復(fù)雜生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法匯總

張媛媛

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

給水管道的設(shè)計(jì)流量不僅是確定各管段管徑，也是計(jì)算管道水頭損失，進(jìn)而確定給水系統(tǒng)所需壓力的主要依據(jù)。因此，設(shè)計(jì)流量的確定應(yīng)符合建筑內(nèi)部的用水規(guī)律。建筑內(nèi)的生活用水量在1晝夜、1 h內(nèi)都是不均勻的，為保證用水設(shè)計(jì)人員在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體供水方案按規(guī)范計(jì)算設(shè)計(jì)流量。此外增壓和儲水設(shè)備的選擇也需要依靠設(shè)計(jì)流量來確定，所以正確計(jì)算設(shè)計(jì)流量對于管徑確定、水泵流量選擇及水箱(池)容積確定都非常關(guān)鍵。筆者根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)將設(shè)計(jì)中遇到的各種流量計(jì)算匯總到一個(gè)給水系統(tǒng)原理圖中(見圖1)，并將計(jì)算方法匯總?cè)缦隆?/p>

圖1 給水系統(tǒng)原理圖

如圖1所示，市政自來水夜間水壓高，白天水壓低。引入市政自來水，先給低區(qū)用水點(diǎn)直供，同時(shí)給1號水箱(低位)補(bǔ)水。然后1號水泵加壓從1號水箱往2號高位水箱補(bǔ)水。同時(shí)2號高位水箱由自來水進(jìn)行夜間補(bǔ)給。2號高位水箱重力流供給中區(qū)用水點(diǎn)的同時(shí)由2號水泵加壓從2號水箱吸水往高區(qū)用水點(diǎn)供水。

1 設(shè)計(jì)流量計(jì)算

1)q2。q2由室外管網(wǎng)直接供水，故根據(jù)GB 50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范，2009版(以下簡稱規(guī)范)3.6.3.1條q2為設(shè)計(jì)秒流量。規(guī)范將建筑物內(nèi)生活設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算公式分為三類:第一類是住宅建筑給水管道設(shè)計(jì)秒流量，參考規(guī)范3.6.4條;第二類是用水分散型建筑給水管道設(shè)計(jì)秒流量，參考規(guī)范3.6.5條;第三類是用水密集型建筑給水管道的設(shè)計(jì)秒流量，參考規(guī)范3.6.6條。所以q2應(yīng)根據(jù)建筑功能選擇相應(yīng)公式計(jì)算得出。

2)q3。圖1中1號水箱之后的管道可視作建筑物內(nèi)的生活用水全部由1號水泵從1號水箱吸水加壓供給，故q3為1號水箱的設(shè)計(jì)補(bǔ)水量，根據(jù)規(guī)范3.6.3.2條設(shè)計(jì)補(bǔ)水量不小于建筑物最高日平均時(shí)用水量，不大于建筑物最高日最大時(shí)用水量即介于最高日用水時(shí)段內(nèi)的平均小時(shí)用水量與最高日最大用水時(shí)段內(nèi)的小時(shí)用水量(可根據(jù)規(guī)范3.1.9 條、3.1.10 條計(jì)算確定)。

3)q1。圖1中q1由市政直接供水部分的設(shè)計(jì)秒流量與加壓供水部分的補(bǔ)水流量組成，根據(jù)規(guī)范3.6.3.3條可將二者的流量疊加作為引入管的設(shè)計(jì)流量，即q1=q2+q3。

4)q4。1號水箱、1號水泵、2號高位水箱組成了建筑物內(nèi)采用高位水箱調(diào)節(jié)的生活給水系統(tǒng)，1號水泵的啟停由1號水箱的水位控制。故根據(jù)規(guī)范3.8.3條1號水泵的最大出水量不得小于最大小時(shí)用水量，1號水泵的最大出水量即q4。圖1中2號水箱重力流供給中區(qū)用水點(diǎn)的同時(shí)由2號水泵加壓從2號水箱吸水往高區(qū)用水點(diǎn)供水，所以q4=q5+q6，此處q5為最大用水時(shí)秒流量，q6為設(shè)計(jì)秒流量。

5)q5。圖1中q5為由2號水箱向中區(qū)用水點(diǎn)重力供水的設(shè)計(jì)秒流量，計(jì)算方法同q2。

6)q6。q6為由2號泵向高區(qū)用水點(diǎn)直接加壓供水的設(shè)計(jì)秒流量，根據(jù)規(guī)范3.8.4條生活給水系統(tǒng)采用調(diào)速泵組供水時(shí)，應(yīng)按系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)流量選泵，調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的工作點(diǎn)，應(yīng)位于水泵高效區(qū)的末端。此處最大設(shè)計(jì)流量應(yīng)該按照管段服務(wù)人數(shù)，根據(jù)規(guī)范 3.6.1.1 條和 3.6.1.2 條兩種情況計(jì)算，單棟建筑或小區(qū)規(guī)模小用設(shè)計(jì)秒流量;小區(qū)規(guī)模大用最大時(shí)流量。

2 水量計(jì)算

1)Q1。圖1中1號水箱是建筑物內(nèi)的生活用水低位貯水箱，Q1為1號水箱的有效容積，根據(jù)規(guī)范3.7.3.1條當(dāng)有調(diào)節(jié)要求時(shí)(q3＜q4)按建筑物最高日用水量的20% ～25%確定;當(dāng)無調(diào)節(jié)要求時(shí)(前提必須是q3＞q4)1號水箱相當(dāng)于1號水泵的吸水井，根據(jù)規(guī)范3.7.4條吸水井即1號水箱的有效容積不應(yīng)小于1號水泵3 min的設(shè)計(jì)流量。

2)Q2。圖1中2號水箱是建筑物內(nèi)的生活用水高位貯水箱，Q2為單獨(dú)用1號水泵往2號水箱中補(bǔ)水時(shí)2號水箱的有效容積。根據(jù)規(guī)范3.7.5.1條，由水泵聯(lián)動提升進(jìn)水的高位水箱的生活用水調(diào)節(jié)容積，不得小于最大用水時(shí)水量的50%。

3)Q3。如圖1所示Q3為單獨(dú)由市政自來水直接往2號高位水箱補(bǔ)水時(shí)2號高位水箱的調(diào)節(jié)容積。一般情況選用這種供水方案都是因?yàn)槿臻g自來水供水不足，所以利用夜間補(bǔ)水。故根據(jù)規(guī)范3.7.5.1 條，Q3應(yīng)該為最高日用水量。

4)Q4。如圖1所示2號水箱是建筑物內(nèi)的生活用水高位貯水箱，先由1號水泵往2號水箱中補(bǔ)水，再由2號泵從2號高位水箱往用水點(diǎn)加壓供水，顯然此處2號水箱是中途轉(zhuǎn)輸水箱，根據(jù)規(guī)范3.7.8條為了防止初級泵每小時(shí)啟動次數(shù)不大于6次，生活用水中途轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸調(diào)節(jié)容積宜取轉(zhuǎn)輸水泵(次級泵)5 min～10 min的流量。2號水泵即轉(zhuǎn)輸水泵，所以Q4=(5 min～10 min)×q6。

5)對比分析。根據(jù)以上計(jì)算比較Q2，Q3，Q4的大小結(jié)果為Q3＞Q2＞Q4，所以2號水箱的有效容積應(yīng)按Q3確定。

總結(jié)，以上計(jì)算基本涵蓋了規(guī)范中提到的所有設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水箱貯水量計(jì)算，工程實(shí)例中無非是上述系統(tǒng)中的一部分或幾部分組合，希望上述計(jì)算分析能對給排水工程師做給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定幫助。需要注意的是實(shí)際設(shè)計(jì)中還應(yīng)結(jié)合建筑物使用功能、市政水壓以及用水時(shí)間、水箱內(nèi)貯水更新周期來確定給水系統(tǒng)并進(jìn)行具體計(jì)算。只有正確合理的計(jì)算才能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀節(jié)能的系統(tǒng)，才能使系統(tǒng)有效的運(yùn)行。

［1］GB 50015-2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.