目录
给水设计流量…………………………………………………………………………2
短管计算………………………………………………………………………………2
水池调节容积计算……………………………………………………………………3
热媒消耗量计算 ……………………………………………………………………...4
容积式加热器…………………………………………………………………………5
快速加热器……………………………………………………………………………6
膨胀管…………………………………………………………………………………6
管道热伸长量计算……………………………………………………………………7
饮用水计算……………………………………………………………………………7
排水流量计算…………………………………………………………………………8
洗衣工作量计算……………………………………………………………………...10
孔口和管嘴出流………………………………………………………………………10
堰流计算………………………………………………………………………………11
喇叭口溢流管计算……………………………………………………………………11
水池泄水管径计算……………………………………………………………………12
池水的泄空时间………………………………………………………………………12
给水设计流量
１住宅，公寓，集体宿舍，旅馆，医院，疗养院，休养所，诊疗所，幼儿园，托儿所，办公楼教学楼等建筑的生活给水管道设计秒流量，按下式计算：
──
ｑｇ＝０·２ａ√Ｎｇ＋ＫＮｇ（２·４─１）
式中：ｑｇ─计算管段的设计秒流量（Ｌ／ｓ）
Ｎｇ─计算管段的卫生器具给水当量总数，按表２·４─１确定；
ａ，Ｋ─根据建筑物用途而定的系数，按表２·４─２采用。
１）按上式计算结果，如计算值小于该管段上一个卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。这种情况主要发生在支管计算时，卫生器具的支管一般不需计算，可按表中所给支管管径选用。
２）如计算值大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值时，应按卫生器具给水额定流量累加值采用。
２公共浴室，洗衣房，公共食堂，实验室，影剧院，游泳场，体育场（馆）
等建筑物的生活给水管道设计秒流量，应按下式计算：
ｑｇ＝∑ｑ０ｎ０ｂ（２·４─２）
式中ｑｇ─计算管段的给水设计秒流量（Ｌ／ｓ）；
ｑ０─同类型的卫生器具给水额定流量（Ｌ／ｓ）；
ｎ０─同类型的卫生器具数；
ｂ─卫生器具的同时给水百分数，见表２·４─３。
短管计算
当管道的供水压力已经确定时，如清水池的进水管，溢流管，上区水箱向下区减压供水的供水专用管等的管径和供水流量计算，建议按短管出流方式计算。计算公式如下：
πＤ２───
Ｑ＝μ───√２ｇＨ（２·４─１１）
４
式中Ｑ─管段的通过流量（ｍ３／ｓ）；
μ─管段的流量系数；
Ｄ─管道直径（ｍ）；
ｇ─重力加速度为９·８１（ｍ／ｓ２）；
π─常数为３·１４；
Ｈ─管段两端的水头差（ｍ）。
当管段末端为自由出流时
１
μ＝──────────（２·４─１２）
─────────
√１＋∑ζ＋λＬ／Ｄ
当管道末端为淹没出流且自由表面相对Ｄ很大时
１
μ＝────────（２·４─１３）
───────
√∑ζ＋λＬ／Ｄ
式中ξ─管道局部阻力系数，详见水力计算手册；
λ─管道摩擦阻力系数，见表２·４─８；
Ｌ─管道长度（ｍ）。
表２·４─８
━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━
Ｄ（ｍｍ）│λ│Ｄ（ｍｍ）│λ│Ｄ（ｍｍ）│λ
─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
５０│０·０５１│１５０│０·０３７│４００│０·０２８
８０│０·０４４│２００│０·０３４│５００│０·０２６
１００│０·０４２│３００│０·０３０││
━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━
水池调节容积计算
Ｖ１＝（Ｑｂ－Ｑｇ）Ｔｂ（２·５─２）
式中Ｑｂ─水泵的出水量（ｍ３／ｈ）
Ｑｇ─水源的供水能力（ｍ３／ｈ）
Ｔｂ─水泵的运行时间（ｈ）
β
Ｖ０＝───Ｖ（２·６─４）
１－ａ
式中Ｐ０─罐内初次充水前的绝对压力
Ｐ１─设计最小压力，即满足给水系统最不利点供水压力所需的罐内最低
绝对压力
Ｐ２─设计最大压力，即停泵时罐内绝对压力
Ｖ０─气压罐的总容积
Ｖ─气压罐的调节(水)容积
Ｖ＝Ｖ１－Ｖ２
Ｖ１─Ｐ１时罐内气体容积
Ｖ２─Ｐ２时罐内气体容积
ａ＝Ｐ１／Ｐ２β＝Ｐ１／Ｐ０
热媒消耗量计算
１直接加热时的蒸汽消耗量按下式计算：
Ｗ
Ｇｍ＝（１·１～１·２）─────（３.４─２）
ｉｍ－ｉｒ
或
Ｗ
Ｇｍ＝（１·１～１·２）─────（３.４─３）
ｉｍ－Ｃ·ｔｒ
式中Ｇｍ─蒸汽耗量（Ｋｇ／ｈ）；
Ｗ─设计小时耗热量（ＫＪ／ｈ）按公式（３.３─３），（３.３─４）
计算；
ｉｍ─蒸汽的热焓（ＫＪ／Ｋｇ）见表３.４─３；
ｉｒ─混合后热水的热焓（ＫＪ／Ｋｇ）；
ｉｒ＝Ｃ·ｔｒ
ｔｒ─热水温度（℃）。
２间接加热时的蒸汽耗量
Ｗ
Ｇｍ＝（１·１～１·２）─────（３.４─４）
ｉｍ－ｉｎ
或
Ｗ
Ｇｍ＝（１·１～１·２）──（３.４─５）
γ
式中ｉｎ─蒸汽冷凝水的热焓（ＫＪ／Ｋｇ）；
γ─水蒸汽的汽化热（ＫＪ／Ｋｇ）。
３间接加热时热媒热水的耗量
Ｗ
Ｑｍ＝（１.１～１.２）─────────×１０－３（３.４─６）
Ｃ（ｔｍｃ－ｔｍｚ）
式中Ｑｍ─用热水作热媒时的耗量
ｔｍｃ─热媒供水水温（℃），ｔｍｃ≥ｔｒ＋１０℃；
ｔｍｚ─热媒回水水温（℃）。
４燃煤，燃油，煤气和电力直接加热时的耗量
Ｗ
Ｇｍ＝───（３.４─７）
Ｈ·Ｅ
式中Ｗ─设计小时耗热量（ＫＪ／ｈ）；
Ｇｍ─燃料耗量（Ｋｇ／ｈ）；
Ｈ─燃料发热量，见表３.４─４；
Ｅ─加热器效率。
容积式加热器
１加热面积计算
Ｗ
Ｆ＝（１·１～１·２）──────（３·５─１）
ε·Ｋ·△ｔ
式中Ｆ─表面式水加热器的加热面积（ｍ２）；
Ｗ─制备热水所需的热量（ＫＪ／ｈ）；
Ｋ─传热系数（ＫＪ／ｈ·ｃｍ２·℃），见表３·５─１；
ε─Ｋ值的附加系数，一般采用０·８～０·６；
△ｔ─热媒与被加热水的计算温度差（℃），按下式计算。
ｔｍｃ＋ｔｍｚｔｃ＋ｔｚ
△ｔ＝───────－─────（３·５─２）
２２
式中ｔｍｃ，ｔｍｚ─热媒的初温和终温（℃），
当热媒为蒸汽时，按饱和蒸汽温度计算；按蒸汽压力低于７０ＫＰａ时，按１００℃计算。当热媒为高温水时，按供、回水的最低温度计算，但热媒的初温与被加热水的温度差不得小于１０℃。
ｔｃ，ｔｚ─被加热水的初温和终温（℃）。
２贮水容积
容积式加热器的进水（冷水）一般从下部进入，在容器的底部可能产生滞流，在全部容积内产生分层现象。因此，在计算容积时应附加２０～２５％。在前面计算贮热容积时已经知道民用建筑物的贮热（水）容积Ｖ为０·７５Ｑｈ，考虑附加容积后则为Ｖ＝（１·２～１·２５）Ｑｈ，在不需要精确计算时取Ｖ≈Ｑｈ。
３水头损失
在容积式水加热器的壳程中，水的流程很短，流速很低，水头损失很小，一般为０·００５～０·０２米水柱，常常忽略不计。
快速加热器
１加热面积
快速加热器盘管的加热面积按公式（３·５─１）计算，式中的Ｋ值按表３·５─２选用，热媒和被加热水的温度差按公式（３·５─３）计算。
△ｔｍａｘ－△ｔｍｉｎ
△ｔ＝─────────────（３·５─３）
△ｔｍａｘ
ｌｎ───────
△ｔｍｉｎ
式中△ｔ─热媒与被加热水的计算温度差（℃）；
△ｔｍａｘ─热媒与被加热水在一端的最大温度差（℃）；
△ｔｍｉｎ─热媒与被加热水在一端的最小温度差（℃）
２热媒与被加热水的计算温差
水─水快速加热器，有水─水顺流交换和水─水逆流交换。其△ｔｍａｘ和△ｔｍｉｎ如图３·５─１，图３·５─２。对于汽─水快速加热器，只按利用汽化热考虑，热媒温度不变。
３水头损失计算
快速加热器的管程水流阻力为沿程阻力和局部阻力之和，按下式计算：
λ·Ｌγｖ２
ｈ＝（───＋∑ξ）──（３·５─４）
ｄ２ｇ
式中ｈ─快速加热器管程水头损失（ｍｍ水柱）；
λ─沿程阻力系数，
钢管：０·０３
铜管：０·０２
Ｌ─被加热水流程总长度（ｍ）；
ｄ─传热管计算管径（ｍ）；
ξ─局部阻力系数，可近似取∑ξ＝（ｎ－１）×１·５＋１
ｎ─加热器行程数；
γ─被加热水在平均温度时的容重（Ｋｇ／ｍ３）；
ｖ─被加热水在管内的流速（ｍ／ｓ）一般采用１～３；
ｇ─重力加速度常数。
膨胀管
当水加热器的冷水由高位水箱供给时，可采用膨胀管来解决热水的膨胀问题。膨胀管高出冷水箱最高水面的高度，可按下式计算。
γ１
ｈ＝１·２Ｈ（──－１）（３·７─１）
γ２
式中ｈ─膨胀管高出冷水箱最高水面的高度（ｍ）；
Ｈ─水加热器底部至冷水箱最高水面的垂直高度差（ｍ）；
γ１─冷水的密度（Ｋｇ／ｍ３）；
γ２─热水的密度（Ｋｇ／ｍ３）。
膨胀管的管径可按表３·７─２确定。
膨胀管上不得安装阀门，如有冰冻的可能时，应采取保温防冻措施。
管道热伸长量计算
金属管道的热伸长量按下式计算。
△ｌ＝ａ（ｔｍ－ｔ１）ｌ（３·７─３）
式中△ｌ─管道热伸长量（ｍｍ）；
ｌ─管道长度（ｍ）；
ｔｍ─计算管段热水平均温度（℃）；
ｔ１─安装管道时周围环境的气温，室内取－５℃，室外架设时取冬季室外
计算温度；
ａ─金属线膨胀系数（ｍｍ／ｍ·℃）。
碳钢管道ａ＝０·０１２
铜管道ａ＝０·０２０
饮用水计算
１冷饮水量Ｑ
Ｎ·ｑ·Ｋ
Ｑ＝─────（４·５─３）
Ｔ
式中Ｎ，ｑ，Ｋ，Ｔ─同前
２饮水冷负荷
Ｗ１＝１·２Ｑ（ｔｃ－ｔｚ）（４·５─４）
式中ｔｃ─冷水的初温（℃）；
ｔｚ─冷水的终温（℃）一般为８～１２℃
３配水管道冷损失
２（ｔｏ－ｔｚ）πＬ
Ｗ２＝∑───────────────（４·５─５）
２１ｄ1
────＋──ｌｇ（──）
ａ·ｄ1λｄ0
式中ａ─管道保温层表面散热系数（ｗ／ｍ2.Ｋ）；
ｄ1─保温层外径（ｍ）；
ｄ0─管道外径（ｍ）；
ｔｏ─管道周围的空气温度（℃）；
Ｌ─管道长度（ｍ）；
λ─保温材料的传热系数（ｗ／ｍ·Ｋ）。
４冷水箱的冷损失
（ｔｏ－ｔｚ）Ｍ
Ｗ３＝─────────（４·５─６）
１Ｘ
──＋──
ａλ
式中Ｍ─冷水箱的外表面积（ｍ2）；
Ｘ─保温层厚度（ｍ）。
５制冷量计算
制冷系统的制冷量按下式计算：
Ｗ＝１·１～１·２（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）（４·５─７）
其中Ｗ１是主要负荷，（Ｗ２＋Ｗ３）所占比例很小，因此可采用简化的计算方法，即将式（４·５─４）中的温度差增加２～４℃作为其他冷损失的补偿。变化后的公式如（４·５─８）
Ｗ＝１·２Ｑ（ｔｃ－ｔｚ＋２）（４·５─８）
６冷水箱计算
冷水箱计算包括容积计算和冷冻盘管换热面积计算。
（１）冷水箱容积一般可按贮存０·５小时的冷饮水量计算。
（２）冷冻盘管换热面积一般不需计算，按制冷系统所需的制冷量选择冷水箱。当需要复核盘管换热面积时，可按容积式加热器的计算方法计算，其传热系数采用Ｋ＝５００～６００（ｗ／ｍ2.Ｋ）。
排水流量计算
１住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼和学校等建筑的生活污水设计秒流量按下式计算：
ｑ＝０·１２ａ√Ｎ＋ｑｍ（７·３─１）
式中：ｑ─计算管段设计秒流量（Ｌ／ｓ）
Ｎ─计算管段的卫生器具排水当量总数
ａ─根据建筑物用途而定的系数，可按表７·３─２确定
ｑｍ─计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量（Ｌ／ｓ）
计算所得的流量值如果大于该管段上卫生器具排水流量的累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计算。
表７·３─１
━━┯━━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━
序││排水流量│当量│排水管
│卫生器具名称││├────────
号││Ｌ／ｓ│Ｎ│管径（ｍｍ）
━━┿━━━━━━━━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━━━━━
１│污水盆│０·３３│１·０│５０
２│单格洗涤盆（池）│０·６７│２·０│５０
３│双格洗涤盆（池）│１·００│３·０│５０
４│洗手盆，洗脸盆（无塞）│０·１０│０·３│３２
│（有塞）│０·２５│０·７５│３２
５│浴盆│１·００│３·０│３２～４０
６│淋浴器│０·１５│０·４５│５０
７│大便器│││
│高水箱│１·５０│４·５│１００
│低水箱│２·００│６·０│１００
│自闭冲洗阀│１·５０│４·５│１００
８│小便器│││
│手动冲洗阀│０·０５│０·１５│４０～５０
│自闭冲洗阀│０·１０│０·３│４０～５０
│自动冲洗水箱│０·１７│０·５│４０～５０
９│小便槽（每米长）│││
│手动冲洗阀│０·０５│０·１５│─
│自闭冲洗阀│０·１７│０·５│─
１０│化验盆│０·２０│０·６│４０～５０
１１│净身器│０·１０│０·３│４０～５０
１２│饮水器│０·０５│０·１５│２５～５０
１３│家用洗衣机│０·５０│１·５│５０
━━┷━━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━━
表７·３─２
━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━
建筑物│集体宿舍、旅馆和其他公共建│住宅、旅馆、医院、疗
名称│筑物的公共盥洗室和厕所间│养院、休养所的卫生间
──────┼───────────────┼───────────
ａ值│１·５│２·０～２·５
━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━
２工业企业卫生间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室等建筑物的生活污水设计秒流量，按下式计算：
ｑ＝∑ｑｐｎｂ（７·３─２）
式中:ｑｐ─同类型的一个卫生器具排水流量（Ｌ／ｓ）
ｎ─同类型的卫生器具数；
ｂ─卫生器具的同时排水百分数，按表７.３─３，７.３─４，７.３─５
洗衣工作量计算
ｍ·ｅ
Ｇ＝───（１３·４─１）
ｎ·Ｔ
式中Ｇ─洗衣量（Ｋｇ／ｈ）
ｍ─计算单位数（人；床；户）
ｅ─污衣量标准（Ｋｇ）见表１３·４─１。
ｎ─每日工作班制数。一般按一班制计算，大型洗衣房可按二班制计算。
Ｔ─每班工作小时数。一般按８小时计算。
孔口和管嘴出流
１各种孔口和管嘴的流量计算公式基本形式相同，只是一些系数因孔口或管嘴形状不同而异,其基本公式如下:
────
ｑ＝μω√（2ｇＨ）（14.2─9）
ω＝πｄ２／４
式中ｑ─流量（ｍ３／ｓ）；
μ─流量系数，见表14.2─5；
ω─管咀或孔口的断面积（ｍ２）；
ｄ─管咀或孔口的直径（ｍ）；
ｇ─重力加速度常数；
Ｈ─管咀或孔口前的水头（ｍ水柱）。
对于圆形孔口或管咀,公式可减化为下式：
──
ｑ＝3.477μｄ２√Ｈ（14.2─10）
２水平射流距离（图14.2─3）
──
Ｌ＝２φ√Ｈ＋ｈ（14.2─11）
式中ｈ─管咀或孔口的高度（ｍ）；
φ─流速系数见表14.3─5。
３倾斜射流距离（图14.2─4）
Ｌ
ｈ＝────────＋Ｌｔｇθ（14.2─12）
４φ２Ｈcosθ
式中θ─管咀或孔口的轴线与水平线夹角(度)；
Ｌ─倾斜射流的水平距离（ｍ）。
堰流计算
瀑布、水帘或叠水,一般均可按堰流计算。堰流基本计算公式如下:
──
ｑ＝ｍｂ√２ｇＨ３／２（14.2─13）
＝ＭｂＨ３／２（14.2─14）
式中ｑ─过流量（ｍ３／ｓ）；
ｂ─堰口宽度（ｍ）；
Ｈ─堰前水头（ｍ）；
Ｍ,ｍ─流量系统,见表14.2─6
堰流系数表14.2─6
┏━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓
┃││流量系数│┃
┃名称│φ├───────┬─────────┤注┃
┃││ｍ│Ｍ│┃
┣━━━━━┿━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━━━┿━━━━━━━━┫
┃薄避堰│０．９７│０．４２│１．８６│┃
┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨
┃宽顶堰│０．８５│０．３２│１．４１│顶宽ｃ≥２．５Ｈ┃
┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨
┃实用断面堰││０．３６│１．５９│┃
┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨
┃矩形堰││０．４─０．５│１．７７─２．２１│┃
┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨
┃梯形堰││０．４２│１．８６│ｂ≥４Ｈ┃
┗━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━┛
喇叭口溢流管计算
可按下式计算:
3/2
Ｑ＝５ＤＨ（14.4─6）
式中Ｑ─溢流量（ｍ３／ｓ）；
Ｄ─喇叭口直径（ｍ）；
Ｈ─喇叭口上淹没深度（ｍ）。
水池泄水管径计算
泄水管管径一般按水池放空时间确定,泄水管应按短管出流计算,计算公式与基本公式相同,但流量系数应采用管系流量系数。管系的流量系数按下式计算:
──
ｑ＝3.477μｄ√Ｈ（14.4─7）
1
μ＝──────────（14.4─8）
λｌ1/2
（∑ξ＋───＋1）
ｄ
式中ｑ─流量（ｍ３／ｓ）；
Ｈ─水池水面至泄水管出口中心的高差（ｍ）；
Σξ─管系各局部阻力系数之和；
λ─管道摩擦系数,与管径有关如下式,或查表14.4─2。
0.021
λ＝────（14.4─9）
ｄ0.3
Ｌ─管系长度（ｍ）；
ｄ─泄水管管径（ｍ）。
池水的泄空时间
水池泄空过程中水位逐渐下降,泄水管系的工作水头由Ｈ至Ｈ。出流量是连续变化的,泄空时间为:
ＦＨ-Ｈ。ｄＨ
Ｔ＝─────∫────（14.4─10）
3.477μｄＨ√Ｈ
───
0.575Ｆ（√Ｈ─√Ｈ─Ｈ。）
＝──────────────
μｄ
式中Ｔ─水池泄空时间（秒）；
Ｆ─水面面积（平方米）。
λ值表14.4─2
━━━━┯━━━━━━━┯━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━━━
ｄ│λ│ｄ│λ│ｄ│λ
mm││mm││mm│
━━━━┿━━━━━━━┿━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━━━
５０│０．０５１│１５０│０．０３７│３００│０．０３０
────┼───────┼───┼─────┼───┼─────
８０│０．０４５│２００│０．０３４│４００│０．０２８
────┼───────┼───┼─────┼───┼─────
１００│０．０４２│２５０│０．０３２│５００│０．０２６
━━━━┷━━━━━━━┷━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━
13
|
|
