各建筑给排水的水力计算及习题.docx

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公式(一):V=Vn+Vw-Vg
式中:V---消防水池有效容量(m3)
Vn---室内消防水池用水量(m3)
Vw---室外消防用水量(m3)
Vg---室外给水管网供水量(m3)
公式(二):Vn=Qy•ty+Qp•tp+Qm•tm
式中:Qy---室内消防栓系统的用水流量(m3/s),按高层民用建筑设计规范GB50045-,一类高层建筑取值为:|Qy=40L/s=
Qp---自动喷水系统的用水流量(m3/s),按规范取值为:Qp=20L/s=(m3/s)
Qm---防水卷帘水幕保护系统用水流量,按规范取值为:Qm=Lm•0005m3/s•mLm---被保护的防火卷帘总长度(m)
Ty---火灾延续时间(s),按高层民用建筑设计规范GB50045-,一类高层建筑取值为:ty=3h=3•360云。
Tp和tm---分别为自动喷水系统及水幕保护系统喷水时间(s),取值为|tp=tm=lh=3600s
公式(三):Vw=Qw•ty
式中:Qw―-室外消防栓系统的用水流量(m3/s),按高层民用建筑设计规范GB50045-95取用并作单位换算,一类高层建筑取值为:|Qw=30L/s=|。
公式(四):Vg=(•vs+n•Qg).ty
式中:d---室外给水环形管网管道内径(m)
vs---室外给水环形管网水流速(m/s),:
vs=
n---利用市政公共消防栓具数
Qg---市政公共消防栓流量(m3/s),可取值为:Qg=10L/s=
§3—5排水管道系统的水力计算
排水定额:
两种:每人每日消耗水量
卫生器具为标准
排水当量:为便于计算,,将其他卫生器具与其比值1个排水当量=
二、排水设计流量:
1、最大时排水量:
Q=Qd
pt
Qh=阻
用途:确定局部处理构筑物与污水提升泵使用
2、设计秒流量:
(1)当量计算法:
q=:N+q
u'Pmax
适用:住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公
楼、学校
注意点:
>Sq,
i
2)百分数计算法:
q=2qnb
up0
适用:工业企业,公共浴室、洗衣房、公共食堂、实
验室、影剧院、体育馆等公共建筑
注意点:q<一个大便器的排水流量取一个大便趋的排水流量u
三、排水管道系统的水力计算
1、排水横管水力计算:
1)横管水流特点:水流运动:非稳定流、非均匀流
卫生器具排放时:历时短、瞬间流量大、高流速
特点:冲击流——水跌——跌后段——逐渐衰减段可以冲刷管段内沉积物及时带走。
(2)冲击流引起压力变化——抽吸与回压
回压:B点:突然放水时,水流呈八字向两方向流动,即12
2g
增加(两侧空气压缩)
A、
C存水弯水位上升,严重时造成地漏反冒
②抽吸:
下降
向立管输送中,水流因惯性抽吸真空,抽吸存水弯
③措施:
a、10层以上采用底层横管单独排出
b、底层横管放大号或接表3——11保证立管距
离
c、单个卫生器具直接连接横管时,
(3)水力计算设计规定
1)充满度2)管道坡度3)自清流速4)最小管径
4、水力计算基本方法:
v=1R23IX2
n
q=wv
u
按以上公式编制水力计算表,查表3—22、3—23
5、排水立管水力计算
(1)立管水流特点:
状况:水流下落,管内有空气,水、形成不稳定流动
3个影响:
连接各层横支管,受横支管水流大小影响
下部与横干管、排出管相连接,受立管拐弯影
响
下部与横干管、排出管相连接,满流与非满流
影响
(2)水流状态
1)Q_水流没充满管道
水断面
一阶段:水流沿管壁螺旋运动,形成附壁螺旋流
原因:水流夹气受管鄙粗糙摩檫力作用结果:①不影响立管气压变化。
2)
螺旋运动加速下降过程,形成螺旋流。
Q增大,螺旋流运动停止——沿管壁作水片状(水膜)
二阶段;
原因:管壁吸附力〉水的表面力
结果:管内:气压稍有波动,不能破坏横管中的水封
3)Q_管壁水膜水流变为隔膜运动
再增大增厚
隔膜运动两个特点:短时产生不稳定水塞,充满度1/4~1/3
水膜加速运动
原因:加速运动-水膜重力平衡,临界值时Q不变,V不变,
管壁摩檫力
v:终限流速
t
终限流速——横支关入口长度=终限长度
结果:管内气压未达到破坏水封高度时,已达临界状态
三阶段:
3)
Q再增大充满度>1/3形成水塞,
水封破坏
因此:立管充满度一般取1/4~1/3
水流状况分析:
排水立管通水能力
终限流速时的流量——临界流量
临界流量Q二Wv
tt
一(d一2e)2L兀e(d一e)
兀
2
4
v
e
综合得:Q=代S-讣d23
利用上式,制成表
排水立管管径确定方法
根据最大同水能力确定,流量最大限度地充满立管断面
1/4~1/3
管材:排水铸铁管,排水硬拘氯乙烯管
接:普通伸顶同气管
专用通气立管
特制配件伸顶通气管
§2—3低层建筑室内消火栓消防系统
、消火栓系统设置范围及系统组成
1、设置范围:按《建筑设计防水规范》规定执行
2、消火栓系统组成
水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水池、水泵接和器、增压泵
(1)消火栓设备:
水枪:喷嘴口径:13、16、19mm
水带:口径50、65mm长度:15、20、25、30m消火栓口:双出口:DN65单出口:50、65mm
(2)水泵接合器:定义:连接消防车向室内消防给水系统加压装置
(3)消防水箱:
贮存10min消防水量安装高度满足最不利点消火栓所需水压要求
、消防水量与水压
1、消防水量:
根据建筑物的性质、面积、体积和消火栓布置计算确定室内消火栓、喷淋时、总水量应为其总合
2、消防水压:
H二H+h+H
qqdK
充实水柱:具有一定长度的射流
(H-H)
12
sina
3、消防水带水头损失
h=10AIq2
ddX
4、消防水压
不利点所需消防水压确定——其他消火栓校核三水源及给水方式:
1、低层室内消防水源
同室外的
2、消火栓给水方式:
无水箱、水泵方式设水箱,不设水泵方式设有消防泵和消防水箱
四、消防栓布置布置原则:水枪充实水柱——任何位置——且立管数最少
1、管道布置:
管材:热度锌钢管、给水铸铁管
P69原则
管径:竖管按最不利消火栓出水
水泵接和器设置
2、消火栓设置
(1)保证两支水枪到任何部位(W24m,体积<5000立方米除外)
(2)电梯前室设
(3)易取用地点,,出水方向朝下或与墙面成90°
(4)屋顶设实验栓
同一建筑内采用同一规格消火栓,水带长不超过25m
设置高度保证不利消火栓水压时,设直接启动按扭
3、消火栓保护半径
R二L+L
dS
L==Hcos45
dSm
4、消火栓间距
单排:一股水柱时:S]=2(R2—b2)z12
两排:两股水柱时:S二(R2—b2)12
2
一股水柱,多拍时:S二(2)12R
n
1/
多股水柱,双排时:S二-(2)12R
五消防管道系统水力计算
确定qv——分配——D、工h、H
X
1、最不利点消火栓消防流量和流量分配
2、
合用管道,按其他用水流量计算,消防流量校核
3、水头损失:与给水管道相同
4、水箱、水塔高度与消防泵
5、,
9—2屋面雨水排除计算
一、雨水量计算
1、公式:Q二KFwq5二KFwh^
10003600
2、小时降雨量厚度h=36q
55
(1+ClgP)
q=1-
5(t+b)n
广州地区:P=I年q=3・8h=137mm(见建筑给排水设计
手册)
3、汇水面积:S:水平投影面积
高出屋面侧墙a=1s相临侧墙:a=,a2Tb2x50%
2
二、水力计算
1、重力流排水系统:(檐沟外排水、敞开式内排水、高层屋面)
悬吊管、埋地管按非满流计算v《0・6m/sh/D>,
立管:按水膜重力流充满度—二1/3〜1/4
D
1,-,-
①水力计算按公式:v=nR31S
Q=
立管按Q=7886(丄)16a53D83
K
P
计算过程:
檐沟外排水,高层屋面:
①根据屋面情况布置立管
划分面积,每立管一个S
计算Q值,确定D值,按Q<表9—7值即可
泄
雨水斗接Q<表9—5值即可选择管径,连接管管径等于雨
泄
水斗管径立管管径《连接管
⑤排出管〉立管大一号,不小于200毫米。
敞开式内排水:
根据屋面情况布置雨水斗,计算每个雨水斗承担面积
根据S计算Q/,并按表9—4选择雨水斗
连接管管径=雨水斗管径
计算整个悬吊管承担的汇水流量,查表9—5、9—6,确
定悬吊管管径
立管:查表9—7
排出管:
2、压力流排水系统
1)单斗压力流:
Q按公式
=750-
2gH
九=
gn2
D13
2)多斗压力流
h按公式

g

h=工
j
3)计算过程:以天沟外排水为例
①确定屋面分水线,计算S②计算天沟W
计算V二丄R23I12
n
计算允许泄流量Q=WV
确定P;计算q并确定Q
5泄
比较Q与Q
泄
根据Q查表9—5确定雨水斗,连接管口与雨水斗相同
根据Q按V>8m/s查图4—64—74—8的D根D
下,工h<8mHO校合
2