建筑给排水课程设计

PAGEPAGE1目录第一章设计说明书 11.1给水工程 11.1.1建筑给水方式选择 11.1.2给水系统的组成 11.1.3给水管道布置 11.1.4管材和附件 11.2排水工程 21.2.1排水方式的选择 21.2.2通气方式的选择 21.2.3排水管道的组合类型 31.2.4排水系统的组成 31.3消防给水 41.3.1消防给水系统的选择 41.3.2系统组成 41.3.3主要设备 41.4管道的平面布置及管材 41.4.1平面布置 41.4.2管材 4第二章设计计算书 52.1室内给水系统的计算 52.1.1给水用水定额及时变化系数 52.1.2设计秒流量按公式 52.1.3室内所需要的水压 62.2消火栓给水系统计算 82.2.1消火栓的布置 82.3建筑内部排水系统的计算 112.3.1排水管与出户管连接处的设计秒流量 112.3.2排水管网的水力计算 12课程设计小结 15参考文献 15第一章设计说明书1.1给水工程1.1.1建筑给水方式选择根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证水压为400kPa,故室内给水拟采用不分区供水方式。即1～8层由室外管网直接供水，采用下行上给式。卫生洁具及给水配件均采用节水型产品。每户用水量单独计算，水表设于管道井内。1.1.2给水系统的组成1．引入管引入管是一个建筑的总进水管，或称入户管，与室外供水管网连接，一般建筑引入管可以设一条，从建筑中部引入。对于一些比较重要的、或者档次比较高的建筑，引入管需要设两条，分别从建筑物的两侧引入，以确保安全供水，当一条管出现问题需要检修时，另一条管道仍可保证供水。本设计采用两条引入管。2．水表节点水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。一般建筑物的给水引入管上应装设水表计量建筑物的总用水量，引入管一般是埋设在地下的，为了水表修理和拆装方便，也为了水表读数方便，需要设水表井，水表及相应的配件都设在水表井内。3．给水管道给水管道系统包括：干管、立管、支管等，干管是将引入管送来的水输送到各个立管中去的水平管道，立管是将干管送来的水输送到各个楼层的竖直管道，支管将立管送来的水输送给各个配水装置。4．给水附件指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向或检修用的各类阀门：截止阀、止回阀、闸阀、安全阀、浮球阀……，以及各种水龙头和各种仪表等。1.1.3给水管道布置1．各层给水管道采用明装敷设，管材采用PP-R冷水管，热熔连接；2．管道外壁距墙面不小于150mm，离梁柱设备之间的距离不小于50mm。支管距墙梁柱净距为20-25mm；3．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10-20mm；5．在立管横支管上设阀门，管径DN﹥50mm时设闸阀，DN≤50mm时设截止阀；6．引入管穿地下室外墙设套管；7．给水横干管敷设坡度i≥0.002坡向水表或泄水口。1.1.4管材和附件1．管材近年来，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。本设计生活给水管道采用PP-R冷水管。2．管道附件根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）3.4.5规定：给水管道的下列部位应设置阀门：（1）居住小区给水管道从市政管道的引入管段上；（2）居住小区室外环状管网的节点处，应按分割要求设置。环状管段过长时宜设置分段阀门；（3）居住小区给水干管上接出的支管起端或接户管的起端；（4）接户管、水表前和各分支立管上；（5）环状管网的分干管、贯通支状管网的连接管；（6）室内给水管道向住户、公用卫生间等接出的配水管起端，配水支管上配水点在3个及3个以上时应设置；（10）卫生器具（如大、小便器、洗脸盆、淋浴器等）的配水管上；（11）某些附件，如自动排气阀、泄压阀、水锤消除器、压力表、洒水栓等前、减压阀与倒流防止器的前后等；（12）给水管段的最低处宜设置泄水阀；给水管道上的阀门设置应满足使用要求，并应设置在易操作和方便检修的场所。暗设管道的阀门应留检修门，并保证检修方便和安全；墙槽内支管上的阀门一般不易设在墙内。1.2排水工程1.2.1排水方式的选择建筑内部排水体制分为合流制和分流制两种，排水方式的选择应遵循：1．当城市有完善的污水处理厂时，宜采用生活污水排水系统，用一个排水系统接纳生活污水和生活废水，出户后排入市政污水管道系统或合流制排水系统。2.当城市无污水处理厂或污水处理厂能力有限，生活污水需要经过局部处理时，宜分别设置生活污水排水系统和生活废水排水系统。少数污废水负荷较小的建筑和污废水不便分流的建筑，如办公楼、标准较低的住宅等，也可采用生活污水排水系统。3.对含有害物质、含大量油脂的污、废水，以及需要回收利用的污废水，应采用单独的排水系统收集、输送，经适当处理后排出或回收利用。采用什么方式排出污水和废水，应根据污废水的性质，污染程度以及回收利用价值，结合市政排水系统体制，城市污水处理情况，通过技术经济比较，综合考虑。1.2.2通气方式的选择1.生活排水管道或散发有害气体的生产污水管道，均应将立管延伸到屋面以上进行通气。2.建筑物排水系统中有一根或一根以上污水立管伸到屋顶以上通气时，允许设置不通气排水立管。不通气排水立管的最大排水能力，可查规范得到。3．多层建筑内，底层的生活排水管道与标准层生活排水管道分开排出时，底层排水管道的排水能力，采用立管工作高度≤3m时的数值。4.下列情况应设置专用通气立管。(1)建筑物内，设有卫生器具的层数在10层及10层以上且排水立管管径不宜放大时。(2)生活排水立管所承担的卫生器具排水设计流量，如超过规范中无专用通气立管的排水立管最大排水能力时。5.下列情况应设置环形通气管。(1)同一排水支管所连接的卫生器具在4个及4个以上，且污水支管长度大于12m时。(2)同一排水支管所连接大便器在六个及六个以上时。(3)排水横支管的计算充满度超过0.5，水流速度大于2m/s时。(4)使用要求较高的建筑或高层公共建筑，在上述规定以外时，亦可设置环形通气管。6.对卫生环境要求较高的建筑物内，生活排水管道宜设置器具通气管。1.2.3排水管道的组合类型1.单立管排水系统排水系统是指只有一根排水立管，没有专门通气立管的系统。按建筑层数和卫生器具的多少，它可分为无通气李冠的单立管排水系统、有通气立管的普通单立管排水系统和特制配件单立管排水系统三种形式。其中特制配件单立管排水系统适用于各类多层、高层建筑。2.双立管排水系统排水系统是由一根排水立管和一根通气立管组成，适用于污废水河流的各类多层和高层建筑。3.三立管排水系统三立管排水系统，由一根生活污水立管、一根生活废水立管和一根通气立管组成，两根排水立管共用一根通气立管。适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的多层、高层建筑。1.2.4排水系统的组成建筑内部排水系统的组成应能满足以下三个基本要求：首先，系统能迅速畅通地将污废水排到室外；其次，排水管道系统气压稳定，有害有毒气体不进入室内，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。本建筑内部排水系统主要由以下几部分组成：1．卫生器具和生产设备受水器本设计中的卫生设备有洗脸盆，大便器，淋浴器，洗涤盆，地漏。2．排水管道系统排水管道系统包括排水管，存水弯，横支管，立管，埋地横支管，排出管等组成。3．清通设备清通设备有检查井，清扫口，检查口。4通气管系统根据环保要求，结合室外排水系统的设置，本设计中该建筑采用污废水合流制排水系统，由于建筑高度及每根立管所承担的排水当量较小，为使排水管道中气压波动尽量平衡，防止管道水封破坏，每根排水立管仅设置伸顶通气管，并在其顶端装设通风帽。大便器选择延时自闭式冲洗阀大便器。卫生洁具构造内无存水弯的的卫生洁具，在其排水口配接存水弯，存水弯的水封深度不小于50mm。外径≥110mm的塑料排水立管穿越楼层时，在穿楼板处的下方装设阻火圈，外径≥110mm的塑料排水横管穿越管道井壁或防火墙处，须装设防火套管。1.3消防给水1.3.1消防给水系统的选择根据《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，2001版），超过七层的单元式住宅应设置室内消火栓给水系统。消火栓用水量5L/s，同时使用水枪数量2支，每支水枪最小流量2.5L/s，每根竖管最小流量5L/s。可不设自动喷水灭火系统。室内消火栓系统不分区，采用水泵供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，消防泵及管道均单独设置。每个消防栓口径为50mm单栓口，水枪喷嘴口径13mm，充实水柱12mH2O,采用衬胶水带直径50mm，长度20m。消防泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以2h计。1.3.2系统组成消火栓系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓和水泵接合器组成。1.3.3主要设备消防泵KQL100/185-18.5/2型两台，一用一备。Qb=18.20～26.00L/s，Hb=44.00～47.501.4管道的平面布置及管材1.4.1平面布置室内给水排水管道布置见平面布置图，室内排水管网设于竖井内。给水的水平干管、消防给水的水平干管和排水横干管等均设于室外地面以下。给水立管、消防给水立管均采用明装。1.4.2管材给水管的室外部分采用镀锌钢管，室内部分采用PP-R管。排水管的室外部分用混凝土管，室内部分用排水PVC-U管。第二章设计计算书2.1室内给水系统的计算2.1.1给水用水定额及时变化系数查《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)表3.1.9，普通住宅二类最高日生活用水定额为130～300L/人.d,用水小时变化系数为2.3～2.8。根据本建筑是室内卫生设备之完善程度，选用最高日生活用水定额qd=200L/人.d，用水小时变化系数取Kh=2.5，总人数m=4×6×8=192人。最高日，最大时用水量计算书按照建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）进行计算各用水部位统计结果如下:用水部位用水标准单位数量用水时间变化系数用水量(立方米)最大日最大时平均时普通住宅(有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和淋浴设备)200.00L/人·d19224.02.5038.404.001.60未预见水按本表以上项目的0%计0.000.000.00合计38.404.001.602.1.2设计秒流量按公式qg=0.2*U*Ng最大时卫生器具给水当量平均出流概率：式中:生活给水管道的最大时卫生器具给水当量平均出流概率，%；最高用水日的用水定额；m每户用水人数；小时变化系数；每户设置的卫生器具给水当量数；T用水小时数，h；0.2个卫生器具给水当量的额定流量，L/S.因住宅的用水特点为用水时间长，用水设备使用情况比较分散，卫生器具的同时出流概率随着卫生器具的增加而减少，故住宅生活给水的设计秒流量计算应采用概率法.本设计服务于每层六户的七层普通住宅Ⅱ型，每户一卫一厨，每户的卫生器具及当量为洗涤盆2只（N=0.75*2=1.5），延时自闭式冲洗阀大便器1具（N=0.6），洗脸盆1只（N=0.75），淋浴器1具（N=0.75）。用水定额为200L/（人·d），户均人数为4人。每户设置的卫生器具给水当量总数：=1.5+0.6+0.75+0.75=3.6最大用水时卫生器具给水当量平均出流量概率为：％根据查下表表2-1/％/％1.00.003234.00.028161.50.006974.50.032632.00.010975.00.037152.50.015126.00.046293.00.019397.00.055553.50.023748.00.06489计算管段的卫生器具给水当量的同时出流概率％计算管段上设计秒流量2.1.3室内所需要的水压根据计算用图（见给水系统图），得1～8层管网水力计算成果见表2-2所示。按照建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）进行计算计算公式：1:计算U0=(q0*m*Kh)/(0.2*Ng*T*3600)αc对应于不同U0的系数式中:U0生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）;q0最高用水日的用水定额;m每户用水人数;Kh小时变化系数;Ng每户设置的卫生器具给水当量数;T用水时数（h）;0.2一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）.2:计算U=(1+αc*pow((Ng-1),0.49))/SQRT(Ng)式中:U计算管段的卫生器具给水当量同时出溜概率（%）Αc对应于不同U0的系数Ng计算管段的卫生器具给水当量总数3:计算管段的设计秒流量Qg=0.2*U*Ng各楼层计算结果如下楼层本层当量总当量∑Ng同时出流概率U流量(l/s)立管管径流速m/s水力坡降mH2O/m沿程损失mH2O5#-干管0.0144.00.102.98750.900.0140.0583#-干管0.01631.180.0330.1341#-干管0.09501.010.0330.1301#-1楼3.69501.010.0330.0981#-2楼3.61500.940.0280.0851#-3楼3.62500.860.0240.0731#-4楼3.618.00.260.92500.780.0200.0611#-5楼3.614.40.280.82401.080.0480.1451#-6楼3.610.80.320.70400.930.0360.1091#-7楼90.56321.170.0730.218本建筑为市政管网直接供水，所需室外给水管网水压为H=H1+H2+H3+H4H给水系统所需要的水压，mH2O;H1最不利点至管网起点的高程差，mH2O;H2计算管路的沿程水头损失和局部水头损失之和，mH2O：H3水表的水头损失；取mH2O;H4管网最不利点所需的流出水头，取5mH2O;根据计算用图1及表2-2可知，H1=21+0.8=21.8mH2O（其中0.8为配水龙头距室内地坪的安装高度）H2=1.3×1.222=4.131mH2O（其中1.222m为6#-干管到1#-8楼选LXL-100型旋翼式水表，其最大流量qmax=120m3/h,性能系数为Kb=qmax2/100=1202/100=144.则水表的水头损失hd=qg2/Kb=(4.59×3.6)2/144=1.9KPa,满足正常用水时<24.5KPa的要求，即H3=0.19mH2O室内所需水压为H=H1+H2+H3+H4=21.8+1.589+0.19+5=28.579mH2O室内所需的压力与市政给水管网工作压力40mH2O相差很大，可满足1～7层的供水要求，不再进行调整计算。2.2消火栓给水系统计算2.2.1消火栓的布置该建筑物总长79.4m.根据要求，该建筑消火栓的间距应保持同层任何部分有两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*Ld+h=0.8×20+3=19m（Ld为水带长度，h为水枪充实水柱倾斜450时的水平投影距离m；对一般建筑取h=3.0m。据此应在每一层布置3个消火栓才能满足要求。计算原理参照《全国民用建筑工程设计技术措施2003》，《建筑给水排水工程》（中国建筑工业出版社）基本计算公式1. 最不利点消火栓流量Qxh=SQRT(B*Hq)式中：Qxh水枪喷嘴射出流量(L/s)（依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值）;B水枪水流特性系数;Hq水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压.2. 最不利点消火栓压力Hxh=Hd+Hq+Hsk=Ad*Ld*Qxh*Qxh+Qxh*Qxh/B+2式中：Hxh-消火栓栓口的最低水压(0.010MPa)Hd消防水带的水头损失(0.01MPa)Hq水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(0.01MPa)Hd消防水带的水头损失(0.01MPa)Ad水带的比阻Ld水带的长度(m)Qxh水枪喷嘴射出流量(L/s)B水枪水流特性系数Hsk消火栓栓口水头损失，宜取0.02Mpa3. 次不利点消火栓压力Hxh次=Hxh最+H层高+Hfj式中：H层高-消火栓间隔的楼层高(m)Hfj两个消火栓之间的沿程、局部水头损失(m)4. 次不利点消火栓流量Qxh次=sqrt((Hxh次-2)/(Ad*Ld+1/B))（依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值）5. 流速VV=(4*Q)/(π*Dj*Dj)式中：Q管段流量L/sDj管道的计算内径（m）6. 水力坡降i=0.00107*V*V/(pow(Dj,1.3)式中：i每米管道的水头损失（mH20/m）V管道内水的平均流速（m/s）Dj管道的计算内径（m）7. 沿程水头损失h=i*L式中：L管段长度m8. 局部损失（采用当量长度法）h=i*L(当量)式中：L(当量)管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C)计算参数：①水龙带材料：麻织；②水龙带长度：20m；③水龙带直径：50mm；④水枪喷嘴口径：13mm；管段名称起点压力mH2O管道流量L/s管长m当量长度管径mm水力坡降mH2O/m流速m/s损失mH2O终点压力mH2O1-223.002.570.630.00700.0150.670.0123.012-323.012.573.003.101000.0020.303.0126.0211-326.002.740.630.00700.0170.710.0126.013-426.015.313.006.101000.0080.613.0729.0812-429.062.910.630.00700.0190.760.0129.074-529.078.233.006.101000.0180.953.1632.2413-532.223.080.630.00700.0220.800.0132.235-632.2311.303.006.101000.0341.313.3135.5414-635.523.240.630.00700.0240.840.0235.546-735.5414.543.006.101000.0571.683.5139.0515-739.033.410.630.00700.0270.890.0239.057-839.0517.953.006.101000.0862.073.7842.8316-842.813.580.630.00700.0290.930.0242.838-942.8321.533.006.101000.1242.494.1346.9617-946.933.750.630.00700.0320.980.0246.959-1046.9525.284.106.101000.1712.925.8452.79计算结果:入口压力:52.79米按消火栓灭火总用水量QX=25.28L/s，选消防泵KQL100/200型两台，一用一备。Qb=19.40～28.70L/s，Hb=50～54mH2O，N=22KW。根据室内消防用水量，应设置两套水泵接合器。（7）消防贮水池消防贮水应按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即Vf=5×2×3600/1000=36m32.3建筑内部排水系统的计算本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相同。采用生活污水与生活废水合流排放。2.3.1排水管与出户管连接处的设计秒流量（）式中:计算管段的设计秒流量，L/S；计算管段的卫生器具排水当量总数；根据排水建筑物用途而定的系数，取1.5；计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/S所以=0.12×1.5×7.7×8+1.5=2.91L/S其中7为层数，7.7为每户排水当量总数，及每根排水立管所接纳的排水当量为7.7×8=61.6，上式中的后一个1.5为延时自闭式冲洗阀大便器的排水流量。2.3.2排水管网的水力计算根据图2-3进行水力计算，其结果见表2-4图2-3表2-4室内排水系统水力计算表采用当量法计算计算原理参照《建筑给水排水设计规范GB50015-2003》，采用公共建筑采用当量法基本计算公式Q=0.12×SQRT(Ng)×α+Qmax式中：Q计算管段的排水设计秒流量（L/s）Ng计算管段的卫生器具排水当量总数Qmax最大排水器具的流量α-根据建筑物用途而定的系数：1.5计算结果：管段名称管道流量L/s管道类型累计当量公称直径水力坡降mH2O/m流速m/s充满度管材1-20.00立管0.00500.0000.000.00排水PVC-U2-32.00立管7.701100.0000.000.00排水PVC-U3-42.21立管15.401100.0000.000.00排水PVC-U4-52.37立管23.101100.0000.000.00排水PVC-U5-62.50立管30.801100.0000.000.00排水PVC-U6-72.62立管38.501100.0000.000.00排水PVC-U7-82.72立管46.201100.0000.000.00排水PVC-U8-92.82立管53.901100.0000.000.00排水PVC-U9-102.91立管61.601100.0000.000.00排水PVC-U11-22.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U12-32.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U13-42.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U14-52.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U15-62.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U16-72.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U17-82.00横管7.701100.0261.530.27排水PVC-U选用立管管径为11