1、住宅建筑給水管水力計算算例及討    摘要：通過對當前新建的典型普通多層住宅生活給水系統詳細的水力計算，得出在設定的流速范圍內管道和水表的口徑及水頭損失。從而得出為滿足使用要求需要的室外干管水壓，最后對涉及的有關問題進行了討論。 關鍵詞：住宅建筑 水力計算 水頭損失   Hydraulic Calculation of Water Supply Line for Residential Building Abstract: Minute hydraulic calculation was conducted for newly construc

2、ted multi-story residential buildings. The size and headlosses of the water supplying pipeline and meters under pre-decided flowrate were obtained and then the necessary pressure of outdoor water mains could be determined. Also some related problems were discussed.   0概述 規范GBJ15-88(簡稱規范)第2.6.3條

3、規定：給水管的管徑應根據設計秒流量、室外管網能保證的水壓和最不利處的配水點所需的水壓計算確定。本文通過設定的典型住宅生活給水管的水力計算，謀求在一定的流速范圍內，可供壓力與管道、水表配置的協調，達到使用要求與工程經濟的最佳組合。 1典型住宅的設定 選用常州市在住宅小區規劃設計中常用的5層7層多層住宅。為尋找規律性，計算外延至9層。 采用常州市當前新設計住宅常用的設備配置標準，如表1。 表1住宅給水設備的配置和當量采用    設備名稱 配置數量 規范給水當量    住宅廚房洗滌盆 1 (0.7)1.0 &#

4、160;  洗臉盆 1 (0.8)1.0    浴盆(附淋浴器) 1 (0.1)1.5    大便器浮球閥式沖洗水箱 1 0.5    家用洗衣機 1 1.2    合計 (4.2)5.2 注：不計一戶雙衛。 按規范，前3項括號中的值，用于有熱水供應(第3類住宅)且冷水和熱水分別到達用水器具時計算冷水系統用。筆者考慮，目前南方地區有集中式熱水供應的小區較罕見，但家用燃氣式或電熱式熱水器在新的成套住宅中實際上已被越來越

5、多地采用，住宅設計應正視這個事實。這些“準熱水供應系統”較多采用單管供應熱水，其給水當量值采用不帶括號的數字。 這里選用目前較多使用的1梯(單元)2戶，給水雙立管，1總表和每戶設分水表(戶表)的3梯(單元)樓。室外(庭院)管布至山墻間道路(通常在該路上有城市或小區給水干管)，其長度按較典型的樓房設計取值。本算例設定的給水系統圖見圖1。 圖1住宅給水系統圖 以目前仍廣泛采用的鍍鋅鋼管為水力計算依據，并以UPVC管作對比說明。 2設計公式與參數 按規范，住宅設計秒流量q=. 0.2+K . Ng。這里和K值的采用，如按第2類型住宅(無熱水供應)，則=1.02，K=0.004 5；如按第3類型住宅(

6、有熱水供應)，則=1.10,K=0.005。考慮到、K值均與用水規律有關，上述的準熱水供應系統和社會集中熱水供應系統在檔次上還有區別，故仍采用第2類住宅標準，即=1.02,K=0.004 5。 住宅需要水壓H1=控制點與室外給水管道的幾何水頭H2+供水至控制點的水頭損失H3+控制點所需的自由水頭H4。 (1)控制點及其安裝高度的確定。按規范，家庭用水器具以淋浴器的控制閥(圖1中A)需要的自由水頭最大，為2.5m4.0m，高于其它用水器具的1.5m2.0m，理應作為控制點。按標準圖905342，與浴盆配套使用的軟管式淋浴器的A點安裝高度為地板以上0.510m0.565m，本算例采用0.55m。

7、(2)H3為圖A系統總水頭損失，含BC、CD、DE、EF、FG、GH等6個管段的水頭損失。各管段按常規配置了彎頭、三通等配件，考慮到水力計算的簡化及阻力較大的管襯還時有使用等因素，假設各管段均設有1只大小頭。 (3)H4在這里指淋浴器需要的自由水頭，可用兩種方法具體確定。一是參照規范，范圍為2.5m4.0m，考慮到頂層(最不利層)不宜使用大阻力淋浴器，可采用H4=3.0m；二是按屋頂水箱安裝高度反算，按江蘇通用圖集蘇G9206，住宅水箱安裝高度為水箱內底高于屋面0.72m，換算至淋浴器控制閥處的凈水頭為2.9+0.72-0.55=3.07m。兩種方法基本一致，故本算例采用H4=3.0m。 按上

8、述設定條件和系統圖，本水力計算范圍，起點為住宅樓給水支管(即庭院管)的起點H，終點為末單元頂層住戶的淋浴器控制閥A，其需要自由水頭3.0m。當控制點A轉換成安裝高度為1m的戶表后側B點時，需要的自由水頭H4=3+0.55-1=2.55m(這里不計室內管道的水頭損失)。當住宅室內外地坪高差0.45m(3個踏步級)，不計室外管道埋深，住宅層高為2.9m，則5、6、7、8、9層的H2分別為13.05m、15.95m、18.85m、21.75m和24.65m。 3水力計算3.1管道設計流速V的采用 按規范，生活給水管V2m/s，并規定當有防噪聲要求且管徑DN25，可采用0.8m/s1.0m/s。給水排

9、水設計手冊(2)還規定，生活給水管道流速一般采用支管0.8m/s1.2m/s，干管1.2m/s2.0m/s。本算例水力計算按3個流速系列(方案)分別計算，設定的流速系列見表2。 表2流速方案設定    流速方案 DN25 DN32    1 1.20 1.40    2 1.40 1.65    3 1.65 1.90 3.2管道水頭損失 沿程損失查給水排水設計手冊(1)的鋼管和鑄鐵管水力計算表。局部損失采用局阻系數法計算。表3為9層住

10、宅樓的水力計算，其BC段含58層相應段的計算。表4為58層的CH段水力計算。 表3九層住宅樓水力計算    管段編號 當量 q/L/s 方案 DN/mm V/m/s 1 000i l/m 沿程壓損/m 值 局部壓損/m 備注    B-C                       

11、60;                     1 5.2 0.49 12 25 0.94 113 2.9 0.33 1.84 0.08 閘門0.5，彎頭1.0，大小頭0.24，三通0.10。    3 20 1.55 411 1.19 0.23    2 10.4 0.70 1 32 0.74 49.5 2.9 0.

12、14 0.34 0.009 大小頭0.24三通0.10    23 25 1.32 214 0.62 0.03    3 15.6 0.88 13 32 0.92 75 2.9 0.22 0.34 0.015 同2    4 20.8 1.02 13 32 1.10 100 2.9 0.29 0.34 0.02 同2    5 26.0 1.16 13 32 1.22 126 2.9 0.36 0.34 0.03 同2 

13、60;  6 31.2 1.28 13 32 1.35 142 2.9 0.41 0.34 0.03 同2    7 36.4 1.39 1 40 1.11 88.4 2.9 0.26 0.34 0.02 同2    23 32 1.48 184 0.53 0.04    8 41.6 1.51 1 40 1.19 101 2.9 0.29 0.34 0.02 同2    23 32 1.58 211 0.61 0.

14、04    C-D 46.8 1.61 12 40 1.27 114 4.0 0.46 2.74 0.23 閘門0.50，彎頭1.0，大小頭0.24，分流式三通1.0    3 32 1.69 240 0.96 0.40    D-E 93.6 2.39 13 50 1.13 64.5 4.0 0.26 3.50 0.23 閘門0.5，彎頭(3只)3.0    E-F 93.6 2.39 13 50 1.13 64.5 16.0 1.0

15、4 0.34 0.02 同2    F-G 187.2 3.63 12 70 1.03 39 16.0 0.62 0.34 0.02 同2    3 50 1.71 148 2.37 0.05    G-H 280.8 4.68 13 70 1.33 64 16.0 1.02 2.90 0.26 閘門0.4，彎頭(2只)2.0三通0.5 表458層住宅樓CH段水力計算    管段編號 當量 q/L/s 方案 DN/mm V/m/s 10

16、00i l/m 沿程壓損/m 值 局部壓損/m    C-D段 5層 26 1.16 13 32 1.22 126 4.0 0.50 2.74 0.21    6層 31.2 1.28 13 32 1.37 159 0.64 0.23    7層 36.4 1.39 1/23 40/32 1.10/1.47 87/182 0.35/0.73 0.17/0.32    8層 41.6 1.51 1/23 40/32 1.19/1.58 1

17、01/211 0.40/0.84 0.20/0.35    D-E段 5層 52 1.70 12/3 40/32 1.32/1.79 129/271 4.0 0.52/1.08 3.5 0.31/0.57    6層 62.4 1.89 1/23 50/40 0.98/1.51 41.8/161 0.18/0.64 0.17/0.64    7層 72.8 2.07 1/23 50/40 0.98/1.64 50/186 0.20/0.74 0.17/0.48 &#

18、160;  8層 83.2 2.23 12/3 50/40 1.06/1.80 56/234 0.22/0.94 0.20/0.58    E-F段 5層 52 1.70 12/3 40/32 1.35/1.79 129/271 16.0 2.06/4.33 0.34 0.03/0.06    6層 62.4 1.89 1/23 50/40 0.98/1.51 41.8/161 0.67/2.58 0.017/0.04    7層 72.8 2.07 1/

19、23 50/40 0.98/1.64 50/186 0.80/2.98 0.02/0.05    8層 83.2 2.23 12/3 50/40 1.06/1.80 56/234 0.90/3.74 0.02/0.06    F-G段 5層 104 2.55 13 50 1.20 73 16.0 1.17 0/34 0.02    6層 124.8 2.84 13 50 1.35 90 1.44 0.03    7層 145.6 3.1

20、2 1/23 70/50 0.88/1.46 29.1/107 0.46/1.71 0.01/0.04    8層 166.4 3.38 1/23 70/50 0.96/1.60 34.5/128 0.55/2.05 0.02/0.04    G-H段 5層 156 3.25 1/23 70/50 0.82/1.53 32/118 16.0 0.51/1.89 2.90 0.10/0.35    6層 187.2 3.63 12/3 70/50 1.02/1.69 38.4/

21、144 0.61/2.30 0.15/0.42    7層 218.4 3.99 12/3 70/50 1.13/1.88 46.8/177 0.75/2.83 0.19/0.52    8層 249.6 4.34 13 70 1.23 54 0.86 0.41 3.3水表水頭損失 水頭損失，Q為以m3/h計的設計流量，K為水表的特性系數，口徑為DN15mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、80mm的LXS旋翼式水表的K值的計算結果分別為0.9、2.5、4.9、10、40、90、490。按規范，L

22、XS型水表的最大水頭損失不得超過2.45m。水表水力計算見表5。 表5水表水力計算    住宅層數 所在管段 q/L/s Q/m3/h Q2 表徑/mm K值 V/m/s 水表壓損/m    戶表 BC段之 0.49 1.76    3.11    (2520 4.92.5    0.941.55    0.63)1.24   

23、 5 D-E 1.70 6.12 37.45 (5040(32 904010 0.801.321.79 0.42)0.943.75)    6 D-E 1.89 6.80 46.29 40(32 4010 1.511.87 1.164.63)    7 D-E 2.07 7.45 55.50 (5040 9040 0.981.64 0.62)1.39    8 D-E 2.23 8.00 64.00 (5040 9040 1.061.80 0.71)1.60

24、0;   9 D-E 2.39 8.60 73.96 50(40 9040 1.131.91 0.821.85) 確定水表口徑時綜合考慮下列因素：一是戶表一般安裝在室內，必須考慮其噪聲問題；二是表徑的大小直接關系到向供水部門繳納增容費的多少；三是水表的更換比較容易。為此本算例按適度從緊、稍留余地的原則，具體采用：戶表流速1.6m/s，壓損1.5m；總表流速1.8m/s，壓損1.7m。表5中不帶括號者為本算例所采用，不再作方案比選。 匯總以上計算結果，住宅給水管道水頭損失及對供水壓力需求值見表6。 表6水頭損失及壓力需求匯總   

25、60;住宅層數 流速方案 幾何水頭H2 水頭損失H3 控制點自由水頭H4 住宅需要水頭H1    管道 水表(戶表+總表) 合計    沿程 局部    5 1 13.05    5.74 0.794 2.18    8.714 2.55 24.314    2 7.10 1.065 10.345 25.945    

26、3 11.29 1.505 14.975 30.575    6 1 15.95 4.88 0.751 2.40 8.031 2.55 26.531    2 7.73 1.265 10.895 29.395    3 10.28 1.685 14.365 32.865    7 1 18.85 4.31 0.744 2.63 7.684 2.55 29.084    2 9.14 1.285 1

27、3.055 34.455    3 12.08 1.765 16.475 37.875    8 1 21.75 4.94 1.054 2.84 8.834 2.55 33.134    2 7.63 1.265 11.735 36.035    3 12.05 1.835 16.725 41.025    9 1 24.65 5.70 0.984 2.06 8.744 2.55 35.944&#

28、160;   2 6.77 1.045 9.875 37.075    3 9.88 1.395 13.335 40.5354討論 (1)對于生活給水系統，規范中有“當有防噪聲要求，且管徑25時，可采用0.8m/s1.0m/s”的規定。筆者理解，因受管道公稱直徑級別的限制，該流速規定并非一定要在該范圍內取值(這實際上往往是不可能的)，而是能取該值更好。本算例確定的流速方案，以不大于某值來劃分。以本算例9層住宅樓為例，3個方案的實際采用流速的平均值為：DN25時，分別為0.94m/s、1.13m/s和1.44m/s；DN32時分別為1.08m/s、1.26