给水系统水力计算的方法步骤 ppt课件
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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。
《有压管流水力计算》课件
。
在有压管流中，伯努利方程可以用来计 算水头损失、管道压力和流速等参数。
需要注意的是，实际液体在流动过程中 会受到粘性阻力、摩擦力和惯性力的作 用，因此伯努利方程的应用有一定的局
限性。
流动阻力
在有压管流中，流动阻力是由于流体与管壁之间的摩擦以及流体内部的粘性阻力所 引起的。
流动阻力可以通过实验测定或利用经验公式进行估算，对于不同管材和流体类型， 流动阻力的计算方法也有所不同。
06
案例分析
实际工程案例一
案例名称
某城市供水管道系统
案例描述
该供水管道系统负责为城市居民提供生活用水，管道长度约50公 里，设计流量为2000立方米/小时。
案例分析重点
管道的流速、水头损失以及水泵的扬程等参数的计算，确保供水系 统的稳定运行。
实际工程案例二
1 2
案例名称
某农业灌溉系统
案例描述
该灌溉系统通过管道将水输送到农田，管道长度 约10公里，设计流量为500立方米/小时。
。
04
有压管流水力计算的方法
计算流量的方法
流量定义法
根据流量的定义，通过测量管道 截面的面积和平均流速来计算流 量。
流量系数法
利用实验确定的流量系数和管道 截面尺寸、压力等参数计算流量 。
计算流速的方法
流速定义法
根据流速的定义，通过测量管道截面的面积和流量来计算平 均流速。
能量方程法
利用伯努利方程或能量方程，结合管道的压差和几何参数来 计算流速。
。
设计管径
通过计算流速和流量，确定管道的 直径，以满足给水和排水需求。
优化管网
通过分析管道阻力损失，优化管网 布局，降低能耗，提高供水效率。
水利水电工程
在有压管流中，伯努利方程可以用来计 算水头损失、管道压力和流速等参数。
需要注意的是，实际液体在流动过程中 会受到粘性阻力、摩擦力和惯性力的作 用，因此伯努利方程的应用有一定的局
限性。
流动阻力
在有压管流中，流动阻力是由于流体与管壁之间的摩擦以及流体内部的粘性阻力所 引起的。
流动阻力可以通过实验测定或利用经验公式进行估算，对于不同管材和流体类型， 流动阻力的计算方法也有所不同。
06
案例分析
实际工程案例一
案例名称
某城市供水管道系统
案例描述
该供水管道系统负责为城市居民提供生活用水，管道长度约50公 里，设计流量为2000立方米/小时。
案例分析重点
管道的流速、水头损失以及水泵的扬程等参数的计算，确保供水系 统的稳定运行。
实际工程案例二
1 2
案例名称
某农业灌溉系统
案例描述
该灌溉系统通过管道将水输送到农田，管道长度 约10公里，设计流量为500立方米/小时。
。
04
有压管流水力计算的方法
计算流量的方法
流量定义法
根据流量的定义，通过测量管道 截面的面积和平均流速来计算流 量。
流量系数法
利用实验确定的流量系数和管道 截面尺寸、压力等参数计算流量 。
计算流速的方法
流速定义法
根据流速的定义，通过测量管道截面的面积和流量来计算平 均流速。
能量方程法
利用伯努利方程或能量方程，结合管道的压差和几何参数来 计算流速。
。
设计管径
通过计算流速和流量，确定管道的 直径，以满足给水和排水需求。
优化管网
通过分析管道阻力损失，优化管网 布局，降低能耗，提高供水效率。
水利水电工程
给水管道工程课件-6.5++环状管网水力计算
＝∑hⅠ+ ∑hⅡ
因此，只要校正大环Ⅲ的各管段流量，使∑hⅢ减小，则∑hⅠ与 ∑hⅡ 将随之减小。
因环Ⅰ与环Ⅱ的闭合差方向相反，可得基环与大环的关系：
∑hⅠ＝h1-2+h2-5-(h1-4+h4-5) ∑hⅡ＝h2-3+h3-6-(h2-5+h5-6) ∑hⅢ＝h1-2+h2-3+h3-6-(h1-4+h4-5+h5-6)
• 1、最高用水时
• 虚节点:
Ｑp +Ｑt -∑Ｑ＝0
• 虚环: -Hp+∑hp-4-∑h4-t-(-Ht)=0
•
• 2、最高转输时
• 虚节点: QpQt Q0
• 环: •
H ph p 4h t 4 H t 0
6.5.4 管网计算时的水泵特性方程
• 在管网计算中，常用近似抛物线方程表示水泵 扬程和流量的关系，这种方程称为水泵特性方程：
（4）计算各环内每根管段的
s ij q ij
，求
sijqij
，并按
下式计算 q i 。
qi
n
hi (sijqinj1)i
（5）根据校正流量调整各管段流量值，得：
qi(1)jqi(0j) qs (0) qn (0)
按照调整后的管段流量值返回第（2）步，反复计 算，直到闭合差全部满足精度要求为止。
• 6.5.2 最大闭合差的环较正法
• 平差时，可先对其中的闭合差最大的一个环进 行校正，而不必同时对所有环的闭合差进行校正。
•
闭合差最大的环可以是一个基环，也可以是
由闭合差较大且方向相同的若干相邻基环组成的
大环。对大环进行平差时，只需调整大环上的各
因此，只要校正大环Ⅲ的各管段流量，使∑hⅢ减小，则∑hⅠ与 ∑hⅡ 将随之减小。
因环Ⅰ与环Ⅱ的闭合差方向相反，可得基环与大环的关系：
∑hⅠ＝h1-2+h2-5-(h1-4+h4-5) ∑hⅡ＝h2-3+h3-6-(h2-5+h5-6) ∑hⅢ＝h1-2+h2-3+h3-6-(h1-4+h4-5+h5-6)
• 1、最高用水时
• 虚节点:
Ｑp +Ｑt -∑Ｑ＝0
• 虚环: -Hp+∑hp-4-∑h4-t-(-Ht)=0
•
• 2、最高转输时
• 虚节点: QpQt Q0
• 环: •
H ph p 4h t 4 H t 0
6.5.4 管网计算时的水泵特性方程
• 在管网计算中，常用近似抛物线方程表示水泵 扬程和流量的关系，这种方程称为水泵特性方程：
（4）计算各环内每根管段的
s ij q ij
，求
sijqij
，并按
下式计算 q i 。
qi
n
hi (sijqinj1)i
（5）根据校正流量调整各管段流量值，得：
qi(1)jqi(0j) qs (0) qn (0)
按照调整后的管段流量值返回第（2）步，反复计 算，直到闭合差全部满足精度要求为止。
• 6.5.2 最大闭合差的环较正法
• 平差时，可先对其中的闭合差最大的一个环进 行校正，而不必同时对所有环的闭合差进行校正。
•
闭合差最大的环可以是一个基环，也可以是
由闭合差较大且方向相同的若干相邻基环组成的
大环。对大环进行平差时，只需调整大环上的各
【精品】5室内给水系统的水力计算
• 2.消防用水量 • 按照我国《建筑设计防火规范》(GBJ17-86)的规定， 各种建筑物消防用水量及要求同时使用的水枪数量 可查表2.9和表2.10。
2.4.2
室内给水配管计算
• 室内给水系统配管计算，是在绘出管网轴测图后进行 的。其目的是求定各管段设计秒流量后，正确求定各 管段的管径、水头损失，决定室内给水系统所需的水 压，进而将给水方式确定下来。 • 1. 设计秒流量 • 在建筑物中，用水情况在一昼夜间是不均匀的，并且 “逐时逐秒”地在变化。因此，在设计室内给水管网 时，必须考虑到这种“逐时逐秒”的变化情况，以期 求得最不利时刻的最大用水量，这就是管网计算中所 需要的设计秒流量。
• 2.4.1 室内给水所需水量 • 2.4.2 室内给水配管计算 • 2.4.3 管道水头损失的计算 • 2.4.4 室内给水所需水压
2.4.1 室内给水所需水量 • 建筑物内生产用水量是根据工艺过程、设备情况、 产品性质、地区条件等确定的。计量方法有两种： 一种是按消耗在单位产品上的水量计算；一种是按 单位时间内消耗在某种生产设备上的水量计算。无 论哪种计算方法，生产用水在整个生产班期间内比 较均匀且有规律性。 • 建筑物内的生活用水为满足生活上的各种需要所消 耗的用水，其用量是根据建筑物内卫生设备的完善 程度、气候、使用者的生活习惯、水价等因素确定。 生活用水，特别是住宅，一天中用水的变化较大， 而且随气候、生活习惯的不同，各地差别也很大。 一般来说，卫生器具越多，设备越完善，用水的不 均匀性越小。
• 建筑内给水管网的设计秒流量与建筑物的性质、人 数、人们活动的情况、水的使用方法、适当的卫生 器具设置数、卫生器具给水流率有关，世界各国在 这方面进行了不少研究，制定出建筑内管网秒流量 的计算方法，寻求出相应的计算公式：一是经验法， 虽然简捷方便，但不够精确；二是平方根法，其计 算结果偏小；三是概率法，该法理论方法正确，但 需在合理地确定卫生器具设置定额，进行大量卫生 器具使用频率实测工作的基础上，才能建立正确的 计算公式。目前一些发达国家主要采用概率法建立 设计秒流量公式，然后又结合一些经验数据，制成 图表，供设计使用十分简便。当前我国生活给水管 网设计秒流量的计算方法，按建筑的用水特点分为 两种：
建筑给水排水工程全套课件ppt
二、气压给水设备
调节和贮存水量并保持所需的压力。
§1-8 建筑给水管道的设计流量
一、按卫生器具同时作用系数确定设计秒流量
qq n0*q
1、管网中某管段的输配量为：（L/S） n0：室内某段及其以后管段的某一种卫生器具数； q：该种器具的额定流量（L/S） 修正系数： A：不同类型卫生器具同时作用百分数b1； B：同类型卫生器具同时作用百分数b2； C：考虑卫生器具配水龙头出流特性影响的流量降低百分 数Cg。则上式为：
目录
第一章 建筑给水系统 第二章 建筑消防给水系统 第三章 建筑排水系统 第四章 建筑中水
第一章 建筑给水系统
§1-1 建筑内部给水系统的组成和分类 §1-2 建筑内部的给水方式 §1-3 高层建筑给水系统 §1-4 管材、附件和水表 §1-5 建筑给水管道布置和敷设 §1-6 建筑给水设备——水泵、贮水池及吸水井 §1-7 建筑给水设备——水箱和气压给水设备 §1-8 建筑给水管道的设计流量 §1-9 建筑给水系统水力计算
H2：最不利配水点。Kpa H3：水表水头损失。Kpa H0：资用水头，即引入管连接室外管网的最小压 力——不得小于100 Kpa。 Z1：水泵吸水几何高度。（贮水池最低水位标高） Z2：最不利标高。Kpa
3、水泵类型选择
1）优先选择离心式水泵； 2）根据建筑内用水量的大小和变化情况及水 压，选择水泵台数、型号； 3）水泵变速运行。
式：Zx；高位水箱最低水位的标高；m Zb：最不利配水点或消火栓的标高；m Hc：最不利配水点或消火栓的流出水头；KPa Hs：水箱出口至最不利配水点或消火栓的管道总 水头损失。Kpa
（四）水箱容积计算
1、单设水箱的容积
Vs Q1*t1
式：：由水箱供水的最大连续平均小时用水 量；m3/h t1：由水箱供水的最大连续出水小时数；h Vs；水箱的调节容积。m3
建筑给排水 第3章 建筑内部给水系统水力计算
总目录
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概率法：
影响建筑给水流量的主要参数，即任一幢 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 卫生器具同时使用，应遵循概率随机事 件数量规律性。
3.2
给水所需的水量 3.2.2 给水设计秒流量
总目录
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1、工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、 影剧院、体育馆等建筑设计秒流量计算公式
均值（L/h）；
—— 小时变化系数，最大日中最大小时用水量与 该日平均小时用水量之比。
3.2
3.2.1 给水系统所需水量
给水所需的水量
总目录 总目录
本章总目录 本章总目录
生产用水量确定：可按消耗在单位产品上的水 量或单位时间内消耗在生产设备上的水量计算 确定。
建筑内消防水量:消防用水量大而集中，与建筑 物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程 度等密切相关，为保证灭火效果，应按需要同 时开启的消防用水灭火设备用水量之和计算。 其计算方法详见第五章。
3.2
给水所需的水量 3.2.2 给水设计秒流量
总目录
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3 集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、 养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学 教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量计算 公式：
q g 0 .2 N g
—— 计算管段中的设计秒流量（L/s）； —— 计算管段上的卫生器具当量总数； —— 根据建筑物用途而定的系数，按表2-7 选用。
总目录
3.2
建筑内部给水管网水力计算
本章总目录
给水管道单位长度水头损失应按下式计算：
i 105Ch
kPa／m； —— 管段计算内径，（m）； —— 给水管段设计流量，（m3/s）； —— 海澄—威廉系数。
第三章_给水排水管道系统水力计算基础
C e C＝－ .71lg 17 + 14.8R 3.53Re 2.51 e 或 = −2lg + λ 3.7D Re λ 1
11
4vR vD 式中 Re－雷诺数， ＝ = ，其中ν是与水温有关的 Re
ν
ν
水动力粘度 系数 m2 / s; ， e－管壁当量粗糙度，m，由实验确定。 但此式需迭 代计算，不便于应用，可以简化为 直接计算的形式 ： 4.462 e C＝－ .71lg 17 + 0.875 14.8R Re 1 4.462 e 或 ＝－ lg 2 + 0.875 λ 3.7D Re
0.013～0.014 ～
0.025～0.030 ～
21
2 2 1 1 1 1 v= R 3I 2 = R 3 (D h/D 2 , )I nM nM 2 1 2 1 1 1 AR 3 I 2 = A(D h/D R 3 (D h/D 2 q= , ) , )I nM nM
――非满流管渠水力计算基本公式 ――非满流管渠水力计算基本公式 v、q、D、h/D、I五个变量，已知三个，求另两 h/D、 五个变量，已知三个， 个。
15
3．2．3 局部水头损失计算
v hm = ξ 2g
式中 hm——局部水头损失，m； hm——局部水头损失 局部水头损失， ξ——局部阻力系数。 ——局部阻力系数 局部阻力系数。
2
给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿 程水头损失的5% 常忽略局部水头损失的影响， 程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响， 5%， 不会造成大的计算误差。 不会造成大的计算误差。
1 v = •R •I n
2 3
1 2
D h
给水系统水力计算的方法步骤
优化建议
根据实际经验和理论知识，分析计算 结果的合理性，判断是否符合实际情 况。
根据分析结果，提出优化建议，如调 整管道长度、管径、流速等参数，以实际运行数据进行对比 分析，找出差异原因，为改进提供依 据。
提出改进建议
01
根据分析结果和优化建议，提出具体的改进方案，包括改进措 施、实施时间、预期效果等。
编写结果报告
将计算结果整理成表格或图表，清晰地展示给水系统的水 力性能参数，如流量、水头损失、管道阻力等。
绘制相关图表和曲线
绘制流量-扬程曲线
根据计算结果绘制流量与扬程之间的关系曲 线，用于评估水泵的运行性能和效率。
绘制管道阻力曲线
根据管道长度、管径、流速等参数计算管道 阻力，绘制管道阻力与流速之间的关系曲线 ，用于评估管道的水力性能。
提出改进方案和优化建议
分析问题
根据计算结果，分析给水 系统中存在的问题，如水 头损失过大、水泵效率低 下等。
提出改进方案
针对问题提出具体的改进 方案，如更换高效水泵、 优化管道布局等。
优化建议
根据改进方案提出具体的 实施步骤和注意事项，确 保优化建议的可操作性和 实用性。
THANKS
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确定管网参数
确定管道参数
根据管网的实际情况，确定管道的材质 、管径、长度、粗糙度等参数，以便进 行水力计算。
VS
确定节点参数
根据实际情况，确定节点的流量、压力、 水位等参数，以便进行节点水力平衡的计 算。
04
CATALOGUE
进行计算和分析
进行水力计算
确定计算范围
根据给水系统的规模和要求，确定需 要进行水力计算的范围，包括管道长 度、管径、泵站位置等。
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１．根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴 测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路，分 别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的 压力；
２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点 编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段 的长度；
3．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设 计秒流量；
4．绘制水力计算表，进行给水管网的水力计算； （1）外网压力直接供水，计算目的是验证压力能否满足系 统需要。 1）依次计算H1、H2 、 H3 、 H4 ，并计算系统所需压力H； 2）当室外给水管网压力H0≥H 时，原方案可行； 3）当室外给水管网压力H0略大于或略小于H 时，适当放大 管径，降低水头损失，确保方案可行； ４）当室外给水管网压力H0小于H 很多时，修正方案，增设 增压设备。
给水系统水力计算的方法步骤 一. 水力计算流程图
初定方案 确定立管位置 绘制平面图
确定最不利点管线 确定最不利点 绘制系统图
节点编号
秒流量
确定管径
计算特殊管 所需压力 件水头损失
果分析
计算非计算
选加压、
给水系统水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布 置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内， 使计算有条不
２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点 编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段 的长度；
3．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设 计秒流量；
4．绘制水力计算表，进行给水管网的水力计算； （1）外网压力直接供水，计算目的是验证压力能否满足系 统需要。 1）依次计算H1、H2 、 H3 、 H4 ，并计算系统所需压力H； 2）当室外给水管网压力H0≥H 时，原方案可行； 3）当室外给水管网压力H0略大于或略小于H 时，适当放大 管径，降低水头损失，确保方案可行； ４）当室外给水管网压力H0小于H 很多时，修正方案，增设 增压设备。
给水系统水力计算的方法步骤 一. 水力计算流程图
初定方案 确定立管位置 绘制平面图
确定最不利点管线 确定最不利点 绘制系统图
节点编号
秒流量
确定管径
计算特殊管 所需压力 件水头损失
果分析
计算非计算
选加压、
给水系统水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布 置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内， 使计算有条不