3.6 设计流量和管道水力计算

3.6.1 原规范2003版设计流量计算存在下列问题：
    1 3000人以上支状管道计算无依据；
    2 3000人以下环状管道计算无依据；
    3 在3000人前提下按设计秒流量式(3.6.4)计算和按最大小时平均流量计算得到两种结果；
    4 居住小区给水支管按最大小时平均秒流量计算偏小，与住宅按概率法计算设计秒流量不能衔接；
    5 公共建筑区给水管道计算无依据。
    通过研究分析，对《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003版的居住小区给水管道设计秒流量概率公式和按最大小时平均流量计算方法进行比对，从而找到两种计算方法衔接点。此衔接点(即居住小区给水管道服务人数)与住宅最高日用水量定额q_L、用水小时变化系数K_h、每户卫生器具当量数N有关。为此确定居住小区给水管道设计流量计算准则，表3.6.1中的人数就是两种计算方法的衔接点：
    1 居住小区给水管道服务人数小于等于衔接点(人数)时，住宅按3.6.4概率公式计算设计秒流量作为管段流量，居住小区配套设施(文体、餐饮娱乐、商铺及市场)按3.6.5平方根法公式和3.6.6同时用水百分数法公式计算设计秒流量作为节点流量；
    2 居住小区给水干管服务人数大于衔接点(人数)时，住宅按最大小时平均流量计算作为管段流量，居住小区配套设施(文体、餐饮娱乐、商铺及市场)的规模与小区规模成正比，另一方面其最大用水时时段与住宅的最大用水时时段基本重合，故这部分流量按最大小时平均流量计算作为节点流量；
    3 小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施的用水时间(寄宿学校除外)与住宅的最大用水时并不重合，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等都与住宅最大用水时不重合，均以平均小时流量计算节点流量是有安全余量的。
3.6.1A 本条系新增条文，规定了小区室外给水管道直供和非直供的计算方法。
3.6.1B 本条规定了小区引入管的计算原则。
    1 此款的规定系与本规范第3.1.7条相呼应，漏失水量和未预见水量应在引入管计算流量基础上乘1.10～1.15系数。
    2 此款系由原第3.5.1条后半段移至本条。
    3 此款规定是为了保证小区室外给水管网的供水能力，当支状布置时引入管的管径不应小于室外给水干管的管径。
    4 此款规定小区环状管道管径相同，一是简化计算，二是安全供水。
3.6.2 居住小区的室外生活与消防合用给水管道，必须按国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2006第8.1.4条规定，在最大用水时生活用水设计流量上叠加消防流量进行复核，复核结果应满足管网末梢的室外消火栓从地面算起的流出水头不低于0.10MPa。
    本条规定的消防流量按小区内一次火灾的最大消防流量计，这是根据居住小区人口不大于15000人确定的，与现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中规定的，居住人口在2.5万人以下，火灾次数以一次计相对应。
3.6.3 高层建筑的室内给水系统，一般都是低层区由室外给水管网直接供水，室外给水管网水压供不上的楼层，由建筑物内的加压系统供水。加压系统设有调节贮水池，其补水量经计算确定，一般介于平均用水时流量与最大用水时流量之间。所以建筑物的给水引入管的设计秒流量，就由直接供水部分的设计秒流量加上加压部分的补水流量组成。
3.6.4 生活给水管道设计秒流量计算按用水特点分两种类型：一种为分散型，如住宅、宿舍(Ⅰ、Ⅱ类)、旅馆、酒店式公寓、医院、幼儿园、办公楼、学校等，其用水特点是用水时间长，用水设备使用情况不集中，卫生器具的同时出流百分数(出流率)随卫生器具的增加而减少；另一种是密集型，如宿舍(Ⅲ、Ⅳ类)、工业企业的生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等，采用同时给水百分数计算方法。而对分散型中的住宅的设计秒流量计算方法，采用了以概率法为基础的计算方法。对于公建部分，仍采用原规范平方根法计算。式3.6.4-1和式3.6.4-2分子中需乘以100，才与附录E中U和U_o相吻合。
    由于概率法中的随机事件应是同一事件，也就是说应是每一种卫生器具分别计算，然后再计算它们的组合的概率，本条的计算法将卫生器具给水当量作为随机事件是运用了“模糊”的概念，要求纳入计算的卫生器具的额定流量基本相等。因此大便器延时自闭冲洗阀就不能将它的折算给水当量直接纳入计算，而只能将计算结果附加1.20L/s流量后作为设计流量。
     式3.6.4-4是概率法中的一个基本公式，也就是加权平均法的基本公式，使用本公式时应注意：
    1 本公式只适用于各支管的最大用水时发生在同一时段的给水管道。而对最大用水时并不发生在同一时段的给水管道，应将设计秒流量小的支管的平均用水时平均秒流量与设计秒流量大的支管的设计秒流量叠加成干管的设计秒流量。第3.6.1条的居住小区室外给水管道设计流量就是采用此原则。
    2 本公式只适用于枝状管网的计算，不适用于环状管网的管段设计流量的确定。
3.6.6 将Ⅲ、Ⅳ类宿舍归为用水密集型建筑。
    其卫生器具同时给水百分数随器具数增多而减少。实际应用中，需根据用水集中情况、冷热水是否有计费措施等情况选择上限或下限值。
    对于Ⅲ类宿舍设有单独卫生间时，可按表1选用。对于Ⅳ类宿舍设置单独卫生间的情况由于并不合理，本表格未予列入。

表1  宿舍（Ⅲ类、单独卫生间）的卫生器具同时给水百分数（％）

对于Ⅲ、Ⅳ类宿舍设有集中卫生间时，可按表2选用：

表2  宿舍（Ⅲ、Ⅳ类、集中卫生间）的卫生器具同时给水百分数（％）

 

3.6.7 规定了最大用水小时的用水量，按本规范表3.1.9和表3.1.10中用水定额，使用时数和小时变化系数经计算确定，以便确定调节设备的进水管径等。
3.6.8 住宅的入户管径不宜小于20mm，这是根据住宅户型和卫生器具配置标准经计算而得出的。
3.6.10 海澄-威廉公式是目前许多国家用于供水管道水力计算的公式。它的主要特点是，可以利用海澄-威廉系数的调整，适应不同粗糙系数管道的水力计算。
3.6.11 给水管道的局部水头损失，当管件的内径与管道的内径在接口处一致时，水流在接口处流线平滑无突变，其局部水头损失最小。当管件的内径大于或小于管道内径时，水流在接口处的流线都产生突然放大和突然缩小的突变，其局部水头损失约为内径无突变的光滑连接的2倍。所以本条只按连接条件区分，而不按管材区分。
    本条提供的按沿程水头损失百分比取值，只适用于配水管，不适用于给水干管。
    配水管采用分水器集中配水，既可减少接口及减小局部水头损失，又可削减卫生器具用水时的相互干扰，获得较稳定的出口水压。
3.6.15 倒流防止器的水头损失，应包括第一阀瓣开启压力和第二阀瓣开启压力加上水流通过倒流防止器过水通道的局部水头损失。由于各生产企业产品的参数不一，各种规格型号的产品局部水头损失都不一样，设计选用时要求提供经权威测试机构检测的倒流防止器的水头损失曲线。
    真空破坏器的水头损失值，也应经权威测试机构检测的参数作为设计依据。