管道沿程水头损失计算附录AC.doc

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1、附录A 管道沿程水头损失计算说 明1 海澄威廉公式(A.1.1)适用于冷水和常温水管道，为建筑给水排水设计规范（GB 500152003）推荐公式，该公式计算简便且对管材的适应较广，可以替代各有关标准和手册中根据不同管材和流态推导和采用的不同计算公式。冷水和常温水管道也可采用流体力学基本公式（A.2.3），但计算较复杂。 2 自动喷水灭火系统管道自动喷水灭火系统设计规范（GB 50084-2001）中采用以下公式 （A.0.1）式中 i每米管道的水头损失（MPa/m）；V管道内水的平均流速（m/s）；dj管道的计算内径（m）。 基于以下因素，推荐采用海澄威廉公式(A.1.1)替代上式进行自动喷

2、水灭火系统的水力计算：1）自动喷水灭火系统设计规范采用公式（A.0.1）的原因之一是与室内给水系统管道水力计算公式一致，但目前建筑给排水设计规范已经改为采用海澄威廉公式。2）式（A.0.1）仅适用于镀锌钢管，海澄威廉公式还适用于铜管、不锈钢管和涂覆其他防腐内衬的钢管。3）英、美、日、德等国的自动喷水灭火系统规范均采用海澄威廉公式。4）美国工业防火手册介绍，经过实测，自动喷水灭火系统管道在使用2025年后，其水头损失接近采用海澄威廉公式的设计值。注：以上4点均来自自动喷水灭火系统设计规范（GB 50084-2001）条文说明。5）由于海澄威廉公式和公式（A.0.1）计算结果有较大差距，而管件的局

3、部阻力系数是一确定的数值，当采用不同的沿程阻力计算公式折算为当量长度时出现不同的数值；但自动喷水灭火系统设计规范提供的局部阻力当量长度表是按照海澄威廉公式Ch120时的折算数值编制的，与式（A.0.1）配合使用有较大误差。6）如采用公式（A.0.1），系统阻力计算数值比实际数值大，水泵扬程选择过高，实际运行时水量过大不能保证在火灾延续时间内连续喷水，也是不利因素。当水池贮水量比设计计算的贮水量富裕较多，并考虑计算数值应偏于安全时，也可采用公式（A.0.1）。 3 生活热水管道根据建筑给水排水设计规范（GB 500152003）的规定，生活热水计算采用海澄威廉公式，并参考有关资料按水温对计算结果

4、进行修正。4 流体力学基本公式（A.2.3）适用于不同温度、各种管材、不同密度流体的管道，对采暖空调热水管道、通风管道、燃气管道，有关规范和手册仍推荐采用公式（A.2.3）。但计算中需判定流态，计算较复杂；其中管道摩擦阻力系数的柯列勃洛克公式是适用于整个紊流区的半经验公式，但值不能直接解出，手算困难，因此适用于利用计算机程序计算或查阅有关手册中计算表中的计算结果。根据有关教科书和手册，对公式中水管的摩擦阻力系数值的计算，另介绍一些常用简化公式，供手算时使用。A.1 海澄威廉公式A.1.1 冷水和常温水管道沿程水头损失计算冷水和常温水管道沿程水头损失计算可采用海澄威廉公式，适用于给水、消火栓、自

5、动喷水（喷雾）灭火、低压细水雾灭火、压力流（虹吸式）雨水管道，以及空调冷水管道系统。 (A.1.1)式中 Hi计算管段的沿程水头损失（kPa）；dj管道计算内径（m），采用钢管和铸铁管时见表A.1.1-2,给水采用塑料、内衬（涂）塑料管、铜管、不锈钢管时，可直接采用管道的内径d或计算内径dj，见表A.1.1-3A.1.1-9，其他塑料类管材的计算内径dj可查取有关的技术规程；qg设计秒流量（m3/s）； L计算管段的长度（m）；Ch海澄威廉系数，可根据管道类型按表A.1.11确定。表A.1.1-1 海澄威廉系数管道类型塑料管、内衬（涂）塑管铜管、不锈钢管衬水泥、树脂的铸铁管较新的钢管旧钢管、铸

6、铁管Ch140130130120100注：采用钢管时Ch值可如下取值：1 给水、消火栓系统可取Ch=100；2自动喷水（喷雾）灭火系统可取Ch=120；3压力流（虹吸式）雨水系统可取Ch=100； 4空调冷水开式系统可取Ch=100，空调冷水闭式系统可取Ch=120。表A.1.1-2 钢管、铸铁管计算内径（mm）钢管铸铁管公称直径DN内径d计算内径dj1计算内径dj2内径d计算内径dj11515.7514.7513.2550492021.2520.2518.7575742527.0026.0024.50100993235.7534.7533.251251244041.0040.0038.501

7、501495053.0052.0050.002001997068.0067.0065.002502498080.0079.0077.00100106.00105.00103.00125131.00130.00127.00150156.00155.00152.00175174.00173.00174.00200199.00198.00195.00225224.00223.00220.00250253.00252.00249.00275279.00278.00275.00注：对于小于300mm的钢管和铸铁管应考虑锈蚀和沉垢对管道内径的影响，管道计算内径dj宜如下取值： 1 补水进行软化的系统（例如

8、采暖、空调热水管）可采用管道内径d；2 补水不进行软化的冷水和常温水系统（例如给水、空调冷水、消防、雨水管道等）可采用计算内径dj1； 3 补水不进行软化的热水系统（例如生活热水管道等），可采用计算内径dj2； 表A.1.1-3 热塑性塑料管通用壁厚与内径（mm）公称外径dn管系列S2S2.5S3.2S4S5S6.3S8S1012壁厚内径d2.42.01.71.41.31.31.31.37.28.08.69.29.49.49.49.416壁厚3.32.72.21.8(2.0)B1.5(1.8)A1.3(1.8)A1.31.3内径d9.410.611.612.4(12)13(12.4)13.4(

9、12.4)13.413.420壁厚4.13.42.82.31.9(2.0) B 1.5(1.9) A1.31.3内径d11.813.214.415.416.2(16)17.0(16.2)17.417.425壁厚5.14.23.52.82.31.9(2.0)C1.51.3内径d14.816.618.019.420.421.2(21)21.422.432壁厚6.55.44.43.62.92.41.91.6内径d1921.223.224.826.227.228.228.840壁厚8.16.75.54.53.73.02.42.0内径d23.826.6293132.634.035.236.250壁厚10

10、18.36.95.64.63.73.02.4内径d29.833.436.238.840.842.644.045.263壁厚12.710.58.67.15.84.73.83.0内径d37.642.045.848.851.453.655.45775壁厚15.112.510.38.46.85.64.53.6内径d44.850.054.458.261.463.866.067.8注：1 此表根据热塑性塑料管材通用壁厚表（GB/T10798-2001）及各种管材标准整理。2 括号内数字为下列管材考虑到刚性与连接的要求，壁厚增大后的尺寸： A：PEX管、B：PPR及PERT管、C：PERT管。 3 S8和

11、S10系列以及外径为dn12的S3.2S10系列均为PB管的壁厚，当需要考虑刚性时，也应增大壁厚，热熔时壁厚不应小于1.9mm。表A.1.1-4 铝管搭接焊式铝塑复合管部分尺寸（mm）公称外径dn121620253240506375参考内径d8.312.115.719.925.731.640.550.559.3铝管层最小壁厚ea0.180.180.230.230.280.330.470.570.67注：摘自铝塑复合压力管第一部分：铝管搭接焊式铝塑管（GB/T 18997.1-2003）。表A.1.1-5 铝管对接焊式铝塑复合管部分尺寸（mm）公称外径dn162025（26）324050参考内径

12、d10.914.518.5（19.5）25.532.441.4铝管层壁厚ea（公称值）0.280.360.440.60.751.0注：摘自铝塑复合压力管第二部分：铝管对接焊式铝塑管（GB/T 18997.2-2003）。表A.1.1-6 超薄壁不锈钢塑料复合给水管壁厚与内径（mm）公称外径dn162025324050637590110PE类管壁总厚2.02.02.53.03.54.05.06.07.08.0内径d12162026334253637694聚氯类管壁总厚1.51.52.02.52.53.03.51.04.55.0内径d131721273544566781100各层厚度不锈钢0.25

13、0.250.280.300.350.400.450.500.550.60粘接层0.100.100.100.100.100.200.200.200.250.25塑料PE类1.651.652.122.603.053.404.355.306.207.15聚氯类1.151.151.622.102.052.402.853.303.704.15注：摘自建筑给水超薄壁不锈钢塑料复合管管道工程技术规程（CECS 135：2002）。表A.1.1-7 钢塑复合给水管计算内径与壁厚（mm）公称直径DN1520253240506580100125150计算内径dj衬塑钢管12.818.324.032.838.050

14、065.076.5102128151涂塑钢管14.823.326.034.840.052.067.079.5105131155钢管层厚度2.752.753.253.253.503.503.754.004.004.004.50注：摘自建筑给水钢塑复合管管道工程技术规程（CECS 125：2001）。表A.1.1-8 建筑给水铜管壁厚与内径（mm）公称直径DN管外径钎焊、卡套、卡压连接沟槽连接工作压力1.0MPa工作压力1.6MPa工作压力2.5MPa壁厚计算内径壁厚计算内径壁厚计算内径最小壁厚计算内径680.66.80.66.88100.68.80.68.810120.610.80.610.8

15、15150.713.60.713.620220.920.20.920.225280.926.20.926.232351.232.61.232.640421.239.61.239.650541.251.61.251.62.05065671.264.61.5642.06380851.5821.5822.5801001081.51052.51033.51013.51011251331.51303.01273.51263.51261501592.01553.01534.01514.01512002194.02114.02115.02096.02072502674.02595.02576.02556.0

16、2553003255.03156.03138.03096.0313注：本表根据建筑给水铜管管道工程技术规程（CFCS171：2004）整理。表A.1.1-9 超薄不锈钢给水管壁厚与内径（mm）公称直径DN系列卡压式管件连接系列卡压式管件连接压缩式等管件管外径壁厚计算内径管外径壁厚计算内径管外径壁厚计算内径1010.000.68.801518.001.016.0015.880.614.6814.0012.802022.001.219.6022.220.820.6220.0018.802528.0025.6028.5826.9825.400.823.803235.001.532.0034.001.

17、032.0035.001.033.004042.0039.0042.7040.7040.0038.005054.0051.0048.6046.6050.0059.006576.1073.1067.001.264.608088.902.084.9076.101.573.10100108.00104.00102.0099.00125133.00129.00133.002.0129.00150159.003.0153.00159.003.0153.00注：1 本表根据建筑给水薄壁不锈钢管管道工程技术规程整理。2 采用系列卡压式管件连接，DN大于50mm时，采用系列卡压式管件连接。3 管道工作压力为1

18、6MPa。A.1.2 生活热水管道沿程水头损失计算 生活热水管道单位长度沿程水头损失可采用公式(A.1.1)按给水系统进行计算，并乘以表A.1.2的温度修正系数（局部阻力也应相应修正）。表A.1.2 水头损失温度修正系数水温（）102030405060708090100修正系数1.00.940.900.860.820.790.770.750.730.72注： 生活热水应按计算管路的平均水温取值，一般宜取5055（按加热器出口60，配水点水温50考虑），见3.1节的有关规定。A.2 采暖和空调热水管道沿程水头损失计算 A.2.1采用钢管时管道摩擦阻力系数的计算1 层流区（Re2000） (A.

19、2.1-1)2 紊流区（Re2000）1）柯列勃洛克公式 (A.2.1-2)2）莫迪公式 (A.2.1-3)3）阿里特苏里公式 (A.2.1-4)注：莫迪公式和阿里特苏里公式为手算时采用的近似公式。4）雷诺数计算 (A.2.1-5)公式（A.2.1-1）（A.2.1-5）中管段的摩擦阻力系数；Re雷诺数；dj 管子计算内径（m），见式（A.1.1）；K管壁的当量绝对粗糙度（m），采用钢管的室内采暖热水和闭式空调热水管路K0.2103m，室外供热管网K0.5103m；热媒在管内的流速（m/s）；热媒的运动粘滞系数（m2/s），可按表A.2.1确定。表A.2.1 水的运动粘滞系数水温（）05101

20、520253035（10-6 m2/s）1.7921.5191.3081.1401.0070.8970.8040.727水温（）40455060708090100（10-6 m2/s）0.6610.6050.5560.4770.4150.3670.3280.296注：空调采暖热水温度应考虑供暖水温的质调节，采用整个供暖期的平均水温； 95/70或85/60热水供暖时可取60， 60/50空调热水时可取50，采用热泵机组、地板采暖等低温热水时宜按实际供回水温度的平均值取值。 A.2.2 塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数，可近似统一按下式计算： （A.2.21）式中 b1 （A.2.22）

21、A.2.2-3) （A.2.24）公式（A.2.2-1）（A.2.2-4）中 管段的摩擦阻力系数；b 水的流动相似系数；Res 实际雷诺数；Rez 阻力平方区的临界雷诺数；K 管子的当量绝对粗糙度（m），对塑料管和内衬（涂）塑料管，K=110-5 （m）；dj 同式（A.1.1）； 、 同式（A.2.15）。A.2.3管道沿程损失计算 （A.2.3） 式中 Hi计算管段的沿程水头损失（kPa）； L 计算管段长度（m）； 管段的摩擦阻力系数；dj 管子计算内径（m），见式（A.1.1）；水的密度（kg/m3）,可按表A.2.3确定；热媒在管内的流速（m/s）。 表A.2.3 一个大气压下水的

22、密度 水温（）5101520253035404550密度(kg/m3)1000999.7999.1998.2997.1995.7994.1992.2990.2988.1水温（）556065707580859095100密度(kg/m3)985.7983.2980.6977.8974.9971.8968.7965.3961.9958.4A.3 通风管道沿程水头损失计算A.3.1 管道摩擦阻力系数的计算采用柯列勃洛克公式： (A.3.1)A.3.2 管道沿程损失计算 （A.3.2） 公式(A.3.1)和（A.3.2）中 管段的摩擦阻力系数；风管当量直径（m），对于圆形风管，对于矩形风管， d圆形风

23、管直径（mm）， a、b矩形风管宽、高（mm）；K风管的当量绝对粗糙度（m），钢板风道K0.15103m，表面光滑的砖风道K4103m，混凝土风道K1.5103m，其他风道应按产品说明确定；雷诺数，按公式(A.2.1-5)进行计算，其中；空气的运动粘滞系数在标准状态时为15.06106m2/s； 计算管段的沿程水头损失（kPa）； 计算管段长度（m）；空气的密度（kg/m3）, 在标准状态时为1.2Kg/m3；空气在管内的流速（m/s）。A.4 燃气管道沿程水头损失计算A.4.1 管道摩擦阻力系数的计算采用柯列勃洛克公式： (A.4.1-1)A.4.2管道沿程损失计算 (A.4.1-2)式中

24、燃气管道的摩阻系数；K 管壁内表面当量粗糙度（mm），对钢管：输送天然气和气态液化石油气时取K0.1mm，输送人工煤气时取K0.15mm； 管道内径（mm）；雷诺数，按公式(A.2.1-5)进行计算，其中燃气的运动粘滞系数：人工煤气取 25106（m2 /s）天然气取 15106（m2 /s）燃气管道摩擦阻力损失（Pa）； 燃气管道的计算流量（m3/h）； 燃气密度（kg /Nm3）； 燃气绝对温度（K）；273.15（K）； 燃气管道的计算长度（m）；A.5 管道内流体流速推荐值进行管道水力计算时，管道内流体流速应符合相关规定，其推荐数值见表A.51和表A.52。表A.51 管道内水流速推荐

25、值（m/s）系统和管道名称公称直径DN(mm)1520253240507080100150室内生活给水管网支干管1.01.21.51.8水泵吸水管1.01.2水泵出水管1.52.0生活热水管0.81.01.2饮用净水管0.61.01.01.5市政直供生活给水管1.01.5生活消防合用管1.52.0（2.5）消防水泵吸水管1.01.6水泵出水管1.52.0室内消火栓管2.0（2.5）自动喷水灭火管5（10）室内采暖特殊安静房间0.50.650.81.01.01.0一般房间0.81.01.21.41.82.0室内空调冷热水管0.81.01.21.52.0室外热力管0.51.01.02.02.03.

26、0压力排水管（0.7）2.0雨水管虹吸式悬吊管1虹吸式立管10排出管1.8系统和管道名称公称直径DN(mm)100150200250300500500空调冷热水干管2.02.53.0冷却水水泵吸水接集水箱0.60.80.81.2接干管1.01.21.52.0水泵出水管1.21.51.52.0干管1.52.02.02.52.53.0注：括号内数字为不得超过的最大流速，或不得小于的最小流速。表A.52 风管内风速推荐值（m/s）系统和管道名称噪声级dB（A）2535355050656585一般通风空调管道风机与消声器之间同干管，也可采用810干管344668812支管2233558厨房排油烟管道（

27、8）10防排烟混凝土管道15金属管道20注：括号内数字为不得小于的最小流速。附录B 塑料管材的选择B.1 热塑性塑料管材的选择B.1.1 确定管材的使用条件等级应根据工程使用性质，参照表B.1.1确定管材的使用条件等级。地板辐射采暖系统应采用使用条件等级4，供水温度在85以下的散热器采暖系统应采用使用条件等级5，生活热水系统采用等级1或等级2。表B.1.1 使用条件级别 级别正常操作温度工作温度故障温度应用举例温度（）时间（Y）温度（）时间（Y）温度时间（h）2050冷水1604980195100生活热水（60）2704980195100生活热水（70）330402025504.565100地

28、板下的低温供热440602020252.5702.5100100地板下供热和低温采暖5608020251014901100100较高温度采暖注：1 本表摘自冷热水系统用热塑性塑料管材和管件（GB/T 18991-2003）。2 表中所列的使用条件级别的管道系统同时应满足20、1.0MPa下输送冷水具有50年使用寿命的要求。3 北京地区每年采暖时间至多为半年，其采暖供水温度随室外气温进行调节，在50年中各种水温下的采暖时间为25年。不采暖季节的水温均取20，累积也为25年。4 北京地区低温热水地板辐射采暖系统供水温度范围与使用条件等级4基本相同，但使用时间累积只有25年，与等级4在正常操作温度4

29、0和60时，累积使用时间为45年相比，使用条件非常有利，故按4级条件选择管材是非常安全的。3级已基本上不被采用。5 使用条件等级5，是在正常操作温度80时使用时间为10年，60时为25年。北京地区，散热器采暖系统设计供回水温度为85/60时，正常操作温度时的使用年限如下：856年、803年、607年；经换算，相当于809.6年，6025年，2014.4年；这种使用条件下与使用条件等级5基本相同。B.1.2 材质选择应根据系统使用情况选择适宜的管材，各种管材特性如下：1 许用环应力值从大至小，依此为PB、PEX、PERT 和 PPR（见表B.1.31B.1.34）， 2 管材PB、PPR和PER

30、T可以采用热熔连接，PEX 一般采用机械接头连接。B.1.3管材系列S的一般选用方法管材系列S值应小于管材Scalc.max值。Scalc.max应取D/PD和cold/PDcold中的较小值。管材Scalc.max值和管材系列S可按表B.1.31B.1.34直接查取。 其中： D 管材许用环应力（MPa）； PD 系统工作压力（MPa）； cold 20冷水，50年的设计应力（MPa）；PDcold 输送冷水时的设计压力，规定取1.0MPa。注：S值是管材环应力与管内壁承受压力的比值，仅与管道尺寸有关，可用下式表示：式中 环应力（MPa）；P管内压力（MPa）；D管外径（mm）；e管壁厚（m

31、m）。 表B.1.31 管系列 S 选用表（PB 管）系统工作压力PD(MPa)使用条件等级20、50年PD1.0MPa1245许用环应力D（MPa）10.925.735.045.464.310.4Scalc.max值10.910.910.910.910.9应选用的管系列 S10101010100.6Scalc.max值10.99.58.49.17.2应选用的管系列 S108886.30.8Scalc.max值10.97.16.36.85.4应选用的管系列 S106.36.36.351.0Scalc.max值10.95.75.05.44.3应选用的管系列 S105554注：1 D和Scalc.

32、max取自冷热水用聚丁烯（PB）管道系统（GBT 19473.22004）。2 PD0.4MPa时，可按0.4MPa取值。表B.1.32 管系列 S 选用表（PEX管）系统工作压力PD(MPa)使用条件等级20、50年PD1.0MPa1245许用环应力D（MPa）7.63.853.544.003.240.4Scalc.max值7.67.67.67.67.6应选用的管系列 S6.36.36.36.36.30.6Scalc.max值7.66.45.96.65.4应选用的管系列 S6.36.356.350.8Scalc.max值7.64.84.45.04.0应选用的管系列 S6.344541.0Sc

33、alc.max值7.63.83.54.03.2应选用的管系列 S6.33.23.243.2注：1 D和Scalc.max取自冷热水用交联聚乙烯（）管道系统（GB/T 18992.1-2003）。2 PD0.4MPa时，可按0.4MPa取值。表B.1.33 管系列 S 选用表（PERT管）系统工作压力PD(MPa)使用条件等级20、50年PD1.0MPa1245许用环应力D（MPa）7.363.062.153.342.020.4Scalc.max值7.367.365.47.365.1应选用的管系列 S6.36.356.350.6Scalc.max值7.365.13.65.63.4应选用的管系列

34、S6.353.253.20.8Scalc.max值7.363.82.74.22.5应选用的管系列 S6.33.22.542.51.0Scalc.max值7.363.12.153.32.0应选用的管系列 S6.32.53.2注：1 D和Scalc.max取自冷热水用耐热聚乙烯（PERT）管道系统（CJ/T 175-2002）。2 PD0.4MPa时，可按0.4MPa取值。表B.1.34 管系列 S 选用表（PPR 管）系统工作压力PD(MPa)使用条件等级20、50年PD1.0MPa1245许用环应力D（MPa）6.933.092.133.301.90.4Scalc.max值6.936.95.36.94.8应选用的管系列 S6.355540.6Scalc.max值6.935.23.65.53.2应选用的管系列 S6.353.253.20.8Scalc.max值6.933.92.74.12.4应选用的管系列 S6.33.22.5421.0Scalc.max值6.933.12.13.31.9应选用的管系列 S6.32.523.2-注：1 D和Scalc.max取自冷热水用聚丙烯管道系统（GB/T 18742.2-2002）。2 PD0.4MPa时，可按0.4MPa取值。注：1 表B.1.31B.1.34中各种管材在各使用条件分级时的许用环应力值，已经将正常操作温度下的环应力值考虑