给排水水力计算软件工具使用说明(1)

给排水水力计算工具集*******************************************************************************版本号：1.1更新日期：2004.7.28版本更新说明：1.修正了给水水力计算默认管材下改变温度时计算报错的bug；2.修正了排水水力计算铸铁管和PVC-U排水管管径变化时无法自动调整坡度的bug，修正了PVC-U管材计算内径。*******************************************************************************摘要依据国家最新规范及标准图等，并通过实际工程应用，设计开发的给排水计算工具。关键词给排水设计计算软件开发VisualBasic从事给排水设计过程中，使用过一些他人开发的计算软件，发现有些软件的操作不太方便，功能不全，毕业到现在2年来，机器上积攒了不少软件，存在功能交叉，管理不便，同时由于新规范的颁布，有些计算方法已不能满足新规范要求，为此决定开发一个功能相对集成的软件。部分版块参考相关软件进行界面设计，经过数月内部测试，目前v1版基本完成，主要包括如下版块：给水水力计算、满流非满流水力计算、雨水水力计算、消火栓水力计算、灭火器配置计算、化粪池选型、钢制管件、防水套管、排水管件。下面将介绍各版块的设计依据及设计思路。1.给水水力计算用于钢衬塑复合管、PP-R冷、热水管、薄壁不锈钢管、衬树脂铸铁管、普通钢管、铸铁管、铜管的水力计算。设计依据《建筑给排水设计规范》GB50015-2003《给水排水设计手册》第二版《2003全国民用建筑工程设计技术措施》给排水分册沿程水头损失hi=k·i·L=k·105Ch-1.85dj-4.87qg1.85·L,流速v=2g41qjdShi-沿程水头损失i-单位长度水头损失dj-管道计算内径qg-给水设计流量Ch-海澄-威廉系数L-管道长度v-流速k-温度修正系数，默认值为1.0当输入流量、管长后，选择管材、管径，软件自动确定海澄-威廉系数、计算内径等。若该管材需要修改温度修正系数，则温度列表变为可选，可根据实际情况选择温度，系统自动确定修正系数。计算输出流速、水头损失等，同时还可将当前流量转换为对应的秒流量（L/s）或小时流量（t/h）。2.满流非满流水力计算用于建筑室内、外的排水流速、流量计算，包括排水铸铁管、PVC-U塑料管、混凝土管、聚乙烯双壁波纹管等。设计依据：《建筑给排水设计规范》GB50015-2003《给水排水设计手册》第二版满流计算公式采用：v=2/13/21iRnQ=vAA=24DP=πDR=4D非满流计算公式采用：v=2/13/21iRnQ=vA当h2D时，A=（cossin）r22rR=r2)cossin(当h2D时，A=（cossin）r2)(2rR=r)(2)cossin(充满度=DhD-管径v-流速n-粗糙系数，混凝土管满流0.013，非满流0.014，聚乙烯双壁波纹管0.01Q-流量i-水力坡降A-水流断面P-湿周（满流）ρ-湿周（非满流）R-水力半径h-管内水深3.雨水水力计算用于国内不同城市的暴雨强度计算、目前已集成了国内各省市的一些较大城市的数据资料，可进行屋面（单雨水斗系统）、室外雨水流量、流速、管径的计算。设计依据《建筑给排水设计规范》GB50015-2003《给水排水设计手册》第二版《2003全国民用建筑工程设计技术措施》给排水分册雨水计算流量Q=ψqFq=nbtPcA)()lg1(67.1Q-雨水流量ψ-径流系数F-汇水面积q-暴雨强度P-降雨重现期t–降雨历时A、b、c、n-当地降雨参数当选定城市后，软件自动载入当地暴雨强度公式，然后选择汇水区域形式（屋面、室外），可自定义重现期、降雨历时、径流系数等，输入汇水面积，以及雨水管道数量，即可确定该区域的暴雨强度、雨水流量以及每根管道的流量，流速、管径、坡度（标准坡度）等，点击校核可以查看该管径下的满流最大流量，以检验当前管径是否满足要求。由管径确定流量在版块二“满流、非满流水力计算”中已经提到，而由流量反算管径相对较麻烦，这里先由版块二确定各管径在标准坡度下的满流流量：D300标准坡度为0.003，最大流量Q300；大于300的管道坡度均采用0.002，对应的流量分别为Q400、Q500……软件计算出流量Q，管径D则通过条件语句来实现。IfQ=Q300ThenD=d300ElseIfQ=Q400ThenD=d400ElseIfQ=Q500ThenD=d500………………EndIf4.消火栓水力计算用于计算消火栓在不同充实水柱、喷嘴、龙带口径、材质、长度下的水头损失、水压、水量。设计依据：《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）《2003全国民用建筑工程设计技术措施》给排水分册《给排水设计手册》第二版《建筑给水排水工程》第四版消火栓水压计算公式：Hxh=Hd+Hq+Hsk=AdLdqxh2+Bqxh2+Hsk；Hq=mfmfHaHa1qxh=qBHHxh=消火栓栓口最低压力Hd-消防水带水头损失Hq-水枪喷嘴造成一定长度充实水柱所需压力Hm-充实水柱Ad-水带比阻Ld-水带长度qxh-水枪喷嘴射流量B-水枪水流特性系数Hsk-消火栓栓口水头损失，宜取0.02MPa。αf-实验系数，αf=1.19+80×（0.01×Hm）4φ-喷嘴阻力系数，φ=3)1.0(25.0ffdd首先确定充实水柱长度，然后选择喷嘴口径、水带口径、材质、长度，以上数据确定后，所有系数即可自动确定，从而计算得到水压、水量、水头损失等。5.灭火器配置计算用于工业及民用建筑工程A、B、C类火灾灭火器配置计算。设计依据：《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90（1997年版）Q=KUSQe=NQQ-灭火器配置场所的灭火级别，A或BS-灭火器配置场所的保护面积U-灭火器配置场所的灭火器配置基准K-修正系数Qe-灭火器配置场所每个设置点的灭火级别，A或BN-灭火器配置场所中设置点数量当确定火灾种类、危险等级、建筑物类型后，灭火器的配置基准、保护距离、每具最小配置级别等参数即可确定；输入保护面积、配置点数量后，灭火器选型可以通过自动或手动配置。当选择自动配置时，计算后会给出各种规格的灭火器配置方式，违反规范的配置方式（如：每处数量超过5具、每具灭火级别小于规范规定的最小配置级别）会给出警告；当选择手动配置，可以手工选定灭火器规格，计算出配置数量。6.化粪池选型用于化粪池的选型、计算，并确定化粪池的外形尺寸（仅限砖砌化粪池）。设计依据：《砖砌化粪池》02S701《钢筋混凝土化粪池》03S702化粪池有效容积计算：合流系统：W=W1+W2=100024tqNz+1.2(TNz00028.0)Nz=)6.3317.4(105TtqW分流系统：W=W1+W2=100024tqNz+1.2(TNz00016.0)Nz=)2.1917.4(105TtqWW-化粪池有效容积W1-化粪池内污水部分容积W2-化粪池内污泥部分容积Nz-化粪池设计总人数q-污水定额t-污水停留时间α-实际使用人数与设计总人数百分比T-清掏周期软件使用时，首先选择建筑物类别，从而确定使用系数，用水定额，然后确定污水停留时间、排水类型和清掏周期等。以上参数均可以手工输入，较之国标图选型，灵活性更强。考虑到大部分时候我们根据设计人数选定化粪池，因此将设计人数作为软件计算过程中的一个手动输入的参数。计算得到化粪池规格后，作为校核，同时输出能够满足的最大使用人数。当污泥容积超过有效容积70%（W≤25m3）或80%（W≥30m3），按污泥容积相应等于有效容积的70%或80%，用污泥容积公式计算确定化粪池设计总人数。另外也可以选择环境情况，包括有无覆土、地下水、是否过汽车等，主要体现在化粪池的代号上——Z2-4[/S/Q/F]，对计算过程没有影响。7.钢制管件、排水管件、防水套管用于确定各种规格给排水管件的尺寸。给水管件包括弯头、三通、偏心异径管、同心异径管等管件的尺寸及壁厚；排水管件包括三通、四通、弯头等，并能计算出各管件连接时的最小尺寸。用途为：在较狭小空间内布置管道时须考虑各管件的连接尺寸。参考文献及资料：1.《建筑给排水设计规范》GB50015-20032.《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）3.《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90（1997年版）4.《给水排水设计手册》第1、2册（第二版）5.《给水排水设计手册》第5册6.《建筑给水排水工程》第四版中国建筑工业出版社7.《2003全国民用建筑工程设计技术措施》给排水分册8.《卫生设备安装工程》98S19.《砖砌化粪池》02S70110《钢筋混凝土化粪池》03S70211.《给排水在线工具集》12.《暴雨强度及雨水流量计算v1.0.8.18》designedbyJing