Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍给水管网设计探讨

Ⅲ lV类 学 生 宿 舍 给 水 管 网 设 计 探 讨 颜 强 蒋 龙 张 勤。 王圆敏 郭艳伟。 (1重庆大学建筑设计研究院，重庆 400045；2中国建筑西南设计研究院有限公司，成都 610041； 3重庆大学城市建设与环境 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院，重庆 400045；4筑博设计股份有限公司成都分公司，成都 610042) 摘要 在市政管网供水充足的条件下，针对某大学已建工程存在供水压力及水量不足的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 进 行改造，重点分析Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍集中用水时，设计秒流量确定应考虑的因素，给水管网布置对上 层宿舍水压的影响以及室内干管的水头损失情况，论证了合理分配给水引入管服务卫生器具数量、 室内给水管网布置成环状是保证Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍上层水压的重要措施。 关键词 Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍 集中用水 引入管 环状管网 Probe into plumbing system design for the 11[、1V student dormitories Yan Qiang ，J iang Long ，Zhang Qin。，Wang Yuanmin ，Guo Yanwei。 (1．Architectural Design and Research Institude of Chongqing University，Chongqing 400045，China； 2．China Southwest Architectural Design and Research Institute Corp．，Ltd．，Chengdu 610041，China ； 3．School of Urban Construction and Environmental Engineering，Chongqing University， Chongqing 400045，China；4．ZHUBO Architectural& Engineeing Design C0．，Ltd．， Chengdu Branch，Chengdu 61 0042，China) Abstract：Under the condition of supplement water quantity supply from the municipal water supply network，a reconstruction project was completed in a university to solve the problems of not enough water pressure and water quantity in built buildings．Taking this proj ect as an example， this paper analyzed the considering factors about the design flow for the peak water consumption of the 1II、IV student dormitories and the effects on high—level dormitories water pressure and indoor water pipe head loss．It was concluded that the proper distribution of sanitary appliances quantity on inlet pipe and the indoor looped network were the important measures for the security of the wa— ter pressure for the high—levelⅢ、IV student dormitories． Keywords：Ⅲ、Ⅳ student dormitories；Peak water consumption；Inlet pipe；Looped network 随着社会和经济的发展，各大高校在新校区 的建设方面十分重视学生的住宿条件、住宿环境， 于是Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍在各大高校的新校区不断 兴起。部分高校学生宿舍的给水管网设计的确存 在一些问题，1根或 2根给水引人管服务整栋宿舍 内的卫生器具，室内干管管线较长，其末端不连接成 环状，使得住在上面几层的学生无水可用或者是水 流较小导致燃气热水器无法使用，这无疑违背了设 计的初衷。 92 给水排水 Vo1．38 No．9 2012 1 工程概况 1．1 工程描述 某大学“学生宿舍片区”(以下简称“B组团”)宿 舍，均为 6层；地上 1层均为架空层，为自主洗衣房 和公共卫生间，层高 3．9 m；2～6层为标准层，每间 宿舍设有含洗脸盆、延时自闭式冲洗阀大便器、淋浴 器以及燃气热水器的卫生问，1#、3#、4#、5#、7# 宿舍标准层层高均为 3．6 m，2#宿舍标准层层高为 3．3 m，6#、8#宿舍标准层层高为 3 m，最高建筑高 21．9 m，约 6 064名学生居住。 因各栋宿舍楼层高不一、室外标高不同，所以供 水最不利点的位置高差也不一致，原给水设计时各 栋宿舍楼最不利供水点至引入管节点处位置高差见 表 1，改造后的位置高差见表 2。 表 1 原设计位置高差 宿舍楼 最不利供水节点 位置高差／m 1世 9、19 19．4 2# 8、18 17．9 3# 11 19．45 4# 15 18．2 5# 17 19．45 6# 2 16．7 7# 3 19．4 7# 4 15．8 8# 5 16．6 表 2 改造后位置高差 宿舍楼 最不利供水节点 位置高差／m 1拉 9、19 19．4 2世 8、18 17．9 3# 11 19．45 3# 25 18．7 4# 15 18 ． 2 4# 22 16．5 4# 23 15．8 5# 17、27、28 19．45 6# 2、14、20 16．7 7# 3、4、24、30 19．4 8# 5、16 16．6 1．2 水压状况 B组团的水源来 自该校东门、北门和 西 门的市政管网系统，在 2011年 1O月 17 日对 B组团水压进行测试，部分结果见 表 3。 表 3 B组团水压测试部分结果 宿舍楼 房间 水压／mH2O 4# 1层公厕 52 5# 1层公厕 52 6# 106房间 52 7# B厅洗衣房 52 7# A厅厕所 52 8# 102房间 52 由表 3可知，在管网计算时考虑到 B组团倒流 防止器、总水表、阀门等的水头损失，B组团的实际 市政管网压力为40 mH：O的动压，理论上完全能满 足学生用水要求。 1．3 原设计管网布置形式 工程原设计采用直接供水方式，管道布置见 图1。组团室外环网管径为 DN200；室 内竖 向成 环，环网主管管径为 DN100；服务用户的立管管径 为 DN7O，上下与室内环网相连。 1．4 用水背景介绍及分析 据 B组团各楼的管理员统计：夏季 3#～8#宿 舍 5、6层卫生间没有水，4层水流较小以致无法满 足用水要求；1#、2#宿舍用水压力满足要求。 经调查得知原因为： (1)用水时间影响。由于上课时间限制，学生集 中用水分为 3个时间段：7：0O～7：30、12：30~13：00、 20：00~ 22：30。 (2)用水人数的影响。由于用水时间集中，同 一 时间内用水人数较多，卫生器具同时使用百分数 较大，导致用水水量增大。 (3)气候的影响。夏季炎热，学生淋浴和洗衣 用水增加。 2 改造前给水管网水压复核及问题分析 2．1 B组团改造前给水管网水压复核 2．1．1 改造前给水管网水头损失复核计算 根据《建筑给水排水设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》(GB 50015一 图1 原设计给水管网平面 给水排水 Vo1．38 No．9 2012 93 2003，2009年版，以下简称“规范”)：同时给水百分 数的取值随着卫生器具数量(服务范围)增加而降 低u 。考虑到学生宿舍夏季集中用水情况较为严重 和特殊，为真实反映该期间用水情况，不同取值范围 的给水百分数可按表 4取值进行设计秒流量的计 算。改造前给水管网各宿舍最不利供水点至引入管 节点处水头损失及引入管节点流量见表 5。 表 4 Ⅲ、Ⅳ类宿舍卫生器具给水百分数建议值 Ⅲ类、单独卫生间 Ⅲ、Ⅳ类、集中卫生间 名称 1～ 5O 51～ 150 151～ 30O 1～ 5O 51～150 151～ 3O( 洗脸盆／ 90～1O0 80～85 55～60 95～1O0 85～9O 65～70 有间隔淋 75 ～ 8O 55～6O 40~45 8O 7O～75 5O～55 浴器／ 延时自闭 式冲洗阀 2 2 l 2 2 l 大便器／％ 注：给水百分数建议值是结合该工程各栋宿舍的卫生器具夏季同 时使用的实际情况给出，因用水情况和用水对象特殊，故建议值与 “规范”条文说明中的取值相比偏大。 表 5 给水管网改造前各宿舍楼水头损失及引入管节点流量 服务卫 最不利 最不利 宿舍楼 节点 生器具 点至节 点至节 节点 引入管 引入管 点距离 点水头 流量 管径 DN 流速 数量 损失 ／L／s ／mm ／m／S ／mHz0 l# 9 l50 57．3 l 14．7 1O0 1．57 1# 19 12O 74．6 1．2 11．8 1OO l_26 2# 8 183 69．1 2．5 14．3 100 1．53 2# 18 147 72．2 1．8 14．4 100 1．54 3# 1l 558 115．3 19．5 33．6 1OO 3．6 4# 15 630 157．9 18．8 38．1 100 4．08 5# 17 576 155．6 18 34．8 1O0 3．73 6拄 2 429 83．4 l5．2 33．5 1OO 3．59 6# 14 207 108．5 15．9 16．1 1O0 1．72 7# 3 612 168．9 16．5 37 100 3．96 7# 4 282 108．1 15．7 22 100 2．36 8# 5 255 73．4 16．1 19．9 100 2．13 8# 16 288 1O2．7 l5．3 22．5 100 2．41 注：服务卫生器具数量指洗脸盆、延时自闭式冲洗阀大便器、淋浴 器 ：项数值相同，其总量为表中值。 由表 5可知： (1)1#、2#宿舍室内最不利供水点至引入管 处水头损失较小，干管管线短，1根引入管服务的卫 94 给水排水 Vo1．38 No．9 2012 生器具数量较为合适，集中用水时，流经干管及引入 管的流速为经济流量。 (2)3#～8#宿舍室内最不利供水点至引入管 处水头损失较大，干管管线长，水力条件差，1根引 入管服务的卫生器具数量较多，集中用水时，流经干 管及引入管的流量偏大。 2．1．2 改造前给水管网水压复核 对 B组团室外给水环管进行管网平差，得出各 引入管节点处的自由水头；将 自由水头与节点所需 水头相比，得知此节点的水压是否能满足需要，结果见 表 6。 表 6 原设计给水管网各栋宿舍楼引入管处水压分析 节点自 节点需 引入管 引入 需增 宿舍楼 节点 由水头 要水头 管径 DN 管流速 水头 是否满 足需要 ／ mH20 ／mH20 ／m／s ／mH20 1# 9 39．11 32．4 100 1．57 0 是 l# 19 38．76 32．6 100 1．26 0 是 2# 8 39．51 32．4 lOO 1．53 0 是 2# 18 39．35 31．7 100 1．54 0 是 3扯 l1 38．69 50．49 1O0 3．6 l1．8 否 4# 15 38．08 49 100 4．08 1o．92 否 5扯 l7 38．47 49．45 1O0 3．73 1O．98 否 6拉 2 36．84 43．9 1O0 3．59 7．06 否 6# 14 38．48 45．6 1O0 1．72 7．12 否 7# 3 37．44 47．9 100 3．96 10．46 否 7# 4 38．5 47．7 100 2．36 9．2 否 8# 5 38．57 45．87 100 2．13 7．3 否 8世 16 38．2 44．8 100 2．41 6．6 否 注 ：节点需要水头 一位置商差 +热水 器流 出水头 十水 表和过滤 器 水头损失+室内水头损失。 由表 6可知： (1)市政水压不能满足 3#～8#宿舍 4～6层 的用水压力要求。 (2)3#～8#宿舍的水压复核结果与各栋楼管 统计结果吻合，验证了同时给水百分数按表 4取值 较为合理。 2．2 改造前给水管网问题分析 (1)3#～8#宿舍引入管数量少。原设计 1根 引入管服务的卫生器具数量较多，管线长。集中用 水时流经室内给水干管的流量偏大，导致室内给水 图 2 改造后给水管 网平 面 干管管径相对偏小，干管流速大，水头损失增加，这 是导致集中用水时 3#～8#宿舍 4～6层水压不足 的重要原因。 (2)室内给水干管末端没连接成环状。最不利 干管至引入管处的距离较长，水头损失增加，水力条 件差，供水安全性低。 3 B组团给水管网的改造方案 根据以上分析，现提出给水改造方案，共两个方 面，具体如下(见图2)： (1)增加引入管的数量，保证整栋宿舍的卫生器 具得到合理的分配。根据此分配，需满足用百分数法 计算出的设计秒流量流经引入管时，流速宜为经济流 速。同时给水百分数按表 4取值。本工程3#～5# 每栋均增设 2根引入管，其增设的引入管室外管网的 交点分别为节点 21、25、22、23、27、28；6#与 8#每栋 楼均增设 1根引入管，其增设的引入管室外管网的交 点分别为节点2O、29；7#增设 3根引入管，其增设的 引入管室外管网的交点为节点 24、26、30。 (2)将室内给水干管末端连接成环，减少水头 损失，确保供水安全。本工程 3#、5#、6#、8#楼 将给水干管末端连接成环，同时 3#～8#均通过新 增引入管将室内干管与室外管网连接成环。 4 改造后给水管网水压复核及效果分析 4．1 给水管网改造后水头损失计算 给水管网按方案改造后，3#～8#宿舍最不利 用水点至引入管节点处水头损失及引入管节点流量 见表 7。 由表 7可知，按方案改造给水管网后 3#～ 8#宿舍室内最不利供水点至引入管处水头损 失变小，干管管线减短，1根引入管服务的卫生 器具数量较为合理，集中用水时，流经干管及 引入管的流量满足要求。 4．2 改造后给水管网效果分析 给水管网按方案改造后，对室外管网进行 平差，得出各节点 自由水头，再与各节点需要 水头相比，结果见表 8。 由表 8可知： (1)给水管网改造后，3#～8#宿舍最不 利供水点至引入管节点处的水头损失大大减 少，市政水压已能满足宿舍用水压力要求。 (2)室内给水管网连接成环状，最不利干 管与引入管处距离减少，水头损失降低，供水安全性 提高。 5 小结 (1)确定设计秒流量应考虑的因素。服务卫生 表 7 给水管网改造后 3#---8#宿舍楼 水头损失及引入管节点流量 服务卫 最不利 水头 节点 引入管 引入管 宿舍楼 节点 生器具 点至节点 损失 流量 管径DN 流速 数量 距离／m ／mHzO |L|s ／rain ／m／s 3# 11 18O 64 l_9 14 100 l_5 3# 21 186 70．8 2．5 14．5 100 1．55 3# 25 192 55．8 2．1 15 100 l_6 4# 15 207 54．7 2 16．1 100 l_72 4# 22 21O 78．1 2．8 16．4 100 1．75 4# 23 213 70．6 4．4 16．6 100 l_77 5# 17 198 60．3 2．8 15．4 100 1．65 5# 27 198 59 2．8 15．4 100 1．65 5# 28 180 59 1．7 14 100 1．5 8# 29 183 47．9 2．9 14．3 100 l_53 6# 2 213 57．8 2．7 16．6 100 1．77 6# 14 213 58．7 2．8 16．6 100 1．77 6# 2O 210 42．8 2．8 16．4 100 1．75 7# 3 180 43．2 O．9 14 100 l_5 7# 30 180 63．4 2．7 14 100 1．5 7# 4 174 62 1．7 13．6 100 1．45 7# 24 195 58 2．4 15．2 100 1．63 7# 26 165 70 ． 1 1J 9 12．9 100 1．38 8# 5 180 43．2 1．5 14 100 1．5 8# 16 180 43．4 1．5 14 100 1．5 注：服务卫生器具数量指洗脸盆、延时自闭式冲洗阀大便器、淋浴 器三项数值相同，其总量为表中值。 给水排水 Vo1．38 No．9 2012 95 表 8 给水管网改造后各栋宿舍引入管处水压分析 节点自 节点需要 引入管 引入管 需增 宿舍楼 节点 由水头 水头 管径 DN 流速 水头 ／mH2O ／mH2O ／m／S ／mHzO 1# 9 38．61 32．4 i00 I．57 0 l# 19 38．2 32．6 100 1．26 0 2# 8 39．11 32．4 100 l|53 O 2# 18 38．96 31．7 100 1．54 0 3# 11 38．09 33．35 i00 l_5 0 3# 21 38．37 33．95 1OO 1．55 0 3拭 25 37．68 32．8 i00 i．6 O 4# 15 37．86 32．7 100 l_72 0 4# 23 38．57 32．2 100 1．77 0 4# 22 38．76 31．3 100 i．75 0 5# l7 37．92 34．25 100 1．65 0 5蚌 27 38．1 34．25 1OO 1．65 0 6# 2 36．59 31．4 1OO 1．77 O 6 14 38．31 31．6 100 1．77 0 6# 2O 39．14 3O．2 100 1．75 0 7# 3 37．23 32．3 100 1．5 0 7# 4 38．29 33．1 100 1．45 0 7# 24 37．75 33．8 i00 1．63 0 7# 26 37．95 33．3 100 1．38 0 7# 30 37．92 34．1 i00 1．5 0 8# 29 38．36 31．5 i00 1_53 O 8# 5 38．43 3O．1 i00 1．5 O 8世 l6 38．07 3O．1 1O0 1．5 0 5廿 28 38．85 33．15 IO0 1．5 0 器具的数量和同时百分数的取值是Ⅲ、Ⅳ类学生宿 舍计算设计秒流量时应考虑的重要因素，需合理取 值，才能保证Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍的用水要求。该类建 筑采用百分数法计算设计秒流量时，同时给水百分 数应取较大值，一定数量内的卫生器具建议按表 4 取值。 (2)给水引入管数量及服务卫生器具范 围。 根据所服务范围内的卫生器具数量计算出的设计 秒流量流经给水引入管时，其流速宜为经济流速 的原则，确定引入管数量及服务卫生器具的范围， 使全部卫生器具得到合理的分配，可参照表 9进 行设计 。 96 给水排水 Vo1．38 No．9 2012 表 9 给水引入管服务卫生器具数量 引人管管径 服务房间 卫生器具 引入管 DN 7m 数量 m／个 数量 ／个 流速 ~／m／s 70 m≤18 7"／≤54 ≤1．5 i00 18