給排水系統(tǒng)設計計算實例講解引言給排水系統(tǒng)是建筑工程的“血管”，其設計質(zhì)量直接影響建筑的使用功能與居住舒適度。設計計算作為系統(tǒng)設計的核心，需嚴格遵循《建筑給水排水設計標準》（GB____）等規(guī)范，結合建筑功能、當?shù)貧夂蚣坝脩粜枨?，確保系統(tǒng)安全、實用、經(jīng)濟。本文以某6層住宅為例，詳細講解給水與排水系統(tǒng)的設計計算流程，為工程實踐提供可操作的參考。一、給水系統(tǒng)設計計算1.1設計參數(shù)確定根據(jù)GB____，結合住宅建筑特點，選取以下設計參數(shù)：居民生活用水量標準：150L/人·日（中等城市，住宅）；時變化系數(shù)：K?=2.5（住宅用水時段集中，如早、晚高峰）；最不利點設計水壓：10m（滿足最高層衛(wèi)生器具使用要求）。1.2用水量計算實例工程概況：某6層住宅，每層2戶，每戶3人，總人數(shù)=6×2×3=36人。1.2.1最高日用水量（Q?）最高日用水量是指建筑在一年內(nèi)用水量最大的一天的總用水量，計算公式為：\[Q_d=人數(shù)\times用水量標準\]代入數(shù)據(jù)得：\[Q_d=36\times150=5400L/日=5.4m3/日\]1.2.2最大時用水量（Q?）最大時用水量是指最高日中用水量最大的一小時的用水量，計算公式為：\[Q_h=\frac{Q_d\timesK_h}{24}\]代入數(shù)據(jù)得：\[Q_h=\frac{5.4\times2.5}{24}=0.5625m3/時\]1.3設計秒流量計算實例設計秒流量是給水系統(tǒng)在瞬時峰值下的流量，用于確定管徑、水泵流量及水箱容積。住宅建筑采用當量法計算（GB____），公式如下：\[q_g=0.2\sqrt{N_g}+0.01N_g\]其中：\(q_g\)：設計秒流量（L/s）；\(N_g\)：總給水當量（1個給水當量=0.2L/s，住宅每戶當量取1.0）。計算過程：總給水當量：\(N_g=戶數(shù)\times每戶當量=6×2×1=12\)；代入公式得：\[q_g=0.2\sqrt{12}+0.01×12=0.2×3.464+0.12≈0.813L/s\]1.4管網(wǎng)水力計算實例管網(wǎng)水力計算的核心是確定管徑和計算水頭損失，確保水流順暢且壓力滿足要求。1.4.1管徑選擇管徑需滿足流量和流速要求（GB____推薦給水管道流速：0.8-1.2m/s）。設計秒流量：\(q_g=0.813L/s=0.____m3/s\)；假設流速：\(v=1.0m/s\)（符合規(guī)范）；管徑計算公式：\[d=\sqrt{\frac{4q_g}{\piv}}\]代入數(shù)據(jù)得：\[d=\sqrt{\frac{4×0.____}{3.14×1}}≈0.032m=32mm\]結論：選擇DN32鍍鋅鋼管（公稱直徑32mm），查水力計算表得其比阻\(s=1.03×10^6m^{-1}\)（水溫20℃）。1.4.2水頭損失計算水頭損失包括沿程水頭損失（管道摩擦損失）和局部水頭損失（彎頭、閥門等配件損失）：沿程水頭損失（達西-魏斯巴赫公式）：\[h_f=s\timesL\timesq_g^2\]其中，管長\(L=20m\)（假設干管總長），代入數(shù)據(jù)得：\[h_f=1.03×10^6×20×(0.____)^2≈1.36m\]局部水頭損失（取沿程的30%，GB____推薦）：\[h_j=0.3×h_f=0.3×1.36=0.41m\]總水頭損失：\[h=h_f+h_j=1.36+0.41=1.77m\]1.5水泵與水箱選型實例1.5.1水泵流量水泵流量需滿足最大時用水量，即：\[Q_p=Q_h=0.5625m3/時≈0.57m3/時\]（取整，確保余量）。1.5.2水泵揚程水泵揚程需克服水箱高度、管網(wǎng)水頭損失、最不利點水頭及水箱出口水頭（取2m），公式如下：\[H_p=H_t+h+H_z+H_o\]其中：\(H_t\)：水箱底至水泵吸水口高度（假設水箱位于屋頂，高度10m）；\(h\)：管網(wǎng)總水頭損失（1.77m）；\(H_z\)：最不利點設計水頭（10m）；\(H_o\)：水箱出口水頭（2m）。代入數(shù)據(jù)得：\[H_p=10+1.77+10+2=23.77m≈24m\]（取整）。結論：選擇ISG____型離心泵（流量0.6m3/時，揚程24m），滿足要求。1.5.3水箱容積水箱容積需滿足最高日用水量的15%（GB____推薦住宅調(diào)節(jié)容積），即：\[V_t=Q_d×0.15=5.4×0.15=0.81m3≈1m3\]（取整，采用方形水箱）。二、排水系統(tǒng)設計計算2.1設計參數(shù)確定根據(jù)GB____，排水系統(tǒng)設計參數(shù)如下：排水量標準：取給水的85%（生活污水排放系數(shù)）；管道流速：立管≥0.6m/s，橫管≥0.5m/s；充滿度：住宅立管≤50%，橫管≤60%（防止管道堵塞）。2.2排水量計算實例最高日排水量（取給水的85%）：\[Q_{d排}=Q_d×0.85=5.4×0.85=4.59m3/日\]最大時排水量（時變化系數(shù)與給水一致，K?=2.5）：\[Q_{h排}=\frac{Q_{d排}×K_h}{24}=\frac{4.59×2.5}{24}≈0.478m3/時\]2.3排水管道水力計算實例2.3.1立管管徑選擇排水立管設計秒流量采用當量法（GB____），公式如下：\[q_p=0.12\sqrt{N_p}+0.004N_p\]其中：\(q_p\)：排水設計秒流量（L/s）；\(N_p\)：總排水當量（1個排水當量=0.33L/s，住宅每戶當量取1.5）。計算過程：總排水當量：\(N_p=6×2×1.5=18\)；代入公式得：\[q_p=0.12\sqrt{18}+0.004×18≈0.581L/s\]結論：選擇DN100PVC-U排水立管（公稱直徑100mm），查水力計算表得：坡度0.02時，流速≈0.8m/s（≥0.6m/s，符合要求）；充滿度≈0.4（≤50%，符合要求）。2.3.2橫管管徑選擇排水橫管需滿足流量、坡度及充滿度要求（假設橫管坡度0.02）：流量：\(q_p=0.581L/s=0.____m3/s\)；管徑選擇：DN100PVC-U管，坡度0.02時，流速≈0.8m/s（≥0.5m/s），充滿度≈0.4（≤60%），符合要求。2.4通氣管系統(tǒng)設計實例通氣管的作用是平衡管內(nèi)壓力、防止返臭，住宅建筑采用伸頂通氣管（GB____）：通氣管管徑：比立管小一號，即DN75；安裝要求：通氣管高出屋面0.3m（防止雨水進入），與立管在頂部連接。2.5化糞池設計實例化糞池用于沉淀污水中的污泥，設計容積需滿足污泥儲存和污水停留要求。2.5.1污泥容積\[V_1=N×a×t\]其中：\(N\)：服務人數(shù)（36人）；\(a\)：每人每日污泥量（0.0007m3/人·日，GB____）；\(t\)：清掏周期（180天，常見周期）。代入數(shù)據(jù)得：\[V_1=36×0.0007×180≈4.54m3\]2.5.2污水容積污水容積取污泥容積的1.5倍（GB____推薦）：\[V_2=1.5×V_1=1.5×4.54≈6.81m3\]2.5.3總容積\[V=V_1+V_2=4.54+6.81≈11.35m3\]結論：選擇12m3磚砌化糞池（標準型號，滿足容積要求）。三、設計計算中的關鍵注意事項3.1規(guī)范依據(jù)與參數(shù)合理性嚴格遵循GB____等現(xiàn)行規(guī)范，避免違規(guī)設計；參數(shù)選取需結合當?shù)貙嶋H（如氣候、生活習慣），例如北方地區(qū)用水量標準可適當降低，南方地區(qū)可提高。3.2水力計算準確性控制沿程水頭損失需采用規(guī)范推薦的比阻或水力計算表，避免估算誤差；局部水頭損失不可忽略（如彎頭、閥門），可按沿程的25%-30%估算，或采用具體局部阻力系數(shù)計算。3.3系統(tǒng)安全性保障給水系統(tǒng)：設置減壓閥防止超壓，設置止回閥防水錘；排水系統(tǒng)：設置存水彎（水封深度≥50mm）防止返臭，設置通氣管平衡壓力，避免管道破裂。3.4施工與維護的前瞻性考慮管道布置：沿墻、柱布置，避免穿越臥室、客廳，便于維修；管材選擇：給水用PPR管（耐腐蝕），排水用PVC-U管（輕便光滑）；檢查設施：