室外给水排水管道管径设计研究

室外给水排水管道管径设计研究

李东辉

中铁第一勘察设计院集团有限公司

摘要：在我国社会经济不断发展，城市化建设脚步不断加快的时代背景下，人们的用水需求以及给排水相关工艺都得到了进一步的提升，而在此背景下，为了保障室外给水排水管道的设计能够满足人们正常生活和运输的需求，广大工作者就要基于室外给水排水管径设计展开进一步的深入探究。本文章主要分析了室外生活给水、消防给水的管径设计方法，以及室外污水排放和雨水排放的管径设计方案。

关键词：室外；给水排水；管道管径；设计

1. 室外给水排水管道管径设计

小区室外给水主要包含生活给水、消防给水两个方面。我国上世纪所建设的老旧小区，通常只会敷设一根给水管，并在选择管道直径的过程中，全面想考虑到居民用水量和消防用水量。伴随着我国社会经济的不断发展和城市化建设脚步的加快，小区在建设过程中就考虑到了水管管径对于生活给水、消防培训等方面能否满足其用水需求，并采用了根据不同用水需求分别设立给水管道的方式。除此之外，部分小区在建设过程中还应用了雨水回收利用系统，在回收与水平经过相应处理后用于小区道路洒水以及绿地用水等，既节约了用水量，又降低了小区对于室外给水量的需求^[1]。

为方便针对于各类给水排水管道环境设计研究的开展，本文章将室外给水排水设计划分为室外给水管径设计和室外排水管径设计两个部分，并进一步根据水的用途划分为生活用水、消防用水、污水排放和雨水排放四个部分，并根据各类型的用水需求，来根据相关参数准确计算每秒给水和排水水量，以此来为管道管径的设计提供准确的参考依据。

2. 室外给水管径设计

1. 生活给水管径设计

1. 设计参数

1. 小区整体户数。根据小区建设前制定的规划设计图进行查询。

2. 每户平均居民人数。根据小区总体设计图查询得知，如未居住人数数据，按3.5人进行计算。

3. 日常生活用水定额。根据《室外给水设计规范》查询得知。

4. 最大时居民总用水量。这一用水数据主要根据住宅的类别、建筑的标准以及各户卫生器具的相关参数进行确定，如若无法准确计算这一数据，则可以在最高日居民总用水量的基础上×2.5÷24来得出近似数据。

5. 室外给水管规划管径标准。根据上述参数来结合《给水排水设计手册》进行计算。

2. 示例

某A小区总户数为600户，最高日每人平均用水额度为250升，因此经由600（总户数）×3.5（每户人数）×250（升）×2.5÷24=54687.5，也就是最大时用水时流量为每小时54687.5升，换算成每秒的流量约为15.19升。

将最大秒流量作为管径设计基本参数，结合《给水排水设计手册》，结合水流的流速、水管铺设的坡度等综合因素，运用水管水力计算表计算得知，应用DN150的管径水管较为合理^[2]。

进一步结合室外的道路洒水以及绿地给水等用水因素，还要将给水管管径进行适当增加。在计算室外给水量数据时，可按道路洒水量为每天每平方米洒水2-3升，绿地给水为每天每平米1-3升进行计算

2. 消防给水管径设计

1. 设计参数

1. 小区整体户数。

2. 每户平均居民人数。

3. 居住总人数。

4. 小区火灾次数、消防用水量。根据《建筑设计防火规范》可查询得知相关数据。

2. 示例

某B小区整体户数为3000户，平均每户居民人数以近似值3.5人进行计算，小区整体居住人数也就是3000×3.5=10500人。结合《建筑设计防火规范》中所查询得知的火灾次数以及消防用水量等数据进行分析，可得知在同一时间发生一场火灾条件下，火灾的消防用水量为每秒15升。

消防用水量的数据应当结合居住人数和建筑物的实际参数进行计算，并在所得数据中取较大值，在上述案例中，根据人数来预估消防用水量为数据的较大值。进而根据每秒水流量来明确给水管径。

3. 室外排水管径设计

1. 污水排放管径设计

1. 设计参数

1. 污水排量。污水排量的计算方式为总用水量×0.8~0.9。

2. 各类型管径最大设计充满度。DN200~DN300型号区间的管径最大充满度为0.55，DN350~DN450型号区间的管径最大充满度为0.65，DN500~DN900型号区间的管径最大充满度为0.7。

3. 不淤流速和最小纵坡。当不淤流速为每秒0.6米时，不同管径所对应的最小纵坡分别为DN300——0.2%、DN400——0.15%、DN500——0.1%。

4. 有效排水面积。该参数的计算公式为：最大设计充满度×管内面积。

5. 每秒排水量。该参数的计算公式为：有效排水面积×不淤流速。

2. 示例

以A小区为的基本建筑和居住情况为例，该小区的每秒最大给水量为15.19升，因此每秒最大排水量为15.19×0.9=13.671，其每秒最大污水排量为13.671升。

假设该小区污水排水管径为DN300，当纵坡为0.2%的条件下，管道的不淤流速为每秒0.6米，而通过0.55（最大充满度）×管内面积（DN300）×0.6（不淤流速）公式计算得知，应用DN300管径管道的条件下，每秒排水量大约为23.33升。DN300管径的秒排水量大于小区每秒排水量，因此该小区管道纵坡为0.2%时，可用DN300这一管径的污水排水管道

^[3]。

2. 雨水排放管径设计

1. 设计参数

1. 排水管道长度。根据雨水排放河道的具体位置来明确管道出水口的具体位置，并根据雨水排水管道的设计情况来明确排水口，以此来计算管道长度。

2. 地面汇流时间。结合本地的地形地貌进行全面考虑，计算困难的情况下采取5~15分钟的区间数值。

3. 粗糙系数。根据所应用管道的具体材质进行计算，根据管道设计参数查询。

4. 水力坡度。根据排水口和出水口的高低落差和管道长度的比值计算得知。

5. 径流系数。结合本地的地形地貌进行计算，通常情况下，市区的径流系数通常在0.5~0.8区间，郊区的径流系数在0.4~0.6区间。

6. 汇水面积。通常指小区的整体占地面积。

7. 重现期。通常情况下可以小区可取1~3a的数值。

8. 单侧或双侧。一般情况下，小区内的道路为单侧敷设。

根据上述雨水管道管径设计参数来代入暴雨强度的计算公式，则能够经由计算来得知雨水排水管道的适宜管径。

2. 示例

C小区的总占地面积为8万平方米，重现期取1a的参数来计算，雨水排水管道长度为400米，假设雨水的地面汇流时间为10分钟，管材的粗糙系数为0.013，水力坡度设为0.0013，径流系数取0.65的数值。则当地的暴雨强度计算公式为：

根据将上述数据代入暴雨强度计算公式进行计算后我们可以得知，该小区所需的最大雨水排放管道管径为DN1000mm。在此基础上，结合小区内的道路、建筑以及绿化情况，进一步分析雨水的排向以及各个地块的规划情况我们可以分析得知，该小区雨水排放管道的合理管径约在DN400mm~DN1000mm区间。

结束语：总而言之，室外给水排水管道管径设计的合理性直接影响着人们的生活环境以及生活用水的实际需要。本文章主要根据多个类型小区的生活用水、消防用水、污水排水、雨水排水等各方面的数据来分析不同管道的管径参数，并分析了室外给水排水管道管径的设计方法和计算过程，旨在为广大室外给水排水设计工作者提供相应的技术参考，从而为我国城市化建设以及给水排水工程事业的进一步发展起到一定的推动作用。

参考文献：

[1]韩猛.市政道路给排水管道设计探析[J].黑龙江交通科技,2021,44(10):45-46.

[2]马静娜.浅谈住宅小区室外给排水管网设计[J].四川水泥,2020(03):93.

[3]屠丽.建筑给排水管道设计原则及施工措施经验分析[J].科技资讯,2020,18(18):51+53.

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