4设计秒流量

第四节给水系统所需水压、水量及给水设计秒流量主要内容•给水系统所需水压•给水系统所需水量•用水特点•给水定额•设计流量的计算一、给水系统所需压力•给水所需压力概念•水压计算•给水所需压力图示•配水点所需流出水头•给水系统所需压力估算1、给水系统所需压力概念•建筑内部给水系统所需压力应该能将所需的流量输送至建筑物内最不利点（通常为距离引入管起端最高最远点）的配水龙头或用水设备处，并保证有足够的流出水头。最不利点：给水系统中如果某一配水点的水压被满足则系统中其他用水点的水压均能被满足，则称该点为给水系统中的最不利配水点。•即给水系统中相对于水源点而言，静扬程、总水头损失、卫生器具最低工作压力之和最大的配水点（通常为距离引入管起端最高最远点）。最不利管线：指从进水引入口到最不利配水点的管线。是水力计算的重点。流出水头：各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小静水压力称流出水头。•也就是指各种卫生器具配水龙头或用水设备处为获得规定的出水量而必须的最小压力。额定流量：满足卫生器具和用水设备用途要求而规定的其配水装置单位时间的出流量称额定流量。2、水压计算•建筑内部给水系统的水压必须保证最不利点的用水要求，要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用所需的水量，给水系统的水压就应保证配水最不利点具有足够的流出水头。•计算公式H=H1+H2+H3+H4+H5H1最不利配水点与室外引入管起点的标高H2管路水头损失H3水表水头损失H4流出水头，普通水龙头按2m计算。H5富裕水头，一般按2-5m计算H2+H3H1HH：总水压H4：流出水头H5：富裕水头H4+H5水表H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差H2：管路水损H3：水表水损H2+H3H1HH：总水压H4：流出水头H5：富裕水头H4+H5水表H1：最不利配水点与室外引入管起点的标高差H2：管路水损H3：水表水损3、给水所需压力图示流出水头4、配水点所需流出水头层数(n)12345需水压(kPa)1001201602002405、给水系统所需压力估算•在方案或初步设计阶段，应先估算给水系统所需压力，初步确定给水系统所采用的给水方式，然后对建筑内部给水管道系统进行水力计算，从而准确地确定室内给水系统所需的压力，和建筑室外给水管网水压复核。二、给水所需水量•生活用水量标准•用水定额•用水量计算•建筑内给水包括生活、生产和消防用水三部分：Q总=Q生活+Q生产+Q消防•生活、生产和消防用水各自具有自己的特点：生产用水特点•生产用水量据生产工艺过程、设备情况、产品性质、地区条件等确定。•用水特点：有规律，均匀。•计量方法：以单位产品用水量计以单位时间某种设备上用水量计消防用水特点•消防用水量指用以扑灭火灾的消防设施所需水量。分为室外消防用水量、室内消防用水量。•应根据现行《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》确定。•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。•为保证灭火效果建筑内消防水量应按需要同时开启的消防用水灭火设备用水量之和计算。生活用水特点生活用水用量是根据建筑物内卫生设备的完善程度、气候、使用者的经济条件等因素确定。•生活用水，尤其是住宅，一天中用水量的变化较大，而且随经济发达程度、生活习惯、气候的不同，各地差别也很大。•一般来说，经济发达地区，卫生器具越多，设备越完善，用水的不均匀性越小。•生活用水特点：不均匀，卫生器具越多，设备越完善，用水不均匀性越小。生活用水的计量•生活用水量是通过各种卫生器具和用水设备消耗的，卫生器具的供水能力与所连接的管道直径、配水阀前的工作压力有关。•生活用水量是根据用水量定额及用水单位数来决定的。我国各种不同类型的建筑物的生活用水定额及小时变化系数，按照1989年颁布的《建筑给水排水设计规范》（GBJ15－88）执行。•根据规范，按设计要求就可求定建筑物内生活用水的最高日用水量及最大小时用水量。给水定额与水量计算•给水定额的概念•生活用水定额•最高日用水量•最大小时用水量给水定额的概念•用水定额是指用水对象单位时间内所需用水量的规定数值，即指在某一度量单位内（单位时间、单位产品等）被居民或其他用水所消费的水量。即针对不同的用水对象，在一定时期内制定的相对合理的单位用水量数值。•用水定额是确定设计用水量的主要参数之一，其数值是在对各类用水对象的实际耗用水量进行多年实测的基础上，经过分析，并且考虑国家目前的经济状况以及发展趋势等综合因素而制定的，以作为工程设计时必须遵守的规范。•合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和工程投资。•对于生活饮用水用水定额就是居民每人每天所消费的水量，与各地的气候条件、生活习惯、生活水平及卫生设备的设置情况有关。•用水定额主要包括：生活用水定额、生产用水定额、消防用水定额。生活用水定额•生活用水定额分为住宅生活用水定额，公共建筑生活用水定额，居住区生活用水定额，工业企业建筑生活用水定额，热水用水定额等。•建筑物的最高日用水量Qd（L/d）,即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性质，采用相应的用水量定额进行计算。•若工业企业为分班工作制，最高日用水量为生产班数总用水量。若每班生产人数不等，则各类建筑的生活用水定额按规范执行。生活用水定额生产用水定额冲洗汽车用水定额消防用水定额浇洒道路和绿化用水定额卫生器具一次和一小时用水定额•住宅最高日生活用水定额•集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额•工业企业建筑生活、淋浴用水定额•热水用水定额等等住宅用水定额公共建筑用水定额其他用水定额最高日用水量Ｑd＝mqdＱd——最高日用水量L/dm——用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数qd——最高日生活用水定额，L/人、L/床或L/人•班•生活用水量每天都在发生着变化，在一天之内用水量也是不均匀的。最高日平均小时用水量Ｑp＝Ｑd/T最高日最大小时用水量Ｑh=ＫhＱp小时变化系数Ｋh=Ｑh/ＱpＫh——小时变化系数，最高日最大时用水量与平均时用水量的比值。最大小时用水量作用•最大小时用水量是设计室外给水管网或街坊、厂区、建筑群给水管道的依据。因为室外给水管网服务的区域大，卫生设备数量及使用人数多，而且参差交错使用，使得用水比较均匀。•对于单个建筑物，最大小时用水量是选择设备的依据。•由于建筑物内给水管道配水不均匀性规律不同于小时变化系数，而采取设计秒流量来设计给水管道。给水设计秒水量1、概念是建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。2、计算方法•住宅•用水分散型公共建筑•用水集中型公共建筑•一般情况下，室内配水管网、气压给水设备、变频调速给水设备、不设高位水箱的增压水泵的设计流量采用设计秒流量；•设有高位水箱的增压水泵采用最大时平均秒流量；•当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，引入管的设计流量采用设计秒流量；•当建筑物内生活用水全部经贮水池后自行加压供给时，引入管的设计流量采用最大小时平均秒流量；•当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水，又有自行加压供水时，引入管的设计流量等于直接供水部分的设计秒流量加上加压部分的最大用水小时平均秒流量。•建筑内的生活用水量在1昼夜、1小时里都是不均匀的，根据给水系统中是否存在调节构筑物以及调节构筑物所处位置的不同，为保证用水，生活给水管道的设计流量可能是最大用水小时的平均秒流量或是卫生器具按配水最不利情况组合出流的最大短时流量即设计秒流量。•为了便于计算，计算中采用了卫生器具当量数的概念。•因为给水管道系统中，卫生器具种类比较多，各种卫生器具的额定流量又不尽相同，为简化计算引进给水当量的概念。•给水当量：为简化计算，将安装在污水盆上、支管直径为15mm的一般球形阀配水龙头在出流水头为2m时，水龙头全开的流量0.2L/s为1个给水当量(N)，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值。•1给水当量＝0.2L/s•卫生器具给水当量数＝卫生器具给水额定流量/0.2•卫生器具给水额定流量可查表卫生器具给水额定流量生活给水管道设计秒流量计算按用水特点分两种类型：•一种为分散型，用水特点是用水时间长，但卫生设备使用时间不集中，卫生器具的同时使用出流率随卫生器具数量的增加而减少，如住宅、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；•另一种为密集型，用水特点是用水时间集中，如工业企业的生活间、公共浴室、职工食堂或营业餐馆的厨房、体育场馆运动员休息室、剧院的化妆间、普通理化实验室等建筑。商场医院宾馆集体宿舍办公楼用水分散型建筑１会展中心客运站养老院中小学校公共厕所用水分散型建筑2工业企业生活间公共浴室食堂营业餐厅供水集中型建筑１体育场影剧院化装间实验室供水集中型建筑２建筑内给水管道设计秒流量的确定方法，世界各国都作了大量的研究，归纳起来有三种：•经验法，按卫生器具数量确定管径或以卫生器具全部给水流量与假定设计流量间的经验数据确定管径。•平方根法，设计秒流量与卫生器具给水当量总数的平方根成正比，建筑物用途不同比例系数不同。•概率法，假定管道系统中主要卫生器具的使用可视为纯粹的随机事件，以建筑物用水高峰期间所记录的一次放水时间和间隔时间作为频率的依据，以给水系统中全部卫生器具中使用m个作为满足使用条件下的要求负荷。•经验法虽然简捷方便，但精确度较差，不能区别建筑物的不同类型、不同标准、不同用途和卫生器具的种类、使用情况、所在层数和位置。•平方根法当量数增大到一定程度后，流量增加极少，导致计算结果偏小。•概率法理论正确，符合实际，是发展趋向；但并非所有卫生器具都符合二项分布法则，统计数据不可能很全面，人口变化和设备完善程度的影响得不到反映；需要在合理地确定卫生器具额定流量，并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，但需实测工作量很大。•由于我国与西方国家的起居习惯、生活条件、工作制度等都有较大差别，因此不能照搬国外的数据和公式。而目前我国又缺乏基础资料，尚不具备用概率法建立设计秒流量公式的条件，但这方面的研究和数据积累工作一直在进行中。住宅建筑生活给水管道设计秒流量采用概率法计算：•根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，计算得计算管段的设计秒流量：qg=0.2UNgqg——计算管段的给水设计秒流量L/s•根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率U：U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%αc——对应于不同U0的系数，按上表取用Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数()%1001-α149.0×+=ggcNNU•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，计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：U0——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，%q0——最高日生活用水定额，按规范取用，L/人.dm——每户用水人数，人0.2——1个卫生器具给水当量的额定流量L/sT——用水时数，hKh——小时变化系数，按规范取用Ng——每户设置的卫生器具给水当量数%10036002.000×=TNmKqUgh•采用概率法进行计算时，生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0的计算是关键，为了使得U0计算值不至偏差过大，表中列出了住宅的卫生器具给水当量最大用水时平均出流概率值，供参考。住宅卫生器具给水当量最大用水时平均出流概率参考值(%)αc和U0的对应关系建筑物性质普通住宅别墅Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型U0参考值3.5-4.02.5-3.52.0-2.51.5-2.0U0%1.01.52.02.53.03.5αc×10-20.3230.6971.0971.5121.9392.374U0%4.04.55.06.07.08.0αc×10-22.8163.2633.7154.6295.5556.4