建筑工程-建筑内部排水系统计算
第3章 建筑内部给水系统的水力计算
《建筑给水排水工程》教案 第3章 建筑内部给水系统的计算第2章 建筑内部给水系统的水力计算主要内容：1、设计秒流量（三个的公式要掌握）、给水当量（掌握）2、给水管网的水力计算管径、速度、局部水头损失大概了解3、水质防护(大概了解)4、高层建筑给水系统（自学，要掌握给水方式）2.3给水设计秒流量在讲设计秒流量时我们先要知道三个方面的知识，两个概念1、什么叫设计秒流量，作用：作用：设计秒流量是确定建筑内给水管网的管径及管道的水头损失的依据。
因此，设计流量的确定应复合建筑内部的用水规律。
设计秒流量概念：建筑内的生活用水量在一昼夜、1h 里都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称设计秒流量。
2、设计秒流量计算方法概述建筑内给水管道设计妙流量确定方法世界各国都作了大量的研究，归纳起来有以下三种：经验法、平方根法和概率法。
（1）经验法：它是根据经验制定出几种卫生器具（浴盆、洗涤盆、洗脸盆、淋浴莲蓬头）的大致出水量，将其相加得到给水管道设计流量。
对少数住户的住宅建筑中各种卫生器具，设定同时使用系数确定管中的出水量。
特点：具有简捷方便的优点，但不够精确。
（2）平方根法：基本形式为21bN q g ，但计算结果偏小。
（3）概率法：1924年美国国家标准局亨特提出运用数学概率理论确定建筑给水管道的设计流量。
其基本论点是：影响建筑给水流量的主要参数即任一栋建筑给水系统中的卫生器具总数量（N ）和放水使用概率（p ），在一定条件下有多少个同时使用，应遵循概率随机时间数量规律性。
由于n 为正整数，放水使用概率p 满足的条件，因此给水流量的概率分布复合二项分布规律。
该法理论方法正确，但需进行大量卫生器具使用频率实测工作的基础上，才能使用该计算方法。
目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，并结合一些经验数据，制成图表，供设计使用十分简便。
3、卫生器具给水当量：为了计算方便，一般以卫生器具的给水额定流量和同时使用的规律来确定流量，即采用各种卫生洁具的当量数进行计算规定以一个洗涤盆的给水额定流量0.2L/s 为一个卫生洁具的当量数，然后将其它种洁具给水额定流量都折算成0.2L/s 的倍数，该倍数即为洁具的给水当量值2.4.2 当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式（一）住宅1、根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：《建筑给水排水工程》教案 第3章 建筑内部给水系统的计算 36002.000T N mK q U g h =式中： 0U :生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，％；0q ：最高用水日的用水定额，)/(d L ⋅人，见表2.2.1；m ：每户用水人数，人；h k ：变化系数，见表2.2.1T ：用水小时数，h ；g N ：每户设置的卫生器具给水当量数。
建筑内部排水系统计算排水定额和相关设计秒流量
3、确定是否需设置通气管
排水铸铁立管最大允许排水流量
通气情况
立管工作 高度（m） 50
管径（mm） 75 100 125 150
普通伸顶通气
—
1.0 2.5 4.5 7.0 10.0
设有专用通气立管通气
—
— 5.0 9.0 14.0 25.0
特制配件伸顶通气
—
— — 6.0 9.0 13.0
6.某6层住宅内有一个单元的给水立管，假设每层卫生间内设
冲洗水箱浮球阀坐式大便器1个，
混合水嘴洗脸盆1个，
混合水嘴洗涤盆1个，
混合水嘴浴盆1个，
用水定额取225L/（人·d），每户按4人计，Kh
=2.0，
试求此立管最底部的给水设计秒流量。
建筑内部排水横管应按一下（ ）种方法进行水力计算 A.按明渠均匀流公式计算 B.先确定管道的流速，然后再进行计算 C.先确定管道的坡度，然后按满管重力流进行计算 D.按设计秒流量和水头损失查表计算
1、设计规定及设计参数 （1）充满度
（2）自净流速
（3）管道坡度
（4）最小管径
（1）排水管道最大充满度
（2）自净流速（最小流速）
各种排水管道的自清流速值
生活污水管径（mm） 污废类别 d<150 d=150 d=200
自清流速 0.60 0.65 （m/s）
0.70
明渠 雨水及 （沟） 合流制
排水管
排水当量
1.00
2.00 3.00
1.00
0.30 0.75 3.00 0.45 4.50 3.60 4.50
排水管管 径
(mm)
50
50 50
50~75
《建筑给排水》第7章 建筑内部雨水排水系统
繁形成水塞，出现负压抽力，管内压力
增加较快。
Q
泄流量
Q QB 泄流量
掺K 气 比
雨水P
斗入 口处 压力
天h
沟 水 深
降t 雨 tB
历 时
tA QA
③ 饱和阶段: t=tB，充水率α=1 单相压力流
Q
Q-h：泄流量最大。
泄流量
Q-K: 掺气比为零，不掺气，管
内满流，天沟水深增加，泄水
Q
泄流量雨水排水系统
雨水斗
承雨斗 立管
檐沟
2、天沟外排水
天沟
山墙
50~100mm
溢流口
组成：
天沟、雨水斗、排水立管 天沟长度40~50m，不超过 50m，天沟坡度i=0.003~0.006。
防止天沟末端积水太深
泄压管
适用条件：
长度<100m的多跨工业 厂房的大型屋面
消能池
检查井
雨水斗 检 查 井
屋面集水优先考虑天沟形式，雨水都置于天沟内；建筑屋 面内排水和长天沟外排水一般宜采用重力半有压流系统 （如87型）；大型屋面的库房和公共建筑内排水，宜采用 虹吸式有压流系统，檐沟外排水宜采用重力无压流系统。
7-2 雨水内排水系统流动的物理现象
目的：了解雨水内排水系统由于水气两相流动，管内压 力变化的影响规律，为雨水管系设计提供依据。
室外雨水管道。
最小管径DN为200mm 最大管径不超过600mm 采用混凝土管、钢筋混凝土管或陶土管 管道坡度按生产废水管道最小坡度计算（表5-5）
第7章 建筑雨水排水系统
（7）附属构筑物：检查井、检查口井和排气井（P201 图6.5）
按出户管在室内部分是否存在自由液面，可分为：
《建筑给水排水工程》重点整理(不包括水污染上册)
建筑给排水重点整理：第一章建筑内部给水系统P212、建筑内部给水系统，一般由引入管、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表等组成。
P43、给水管网包括干管、立管、支管和分支管，用于输送和分配用水至建筑内部各个用水点。
(1)干管：又称总干管，是将水从引入管输送至建筑物各区域的管段。
(2)立管：又称竖管，是将水从干管沿垂直方向输送至各楼层、各不同标高处的管段。
(3)支管：又称分配管，是将水从立管输送至各房间内的管段。
(4)分支管：又称配水支管，是将水从支管输送至各用水设备处的管段。
4、目前我国用给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等。
P55、常用阀门有（功能、场合）：(1)截止阀，关闭严密，但水流阻力较大，因局部阻力系数与管径成正比，故只适用于管径≤50mm的管道上。
(2)闸阀，全于时水流直线通过，水流阻力小，宜在管径>50mm的管道上采用，但水中若有杂质落入阀座易产生磨损和漏水。
(3)蝶阀，阀板在90°翻转范围内可起调节、节流和关闭作用，操作扭矩小，启闭方便，结构紧凑，体积小。
(4)止回阀，用以阻止管道中水的反向流动。
(5)液位控制阀，用以控制水箱、水池等贮水设备的水位，以免溢流。
(6)液压水位控制阀，水位下降时阀内浮筒下降，管道内的压力将阀门密封面打开，水从阀门两侧喷出，水位上升，浮筒上升，活塞上移阀门关闭停止进水，克服了浮球阀的弊病，是浮球阀的升级换代产品。
(7)安全阀，是保安器材为避免管网、用具或密闭水箱超压破坏，需安装此阀。
P66、水表的分类。
按计量元件运动原理分类：容积式水表、速度式水表（我国多采用速度式水表，速度式水表分为旋翼式和螺翼式两类）P87、水表常用术语：1)过载流量（Qmax）：水表在规定误差限办使用的上限流量。
2)常用流量（公称流量）（Qn）：水表在规定误差限内允许长期通过的流量，其数值为过载流量（Qmax）的1/2。
3)分界流量（Qt）：水表误差限改变时的流量，其数值是公称流量的函数。
建筑内部排水系统的计算
7-3 雨排水系统的计算
一、雨量计算：
1．按q5
Qr
k q5 F (L / s) 10000
式中：k — 屋面泄流系数；
F — 汇水面积，m2；
q5 — 5 min 暴雨强度，L / s ha
2．按小时降雨厚度计算：
Qr
k h5 F 3600
h5 — 5 min 时的小时降雨厚度， mm/ h。
表 87、65型雨水斗设计流量
DN (mm)
75 100 150 200
设计流量（L/s） 8
12
26
40
2．悬吊管
Q wv
v
1
2
R3I
1 2
n
I (h h) / L
h — 悬吊管末端的最大负压 ，mH 2O，取0.5 h — 雨水斗和悬吊管末端的 几何高差， m。
3．立管
管径mm 75
100
附表1 排水管道最大充满度
附表2 各种排水管道的自清流速值
生活污水管径（mm） 污废类别 d<150 d=150 d=200
自清流速 0.60
（m/s）
0.65
0.70
明渠 雨水及 （沟） 合流制
排水管
0.40 0.75
附表3 生活污水管道的坡度
管径（mm）
50 75 100 125 150 200
二、水力计算（87型）
（一）单斗系统 1．雨水斗泄流量计算(单斗)
5
Qy kLs 2g hs2 式中：Qy — 雨水泄流量； kI5 — 流量系数，试验值1.6～1.8 h5 — 天沟水深
2.雨水斗排泄雨水面积 F 3600 Qr h5 k1
令N 36h500，k1 1，F NQr
建筑给排水 自清流速计算公式
建筑给排水自清流速计算公式在建筑给排水系统设计中，确定自清流速是非常重要的。
自清流
速是指排水管道内水流速度的最低值，必须保证水流速度高于这个值，以确保污水能够顺利排出。
自清流速计算公式通常是根据下列因素考虑：
1.空气比体积（Ai/Vi）：该值表示污水流入排水系统的空气体积
与其流入口污水体积的比值。
根据实际情况，一般都认为该值为1。
如果有特殊情况，比如废水含有大量气体，则可以考虑根据具体情况调整。
2.排水管道的横截面形状和尺寸：排水管道的形状和尺寸决定了
其水流速度的分布。
一般情况下，采用圆形管道，其自清流速正比于
直径的0.6次方。
综合考虑上述因素，建筑给排水系统中自清流速的计算公式为：
Vc = 0.6√(g*Ai/Vi)
其中，Vc为自清流速，g为重力加速度，一般取9.8m/s^2。
需要注意的是，上述公式只是一个简化的估算公式，实际情况往往比较复杂，还受到排水管道的倾角、管道内壁面的粗糙度、流量的变化等因素的影响。
因此，在实际设计和施工中，可能需要通过试验和经验进行调整。
此外，还需要注意管道内的流态，一般情况下，建筑给排水系统中应当特别关注流速低的区域，以避免积水和堵塞发生。
有时候，可以通过增加水流量或使用辅助设备（如泵）来提高自清流速，以确保正常排水。
建筑内部排水系统
四、排水系统的组成7－2 排水管材及附件一、常用排水管材生活污水管道一般采用排水铸铁管或硬聚氯乙烯管；当管径小于50时，可采用钢管；生活污水埋地管道可采用带釉的陶土管。
1、排水铸铁管管材耐腐蚀性能强，直管长度一般为1.0~1.5m。
其连接方式为承插连接，常用的接口材料有普通水泥接口、石棉水泥接口、膨胀水泥接口等。
在高层建筑中，有抗震要求地区的建筑物排水管道应采用柔性接口。
淘汰砂模铸造铸铁排水管用于室内排水管道，推广UPVC和符合《排水用柔性接口铸铁管及管件》（GB/T12772-1999）的柔性接口机制铸铁排水管。
2、塑料管硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚丙烯管（PP）、聚丁烯管（PB）和工程塑料管（ABS）排水塑料管道连接方法：粘接、橡胶圈连接、螺纹连接。
应用排水塑料管时，应注意的问题：1、污水连续排放时，水温不大于40℃，瞬时排放温度不大于60℃。
2、受环境温度和污水温度变化而引起长度伸缩，为了消除管道受温度影响而产生的胀缩，通常采用设伸缩节的方法。
二、排水管道附件1、存水弯（水封管）存水弯是设置在卫生器具排水支管上及生产污（废）水受水器泄水口下方的排水附件。
其构造有S型和P型两种。
在弯曲段内存有50~100㎜高度的水柱，称作水封，其作用是阻隔排水管道内的气体通过卫生器具进入建筑内而污染环境。
存水弯的最小水封高度不得小于50㎜。
当卫生器具的构造已有存水弯时，在排水口以下可不设存水弯。
2、检查口与清扫口检查口是一个带盖板的开口短管，安装高度从地面至检查口中心为1.0m。
清扫口一般设在排水横管上，清扫口顶与地面相平。
横管始端的清扫口与管道垂直的墙面距离不得小于0.15m。
埋地管道上的检查口应设在检查井内，检查井直径不得小于0.7m。
3、通气帽在通气管顶端应设通气帽，以防止杂物进入管内。
甲型通气帽采用20号铁丝编绕成螺旋形网罩，可用于气候较暖和的地区；乙型通气帽采用镀锌铁皮制成，适用于冬季室外温度低于－12℃的地区，它可避免因潮气结冰霜封闭网罩而堵塞通气口的现象发生。
建筑给排水-第八章—建筑内部排水管段计算
▪ 在决定室内排水管的管径及坡度之前，首先必须 确定各管段中的排水设计流量。
▪ 以洗涤盆排水量0.33L/s为一个排水当量(1排水当 量=0.33L/s)。将其他卫生器具的排水量与 0.33 L/s的比作为该卫生器具的排水当量 。
▪ 选择排水当量时用下用表8.1。
（二）设计秒流量
概念 排水设计流量应是建筑内部的最大排水瞬时流 量，即设计秒流量，。
(3) 器具通气管
对卫生、安静要求高的建筑物内，生活污水管道宜 设器具通气管。
器具通气管和环形通气管与通气管连接处应高于卫 生器具上边缘0.15m，按不小于0.01的上升坡度与通 气立管连接。
伸顶通气管 与排水立管管径相同或放大一级。
专用通气管、主通气管、器具通气管管径
通气管最小管径
共用通气管管径按下式计算：
（4）最小管径
最小管径 d≥50mm 接大便器 d≥100mm 大便槽排水管 d≥150mm 公共食堂排水支管 d≥75mm, 干管 d≥100mm 多层住宅厨房间的立管d≥75mm 医院污物洗涤盆或污水盆的排水管d≥75mm
2、 横管水力计算方法
qu w v
v
1
2
R3
I
1 2
n
式中：qu——排水设计秒流量，m3/s； w——水流断面积，m2； v——流速，m/s； R——水力半径，m； I——水力坡度，即管道坡度； n——管道粗糙系数。
管径（mm）
75
100
125Leabharlann 2.54.57.0
5.0
9.0 14.0
—
6.0
9.0
1.70 3.80
1.38 2.40
0.92 1.76
0.70 1.36