设计秒流量的计算

附 1.5设计秒流量的计算

1.5.1设计流量计算

(1)最高日用水量Qd

最高日用水量按式(1-1)计算:

3(/)1000

d

d mq Q m d =

(1-1) 式中m —设计单位数(如人数、床位数等) q d 一用水定额，见表1-9、10 采用公式(1-1)应注意以下几点:

1）该公式适用于各类建筑物用水、汽车库汽车冲洗用水、绿化用水、道路浇洒用水。 2）对于多功能的建筑物，如商住楼、宾馆、大会堂、影剧院等，应分别按不同建筑物的用水量定额，计算各自的最高日用水量，然后将同时用水者叠加，取最大一组用水量作为整幢建筑物的最高日用水量。

3）对一幢建筑可用于几种功能时，应按耗水量最大的功能计算。

4)一幢建筑物的服务人数超过范围时，设计单位数应按实际单位数计算，如集体宿舍内附设公共浴室，该浴室还为其它人员服务时，其浴室用水量应按全部服务对象计算。 5)建筑物实际用水项目超出或少于范围时，其用水量应作相应增减。如医院、旅馆增设洗衣房时应增加洗衣房的用水量。

6)设计单位数应由建设单位或建筑专业提供。当无法取得数据时，在征得建设单位同 意下，可按卫生器具一小时用水量和每日工作时数来确定最高日用水量。

(2)工业企业生产用水量:应根据工业生产工艺、设备、工作制度、供水水质和水温等因 素并结合供水系统状况来选择和确定生产用水量。 (3)消防用水量:见第2章。

(4)最大小时生活用水量:最大小时用水量按式(1-2)计算:

3(/)d

h Q Q K m h T

=

(1-2) 式中Qh —最大小时用水量3

(/)m h

Qd 最高日用水量3(/)m d 或最大班用水量3

(/)m 班;

T —每日或最大班用水时间(h) K —小时变化系数，见表1-9,10 (5)生活给水设计秒流量:

1)住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等建筑物生活给水设计秒流量，应按式(1-3)计算:

0.2(/)g g q KN L s = (1-3)

式中g q —设计秒流量(L/s)

a,K —根据建筑物用途而定的系数，见表1-20; g N —计算管段的卫生器具给水当量总数，见表1-16

采用公式(1-3)应注意几点:

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，应采用一个最大的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所得流量值采用。

③在已知计算管段卫生器具当量总数和建筑物类别时，也可由表1-21查得该管段的生活给水设计秒流量。

④对综合功能的建筑物，含有二种或以上不同用途的建筑，其u,)值、可采用加权平 均法求得总引人管的数值。按式 (1-4)、式(1-5)计算:

1122...n n

N N N N

αααα+++=

∑ (1-4)

1122...n n

K N K N K N K N +++=

∑

(1-5)

式中。1α,2α,n α,1K ,2K ,n K 为综合楼不同用途部分的α,K 值; 1N 2N n N 为综合楼不同用途部分的给水当量总数。 ⑤当大便器采用自闭式冲洗阀时，按式(1-6)计算:

1.2g q =+ (1-6)

式中g q —计算管段的给水设计秒流量(L/s)

Ng —计算管段的卫生器具给水当量总数;

1.2—个自闭式冲洗阀给水额定流量(L/s).

⑥当建筑物内除生活用水外，其它的用水(如空调、化验室、设备用水等)，应将其水量 加人设计秒流量中。

2)工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等建筑生

活给水设计秒流量，按式(1-7)计算:

00(/)g q q n b L s =∑ (1-7)

式中g q —计算管段的设计秒流量(L/s);

0q —同类型的一个卫生器具给水额定流量(L/s)见表7-16; 0n —同类型卫生器具数;

b —卫生器具的同时给水百分数，见表1-22~ 25。

1.5.2管网水力计算

(1)计算目的:在于确定给水管网各管段的管径，求得通过设计秒流量时造成的水头损 失，复核室外给水管网水压是否满足使用要求，选定加压装置所需扬程和高位水箱的设置高 度。

(2)计算要求:

1)根据建筑物类别正确选用生活给水设计秒流量公式。 2)充分利用室外给水管网的水压。

3)经过技术经济比较选取合理的供水方案。 4)应满足室内管网中最不利配水点所需水压。

5)对允许断水的给水管网，引人管应按同时使用率计算。对不允许断水的给水管网，如

从几条引人管供水时.应假定其中一条被关闭时，其余引人管应能通过全部用水量。 6)引人管管径不宜小于DN20,

7)确定管径时，应使设计秒流量通过计算管段时的水流速度符合下列要求:

①生活和生产给水管道:干管不宜大于 2.0m/s;当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm 时，其流速可采用0.8~1.0m/s.

②消火栓系统给水管道水流速度不宜大于2.5m/s

②自动喷淋系统管道流速不宜大于5.0m/s ，其配水支管流速不得大于10m/s 。 8)建筑物尤其是高层建筑物卫生器具承受不同的压力，应根据卫生器具承压能力而采取

分区给水的措施和减压措施。

9)当外部给水压力不足时，应采取措施，如设水池、水泵加压或其它加压措施，在管网

计算时应予考虑。 (3)计算步骤:

1)根据建筑物类别选择生活给水设计秒流量公式，并正确计算设计秒流量。 2)确定建筑物给水的方案和管材。 3)绘制给水流程图或系统图。

4)根据计算管段的设计秒流量、室外管网能保证的水压和最不利点的所需水压及管道流速，确定管径。

5)计算管道的水头损失。

6)确定建筑物供水的所需水压，用以校核室外供水压力或室内加压设备的压力参数。 (4)管道水头损失: 1)单位长度水头损失:

①给水钢管和铸铁管的单位水头损失，按式(1-8)、式(1-9)计算:

当v<1 .2m/s 时，

0.3

21.30.8670.000009121(/)j v i Mpa m d v ⎛⎫

=+ ⎪⎝⎭

(1-8)

当v<1 .2m/s 时，

2

1.30.0000107(/)j

v i Mpa m d = (1-9)

式中

I ——管道单位长度的水头损失( Mpa/m) ; V ——管道内平均水流速度(m/s)

dj —管道计算内径(m) .

②UPVC 塑料管单位长度的水头损失按式(1-10)计算: 1.774

4.7740.00000915(/)j

Q i Mpa m d = (1-10) 式中i---塑料管的单位长度的水头损失(/)Mpa m

Q —计算管段的计算流量(m3 /s);

Dj---管道计算内径(m).

③为简化计算，塑料给水管的单位长度水头损失可按图1-1查得。

④为简化计算、钢管和铸铁管及UPVC 塑料管、铜管等单位长度的水头损失可查表得出.详见给排水设计手册第1册《常用资料》。

2)管道局部水头损失:

①给水管局部水头损失应按式(1-11 )计算: 2

10.012v h g

ξ=∑ (MPa) (1-11) 式中1h —管道各局部水头损失之和(MPa)

ξ∑—管道局部阻力系数之和;

v —平均水流速度，一般指局部阻力后(水流方向)的平均水流速度(m/s) ;

g —重力加速度(m/s2)

∑和流速值时，也可由表1-26查得局部水头损失值。

在己知ξ

为了简化计算，管道局部水头损失之和，一般可以根据经验采用沿程水头损失的百分数进行估计见表1-27.

(5)建筑物室内给水管网所需水压:一般要选择管网中若干个较不利的配水点进行水力计算，经比较后确定最不利配水点，以保证所有配水点的水压要求。

室内给水管网所需的水压按式(1-12)计算:

23140.01()H H H H H =+++ (MPa) (1-12)

式中H —建筑给水引人管前所需水压(MPa)

1H —最不利配水点与引人管的标高差(m);

2H ---管网内沿程和局部水头损失之和(MPa);

3H —水表的水头损失(MPa)计算方法见第13章;

4H —最不利配水点所需流出水头(m)，按表1-16

另外，应考虑一定的富裕水头，一般按0.01-0.03Mpa 计。

对于居住建筑的生活给水管网，在进行方案设计时，其所需水压也可根据建筑层数由表1-28估计所需最小水压值。

注:二层以上每增高一层增加40kpa

由式(1-12)计算出的室内管网所需水压H ，与室外能够供给的水压(H0)有较大差别时，应对室内管网的某些管段的管径作适当调整。当H0大于H 时，为充分利用室外管网水压;应在允许流速范围内，缩小某些管段(一般要缩小较大的管段)的管径。当H0小于H 时，但相差不大时，为避免设置局部升压装置，可放大某些管段(一般要放大较小的管径)，以减小管网水头损失。若相差较大，应考虑设置升压装置。

1.6贮水池和吸水池(井)

1.6.1贮水池

(1)贮水池容积:贮水池的有效容积与室外供水能力、用户要求和建筑物性质、生活调节水量、消防贮备水量和生产事故时用水量有关。一般可按式(1-13)、式(1-14)计算:

()y b g b x s V Q Q T V V ≥-++ (1-13)

()g t b g b Q T Q Q T ≥- (1-13)

式中y V 贮水池有效容积(m3);

b Q —水泵的出水量(m3/h);

g Q —外部供水能力(m3/h );

b T —水泵运行时间(h);

x V —火灾延续时间内，室内外消防用水量之和(m3);

s V —生产事故备用水量(m3)

t T —水泵运行间隔时间(h)

在资料不足时，贮水池的调节容积(b Q -g Q )b T ，一般可按大于建筑物日用水量的10%

(2)贮水池的设置:

1)在室外供水管网能满足建筑物用水量要求时，可不设贮水池，只设置吸水池(井)。

2)贮水池总容积包括:有效容积、被结构体(梁、柱、隔墙)所占用的容积及水面的上空 间的容积。

3)贮水池一般由钢筋混凝土制成，也有采用各类钢板或玻璃钢制成。贮水池所用材料不得对其贮水水质造成任何污染。池内壁防止对水质造成污染常有喷刷无毒瓷釉涂料、饮用水用油漆，或贴食品级玻璃钢和贴瓷砖等。

4)贮水池应设置在远离对其可能有污染的地方。贮水池应设进水管、出水管、通气管、溢流管、泄水管(有可能时)、人孔(应加盖加锁)、爬梯和液位计。溢流管排水应有断流措施和防虫网，溢流管口径应比进水管大一级。

5) 贮水池宜作吸水坑(井)，以充分利用其有效容积、吸水坑深不宜小于0 . 8m.

6)贮水池应设计成

保证池内水经常流动，防

止死角。进水管、出水管

宜在相对的位置设置，不

宜靠近。贮水池一般宜作

成二格，或在池内作成隔

板。在贮水量足够的前提

下，减少水池容积，以防

贮水时间过长，水质变坏。

在采用不设高位水箱生活

供水的系统(如变频调速

泵汽压供水等)，宜在贮水

池出水管上设置二次消毒

装置。

7)专用消防贮水池

可利用游泳池、水景喷泉水池等。消防贮水池包括室外消防贮水量时，应设有供消防车取水用吸水口。

8)生活、生产和消防共用贮水池，应有保证消防水平时不被动用的措施，如设置液位计停止生活供水泵;或在生活水泵吸水管上面有小孔见图1-2

9)贮水池宜设溢流液位和低液位及报警信号。

10)贮水池利用管网压力进水时，其进水管上应装浮球阀或液压阀，一般不宜少于2个，其直径与进水管直径相同。

1.6.2吸水池(井)

(1)吸水池(井)有效容积不得小于最大一台或多台同时工作水泵3min 的出水量。对于小泵，吸水池(井)容积可适应放大、宜按水泵出水量5- 10min 计算。

(2)吸水池(井)的布置:

1)吸水池(井)的进水量应大于水泵的吸水量。

2)吸水管与吸水池(井)池壁间距，吸水

管管间距，应根据吸水管的数量、管径、管

材、接口方式、布置、安装、检修和水泵正

常工作(防止水浅而导致水泵工作时进气)的

要求确定。

3)吸水池(并)宜设计成自灌式吸水方

式。

4)生活给水用吸水池(井)内壁材料应

对水质不能有任何污染。

5)个别城市如有断水可能时，吸水池

(井)的容积应考虑可能断水延续时间的贮存

水量。

6)吸水池(井)布置的最小尺寸见图

1-13

1 .7水泵和泵房

1 .7.1水泵的计算

(l)水泵的扬程计算:水泵扬程的选择，应满足建筑物最不利配水点或消火栓等所需的水压和水量。

1)水泵与高位水箱结合供水时，其水泵扬程按式(1-15 )计算: 20.012b s y v H H H g ⎛⎫≥++ ⎪⎝

⎭ (MPa) (1-15) 式中b H —水泵扬程(MPa)

y H —扬水高度(rn)，即贮(吸)水池最低水位至高位水箱人口的几何高差;

s H —水泵吸水管和出水管(至高位水箱入口)的总水头损失(MPa)

v —水箱人口流速(m/s) Q

2)当水泵单独供水时，其水泵扬程按式(1-16)计算:

()0.01b s y c H H H H ≥++ (MPa) (1-16)

式中b H —水泵扬程(MPa)

y H —扬水高度(m)，即贮(吸)水池最低水位至最不利配水点处的或消火栓等的几

何高差;

s H —水泵吸水管和出水管至最不利配水点处或消火栓处的总水头损失(Mpa)

c H —最不利配水点或消火栓要求的流出水头(m)

3)水泵直接从室外给水管网吸水时，水泵扬程应考虑外网的最小水压，同时应按外网可能最大水压核算水泵扬程是否会对管道、配件和附件造成损害。

(2)水泵出水量计算:

1)在水泵后无流量调节装置时，如变频调速供水方式，应按设计秒流量计算。

2)在水泵后有水箱等流量调节装置时，一般应按最大小时流量计算。在用水量较均匀，高位水箱容积允许适当加大，且在经济上合理时，也可按平均小时流量计算。

3)采用人工操作水泵运行时，则应根据水泵运行时间按式(1-17 )计算:

d b b

Q Q T =

(1-17) 式中b Q —水泵出水量(m3/h); d Q —最高日用水量(m3)

b T —水泵每天运行时间(h)

(3)水泵设置:

1)室外管网允许直接吸水时，水泵宜直接从室外管网吸水。但应保证室外给水管网压力不低于0.1MPa(从地面算起)，特别是消防水泵。

2)当水泵直接从室外管网吸水时，应在吸水管上装阀门、止回阀和压力表，并应绕水泵设置装有阀门的旁通管，见图1-4 .

3)水泵宜设计成自动运行方式。间接吸水时(如从贮水池)，应设计成自灌式。在不可能设计成自灌式时.可设计成抽吸式。这时应加设引水装置，以保证水泵正常运行，如底阀、水环式真空泵、水上式底阀和在吸水管上设置阀门等。

4)每台水泵宜设计单独吸水管(特别是消防泵应有单独吸水管)，若设计成共用吸水管一般至少二条，并设连通管与每台泵吸水管连接，水泵吸水水平管变径处，应采取偏心异径管并使管顶平。吸水管应有向水泵不断上升的坡度。吸水管内水流速度一般为1.0-1.2m/s.

5)每台水泵出水管上应装设止回阀、阀门和压力表。并宜设防水锤措施，如气囊式水锤消除器、缓闭止回阀等。出水管水流速度一般为1.2---2.0m/s

6)备用泵设置应根据建筑物重要性、供水安全性和水泵运行可靠性等确定。一般高层建筑物、大型民用建筑物、居住小区和其它大型给水系统应设备用泵。备用泵容量应与最大一

台水泵相同。生产和消防水泵的备用泵设置应按工艺要求和“消防规范”确定。

7)考虑因断水可能会引起事故情况时，除应设备用泵外，还应有不间断电源设施;当电网不能满足时，应设有其它动力备用供电设备。

8)在有安静要求的房间，对其上、下和毗邻的房间内，不得设置水泵;如在其它房同设置水泵时，应采用水泵的隔振措施。

1 .7.3泵房

(1)水泵基础:水泵基础设计必须安全稳固，标高、尺寸准确，以保证水泵运行稳定，安装检修方便。其形式分有带有共用底盘和无底盘二种。

1)带有共用底盘的水泵基础:基础长度为底盘长度加0.2-0.3m，基础宽度为底盘宽度加0.3m，基础高度为底盘地脚螺栓埋入长度加0.1-0.15m.

2)无底盘的大、中型水泵基础:基础长度为水泵和电机最外端螺孔间距加0.40-0.60m，并长于水泵和电机总长，基础宽度为最外端螺孔间距(取其宽者)加0.40-0.60m,基础高度为地脚螺栓埋人长度加0.10-0.15m，质量应大于水泵和电动机总质量的2.5-4.5倍。

3)基础顶面应高出泵房地面0.10-0. 20m

4)水泵基础一般采用C15混凝土浇灌，预留螺孔待地脚螺栓埋人后(应在水泵到货后核对水泵螺孔是否与图纸一致，方能浇灌基础和预留螺孔)，用C20细石混凝土填灌固结。

5)地脚螺栓埋人基础长度为大于20倍螺栓直径，螺栓叉尾长大于4倍螺栓直径。

6)预留地脚螺栓孔:螺孔中心距基础边缘大于0.15-0 . 20m，而基础螺孔边缘与基础边缘间距应大于0.10-0.15m.螺孔尺寸一般为100mm x100mm或150 x 150mm.螺孔深度大于螺栓埋人总长度30-50rnrn.

7)水泵基础下面的土壤应夯实。基础浇捣后必须注意养护，达到强度后才能进行安装。

8)水泵需做隔振基础时，其做法详见第1.7.2节。

(2)水泵布置:

1)电动机容量小于或等于20kW，或水泵吸水口直径小于或等于100mrn，其机组一侧与墙面之间可不留通道;两台相同机组可设在同一基础上彼此不留通道，基础周围应有宽度不小于0.7m的通道。不留通道的机组突出部分与墙壁间的净距，或相邻两个机组的突出部分之间的净距，不得小于0.2m。

2)电动机容量大于20kW或水泵吸水口直径大于100mm，水泵布置见表1-30。

(3)泵房:

1)一般泵房包括水泵间合并。

2)泵房平面布置应考虑控制盘、仪表，各类压力罐等)、配电间和辅助用房。对小型泵房的配电、控制和值班室可以:满足水泵机组、管路和附件、其它辅助设备(如消毒设备、就地、排水设施、通风采暖设施、供电和起吊设施等布置和安装的要求，并留有足够检修场地。

3)应根据泵房重要性采取合适的耐火等级，一般可按一、二级耐火等级设计。泵房应设安装所需门或洞。消防泵房应设有直通室外的出口。

4)泵房应设排水设施，如设排水沟(宜加舆子)、集水坑和提升排水设备(如采用潜污泵、水射器等)等。排水沟坡度为0.01.

5)泵房配电间、值班室及回辅助用房采暖温度，一般可按16-18℃设计;当水泵间无需人值班时可取5-8℃;有人巡回值班时，可适当提高采暖温度。

泵房应充分利用自然通风。设计换气通风时，其换气次数不少于6次/h需要机械通风时，应通过计算确定机械通风设备性能。

6)泵房高度的确定:应考虑水泵机组高度、管路及附件的安装高度、设备起吊时所需高度、泵房与吸水池等相互的高差、建筑物内泵房所处位置的层高、设备安装和检修的高度等因素。

在无起重设备时，泵房高度应不小于 3.0m;在有吊车起重设备时，其高度应通过计算确定(一般起吊物底部与越过的固定物顶部之间的净距应大于0.5m)

7)泵房内起重设备，可参见下列数据:起重量小于0.5t时，可设固定吊钩或移动吊架;起重量为0.5-2.0t时，可设置手动起重设备;起重量大于2.0t时，设置电动起重设备。

8)在需要时，可考虑泵房建筑的隔声隔振措施。

9)泵房内设置消毒和加药设备，应按有关规定设置单独隔离房间和进行防腐处理。