建筑内部给水系统压力计算

3．水压力的单位
水压力的国际单位制单位为 Pa （帕）、 kPa （千帕）、 MPa （兆帕）；工程制单位为 m H2O （米水柱）和 kg ／ c ㎡（千克／平方厘 米）。不同的单位之间存在下列换算关系：
lkg／c㎡＝10m H2O=100 kPa=0.1 MPa
4. 给水管网的水力计算
1．管径的确定
建筑内部给水系统 压力的计算
1.给水系统所需压力
给水系统所需供水压力（如图）： H H1 H2 H3 H4
H ——建筑内部给水系统所需的压力， kPa；
H2+H3 H4
H1 ——引入管起点至最不利点的静压 差，kPa； H2 ——计算管路的沿程与局部压力损 失，kPa；
H3 ——水表的水头损失，kPa；
3. 水力计算步骤
1） 确定给水方案。
2） 绘图平面图、轴测图 。
3）根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路。 4）以流量变化处为节点，进行节点编号，划分计算管段， 将设计管段长度列于水力计算表中。 5）根据建筑物的类别选择设计秒流量公式，计算管段的设 计秒流量。
6）根据管段的设计秒流量，查相应水力计算表，确定管径 和水力坡度。
式中：hd ——水表的水头损失，kPa； qg——计算管段的给水设计流量，m3/h； Kb——水表的特性系数，一般由厂家提供， 也可按下式计算：
2 2 Qmax Qmax 旋翼式： K b 100 螺翼式： K b 10 式中： Qmax——水表的最大流量，m3/h；
水表水头损失允许值(kPa) 表型 旋翼表 螺翼表 正常用水时 <24.5 <12.8 消防时 <49.0 <29.4
H H1
H4 ——最不利点的最低工作压力，kPa。
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 要的最小静水活给水所需的最小压力粗略估 计 对于住宅的生活给水，可按建筑物 的层数粗略估计自室外地面算起所需的 最小压力值：一层10m；二层12m；三 层及三层以上的建筑物，每增加一层增 加4m水柱，层高超过3．5m时，上述值 应适当增加
二、确定给水方案
建筑内采用分区供水方式：
低区：1~3层及地下室，市政管网直接供水，下行上给式。 1~3层系统图（见附图1）。 高区：4~15层，水泵、水箱联合供水方式，上行下给式。
进行水力计算 ：
低区室内给水所需要的压力：
H = H 1+ H 2 + H 3+ H 4
根据附图1及水力计算表可知： H1 = 9.0 + 0.8 -（-2.50）= 12.30 mH2O = 123 .0 kPa
给水管道的局部水头损失可按管网沿程水头损失的百分 数估算（见表2.4.2）。 生活给水管网为25－30％； 消火栓系统给水管网为10％； 自动喷水灭火系统消防管网为20％； 生产、消防合用管网为15％；
（3）水表水头损失计算
水表损失：
hd q
2 g
Kb
水表的选择： 用水均匀： qg<Qn 用水不均匀： qg<Qmax
（其中0.8为配水龙头距室内地坪的安装高度。）
H2 =1.3 ∑h y = 1.3×59.4 kPa = 77.22 kPa H4 = 50 kPa （最不利点流出水头） H3：qg8-9＝7.64L/s=27.5m3/h，查附录1.2， 选用水平螺翼式LXS-50N型水表。 该水表的水头损失为：
qb 2 (7.64 3.6)2 hd 2 8.4kPa＜12.8kPa q max 302 kb 10 10 qg 2
7）确定给水管网沿程和局部水头损失，选择水表，并计算 水表水头损失。
8）确定给水管道所需压力H， 并校核初定给水方式。 H H1 H2 H3 H4 ① 外网直接给水下行上给：
H0≥H：原方案可行； H0 略＜H：放大部分管段的管径； H0＜＜H：增设升压设备。
校核水箱的安装高度： 若不满足要求，可提高水箱高度、放大管径、设增压设备或选用 其他供水方式。
② 设水箱上行下给供水： hX H4 h
9）确定非计算管段的管径。 10）对于设置升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备 进行选择计算。
4. 计算流程图
H0略＜H：放大管径 直接给水 H0 ＜H ：设升压设备 H0≥H：原方案可行
确定给水方案 绘平面、轴测图 选择最不利点、确定计算管路 节点编号，计管段长度 计算设计秒流量
一、水压估算
群房（1～3层）：
层数折算： 4.5×3/3.0＝4.5层，计为5层。 所需水压：H=120＋3×40＝240kPa <H0=300kPa 故1～3层群房给水利用市政给水直接给水。
塔楼（4～15层）：
4～15的静压差：3.5×12＝42mH2O＝420kPa， ∵各分区顶层入户管不宜小于0.1MPa， ∴高区最低卫生器具的静压：420＋100＝520kPa （可在水压大于0.35MPa的楼层配水横管处设减压阀）
∴ H =123.0 + 77.22 + 8.4+50 = 258.62kPa。
H0＝300kPa > H＝254.95 kPa，可以满足1~3层的供水要求。
附图1 1～3层给水管网水力计算草图
2．管网水头损失的计算
（1）沿程水头损失
hi＝ i L
式中： hi——管段的沿程水头损失，kPa； L ——计算管段长度，m； i ——管道单位长度的水头损失，kPa/m。
① i 值按下式计算：
-1.85 -4.87 1.85 i = 105 Ch d j qg
式中：dj——管段的设计计算流量，m3/s； qg——管道计算内径，m。 塑料管、内衬(涂)塑管:Ch =140 Ch——海澄•威廉系数。 铜管、不锈钢管:Ch =130
② i 值查给水管道水力计算表。
（附录2.1～附录2.3）
衬水泥、树脂的铸铁管:Ch =130 普通钢管、铸铁管:Ch =100
（2） 局部水头损失
v2 hj = ∑ 2g
hj——管段的局部水头损失，kPa； ζ——局部阻力系数。 v ——管道内平均水流速度，m/s； g ——重力加速度，m/s2；
各管段的管径是根据所通过的设计秒流量确定的，其 计算公式为：
dj = 4q g v
qg ——计算管段的设计秒流量，m3/s； dj ——管道计算内径，m； v ——管段中的流速，m/s。（见表2.4.1）
生活给水： 配水支管：0.6～1.0m/s 配水横管（DN25~DN40）：0.8～1.2m/s 环形管、干管、立管：1.0～1.8m/s 消火栓： v＜2.5m/s 自动喷水： v＜5.0m/s
提高水箱高度 放大管径 增设升压设备 否
确定管径、水力坡度
水箱给水 校核水箱高度 是 计算沿程、局部和水表损失 计算系统所需压力H 确定非计算管段的管径 计算结束 选择升压、贮水设备
5. 例题
一、工程概况
某15综合服务性大楼，总建筑面积近13000m2，建筑高 度58.30m，地下一层，地面上15层。地下一层为车库及设 备用房。1~3层为裙房，功能为银行、商场、餐饮用房。 裙房每层公共卫生间内设自闭式冲洗大便器4个，自闭式 冲洗小便器2个和洗手盆3个，层高4.5m。室外给水管网常 年可保证的工作水压为300kPa。 4层以上为商务办公楼， 层高3.5m。