建筑给排水课程设计书

目录1. 设计任务及设计资料 3设计任务： 3设计原始资料： 32、设计过程说明 32.1给水工程 32.2排水工程 4消防给水 4管道布置及管材 43、设计计算 5室内给水系统的计算 5给水用水定额及时变化系数 5最高日用水量 5最高日最大时用水量 5设计秒流量 5生活贮水池容积 6压力校核及水泵选型 63.2室内排水系统的计算 113.2.1排水方式 113.2.2室内横管管径确定 113.2.3排水立管管径与通气方式 12室外排水横管水力计算 16化粪池容积的计算 18消防给水系统计算 18消火栓给水系统计算 18自动喷洒灭火系统计算 214、参考文献 25设计任务及设计资料设计任务：1．根据要求完成一栋高层住宅建筑给排水工程初步设计。2．设计范围：（1）建筑给水系统（2）建筑排水系统（3）建筑消火栓供系统（4）建筑自动喷洒灭火系统（不含压力校核与增压、自控系统设备选型）设计原始资料：1.工程概况：（参见题图，包括建筑物的性质，建筑总高度，各楼层功能、面积、层高，建筑内部用水点的分布情况等。）2.建筑外部市政给排水管道现状资料：距建筑（北面）20米马路上有DN400给水管和DN600排水管各一根。室外给水管中心标高为-1.20，室外排水管管底标高为-2.50。市政给水管网的资用水头为240kPa。室外排水管网采用雨、污分流排水体制。2、设计过程说明2.1给水工程根据设计资料，已知水压可供五层，满足五层楼的水压，故采用分区给水方式，1-5楼由室外给水管网直接供水，采用下行上给方式，6-11楼采用水泵和水箱联合供水方式，管网下行上给。屋顶水箱为消防和自喷系统共用。在建筑物前面建设泵站。2.2排水工程本居住楼采用生活污水和生活废水合流排放，经收集后直接排至城市排水管网。消防给水根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95,2005年版），本建筑11层居住楼，所以本建筑为二类建筑，设室内、室外消火栓给水系统，自动喷洒灭火系统。室内消火栓用水量为15L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s。根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084--2001），建筑应该设置闭式自动喷水灭火系统。室内消火栓系统不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮，高位水箱贮存10min消防用水，消防泵和管道均单独设置。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12m，采用衬胶水带直径65mm，长度20m。消防泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以2h计。室内给水、排水及消防管道在有管井时设置在管井内，而没有管井时则靠在墙壁、角落里。下区给水的水平干管、消防给水的水平干管和排水横干管均设置在地面以下。屋顶水箱的进水横管、水箱消防出水横干管和水箱自喷出水横干管均设在屋顶上。上区给水立管，消防立管和自喷立管在屋顶由横管连接。给水管道采用给水PPR管，屋顶给水管道采用复合钢管；排水采用UPVC管；消防管道采用钢管；自喷系统采用钢管。3、设计计算室内给水系统的计算给水用水定额及时变化系数查《建筑给排水设计规范》GB50015-2003（2009年版），该住宅的最高日生活用水定额170～250L/(人*d),小时变化系数Kh为2.0～2.5，使用小时T为24h。根据本建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，选用最高日生活用水定额为210L/（人·天），时变化系数2.0。，则总人数为md××2）×3×11=264人。查《建筑给排水设计规范》厨房两个水龙头，用水当量为2；洗衣间一个水龙头，用水当量1.2；洗手间水龙头用水当量0.5，大便器用水当量0.5，淋浴器用水当量0.75。最高日用水量Qd=md·qd=264×210/1000=m3/d最高日最大时用水量Qh=QP·Kh=Qd/T·Kh=/24×2.25=5.198m3/h设计秒流量1）:计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：2）:计算卫生器具给水当量的同时出流概率：3）:计算管段的设计秒流量：生活贮水池容积3，取11m3。贮水池设于泵房内，尺寸为，有效水深为1.0m，有效容积11m3。市政给水管网停水时，由贮水池可以供水。压力校核及水泵选型1、单元平面内水力计算（取最不利单元）：图1D型单元给水平面图水力计算如下表1：单元室内给水管网水力计算管段编号当量总数Ng同时出流概率U(%)设计秒流量(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)每米管长沿程水头损失i(kpa/m)管段长度L(m)沿程水头损失h=i×L

(kpa)自至151488.240.23200.730.392.611.02141375.270.27200.860.530.950.501312358.620.35250.720.290.370.11121152.920.39250.800.350.260.0911147.090.44250.900.440.410.18242373.300.28200.890.561.700.95252382.290.25200.790.450.750.34232255.150.37250.760.336.802.23222151.570.40250.820.371.740.6521247.090.44250.900.440.310.14353382.290.25200.790.454.972.22243373.300.28200.890.560.620.35333255.150.37250.760.332.910.95323151.570.40250.820.371.400.5231347.090.44250.900.446.072.70454488.240.23200.730.393.441.34444375.270.27200.860.530.670.364341358.620.35250.720.291.740.51424177.400.26200.840.500.310.1541447.090.44250.900.442.911.29备注：最大用水时平均出流概率U0取2.0，αc取0.01097.2、室内所需的压力1）1-5楼给水系统所需压力计算根据计算用图2，下区1-5楼管网水力计算成果见表2图2：1-5楼给水管网布置图表2、1-5楼给水管网水力计算表管段编号用水器具/当量当量

总数同时出流

概率U设计秒流量qDemm单阻i管长沿程水头损失自至洗手盆洗菜盆蹲式便器洗衣机淋浴喷头2L/smmkPamh=i·L544444423.510.93320.52931.59438888816.941.34400.35131.0532121212121214.021.67500.17630.5321161616161612.281.95500.23530.711G220202020209911.092.20500.294185.30G2G340404040401988.143.23700.116182.10G3市政60606060602976.844.06700.178203.57由图1、图2、表2可知，低区最不利点为四楼节点34。由设计资料可知，市政给水管道的资用水头为240kpa=24mH2O。管道中心为-1.20m。则最不利节点与管道的高程差：H1=12.0+0.8-(-1.20)=14.0mH2O。式中，0.8为配水嘴距室内地坪的安装高度。由表1、表2可知，最不利点到市政给水管网沿程水头损失为：Hf=（4.52+14.30）kPa=18.82kPa2O。局部水头损失可以沿程水头损失的30%估算。故节点34至市政管网的总水头损失为：H2=1.88×（1.0+0.3）=mH2O最不利点水嘴的最低工作压力：H4=50kPa由计算可知，每户的用水当量为4.95，,选用LXS—20C型旋翼式水表，公称直径为20mm，最大流量qmax=5m3/h，性能系数为Kb=qmax2/100=52/100=0.25，则水表的水头损失hd=qg2/Kb×3.6)2/0.25=kPa，满足正常用水时<室内所需的压力：H=H1+H2+H3+H4=140+24.44+7.7+50=222.14kPa＜240kPa室内所需的压力与市政给水管网工作压力240kPa接近，可满足1-5层供水要求，不再进行调整计算。2）6-11楼给水系统水力计算下图为6-11楼的给水系统计算图：图3、6-11楼的给水系统计算图表3、6-11层给水计算表管段编号用水器具/当量当量

总数同时出流

概率U设计秒流量qDe单阻i管长沿程水头损失自至洗手盆洗菜盆蹲式便器洗衣机淋浴喷头2L/smmkPamh=i·L11104444423.510.93400.52931.591098888816.941.34400.35131.0598121212121214.021.67500.17630.5387161616161612.281.95500.23530.717620202020209911.092.20500.29430.886G1242424242410.222.43500.354186.38G1G2242424242410.222.43500.354186.38G2G348484848487.523.58700.141182.54G3市政72727272726.334.51700.217204.33高区生活泵必须要能够满足楼层最不利点的压强要求。由上图和计算表可知，该楼层可能的最不利点有两个：给水立管G1的十一层节点34和屋顶消防水箱。给水立管G1的十一层节点34的水头要求：H1=1.3×2.89+0.8+30-(-3)+5=mH2O。（为节点至泵站的沿程水头损失）屋顶消防水箱的水头要求：H2+30-（-3）+5=mH2O。（为屋顶消防水箱至泵房的沿程水头损失）因为>4，故取5mH2O为水泵最小扬程。3、水泵选型：生活水泵初选水泵出水量按主干管设计秒流量3.99L/s计，水泵扬程44.265m，选用50DL15-12×4型水泵，额定流量4.17L/s，扬程48m，，轴功率5.5kw。查水力计算表，吸水管水管选用De75的PPR管，设计流速为0.9m/s，i=0.025。水泵压水管侧选用De70的PPR管，设计流速0.9m/s，i=0.025。校核hy。吸水管上装有闸阀1个，压水管上装有闸阀一个，逆止阀1个。局部水头损失为：hj=（ζ1+ζ2+ζ3）v2/2g2故水泵的总水头损失为0.59+1.3=1.89kPa=0.2m。水泵可以提供给外网的真实压力为（48-0.2）=47.8m>41.8m；满足要求。因此，选用50DL15-12×4型水泵，额定流量4.17L/s，扬程48m，轴功率5.5kw。一用一备。4、总进户水表选取建筑用水总当量为653.4，同时出流概率U=0.0422，流量qg=0.2×0.0422×653.4=5.51L/s。选取湿式LXS-50N（螺翼式）水头损失hd3.2室内排水系统的计算3.2.1排水方式本居住楼采用生活污水与生活废水合流排放。排水管皆设伸顶通气管。根据设计规范，1层污水与2-11层污水分别排放。3.2.2室内横管管径确定1）设计秒流量q其中，α取1.5.2）横管管径确定①厨房洗菜盆为双格洗涤盆，排水流量为1.00L/s，排水横管管径采用de75，水力坡度取0.020，直接排入排水立管。②洗衣机排水流量为0.50L/s，管径采用de50mm，水力坡度取0.012，直接排入排水立管。③淋浴器排水经蹲式大便器排出，其排水流量为0.15L/s；蹲式大便器采用延时自闭冲洗阀，排水流量为1.20L/s。总排水流量为1.35L/s，横管管径采用de110mm，水力坡度取0.012，直接排入排水立管。3.2.3排水立管管径与通气方式1）2-11层排水计算：户型D-1,D-2和户型E-1相同，户型D-3和E-2相同；故可选择部分立管进行计算，选取立管WL-1，WL-2，WL-13，WL-14管道进行计算。排水设计秒流量计算公式：，α=1.5。两居室户型立管WL-1承接卫生间和洗衣间污水，立管WL-2承接厨房污水；一居室户型立管WL-13承接卫生间污水，立管WL-25承接洗衣间污水，立管WL-14承接厨房污水；各立管设计秒流量为：WL-1：qpWL-13：qWL-25：qWL-2：qWL-14：q其中10为层数,对于WL-1，WL-13，WL-2，WL-14此值小于De110无专用通气立管的排水量,故采用De110普通通气的单立管排水系统。对于WL-25，此值小于De75无专用通气立管的排水量,故采用De75普通通气的单立管排水系统。另外每个两层，排水立管设置一个检查口。；对于WL-13和WL-25,出户管共用；满足要求。2）一层排水计算：①两居室型卫生间qp由于有大便器，排水立管选用De110管道，出户横管选用De110管道，坡度0.0026。厨房仅有排水龙头，；排水立管选用De75管道，出户横管选用De75管道，坡度0.0026。②一居室型卫生间：q由于有大便器，排水立管选用De110管道，出户横管选用De110管道，坡度0.0026。厨房：仅有排水龙头，排水流量为0.66L/s；排水立管选用De75管道，出户横管选用De75管道，坡度0.0026。洗衣间：仅有洗衣机排水，排水流量为0.5L/s；排水立管选用De50管道，排水横管与卫生间出户管共，选用De110管道，坡度0.0026。水支管系统计算草图分别如下：排立1管道计算表管段名称卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量Qp（L/s）管径de（mm）坡度i大便器洗衣机淋浴器洗手盆NpNpNpNp12-110000005011-10111111010-922221109-833331108-74444271107-655551106-566661105-477771104-38888541103-299991102-1101010101101-A10101010110排立2，排立14管道计算表管段名称卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量Qp（L/s）管径de（mm）坡度i洗菜盆Np=312-110005011-101317510-926759-839758-7412757-6515756-56181105-47211104-38241103-29271102-110301101-B（b）1030110排立13管道计算表管段名称卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量Qp（L/s）管径de（mm）坡度i大便器淋浴器洗手盆NpNpNp12-1100005011-1011111010-92221109-83331108-7444211107-65551106-56661105-47771104-3888421103-29991102-11010101101-a101010110排立25管道计算表管段名称卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量Qp（L/s）管径de（mm）坡度i洗衣机Np12-110005011-10135010-926509-839508-7412507-6515506-5618755-4721754-3824753-2927752-11030751-a103075室外排水横管水力计算下图为室外排水横管平面布置图，图5室外排水横管平面图表5室外排水横管水力计算表管段编号卫生器具名称数量当量

总数

Np设计秒流量

(L/S)管径

mm坡度管长

m降落量

I×L设计充满度埋设深度蹲式

大便器洗脸

盆淋浴

器洗菜盆

（双格）自至3mh/Dh上端下端lk11111102.811100.010.500.060.700.71kj111111113.1711050.030.500.060.710.74ji111111223.461100.020.500.060.740.76ih222222223.86110120.110.500.060.760.87hg333333224.201250.010.500.060.870.88gf333333334.3912550.030.500.060.880.91fe333333444.571250.020.500.060.910.93ed444444444.83125120.080.500.060.931.01dc555555443965.081250.020.500.061.011.03cb555555554295.2312550.040.500.061.031.07ba555555664625.371250.020.500.061.071.09aO666666665.58125350.350.500.061.091.44Lk11111102.811100.010.500.060.700.71KJ111111113.1711050.030.500.060.710.74JI111111223.461100.020.500.060.740.76IH222222223.86110120.110.500.060.760.87HG333333224.201250.010.500.060.870.88GF333333334.3912550.030.500.060.880.91FE333333444.571250.020.500.060.910.93ED444444444.83125120.080.500.060.931.01DC555555443965.081250.020.500.061.011.03CB555555554295.2312550.040.500.061.031.07BA555555664625.371250.020.500.061.071.09AO666666665.58125110.110.500.061.091.20OW1321321321327.28125160.240.500.061.441.68各段室外排水横管的管径及流速由表可见。由表可知，化粪池出水管与市政排水管网连接，下端埋深为1.68m＜2.5m，故可直接排放，不需设置提升泵。3.2.5化粪池容积的计算化粪池有效容积：V=αN1000(建筑物为住宅，所以α取0.7，N=264，q=0.95×Qd/N=200L/（人·天）,停留时间t取12h，污泥清掏周期取180d，则，化粪池有效容积为：V=0.7×2641000(200×1224+0.48×化粪池选用9-30A11型，尺寸为mm×3m，采用三格式，第一格占体积的60%，第二、三格分别占20%。消防给水系统计算消火栓给水系统计算(1)消火栓的布置该建筑总长69.8m，宽度15.8m，高度40.0m。按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95,2001年版）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。水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.8，消火栓的保护半径应为：R=C双出口消火栓每单元每层布置一个。（2）水枪喷嘴处所需水压查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数Ф值为0.0097；充实水柱Hm要求不小于7m，选Hm=12m，水枪实验系数af值为。水嘴处所需水压H(3)水枪喷嘴的出流量喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。q(4)水带阻力19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，本工程亦选用衬胶水带。查《建筑给排水设计手册》知65mm水带阻力系数Az值为0.00172。水带阻力损失：h(5)消火栓口所需的水压H(6)校核设置的消防贮水高位水箱最低水位高程39.2m，最不利点消火栓栓口高程m，则最不利点消火栓口的静水压力为3=7.8mH2O=78kPa>70kPa，按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。（7）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，最不利消防管为消防1，出水枪数为2支。HH最不利点B点的水枪射流量为：qHq进行消火栓水力计算时，按上图以支状管路计算，配管水力计算成果如下表：消火栓水力计算表计算管段设计秒流量q（L/s）管长L（m）DN（mm）v(m/s)i（kPa/m）i*L(kPa)A-B100B-C100C-D100D-E100E-F20100由表可知，管路总水头损失为Hw=（）消火栓给水系统所需总水压（HxHx=H1+（8）消防水泵选型水泵初选按消火栓灭火总用水量Qx=21.62L/s，水泵出水量按主干管设计校核吸水管长度为1.8m，压水管长度3.5m，泵站内沿程水头损失为：hy吸水管上装有闸阀1个，压水管上装有闸阀一个，逆止阀1个。泵房内局部水头损失为hj=（ζ1）v12/2g+（ζ2+ζ3）v22/2g22故水泵的总水头损失为0.49+0.35=0.84m。水泵可以提供给外网的真实压力为（62-0.84）=61.16m>59.7m。满足要求。因此选用50DL15-12×4型水泵，额定流量4.17L/s，扬程48m，，轴功率5.5kw。一用一备。根据室内消防用水量，应设2套水泵接合器。（9）消防水箱消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。V消防水箱内的贮水由生活用水提升泵从贮水池提升充满备