1、1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=300kPa2120()403HnkPa供应层数 6.5层初定分区为：1-6 层为低区，采用市政直
2、接给水；718 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：(1)%10362.0ULTNKmqgh式中： 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(%)；0最高用水日的用水定额，按本规范，按普通住宅类，取 200（L/人d） ；Lqm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
3、流量(L/s)。A 户型最大用水时给水当量平均出流概率：= =3.30%10362.0ULTNKmqgh %103624.5.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：=2.9； =2.6； =2.3。0C00U2） 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：3（2）gcNU49.0)1(式中： 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率(%)；U对应于不同 0 的系数，查建规规范附录 C 中表 C；cNg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：（3）ggN
4、Uq2.0式中： 计算管段的设计秒流量(L/s)。gq计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率；UNg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：N A=3.5；U A0=3.3； 采用内插法计算，A0=0.0220019350193274.0 ）（0.55.5)-2()(1 0.49A4.A=0.20.5533.5=0.39 L/s2.0NUqB 户型：给水当量：N B=4.0；U B0=2.9； 采用内插法计算，B0=0.018545321.4.5012.93B0 ）（0.516)-8()(10.49B49.=0.20.5164.0=0
5、.41 L/2.0NUqBC 户型：给水当量：N C=4.5；U C0=2.6； 采用内插法计算，c0=0.0159753215012.93C0 ）（40.4854.51)-0.97(1)(1 0.49C49.00CNU=0.20.4854.5=0.44 L/s2.qD 户型：给水当量：N D=5.0；U D0=2.3； 采用内插法计算，D0=0.01346971.3.50197.20 ）（0.4595.0)-46()(1 .49D4.D=0.20.4595.0=0.46 L/s2.0NUq3） 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
6、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。（4）gioNU0式中： 给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率；0U给水支管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率；oi相应支管的卫生器具给水当量总数。giN5图 2 低区给水计算图1-2 管段：=3.09.04539.U210 gioN）（采用内插法计算 ：2)-C(1=0.02017931509.3742)-C(1 ）（0.387.5)-02()( 0.492-14.0)-C2)-(1NU=0.20.387.5=0.58 L/s)-()-(
7、2-1.0q1-2管段：=2.44.054326.U20 gioN）（采用内插法计算 ：)2-C(16=0.014629701.4.50197.2)2-C(1 ）（0.34.5)-62()( 0.49)2-(1.0)-C)2-(1 NU=0.20.349.5=0.64 L/s；)-()-(2-1.0q9-10 管段：=2.73574.290.3U109 gioN）（采用内插法计算 ：10)-C(9=0.0170812.03.52.310)-C(9 ）（0.115 )-784()(0.4910-949.)-C10)-(9NU=0.20.115102=2.35 L/s；)-()-(10-92.q将
8、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 C同时出流概率 流量（L/s ）A 3.5 3.3 0.02200 0.55 0.39B 4.0 2.9 0.01854 0.52 0.42C 4.5 2.6 0.01597 0.48 0.43D 5.0 2.3 0.01346 0.46 0.4612 7.5 3.09 0.02017 0.384 0.581-2 9.5 2.44 0.01462 0.338 0.649-10 102 2.73 0.01708 0.115 2.35JL1-A 每层给水当量总数相同，故无须加权平均给水当量同
9、时出流概率,即每个节点的给水当量平均出流概率 均为 3.09， 系数均为 0.02017。以节点 3-4 为例，该节点当0UC量为 7.5，累计当量总数为 15，代入式（4）计算得流量 L/s，230.15.4.32q其余节点计算过程略，计算结果详表 2，表 3。7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 c同时出流概率 U(%)流量(L/s)0-1 5 2.30 0.01346 0.459 0.461-2 9.5 2.44 0.01462 0.338 0.642-3 9.5 - - - 0.643-4 19 2.44 0.01462 0.2
10、43 0.934-5 28.5 2.44 0.01462 0.201 1.155-6 38 2.44 0.01462 0.176 1.346-7 47.5 2.44 0.01462 0.159 1.517-9 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 c同时出流概率 U 流量(L/s)0-1 4 2.90 0.01854 0.516 0.411-2 7.5 3.09 0.02017 0.384 0.582-3 7.5 - - - 0.583-4 15 3.09 0.02017 0.277
11、0.834-5 22.5 3.09 0.02017 0.230 1.035-6 30 3.09 0.02017 0.202 1.216-7 37.5 3.09 0.02017 0.182 1.377-8 45 3.09 0.02017 0.168 1.518-9 45 - - - 1.519-10 102 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。8图 3 高区给水计算简图水力计算涉及以下几个公式： 管道流速（5）2D4QV式中：V管道流速，m/s；Q管段流量，L/s；D管道的计算
12、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9公称直径（mm ） 1520 2540 5070 80水流速度（m/s） 1.0 1.2 1.5 1.8 单位长度水头损失计算 （6）1.854.71.85i0hjgCdq式中：i每米管道的水头损失， kPa/m；管道的计算内径，m；jd给水设计流量， ；gq3/s海澄-威廉系数, hC铜管、不锈钢管 =130；hC各种塑料管、内衬塑管 =140；普通钢管、铸铁管 =100；h本工程给水管材选用不锈钢管。 沿程水头损失 h h = iL （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
13、损失， kPa/m；表 5 高区给水立管 JL2B 设计秒流量计算表节点编号总当量Ng U0(%) U0 系数 c同时出流概率 U流量(L/s)100-1 5 2.31 0.01346 0.461 0.461-2 9.5 2.44 0.01462 0.338 0.642-3 9.5 - - - 0.643-4 19 2.44 0.01462 0.243 0.924-5 28.5 2.44 0.01462 0.202 1.155-6 38 2.44 0.01462 0.176 1.346-7 47.5 2.44 0.01462 0.159 1.517-8 57 2.44 0.01462 0.14
14、6 1.678-9 66.5 2.44 0.01462 0.137 1.829-10 76 2.44 0.01462 0.129 1.9510-11 85.5 2.44 0.01462 0.122 2.0911-12 95 2.44 0.01462 0.116 2.2112-13 104.5 2.44 0.01462 0.112 2.3313-15 114 2.44 0.01462 0.108 2.45表 6 高区给水立管 JL2A 设计秒流量计算表节点编号总当量Ng U0(%)U0 系数 c同时出流概率 U 流量(L/s)0-1 4 2.90 0.01854 0.516 0.411-2 7.
15、5 3.09 0.02017 0.384 0.582-3 7.5 - - - 0.583-4 15 3.09 0.02017 0.277 0.834-5 22.5 3.09 0.02017 0.230 1.035-6 30 3.09 0.02017 0.202 1.216-7 37.5 3.09 0.02017 0.182 1.377-8 45 3.09 0.02017 0.168 1.518-9 52.5 3.09 0.02017 0.157 1.659-10 60 3.09 0.02017 0.148 1.7810-11 67.5 3.09 0.02017 0.141 1.9011-12
16、75 3.09 0.02017 0.135 2.0212-13 82.5 3.09 0.02017 0.129 2.1313-14 90 3.09 0.02017 0.125 2.2414-15 90 - - - 2.2415-16 204 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GB500152003（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
17、区给水由变频供水，水11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。 贮水池设计补水量高区最高日用水量：3120(412)8.4(/)idiqNQmd高区最高日最大小时设计流量：3max38.25(/)1./4dihiKhLST高区最高日平均时生活用水量：38.16(/)0.4/24dicpQmhS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
18、38.425%=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 1.11 L/s，故取贮水池设计补水量为 1.11 L/s。 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。 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 1.04 m/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
19、.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12（8） 4321HHb式中 水泵扬程，kPa；bH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；1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；2水流通过水表时的水头损失，为 0 kPa；3H最不利配水点的流出水头，kPa。4静压差为 =567 kPa；1沿程总损失取 25 kPa，局部损失按沿程损失的 30%计，即总水头损失为： kPa， 5.32.2H=120
20、 kPa 故可得：4水泵扬程 HH1+H2+ H3 =567+32.5+0+120=719.5 k Pa；取水泵扬程为 720 k Pa，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（1.11 L/s） ，则水泵出流量为 41.2=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：（9）qbaqnV42式中： Vq2气压水罐的调节容积(m 3)；qb水泵(或泵组)的出流量
21、(m 3/h)；a安全系数，宜取 1.01.3；nq水泵在 1h 内的启动次数，宜采用 68 次。13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：=0.21m3748.212qbaqnV气压水罐的总容积应按下式计算：（10）bq1式中：V q气压水罐总容积(m 3)；Vq1气压水罐的水容积(m 3)，应等于或大于调节容量；气压水罐内的工作压力比(以绝对压力计) ，宜采用 0.650.85，取 0.7；b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，V q1 取为有效容积， 取为 0.7， 取 1.05。代b入（20）式
22、中计算得：=0.74 m3。7.0125bqV（3）水泵扬程和流量计算（11）21Pb式中 同（10）式；b气压水罐最小工作压力（绝对压力） ，设计时取 等于给水系统所需压力1P 1PH，MPa；气压水罐最大工作压力（绝对压力） ，MPa。2设气压水罐低置（在加压泵站内位置） ，其最低工作压力 同变频给水方式，由前面计1P算得 =0.72MPa（相对压力）或 =（0.72+0.098 ）MPa （绝对压力） 。由（11）式得：1P1P=1.169 MPa（绝对压力）7.09822bp或 =（1.169-0.098 ）=1.071 MPa（相对压力）2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14作压力 和最大工作压力 间变化，一般以罐内平均压力的工况为依据确定水泵扬程。1P2P罐内平均压力为 =0.896 MPa（相对压力）=89.6mH 2O，取071.190 mH2O。所以水泵扬程为 90 mH2O，流量为 4.8m3/h，且所选水泵的 QH 特性曲线应较陡及特性曲线高效区较宽。
