浅议建筑给排水设计

摘要：本文主要论述了建筑给排水几个重要设计指标计算的注意事项，同时通过一些设计实例对给排水设计做了说明。

关键词：建筑给排水设计；水压；水量；秒流量；水力

Abstract: This paper mainly discusses the matters needing attention to important design index calculation of drainage several buildings, and through some examples of water supply and drainage design is explained.

Key words: building water supply and drainage design; water pressure; water; water flow;

中图分类号：TU2

一、给排水设计的几个重要指标计算

1．水量计算合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和工程投资[1]。生活用水定额可以分为住宅生活用水定额，公共建筑生活用水定额，居住区生活用水定额，工业企业建筑生活用水定额，热水用水定额等等。最高日用水量,其中为用水单位数，为最高日生活用水定额，建筑物的最高日用水量即一年中最大日用水量，根据建筑物的不同性质，采用相应的用水量定额进行计算。消防用水量大而集中，与建筑物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程度等密切相关，为保证灭火效果，建筑内消防水量应按需要同时开启的消防用水灭火设备用水量之和计算[2]。建筑内部给水系统的计算是在完成给水管线布置，绘出管道轴侧图后进行的。计算的目的是确定给水管网各管段的管径和给水系统所需的压力，复核室外给水管网的水压是否满足室内给水系统所需压力的要求。2.秒流量计算建筑内部给水管道的设计秒流量的确定方法，一般可分为三种类型：经验法、平方根法和概率法。住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量应按公式计算，为计算管段设计秒流量（L/s）；为计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；为计算管段的卫生器具给水当量总数。计算步骤：1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率。

2)根据计算管段上的卫生器具给水当量总数计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率。

3)根据计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，即可应用计算，得出计算管段的设计秒流量值。当给水干管连接有两条或两条以上给水支管，而各个给水支管的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率具有不同的数值时，该给水干管的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率应按加权平均法计算，此处不作说明。

3．给水所需的水压计算

满足给水系统中最不利配水点额定流量时的压力而需的水压称为给水系统所需水压。其中给水系统中如果某一配水点的水压被满足，则系统中其他用水点的水压均能满足，则称该点为给水系统中的最不利点。一个给水系统中只有一个最不利点。要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需的水量，给水系统的水压就应保证最不利点配水具有足够的出口压力。

在方案或初步设计阶段，应先估算给水系统所需压力，初步确定给水系统采用的给水方式，然后对建筑内部给水管道系统进行水力计算，从而准确地确定室内给水系统所需的压力，和建筑室外给水管网水压复核。对层高不超过3.5米的民用建筑，可用经验法估算给水系统所需的压力(自室外地面算起) 。建筑内给水系统所需压力估算一般为一层为100kPa,二层120 kPa，三层160 kPa 三层以上每加一层加40 kPa即4m水柱。建筑物所需要的水压应按最不利点所需要的水压进行计算，计算公式为：H = H1 + H2 +H3 + H4。

图1水压计算图示

4.管网的水力计算

实际计算水力时，要根据室内给水系统的设计程序，首先确定给水方式，根据所选择的给水方式，进行管网系统的布置，并绘制设计草图，包括给水排水平面图和系统图等。然后以设计草图作为水力计算的依据。给水系统，应计算水表和计算管路的水头损失，求出给水系统所需压力H，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H0≥H时，原方案可行；H略大于H0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H0≥H的条件；若H>H0很多，则应修正原方案，在给水系统中增设升压设备。二、给排水工程设计实例应用

宏义幼儿园共4层，总建筑面积为3619.12 m2，层高3.9m，体积为47230m3。在幼儿园西侧有预留的市政给水及中水接口（给水dn90mm,中水dn110mm），高峰用水时可保证最低水压为0.2Mpa。周边150米范围内无可用现状消火栓。本设计工作实际包括建筑给水、排水、消防给水、建筑雨水、室外消防管网设计，下文重点以消防系统和给水设计为例说明。

1.消防系统

本幼儿园耐火等级为二级、体积 47230m3 >10000m3，需要设置室内消火栓，室内消防用水量15L/s，室外消防用水量20L/s。

室内消火栓栓口处所需水压：

水枪充实水柱长度为12m，

SK1=（H层高-1）/sinaα=4.1m防火规范规定的SK2≥7m水枪喷嘴射出流量为5L/s,查表确定 SK3为12m选择最不利情况即最大SK值12米。

消防水龙带水头损失：hd＝AdLdq2xh＝0.00172×25×52≈1.1 m水枪喷嘴造成该充实水柱所需水压：Hq＝q2xh／B＝52／1.577≈15.85m

消火栓栓口水头损失：2m

消火栓栓口处所需水压：Hxh＝hd＋Hq＋2＝1.08＋15.85＋2＝18.93m

管网水头损失：取最不利条件时 Q＝15L/s， DN100，v＝2.4268m/s，1000i＝43.7128，L＝55m管网水头损失＝1.2×55×43.7128‰≈2.9m几何高差： 4+11.7+1.1=16.8m水泵自身损失：1m不可预见损失：10m室内消防所需水压：H= 18.93＋2.9＋16.8+ 1 + 10＝49.63m 市政水压不能满足幼儿园的室内消防需求，须设置消防泵房及屋顶水箱。屋顶消防水箱：消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。

图2 水箱平面图

消防泵房：地下室（-4.000）消防水池：储存两小时室内消防用水量（水池有效容积）

考虑消防供水安全，水池的补水量可忽略。同时与建筑、结构专业协商选定水池位置及形状。水池外壁距建筑物3m，水池室外地坪-0.45m，泵房标高-4.00m，池底-4.00m，盖板厚200mm，覆土500mm，壁厚400mm长8m，宽6m，高4m，有效水深2.3m。

室内消防管道的布置：消火栓超过10个，且室外消防用水量为15L/s，给水管道设两条进水管并成环状管网。室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，故障时停用的消火栓在一层中不能超过5个且应保证检修管道时关闭的竖管不超过1根，但设置的竖管超过3根时，可关闭2根。阀门应保持常开，并应有明显的启闭标志或信号。2.给水系统 根据“建筑给水排水设计规范”（GB50015-2003）第3.6.5条规定,幼儿园生活给水设计秒流量应按： Qg =0.2α(幼儿园α=1.2)式中： Qg——计算管段给水设计秒流量（L/s）； Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数。由流量查表，在经济流速的范围内确定管径。

参考文献：

[1] 谢辉.对某公寓热水系统设计的探讨[J].企业家天地（下旬刊）,2010,(10):242-243.

[2] 侯英娜,罗相国,卓瑞忠等.农村供水工程设计探讨[J].城市建设,2010,(30):45-46.

[3] 覃火坤,肖睿书,韦俏玲等.利用U0-αc详表和简化式快速计算住宅给水管道设计秒流量[C].//中国工程建设标准化协会建筑给水排水专业委员会、中国土木工程学会水工业分会建筑给水排水专业委员会第六届委员会成立大会暨学术交流年会论文集.2009:20-25.

[4] 王桂云.现代花园小区无负压管网增压稳流供水系统的分析与应用[J].中外建筑,2009,(2):138-139.