第 2章 建筑内部给水所需的水压、水
量和增压贮水设备
§ 2－ 1 给水所需水压
1.两个基本概念
① 额定流量与流出水头
② 管网最不利点
2.给水系统所需的水压
（ 1）利用建筑层数粗略估算系统所需水压
一层,10mH20
二层,12mH20
三层及以上,12＋ 4× （ n-2)mH20
（ 2）给水系统的水压计算公式 （图 2－ 1）
H = H1 + H2 + H3 + HB
H,建筑给水系统所需的水压（ kPa);
H1,引入管起点至最不利点的高差（ kPa);
H2,最不利点的流出水头（ kPa)（表 2－ 1） ;
H3,引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（ kPa);
HB,水流流经水表所需的水头损失（ kPa).
作业 1：利用贝努利方程推导给水系统的水压计算公式。
§ 2－ 2 给水所需水量
1、建筑用水量的一般特点及计算方法
（ 1） 生产用水量 比较均匀，可按单位产品或单位时间耗
水量进行计算（略）；
（ 2） 生活用水量 受气候条件、生活习惯、卫生设备完善
程度及水价等多种因素的影响而有较大幅度的变
化，可根据国家制定的用水定额进行估算。
（ 3） 消防用水量 与建筑物的性质、规模、耐火等级等因
素有关，为保证灭火效果，消防水量按需要同时开
启的消防灭火设备用水量之和计算（见第 4章）。
2、建筑生活用水量的估算
最高日用水量 Qd
Qd = m× qd
m：用水单位数（人数，床位数）；
qd：用水定额（ L/人,d）。
最大时用水量 Qh
Qh = Kh（ Qd / T）
Kh：时变化系数；
T：建筑用水时间（ hr）。
§ 2－ 3 增压、贮水设备
一、水泵
1、水泵工作方式
按启动时的充水方式,1）吸入式
2）灌入式
按吸水管与外网的连接方式,1）直吸式
2）断流式
按水泵转速是否变化,1）恒速水泵供水方式
2）变速水泵供水方式
水泵工作方式（ 1）
自灌式启动 （ √）,
泵轴低于贮水池
最低水位
自吸式启动
泵轴高于贮水池
最高水位
真空泵
直吸式 断流式
A.可充分利用外网水压；
B,不易产生二次污染；
C,影响周围用户用水
(low the neighboring
consumers’ water
pressure)
A.不能充分利用外网水压；
B,易产生二次污染；
C,不影响周围用户用水
水泵工作方式（ 2）
水泵工作方式（ 3）
— 变频（变速）供水基本原理
水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频
率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，
使水泵工况处于高效运行范围内。
变速供水的基本原理是,传感器 将水泵后的
压力变化数据变为电讯号输入 控制器 中，经
控制器处理后传递给 变频器,改变 电机 点电
源的工作频率，从而改变 水泵 的转速，起到
增加或减少供水量的作用，以适应用水量的
变化。建筑物的用水量是随时变化的，甚至
会出现零流量，而变频又有一定的限度，因
此，建筑的变频供水系统往往由几台水泵组
合而成。
控制器
传感器（压力
检出传送器）
变频器
2、水泵流量和扬程的确定
（ 1）流量
A,室内用水较均匀时，取 建筑的最大时用水量
B,室内用水不均匀时，取 管网的设计秒流量
（ 2）水泵的扬程
A,直吸式工作方式
Hb ≥ H1 + H2 + H3 + HB － H0
Hb,水泵的扬程 （ kPa） ;
H1,引入管起点至最不利点所需的静水压 （ kPa） ;
H2,最不利点的流出水头 （ kPa） ;
H3,最不利管路中的水头损失 （ kPa） ;
HB,通过水表的水头损失 （ kPa） ；
H0, 外网资用水头 （ kPa） 。
B,断流式工作方式
Hb ≥ H 1 + H2 + H3
Hb,水泵的扬程（ kPa） ;
H1,贮水池最低水位至最不利点所需的静水压（ kPa） ;
H2,最不利点的流出水头（ kPa） ;
H3,最不利管路中的水头损失（ kPa）。
3.水泵的选择
特点,小流量，大扬程
选择,1）恒速水泵：用于建筑内部用水均匀时或与水
箱联合使用；
2）变速水泵：用于建筑内部用水不均匀时
4.泵房的布置（自学）
二、贮水池
1、贮水池的容积
V = VS + VX + V事故
VS, 生活用水调节容积（ m3）；
VX：消防贮水容积（ m3）；
V事故,事故贮水容积（ m3）。
VS
Vx
V事故
（ 1）按经验法确定（不设水箱时）：取最高日用水量的 10％
（ 2）按计算公式确定（水泵水箱联合供水时）：
Vs = (qb-ql)Tb （注意容积校核问题）
qb,水泵的出流量（水箱的进水量）（ m3/h ）；
ql,水池的进水量（ m3/h ）；
Tb,水泵连续运行时间（ h ）； Tb ＝ V箱 / (qb-qp)
qp,水箱的出水量（取最高日平均时水量） （ m3/h ）。
2,VS （生活用水调节容积）的确定
3,Vx （消防贮水容积）的确定
计算公式：
Vs= 60× qx× Tx / 1000 (m3)
qx,消防设计流量（ L/s);
Tx,消防灭火时间（ min),Tx= 60～ 180min.
4,V事故 （事故贮水容积）的确定
按经验法, V事故 = （ Vs+ Vx） 5％
5、贮水池设置要点
（ 1）远离污染源（如化粪池、厕所）；
（ 2）合理设置管路，注意防止水质腐化；
（ 3）贮水池内的消防用水不得动用；
（ 4）容积较大时应分格，保证检修时的连续供水。
三、水箱
1、水箱的作用
1）贮水和调节作用
2）减压作用
3）稳压作用
2、水箱的种类及规格
按用途分, 1）高位水箱 2）减压水箱
3）冲洗水箱 4）断流水箱
按材料分,1）钢制水箱
2）钢筋混凝土水池
3）玻璃钢水箱
钢制水箱的型号 1＃ ~12#
3、水箱上的管道设施及安装
1）进水管 4）排水（放空）管
2）出水管 5）信号管（液位计）
3）溢流管 6）通气管
4、水箱的容积和安装高度的确定
（ 1）水箱的容积
V = VS + VX+ V事故
VS,生活用水调节容积（ m3） ；
VX,消防容积（火灾初期自救用水）（ m3）；
V事故,事故用水（ m3）。
VS
VX
V事故
生活用水调节容积 — —
消防容积 ——
事故容积 ——
水箱容积组成
确定 VS：
1）只设水箱的给水方式
理论公式,VS = QL × tL （ × ）
QL—— 水箱供水的连续平均小时用水量,m3；
tL —— 水箱供水的连续时间,hr。
经验公式,大型建筑 VS =（ 10～ 20） % Qd
中小型建筑 VS =（ 50～ 100） % Qd
Qd —— 建筑的最高日用水量,m3/d。
2）水泵水箱联合供水方式
a.水泵手动启动时
理论公式：公式（ 2-8） （ × ）
经验公式,VS =（ 12～ 20） % Qd
b.水泵自动启动时
理论公式,VS = C× （ qb/4Kb）
qb：水泵出水量（水箱进水量）；
Kb：水泵 1hr内启动次数；
C,安全系数，取 1.5～ 2.0。
经验公式,VS =（ 5～ 8） % Qd
[ 附：公式推导 ]
水泵工作周期（运行 +间歇） t
= 水箱充水时间 t1 + 水箱放水时间 t2
= 1/Kb —— （ 1）
又,t1 = Vs /（ qb - qg） （水箱充水时间）
t2 = Vs /qg （水箱放水时间）
—— （ 2）
将（ 2）带入（ 1）得到含 Vs的方程，求 Vs的最小值，得
Vs = qb/4Kb
确定 VX：
VX = 60× qX× TX／ 1000 （ m3）
qX：消防设计流量（ L/s）；
TX：消防灭火时间，取 10min。
确定 V事故,
按经验，取 25% Qh。
（ 2）水箱的安装高度
水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水
头，要根据管道的水力计算确定。
A.水力条件
hs≥H 2 + H3
H2：最不利点流出水头（ kPa） ；
H3：最不利管路的水头损失（ kPa）。
B.安装要求 h1≥0.4m
水箱的安装高度
hs h1
四、气压给水装置
利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节
和输送水量的装置。
一、气压给水装置的组成
（ 1）密闭罐
（ 2）水泵
（ 3）补气装置
（ 4）控制装置
Hmin
Hmax
二、气压给水装置的分类和工作原理
1、分类
按充水、充气方式：双罐式
单罐式
按供水压力是否变化：定压式
变压式
按气水接触方式：补气式
隔膜式
2、工作原理 （变压式）
（ 1）送水过程
工作初期 工作末期
P PminPmax
Hmax HminH
Hmin
Hmax
（ 2）补水过程
由压力继电器控制。
（ 3）补气过程
由液位继电器控制。
补气方法,A.简单补气法
B.空压机补气
C.补气罐补气
三、气压给水装置的工作特点及适用条件
1、工作特点
优点,1）灵活性大设置位置不受限制；
2）占地面积小，工期短，土建费用低；
3）可自动工作，便于管理；
4）水质不易受污染。
缺点,1）调节容积小，贮水量少；
2）采用压力容器，耗用钢材多；
3）采用变压式设备时有压力波动；
4）能耗大。
2、适用条件
有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水
箱的场所，如地震区、军事性建筑、临时建筑。
四、气压给水装置的设计及计算 （自学）
设计计算内容
（ 1）容积的确定
（ 2）空压机的选择（隔膜式除外）
（ 3）水泵的选择
量和增压贮水设备
§ 2－ 1 给水所需水压
1.两个基本概念
① 额定流量与流出水头
② 管网最不利点
2.给水系统所需的水压
（ 1）利用建筑层数粗略估算系统所需水压
一层,10mH20
二层,12mH20
三层及以上,12＋ 4× （ n-2)mH20
（ 2）给水系统的水压计算公式 （图 2－ 1）
H = H1 + H2 + H3 + HB
H,建筑给水系统所需的水压（ kPa);
H1,引入管起点至最不利点的高差（ kPa);
H2,最不利点的流出水头（ kPa)（表 2－ 1） ;
H3,引入管起点至最不利点的供水管路中的水头损失（ kPa);
HB,水流流经水表所需的水头损失（ kPa).
作业 1：利用贝努利方程推导给水系统的水压计算公式。
§ 2－ 2 给水所需水量
1、建筑用水量的一般特点及计算方法
（ 1） 生产用水量 比较均匀，可按单位产品或单位时间耗
水量进行计算（略）；
（ 2） 生活用水量 受气候条件、生活习惯、卫生设备完善
程度及水价等多种因素的影响而有较大幅度的变
化，可根据国家制定的用水定额进行估算。
（ 3） 消防用水量 与建筑物的性质、规模、耐火等级等因
素有关，为保证灭火效果，消防水量按需要同时开
启的消防灭火设备用水量之和计算（见第 4章）。
2、建筑生活用水量的估算
最高日用水量 Qd
Qd = m× qd
m：用水单位数（人数，床位数）；
qd：用水定额（ L/人,d）。
最大时用水量 Qh
Qh = Kh（ Qd / T）
Kh：时变化系数；
T：建筑用水时间（ hr）。
§ 2－ 3 增压、贮水设备
一、水泵
1、水泵工作方式
按启动时的充水方式,1）吸入式
2）灌入式
按吸水管与外网的连接方式,1）直吸式
2）断流式
按水泵转速是否变化,1）恒速水泵供水方式
2）变速水泵供水方式
水泵工作方式（ 1）
自灌式启动 （ √）,
泵轴低于贮水池
最低水位
自吸式启动
泵轴高于贮水池
最高水位
真空泵
直吸式 断流式
A.可充分利用外网水压；
B,不易产生二次污染；
C,影响周围用户用水
(low the neighboring
consumers’ water
pressure)
A.不能充分利用外网水压；
B,易产生二次污染；
C,不影响周围用户用水
水泵工作方式（ 2）
水泵工作方式（ 3）
— 变频（变速）供水基本原理
水泵变频（变速）供水是指通过改变水泵电机的工作频
率，从而调节水泵叶轮的转速，控制水泵的出水量和扬程，
使水泵工况处于高效运行范围内。
变速供水的基本原理是,传感器 将水泵后的
压力变化数据变为电讯号输入 控制器 中，经
控制器处理后传递给 变频器,改变 电机 点电
源的工作频率，从而改变 水泵 的转速，起到
增加或减少供水量的作用，以适应用水量的
变化。建筑物的用水量是随时变化的，甚至
会出现零流量，而变频又有一定的限度，因
此，建筑的变频供水系统往往由几台水泵组
合而成。
控制器
传感器（压力
检出传送器）
变频器
2、水泵流量和扬程的确定
（ 1）流量
A,室内用水较均匀时，取 建筑的最大时用水量
B,室内用水不均匀时，取 管网的设计秒流量
（ 2）水泵的扬程
A,直吸式工作方式
Hb ≥ H1 + H2 + H3 + HB － H0
Hb,水泵的扬程 （ kPa） ;
H1,引入管起点至最不利点所需的静水压 （ kPa） ;
H2,最不利点的流出水头 （ kPa） ;
H3,最不利管路中的水头损失 （ kPa） ;
HB,通过水表的水头损失 （ kPa） ；
H0, 外网资用水头 （ kPa） 。
B,断流式工作方式
Hb ≥ H 1 + H2 + H3
Hb,水泵的扬程（ kPa） ;
H1,贮水池最低水位至最不利点所需的静水压（ kPa） ;
H2,最不利点的流出水头（ kPa） ;
H3,最不利管路中的水头损失（ kPa）。
3.水泵的选择
特点,小流量，大扬程
选择,1）恒速水泵：用于建筑内部用水均匀时或与水
箱联合使用；
2）变速水泵：用于建筑内部用水不均匀时
4.泵房的布置（自学）
二、贮水池
1、贮水池的容积
V = VS + VX + V事故
VS, 生活用水调节容积（ m3）；
VX：消防贮水容积（ m3）；
V事故,事故贮水容积（ m3）。
VS
Vx
V事故
（ 1）按经验法确定（不设水箱时）：取最高日用水量的 10％
（ 2）按计算公式确定（水泵水箱联合供水时）：
Vs = (qb-ql)Tb （注意容积校核问题）
qb,水泵的出流量（水箱的进水量）（ m3/h ）；
ql,水池的进水量（ m3/h ）；
Tb,水泵连续运行时间（ h ）； Tb ＝ V箱 / (qb-qp)
qp,水箱的出水量（取最高日平均时水量） （ m3/h ）。
2,VS （生活用水调节容积）的确定
3,Vx （消防贮水容积）的确定
计算公式：
Vs= 60× qx× Tx / 1000 (m3)
qx,消防设计流量（ L/s);
Tx,消防灭火时间（ min),Tx= 60～ 180min.
4,V事故 （事故贮水容积）的确定
按经验法, V事故 = （ Vs+ Vx） 5％
5、贮水池设置要点
（ 1）远离污染源（如化粪池、厕所）；
（ 2）合理设置管路，注意防止水质腐化；
（ 3）贮水池内的消防用水不得动用；
（ 4）容积较大时应分格，保证检修时的连续供水。
三、水箱
1、水箱的作用
1）贮水和调节作用
2）减压作用
3）稳压作用
2、水箱的种类及规格
按用途分, 1）高位水箱 2）减压水箱
3）冲洗水箱 4）断流水箱
按材料分,1）钢制水箱
2）钢筋混凝土水池
3）玻璃钢水箱
钢制水箱的型号 1＃ ~12#
3、水箱上的管道设施及安装
1）进水管 4）排水（放空）管
2）出水管 5）信号管（液位计）
3）溢流管 6）通气管
4、水箱的容积和安装高度的确定
（ 1）水箱的容积
V = VS + VX+ V事故
VS,生活用水调节容积（ m3） ；
VX,消防容积（火灾初期自救用水）（ m3）；
V事故,事故用水（ m3）。
VS
VX
V事故
生活用水调节容积 — —
消防容积 ——
事故容积 ——
水箱容积组成
确定 VS：
1）只设水箱的给水方式
理论公式,VS = QL × tL （ × ）
QL—— 水箱供水的连续平均小时用水量,m3；
tL —— 水箱供水的连续时间,hr。
经验公式,大型建筑 VS =（ 10～ 20） % Qd
中小型建筑 VS =（ 50～ 100） % Qd
Qd —— 建筑的最高日用水量,m3/d。
2）水泵水箱联合供水方式
a.水泵手动启动时
理论公式：公式（ 2-8） （ × ）
经验公式,VS =（ 12～ 20） % Qd
b.水泵自动启动时
理论公式,VS = C× （ qb/4Kb）
qb：水泵出水量（水箱进水量）；
Kb：水泵 1hr内启动次数；
C,安全系数，取 1.5～ 2.0。
经验公式,VS =（ 5～ 8） % Qd
[ 附：公式推导 ]
水泵工作周期（运行 +间歇） t
= 水箱充水时间 t1 + 水箱放水时间 t2
= 1/Kb —— （ 1）
又,t1 = Vs /（ qb - qg） （水箱充水时间）
t2 = Vs /qg （水箱放水时间）
—— （ 2）
将（ 2）带入（ 1）得到含 Vs的方程，求 Vs的最小值，得
Vs = qb/4Kb
确定 VX：
VX = 60× qX× TX／ 1000 （ m3）
qX：消防设计流量（ L/s）；
TX：消防灭火时间，取 10min。
确定 V事故,
按经验，取 25% Qh。
（ 2）水箱的安装高度
水箱的安装高度应满足最不利用水点的流出水
头，要根据管道的水力计算确定。
A.水力条件
hs≥H 2 + H3
H2：最不利点流出水头（ kPa） ；
H3：最不利管路的水头损失（ kPa）。
B.安装要求 h1≥0.4m
水箱的安装高度
hs h1
四、气压给水装置
利用密闭罐内空气的压缩性能来贮存、调节
和输送水量的装置。
一、气压给水装置的组成
（ 1）密闭罐
（ 2）水泵
（ 3）补气装置
（ 4）控制装置
Hmin
Hmax
二、气压给水装置的分类和工作原理
1、分类
按充水、充气方式：双罐式
单罐式
按供水压力是否变化：定压式
变压式
按气水接触方式：补气式
隔膜式
2、工作原理 （变压式）
（ 1）送水过程
工作初期 工作末期
P PminPmax
Hmax HminH
Hmin
Hmax
（ 2）补水过程
由压力继电器控制。
（ 3）补气过程
由液位继电器控制。
补气方法,A.简单补气法
B.空压机补气
C.补气罐补气
三、气压给水装置的工作特点及适用条件
1、工作特点
优点,1）灵活性大设置位置不受限制；
2）占地面积小，工期短，土建费用低；
3）可自动工作，便于管理；
4）水质不易受污染。
缺点,1）调节容积小，贮水量少；
2）采用压力容器，耗用钢材多；
3）采用变压式设备时有压力波动；
4）能耗大。
2、适用条件
有升压要求，但不适宜设置水塔和高位水
箱的场所，如地震区、军事性建筑、临时建筑。
四、气压给水装置的设计及计算 （自学）
设计计算内容
（ 1）容积的确定
（ 2）空压机的选择（隔膜式除外）
（ 3）水泵的选择
