（N）平均出流概率U0（%）U0對(duì)應(yīng)的同時(shí)出流概率流量（L/s）A3.53.30.022000.550.39B4.02.90.018540.520.42C4.52.60.015970.480.43D5.02.30.013460.460.46127.53.090.020170.3840.581-29.52.440.014620.3380.649-101022.730.017080.1152.35JL1-A每層給水當(dāng)量總數(shù)相同，故無(wú)須加權(quán)平均給水

7、當(dāng)量同時(shí)出流概率,即每個(gè)節(jié)點(diǎn)的給水當(dāng)量平均出流概率均為3.09，系數(shù)均為0.02017。以節(jié)點(diǎn)3-4為例，該節(jié)點(diǎn)當(dāng)量為7.5，累計(jì)當(dāng)量總數(shù)為15，代入式（4）計(jì)算得流量 L/s，其余節(jié)點(diǎn)計(jì)算過(guò)程略，計(jì)算結(jié)果詳表2，表3。表2低區(qū)給水立管JL1-B設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)總當(dāng)量NgU0(%)U0對(duì)應(yīng)同時(shí)出流概率U(%)流量(L/s)0'-1'52.300.013460.4590.461'-2'9.52.440.014620.3380.642'-3'9.5-0.643'-4'192.440.014620.2430.934'-5

8、'28.52.440.014620.2011.155'-6'382.440.014620.1761.346'-7'47.52.440.014620.1591.517'-9572.440.014620.1461.67表3 低區(qū)給水立管JL1-A設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)總當(dāng)量NgU0(%)U0對(duì)應(yīng)的同時(shí)出流概率U流量(L/s)0-142.900.018540.5160.411-27.53.090.020170.3840.582-37.5-0.583-4153.090.020170.2770.834-522.53.090.020170.2301.035

9、-6303.090.020170.2021.216-737.53.090.020170.1821.377-8453.090.020170.1681.518-945-1.519-101022.730.017080.1152.35（3） 高區(qū)給水系統(tǒng)水力計(jì)算高區(qū)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算步驟同低區(qū)，計(jì)算管路見(jiàn)圖3。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5、表6。圖3 高區(qū)給水計(jì)算簡(jiǎn)圖水力計(jì)算涉及以下幾個(gè)公式： 管道流速 （5）式中：V管道流速，m/s；Q管段流量，L/s；D管道的計(jì)算內(nèi)徑（m）；生活給水管道的水流速度，宜按下表4采用。表4 生活給水管道的水流速度公稱直徑（mm）15202540507080水流速度（m/s）1.

10、01.21.51.8 單位長(zhǎng)度水頭損失計(jì)算 （6）式中：i每米管道的水頭損失，kPa/m；管道的計(jì)算內(nèi)徑，m；給水設(shè)計(jì)流量，； 海澄-威廉系數(shù), 銅管、不銹鋼管 =130； 各種塑料管、內(nèi)襯塑管 =140； 普通鋼管、鑄鐵管 =100； 本工程給水管材選用不銹鋼管。 沿程水頭損失h h = i·L （7）式中：h沿程水頭損失，kPa；L管段長(zhǎng)度，m；i每米管道的水頭損失，kPa/m；表5 高區(qū)給水立管JL2B設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)總當(dāng)量NgU0(%)U0系數(shù)同時(shí)出流概率U流量(L/s)0'-1'52.310.013460.4610.461'-2'9.

11、52.440.014620.3380.642'-3'9.5-0.643'-4'192.440.014620.2430.924'-5'28.52.440.014620.2021.155'-6'382.440.014620.1761.346'-7'47.52.440.014620.1591.517'-8'572.440.014620.1461.678'-9'66.52.440.014620.1371.829'-10'762.440.014620.1291.9510'

12、;-11'85.52.440.014620.1222.0911'-12'952.440.014620.1162.2112'-13'104.52.440.014620.1122.3313'-151142.440.014620.1082.45表6 高區(qū)給水立管JL2A設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)總當(dāng)量NgU0(%)U0系數(shù)同時(shí)出流概率U流量(L/s)0-142.900.018540.5160.411-27.53.090.020170.3840.582-37.5-0.583-4153.090.020170.2770.834-522.53.090.02017

13、0.2301.035-6303.090.020170.2021.216-737.53.090.020170.1821.377-8453.090.020170.1681.518-952.53.090.020170.1571.659-10603.090.020170.1481.7810-1167.53.090.020170.1411.9011-12753.090.020170.1352.0212-1382.53.090.020170.1292.1313-14903.090.020170.1252.2414-1590-2.2415-162042.730.017080.0863.52（4） 確定給水引

14、入管管徑確定給水引入管管徑，首先須計(jì)算出該住宅的給水設(shè)計(jì)秒流量。由于該住宅采用分區(qū)給水，既有加壓供水也有市政直接供水，引入管設(shè)計(jì)秒流量按建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500152003（以下簡(jiǎn)稱建規(guī)）條第3小節(jié)規(guī)定進(jìn)行疊加計(jì)算。給水引入管設(shè)計(jì)秒流量為高、低區(qū)二者設(shè)計(jì)秒流量疊加值。高區(qū)給水由變頻供水，水量應(yīng)符合建規(guī)條第2小節(jié)規(guī)定要求，即當(dāng)建筑物內(nèi)的生活用水全部自行加壓供給時(shí)，引入管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為貯水池的設(shè)計(jì)補(bǔ)水量。設(shè)計(jì)補(bǔ)水量不宜大于建筑物最高日最大時(shí)生活用水量，且不得小于建筑物最高日平均時(shí)生活用水量。 貯水池設(shè)計(jì)補(bǔ)水量高區(qū)最高日用水量： 高區(qū)最高日最大小時(shí)設(shè)計(jì)流量： 高區(qū)最高日平均時(shí)生活用水量： 據(jù)建

15、規(guī)第條規(guī)定，貯水池有效容積取最高日用水量的20%25%。取高區(qū)最高日用水量的25%，貯水池有效容積為38.4×25%=9.6m3。高區(qū)管網(wǎng)設(shè)計(jì)秒流量為3.52L/s，大于最高日最大小時(shí)設(shè)計(jì)流量1.11 L/s，故取貯水池設(shè)計(jì)補(bǔ)水量為1.11 L/s。 低區(qū)給水系統(tǒng)給水設(shè)計(jì)秒流量據(jù)建規(guī)第條第1小節(jié)，當(dāng)建筑物內(nèi)的生活用水全部由室外管網(wǎng)直接供水時(shí)，取建筑物內(nèi)的生活用水設(shè)計(jì)秒流量，即低區(qū)設(shè)計(jì)秒流量為2.35L/s。 給水引入管設(shè)計(jì)秒流量市政給水引入管設(shè)計(jì)秒流量為低區(qū)和高區(qū)設(shè)計(jì)秒流量之和，即：1.11+2.35=3.46L/s，給水引入管管徑為DN70，核算流速為1.04 m/s，符合建規(guī)第條

16、規(guī)定。（5） 水泵揚(yáng)程和流量選擇設(shè)水池最低水位距最不利點(diǎn)高程差為56.7m，最不利工作點(diǎn)工作壓力0.12MPa。1）水泵出流量按建規(guī)條規(guī)定，生活給水系統(tǒng)采用調(diào)速泵組供水時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)秒流量選泵。從而水泵出流量為高區(qū)設(shè)計(jì)秒流量，即3.52L/s。2）水泵揚(yáng)程 （8） 式中 水泵揚(yáng)程，kPa； 水池最低水位至最不利配水點(diǎn)位置高度所要求的靜水壓，kPa；水泵吸水管和出水管至最不利配水點(diǎn)計(jì)算管路的總水頭損失，kPa；水流通過(guò)水表時(shí)的水頭損失，為0 kPa；最不利配水點(diǎn)的流出水頭，kPa。靜壓差為=567 kPa；沿程總損失取25 kPa，局部損失按沿程損失的30%計(jì)，即總水頭損失為： kPa， =120

17、 kPa故可得：水泵揚(yáng)程HH1+H2+ H3 =567+32.5+0+120=719.5 k Pa；取水泵揚(yáng)程為720 k Pa，取72mH2O。2. 氣壓給水設(shè)備給水方式計(jì)算（1）水泵出流量據(jù)建規(guī)第條規(guī)定，生活給水系統(tǒng)采用氣壓給水設(shè)備供水時(shí)，水泵(或泵組)的流量不應(yīng)小于給水系統(tǒng)最大小時(shí)用水量的1.2倍。由上述計(jì)算可知，高區(qū)最大小時(shí)流量為4m3/h（1.11 L/s），則水泵出流量為4×1.2=4.8m3/h。（2）氣壓水罐調(diào)節(jié)容積及總?cè)莘e。氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積按下式計(jì)算： （9）式中： Vq2氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積(m3)；qb水泵(或泵組)的出流量(m3/h)；a安全系數(shù)，宜取1.01

18、.3；nq水泵在1h內(nèi)的啟動(dòng)次數(shù)，宜采用68次。取氣壓水罐系統(tǒng)安全系數(shù)為1.2，水泵在lh內(nèi)的啟動(dòng)次數(shù)為7次，代入上式得：=0.21m3氣壓水罐的總?cè)莘e應(yīng)按下式計(jì)算： （10）式中：Vq氣壓水罐總?cè)莘e(m3)；Vq1氣壓水罐的水容積(m3)，應(yīng)等于或大于調(diào)節(jié)容量；氣壓水罐內(nèi)的工作壓力比(以絕對(duì)壓力計(jì))，宜采用0.650.85，取0.7；氣壓水罐的容積系數(shù)，隔膜式氣壓水罐取1.05。采用單罐變壓、隔膜式氣壓給水設(shè)備，Vq1取為有效容積，取為0.7，取1.05。代入（20）式中計(jì)算得：=0.74 m3。（3）水泵揚(yáng)程和流量計(jì)算 （11）式中 同（10）式； 氣壓水罐最小工作壓力（絕對(duì)壓力），設(shè)計(jì)時(shí)取等于給水系統(tǒng)所需壓力H，MPa；氣壓水罐最大工作壓力（絕對(duì)壓力），MPa。設(shè)氣壓水罐低置（在加壓泵站