2024年建筑给排水大作业剖析

工程概况1.1设计项目提供资料该建筑為一幢7层高的多层建筑，该建筑為一类、耐火等级一级。该幢楼包括四個單元，各單元各层的建筑构造基本相似（見建筑平面图）。在该幢建筑物的北侧共建四個出口：分别對应于每個單元，每個單元的每层有两個住户，每個住户為三室两厅的一套，每套间均设有厨房与两個卫生间。该幢建筑物總建筑面积為8733.16m2，總高度為20.9m，原则层高為3m，一层地评標高位±1.3设计内容根据《建筑給水设计规范》（GB50015-）、《建筑设计防火规范》（GB50016-）规定，该住宅设计如下：1）生活給水系统。2）生活排水系统。3）室内消火栓系统。4）室外消火栓系统。5）雨水排水系统。2.給水系统设计2.1.給水方式基本类型1）直接給水方式：直接給水方式是由室外給水管网直接供水，為最简朴、最經济的給水方式。合用于室外給水管网的水量、水压在一天内均能满足用水规定的建筑。设水箱給水方式：设水箱給水方式宜在室外給水管网供水压力周期性局限性時采用。當室外給水管网水压偏高或不稳定期，為保证建筑内給水系统的良好工况或满足供水的规定，也可采用设水箱的給水方式。2）设水泵的給水方式：设水泵的給水方式宜在室外給水管网的水压常常局限性時采用。當建筑内用水量大且较均匀時，可用恒速水泵供水。當建筑内用水不均匀時，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。3）设水泵水箱的給水方式：设水泵和水箱的給水方式在室外給水管网压力不低于或常常不能满足建筑内給水管网所需水压，且室内用水不均匀時采用。该給水方式的長处是水泵能及時向水箱供水，可缩小水箱的体积，又因有水箱的调整作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。4）气压給水方式：气压給水方式即在給水设备中设置气压給水设备，运用该设备的气压水罐内气体的可压缩性，升压供水。该給水方式宜在室外給水管网压力低于或常常不能满足建筑内給水管网所需水压，室内用水不均匀，且不适宜设置高位水箱時采用。5）分区給水方式：當室外給水管网的压力只能满足建筑下层供水规定期，可采用分区給水方式。6）分质給水方式：分质給水方式即根据不一样用途所需的不一样水质，分别设置独立的給水系统。本建筑内水源為小区自备井，經給水泵站加压後供应小区各用水點，因此本设计采用变频泵直接上行下給式。2.2初步布置设备和管道1）水泵房為设计好，這裏不做详细计算。2）消防水箱补給水由生活水泵提供，拟设在楼梯间屋面，水箱底设置標高為3）引入管：由泵房水池处接入顾客。4）入户水表：入户水表采用一般旋翼式水表，一户一表，分别集中设置在户外楼梯间管井中。5）立管：一种單元设置一根給水立管，布置于楼梯间的管井中。6）入户支管：水表後横支管根据户内各配水點的安装高度合理设置。2.3給水引入管设计2.4生活用水量的计算2.4.1设计参数及公告（這裏只计算住宅的设计参数，不考虑商铺）2.4.1.1最高曰用水量根据《建筑給排水设计规范》（GB50015-），本住宅属一般住宅Ⅱ类，用水定额（最高曰）L/（人·d）為130~300，時变化系数為2.8~2.3。山西取中下限。最终取最高曰用水定额q0為200L/（人·d），Kh取2.5。每户按4人考虑，每天用水時间為24h。Qd=mq0=4×200=800L/d2.4.1.2最高曰最大時用水量Qd=Qd×Kh÷T=800×2.5÷24=83.33L/h=0.08333m3/h2.4.1.3设计秒流量根据目前我国使用的生活給水管网设计秒流量的计算公式，本设计是住宅給水系统。计算管段最大用水時卫生器具的給水當量平均流出概率计算公式為：式中U0——生活給水配水管道的最大用水時卫生器具給水當量平均出流概率，%；q0——最高用水曰的用水定额，L/（人·d）；m——用水人数，人；Kh——時变化系数；T——用水小時数，h。计算得出U0後查表得出對应的αc的值，代入公式：式中αc——對应于不一样卫生器具的給水當量平均流出概率的系数；Ng——计算管段的卫生器具給水當量總数。最终，根据计算管段的卫生器具給水當量同步出流概率U，求得该管段的设计秒流量qg。卫生器具給水當量数表如下：卫生器具洗涤盆大便器淋浴器家用洗衣机水嘴洗脸盆浴盆給水當量数10.50.7510.7512.4.2水力计算2~7层最不利计算管道水力计算表计算管段编号當量總数Ng同步出流概率U（%）设计秒流量qg（L/s）管径DN（mm）流速v(m/s)每米管沿程水頭损失i(Kpa/m)管段長度L(m)管段沿程水頭损失(Kpa)管段沿程水頭损失合计(Kpa)0—10.75100.000.1515.000.750.5643.431.931.931—21.2592.850.2320.000.630.3060.860.262.192—32.2569.550.3120.000.800.4324.181.814.003—43.0059.960.3620.000.920.5551.270.714.714—53.5055.340.3925.000.570.1730.750.134.845—64.2550.010.4325.000.650.2146.101.316.156—75.2544.780.4725.000.720.2350.870.206.357—86.0041.750.5025.000.760.2829.972.819.168—912.0029.040.7032.000.690.1832.900.539.699—1018.0023.470.8432.000.830.2542.900.7410.4310—1124.0020.180.9740.000.580.1102.900.3210.7511—1230.0017.941.0840.000.650.1252.900.3611.1112—1336.0016.301.1740.000.720.1313.700.4811.59计算局部水頭损失hjhj=30%hi=0.3×11.59=3.477kP计算管路的水頭损失為：H2=hj+hi=11.59+3.477=15.067kP计算水表的水頭损失：因住宅建筑用水量较小，總水表及分户水表选用LXS湿式水表，分户水表和總水表分别安装在7~8和12~13管段上，q7-8=0.50L/s=1.80m3/h，q9-10=1.17L/s=4.21m3/h。查表，选20mm口径的分户水表，其常用流量為2.5m3/h>1.80m选32mm口径的總水表，其常用流量為6m3/h>4.21m3水表的總水頭损失為H3=+=25.27=2.53mH2OH4=5.0mH2OH1=1+2.9×5+0.9+2.7=19.1mH2O室内所需压力：H=H1+H2+H3+H4=19.1+1.51+2.53+5.0=28.14mH2O=0.2814KPa＜0.35KPa。因此满足自备井直接供水的条件3.生活排水系统设计3.1排水系统分类排水系统重要包括生活排水系统、工业排水系统、屋面雨水排水系统。本设计属于生活排水系统。3.2排水系统构成建筑内部排水系统的基本构成部分為：卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气管道。在有些排水系统中，根据需要還谁有污废水的提高设备和局部处理构筑物。生产器具和生产受水设备包括：大便器、洗涤盆、洗脸盆、淋浴器、浴盆等排水管道排水管道包括器具排水管（含存水弯）、横支管、立管、埋地干管和排出管。起作用是将各個用水點产生的污废水及時、迅速地输送到室外。清通设备污废水中具有固体杂物和油脂，轻易在管内沉积、粘附，減小通水能力甚至堵塞管道。為疏通管道保障排水畅通，需设清通设备。清通设备包括在横支管的打扫口、设在立管或较長横干管上的检查口和设在室内较長的埋地横干管上的检查井。提高设备工业与民用建筑的地下室、人防建筑、高层建筑的地下技术层和地铁等处標高较低，在這些場所产生、搜集的污废水不能自留排至室外的检查井，需设污废水提高设备。污水局部处理构筑物當建筑内部污水未經处理不容許直接排入市政排水管网或水体時，需设污水局部处理构筑物。通气设备建筑内部排气管道内是水气两相流，為使排水管道系统内空气流畅，压力稳定，防止因管内压力波動使有害气体進入室内，需要设置与大气相通的通气管道。3.3排水系统选择3.3.1排水系统选择原则建筑内部給水排水系统的构成应满足如下三個基本规定，首先系统能迅速畅通地将污废水排到室外；另一方面，排水管道系统稳定，有毒有害气体不進入室内，保持室内环境卫生；第三，管线布置合理，简短顺直，工程造价低。3.3.2排水系统方案比较建筑内部排水体制分為分流制和合流制两种，分别成為建筑分流排水和建筑合流排水。在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统時需考虑：污废水的性质根据污废水中所含污染物的种类，确定是分流還是合流。如當两种生产污水合流會产生有毒有害气体和其他物质是应分流，与生活污水性质相似的屠宰、食品工廠污水可以和生活污水合流排水。不具有机物只含泥沙矿物质的工业废水可排入雨水排水系统。污废水的污染程度同类型的污染物，但浓度不一样的两种污水宜分流排除，既有助于轻污染废水的回收运用，又有助于重污染废水的处理。室外排水体制建筑内部排水最终要排入室外排水系统。室外排水体制是指污水和雨水的分流和合流；室内排水体制是指污水和废水的合流和分流。當室外只有雨水管道時，室内宜分流；當室外有污水管网和污水廠時，室内宜合流。污废水综合运用的也許性和处理规定工业废水中具有大量污染物质，其中具有能回收运用的宝贵工业原料。為減少环境污染，变废為宝，室内排水系统宜清浊分流，分支分流，否则會影响回收价值和处理效果。此外，建筑内部污废水排水管道系统按排水立管和通气立管的设置分為：單立管排水系统單立管排水系统是指只有1根排水立管，没有专门的通气立管的系统。运用排水立管自身及其连接的横支管進行气流互换，這种通气系统称為内通气系统。根据建筑层数和卫生器具的多少，單立管排水系统又分為三种。無通气管的單立管排水系统。這种形式的立管顶部不与大气相通，合用于立管短，卫生器具少，立管顶端不便伸出屋面的状况。有通气的一般單立管排水系统。排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通，合用于一般多层建筑。特制配件單立管排水系统。在横支管与立管连接处，设置特制配件，替代一般的三通；在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件替代一般的弯頭。在排水立管管径不变的状况下改善管内水流与通气状态，增大排水流量。這种内通气方式因运用特殊构造变化水流方向和状态，因此也叫诱导式内通气方式。双立管排水系统双立管排水系统也叫两管制，由1根排水立管和1根通气立管构成。由于双立管排水系统运用排水立管与一根立管之间進行气流互换，因此叫外通气系统。合用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统三立管排水系统也叫三管制，由1根生活污水立管，1根生活废水立管和1根通气立管构成，2根排水立管共用1根通气立管。三立管系统也是外通气系统，合用于生活污水和生活废水需要分别排出室外的各类多层、高层建筑。因考虑本设计中厨房与卫生间距离较近，因此室内排水体制采用合流制，即本设计采用有通气管的一般單立管排水系统。3.2.3排水管道布置于敷设3.2.3.1管道布置原则建筑内部排水系统直接影响人們的平常生活和生产，為发明一种良好的生活和生产环境，建筑内部排水管道布置和敷设時应遵照如下原则。排水畅通，水利条件好；安全可靠，不影响室内环境卫生；總管线短、工程造价低；占地面积小；施工安装、维护管理以便；美观。3.2.3.2管道敷设卫生器具的布置与敷设根据卫生间和公共厕所的平面尺寸、所选用的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。纪要考虑使用方面，又要考虑管线短，排水畅通，便于维护管理。為使卫生器具使用以便，使其功能正常发挥，卫生器具的安装高度应满足规定。地漏应设在地面最低处，易于溅水的卫生器具附近。地漏不适宜设在排水支管顶端，以防卫生器具排放的固体杂物在卫生器具和地漏之间横支管内沉淀。排水横支管布置与敷设排水横支管不适宜太長，尽量少转弯，1根支管连接的卫生器具不适宜太多。横支管不得穿過沉降缝、烟道、風道。横支管不得穿過有特殊卫生规定的生产廠房、食品及宝贵商品仓库、通風小室和变電室。横支管不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损壞的原料、产品和设备上面，也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调的上方。横支管距楼板和墙应有一定的距离，便于安装和维修。當横支管悬吊在楼板下，接有2個及2個以上大便器，或3個及3個以上的卫生器具時，横支管顶端应升至上层地面设打扫口。排水立管的布置与敷设立管应靠近排水量大，水中杂质多，最脏的排水點处。立管不得穿過卧室、病房，也不适宜靠近与卧室相邻的内墙。立管宜靠近外墙，以減少埋地管長度，便于清通和维修。立管应设检查口。其间距不不小于10米，但底层和最高层必须设。平顶建筑物可用通气管顶口替代最高层的检查口。检查口中心至地面距离為1米，并应高于该层溢流水位最低的卫生器具边缘0.15米。横支管及排出管的布置与敷设排出管以最短的距离排出室外，尽量防止在室内转弯。建筑层数较多時，应确定底部横管与否單独排出。埋地管不得布置在也許受重物压壞或穿越生产设备基础。埋地管穿越承重墙或基础处，应预留孔洞，且管顶上部净空不得不不小于建筑物的沉降量，一般不不不小于0.15米。湿陷性黄土地区的排出管应设在地沟处，并应设检查漏井。距离较長的直线管段上应设检查口或打扫口，其最大间距要查表。排出管与室外排水管连接处应设检查井，检查井中心到建筑外墙的距离不适宜不不小于3米，检查井至污水立管或排出管上打扫口的距离不不小于表中的数值。通气系统的布置和敷设生活污水管道和散发有毒有害气体的生活污水管道应设伸顶通气管。伸顶通气管高于屋面不不不小于0.3米，但应不小于该地区最大积雪厚度，屋顶有人停留時，应不小于2米。连接4個及4個以上卫生器具，且長度不小于12米的横支管和连接6個及6個以上大便器的横支管上要设环形通气管。环形通气管应设在横支管始端的两個卫生器具之间接出，在排水横支管中心线以上，与排水横支管且垂直或45度连接。對卫生、安静规定较高的建筑物内，生活污水管道宜设器具通气管。器具通气管应设在存水弯出口端。器具通气管和环形通气管与通气立管连接处应高于卫生器具上边缘0.15m，按不不不小于0.01的上升坡度与通气立管连接。专用通气立管每隔两层，主通气立管每隔8-10层设結合通气管与污水立管连接。結合通气管下端宜在排水横支管一下与排水立管一斜三通连接，上端可在卫生器具上边缘以上不不不小于0.15m处与通气立管以斜三通连接。专用通气立管和主通气立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或检查口以上与排水立管通气部分以斜三通连接，下端应在最低排水横支管如下与排水立管以斜三通连接。通气立管不得接纳器具污水、废水、雨水，不得与風道和烟道连接。3.2.3.3本设计中管道设计污水立管為單立管系统，每户卫生间、厨房各设一根排水立管，排水立管采用楼板上安装。根据立管工作高度不不小于等于2m的规定，确定底部横支管單独排出，排水管采用UPVC塑料管。3.2排水计算3.2.1设计秒流量根据《建筑給水排水设计规范》4.4.5条规定，住宅排水管道设计秒流量，应按下式计算：式中：——计算管段设计秒流量，L/s；——计算管段的卫生器具排水當量總数；——根据建筑物用途而定的系数，住宅建筑取1.5；——计算管段上最大一种卫生器具的排水流量，L/s。注：如计算所得流量值不小于该管段上按卫生器具排水流量累加值時，应按卫生器具排水流量累加值计。3.2.2确定横支管管径及坡度查《全国民用建筑工程设计技术措施/給水排水》表4.4.7-2，并保证排水系统在良好的水力条件下工作，排水横管应满足管道：充斥度h/D、流速v、坡度i和最小管径四项水利要素的规定。设计充斥度和设计坡度查《建筑給水排水设计规范》表4.4.10.本设计所选卫生器具排水的流量、當量和排水管的最小管径和坡度如下表所示：卫生间及厨房内卫生器具的排水流量和當量序号卫生器具名称排水流量(L/s)當量排水管管径(mm)1洗脸盆0.250.75502淋浴器0.150.45503坐便器2.06.01004家用洗衣机1.504.50505双格洗涤盆1.03.0506浴盆1.03.050注：取原则坡度0.026PL-1的排水横管水力计算管段编号排水當量總数设计秒流量（L/s）管径Dmm坡度0~13.01.31750.0121~29.02.041100.0122~39.752.061100.012···············出户管58.52.881600.012PL-2的排水横管水力计算管段编号排水當量總数设计秒流量（L/s）管径Dmm坡度0~10.450.22500.0121~26.451.651100.0122~37.21.981100.012···············出户管43.22.681600.012PL-3的排水横管水力计算管段编号排水當量總数设计秒流量（L/s）管径Dmm坡度0~11.50.72750.0121~24.51.381100.012···············出户管271.941100.0123.2.3排水系统立管水力计算3.2.3.1排水立管1的计算立管接纳的排水當量總数為：Ng＝设计秒流量按照下式计算：==2.88L/s选用管径為110mm的排水管，其通水能力為3.2L/s（90°顺水三通），不小于计算的设计秒流量，因此不需要设置單独的通气立管，采用伸顶通气的形式。為保证排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取D125，取原则坡度，查表可知符合规定。通气管取与立管同径DN110。3.2．3.2排水立管2的计算立管接纳的排水當量總数為：Ng＝设计秒流量按照下式计算：==2.68L/s选用管径為110mm的排水管，其通水能力為3.2L/s（90°顺水三通），為保证排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取DN125，取原则坡度，查表可知符合规定。通气管取与立管同径DN110。3.2.3.3排水立管3水力计算立管接纳的排水當量總数為：Ng＝设计秒流量按照下式计算：==1.94L/s选用管径為100mm的排水管，其通水能力為3.2L/s（90°顺水三通），不小于计算的设计秒流量，因此不需要设置單独的通气立管，采用伸顶通气的形式。為保证排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取DN125，取原则坡度，查表可知符合规定。通气管取与立管同径DN100。表各立管管径及出户管管径立管编号立管管径/mm出户管管径/mmPL-1 110160PL-2110160PL-3100110一层排水為压力提高排水，用小型泵将污水提高後排至集水槽。雨水排水系统设计由于屋顶设有屋顶庭院，因此该屋顶的雨水排水系统采用重力流排水系统。设计重現期為5年，屋面坡度取0.025,渲泄系数為1.0,雨水經有坡度的屋面汇至墙角的雨水斗。（1）降雨强度:山西地区重現期按5年時,持续5min的暴雨强度為307L/(s.10000m)，小時降雨厚度為

h=110mm/h，即305（2）屋面汇水面积计算

為运用降雨厚度100mm/h计算表格.對汇水面积進行修正,例如汇水面积F1的计算汇水面积。运用公式计算雨水量。

屋面1234567汇水面积43.8795.3295.32110.7108.1579.792.7雨水量1.202.622.623.042.972.192.54屋面89101112汇水面积110.0110.2103.7110.2109.9雨水量3.023.022.853.023.02（3）选择雨水斗:雨水斗承担的汇水面积最大為110.7。选择重力流排水系统，取雨水斗直径d50mm,其最大容許汇水面积為240,符合规定。

（6）雨水立管：查教材附表6-4，应选择直径d100mm的雨水立管，其最大泄流量為9.5L/s，不小于最大雨水量3.04L/s,符合规定。（7）排出管:排出管管径设置為与立管管径相似，即為直径d100mm消火栓系统设计6.1給水方式本建筑為多层建筑，合用《建筑设计防火规范》（GB50016-），防火系统不分区。系统采用设消防水池、消防水泵供水方式；屋顶设高位水箱，水箱進水管补給水由生活水泵提供。6.2消火栓系统布置1）室内消火栓系统平面布置：按同层两股水枪充实水柱同步抵达任何部位進行平面布置。分别在電梯两旁设置消火栓箱，對应的消防立管一根设置在管井中，一根设置在電梯旁。2）引入管由不一样方向接入。3）采用镀锌钢管。4）立管上下设检修阀。5）屋顶设置试验消火栓。6.3室内消火栓系统用水量根据《建筑设计防火规范》（GB50016-）中8.4.1第2条规定，室内消火栓用水量应根据水枪充实水柱長度和同步使用水枪数量經计算确定，且不应不不小于《建筑设计防火规范》（GB50016-）中8.4.1的规定。查该表，住宅内消火栓5L/s，每根竖管最小流量為5L/s，同步使用的水枪数為2支，每支水枪的最小流量為2.5L/s。6.3.1消火栓、水枪、水龙带选用消火栓：口径DN65.水枪：采用直流水枪，接口：DN65，喷嘴：d=19.水龙带：接口：DN65，材料选用：麻织，長度：25m。6.3.2消火栓的充实水柱Sk（水枪上倾角取45°）式中H1——室内最高著火點离地面的高度（m），住宅层高為2.9m。H2——水枪喷嘴离地面的高度（m），一般取1m。Hm=1.41×2=2.82＜7m根据《建筑设计防火规范》（GB50016-）第8.4.3条，充实水柱应為7m。6.3.3水枪喷嘴处所需水压水枪喷嘴直径选19mm，水枪系数φ值為0.0097，Hm為=7m。水枪试验系数αf為1.19.6.3.4水枪喷嘴的出流量喷口直径19mm的水枪水流特性系数B為1.577：＝L/s>2.5L/s6.3.5水带阻力水龙带水頭损失hd的计算公式如下：hd＝AzLd式中：hd——水龙頭带水頭损失（mH2O）；Az——水龙带阻力系数，見教材；Ld——水龙带長度（m）；——实际通過的消防流量（L/s）.水带选用65mm麻质，故水带阻力系数為0.00430。故水龙带水頭损失為：hd＝AzLd1.842mH2O=18.42KPa6.3.6消火栓口所需水压消火栓口所处需水压Hxh根据下式计算：Hxh＝Hq＋hd+Hk式中：Hxh——消火栓口的水压，KPa；Hq——水枪喷嘴处的压力，KPa；hd——水带的水頭损失，KPa；Hk——消火栓栓口水頭损失，按20KPa计算。则有：Hxh＝Hq＋hd+Hk=90.6+18.42+20=129.02KPa。6.3.7水力计算室内消防竖管直径不应不不小于DN100。故本建筑室内消防竖管直径為DN100。简化计算，定水泵吸水管与出水管管径相似，也為DN100。通過查表可知管径為100mm的消防給水钢管内水流的流速為v=1.07m/s，i=0.233KPa/m。则進户管处消防給水所需總压力（mH2O）為：Hxb=Hxh+hxg+Hz式中：Hxh——最不利點处消火栓的水压，m；Hz——消