建筑给水系统多分支管路最不利配水点的水力试算确定方法

1. 问题的提出

建筑给水系统水力计算的目的在于合理确定给水管网各管段的管径，并校核其通过设计秒流时，室外市政管网水压是否满足室内给水管网所需水压；若室外管网水压不能满足室内管网所需水压时，须确定高位水箱安装高度及选定相应加压装置。按照《建筑给水排水设计规范》第2.6.3 条的要求，无论给水系统是采取利用室外管网水压的直接给水方式，还是选用水箱或水泵加压的给水方式，水力计算都必须满足室内给水管网中最不利点所需水压。

要进行室内管网水力计算并满足水力计算的要求，首先要确定给水系统最不利配水点的位置及相应的计算管路。最不利配水点，一般认为是系统中的最高最远点，其所需的供水压力最大，也即整个给水系统所需水压。

2. 理论分析

以建筑内上行下给式给水系统为例(如图1所示)，可知系统所需水压可根据下式计算确定。

H= H1+H2+H3+H4

式中H，建筑内给水系统所需总水压，自室外引入管起点轴线算起，mH ₂ O；

H1 ，最不利配水点与室外引入管的标高差，mH ₂ O；

H2 ，计算管路的水头损失，mH ₂ O；

H3 ，水流通过水表的水头损失，mH ₂ O；

H4 ，计算管路最不利配水点的流出水头，mH ₂ O。

从以上讨论可看出最不利配水点也称为给水系统的控制点，换句话说，只要最不利配水点达到所需水压，系统中其它所有点的供水压都将得到保证。

如何确定最不利配水点是室内给水管网水力计算中一个至关重要的问题。对于一些管网，最不利配水点是显而易见的，无需计算确定，而对于一些较复杂的管网，尤其是有几个分支的管路，每一支管上用水器具又不相同，凭直观是很难准确判断出最不利配水点的位置及计算管路。在这种情况下，最不利配水点位置就需要经过试算确定。

图1 建筑给水系统所需压力

3. 示例

下面通过举例说明给水管网最不利配水点的试算确定方法和步骤。

已知某学生宿舍底层及标准层平面图如图2所示，楼层共三层。每层设置有盥洗间、厕所，并且其内部卫生设备各层完全相同，室外给水管在宿舍的北侧，其埋深为) 1.00m。试确定其最不利配水点，并校核当室外水压为19.0m时(从地面算起)，是否满足室内所需水压。

1 、首先根据具体情况确定给水方式为直接给水方式，并且管路为上行下给式；

2 、根据卫生间大样图及给水方式，绘制给排水平面图及给水系统图，如图2、3 所示；

3 、把管网各个分支管路末端暂拟定为最不利点，对管网中节点进行编号，并标明由绘图比例确定的管段长度，统计出各管段的给水当量数。

4 、按建筑物性质和卫生器具当量数，计算各管段的设计秒流量；

5 、进行水力计算，在流速允许的范围内，确定各分支管路中各管段的直径和水头损失，见表1。

图2 室内给水管网平面图

(a)  底层给水管网平面布置图 (b) 二、三层给水管平面布置图

表1 卫生间给水管网水力计算表

图3 给水管网系统图

6 、计算各分支管路末端拟定的最不利点所需水压：

按配水点计：

H1=7.5-(-1.0)+1.25 ×(1546-248-52-111-35-114+389)/1000+5.0=15.22mH ₂ O

按配水点1c计：

H2=7.6-(-1.0)+1.25 ×(2717+298+398)/1000+2.0=14.86mH ₂ O

按配水点1d计：

H3=7.55-(-1.0)+1.25 ×(3814+298+389)/1000+4.0=18.18mH ₂ O

注：局部水头损失按沿程水头损失的25%计算。

7 、通过比较，可得出所需水压最大的拟定的最不利配水点即为给水系统的最不利点。

三个分支管路的末端配水点中，1d点所需水压最大，为18.18mH2O，因此1d点为给水系统的最不利配水点。室外水压为19.0mH ₂ O，完全满足室内给水系统所需的压力。

4. 几点注意

1) 最不利配水点的确定是建筑给水系统水力计算中不可避免的问题；

2) 最不利配水点所需水压也即整个建筑给水系统所需水压，因此最不利配水点的正确确定对保证整个给水系统符合水力计算要求，满足系统所需水压具有重要意义；

3) 多分支管路系统复杂，须分管逐段进行水力计算末端配水点所需水压，才能最终确定整个系统的最不利配水点，计算复杂，工作量大；

4) 对于设有水箱的上行下给式的其它的给水方式的系统，可用同样的方法确定出给水系统的最不利配水点。