什麼是水管管徑計算?
水管管徑計算是根據流量需求、管路長度、高度差等因素,計算出適合的水管直徑。選擇正確的管徑可以確保水壓充足、流速適中,避免水錘現象和積垢問題。
如何使用本計算器?
輸入流量需求(L/min)或透過器具數量估算
輸入管路長度和高度差
選擇管材類型(PVC、銅管、不銹鋼管)
查看建議管徑和詳細計算結果
確認流速和壓力損失是否在合理範圍內
計算公式說明
流速計算: V = Q / A,其中 Q 為流量(m³/s),A 為管道截面積(m²)
壓力損失計算:採用 Hazen-Williams 公式(公制版本)
公式:hf = (10.67 × L × Q^1.852) / (C^1.852 × D^4.87)
L = 管長(m), Q = 流量(m³/s), C = 粗糙係數, D = 內徑(m)
PVC管 C=150,銅管 C=130,不鏽鋼管 C=140
參考標準:Hydraulic Institute Engineering Data Book, 2nd Edition
高度壓損:每公尺高度約損失 0.1 kg/cm² 水壓(1 kg/cm² = 10 m 水柱)
設備單位數轉流量:採用 Hunter's Curve 公式 Q (L/min) ≈ 7.5 × √WSFU
參考標準:IPC 2024 (International Plumbing Code) 與 ASPE 設計手冊
WSFU (Water Supply Fixture Units):馬桶(水箱)=2.5、淋浴=2.0、洗臉盆=1.0、廚房水槽=1.5
常見問題 FAQ
Q1: 建議的流速範圍是多少?
A: 根據 ASPE 管道工程設計手冊,建議流速範圍:
0.6-2.5 m/s:合理範圍
1.2 m/s:最佳經濟流速(能耗與管徑成本平衡點)
> 2.5 m/s:過快,會產生噪音和水錘現象
< 0.6 m/s:過慢,容易積垢、沉澱,影響水質
Q2: PVC、銅管、不銹鋼管有什麼差異?
A: 不同管材的特性比較:
管材
C值
優點
缺點
適用
PVC150成本低、安裝簡便僅冷水、易老化一般住宅冷水管
銅管130耐高溫、可用熱水成本較高熱水系統
不鏽鋼140耐用、抗腐蝕強價格最高高級住宅、醫院
* C值越高,壓力損失越小,管材越光滑
Q3: 台灣自來水公司的供水壓力是多少?
A: 台灣自來水公司的標準供水壓力:
一般地區:約 1.5-3.5 kg/cm²(15-35 公尺水柱)
低樓層(1-3樓):通常水壓充足
中高樓層(4-6樓):可能需加壓設備
高樓層(7樓以上):必須安裝加壓馬達或水塔
參考標準:台灣自來水公司用戶用水設備標準
Q4: 如何使用設備單位數(WSFU)估算流量?
A: 根據 IPC 標準,常見衛浴設備的 WSFU 值:
設備
WSFU值
參考流量
馬桶(水箱式)2.512 L/min
淋浴器2.011 L/min
洗臉盆1.07.5 L/min
廚房水槽1.59 L/min
浴缸(帶淋浴)4.015 L/min
洗衣機2.011 L/min
估算公式:Q (L/min) = 7.5 × √(WSFU總和)
範例:2洗臉盆(2.0) + 1馬桶(2.5) + 1淋浴(2.0) = 6.5 WSFU流量 = 7.5 × √6.5 ≈ 19 L/min
Q5: 什麼是水錘現象?
A: 水錘是指水流突然停止或改變方向時,在管路中產生的巨大壓力衝擊。流速過快時,關閉龍頭會產生「砰」的聲音,長期可能損壞管路和器具。選擇適當管徑可以有效避免。
使用範例
案例:三房兩廳公寓(2 洗臉盆、2 馬桶、1 淋浴、1 洗衣機)
WSFU 計算:2×1.0(洗臉盆) + 2×2.5(馬桶) + 1×2.0(淋浴) + 1×2.0(洗衣機) = 12.0 WSFU
流量估算:Q = 7.5 × √12.0 ≈ 26 L/min
管路長度:15 公尺
高度差:3 公尺(1 樓)
管材:PVC 管 (C=150)
建議管徑:3/4" (20.7mm)
流速:約 1.3 m/s(良好,在最佳範圍內)
壓力損失:約 0.4 kg/cm²(Hazen-Williams公式計算)
總需求壓力:0.4(摩擦) + 0.3(高度) + 0.5(器具最低需求) ≈ 1.2 kg/cm²
結論:台灣自來水公司一般供水壓力為 1.5-3.5 kg/cm²,此案例使用 3/4" PVC管完全足夠,無需加壓設備。