某八层住宅楼给排水工程设计.docx
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某八层住宅楼给排水工程设计
《建筑给水排水工程》课程设计说明书
1.工程概况
1.1设计任务
本工程为一栋八层的住宅楼，包括地下室。
建筑面积：
地下：
480平方米，地上472.4平方米，建筑总高度27米，第一层6米，2至8层每层高3米，地下室层高4.8米。
地上八层，地下一层，地下一层为储藏间，地上八层为民用住宅。
设三单元，户型为两房两厅、三房两厅，一厨两卫。
卫生间设有浴盆、淋浴器、坐便器、洗手盆等卫生器具。
要求设计该大楼给水排水工程，具体项目有：
①室内给水工程，②室内排水工程，室外雨水排水工程。
1.2建筑设计资料
建筑设计资料包括建筑物各层平面图。
1.3城市给水排水资料
1.该楼位城区内，地形平坦。
工程地质条件良好。
室外地面标高-0.30m。
2.该楼的四周距墙3米处有小区给水管，管径DN150mm，管中心标高为-1.30m，该处最小水压为0.45MPa。
3.热水由每户的家用热水器供给。
4.室内污废水合流排出，该楼的四周距墙6米处有小区污水管，管径为300mm，最小埋深1.5米。
2.生活给水系统
2.1生活给水系统给水方式
据调查了解当在夏天用水高峰时水压为400kpa，而待设计建筑为八层楼住宅，采用钢筋混凝土框架结构，层高为3m，室内外高差为0.3m，所以初定本建筑住宅采用直接供水的给水方式。
一层～八层由室外给水管网直接供水，采用
下行上给的供水方式。
直接供水方式的优点：
给水系统简单。
投资少，安装维修方便，充分利用室外管网水压，供水较为安全可靠。
2.2室内外管道材料、设备的选用及敷设安装方法的确定
2.2.1室内外管道材料
生活给水管采用塑料给水管；污水、废水排水管采用塑料排水管，雨水排水
管使用PVC排水管。
2.2.2设备的选用及敷设安装方法
1）管道系统中使用截止阀、闸阀、止回阀、式水表、水龙头、淋浴器、给水管道等。
2）给水管道在室内采用在地板层暗设敷设安装方法，在相应用水点设置短立管连接用水器具与给水横支管。
在室外，在南面阳台设置总立管，每层楼分横支管，供各用户生活用水。
全部立管与横管采用90度三通或90度弯头连接。
3）管道外壁距墙面不小于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20～25mm。
4）给水管与排水管平行、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。
2.3生活给水系统水力计算
初定整栋住宅建筑一层～八层由室外给水管网直接供水，采用下行上给的供水方式。
因为最小水压为0.45MPa，
2.3.1用水量标准及用水量计算
住宅每层楼3户住户，每住户厨房内设盥洗槽一个，厕所内设坐式大便器，洗脸盆、淋浴器（或浴盆）及用水龙头（供洗衣机用）各一个。
其中盥洗槽、洗脸盆采用单阀水嘴，淋浴器采用混合阀，大便器采用冲洗水箱浮球阀。
卫生器具的参数值
序号
给水配件
额定流量（L/s）
当量
连接管公称管径（mm）
最低工作压力（Mpa）
1
盥洗槽
0.20
1.00
15
0.050
2
大便器
1.20
0.50
15
0.020
3
洗脸盆
0.15
0.75
15
0.050
4
淋浴器
0.15
0.75
15
0.100
5
浴盆
0.24
1.20
15
0.050
6
洗衣机用水龙头
0.20
1.00
15
0.050
住宅最高日生活用水定额及小时变化系数
住宅类别
卫生器具设置标准
用水定额[L/（人·d）]
小时变化系数
普通住宅
有2个大便器、2个洗脸盆、2个浴盆、洗衣机水嘴、盥洗槽
250
2.8
1）设用户当量小计：
N＝2×0.75＋2×0.50＋2×1.2＋1.00＋1.00＝6.4；用水定额：
＝250[L/（人·d）]；户均人数：
4人，用水时数：
24h；时变化系数
＝2.8。
2）最高日用水量计算见公式：
3）最高日最大时用水量计算见公式：
2.3.2设计秒流量
1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，按下式计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：
取管段7~8计算：
其他各管段计算相同，具体计算结果见下面表格：
查表可得：
式中：
——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水量平均出流概率，％；
——最高日生活用水定额，按相应规范取用；
m——每户用水人数；
——小时变化系数，按相应规范取用
——每户设置的卫生器具给水当量数；
T——用水时数，h；
0.2——1个卫生器具给水当量的额定流量。
2）根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，按下式计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：
式中：
U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，％；
——对应于不用
的系数，按相应规范取用；
——计算管段的卫生器具给水当量总数。
3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按下式计算得出计算管段的设计秒流量：
式中：
——计算管段的设计秒流量，L/s。
管段编号
当量总数Ng
Uo（%）
ac
U
设计秒流量q（L/s）
7-8
6．4
2.75
0.0173
0.43
0.50
6-7
12．8
2.75
0.0173
0.31
0.72
5-6
19．2
2.75
0.0173
0.25
0.90
4-5
25．6
2.75
0.0173
0.22
1.05
3-4
32．0
2.75
0.0173
0.20
1.19
2-3
38.4
2.75
0.0173
0.19
1.31
1-2
44.8
2.75
0.0173
0.17
1.43
0-1
51.2
2.75
0.0173
0.16
1.54
2.3.3管网水力计算
室内给水管网水力计算表
管段
管道长度
（m）
卫生洁具数量
洗脸盘
N=0.75
盥
洗
槽
N=1.0
坐便器
N=0.5
浴盆
N=1.2
洗衣机水嘴
N=1
当量总数
N
秒流量
（L/S）
管径
（mm）
流速
（m/s）
水力坡度
（kPa/m）
水头损失
（kPa）
7-8
3.00
2
2
2
1
1
6.4
0.5
25
1.11
0.32
1.07
6-7
3.00
4
4
4
2
2
12.8
0.72
32
0.89
0.22
0.72
5-6
3.00
6
6
6
3
3
19.2
0.9
32
1.12
0.22
0.45
4-5
3.00
8
8
8
4
4
25.6
1.05
40
0.89
0.50
1.75
3-4
3.00
10
10
10
5
5
32.0
1.19
40
0.95
0.52
1.86
2-3
3.00
12
12
12
6
6
38.4
1.31
40
1.13
0.26
0.59
1-2
3.00
14
14
14
7
7
44.8
1.43
50
0.78
0.20
1.56
0-1
6.00
16
16
16
8
8
51.2
1.54
50
0.76
0.10
1.50
合计
9.5
八层的浴盆为最不利点，其与引入管标高差为6×3.0＋6+0.72＝24.72m，相当于247.2kpa；管路水头损失，考虑局部水头损失，局部水头损失按管网的沿程水头损失的30％计算，所以总的水头损失为：
（1＋30％）
＝1.30×9.5kpa＝12.35kpa；最不利点流出水头30kpa，用户水表选用旋翼式水表水头损失为100kpa，总水表水头选用螺翼式水表，损失为10kpa。
富裕水头为20kPa所以：
＝247.2＋30＋10＋100+12.35＝399.6kpa<450kpa满足要求
式中
——引入管接管处应该保证的最低水压，kpa；
——由最不利配水点与引入管起点的高程差产生的静压差，kpa
——设计流量通过水表时产生的水头损失，kpa
——设计流量下引入管起点至最不利配水点的总水头损失，kpa
——最不利点配水附件所需最低工作压力，kpa
由于
，所以本住宅建筑设计可采用由室外给水管网直接供水，使用下行上给的给水方式。
3.生活排水系统
3.1排水系统的类型
室内采用生活污水、生活废水合流系统，生活污废水一起排至城市废水排水管网，雨水直接与城市雨水排水管网连接。
3.2排水管道材料、设备的选用、敷设方法及排水管排气方式的确定
3.2.1室内外管道材料
污水、废水排水管采用塑料排水管，雨水排水管使用塑料排水管。
3.2.2设备的选用及敷设安装方法
管道系统中使用截止阀、闸阀、止回阀、大便器、洗涤盆、洗脸盆、地漏、存水湾、排水管道等。
全部立管与横管采用
三通或
弯头连接。
在室内各用水房间设置污水水排水总立管，各层楼用户的生活污废水流入排水总立管后，沿总管流落一楼排水横支管，汇集后经排出管排至市政排水管网.
3.2.3检查口和清扫口的确定
排水立管：
塑料排水立管宜每三层设置一个检查口，但在建筑物最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口，当立管水平拐弯或有乙字弯管时，在该层立管拐弯处和乙字弯管是上部应设检查口，检查口离地面1m设置。
排水横管：
当管径为100~150mm时，生活废水排水管每隔20m设置一个检查口，生活污水排水管每隔15m设置一个检查口。
3.2.4检查井的确定
排出管与室外排水管连接处应设置检查井，检查井中心到建筑外墙距离不宜小于3m
3.2.5排水管排气方式
建筑内部排水管内是水气两相流，为防止因气压波动造成的水封破坏，有毒有害气体今日室内，需要设置通气系统。
对于本住宅建筑，为八层建筑，层数不高，卫生器具不多，因此可以将排水立管上端延长并伸出屋顶，进行通气作用。
3.3生活排水系统的水力计算
3.3.1排水定额
因建筑室内给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水相同，生活排水平均时排水量和最大时排水量的计算方法与建筑内部的生活给水量计算方法相同。
即：
住宅最高日生活用水定额及小时变化系数
住宅类别
卫生器具设置标准
用水定额[L/（人·d）]
小时变化系数
普通住宅
有2个大便器、2个洗脸盆、2个浴盆、洗衣机水嘴、盥洗槽
250
2.8
卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径、最小坡度
序号
卫生器具
排水流量（L/s）
当量
排水管管径（mm）
1
盥洗槽
0.33
1.00
50
2
洗脸盆
0.25
0.75
50
3
淋浴盆
0.15
0.45
50
4
大便器
1.50
4.50
100
5
家用洗衣机
0.50
1.50
50
3.3.2设计秒流量
住宅、集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、会展中心、中小学教学楼等建筑用水设备使用不集中，用水时间长，同时排水百分数随卫生器具数量增加而减少，其设计秒流量计算公式为：
式中：
——计算管段排水设计秒流量，L/s；
——计算管段卫生器具排水当量总数；
——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；
——根据建筑物的用途而定的系数，而住宅一般取
用上式计算排水管网起端的管段时，因连接的卫生器具较少，计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，这时应该按该管段上所有卫生器具排水流量的累加值作为设计秒流量。
3.3.3排水管道的水力计算
1）设计规定
A）充满度
建筑内部排水横管按非满流设计，以便使污废水释放出的有毒有害气体能自由排出；调节排水管道系统内的压力；接纳意外的高峰流量。
排水管道
排水管道管径（mm）
最大计算充满度（以管径计）
生活污水排水管
150以下
0.5
B）自净流速
自净流速的大小与污废水的成分、管径、设计充满度有关，具体情况间下表：
污废水类别
生活污水在下列管径时（mm）
D<150
D=150
D=200
自净流速（m/s）
0.6
0.65
0.70
C）管道坡度
建筑内部生活排水管道的坡度有通用坡度和最小坡度两种，通用坡度为正常条件下应予保证的坡度，最小坡度为必须保证的坡度，一般情况下应采用通用坡度，当横管过长或建筑空间受限制时，可采用最小坡度。
管材
管径（mm）
坡度
通用坡度
最小坡度
塑料管
50
0.026
0.012
75
0.026
0.007
90
0.026
0.005
110
0.026
0.004
125
0.026
0.0035
D）最小管径
为了排水通畅，防止管道堵塞，保障室内环境卫生，建筑内部排水管的最小管径为500mm，因医院、厨房、浴室以及大便器排放的污水水质特殊，故其最小管径应大于500mm。
生活污水排水管网水力计算简图
3.3.4污废水排水支管计算
污废水排水系统每层支管连接洗涤盆或者洗脸盆等卫生器具，支管管径可取D＝50mm，采用标准坡度
，支管上连接大便器，支管的管径取D=100mm，采用标准坡度i=0.026即：
卫生器具名称、数量
排水当量总数Np
设计秒流量
管径de（mm）
坡度i
洗涤盆
1.00
0.33
50
0.026
洗脸盆
0.75
0.25
50
0.026
沐浴盆
0.45
0.10
50
0.026
净身器
0.30
0.10
50
0.026
家用洗衣机
1.50
0.50
50
0.026
大便器
4.5
1.5
100
0.026
以A管道为例，又大便器一个Np=4.5、洗脸盆一个Np=0.75、淋浴器一个Np=0.45，洗脸盆管径：
，大于洗脸盆的额定流量，取qp=0.25L/s，查表得：
d=50mm，i=0.026。
A横横管的末端管径：
大于所有卫生器具的额定当量之和，取qp=1.9L/s。
查表得：
d=100mm，i=0.026
横管B、C、D、E、F、G计算方法同上，得下表：
管道
排水当量总数Np
设计秒流量
管径de（mm）
坡度i
A
5.70
1.90
100
0.026
B
5.70
1.90
100
0.026
C
2.50
0.85
50
0.026
D
2.50
0.85
50
0.026
E
8.20
2.00
100
0.026
F
8.20
2.00
100
0.026
G
5.70
1.90
100
0.026
3.3.5污废水排水立管计算
污废水系统立管1的排水设计秒流量为：
大便器一个Np=4.5、洗脸盆一个Np=0.75、淋浴器一个Np=0.45，共八层。
加上地下室的洗脸盆一个，淋浴器一个。
因有大便器，立管管径为D＝110mm，由于设计秒流量为2.7L/s，小于排水塑料管最大允许排水流量5.4L/s，所以不用设置专用通气立管，把排水管伸出屋顶一定高度进行排气即可。
污废水系统立管E的排水设计秒流量为：
因有大便器，立管管径为D＝110mm，由于设计秒流量为2.0L/s，小于排水塑料管最大允许排水流量5.4L/s，所以不用设置专用通气立管，把排水管伸出屋顶一定高度进行排气。
立管底部和排出管应放大一号管径，取D＝125mm，当管道取通用坡度
＝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。
埋地管最小管径试160mm，最小设计坡度是0.005。
计算结果见下表所示
管道
排水当量总数Np
设计秒流量
管径de（mm）
1
45.6
2.70
110
2
46.8
2.70
110
3
6.24
1.98
75
4
7.44
2.00
75
5
125.85
3.52
110
6
45.60
2.70
110
7
124.85
3.52
110
地下室集水井和排污泵的计算：
地下室的排水管单独设立，不跟一到八层的管联通，地下室的管径选DN50mm，坡度选0.026，根据查表得流量为0.76L/s，根据流量选泵的型号为QX型潜水电泵潜污泵中的QX10型。
QX型潜水电泵潜污泵中的QX10型的参数
流量L/s
扬程m
转速r/min
功率KW
电压V
频率Hz
电流A
重量kg
A
L
管内径口
2.22
12
2800
0.75
380
50
1.83
20
220
400
40
集水池的体积根据泵流5分钟的流量计算出来的，V=2.22×5×60=0.67m3
集水池的深度：
0.3+1=1.3m。
保护高度0.3m，水深1m。
泵的扬程：
其中H1—集水池最低水位至出水管排出口几何高差（m）
H2—泵轴至出水管排出口的几何高差（m）
H3—流出水头（m）
—吸水管水头损失之和（mH2O）
—压水管水头损失之和（mH2O）
3.3.6阳台排水的确定
各用户的阳台设置排水地漏，由于阳台的排水主要是雨水，但考虑在阳台洗涤东西的可能，阳台的排水排入废水管，而管径设计同雨水管径，即DN75mm，排出管管径为DN125mm，埋地管DN200mm。
附：
各卫生器具和用水设备的安装高度
设备名称
洗脸盆
洗涤盆
淋浴器
大便器
洗衣机用龙头
安装高度mm
800
800
2000
470
1000
3.5空调冷凝水管的确定
每个卧室都有空调冷凝水排放，每个冷凝水的排放设冷凝水排放管，单独排放。
而管径设计同排水设计一样，考虑流量小，排放管选最小的管径DN32mm。
4.雨水排水系统
4.1排水系统的类型
本住宅建筑设计中，雨水系统采用檐沟的外排水方式，因宜按重力流系统设计来计算设计流态。
4.2排水管道材料、设备的选用、敷设方法的确定
檐沟排水系统主要由檐沟和雨落管组成，降落到屋面的雨水沿屋面汇集到檐沟，然后流入隔一段距离沿外墙设置的雨落管排至地面或雨水口。
雨水排水管主要使用PVC材料的排水管。
4.3雨水排水系统的水力计算
4.3.1雨水量的计算
1）降雨历时
雨水管道的降雨历时，可按下式计算：
；现屋面的降雨历时可选5min计算。
2）汇水面积
东侧雨水斗的汇水面积为：
西侧雨水斗的汇水面积为：
3）设计重现期
一般性住宅建筑的屋面，设计重现期可取
。
4）设计降雨强度
查《给水排水常用数据手册》可得广州地区在重现期为
时，降雨强度
。
5）设计流量
雨水的设计流量按下式计算：
式中：
——设计雨水流量，L/s；
——设计降雨强度，
；
——汇水面积，
。
4.3.2雨水排水系统的计算
1）雨落管的确定
由上述计算可知：
东面的雨落管
，查表可得，选用DN75的雨落管即可，排水能力为10.0L/s。
北面的雨落管
，查表可得，选用DN75的雨落管，
即可，排水能力为10.0L/s。
2）排水檐沟的断面及尺寸
檐沟内的流速：
檐沟的过水断面：
；
檐沟的高度：
由于檐沟的起端深度不得小于80mm，为方便统一计算，天沟的深度斗设为85mm。
3）雨水斗的选择
雨水斗根据雨水设计流量查表得87型口径为75mm，设计流量为8L/s的雨水斗。
连接管、悬吊管、立管、排出管的口径均为75mm。
阳台立管，悬吊管，排出管也采用75mm。
4）排出管和管道层的汇合管
管材选用塑料管，坡度选取0.03，根据设计流量4.8×2＝9.6L/s，6×2=12L/s查相应规范可得排出管的管径选用160mm，排水能力为33.88L/s。
5.材料设备表
6.参考文献
1．《建筑给水排水设计规范》，中国计划出版社，2003；
2.《建筑给水排水及消防工程》，中国水利电力建筑工业出版社，2005；
3.《建筑给水排水手册》，中国建筑工业出版社，2005；
4.《建筑和小区给水排水》，中国建筑工业出版社，2000；
5.《民用建筑设计通则》，中国建筑工业出版社，2005；
6.《城市排水工程规划规范》，中国建筑工业出版社，2001；
7.《城市给水工程规划规范》，中国建筑工业出版社，2001；
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