建排设计(含给水,排水,消防)

1、第 1章 设计任务书1.1课程设计题目黄石三江共和城某住宅楼建筑给排水设计1.2原始资料黄石某住宅楼三个单元,其中, 1单元 4户, 2、 3单元各 3户。每层共 10户,每户 4口人。该住宅楼共 9层,第一层为车库,车库层高 2 m,其他 8层层高均为 3 m。市政给水 管网位于该建筑左侧,距左山墙 2 m处,标高 -0.700 m,管径 100,资用水头 30 mH2O ;右 山墙 1.5 m处有排水明沟,明沟宽 600,深 1000,明沟有水泥盖板。1.3设计任务1 给水工程设计2 消防工程设计3 排水工程设计1 2011年 11月 7日至 11月 8日熟悉设计任务,准备资料;2 11月

2、 9日至 11月 12日完成设计3 11月 13日至 11月 16日绘图4 11月 17日至 11月 20日完成文字材料的打印装订成册工作,并向老师上交设计资 料。1 设计说明书 1份2 设计计算书 1份3 平面图 1张, 1#4 给水系统图 1张, 1#或 2#5 消防给水系统图, 1#或 2#6 排水系统图 1张, 1#或 2#7 厨房,卫生间大样图 1张, 3#1 建设给排水工程材料2 给排水设计手册 第 12册3 建筑给排水设计手册4 相关建筑给排水,消防设计规范5 给排水标准图集6 建筑设备设计手册第 2章 设计说明书2.1 建筑给水工程根据设计资料已知室外给水管网常年可提供的工作压

3、力为 0.30MPa, 故室内给水拟 采用上、下分区供水方式。根据给水最小所需压力估算方法 :第一层(n=1为 0.1a P M , 第二层 (n=2 为 0.12a MP , 第三层 (n=3 以上每增加 1层, 压力增加 0.04a MP , (即 a KP n H 2(04. 012. 0-+=,其中 n 2 。又由于市政给水管网接标高 -0.700 m, 则:第六层所需水压为:a MP 28. 0 26(04. 012. 0=-+第七层所需水压为:a MP 32. 0 27(04. 012. 0=-+资用水压 0.28a MP 0.3a MP 地下贮 水池 水泵 屋顶水箱 高区各层用水

4、点。高区区(7,8层 ,采用下行上给供水 方式,即市政管网直接供地区各用水点。该建筑给水系统包括引入管水表节点给水管网和附件, 此外, 加压泵屋顶高位水 箱。(1 泵的扬程水 泵的出水量等于最高日最高时的用水量。由于水泵是从贮水池抽水,水泵的选取应 该满足一下条件:b H 421H H H +式中 b H 水泵扬程 (a KP ;1H 引入管至最不利配水点位置高度所需要的静水压(a KP 2H 水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失(a KP ; 4H 最不利配水点的流出水头(a KP ;(2贮水池容积贮水池是贮存和调节水量的构筑物, 其有效容积应根据生活调节水量确定, 贮水池的

5、容 积可按下式计算:(s f V V T Q Q V b j b +-式中: V贮水池有效容积(m 3;Q b 水泵出水量(m 3/h;Q j 水池进水量(m 3/h;T b 水泵最长连续运行时间(h ;V f 消防贮备水量(m 3;V s 生产事故备用水量(m 3;为了用户安全供水要求,居住小区的生活调节水量可以不小于建筑日用水量的 15% -20计(3高位水箱采用自动启动供水 bb 4q K C V = 式中 V 水箱的有效容积, 3m 。q b 水泵的出水量, h /m 3; K b 水泵一小时启动次数,一般选用 4-8次 /h;C 安全系数,可在 1.5-2.0内选用。1 各层给水管道

6、采用暗装敷设管材均采用聚丙烯 PP-R 给水管采用热熔连接。2 管道外壁距离墙面不小于 150mm 离梁、柱及设备之间的距离为 50mm 立管外壁距墙梁、柱净距不小于 50mm 支管距墙、梁、柱净距不小于 2025mm 。3 给水管与排水管道平行、交叉时其距离分别大于 0.5m 和 0.15m 交叉给水管在排水管上面。4 立管通过楼板时应预埋套管且高出地面 1020mm 。5 在立管横支管上设阀门管径 DN50mm 时设闸阀 DN 50mm 时设截止阀。6 引入管穿基础用黏土和 M5水泥砂浆封口7 给水横干管设 0.003的坡度坡向泄水装置近年来给水塑料管的开发在我国取得很大的发展有硬聚乙烯塑

7、料管 UPVC 、聚氯乙烯管 PP 、 聚乙烯管 PE 和聚丁烯管 PE 等。 另外还开发了兼有钢管和塑料管优点的钢塑复合管和以 铝合金为骨架管道内外均为聚乙烯的铝塑复合管。 这些管道都具有卫生条件好、 强度高、 寿 命长等优点它们是镀锌钢管的替代管材。 本设计给水管道采用钢管和 PP-R 塑料水管 。2.2 建筑排水工程因为该建筑所排出污水的污水性质、 污染程度、 结合室外排水系统体制, 及所处城市市 政设施比较完善, 污水处理厂运行良好, 所以采用污废水合流制排水系统。 由于污水立管的 水流流速大, 而污水排出管的水流流速小, 在立管底部管道内产生正压值, 这个正压值能使 靠近立管底部的卫

8、生器具内的水封遭受迫坏, 卫生器具内发生冒泡、 满溢现象, 严重影响使 用。 因此本设计采用了排水立管上设置专用通气管, 情况大为改观, 立管底部负压通过专用 通气管而释放、平衡。1. 布置与敷设的原则:(1 排水畅通,水力条件好;(2 使用安全可靠,不影响室内环境卫生;(3 总管线短,工程造价低;2. 排水立管的布置与敷设:(1 立管应靠近排水量大,水中杂质多,最脏的排水点处。(2 立管不得穿过卧室、病房,也不宜靠近与卧室相邻的内墙。(3 立管宜靠近外墙,以减少埋地管长度,便于清通和维修。3. 排水横支管的布置与敷设:(1 排水横支管不宜太长,尽量少转弯,一根支管连接的卫生器具不宜太多。(2

9、 横支管不得穿过沉降缝、烟道、风道。4. 排水横干管与排出管的布置与敷设:(1排出管以最短的距离排出室外,尽量避免在室内转弯。(2建筑层数为 56层, 并且排水立管仅设置伸顶通气管时, 最低排水横支管与立管连 接处距排水立管底垂直距离若小于 0.75 m,则底部横管需单独排出。(3埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础。5. 通气系统的布置与敷设:(1 生活污水和散发有害气体的生产污水管道应设伸顶通气管。(2 通气管需高出屋面不小于 0.3m ,但应大于积雪深度,上人屋面应大于 2m 。(3 连接 4个及 4个以上卫生器具, 且长度大于 12M 的横支管和连接 6个及 6个以上大

10、便器的横支管上要设环形通气管。2.3 建筑消防工程1. 消火栓给水系统的组成该住宅建筑消火栓给水系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、 水泵接合器及增压水泵等组成。水枪选择直流式,喷嘴口径 19mm 配备直径 65mm 水带,水带长度一般为 15、 20、 25、 30m , 此处选择 25m 长水带。在建筑消防给水系统中设置水泵接合器。2. 消火栓给水系统的给水方式室内消火栓给水系统有下列几种给水方式:(1由室外给水管网直接供水的消防给水方式(2设水箱的消火栓给水方式(3设水泵、水箱的消火栓给水方式本次设计选取设水泵、水箱的消火栓给水方式屋顶设给水水箱,一旦发生火灾时先由生

11、活水箱供水作为初期灭火之用。设消防水泵, 作为后续灭火供水。消防系统主要由消防泵,消防管网,消火栓,减压阀,水泵接合器组成。1.室内管道布置成环状,环状管网的进水管的引入管成两条,当其中一根发生故障时 另一只进水管保证消防用水量和水压的要求。2.保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位,每根消防竖管的管径应按通过的流量计算确 定,但不应小于 100mm, 以保证消防车通过水泵结合器向室内供水的可能性 .消火栓的合理布置, 直接关系到扑救火灾的效果。 因此, 高层建筑的各层包括和主体间 相连的附属建筑均应合理设置消火栓。水泵结合器是消防车往室内管网供水的接口。 水泵结合器一

12、端由室内消火栓给水管网 最底层引至室外,另一端进口可供消防车或移动水泵站加压向室内管网供水。第 3章 设计计算书3.1 建筑给水设计计算Qd=mqd =8104250=80000L/d=80d m /3式中:Q d -最高日用水量(m 3/d m-用水总人数 (人 qd -最高日生活用水定额(L/人d 2 最高日最高时用水量 380d h h Q K m h T Q =式中:Q h -最高日最高时用水量(m 3g q U N =1 最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率: 000.23600100%hg q m K U N T =式中:U 0-5-生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出

13、流概率(% q0-最高用水日的用水定额 m-每户用水人数 Kh -时变化系数Ng -每户设置的卫生器具给水当量数T-用水时间(h 各户给水当量:N g =5.45(洗涤盆 2个 1.02=2.0, 洗衣机一个 1.2, 洗脸盆一个 1.0, 沐浴器一个 0.75, 卫生器具均为坐便器 1个 0.50 ,出流概率: U0=%65. 2%1000265. 0%10036002445. 52. 05. 24250=2 管段卫生器具给水当量同时出流概率:0.4911 100%(a N U+-= 式中:U-计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率, % ac -对应于不同 U 0的系数Ng -计算管段卫生

14、器具给水当量总数 (2屋顶水箱容积本住宅楼供水系统水泵自动启动供水。 每小时最大启动 k b 为 48次, 取 k b =6次,安全 系数 C 可在 1.52.0内采用,为保证安全供水,取 C=2.079层生活用冷水由水箱供给, 16层的生活用冷水虽然不由水箱供给, 但考虑到市 政给水事故停水,水箱仍应短时供下区用水(上下区设连通管 ,故水箱容积按照全部楼层 全部用水确定:屋顶水箱的有效容积为: V=370. 06433. 80. 24m K Cq b b = 屋顶水箱钢制,尺寸为 1.0m 1.0m 1.0m, 有效水深为 0.85m ,有效容积为 0.85m 3。 (3地下贮水池容积: (

15、 B j B f S VQ Q T V V -+( j t bb j Q T T Q Q -式中:V-贮水池有效容积, m 3; Qb -水泵出水量, m 3/h; Qj -水池进水量 , m3/h; Tb -水泵最长连续运行时间, h ; Tt -水泵运行的间隔时间, h ;Vf -消防贮备水量, m 3;Vs -生产事故备用水量, m 3。由于资料不足,此住宅居住小区贮水池仅起调节水量作用,则贮水池有效容积不计 V f 和 V s 。调节水量可以不小于建筑最高日用水量的 15%20%,取 20%即为:V=8.330.20=1.67m3尺寸 :长宽高 =1m1m 0.67m(4 根据给水管道

16、的平面布置和系统图,分区进行水力计算1低区 16层水力计算在轴侧图上定出最不利配水点均在 6层, 确定计算管路, 以流量变化处为结点, 从最不 利配水点开始,进行结点编号,如图 2-2所示,结合平面系统图: 图 3.1 16层给水管网计算草图 图 3.2 79层给水管网计算草图给水系统水力计算如下表 3.1所示:16层给水管网水力计算表 计算局部水头损失 h j : h j =30% h i =0.322.569=6.7707kPa计算管路的水头损失为:H2= (hi +hj =22.569+6.7707=29.3397kPa 29.34Kpa计算水表的水头损失:因住宅建筑用水量较小,水表选用

17、 LXS-50C 型旋翼式水表,其最大流量为 30m 3/h,性 能系数为 kb =qmax 2/100=9, 则水表的水头损失 h d =qg 2/kb =(2.933.6 2/9=12.36kPa,即H 3=12.36KPa 。室内所需的压力H=H1+H2+H3+H4=185+29.34+12.36+50=276.70kPa室内所需的压力与市政给水管网工作压力 300kPa 接近, 可满足 16层用户正常供水要 求,不再进行调整计算。2 79层室内所需压力上区管网水力计算如表所示:表 3.2 由表 2-2计算结果可知 H 2=1.3 h y =1.35.833=7.58kPaH4=50kP

18、a即 H 2+H4=7.58+50=57.58kPa水箱安装高度的确定:h H 2+H4=57.50kPa (取水箱的安装高度为 3.5m 即水箱底的标高为 29.5m (5加压水泵的选择与确定本次设计加压水泵是为 79层给水管网加压,水泵向水箱供水不与配水管网相连, 故水泵出水量按照最大时用水量 8.33m 3/h (即 2.3L/s计。由钢管水力计算表可查得:当水 泵出水管侧 Q=2.3L/s时, 选用 DN50的钢管, v=1.10m/s,i=0.600kPa/m。 水泵吸水管侧选用 DN80的钢管, v=0.85m/s,i=0.22kPa/m。压水管路的长度为 35m , 其沿程水头损

19、失 h y =0.635=21.0kPa。 吸水管的长度为 1.5m , 其 沿程水头损失 h y =0.221.5=0.33kPa。故水泵的管路总水头损失为(21.0+0.331.3=27.73kPa。水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差: 30.7m。取水箱进水球阀的流出水头为 20kPa 故水泵的扬程 H P =30.7+2+2.76=35.46m(取 36m 。水泵流量为 8.33m 3/h查给水排水设计手册 11册常用设备, 可查得, 水泵 50DL123(H=39.96m, Q=9m3/h,N=3kW, (一用一备 。3.2 建筑排水设计计算qu =0.12max q N p +式

20、中:q u 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,取 =1.5。坐便器,浴盆,洗脸盆,洗衣机、地漏,洗菜池等连接的横支管管径均为 50mm ,与 大便器连接的横支管管径均为 110mm ,坡度采用 i=0.026。排水横干管坡度采用 i=0.008。(1建筑污水排水立管底部与出户连接处的设计秒流量,依公式计算如下:qu =0.12aNp1/2+qmax =0.121.5(815.25 1/2+1.5=2.6665L/S,取 2.67L/s 依题层数为 8,洗脸盆与坐便器和

21、的排水量为 5.25L/s,每根立管每层接纳坐便器和洗脸盆的个数。小于 DN90无专用通气立管的排水量,故采用 DN90普通伸顶通气的单立 管排水系统。(2当污水立管承接浴盆的排水量时q u =0.121.5(818.25 1/2+1.5=2.9579 L/S,取 2.96L/s 小于 DN90伸顶通气管立管的排水量, 满足。出户管为管径 DN110排水塑料管, h/D=0.5。 坡 度为 0.004时 ,其排水量为 2.60L/s,流速为 0.62m/s,满足要求。(3建筑废水排水立管底部与出户管相连处的设计秒流量q u =0.12aNp1/2+qmax =0.121.5(842 1/2+1

22、.0=2.44L/S层数为 8,洗涤盆的总排水当量为 2,立管每层接纳卫生器具的个数为 4。此值小于 DN90无专用通气立管的排水量,故可采用 DN90普通伸顶通气的单位立管排水系统。出户管 的管径选 DN90排水塑料管, h/D=0.5,坡度为 0.05时, 其排水量为 3.75L/s,流速为 1.70m/s,满足要求。(1所有生活污水集中后排入化粪池,容积计算如下 Vf=1000 1( 1(100024-+n s n n n n srp c M k b NxT a t Nxq 上式中 Nx 化粪池实际使用人数,按总人数的 70%计 ;qrp 每人每天污水量,按 60L/(人 .d ;ts

23、污水在池内停留时间,取 12h ;an 每人每天污泥量,取 0.7L/(人 .d ;Tn 污泥清淘周期,取 90d ;B n ,C n 新鲜污泥、发酵污泥含水率,即为 95%和 90%;Kn ,M S -系数,取 0.8和 1.2;入数值后计算得=21.42+21.60=43.02 m 3(2隔油池的计算建筑中含油的来自于厨房,尺寸为 2.0m 1.0m ,选择隔油器,流量计算为6.10m 3举过层顶的通气管须伸出层顶 300mm 以上,并大于积雪厚度。屋顶作为活动场所时, 通气关伸出屋顶 2m 以上,通气管口必须设耐腐防罩。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、换

24、气口上 端至少 600mm 以上,否则必须离开门、窗、换气口水平距离至少 3m 以上。伸顶通气管的顶端有冻结闭锁可能时, 可放大管径解决, 管径变化点应设在建筑物内 部,离屋顶不小于 300mm 处。泵房内的集水坑及选用水泵应稍大, 须考虑地下层储水池的溢水量及水处理设备的冲 洗水量。 益设大小泵搭配, 考虑两台同时使用, 高低水位分别启动。 一台 80WQ20和一台 Qx5 10潜水泵。地下室厕所的贮水池排水, 泵应自动起闭。 集水坑容积一般不小于 5min 的水量, 泵 选用两台 As16 2CB 潜水泵。备用房内集水坑内排水选用一台 Qx10 11泵。污水潜水泵的安装益采用轨道式自动耦合

25、机构,便于检修。3.3 消火栓给水系统本次设计消火栓采用单排布置,其间距为:S d R C L h =+ 式中 S消火栓间距(2股水柱达到同层任何部位 ;L d 水带长度R 消火栓保护半径C 水带展开时的弯曲折减系数,一般取 0.80.9b 消火栓的最大保护宽度,应为一个房间的长度加走廊的宽度h 水枪充实水柱倾斜 45时的水平投影长度 ,m ; h =0.71H m ,对一般建筑(层高为 3.03.5m 由于两楼板间的限制,一般取 h=3.0mR=CLd+h=0.825+3.0=23.0m20.9m S = 取 21.0m 因此应该在走道上布置 2个消防栓按规范要求,消火栓的间距应保证同层任何

26、部位有 2个消火栓的水枪充实水柱同时到 达。该建筑总长约 90 m,宽约 16 m,高度 26 m,故可选择不分区的供水方式。(1消火栓保护半径应为:m C 23.038. 025L h R d =+=+=式中 : R消火栓保护半径, m;Ld 水带长度,每条水带的长度不应大于 25mC水带展开时的弯曲折减系数,一般取 0.8 0.9;h水枪充实水柱倾斜 45 时的水平投影距离, m ,对一般建筑(层高为3 3.5m 由于两楼板间的限制,一般取 h=3.0m;对于公业厂房和层高大于 3.5m 的民用建筑应该按 =sin45H h m 计算(2消火栓间距的确定 20.20m20.199m 112

27、3b R S 2222=-=- 式中:S 消火栓间距, m ;R消火栓保护半径, m;b消火栓最大保护宽度,应为一个房间的长度加走廊的宽度, m 。因此在走道上布置消火栓(间距 = ,满足要求式中 B 水枪水流特性系数,与水枪嘴口径有关,该处水枪喷嘴口径为 19mm ,查表6-2,得 B 为 1.577;Hq 水枪喷嘴处的压力, kPa ;水带水头损失计算, O mH 163. 12. 500172. 052q A L h 222xh z d d = 即 11.63kpa 式中: Ld 水带长度, m ;h d 水带的水头损失, kPa ;qxh 水枪的射流量, L/s;Az 水带阻力系数,

28、所选的衬胶水带的直径为 65mm , 查表 6-3, 得 A z 为 0.00172。 消火栓水压 :k d q xh H h H H +=169.1+11.63+20=200.73kPa4校核最不利消火栓静水压力为水箱底标高减去最不利消火栓标高 aa 270kP 71kP O 1mH . 724.12. 13=-Hxh = Hq + h d + Hk =169+11.6+20=200.6kPa，即 20.06 mH2O Hxh1 = Hxh0 + DH + h = 200.6+30+2.41=233.01kPa，即23.30 mH2O q xhl = 1 / B + A Ld H xhl -

29、2 = 23.30 - 2 = 5.6086 , 取5.61L / s 1 / 1.577 + 0.00172 25 进行消火栓水力计算时，按图3.1以枝状管路计算，配管水力计算成果下表6-4。 0 1 2 4 3 5 图3-1消火栓给水管网计算简图 消火栓给水系统配水管水力计算表 计算管段 01 12 23 34 45 设计秒流量 5.20 10.80 10.80 21.6 32.4 管长 L(m 3.0 24.0 22 40 20 合计 管路点总水头损失为：Hw=72.3031.1= 79.53kPa 。 消火栓给水系统所需总水压（Hx）应为： Hx =H1+Hxh+Hw = 24.1+0.7+ 20.06+8.76 = 53.62 mH 2 O 即536.2kpa 管径 DN