（一）用水量计算

竖向共分为两个区：—1F～3F为低区，由室外环网直接供水；4F～15F为高区，高位水箱上行下给式供水。

根据设计原始资料、建筑物性质和卫生设备完善程度，依据GB50015—2003《建筑给水排水设计规范》，其用水量标准及用水量见表8-11和表8-12。

表8-11　高区用水量计算表

表8-12　低区用水量计算表

1.茶楼

（1）茶楼顾客。15F为茶楼，每日用茶人数为150人次。其生活用水定额5～15L/（人·次），取5L/（人·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间8～18h，取8h。

（2）茶楼员工。15F茶楼员工20人，其生活用水定额40～60L/（人·次），取5L/（人·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间8～18h，取8h。

2.宾馆客房

（1）客房旅客。4～13F为宾馆标准间客房，每层16套32床位；14F为豪华客房8套18床位，则客房共有338床。其生活用水定额250～400L/（床·日），取400L/（床·日）；小时变化系数2.5～2.0，取2.0；使用时间为24h。

（2）客房员工。4～14F每层员工4人，则客房员工为11层×4人=44人。其生活用水定额80～100L/（床·日），取100L/（床·日）；小时变化系数2.5～2.0，取2.0；使用时间24h。

3.会议厅

3F设有会议厅，共有150个座位。其生活用水定额6～8L/座位，取6L/（座位·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间4h；每天开会次数1次。

4.茶吧、咖啡屋、卡拉OK厅

1～3F设有茶吧、咖啡屋、卡拉OK厅，每日使用人数为200人次。其生活用水定额5～15L/（人·次），取5L/（人·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间8～18h，取8h。

5.餐厅

2F设有餐厅，每日就餐人数为500人次。其生活用水定额40～60L/（人·次），取40L/（人·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间10～12h，取10h。

6.其他员工

整座大楼工作人员（除—1F办公员工、宾馆员工和茶楼员工外）共30+50+26=106人，用水定额按每人每班40L，每天按两班计，用水时间8h。

7.办公楼

—1F办公楼员工50人，其生活用水定额30～50L/（人·次），取30L/（人·次）；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间8～10h，取8h。

8.商场

2F设有商场，总面积26m2，其生活用水定额5～8L/m2；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间12h。

9.洗衣房

整座大楼共有338床位，—1F设有洗衣房，每日按湿洗干衣3.2～4.0kg/床，取3.2kg/床；则干衣总量为3.2×338=1736kg。其生活用水定额40～80L/kg干衣，取40L/kg干衣；小时变化系数1.5～1.2，取1.5；使用时间8h。

10.消防补充水

消火栓用水量按40L/s计，用水时间3h；自喷用水量按20L/s计，用水时间1h。消防补充水按48h充满消防水池，则每日的消防补充水量为（40×3600×3+20×3600×1）/2=252000（L）。

11.其他

空调补充水15m3/h，则每日空调补充水1.5×24×1000=36000（L）；水景绿化用水按总用水量的10％计，未预见用水量按上述用水量之和的10％计。

（二）冷水供应系统的经济比较

由于方案比较中低区采用的供水方式与高区的供水支管一样，故在经济比较时不予考虑，只需考虑设备及给水主管道，并且相同部分不比较。

1.方案一：水泵水箱联合供水

（1）水泵流量。本方案供水量为高区用水量13.26m3/h，所以水泵出流流量Qb=13.26×2=26.52（m3/h）=7.37（L/s）。

（2）水泵扬程

式中　Hb——水泵扬程，mH2O；

Hz——贮水池最低水位标高与高位水箱最高水位标高之差，m；

∑h——泵房至高位水箱之间管道总水头损失，mH2O；

v2/2g——水箱进水管的出流水头，mH2O；

h站——泵房内水头损失，按2mH2O计。

采用压水管DN=100mm，1000i=15.3，v=0.85m/s，L=125m，则Hb=（59.9+3.4）+1.3×2.48+0.852/（2×9.8）+2=68.56（mH2O）

根据Qb=26.52m3/h及Hb=68.56mH2O，初选水KQDL65—16×5两台，一用一备，其性能参数见表8-13。

表8-13　生活给水水泵参数

（3）高位水箱有效容积

式中　Vs——高位水箱有效容积，m3；

Qb——水泵供水量，m3/h；

nb——水泵1h启动次数（2～4次/h），取3次/h；

N——分区给水系统浴盆总数，个；

Qp——平均小时用水量，m3/h。

则Vs=30/（2×3）+（0.045×173—0.083×30）+0.5×13.26/2=13.61（m3）

经过计算得水箱的有效容积为13.61m3，由于水箱间的层高为2.6m，取垫高0.3m，水箱尺寸为4m×3m×1.5m，其中1.2m高有0.3m的保护高，进水管位于最高水位以上0.15m，出水在水箱底标高以上0.10m。

2.方案二：变频泵供水

（1）水泵流量。本方案的水泵出流量为设计秒流量，即7.37L/s。

（2）水泵扬程

式中　Hb——水泵扬程，mH2O；

Hz——贮水池最低水位标高与最高用水单位标高之差，m；

∑h——泵房至最高用水单位之间管道总水头损失，mH2O；

v2/2g——水箱进水管的出流水头，mH2O；

h站——泵房内水头损失，按2mH2O计。

其中要保证配水点有10m水柱。

采用压水管DN=100mm，1000i=15.3，v=0.85m/s，L=100m。

则Hb=54+3.4+1.3×1.99+0.852/（2×9.8）+10+2=72.02（mH2O）。

根据Qb=7.37L/s及Hb=72.02mH2O，初选水泵HCRC8—80三台交互并列运行，其性能参数见表8-14。

表8-14　生活给水水泵参数

（三）经济比较的计算

1.水泵水箱联合供水

（1）相对投资费用。

供水水泵费用：2000元/kW×15kW×2=60000元。

高位水箱费用：20000元/t×7.8t/m3×（3×4×2+3×1.5×2+4×1.5×2）×0.01=70200元。

管材费用：压水管DN=100mm，L=125m，壁厚5.7mm，密度为7.8t/m3，则压水管费用=3.14×[1002—（100—5.7）2]/106×125×7.8×12000=8630元；供水管De=90mm，L=25m，壁厚4.7mm，则供水管费用=3.14×[902—（90—4.7）2]/106×25×1.5×12000=1164.2（元）；因此，管材费用=8630+1164.2=9794.2（元）。

阀门费用：4个闸阀，63kg/个，25000元/t，则阀门费用=（63×4）/1000×25000=6300（元）。

所以，相对投资费用=60000+70200+9794.2+6300=146284.2（元）。

（2）运行费用。

年运行费用=30m3/h×24h×80×0.6元/kWh÷60％=57600元；

人工费用=4人×1000元/（月·人）×12月=48000元/年；

所以，每年运行费用=57600+48000=105600元。

2.变频并联供水

（1）相对投资费用。

供水水泵费用：3500元/kW×16.5kW×2=115500元。

管材费用：压水管DN=100mm，L=100m，壁厚6.5mm，密度为7.8t/m3，则管材费用=3.14×[1002—（100—5.72）]/106×100×7.8×12000=6904（元）。

所以，相对投资费用=115500+6904=122404（元）。

（2）运行费用。

年运行费用=39m3/h×12h×85×0.6元/kWh÷60％=39780元。

人工费用=2人×1000元/（月·人）×12月=24000元/年。(www.daowen.com)

所以，每年运行费用=39780+24000=63780（元）。

（3）经济比较结果。根据以上两种方案的相对经济比较结果见表8-15。

（四）冷水系统的水力计算

表8-15　相对经济比较

1.主要计算公式的说明

（1）GB50015—2003《建筑给水排水设计规范》第3.6.5条规定：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、办公厕所等建筑的生活给水设计秒流量，应按下式计算

式中　Qg——计算管段设计秒流量，L/s；

α——根据用途确定的系数，该建筑α=2.5；

Ng——计算管段卫生洁具当量总数。

此外，当Ng<α2时，Qg=0.2Ng。

注：1.如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。

2.如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得的流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得的流量值采用。

3.有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，计算得到的Qg附加1.10L/s的流量后，为该管段的设计秒流量。

（2）餐厅设计秒流量计算公式为

式中　Qg——计算管段的给水设计秒流量，L/s；

q0——同类型的一个卫生器具给水额定流量，L/s；

N0——同类型卫生器具数；

b——卫生器具的同时给水百分数，％。

当卫生间数大于30个以上时，按规范公式计算数值偏小。因此对于水平干管及总干管的设计计算，可按公式Qg=∑q0N0b计算。

2.高区的水力计算

（1）单卫生间以及立管水力计算（单卫生间支管计算草图见图8-7、表8-16）。

表8-16　单卫生间以及立管水力计算

注　编号4及以上的为该立管上的楼层编号。

（2）双卫生间1以及立管水力计算（图8-8）（略）。

图8-7　单卫生间以及立管水力计算草图

图8-8　双卫生间1以及立管水力计算草图

（3）双卫生间2以及立管水力计算（图8-9）（略）。

图8-9　双卫生间2支管计算草图

图8-10　茶楼卫生间支管计算草图

（4）屋顶生活水箱到最不利点的水力计算（图8-10）（略）。

（5）横干管水力计算（图8-11）（略）。

图8-11　横干管水力计算草图

3.低区的水力计算

（1）低区公共卫生间（1）计算。公共卫生间（1）计算草图如图8-12所示，计算结果见表8-17。

表8-17　公共卫生间（1）水力计算

注　编号1、2、3为该立管上的楼层编号。

（2）低区公共卫生间（2）计算（图8-13）（略）。

图8-12　公共卫生间（1）计算草图

图8-13　公共卫生间（2）计算草图

（3）公共卫生间水表选用。

表8-18　公共卫生间（1）水表参数

表8-19　公共卫生间（2）水表参数

（五）屋顶水箱校核

根据茶楼层水力计算得，由于大便器采用延时自闭式冲洗阀，所以大便器所需出流水头10m，相对不利。水箱到卫生间的总水损为1.238×1.3=1.61m，出流水头10m，所需压力为10+1.61=11.61m，屋顶水箱出水管标高为57.30+0.40=57.70m，大便器出水口标高为50.70+0.80=51.50m，水箱所供给的静压为57.70—51.50=6.20m<11.61m，不满足要求。

由于15F还有休息室，休息室内的大便器采用冲洗水箱，所以洗脸盆所需流出水头5m，相对不利。水箱到休息室的总水损为0.42×1.3=0.55m，所需压力为5+0.55=5.55m，洗脸盆出口标高50.70+0.45=51.15m，水箱所供给的静压为57.70—51.15=6.55m>5.55m，满足要求。

所以，茶楼卫生间采用单独的给水管给水，使用管道泵加压后供水，管道泵所需扬程为11.61—6.20=5.41m，流量为2.6L/s，选择上海恒通水泵厂生产的管道泵，型号为ISG40—100（I）A，其性能参数见表8-20。

表8-20　管道泵参数

（六）室外环网的计算

1.室外环网水力计算

室外环网流量由三部分组成，即高区、低区和其他用水量。

式中　92——低区的当量总数（大便器当量35.5，小便器当量14，洗脸盆当量26.5，污水盆16）。

选用DN150的钢管，流速v=0.91m/s，1000i=11.2。

2.引入管及水表选择

根据规范，环状给水管网与市政给水管的连接管不宜少于两条，当其中一条发生故障时，其余的连接管应能通过不小于70％的流量。

引入管水表参数见表8-21。水表水头损失（kPa），水表选择合理。

表8-21　引入管水表参数

3.校核市政管网水压

（1）引入管到低区公共卫生间立管，以3F公共卫生间低位水箱为不利点计算（表8-22和表8-23）。

表8-22　室外环网的水损

表8-23　环网至不利点的水损（　单位：m）

注　表中总水头损失=（1+30％）×沿程水头损失。

则3F不利点所需压力=12.25+4.97+10.00=27.22（m）<30（m）。

（2）引入管至屋顶花园水龙头，以3F屋顶花园水龙头为不利点计算。室外环网水损计算见表8-24。

表8-24　环网至不利点的水损（　单位：m）

注　表中总水头损失=（1+30％）×沿程水头损失。

则屋顶花园不利点所需压力=16.45+4.73+5.00=26.18（m）<30（m）。

经过以上计算可知，3F卫生间（1）的大便器为供水最不利点，其所需压力最大为27.22m<30m，满足要求。

4.校核室外管网管径

（1）生活水池进水管管径计算

选择不锈钢管DN80，流速0.74m/s。

（2）校核意外（火灾）产生的管网最大流量

此时室外环网的流速v=2.12m/s<2.5m/s，满足要求。

（七）增压设备的选择和调节构筑物的计算

1.生活水箱容积的计算

建筑物的生活水箱有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定，由于缺少资料，所以在本设计中，按最高日用水量的20％～25％确定，最大水量不得大于建筑48h的用水量。

生活水箱尺寸为5.0m×5.0m×3m，水箱高度3m，包括0.4m的水箱保护高度，水箱支墩0.8m，则水箱底标高—3.40m，水箱顶标高—0.40m。

2.生活加压泵的选择

生活水箱进水管选用DN100的钢管，v=0.85m/s，1000i=15.3，水泵不需要校核。选用水泵型号KQDL65—16×5，一用一备，基础尺寸650mm×650mm。

3.高位水箱容积的计算

经过以上计算得水箱的有效容积为13.61m3，由于水箱间的层高为2.6m，取垫高0.3m，水箱尺寸为4m×3m×1.5m，其中1.2m高有0.3m的保护高，进水管位于最高水位以上0.15m，出水在水箱底标高以上0.10m。

因此，高位水箱的箱底标高为57.60m，进水管标高为58.95m，水箱顶标高为59.10m，出水管标高57.70m。