廴、k2、…kn…综合性住宅内不同卫生器具标准部分的更值 当建筑内大便器采用自闭式冲洗阀时,用公式(3-2)计算,其设计秒流量偏大,宜采 用公式(3-1)计算,式中b可按5%~10%计,住宅、幼儿园、门诊部、办公楼、学校取 低值,医院、集体宿舍、部队营房取高值 3-2给水管网的水力计算 确定管径 在求得各管段的设计秒流量后,根据流量公式,即可求定管径 d 式中qg-—计算管段的设计秒流量,m2/s d……计算管段的管径,m U—管段中的流速,m/s 当管段的流量确定后,流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性,流速 过大易产生水锤,引起噪声,损坏管道或附件,并将增加管道的水头损失,提高建筑内给 水管道所需的压力。流速过小,又将造成管材的浪费。考虑以上因素,设计时给水管道流 速应控制在正常范围内:生活或生产给水管道,不宜大于2.0m/s,当有防噪声要求.且管 径小于或等于25mm时,生活给水管道内的水流速度,可采用0.8~1.0m/s;消火栓系统 消防给水管道,不宜大于2.5m/s;自动喷水灭火系统给水管道,不宜大于5.0m/s·但其配 水支管在个别情况下,可控制在10m/s以内。 、给水管网和水表水头损失的计算 1.给水管网水头损失的计算 室内给水管网的水头损失包括沿程和局部水头损失两部分。管段的沿程水头损失: 式中h,…-管段的沿程水头损失,kPa; 单位长度的沿程水头损失,kPa/m L-—管段长度,m。 钢管和铸铁管的单位长度水头损失,应按下式计算 当v<12m/s时 i=C.00912 867 a)31+ 当x>1.2m/s时 0.0107 式中 同公式(3-6) x…管道内的平均水流速度,m/s 6
d--管道计算内径,m 塑料管的单位长度水头损失,应按下式计算: 7二0.000915 39 式中 同公式(3-6); Q……计算流量,m3/s d2…-同公式(37)。 设计计算时,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g控 制流速v在正常范围内,查得管径和单位长度的水头损失。“给水钢管水力计算表”、“给 水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”分别见附录3-1、3-2、33 管段的局部水头损失 h1= 3.10) 式中h--管段局部水头损失之和,kPa --管段局部阻力系数之和 2-—沿水流方向局部零件下游的流速,m/s 重力加速度,m/s2 由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多,随着杓造不同其∈值也不尽相同.详细 计算较为繁琐,在实际工程中给水管网的局部水头损失,一般不作详细计算,可按下列管 网沿程水头损失的百分数采用 生活给水管网为25%~30%; 生产给水管网;生活、消防共用给水管网;生活、生产、消防共用给水管网为20%; 消火栓系统消防给水管网为10%; 自动喷水灭火系统消防给水管网为20 生产、消防共用给水管网为15%。 2.水表的水头损失 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、水 温等情况选定,而水表口径在用水较均匀时,应以安装水表管段的设计秒流量不大于水表 的公称流量来确定,因为公称流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量。当用水不均 勾、且连续高峰负荷每昼夜不超过2~3h时,可按设计秒流量不大于水表的最大流量确定 水表口径.因为最大流量是水表允许在短时间内通过的流量。在生活、消防共用系统中,因 消防流量仅在发生火灾时才通过管道,故选表时管段设计流量不包括消防流量,但在选定 水表订径后,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最大 流量值。 水表的水头损失可按下式计算 式中h4---水表的水头损失,kPa;
各1个。厨房内有洗涤盆1个,该建筑有局部热水供应。图3-1为该住宅给水系统轴测图 管材为镀锌钢管。引人管与室外给水管网连接点到配水最不利点的高差为17.1m。室外给 水管网所能提供的最小压力H0=270kPa。试进行给水系统的水力计算 【解】由轴测图3-1确定配水最不利点为低水箱坐便器,敞计算管路为,]、2 9。节点编号见图3-1。该工程为住宅建筑选用公式(3-2)计算各管段设计秒流量。由表 3-5查得a=1,10,k=0.005 ∴gg=C.2·a√Ng+KN qn=0.22√N-0.005Ng 由各管段的设计秒流量,控制流速在允许范围内,查附录31可得管径D和单位长 度沿程水头损失,由公式(3-6)h,=计算计算管路的沿程水头损失为h,各项计算结果 均列入表3-7中。 给水管网水力计算表 衰3-7 卫生器县名称 当嶝改计秒/ 长沿程管段普段济,管段滑 程水头 计算 总数,流量普径流速 程水头 水头长度 管段 损失 损失 编号 低水箱:浴盆洗脸盆 厨房 (1.s)(mmn)() 洗涤盆 (kP kpI.tkPa 1;(t.:8;0.99 2.30.3520 4.6 133.i3.393.it 6,90.:251.141.643,4.928.5 (.71 75.53.21.53:20 6-7 80 32 0.63 0.5 7-8 0.93 0.740.4 8-9 080.7i301.36401.080.844 3.36|:7. C-1 0.71.40.2723 2.10.320 0.28 3.50.43 25
计算局部水头损失: 2h;=30%h,=0.3×27.00=8.1kPa ∴计算管路的水头损失为: H2=X(h+h)=27.00+8.1=35.1kPa 计算水表的水头损失 因住宅建筑用水量较小,总水表及分户水表均选用LXS湿式水表。分户水表和总水表 分别安装在23和89管段上。q23=0.35L/s=1.26m3/h,qsy=1.36L/s=4.90m3/h,查附 录1-1·选5mm口径的分户水表,其公称流量为1.5m3/h>g23,最大流量为3m3/h。所以 分户水表的水头损失: h4==Y=126=17.64kPa 100 选囗径32mm的总水表,其公称流量为6m3/h>g,最大流量为12m3h。所以总水表 的水头损失为 d 22=16.67kP ha和h'd均小于表3-6中水表水头损失允许值。水表的总水头损失为 Hl3=h+hd=17,67+16.67=34.34kPa 住宅建筑用水不均匀水表口径可按设计秒流量不大于水表最大流量确定,选口径 25mm的总水表即可,但经计算其水头损失大于表36中的允许值,故选用口径32mm的总 水表 由公式(2-1)计算给水系统所需压力H H=H+H2+H,+H 17.1×10+35.1+34.34+20 =260.4kPa<27kPa满足要求 计算非计算管段的管径,计算结果见表37 3-3给水管网的计算机计算方法 在工程设计中,建筑内部给水管网的水力计算都是重复性的计算工作,尤其是建筑内 部给水环状网的水力计算,计算工作费时费力。编制给水管网计算程序,应用计算机代替 设计人员的重复劳动,既省时省力又提高了精确度,是目前逐步普及的方法之一。本节将 作简要介绍 由于建筑内部给水管网设计秒流量计算公式引入给水当量和或然率,在计算时使管网 节点流量在形式上不连续,不能直接采用目前普遍使用的节点法和管段法编制计算程序。下 面介绍用有限元法编制管网水力计算程序的方法 建筑内部给水管网的数学模型 I.单元矩阵 有限元法认为,建筑内部给水管网是由有限个管段组成的,把管网中各计算管段看做
个单元元素,并对管段单元元素进行数学分析找出单元矩阵;然后对各个单元矩阵进行 集合。单元子矩阵集合为整体矩阵即可求解算出各管段的流量、节点的水压值 从某管网中任取一计算管段,如图3-2所示,在这个管段中有流量q,从i点流向j点 或者有流量q从j点流向i点。分析管段中水头损失、节点水压与流量的关系有 (H,-H) (H;-H,) (3) (4) 图3-2某管段单元 图3-3某环状给水管网 也可用矩阵形式表示: ALL-11JIH 式中H,—节点i处的水压值(m·HO) 节点j处的水压值(m·H2O) L管段长度(m); A-—管段的比阻。 当管网设计秒流量公式采用φ=0.2√N时,代入式(11),得 (3-13) 0.04a2ALL-11 写成通式为 Ku Ki (3-14) 式(3-14)为用给水当量计算秒流量时的管段单元矩阵。 2.单元矩阵的扩展 当研究管网的整体时,需把各个单元矩阵集合为整体矩阵。因此在集合单元矩阵之前 必须把单元矩阵的维数扩展到与整体矩阵相同。若管网有n个节点,就应把单元矩阵的维 数扩展到n,则单元矩阵变为nXn维方阵。以图3-3为例,管网中管段(1)的单元矩阵扩 展为