復雜生活給水系統設計流量計算方法匯總

張媛媛

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

給水管道的設計流量不僅是確定各管段管徑，也是計算管道水頭損失，進而確定給水系統所需壓力的主要依據。因此，設計流量的確定應符合建筑內部的用水規律。建筑內的生活用水量在1晝夜、1 h內都是不均勻的，為保證用水設計人員在給水系統設計時應根據具體供水方案按規范計算設計流量。此外增壓和儲水設備的選擇也需要依靠設計流量來確定，所以正確計算設計流量對于管徑確定、水泵流量選擇及水箱(池)容積確定都非常關鍵。筆者根據多年設計經驗將設計中遇到的各種流量計算匯總到一個給水系統原理圖中(見圖1)，并將計算方法匯總如下。

圖1 給水系統原理圖

如圖1所示，市政自來水夜間水壓高，白天水壓低。引入市政自來水，先給低區用水點直供，同時給1號水箱(低位)補水。然后1號水泵加壓從1號水箱往2號高位水箱補水。同時2號高位水箱由自來水進行夜間補給。2號高位水箱重力流供給中區用水點的同時由2號水泵加壓從2號水箱吸水往高區用水點供水。

1 設計流量計算

1)q2。q2由室外管網直接供水，故根據GB 50015-2003建筑給水排水設計規范，2009版(以下簡稱規范)3.6.3.1條q2為設計秒流量。規范將建筑物內生活設計秒流量的計算公式分為三類:第一類是住宅建筑給水管道設計秒流量，參考規范3.6.4條;第二類是用水分散型建筑給水管道設計秒流量，參考規范3.6.5條;第三類是用水密集型建筑給水管道的設計秒流量，參考規范3.6.6條。所以q2應根據建筑功能選擇相應公式計算得出。

2)q3。圖1中1號水箱之后的管道可視作建筑物內的生活用水全部由1號水泵從1號水箱吸水加壓供給，故q3為1號水箱的設計補水量，根據規范3.6.3.2條設計補水量不小于建筑物最高日平均時用水量，不大于建筑物最高日最大時用水量即介于最高日用水時段內的平均小時用水量與最高日最大用水時段內的小時用水量(可根據規范3.1.9 條、3.1.10 條計算確定)。

3)q1。圖1中q1由市政直接供水部分的設計秒流量與加壓供水部分的補水流量組成，根據規范3.6.3.3條可將二者的流量疊加作為引入管的設計流量，即q1=q2+q3。

4)q4。1號水箱、1號水泵、2號高位水箱組成了建筑物內采用高位水箱調節的生活給水系統，1號水泵的啟停由1號水箱的水位控制。故根據規范3.8.3條1號水泵的最大出水量不得小于最大小時用水量，1號水泵的最大出水量即q4。圖1中2號水箱重力流供給中區用水點的同時由2號水泵加壓從2號水箱吸水往高區用水點供水，所以q4=q5+q6，此處q5為最大用水時秒流量，q6為設計秒流量。

5)q5。圖1中q5為由2號水箱向中區用水點重力供水的設計秒流量，計算方法同q2。

6)q6。q6為由2號泵向高區用水點直接加壓供水的設計秒流量，根據規范3.8.4條生活給水系統采用調速泵組供水時，應按系統最大設計流量選泵，調速泵在額定轉速時的工作點，應位于水泵高效區的末端。此處最大設計流量應該按照管段服務人數，根據規范 3.6.1.1 條和 3.6.1.2 條兩種情況計算，單棟建筑或小區規模小用設計秒流量;小區規模大用最大時流量。

2 水量計算

1)Q1。圖1中1號水箱是建筑物內的生活用水低位貯水箱，Q1為1號水箱的有效容積，根據規范3.7.3.1條當有調節要求時(q3＜q4)按建筑物最高日用水量的20% ～25%確定;當無調節要求時(前提必須是q3＞q4)1號水箱相當于1號水泵的吸水井，根據規范3.7.4條吸水井即1號水箱的有效容積不應小于1號水泵3 min的設計流量。

2)Q2。圖1中2號水箱是建筑物內的生活用水高位貯水箱，Q2為單獨用1號水泵往2號水箱中補水時2號水箱的有效容積。根據規范3.7.5.1條，由水泵聯動提升進水的高位水箱的生活用水調節容積，不得小于最大用水時水量的50%。

3)Q3。如圖1所示Q3為單獨由市政自來水直接往2號高位水箱補水時2號高位水箱的調節容積。一般情況選用這種供水方案都是因為日間自來水供水不足，所以利用夜間補水。故根據規范3.7.5.1 條，Q3應該為最高日用水量。

4)Q4。如圖1所示2號水箱是建筑物內的生活用水高位貯水箱，先由1號水泵往2號水箱中補水，再由2號泵從2號高位水箱往用水點加壓供水，顯然此處2號水箱是中途轉輸水箱，根據規范3.7.8條為了防止初級泵每小時啟動次數不大于6次，生活用水中途轉輸水箱的轉輸調節容積宜取轉輸水泵(次級泵)5 min～10 min的流量。2號水泵即轉輸水泵，所以Q4=(5 min～10 min)×q6。

5)對比分析。根據以上計算比較Q2，Q3，Q4的大小結果為Q3＞Q2＞Q4，所以2號水箱的有效容積應按Q3確定。

總結，以上計算基本涵蓋了規范中提到的所有設計流量計算和水箱貯水量計算，工程實例中無非是上述系統中的一部分或幾部分組合，希望上述計算分析能對給排水工程師做給水系統設計有一定幫助。需要注意的是實際設計中還應結合建筑物使用功能、市政水壓以及用水時間、水箱內貯水更新周期來確定給水系統并進行具體計算。只有正確合理的計算才能設計出優秀節能的系統，才能使系統有效的運行。

［1］GB 50015-2003，建筑給水排水設計規范［S］.