建筑给水管道的水力计算内容包括:确定给水管道各管段的管径;计算压力损失,复核水压是否满足最不利配水点的水压要求;选定加压装置及设置高度。
1.管径的确定
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
式中 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)。
从上式可知,在管段流量确定的条件下,管段流速的大小决定着管径的大小,设计时应综合技术和经济两方面因素恰当选用管内流速。管内流速过大,易产生噪声,因水锤现象损坏管道和附件,并增加管道水头损失,加大供水所需压力;管内流速过小,将造成管材浪费。根据以上分析,生活给水管道的水流速度宜按表1-13采用。与消防合用的给水管网,消防时其管内流速应满足消防要求。
表1-13 生活给水管道的水流速度
2.压力损失计算
(1)沿程压力损失计算 给水管道沿程压力损失按下式计算。
hy=iL (1-13)
式中 hy——管段的沿程压力损失(kPa);
L——计算管段的长度(m);
i——管道单位长度的压力损失(kPa/m),可直接查水力计算表。
设计计算时,可直接使用由上列公式编制的水力计算表,由管段的设计秒流量qg,控制流速v在正常范围内,查得管径和单位长度的水头损失i。给水钢管的水力计算表见附录1,给水塑料管的水力计算表见附录2,其他管材的水力计算表详见《给水排水设计手册》(第1册)。
(2)局部压力损失计算 给水管道局部压力损失计算公式如下:(www.daowen.com)
式中 hj——管段的局部压力损失(kPa);
v——管道内平均水流速度(m/s);
g——重力加速度(m/s2);
ζ——局部阻力系数。
由于给水管道中配件较多,局部阻力系数ζ值也不尽相同,因此,采用式(1-14)计算较为繁琐。在实际工程中,生活给水管道的配水管的局部压力损失,宜采用管(配)件当量长度法计算。螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度见《给水排水设计手册》(第2册)。
当管道的管(配)件当量长度资料不足时,可根据管件的连接状况,按管网的沿程压力损失的百分数估算,具体详见相关资料。
3.建筑给水管道水力计算步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式,绘制给水管道平面布置图及轴测图,然后按下列步骤进行水力计算。
1)根据轴测图选择最不利配水点,确定计算管路。
2)进行节点编号,划分计算管段,并将设计管段长度列于水力计算表中。
3)根据建筑物的类别选择设计秒流量公式,并正确计算管段的设计秒流量。
4)根据管段的设计秒流量,查相应水力计算表,确定管道管径和水力坡度。
5)确定给水管网沿程损失和局部水头损失,选择水表,计算水表水头损失。
6)确定给水管道所需压力P,并校核初定给水方式。若初定为外网直接给水方式,当室外给水管网水压P0≥P时,原方案可行;P略大于P0时,可适当放大部分管段的管径,减小管道系统的水头损失,以满足P0≥P的条件;若P>P0很多,则应修正原方案,在给水系统中增设升压设备。对采用设水箱上行下给式布置的给水系统,则应校核水箱的安装高度,若水箱高度不能满足供水要求,可采取提高水箱高度、放大管径、设增压设备或选用其他供水方式来解决。
7)确定非计算管段的管径。
8)对于设置升压、储水设备的给水系统,还应对其设备进行选择计算。
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