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3 建筑给水系统
3.1给水系统方案的确定
该建筑为高层建筑，市政管网所提供的最小资用水头为280kpa, 若只采用一个给水系统供水，建筑低层的配水点所受的静水压力很大，易产生水锤，损坏管道及附件，流速过大产生水流噪音；低层压力过大，开启水龙头时，水流喷溅严重；使用不便，根据《建筑给水排水设计规范》，卫生器具的最大静水压力不宜超过0.45MPa。由于其层数多，竖向高度大，为避免低层配水点静水压力过大，进行竖向分区。据设计资料以及规范中的要求并结合该楼的功能分区，将该建筑在竖向上分为3个供水区，低区为1～2层；中区为3~12；高区为13～22层。低区利用市政给水管网供水压力直接供水；中区和高区采用变频水泵加压供水。本设计采用高区每层均设减压阀的供水方式，采用Y型减压稳压阀。阀后压力在0.2MPa左右，使供水达到最大舒适度。
变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式，可以实现水泵流量供水时保持高效运行，使运行更可靠、更合理、更加节能。变频调速水泵具有以下优点：
⑴设备时刻监测供水量，使机组处于高效节能的运行状态。水泵软启动，启动电流小，能耗少。
⑵设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，节省水箱占地面积，又可有效的避免水质的二次污染，给水系统也随之相应简化。
⑶水泵软启动，减少了水泵机组的机械冲击和磨损，因而延长了设备的使用寿命。 ⑷管理简便、运行可靠。
⑸无负压设备可以充分利用市政管网的压力，并且不会使市政管网产生负压。 ⑹无负压供水设备不需设水池，避免二次污染。
前已述及，该建筑给水系统竖向分三个供水区，地上一~二层为低区，利用市政管网供水压力直接供水。3～12层为中区，13~22层为高区。中区和高区采用变频调速水泵供水。机组设置在地下室，给水设备间。 3.2 给水管网水力计算
进行给水管网最不利管段的水力计算，目的是算出各管段的设计秒流量，各管段的长度，计算出每个管段的当量数，进而根据水力计算表查出各管段的管径，每米管长沿程水头损失，计算管段沿程水头损失，最后算出管段水头损失之和，进而根据水
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头损失算出所需压力。
根据设计规范，住宅区为普通住宅Ⅱ，最高日生活用水定额取280L/(人?d)，小时变化系数取Kh=2.5，每户3.5人，使用时数T=24。 3.2.1设计秒流量
当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量公式是：
qg?0.2?U?Ng (3.1)
式中 qg ——— 计算管段的设计秒流量，L/s；
U ——— 计算管段的卫生器具给水当量同时出水概率，%；
Ng ——— 计算管段的卫生器具的给水当量总数；
0.2 ——— 以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，其单位为L/s。 设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率来确定的，而卫生器具的给水当量同时出流的概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率U0有关。根据数理统计结果得卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为：
U?1??c(Ng?1)0.49Ng(%) (3.2)
式中 ?c———对于不同的卫生器具的给水当量平均出流概率U0的系数
卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率计算公式为：
U0?qdmkh(%) (3.3)
0.2?Ng?T?3600式中 U0 ——— 生活给水管道最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率，%；
qd ——— 最高日用水定额，L/(人·d)；
m ——— 用水人数，人； kh——— 小时变化系数；
T ——— 用水时间。 查表知普通住宅Ⅱ型U0可取U0=3.0
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由《建筑给水排水设计规范》附录D可以查出qg（内插法）。 根据规定，各卫生器具的给水当量如下：
淋浴器Ng=0.75，洗脸盆Ng=0.75，坐便Ng=0.5，洗涤盆Ng=1.0，洗衣机水嘴
Ng=1.0。
生活给水管道的水流速度如下：
DN15～DN20，v＝0.6～1.0m/s；DN25～DN40，v＝0.8～1.2m/s；DN50～DN70，v≤1.5m/s；DN80及以上的管径，v≤1.8m/s。 3.2.2中高区给水管网水力计算
中区水力计算结果见表3.1
表3.1中区给水系统水力计算表
当量 总数∑Ng 设计 秒流量 沿程水 头损失 计算 管段 编号 qg （L/s） 0.2 0.27 0.31 0.45 0.65 0.94 1.17 1.37 1.55 1.72 2.56 3.24 管径 DN （mm） 流速 v (m/s) 单阻 管长 i L （kPa/m） （m） hy （kPa） 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 1.0 1.75 2.25 4.75 9.5 19 28.5 38 47.5 57 114 171 15 20 20 25 32 32 40 40 50 50 50 70 0.99 0.712 0.816 0.685 0.64 0.92 0.702 0.822 0.589 0.654 0.968 0.842
0.940 0.501 0.450 0.234 0.159 0.305 0.144 0.188 0.077 0.093 0.185 0.114 1.4 1.5 0.6 0.9 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 17.3 13.2 15.5 1.316 2.0675 2.3375 2.5481 2.9933 3.8473 4.2505 4.7769 4.9925 6.6014 9.0434 10.8104 - 7 -
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3.2.4 水表水头损失计算
计算水表的水头损失，水表的水头损失可按下式计算：
hd=
式中 hd—— 水表的水头损失，kPa；
2qgKb （3.5）
qg—— 计算管段的给水设计流量，m3/h；
Kb—— 水表的特征系数，一般由生产厂提供，也可按下述计算：
2Qmax旋翼式水表：Kb?；
1002Qmax螺翼式水表：Kb?, 其中Qmax为水表的过载流量，m3/h。
10水表的水头损失应满足表3.3的规定，否则应适当放大水表的口径。
表3.3 水表的水头损失允许值（kPa）
表型 旋翼式 螺翼式 正常用水时 小于24.5 小于12.8 消防时 小于49.0 小于29.4 该楼水流量较小，分户表选用湿式水表LXS。
中高区的分户表，即在管段3-4，设计秒流量0.45L/s=1.62m3/h，选用水表LXS-20C，常用流量2.5m3/h，过载流量5m3/h，水表损失
h1=
2100qg2Qmax100?1.622?10.50 kPa =25总水表安装在进水总设11-12管段， 计秒流量为3.24L/s=11.664m3/h，为了安全，水表均选用LXS-50C，常用流量15m3/h，过载流量30m3/h，总水表的水表损失
h总 ?2100qg2Qmax100?11.6642??15.12 kPa 230 水表的总水头损失为25.62 kPa。
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3.3 设备的计算与选择
系统所需压力按下式计算：
H?H1?H2?H3?H4 (3.6)
式中 H—系统所需水压，kPa；
H1—贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa； H2—管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的25%；
H3—水表的水头损失，kPa；
H4—最不利配水点的流出水头，kPa。 H=
中高区生活给水泵的计算与选择
变频调速供水方式，水泵的出水量要满足系统高峰用水要求，故中高区水泵的出水量应按中高区给水系统的设计秒流量确定。
由表3.1，中区给水设计秒流量为Qs=5.69L/s。
高区最不利点为洗涤盆，流出水头取50kPa。所需压力：
H=40.65?10+1.25?19.265+10.50+50=491.08kPa
由表3.2，高区给水设计秒流量为Qs=5.69L/s。
高区最不利点为洗涤盆，流出水头取50kPa。所需压力：
H=69.65?10+1.25?23.992+10.50+50=786.99kPa
该设计中，中高区根据流量和扬程各选用一套无负压变频机组向中高区供水。每层水表前均设减压稳压阀。 3.4 管材
镀锌钢管是我国长期以来在生活给水中采用的主要管材，镀锌钢管质地坚硬，刚度大，市场供应完善，施工经验成熟。但镀锌钢管也存在着一些问题：管道由于长期工作，镀锌层逐渐磨损脱落，钢体外露，管壁腐蚀，出现黄水，污染水质，污染卫生洁具；长久的锈蚀使管道断面缩小，水流阻力增大。
本设计中给水系统采用给水PP-R聚丙烯管。具有以下优点： （1）耐高温、高压。
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