建筑给排水习题课.docx
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建筑给排水习题课
《建筑给水排水工程》习题课
【给水1】:
下图位某7层住宅给水管道计算草图,立管A和C为普通住宅Ⅱ型,一卫(坐便器0.5、洗脸盆0.75、淋浴器0.75各一只)一厨1.0(洗涤盆一只),有洗衣机1.0和家用燃气热水器。
24小时供水,每户3.5人。
立管B和D为普通住宅Ⅲ型,两卫(坐便器0.5、洗脸盆0.75各两只、浴盆1.2和淋浴器0.75各一只),一厨(洗涤盆1.0一只),有洗衣机1.0和家用家用燃气热水器。
24小时供水,每户4人。
用水定额和时变化系数均取平均值,
1计算各立管和水平干管的U0值
2求管A1~A2,A7~A,B1~B2
B7~B,A~B,B~C,C~D,D~E的设计秒流量
解
1.查25页表2.2.1确定用水定额和时变化系数
⑴Ⅱ住宅用水定额(130+300)/2=215L/人d,
时变化系数(2.8+2.3)/2=2.55
⑵Ⅲ住宅用水定额(180+300)/2=250L/人d,
时变化系数(2.5+2.0)/=2.25
2.查23页表2.1.1确定每户当量数
⑴Ⅱ住宅N=0.5+0.75+0.75+1.0+1.0=4.0
⑵Ⅲ住宅N=0.5×2+0.75×2+0.75+1.2+
1.0+1.0=6.45
3.立管A和立管C的U0值
4.立管B和立管D的U0值
5.干管BC的U0值
6.干管CD的U0值
7.干管DE的U0值与干管BC的U0值相同
8部分管段设计秒流量
管段
当量N
U0%
设计秒流量
A1~A2
4
2.8
0.41
A7~A
28
2.8
1.15
B1~B2
6.45
2.0
0.52
B7~B
45.15
2.0
1.44
A~B
28
2.8
1.15
B~C
73.15
2.3
1.90
C~D
101.15
2.5
2.30
D~E
146.3
2.3
2.79
卫生器具
数量
(N)
N
(q)
q
洗脸盆
2
0.5
0.75
0.1
0.15
0.15淋0.1浴
4
0.5
0.75
0.1
水箱大便器
3
0.5
【给水2】:
某商场内公共卫生间给水管网见下图
求各管段流量。
解:
商场、α=1.5、K=0、α2=2.25、
管段
编号
∑Ng
qg
备注
1~2
∑Ng=0.5<α2=2.25
qg=0.2×0.5=0.1
2~3
∑Ng=1.0<α2=2.25
qg=0.2×1.0=0.2
7~8
∑Ng=0.5<α2=2.25
qg=0.2×0.5=0.1
10~3
∑Ng=2<α2=2.25
qg=0.2×2=0.4
3~4
∑Ng=1+2=3
qg=0.3√3=0.52
0.2+0.4
=0.6>0.52
13~4
∑Ng=0.5×3<α2=2.25
qg=0.2×1.5=0.3
4~5
∑Ng=1.+2+1.5=4.5
qg=0.3√4.5=0.64
0.3+0.52
=0.82>0.64
5~6
∑Ng=0.75×2+0.75×4+0.5×3=6
qg=0.3√6=0.73
0.64+0.52=1.16>0.73
3×~5
∑Ng=1+2=3
qg=0.3√3=0.52
0.4+0.2
=0.6>0.52
【给水3】:
某工厂车间生活间给水管网同上例,
卫生器具
数量
q01
q02
b
洗脸盆
2
0.10
0.15
80(60~100)
淋浴
4
0.10
0.15
100
大便器
3
0.1
30
求各管段流量。
管段
编号
qg
分散型
密集型
1~2
qg=0.10
0.10
0.10
2~3
qg=0.10×2×0.8=0.16
0.20
0.16
7~8
qg=0.10
0.10
0.10
10~3
qg=0.1×4=0.4
0.40
0.40
3~4
qg=0.16+0.4=0.56
0.52
0.56
13~4
qg=0.1×3×0.3=0.09<0.1,取qg=0.10
0.30
0.10
4~5
qg=0.16+0.40+0.09=0.65
0.64
0.65
5~6
qg=(0.15×2×08)+(0.15×4)+(0.1×3×0.3)=0.93
0.73
0.93
3×~5
qg=0.10×2×0.8+0.1×4=0.0.56
0.52
0.0.56
【消防1】:
某13层普通教学楼,低层层高5米,其它层层3.5高米。
有4根立管,消火栓系统见下图,设计该楼的消火栓给水系统。
1基本参数
1)建筑物总高度:
5+3.5×12=47<50米,属一般高层建筑
2)充实水柱:
Hm≥10米(高规7.4.6.2)
3)室内最小出水量Qmin=5×4=20l/s,每只水枪最小出水量
qmin=5l/s(高规表7.2.3的⑤47<50米,同时使用水枪支
4)立管流量分配:
QⅠ=10l/s,QⅡ=10l/s;
5)水枪:
d=19mm,B=0.158,消火栓DN=65mm,
水带,DN=65mm,长Ld=20m<25m。
2确定计算管路1,2,……a,b,c,d,e.
3水枪实际出水量qxh与消火栓口压力Hxh计算
1)第13层消火栓
查表得:
⑴水枪实际出水量qxh1=qmin=5l/s,
⑵此时充实水柱Hm=11.45m>10m;(内插)
⑶水枪口压力Hq=155KPa。
⑷消火栓口压力Hxh1=Hk+Hd+Hq
=Hk+AZLdq2xh1+Hq
=20+155+0.043×20×52
=197(KPa)=19.7m
2)第12层消火栓
⑴消火栓口压力
Hxh2=Hxh1+层高=197+3.5×10=232KPa
(忽略12~13层水头损失,小于5KPa)。
⑵水枪出水量qxh2
由公式Hxh2=Hk+Hd+Hq
=Hk+AZLdq2xh2+q2xh2/B可得:
(l/s)
4计算管路流量
管段
1~2
2~a
a~b
b~e
QXl/s
5
5+5.47=10.47
10.47
10.47×2=20.94
5水力计算
因为是高层建筑,所以,干管、立管管径都选DN100mm,
连接消火栓的管径取70mm。
列表进行水力计算。
管段
编号
L
(m)
QX
l/s
DN
mm
V
m/s
i
KPa/m
hy
KPa
1~2
3.5
5
100
0.58
0.0749
0.26
2~b
61.7
10.43
100
1.21
0.295
18.20
b~e
40
20.86
100
2.42
1.18
47.2
∑
66
6水泵设计
1)总水头损失HZ=1.2×66=79KPa=7.9m。
2)水泵扬程
Hb=H1+H2+Hxh=(44.6+3.5)+7.9+19.7=75.7m.
7水泵结合器
室内消防总水量为20.94l/s。
DN100mm水泵结合器出水量为10~15l/s,选用2个DN100mm水泵结合器。
8减压孔板设计计算
1)每层立管总水头损失
h=1.2×ΔH×0.295
层高ΔH=5m时,hi=1.77KPa;
层高ΔH=3.5m时,hi=1.24KPa;
2)第I层的几何高差产生的静水压力
10ΔHi=10(5+3.5×(12-i))
3)第I层的水头损失
hi=1.77+1.24×(12-i)
4)最小减压数值Himin(否则消火栓口压力大于500KPa)
Himin=10ΔHi+hi+Hxho-500(KPa)
5)最大减压数值Himax(否则消火栓口压力于HqKPa)
Himax=10ΔHi+hi(KPa)
6)都选21mm减压孔板,减压258KPa,
7)减压后消火栓口压力Hxh=10ΔHi+hi+Hq-Hj
减压后消火栓口压力间下表。
底部1~5层减压值计算见下表
楼层
10ΔHi
KPa
hi
KPa
HXh0
KPa
HXh0
KPa
Himin
KPa
Himax
KPa
孔径
Hj
KPa
减压后
HxhKPa
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
六
260
9
197
466
269
21
258
208
五
195
10
197
502
2
305
21
258
244
四
330
12
197
539
39
342
21
258
281
三
365
13
197
575
575
378
21
258
317
二
400
14
197
611
111
414
21
258
353
一
435
15
197
647
147
450
21
25
389
⑸=⑵+⑶+⑷-500
⑹=⑵+⑶
【消防2】一栋5层旅馆设有空气调节系统,层高3m,各楼层有服务员,楼梯间分别设于两端头,中间走道宽B=2.4m,长度L=42m,仅在走廊设置闭式系统,设置吊顶型喷头,喷头工作压力0.05MPa。
计算设计作用面积内的喷头数;
解:
1确定建筑类型
⑴旅馆属民用建筑;
⑵建筑高度
h=3×5=15m,小于24m,属非高层民用建筑;
⑶层高
已知层高3m,净空高度小于8m,不是高大净空场所。
2确定设计参数
⑴危险等级查《自规》附录A,
①旅馆建筑高度小于24m;
②设有空气调节系统;
③查《自规》附录A属于轻危险级。
⑵喷水强度查表8.29,喷水强度取q=4L/(min.m2)。
⑶喷头口的工作压力题给0.05Mpa。
⑷作用面积
①仅在走道设置单排喷头的闭式系统,其作用面积为最大疏散距离所对应的走道面积(《自规》5.0.2);
②因楼梯间分别设于建筑物的两端头,最大疏散距离为走道长度42m的一半;
③作用面积为
m2
3计算确定喷头的间距
⑴每个喷头的流量
采用标准喷头,其流量系数为80,每个喷头的流量为
L/min
⑵每个喷头的保护面积
①每个喷头的流量56.57L/min;
②喷水强度为q=4L/(min.m2);
③每个喷头的保护面积为
m2
⑶每个喷头的保护半径
m
⑷喷头间距
m
4喷头数
⑴作用面积内的喷头数
个
DN
A
25
4.367
32
0.9386
40
0.4453
50
0.1108
70
0.02893
80
0.01168
100
0.002674
125
0.0008623
150
0.0003395
DN
C
25
1.883
32
1.054
40
0.7956
50
0.4788
70
0.2836
80
0.2014
100
0.1155
125
0.07533
150
0.05299
【消防3】:
某高层建筑10层,长40米,宽20米,层高3.5米,水池最低水位标高-5米。
属中危险级Ⅰ级。
设计闭式自动喷水灭火系统。
1数据参数:
1)喷水强度:
6l/min.m2;
2)理论作用面积:
160m2;
3)最不利喷头出水量:
(0.1MPa)q=1.33l/s=80l/min;
4)喷头间距:
2.4m≤S≤3.6m,距墙:
≤1.8m;
5)理论作用面积的长边:
2系统布置
⑴喷头间距
①试算:
40/3.6≈11.11个,取12个
②喷头间距:
40/12=3.33m,取喷头间距S=3.4m,
③端点喷头距墙:
(40-3.4×11)/2=1.3m<1.8m
⑵支管间距
①采用正方形布置:
支管间距也取S=3.4m
②支管数20/3.4=5.88,取6根支管
③两侧支管距墙:
(20-3.4×5)/2=1.5m<1.8m
3.作用面积计算
最不利作用面积在10层最远点,
长方形,3根支管,每根支管5个喷头,
作用面积:
长边3.4×4+1.3+1.7=16.6m
宽边:
3.4×2+1.7+1.5=10m,
作用面积F=16.6×10=166m2大于160m2。
符合要求。
校核长边:
小于16.6m,符合要求
4设计流量
1)作用面积内理论设计流量
QL=Fq0/60=166×6/60=16.6l/s
2)作用面积内计算设计流量
Q设=q×m=1.33×15=19.95/s
5校核
1)校核流量:
Q设/QL=19.95/16.6=1.20(在1.15~1.30之间)
2)校核强度
(1)作用面积内平均强度:
q平=60Q设/F=60×19.95/166=7.21l/min.m2>6l/min.m2
(2一支喷头的喷水强度:
q1=1.33×60/(3.4×3.4)=6.90l/min.m2>6l/min.m2
6按控制标准确定管径
管段
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
8~9
9~13
管径
25
32
40
50
50
50
70
80
100
7列表进行水力计算
管段编号
喷头数
管径
mm
流量
l/s
管长
m
流速
水头损失(KPa)
1~2
1
25
1.33
3.4+0.2+0.3
1.883×1.33=2.44
4.367×1.332×4.4=33.99
2~3
2
32
2.66
3.4+1.8+0.3
1.05×2.66=2.79
0.9386×2.662×5.5=36.53
3~4
3
40
3.99
3.4+2.4+0.3
0.8×3.99=3.10
0.4453×3.992×6.1=43.24
4~5
4
50
5.32
3.4+3.1
0.47×5.32=2.50
0.1108×5.322×6.5=20.8
5~6
5
50
6.65
3.4+3.0
0.47×6.65=3.13
0.1108×6.652×6.5=31.85
6~7
5
50
6.65
1.7+0.5
33.13
0.1108×6.652×2.2=10.78
7~8
5
70
6.65
3.4+3.7+0.6
0.283×6.65=1.88
0.02893×6.652×7.7=9.85
8~9
10
80
13.3
3.4+0.8
0.2014×13.3=2.71
0.01168×13.32×4.2=8.68
9~13
15
100
19.95
11.9
0.1155×19.95=2.29
0.002674×19.952×11.9=12.66
13~池
3.5×10+5=40
0.002674×19.952×40=42.57
∑
=2414.5
8总水头损失H2=241.5KPa
9报警阀水头损失H3=20.0KPa
10水泵扬程H1=H2+H3+H3+H4+H5
=(35+5)+241.5/9.8+20/9.8+100/9.8+5=81.89m
小于120m
【热水.1】某酒店设有集中热水供应系统,采用立式半容积式水加热器,最大小时热水用水量为9800L/h(60℃),冷水温度为10℃,水加热器热水出水温度为60℃,密度为0.98kg/L,热媒蒸汽压力为0.4MPa(表压),饱和蒸汽温度为151.1℃,热媒凝结水温度为75℃,热水供应系统的热损失系数采用1.1,水垢和热煤分布不均匀影响传热效率系数采用0.8,应选用容积为1.5m3、传热系数为1500W/(m2·℃),盘管传热面积为3.6m2的热交换器几个。
解:
⑴求设计小时耗热量
Qh=1.163(60-10)0.98×980=558472.6W(GP905.3.2)
⑵求计算温差
Δtj=(151.1+75)/2-(60+10)/2=78.05℃(GP915.4.7)
⑶求换热面积
F=(1.1×558472.6)/(0.8×1500×78.05)=6.56m2(GP915.4.6)
⑷求贮热容积
V=(3.6×558472.6×15)/(60-10)×4.187×60=2.4m3(FP6473.4.10式)
⑸按换热面积
6.56/3.6=1.82需2个
⑹按贮热容积
(1+α)2.4/1.5=2.4/1.5=1.6需2个(GP915.4.9)
R49
【热水2】某宾馆客房有300个床位,热水当量总数N=289,有集中热水供应,热水用水定额取平均值,设导流型容积式水加热器,热媒为蒸汽。
加热器出水温度为60℃,密度为0.98kg/L;冷水温度为10℃,密度为1kg/L;设计小时耗热量持续时间取3小时,试计算
1.设计小时耗热量
2.设计小时热水量(60℃)
3.贮热总容积
4.设计小时供热量
解:
⑴计算设计小时耗热量
Qh=5.61×300×140×4187×(60-10)×0.98/86400
=559497W(GP895.3.1-1)
⑵计算设计小时热水量(60℃)
qrh=559497/1.163×(60-10)×0.98=9818L(GP905.3.2)
⑶计算贮热容积
V=(3.6×559497×30)/(60-10)×4.187×60=4811L
(GP915.4.10FP6473.4.10式)
⑷贮热总容积
Vr=(1+0.15)×4811=5533(GP915.4.9)
⑸设计小时供热量
Qg=559497-1.163×0.85×5533(60-10)×0.98/3
=470159W(GP905.3.3--1)
【热水3】某宾馆客房有300个床位,热水当量总数N=289,有集中热水供应,热水用水定额取平均值,设半容积式水加热器,热媒为蒸汽。
加热器出水温度为60℃,密度为0.98kg/L;冷水温度为10℃,密度为1kg/L;设计小时耗热量持续时间取3小时,试计算
1设计小时耗热量
2设计小时热水量(60℃)
3贮热总容积
4设计小时供热量
解:
⑴计算设计小时耗热量
同例题2
⑵计算设计小时热水量(60℃)
同例题2
⑶贮热总容积
Vr=(3.6×559497×15)/(60-10)×4.187×60=2405L
(GP915.4.10FP6473.4.10)
⑷设计小时供热量
Qg=Qh=559497GP905.3.3-2)
【热水4】某宾馆客房有300个床位,热水当量总数N=289,有集中热水供应,热水用水定额取平均值,设半即热式水加热器,热媒为蒸汽。
加热器出水温度为60℃,密度为0.98kg/L;冷水温度为10℃,密度为1kg/L;设计小时耗热量持续时间取3小时,试计算
1设计小时耗热量
2设计小时热水量(60℃)
3贮热总容积
4设计小时供热量
解:
计算设计小时耗热量
同例题2
⑵计算设计小时热水量(60℃)
同例题2
⑶贮热总容积
V=0(GP915.4.10)
⑷设计秒流量
qg=0.2×2.5×2890.5=8.5L/s(GP653.6.5)
⑸设计小时供热量
Qg=8.5×(60-10)×4187×098=1743886w(GP905.3.3-3)
【热水5】右图为某建筑热水配水管网已知t5=60℃,t1=50℃,各管段的热损失分别为;Q1~2=Q8~3=Q9~4=Q10~5=3000W;ρr=1
Q2~3=1800W;
Q3~4=2100W;
Q4~5=2400W;
Q5~6=6900W;
水的比热C≈4200j/kg·℃,
求各管段的循环流量(L/s)
1求管段累积热损失
∑Q2~3=3000+1800=4800W;
∑Q3~4=4800+3000+2100=9900W;
∑Q4~5=9900+3000+2400=15300W;
∑Q5~6=15300+3000+6900=25200W;
2求总循环流量
q6~5=∑Q6~5/(t6-t1)C=25200/10·4200=0.6L/s
3其它管段循环流量
1)q5~4=q6~5∑Q4~5/(∑Q5~6-Q5~6)
=0.6×15300/(25200-6900)=0.5L/s
2)q5~9=q6~5-q5~4=0.6-0.5=0.1L/s
3)q4~3=q5~4∑Q3~4/(∑Q4~5-Q4~5)
=0.5×9900/(15300-2400)=0.38L/s
4)q4~8=0.5-0.38=0.12L/s
5)q3~2=q4~3∑Q2~3/(∑Q3~4-Q3~4)
=0.38×4800/(9900-2100)=0.23L/s
6)q3~7=0.38-0.23=0.15L/s
7)q2~1=q3~2=0.23L/s
4循环流量简化计算方法
⑴计算各管段的设计小时耗热量Qhj(W)
Qh=qrm(tr-ltl)Cρr/86400(W)
⑵计算各管段的累积热损失
∑QJ=(3%~5%)Qh
⑶计算总循环流量
(L/h)
式中:
Δt——配水管道热水温差,取5~10℃
⑷计算其他管段的循环流量
【热水6】某住宅楼6层,8根热水立管,下行上给式,冷水温度10℃,热水温度60℃,每户4人热水用水量标准60L/d.人,求总循环流量
解
⑴每根立管的小时耗热量
Wh=qrm(Tr-tl)Cρr/86400
=6×4×60×(60-10)4200×1/86400=3500W
⑵每根管段的累积热损失
WJ=(3%~5%)Whj=0.04×3500=140(W)
⑶系统总热损失
∑WJ=140×8=1120W
⑷总循环流量
Q=∑Wj/(tr-tl)C=1120/10·4200=0.027L/s
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