给水排水设计计算范例.doc 14页

'4设计计算书4.1室内给水（冷水）系统的计算4.1.1生活给水管道设计秒流量当前我国使用的生活给水管道设计秒流量公式是：———计算管段的设计秒流量，L/s———计算管段的卫生器具给水当量同时出水概率，%———计算管段的卫生器具的给水当量总数；0.2———以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，其单位为L/s。设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率来确定的，而卫生器具的给水当量同时出流的概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率U0有关。根据数理统计结果得卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为：式中———对于不同的卫生器具的给水当量平均出流概率U0的系数，见表3—1；表3—1U0/%×0.01U0/%×0.011.00.3234.02.8161.50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3745.06.489卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率计算公式为：U0——生活给水管道最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率，%；——最高日用水定额，L/(人·d)；m——用水人数，人；——小时变化系数；T——用水时间。本设计的对象是普通II类住宅建筑，查《建筑给排水规范》知，最高日生活 用额为130～300L/(人·d),取qd=150L/(人·d)；小时变化系数为2.8～2.3，宁夏用低值取Kh=2.5；每户用水人数取m=3.5或是4。宁夏用低值4.1.2生活给水管道管径的确定在求得管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求得管径：!语法错误，.2式中的——设计管段的管径,mm；——设计管段的流速,m/s；——设计管段的设计秒流量,L/s。当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响管道系统的技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪音，损坏管道或附件，并增加管道的水头损失，使建筑内部给水系统的给水压力增加，而流速过小又造成管材浪费。考虑到以上因素，建筑内部给水管道流速因在一个比较经济的范围内才好，一般可按表3—2选取，但最大不能超过2.0m/s。表3—2材质管径/mm流速（m/s）PP-R管1.0～1.5PVC≤32≤1.240～75≤1.5＞90≤2.0工程中常采用接卫生器具的配水支管在0.6~1.0m/s，横向配水管，管径超过25mm,宜采用0.8~1.2m/s，环行管、干管和立管采用1.0~1.8m/s。PP-R管1.0~1.5m/s。消火栓灭火系统给水管道，流速＜2.5m/s。4.1.3生活给水管道水头损失的确定给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。1）沿程水头损失hi=i×L式中hi——沿程水头损失，KPa;L——管道计算长度，m;i——管道单位长度的水头损失，KPa/m。i计算的见技措p24页在计算中也可直接使用水力计算表查得，根据由管段的设计秒流量qg，控制流速在经济流速范围内，查出管径和单位长度的水头损失i。 2）局部水头损失局部水头损失计算公式为式中hj——管段局部水头损失之和，KPa;V——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s;g——重力加速度，m/s2§——管段局部阻力系数；在实际工程中给水管网的局部水损失一般不详细计算，采用管件当量法计算或沿程水头损失的百分数计。建筑水一般按30%计算。卫生器具给水当量表卫生器具名称当量数污水盆1.0浴盆2座便器1.2洗脸盆1厨房洗涤盆0.7说明：由于建筑物是对称结构，给排水管网也可以布置成对称结构，故JL-和JL-6，JL-2和JL-5，JL-3和JL-4，JL-7和JL-12，JL-8和JL-11，JL-9和JL-10是完全对称的，因而JL-1、JL-2、JL-3、JL-7、JL-8、JL-9、的水力计算结果分别和JL-12、JL-11、JL-10、JL-4、JL-5、JL-6完全相同。给水管到的各个立管的水力计算结果见附录（一）： 4.1.4低区给水压力校核低区的给水所需水压为市政给水管道埋深点至最不利给水点的垂直距离和埋深点到最不利点的水头损失之和，从计算结果可见，低区的给水所需水压：H=1.6+6×2.9+0.39=22.39mH2O,即0.224MPa,市政给水管网常年提供水压：H0=0.30MPa>0.224MPa，满足要求！4.1.5贮水池的有效容积贮水池的有效容积与室外供水能力、用户要求和建筑物的性质、生活调节水量、消防储备水量和生产事故用水量有关。一般可按下式计算，式中——贮水池有效容积，——水泵的出水量，——外部供水能力，——水泵运行时间，h——火灾延续时间内，室内外消防用水量之和，——生产事故备用水量，在资料不足时，贮水池的调节容积，一般可按建筑物最高日用水量的8%～12%计算,本设计取12%，安全储备用水量取2h的建筑物最大时用水量，消防用水量为3h的室内外全部消火栓用水量。消防用水量参照《高层民用建筑设计防火规范》。消火栓给水系统用水量高层建筑类别建筑高度（m）消火栓用水量（L/s）每根竖管最小流量（L/s）每2支水枪最小流量（L/s）室外室内普通住宅＜50151051055＞50152055建筑物的最高日用水量公式为：m——设计单位数，人；——用水定额；本设计的对象是普通II类住宅建筑，查《建筑给排水规范》得最高日生活用水定额为130~300L/(人·d),取=150L/(人·d)； 小时变化系数为2.8~2.3，取Kh=2.5；每户用水人数取m=3.5。故最高日用水量：=47.25（）最大小时生活用水量：式中——最大小时用水量，；——最高日用水量，；——每日用水时间，24h；——小时变化系数，2.5；最大小时用水量：4.92（）；安全储备用水量为：=4.92×2=9.84（）根据消火栓给水系统用水量,室内消防用水量取10L/s,消防储备水量为：=10×3600×3÷1000=108（）54贮水池的体积：=12%×++=12%×47.25+108+9.84=123.51（）选标准矩形贮水池，公称容积为150，图集号：S825,水池的尺寸为6800mm×6800mm×3500mm。水池顶部标高-2.5m,最高水位标高-2.8m,池底标高为-5.8m,水泵吸水管中心标高为5.1m,消防水位为-3.6m,生活水位为-3.0m.。4.1.7生活水泵的选择生活水泵的出水流量按最大时流量选，即：=4.92（）=1.36L/s；水池最低水位至水箱最高水位的高度为：=45.2-（-3.5）=48.7(m)水泵的压力管长估算为：L=49+25.6=74.5m。 选用DN50mm的PP-R管，查相应水力计算表得：V=0.57m/s,1000i=72.0总水头损失：==6.78(m)出流水头：0.016(m)水泵的扬程：48.7+6.75+0.016=55.59(m)选用50-250B单级单吸立式离心泵2台，1备一用，转速n=2900r/min,流量Q=6.5, 扬程=57m,功率，电机型号Y132S1-2，水泵基础尺寸为450mm×105mm。4.2室内排水系统的计算4.2.1连接在PL-1上的所有排水管段的水力计算1）横支管计算按公式计算排水设计秒流量，其中取=1.5，卫生器具的排水当量可查表选取，计算出各个管段的设计秒流量后查水力计算附表，可确定管径和坡度。计算结果见下表4—1表4—1PL-1各层排水横支管水力计算表　卫生器具名称数量当量排水设计管径坡度i管段洗脸盆坐便器浴盆总数流量秒流量de/mm　编号Np=0.75Npqmaxqp(L/s)　 Np=4.5Np=3塑料管0--11　　0.750.250.4059500.0261--211　5.251.51.91241100.0262--31118.251.52.01701100.0262）立管计算立管接纳的排水当量总数为：Np=8.25×14=115.5立管最下部管段的排水设计秒流量=3.43(L/s)查表，选用立管管径=110mm，流量q=3.45L/s,流速v=0.81m/s.因设计秒流量小于表4—2中排水塑料管最大允许排水流量5.4L/s,所以不需要设置专用的通气管。表4—2排水塑料管最大允许排水流量通气情况管道材料立管高度m通水能力(L/s)管径/mm507590100110125150160仅设伸顶通气管铸铁—1.02.5—4.5—7.010.0—塑料—1.23.03.8—5.47.5—12.0螺旋———3.0—6.0——13.0—设有通气立管铸铁———5.0—9.0—1425.0—塑料———————10.016—28.0特制配件立管混合——————6.0—9.013.0—旋流——————7.0—10.015.0—3）立管底部和排出管计算立管底部和排出管的管径放大一号，取=125mm，查表取标准坡度0.026，充满度为0.5，最大流量为9.48L/s,流速为1.72m/s，符合要求。4.2.2连接在PL-2上的所有排水管段的水力计算 1）横支管计算计算方法和PL-1相同，计算结果见下表4—3表4—3PL-2各层排水横支管水力计算表　卫生器具名称数量当量排水设计管径坡度i管段污水盆洗脸盆坐便器浴盆洗涤盆总数流量秒流量de/mm　编号Np=１Np=0.75Np=4.5Np=3Np=3.0Npqmaxqp(L/s)塑料管　0--11　　　　10.250.4300500.0261--211　　　1.751.51.7381500.0262--3111　　6.251.51.95001100.0263--41111　9.251.52.04741100.0260`--4　　　　1311.3118500.0082）立管计算立管接纳的排水当量总数为：Np=12.25×14=171.5立管最下部管段的排水设计秒流量：=3.86(L/s)查表，选用立管管径=110mm，流量q=3.89L/s,流速v=0.92m/s.因设计秒流量小于表4—2中排水塑料管最大允许排水流量5.4L/s,所以不需要设置专用的通气管。 3）立管底部和排出管计算立管底部和排出管的管径放大一号，取=125mm，查表取标准坡度0.026，充满度为0.5，最大流量为9.48L/s,流速为1.72m/s，符合要求。4.2.3连接在PL-3上的所有排水管段的水力计算1）横支管计算计算方法和PL-1相同，计算结果见表4—4表4—4PL-3各层排水横支管水力计算表　　当量排水设计管径坡度i管段洗涤盆总数流量秒流量de/mm　编号Np=3.0Npqmaxqp(L/s)塑料管　0--11311.3118500.0262）立管计算立管接纳的排水当量总数为：Np=3×14=52立管最下部管段的排水设计秒流量：=2.29(L/s)查表，选用立管管径=75mm，流量q=2.31L/s,流速v=1.19m/s.因设计秒流量小塑表4—2中塑料管最大允许排水流量3.0L/s,所以不需要设置专用的通气管。3）立管底部和排出管计算 立管底部和排出管的管径放大一号，取=90mm，查表取标准坡度0.026，充满度为0.5，最大流量为3.73L/s,流速为1.36m/s，符合要求。4.2.4连接在PL-4上的所有排水管段的水力计算1）横支管计算计算方法和PL-1相同，计算结果见下表4—5表4—5PL-4各层排水横支管水力计算表　卫生器具名称数量当量排水设计管径坡度i管段污水盆洗脸盆坐便器浴盆总数流量秒流量de/mm　编号Np=１Np=0.75Np=4.5Np=3Npqmaxqp(L/s)塑料管　0--11　　　10.330.5100500.0261--211　　1.750.330.5681500.0260`--1`　　1　4.51.51.88181100.0261`--2　　117.51.51.99301100.0262）立管计算立管接纳的排水当量总数为Np=（1.75+7.5）×14=129.5立管最下部管段的排水设计秒流量=3.55(L/s) 查表，选用立管管径=110mm，流量q=3.89L/s,流速v=0.92m/s.因设计秒流量小于表（二）中排水塑料管最大允许排水流量5.4L/s,所以不需要设置专用的通气管。3）立管底部和排出管计算立管底部和排出管的管径放大一号，取=125mm，查表取标准坡度0.026，充满度为0.5，最大流量为9.48L/s,流速为1.72m/s，符合要求。4.2.5连接在PL-5上的所有排水管段的水力计算PL-5与PL-4布置完全对称，两者的计算情况也是完全相同的。4.2.6连接在PL-6上的所有排水管段的水力计算1）横支管计算计算方法和PL-1相同，计算结果见下表4—6表4—6PL-6各层排水横支管水力计算表　　当量排水设计管径坡度i管段洗涤盆总数流量秒流量de/mm　编号Np=3.0Npqmaxqp(L/s)塑料管　0--11311.3118500.0262）立管计算立管接纳的排水当量总数为Np=3×14=52立管最下部管段的排水设计秒流量=2.29(L/s) 查表，选用立管管径=75mm，流量q=2.31L/s,流速v=1.19m/s.因设计秒流量小于表（二）中排水塑料管最大允许排水流量3.0L/s,所以不需要设置专用的通气管。3）立管底部和排出管计算立管底部和排出管的管径放大一号，取=90mm，查表取标准坡度0.026，充满度为0.5，最大流量为3.73L/s,流速为1.36m/s，符合要求。说明：由于建筑物是对称结构，排水管网布置也成对称结构，故PL-1和PL-12，PL-2和PL-11，PL-3和PL-10，PL-4和PL-9，PL-5和PL-8，PL-6和PL-7是完全对称的，因而PL-1、PL-2、PL-3、PL-4、PL-5、PL-6、的水力计算结果分别和PL-12、PL-11、PL-10、PL-9、PL-8、PL-7完全相同。4.3消火栓系统的计算4.3.1消防水箱室内消防用水量为10L/s水箱存储10min的消防用水量，其贮水量为=6消防水箱选择标准的装配式矩形给水箱，公称容积6。 图集号：02S101,水箱尺寸：2200×2200×1500。如果要满足最高层消火栓的水枪充实水柱为10m的要求，则水箱的设置高度离屋至少15m，这对建筑设计是困难的，也是不现实的。因此，消防规范中规定，二类建筑顶层消火栓的静水压力不应低于7m,辅以每个消火栓处启动消防水泵的按钮.4.3.2消火栓的选定高层建筑的每股消防水量不应小于5L/s,选用65mm口径的消火栓、19mm喷嘴水枪、直径65mm长度20m麻质水带。消防竖管及上、下管道均采用100mm的管径。消火栓保护半径：R=Lp+Lk=20×80%+11.4×=24.34m;要求同时两股水达到同一火灾地点，消火栓间距:S==27.5m，结合建筑结构布局27.5m的间距过大，在电梯口设置两个消火栓也能满足要求。4.3.3最不利点的水枪实际喷射压力和水压根据规范，此建筑发生火灾时室内需2支水枪同时工作，每根消防竖管上需1支水枪同时工作，简图中消防Ⅰ、Ⅱ号竖管上的14、15层消火栓离消防水泵最高最远，处于系统最不利位置。Ⅰ号消防竖管15层消火栓的水枪造成10m充实水柱时所需的压力值为135.8（KPa）水枪喷射流量：L/s<5L/s，不能满足要求，要提高压力，增大流量到5L/s，KPa=15.85m其实际的充实水柱长度：11.4m；15层消火栓处所需的压力为m;从理论上讲Ⅱ号消防竖管上的14、15层消火栓出水量与Ⅰ 号不同，但相差不大，为简化计算工作，可采用Ⅰ、Ⅱ号竖管相同；消防管道的计算流量见计算简图。4.3.4消防水泵的选定从消防水泵的吸水管到最不利点的水头损失计算：1）C～B段的水头损失:消防竖管DN100mm,流量为5L/s,查表得，v=0.58m/s,i=0.0749,管段的长度：L=2.9×15+19.25=62.75m,水头损失：=4.65m;2）B～A段的水头损失:该段的管径DN100mm,流量为10L/s,查表得，v=1.10m/s,i=0.245,管段的长度：L=13.56，水头损失：=13.56×0.245=3.32m；从消防水泵的吸水管到最不利点的水头损失：+=4.65+3.32=7.79m；贮水池最低水位到消防最不利点的垂直距离：HsT=2.9×15-（-0.3）-（-3.6+0.25）=47.15m,则消防水泵的扬程为：H=标高差+管道总水头损失+消火栓所需压力：=47.15+7.79+18.0=72.9m.消防水泵的流量为10L/s,选用两台XBD8/10-D4,一台备用，流量为10/s,扬程为80m.在屋顶设置两个试验消火栓，试验时只需一股或两股水柱工作，流量减少水泵扬程提高，完全能没满足屋顶试验消火栓10m以上的充实水柱。'