西安市外国语学校计算机实验中心建筑给水排水设计 毕业设计计算书.doc

单位代码： 006 分 类 号： tu 西安创新学院本科毕业论文设计 题 目： 西安市外国语学校计算机实验中心 建筑给水排水设计 系部名称： 建筑工程系 专业名称： 给水排水工程 学生姓名： 学生学号： 0905024109 指导教师： 毕业时间： 二一三年六月 6西安市外国语学校计算机实验中心建筑给水排水设计摘要：本设计是西安市外国语学校计算机实验中心建筑给水排水设计，主要包括给水系统、排水系统以及消防给水系统。给水系统设计包括给水方式的选择、给水管材、管径的选择和相应水力计算。排水系统包括排水管材、管径的选择布置和相应的水力计算，排水系统出水直接排入市政污水管网，底层单独排水，排水立管设伸顶通气。消防系统包括消火栓的布置和相应的水力计算，室内消火栓系统火灾初期10min消防用水量由屋顶消防水箱供给，消防水箱由生活给水系统供给。关键词：给水系统；排水系统；消防给水系统design of water supply and drainage experiment center computer foreign language school of xian city buildingabstract: this design is the design of water supply and drainage experiment center computer foreign language school of xian city buildings, including water supply system, drainage system and fire water supply system. water system design including the calculation of water supply mode selection, water supply pipe, pipe diameter selection and the corresponding hydraulic. calculation of drainage system comprises a drainage pipe, pipe diameter selection and layout of the corresponding water, drainage water directly into the municipal sewage pipe network, the separate drainage, drainage tube set stack ventilation. fire hydrant system includes the calculation of the arrangement and the corresponding hydraulic, indoor fire hydrant system in early fire 10min fire water supply from the roof fire water tank, fire water tank is supplied by the living water supply system.keywords: water supply system; drainage system; fire water supply system目录1设计资料12设计任务13各系统方案的确定13.1给水系统方案的确定13.1.1给水方式13.1.2给水系统的组成13.1.3给水管材的选择13.1.4给水管道布置和敷设13.2消防系统方案的确定23.2.1消防系统的选择23.2.2消防水箱的尺寸和设置23.2.3消火栓的选择与布置33.2.4室内消防系统管材的选择33.2.5水泵接合器的选择与确定43.3排水系统方案的确定43.3.1方案确定43.3.2建筑物废水排放方式43.3.3管材选择43.3.4排水管道的布置43.3.5通气管的安装53.3.6检查口、清扫口和检查井的设置54各系统的计算74.1给水系统的计算74.1.1给水用水定额及时变化系数74.1.2最高日用水量74.1.3最大时用水量74.1.4设计秒流量74.1.5jl-1给水管道计算84.1.6jl-2给水管道计算94.2消防系统的计算114.2.1消防水箱114.2.2消火栓的布置114.2.3灭火器124.2.4水枪喷嘴处所需压力124.2.5水枪喷嘴的出流量134.2.6水带阻力系数134.2.7消火栓口所需的压力144.2.8校核144.2.9消防贮水池144.2.10消防水力计算154.3排水系统的计算164.3.1wl-1排水管道计算164.3.2wl-2排水管道计算184.3.3wl-3排水管道计算194.3.4wl-4排水管道计算20参考文献22致谢231设计资料 西安市外国语学校计算机实验中心是一幢五层的公共建筑。该建筑各层的基本结构基本相同（建建筑平面图），每层均有男、女两个卫生间。男卫生间的用水器具有：大便器4个，小便槽2个，洗手池4个。女卫生间的用水器具有：大便器5个，洗手池4个，污水盆1个。 该建筑总高度为16.80m，标准层高4.20m。室内外高差0.60m，市政给水压力0.35mpa，冻土线深度0.45m。2设计任务（1）给、排水系统平面及系统图（2）卫生间（公共建筑）或户型（住宅）给水大样图（3）消火栓平面及系统图（4）完成毕业设计说明书3各系统方案的确定3.1给水系统方案的确定3.1.1给水方式 由于市政提供水压为0.35mpa，满足此五层公共建筑的要求，故该建筑给水系统采用直接供水方式供水。3.1.2给水系统的组成 给水系统由入户管，水表节点，室内给水管道，给水附件等组成。3.1.3给水管材的选择 塑料管是我国给水系统中普遍采用的管材，塑料管具有抗腐蚀性强，水流阻力小，弯曲性能大，运输、安装方便等优点。故在本设计中，给水系统选用塑料管。3.1.4给水管道布置和敷设 （1）由于枝状管网可以满足设计要求，且枝状管网造价低，故该建筑室内给水管道布置采用枝状管网单向供水。 （2）给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内及排水沟内。给水管道不宜穿越橱窗、壁柜。给水管道不得穿过大便槽和小便槽，且给水立管距离大、小便槽端部不得小于0.50m。 （3）给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝和变形缝。如必须穿越时，应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。3.2消防系统方案的确定3.2.1消防系统的选择 消防给水系统按消防给水系统的给水方式不同可分为消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。该建筑是五层，总高度为16.80m，根据建筑消防规范得知，建筑高度不超过24m的低层建筑，一旦发生火灾，消防车从室外消火栓或消防水池通过水泵接合器向室内管道送水仍然可以加强室内的管网供水能力，协助救火。故本设计中选用设水箱的室内消火栓给水系统方式。消防水箱储存10min的建筑消防用水量。 室内消火栓给水系统采用消防水箱联合供水给水系统，由消火栓给水管、室内消火栓、水枪、水龙带、消防水箱和水泵接合器等组成。3.2.2消防水箱的尺寸和设置 消防水箱对扑救初期火灾起着很重要的作用，水箱位置应该设置在建筑物一定的高度上，采用重力流向管网供水，经常保持消防给水管网中有一定的压力。 消防水箱设置在低层和多层建筑的最高部位。建筑高度不超过100m的高层建筑，水箱高度保证建筑物最不利消火栓静水压力不小于0.07mpa。高层建筑的消防水箱的消防贮水量：一类建筑（除住宅）不应小于18m3；二类建筑（除住宅）和一类建筑的住宅不应小于12m3，二类建筑的住宅不应小于6m3。消防水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应储存10min的室内消防用水量，以供扑救初期火灾之用。vx=0.6qx=0.615=9 (m3) 式中：vx 消防水箱内储存的消防用水量，m3； qx 室内消防用水总量，l/s；这里取15l/s； 0.6 单位换算系数。 尺寸为2m2m2.5m，有效容积为10m3(超高0.25m)。水箱进水管管径去dn32mm，管上安装2个浮球阀，并在进水端设置检修用的阀门，进水管中心距水箱顶留有200mm的距离。出水管从水箱侧壁接出，其管底距箱底的距离50mm，以防沉淀物进入配水管网，出水管上设置阀门以便于检修。在水箱设计最高水位以上50mm处设溢流管，不设阀门。在水箱侧壁安装液位继电器，采用自动水位报警装置。泄水管从箱底接出，用以检修或清洗时泄水，管上设阀门与溢流管相连后用同一根管排水。在水箱盖上设通气管，使水箱内空气流通，管口朝下并设网罩。水箱设置高度为高出屋顶4.0m，以便安装管道和进行检修，水箱置于混凝土支墩上。水箱地与支墩接触面之间衬塑料垫片以防腐蚀。水箱结构示意如图1：图1 水箱结构示意图3.2.3消火栓的选择与布置 消火栓应采用同一型号规格，便于安装、操作和保障安全。本设计中选择消火栓的栓口直径为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。 按建筑防火规范要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。3.2.4室内消防系统管材的选择 室内消火栓给水系统管材选用铸铁管。铸铁管耐腐蚀、经久耐用、价格较低。3.2.5水泵接合器的选择与确定 水泵接合器的数量应按照室内消防用水量经计算确定。每个水泵接合器的流量应按1015l/s计算，室内消火栓用水量15l/s，每个水泵接合器的流量取10l/s。故水泵接合器的数量n=15/10=1.5个，取2个。3.3排水系统方案的确定3.3.1方案确定 根据设计规范，环形通气排水条件较好，但耗费管材，施工复杂，而专用立管通气能满足排水量要求且相较于环形通气便于施工、造价低。经计算伸顶通气立管可以满足该建筑排水量要求，因此，本设计采用伸顶通气系统。3.3.2建筑物废水排放方式 本建筑内卫生间类型、卫生器具类型基本相同。故采用生活污水和生活废水合流排放。3.3.3管材选择 建筑内部排水管材主要有硬聚乙烯塑料管、铸铁管和陶土管。工业废水还可以用陶瓷管、玻璃钢管、玻璃管。硬聚乙烯塑料管（upvc）具有质量轻、不结垢、不腐蚀、外壁光滑、容易切割、便于安装、节省投资和节能等优点，故而得到广泛应用。所以本设计采用upvc（硬聚乙烯塑料）管。3.3.4排水管道的布置 （1）排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井中心距离建筑物外墙的距离不宜小于3m，并与给排水管引入管外壁的水平距离不得小于1.0m。 （2）从排水管上的清扫口或污水立管到室外检查井中心的最大长度，与管径有关，与管径为50mm、75mm、100mm以及大于100mm时，分别为10m、12m、15m和20m。 （3）大便器排水管最小管径不得小于100mm。 （4）连接3个及3个以上的小便器，其排水资管管径不宜小于75mm。 （5）当排水管在中间竖向拐弯时，排水支管与排水立管、排水横管相连接时排水支管与横管连接点至立管底部的水平距离不小于1.5m；排水竖支管与立管拐弯处的垂直距离不得小于0.6m。 （6）立管管径大于或等于110mm时，在楼板贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于500mm的防火套管。管径大于或等于110mm的横支管与暗设立管相连接时，墙体贯穿部位应设置阻火圈或张度不小于300mm的防火套管，且防火套管的明露部分张度不宜小于200mm。防火套管、防火圈的耐火极限不宜小于贯穿部位的建筑结构的耐火等级。 （7）管道不得穿过沉降缝、烟道以及风道，应避免穿过伸缩缝，在必须穿过时，采取相应的措施。 （8）排水管道的横管与横管，横管与立管的连接，采用45三通或45四通和90斜三通或90斜四通。 （9）立管与排出管或排水横干管的连接宜采用两个45弯头，或弯曲半径不小于4倍管径的90弯头。 （10）排水立管必须采用可靠的固定措施，宜在每层或间层管井平台处处固定，宜采用柔性接口管箍，以适应层间的位移变化。3.3.5通气管的安装 （1）举过屋顶的通气管须伸顶伸出300mm以上，并大于积雪厚度。屋顶作为活动场所时，通气管伸出屋顶2m以上，通气管必须设置耐腐网罩。 （2）通气管的顶端附近有门、窗、换气口时，通气管必须伸出高于这些门、窗，距换气口上端至少600mm以上，否则须离开门、窗、换气口水平距离至少3m以上。 （3）伸顶通气管的顶端有冻结闭锁的可能，可通过放大管径解决，管径变化点应设在建筑内部，离屋顶不小于300mm处。3.3.6检查口、清扫口和检查井的设置 由建筑给水排水设计规范gb50015-2003知在生活排水管道上，应按下列规定设置检查口和清扫口。 （1）铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10m，塑料排水立管宜每六层设置一个检查口。（2）在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上，宜设清扫口。在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。在水流偏转角大于45的排水横管上，应设置检查口或清扫口。（3）在排水管道上设置清扫口应符合以下规定： 1）在排水横管上设清扫口，宜将清扫口设置在楼板或地坪上，且与地面相平。排水横管起点的清扫口与其端部相垂直的墙面的距离不得小于0.15m。 2）排水管起点设置堵头代替清扫口时，堵头与墙面应有不小于0.4m的距离。注：可利用带清扫口弯头配件代替清扫口。 3）在管径小于100mm的排水管道上设置清扫口，其尺寸应与管道同径。管径等于或大于100mm的排水管道上设置清扫口，应采用100mm直径清扫口。 4）硬聚氯乙烯排水管道上设置的清扫口与管道同质。 5）排水横管连接清扫口的连接管管件应与清扫口同径，并采用45斜三通和45弯头或由2个45弯头组合的管件。 （4）排水管上设置检查口应符合：立管上设置检查口，应在地（楼）面以上1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。4各系统的计算4.1给水系统的计算4.1.1给水用水定额及时变化系数 根据建筑给水排水设计规范，该实验楼位于陕西省西安市，属于公共建筑，查得：最高日生活用水定额为每学生每日2040l，使用时间数为89小时，用水时变化系数为1.51.2。本设计中取最高日生活用水定额为40l，使用时数为8小时，时变化系数为1.5。4.1.2最高日用水量 实验楼人数 ：200人/每天 建筑内生活用水的最高日用水量：(m3/d) 式中：q最高日用水量，m3/d； m用水人数，人； qd最高日生活用水定额，l/（人d）。4.1.3最大时用水量 根据最高日用水量计算，求得最大时用水量：（m3/h） 式中：qh 最大时用水量，m3/h； kh 时变化系数； t建筑内每天用水时间，h。4.1.4设计秒流量 式中：qg计算管网的给水设计秒流量，l/s； ng 计算管段的卫生器具给水当量总数； 根据建筑物用途确定的系数，本处取1.8。故使用上式应注意下列几点： （1）计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量是，应采取用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。 （2）计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。 （3）有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，计算得到的附加1.10l/s的流量后为该管段的给水设计秒流量。4.1.5jl-1给水管道计算 jl-1给水管道如图2所示：图2 jl-1给水管道由表1可知： 管道局部损失hj为：hj=30%hi=0.39.718=2.915(kpa)计算管路的水头损失h2为：h2=hi+hj=2.915+9.718=12.633(kpa) 需设一个总水表。总水表采用lxs旋翼湿式水表，安装在67管段上。q67=0.80l/s=2.88m3/h。口径选择50mm的总水表，其公称流量为15m3/hq67，最大流量为30m3/h。故总水表的水头损失为：（kpa）表1 jl-1管段水力计算表jl-1管段计算表计算管 段管长l/m当量总数ng设计秒流量qg/(l/s)管径dn/mm流速v/(m/s)管段沿程水头损失/kpa管段沿程水头损失累计hi/kpa120.53 0.50 0.25 250.38 0.045 0.023231.71 1.00 0.36 250.55 0.270 0.293 349.33 3.40 0.66 251.00 4.282 4.576 451.71 4.40 0.76 251.15 1.007 5.583 561.39 4.65 0.78 251.18 0.856 6.439 675.10 4.90 0.80 251.21 3.279 9.718 计算jl-1给水系统所需压力为： h=h1+h2+h3+h4=16.810+12.633+0.922+50=231.555 kpa q67，最大流量为30m3/h。故总水表的水头损失为：（kpa）计算jl-1给水系统所需压力为： h=h1+h2+h3+h4=16.810+14.825+1.115+50=233.94 kpa 5.0 l/s 式中：qxh水枪射流量，l/s； b水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关； hq消防水枪喷嘴造成充实水柱所需的水压，mh2o。 4.2.6水带阻力系数室内消火栓水带多为衬胶，衬胶水带阻力较小。本设计也采用衬胶水带。19mm水枪配65mm水带，查表可知65mm水带阻力系数az值为0.00172。则水带阻力损失为： 式中：hd水带的水头损失，mh2o； ld水带的长度，m； az水带阻力系数。表6 水带阻力系数水带材料水带直径/mm506580麻织0.015010.004300.00150衬胶0.006770.001720.000754.2.7消火栓口所需的压力 式中：hq消防水枪喷嘴造成所需充实水柱时所需的水压，mh2o； hd水带的水头损失，mh2o； hk消火栓口水头损失，一般为2mh2o。4.2.8校核 屋顶消防水箱的设置高度为： 式中：hxs消防水箱与最不利点消火栓之间的垂直高度，m； hxh最不利点消火栓口所需水压，mh2o，对于中间减压水箱，为 消防时所在分区的最不利点消火栓栓口所需的水压； hxg消防给水管网的总水头损失，为消防给水管网的沿程水头损 失、局部水头损失之和，mh2o。最不利点消火栓栓口高程：16.8+0.8=17.6（mh2o）=176（kpa）则最不利点消火栓栓口的静水压力为：261.1-176=85.1kpa大于70kpa,按高层民用建筑设计防火规范（gb50045-95 2005版）4.7.2条规定，可不设增压设施。4.2.9消防贮水池 消防贮水池应按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，本建筑的火灾延续时间为2h，即：式中：vf消防水池有效容积，m3； qx室内、外消防用水流量之和，m3，当室外管网能够满足室外 消防用水量时，可以只计室内消防用水量； qp火灾延续时间内可连续补充的水量，l/s； 火灾延续时间，h，商业楼、展览楼、档案楼、图书楼、综合 楼、高级旅馆、财贸金融楼和乙丙类厂房、库房按3h计；戊 类厂房、仓库和其他民用建筑按2h计；自动喷水灭火系统按 1h计。 则消防贮水池的贮水量为388.8m3。4.2.10消防水力计算 按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，仅需保证最不利消防竖管出水枪数为2支。如图4所示，xl-1为最不利消防立管，则最不利点为0点，其水枪射流量为5.11l/s。进行消火栓给水系统水力计算时，消火栓给水管道中的流速一般以1.41.8m/s为宜，不允许大于2.5m/s，据图4所示管路计算，详见表7。图4 消防系统图 1点水枪喷嘴的射流量： 式中：h01两点消火栓间距，mh2o； h管段水头损失，mh2o。 表7 消防系统水力计算表消防系统水力计算表计算管段管长l/m设计秒流量q/(l/s)管径dn/mm流速v/(m/s)管段沿程水头损失/kpa管段沿程水头损失累计hi/kpa014.08 5.21000.630.370.37 1215.51 10.91001.390.811.17 2311.48 10.91001.390.601.77 3421.60 21.81501.230.522.29 4514.52 32.71501.850.783.07 5613.12 43.62001.390.283.35 674.51 54.52001.730.153.50 由表可知管路总水头损失为：则消防系统总压力为：故需设增压设施。根据水泵扬程和出流量，选用200s42型水泵，其参数为：q=216-342m3/h、h=48-35m、n=2950r/min，轴功率为34.9-40.2kw，效率为81%，汽蚀余量为6，配电机型号为3158s-2，电动机功率为55kw。4.3排水系统的计算4.3.1wl-1排水管道计算wl-1排水管道如图5所示：图5 wl-1排水管道图 排水设计秒流量计算公式： 式中：qp计算管段排水设计秒流量，l/s； np计算管段卫生器具排水当量总数； qmax计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，l/s； 根据建筑物用途而定的系数，住宅、宾馆、医院、疗养院、幼 儿园、养老院卫生间的值取1.5；集体宿舍、旅馆和其他公 共建筑盥洗室和厕所间的值取2.02.5。本设计中取2.0。即：表8 wl-1管段计算表wl-1排水管段计算表管段编号当量总数np设计秒流量qp/(l/s)管径de/mm坡度i/(kpa/m)01182.5 1100.0261218.62.5 1100.0262337.23.0 1100.0263455.83.3 1100.0264574.43.6 1100.026 由于该支管连接了4个大便器，支管管径不应小于100mm，故选用立管管径de=110mm，因设计秒流量为3.6l/s，小于该管径的最大允许排水量5.4l/s，所以不需要设专用通气立管。立管底部和排水管取de=125mm，管道坡度取0.026，充满度为0.5时，允许最大流量为9.48l/s，流速为1.72m/s，符合要求。4.3.2wl-2排水管道计算wl-2排水管道如图6所示：表9 wl-2排水管段计算表wl-2排水管段计算表管段编号当量总数np设计秒流量qp/(l/s)管径de/mm坡度i/(kpa/m)010.60 1.7 900.026123.98 2.0 900.026237.95 2.2 900.0263411.93 2.3 900.0264515.90 2.5 900.026 由于该支管没有连接大便器，只有小便槽和洗手池，故支管管径选用90mm即可，立管管径选用de=100mm。因设计秒流量为2.5l/s，小于该管径的最大允许排水量3.73l/s，所以不需要设专用通气立管。立管底部和排水管取de=125mm，管道坡度取0.026，充满度为0.5时，允许最大流量为9.48l/s，流速为1.72m/s，符合要求。图6 wl-2排水管道图4.3.3wl-3排水管道计算wl-3排水管道如图7所示：表10 wl-3排水管段计算表wl-3排水管段计算表管段编号当量总数np设计秒流量qp/(l/s)管径de/mm坡度i/(kpa/m)0113.50 2.4 1100.0261214.10 2.4 1100.0262328.20 2.8 1100.0263442.30 3.1 1100.0264556.40 3.3 1100.026 由于该支管连接了3个大便器，支管管径不应小于100mm，故选用立管管径de=110mm，因设计秒流量为3.3l/s，小于该管径的最大允许排水量5.4l/s，所以不需要设专用通气立管。立管底部和排水管取de=125mm，管道坡度取0.026，充满度为0.5时，允许最大流量为9.48l/s，流速为1.72m/s，符合要求。图7 wl-3排水管道图4.3.4wl-4排水管道计算wl-4排水管道如图8所示：表11 wl-4排水管段计算表wl-4排水管段计算表管段编号当量总数np设计秒流量qp/(l/s)管径de/mm坡度i/(kpa/m)0110.00 2.3 1100.0261210.60 2.3 1100.0262321.20 2.6 1100.0263431.80 2.9 1100.0264542.40 3.1 1100.026 由于该支管连接了2个大便器，支管管径不应小于100mm，故选用立管管