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給水管道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算方法
給水管道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算是給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié),其目的是確定管道內(nèi)的最大水流需求,用于管徑選擇、水頭損失計(jì)算及設(shè)備選型。計(jì)算方法需根據(jù)建筑類型、用水特點(diǎn)及規(guī)范要求選擇,以下為主要場(chǎng)景下的計(jì)算方法:
一、建筑內(nèi)部生活給水管道設(shè)計(jì)流量
建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)(如住宅、公建)的設(shè)計(jì)流量需反映用水的隨機(jī)性,常用以下兩種方法:
1. 概率法(平方根法,適用于住宅建筑)
住宅、宿舍等衛(wèi)生器具使用較為分散的建筑,設(shè)計(jì)秒流量按概率模型計(jì)算,公式為:
qg=0.2αNg
+qmax
參數(shù)說明:
- qg:計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量(L/s);
- α:系數(shù)(住宅取1.1,集體宿舍、旅館等取1.5~2.0);
- Ng:計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)(1個(gè)當(dāng)量≈0.2L/s,如洗臉盆為0.75當(dāng)量,大便器沖洗閥為6.0當(dāng)量);
- qmax:同一管段中最大小時(shí)用水量的衛(wèi)生器具給水流量(L/s),僅當(dāng)衛(wèi)生器具數(shù)量≤3個(gè)時(shí)計(jì)入(避免小流量場(chǎng)景誤差)。
示例:某住宅戶內(nèi)3個(gè)衛(wèi)生器具(2個(gè)洗臉盆+1個(gè)大便器),
Ng=0.75×2+6.0=7.5
,
α=1.1
,則:
qg=0.2×1.1×7.5
+qmax
(若僅1個(gè)大便器使用時(shí)為最大流量,
qmax=6.0×0.2=1.2
L/s),最終計(jì)算得設(shè)計(jì)秒流量。
2. 同時(shí)用水百分?jǐn)?shù)法(適用于公共建筑)
對(duì)于醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)等衛(wèi)生器具集中使用的建筑,設(shè)計(jì)流量按“最大小時(shí)用水量”的同時(shí)使用比例計(jì)算,公式為:
qg=3600∑q0n0b
參數(shù)說明:
- q0:?jiǎn)蝹€(gè)衛(wèi)生器具的額定流量(L/s);
- n0:同類型衛(wèi)生器具的數(shù)量;
- b:同一類型衛(wèi)生器具的同時(shí)使用百分?jǐn)?shù)(如醫(yī)院手術(shù)室為100%,公共浴室為50%);
- 3600:將L/h轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)/s的系數(shù)。
示例:某商場(chǎng)有10個(gè)洗手盆(
q0=0.15
L/s,
b=30%
),則設(shè)計(jì)流量:
qg=(0.15×10×30%)×1000/3600≈0.125
L/s(注:實(shí)際需按規(guī)范查表確定
b
值)。
二、市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量
市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量通常以最高日最高時(shí)用水量為基礎(chǔ),反映城市或區(qū)域的集中用水高峰,計(jì)算公式為:
Q設(shè)計(jì)=Qd×Kh
參數(shù)說明:
- Qd:規(guī)劃區(qū)最高日用水量(m3/d),由人口、用水定額(如居民生活用水300~500L/人·d)及其他用水(工業(yè)、綠化等)累加確定;
- Kh:時(shí)變化系數(shù)(反映一天內(nèi)用水量的不均勻性),與城市規(guī)模相關(guān)(大城市Kh≈1.2 1.3,小城鎮(zhèn)Kh≈1.5 2.0)。
三、消防給水管道設(shè)計(jì)流量
消防給水系統(tǒng)(如室內(nèi)外消火栓、自動(dòng)噴淋)需獨(dú)立計(jì)算設(shè)計(jì)流量,以最不利點(diǎn)火災(zāi)同時(shí)作用的最大消防用水量為準(zhǔn):
- 室內(nèi)消火栓:按建筑體積或類別確定(如5000m3以下的丙類廠房,設(shè)計(jì)流量10L/s);
- 自動(dòng)噴淋:按危險(xiǎn)等級(jí)確定(如中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí),設(shè)計(jì)流量30L/s);
- 室外消火栓:按建筑體積或用途確定(如居住區(qū),設(shè)計(jì)流量15~30L/s)。
關(guān)鍵注意事項(xiàng)
- 規(guī)范依據(jù):需遵循《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015)、《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50013)等;
- 疊加原則:生活給水與消防給水系統(tǒng)需分開設(shè)計(jì),不可直接疊加流量;
- 管徑驗(yàn)證:設(shè)計(jì)流量確定后,需通過水頭損失公式(如哈森-威廉姆斯公式)校核管徑是否滿足壓力要求。
綜上,給水管道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算需結(jié)合具體場(chǎng)景(建筑/市政、生活/消防),選擇適用的方法,核心目標(biāo)是平衡安全性與經(jīng)濟(jì)性,確保系統(tǒng)在高峰用水時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。
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