【例题】某5层住宅,层高3m,每层2户(分户型A与户型B)。
其中户型A 二卫一厨,设低水箱坐式大便器、洗脸盆各2个,淋浴器、浴盆、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个;户型B一卫一厨,设低水箱坐式大便器、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个。
该住宅有局部热水供应。
图1为该住宅卫生器具平面布置图,图2为给水系统轴测图,管材为内涂塑钢塑复合管。
室外给水管网在引入管
=250kPa。
试进行给水系统的水力计算。
连接点所能提供的最小压力H
图1 标准层卫生器具平面布置图图2 给水系统轴测图
【解】
⒈根据给水系统轴测图,确定最不利配水点及计算管路
⑴由图2看,A0或B0均有可能成为最不利配水点,经估算比较,初定A0点即淋浴器混合阀为系统最不利配水点,计算管路为
A0-A1-A2-A3-A4-A5-1-2-3-4-5-6。
⑵引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H
1
=[13.15-(-1.25)]×10=144kPa
根据图2,H
1
⑶最不利配水点所需的最低工作压力H
4
根据表2.1.1淋浴器混合阀最低工作压力为0.05~0.10MPa,选取
=0.070MPa=70kPa
H
4
⒉计算各管段的设计秒流量
该工程为住宅建筑,设计秒流量采用概率法计算。
⑴户型A(图2中给水管路A0-A1-A2-A3-A4-A5-1)设计秒流量计算
=280L/(人·d),
①根据表2.2.1,户型A为普通住宅III类,用水定额取q
=2.5,每户按m=4人计。
用水时数T=24h,时变化系数取K
h
②根据表2.1.1,求每户设置的卫生器具给水当量数Ng
坐便器冲洗水箱浮球阀 N=0.50×2=1.00
洗脸盆混合水嘴 N=0.50×2=1.00
淋浴器混合阀 N=0.75
浴盆混合水嘴 N=1.20
洗涤盆混合水嘴 N=1.00
家用洗衣机水嘴 N=1.00
小计:每户给水当量数 Ng=6.45 ③ U 0 U 0=
0251.03600
2445.62.05
.2428036002.00=⨯⨯⨯⨯⨯=•••T N mK q g h
取U 0=2.5%(U 0计算公式中N g 是指每户设置的卫生器具给水当量数) ④ 根据U 0αc 值
αc =1.512×10-2=0.01512 ⑤ U
U =
%100)1(01512.01%100)1(149
.049
.0⨯-+=
⨯-+g
g g
g c N N N N α
(U 计算公式中N g 是指计算管段上的卫生器具给水当量总数,笔者认为当计算管段为起始端时,不论N g 大小是何值,U 值均无需计算,均按U=100%计)
⑥ q g
q g =0.2·U ·N g
⑦重复步骤⑤、⑥可求出户型A 所有计算管段的设计秒流量。
计算结果列入表1中(下同)。
在实际应用中,当计算出U 0后,即可根据计算管段的N g 值直接查表得出设计秒流量,可省去上述步骤④、⑤、⑥、⑦。
“5版教材”未列出概率法“给水管段设计秒流量计算表”。
⑵ 同理求出户型B (图2中B0-B1-B2-B3-B4-1)设计秒流量
① 户型B 为普通住宅II 类,用水定额取q 0=250L/(人d ),用水时数T=24h ,时变化系数取K h =2.8,每户按m=3.5人计。
② 每户给水当量数N=4.0 ③ U 0=
0354.03600
2442.08
.25.325036002.00=⨯⨯⨯⨯⨯=•••T N mK q g h ,取U 0=3.5%
④ αc =0.02374 ⑤ %100)1(02374.0149
.0⨯-+=
g
g N N U
⑥ 同户型A 步骤⑥⑦
⑶ 给水立管(给水管路1-2-3-4-5-6)设计秒流量计算
① U 0的给水支管的给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率0U 029
.00.445.60.40354.045.60251.000
=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=
=
∑∑n
n n
n N
N U U gi gi
i (式中n —使用卫生器具的户数,设计管段1-2取1,2-3取2,3-4取3,4-5取4,5-6取5)
取%9.20=U
② 根据U 0 αc 值,采用内插法αc =0.01854 ③ %
100)1(01854.0149
.0⨯-+=
g
g N N U
④ 同户型A 步骤⑥⑦。
⒊ 进行给水管网的水力计算
⑴ 根据公式(2.4.1)求管道计算内径d j
流速vd j 及公称直径DN ,再反算得出流速v ,该步骤要反复试算。
⑵ 根据公式(2.4.3),求管道单位长度水头损失i
内涂塑管采用C h =140
实际应用中,已知q g 后,可直接使用“水力计算表”查表得出v 、DN 、i 。
目前,还未见有用海澄·威廉公式编制的“水力计算表”。
《建筑给水钢塑复合管管道工程技术规程》CECS125:2001列出了“钢塑复合管水力计算表”,但不是用海澄·威廉公式编制的,本文为了与“新规范”保持一致,采用海澄·威廉公式计算i 值,经比较两者误差不大。
⑶ h y 及∑h y
h y =i ·L (P34页沿程水头损失用h i 表示,建议统一为h y )
∑h y =14.10kPa [经比较∑h (A0~1)=8.33kPa ,∑h (B0~1)=7.55kPa] ⑷ 各项计算结果均列入表1中。
j
按管网沿程水头损失的百分数估算法进行计算∑h j=30%∑h y=0.3×14.19=4.26kPa
∴计算管路的水头损失H
2
为
H 2=∑h
y
+∑h
j
=14.19+4.26=18.45kPa
⑹
3
该工程采用一户一表,抄表到户制,不设总水表。
因住宅用水量较小,选用LXS旋翼湿式水表,户型A每户流量均为q A5-1=0.53L/s=1.91m3/h,户型B流量为q B4-1=0.42L/s=1.51m3/h。
查附录1.1,户型A选用DN20水表,其常用流量2.5m3/h>q A5-1,过载流量
Q
max
=5m3/h。
所以水表水头损失为:
户型B同样选用DN20水表,水表水头损失为:
住宅用水不均匀,水表口径可按设计秒流量不大于水表过载流量确定,因此户型A户型B分别选用DN15分户水表即可,但经计算其水头损失分别为40.53kPa 和25.33kP
(管段A0~1水头损失总计∑H
A =1.3×∑h
y(A0-1)
+h
dA
=1.3×8.33+14.59=24.42kPa
管段B0~1水头损失总计∑H
B =1.3×∑h
y(B0-1)
+h
dB
=1.3×7.55+9.12=18.94kPa
∵∑H
A ﹥∑H
B
∴确定A0点为最不利配水点正确)
∴H3=h dA=14.59kPa ⑺
H=H
1+H
2
+H
3
+H
4
=144+18.45+14.59+70=247.04kPa<250kPa 满足要求。
⒋确定非计算管路各管段的管径
计算略。
【解毕】。