建筑给水排水课程设计.docx
《建筑给水排水课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑给水排水课程设计.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
建筑给水排水课程设计
一、设计任务书
1.1课程设计题目
南通市曙光新村13号楼建筑给水排水工程设计。
该建筑共10层，层高3m，每层三个单元共6户，每户4口人。
厨房有洗涤盆一个，卫生间有蹲式大便器一个，洗涤盆一个，洗脸盆一个，沐浴器一个。
该建筑距左山墙1.5m处有城市给水管道通过，管径DN100，资用水头30mH2O。
距右山墙2m有排水暗沟，沟断面400×800，沟上盖有水泥花盖板。
1.2课程设计内容
1、给水工程设计
2、排水工程设计
3、消防工程设计
1.3进度安排
1、2012年11月25日至11月30日熟悉设计任务，准备资料；
2、12月1日至12月15日完成设计
3、12月15日至12月20日绘图
4、12月21日至12月25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。
1.4基本要求
1、设计说明书1份，A4，打印成册
2、设计计算书1份，A4，打印成册
3、平面图1张，1#
4、给水系统图1张，1#或2#
5、排水系统图1张，1#或2#
6、消防给水系统图，1#或2#
7、厨房，卫生间大样图1张，3#
1.5参考资料
1、《建筑给排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）
2、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95
3、《建筑设计防火规范》GBJ16—87
4、《给水排水设计手册》第二册
5、《建筑给水排水》第六版
二、设计说明书
2.1建筑给水工程
2.1.1系统的选择
该建筑为高层公寓，市政管网常年所提供的资用水头为30mH2O，只能满足地上一层到六层的用水水压要求，根据设计资料以及规范中的要求，故采用二次加压，利用高位水箱以上行下给的方式供水。
这种方式适用于室外给水管网水压经常不足且不允许直接抽水、允许设置高位水箱的高层建筑。
综上所述，该建筑的给水系统分高、低两区，方案如下：
1～6层为低区，利用市政给水管网直接供水，采用下行上给式；7～10层为高区，为水泵和高位水箱联合供水，采用上行下给式。
因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水，故在建筑物地下室内设贮水池。
屋顶水箱设水位继电器自动启闭水泵。
2.1.2系统的组成
整个给水系统由引入管、水表节点、给水管网和附件以及加压设备和贮水池、高位水箱等构筑物组成。
2.1.3贮水池的布置
根据该建筑的建筑格局，贮水池布置在室外。
消防用水与生活用水合用一个贮水池，为了保证消防用水不被动用，在生活水泵吸水管伸入贮水池处开一小孔，当水位下降到此处时，小孔露出水面，空气进入管中，生活水泵则不能再从贮水池中吸水。
2.1.4水泵装置设置要点
本设计中，生活水泵装置设置满足下列要求：
（1）每台水泵设置单独的吸水管；
（2）每台水泵的出水管上装设阀门、止回阀和压力表，吸水管上装设真空压力表；
（3）设置备用泵，备用泵的容量与最大一台水泵相同；
（4）水泵机组的基础侧边之间和至墙面的距离为0.70米，水泵机组的基础端边之间和至墙面的距离为1.0米，水泵机组的基础高出地面0.10米。
2.1.5水箱的布置及管道安装
1．本设计中，水箱布置间距满足下表要求、：
表1水箱布置间距要求
水箱
形式
水箱外壁至墙面的距离
水箱之间
的距离
水箱至建筑结构
最低点的距离
设浮球
阀一侧
设浮球
阀一侧
圆形
0.8
0.5
0.7
0.6
方行或矩形
1.0
0.7
0.7
0.6
2．本设计中，水箱利用钢板制成，设有进水管、出水管、溢流管和泻空管。
各管道安装要求如下：
（1）进水管：
水箱进水管从侧面接入，进水管出口装设浮球阀，进水管中心距水箱顶200毫米。
（2）出水管：
水箱出水管从侧壁接出，出水管内底高出水箱内底50毫米，出水管上装设阀门。
（3）溢流管：
水箱溢流管从侧面接出，溢流管直径比进水管大1级，溢流沿口比最高水位高50毫米，溢水管上不设阀门。
（4）泄水管：
水箱的泄水管从水箱底部最低处接出，泄水管上面装有阀门，并与溢流管连接，泄水管管径50毫米。
2.1.6给水管道布置
给水分区及给水方式确定之后，可根据建筑物性质及对给水的要求进行布线。
设计时还应当对其附属建筑物对给水设备要求，客房居住人数及房间卫生设备情况，管道井位置，管道综合布置要求。
（1）管道不止力求长度最短，沿墙、梁、柱平行布置，干管尽量靠近用水量最大处。
（2）管道尽量暗装。
（3）在技术层内布置管道时一般是先电缆其次给水管、热水管、排水管。
卫生间内热水管在冷水管上。
（4）给水管不得敷设在排水沟、烟道、风道内，不得穿越橱柜橱窗大小便槽等。
（5）给水管穿越墙和楼板时要预留孔洞。
（6）注意与消防、排水、热水、冷水一起布置。
2.2消防给水工程
建筑消火栓给水系统是把室外给水系统提供的水量，经过加压（外网压力不满足要求时）、输送到用于扑灭建筑物内的火灾而设置的固定灭火设备，是建筑物中最基本的灭火设施。
2.2.1组成
室内消火栓系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵结合器及增压水泵等组成
2.2.2消火栓给水系统的给水方式
消火栓给水系统有以下几种给水方式：
（1）由室外给水管网直接供水的消防给水方式
宜在室外给水管网提供的水量和五热水供应系统的设计计算水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。
（2）设水箱的消火栓给水方式
宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或是由消防泵向水箱补水）采用。
由水箱贮存10min的消防水量，灭火时由水箱供水。
（3）设水泵、水箱的消火栓给水方式
宜在室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用。
水箱由消防泵补水，贮存10min的消防用水量，火灾发生时先由水箱供水灭火。
2.2.3消火栓给水系统的布置
（1）消火栓给水管道布置
①高层建筑室内的消防给水系统与生活给水系统必须分开设置，自成一个独立系统。
消防给水管道应布置成环状。
在环状管道上需要引伸支管时，则支管上的消火栓数量不应超过一个。
②室内消防给水管网的进水管不应少于两根。
当其中一根发生故障时，其余的进水管仍能保证设计要求的消防流量和水压。
③阀门的设置应便于管网维修和使用安全，检修关闭阀门后，停止使用的消防立管不应多于1根，在一层中停止使用的消火栓不应多于5个。
④水泵结合器应设在消防车易于到达的地方，同时还应考虑在其附近15～40m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。
水泵结合器的数量应按室内消防流量确定；每个水泵结合器进水流量可达到10～15L/s，一般不少于2个。
（2）消火栓布置
按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。
消火栓间距布置应满足下列要求：
①消防立管的布置，应能保证同一层内相邻竖管上两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位。
每根消防竖管的直径，应根据一根竖管要求的水柱股数和每股水量，按上下相邻消火栓同时出水计算，但不应小于100m。
式中：
S2—消火栓间距（2股水柱达到室内任何部位）（m）；
R—消火栓保护半径（m）；
b—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（m）。
消火栓口距地面安装高度为1.1m，栓口宜向下或与墙面垂直安装。
同时建筑内应选用同一规格的消火栓、水带和水枪，以方便使用。
为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动消防水泵按扭或报警信号装置。
消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。
建筑物设有消防楼梯时，其前室应设有消火栓。
在建筑物屋顶应设1个消火栓，以利于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。
在寒冷地区，屋顶消火栓可设在顶层出口处、水箱间或采取防冻技术措施。
2.2.4消火栓给水系统计算
⑴消火栓保护半径：
Rf=Ld+Ls
式中：
Ld—水龙带的有效长度（m）；
Ls—充实水柱的垂直长度（m）。
⑵消火栓的布置间距
式中：
bf—消火栓最大保护宽度，再此取9m；
本设计中每层设置3个消火栓，单排布置，另外，消防电梯的前室也须设消火栓。
⑶消防管道系统计算
①选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm,麻质水龙带长度L=20m，充实水柱长度L=12m。
②水枪喷口压力：
水枪造成12m充实水柱所需的水压Hq按下式计算：
式中：
Hq—水枪喷嘴处的压力，kPa；
Hf—垂直射流高度（m）；
φ—与水枪喷口直径df有关的阻力系数，可按经验公式：
计
算，其值列入下表；
水枪充实水柱高度Hm与垂直射流高度Hf的关系有下列公式表示：
Hf=afHm
式中：
af—实验系数，af=1.19+80（0.01·Hm）4，可查下表
Hm—充实水柱长度（m）；
df—水枪喷嘴口径（m）；
af的计算表
Hm（m）
6
8
10
12
16
af
1.19
1.19
1.20
1.21
1.24
又Hm=12m，∴af=1.21
系数φ值
df（mm）
13
16
19
φ
0.0165
0.0124
0.0097
又φ=0.0097，∴Hq=
=16.9mH2O=169kPa
③水枪射流量可按下式计算
qxh=
式中：
qxh—水枪的射流量，L/s；
B—水枪水流特性系数，水枪喷口直径19时，B=1.577；
Hq—水枪喷嘴处压力，mH2O。
④水带水头损失水流通过水龙头的水头损失可按下式计算：
hd=AzLdq2xh
式中：
hd—水带水头损失
Ld—水带长度，m
AZ—水带阻力系数，水龙带采用麻质水带，当直径为DN65时，Az=0.0043。
qxh—水枪喷嘴的出流量，L/s。
⑤消火栓口处所需压力
Hxh=Hq+Hd+Hk
式中：
Hxh—消火栓口处的压力，kPa；
Hq—水枪喷嘴处的压力，kPa；
Hd—水带的水头损失，kPa；
Hk—消火栓栓口的水头损失，按20kPa计算
⑥消火栓给水管网水力计算
根据规范，本设计中该建筑发生火灾时需三支水枪同时工作，最不利消防立管出水枪数为2支，相邻消防立管出水枪数为1支。
以枝状管路对消火栓进行计算，配管水力计算成果见计算书。
2.2.5消防水泵的计算与选择
①消火栓泵的扬程确定
消火栓给水系统所需总水压
Hx=H1+Hxh+HW
式中：
Hx—消火栓泵的扬程，mH2O；
H1—消防水池最低水位与最不利点消火栓之间高差，mH2O；
Hxh—最不利点水枪喷嘴所需压力，mH2O；
HW—消防水泵吸水口至最不利点消火栓之间管道的水头损失，mH2O。
消火栓泵的扬程应满足最不利消防水枪所需压力要求：
Hb≥Hx
②消防流量
Qx由计算可得
③消防泵选择
据上面确定的水泵扬程和流量，选择消防水泵为南京捷登流体设备有限公司提供的FG系列立式管道离心泵，型号为FG80-20/2，转速2950r/min，流量34.4m3/h，扬程64m，效率52%，电机功率15KW，重量240kg。
在发生火灾时启动消防水泵灭火。
2.2.6消火栓减压
根据消防设计规范，当消火栓栓口压力大于0.50Mpa消火栓处应设减压装置，减压后消火栓的出水压力应在Hxh—0.50Mpa之间（Hxh为消火栓栓口要求的最小灭火水压）。
每层消火栓处剩余水头值计算：
Hs=Hb－（hz+Hxh+hd+Δh）
式中：
Hs—计算层最不利点消火栓栓口剩余水头值，mH2O；
Hb—水泵在设计流量时的扬程，mH2O；
hz—计算消火栓与水泵最低吸水面之间的高程差引起的静水压，mH2O；
Hd—水龙带水头损失，KPa；
Hxh—消火栓口所需最小灭火水压，mH2O；
Δh—该层消火栓口至水泵吸水口处水头损失，mH2O；
2.3建筑排水工程
2.3.1排水系统分类
建筑内部排水系统是将建筑内部人们日常生活和工业生产中使用过的水收集起来，及时排到室外。
按系统接纳的污废水类型不同，建筑内部排水系统可分为三类：
生活污水排水系统、生活废水排水系统、屋面雨水排水系统。
2.3.2排水系统组成
建筑内部排水系统的组成应能满足以下三个基本要求：
①系统能迅速畅通地将污废水排到室外；
②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；
③管线布置合理，简短顺直，工程造价低。
为满足上述要求，建筑内部排水系统的基本组成部分为：
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，根据需要还设有污废水的提升设备和局部处理构筑物。
1、排水管道组合类型
建筑内部污废水排水管道系统安排水立管和通气立管的设置情况分为：
单立管排水系统
无通气管的单立管排水系统
有通气的普通单立管排水系统
特制配件单立管排水系统
2.3.3排水方式的选择
本建筑为高层建筑，生活污水不能与雨水合流排除，雨水排水系统应单独设立。
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处理能力有限，生活污水需要经局部处理时，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，经适当处理后排除或回收利用。
采用什么方式排除污水和废水，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，本系统最终采用合流生活污水排水系统。
2.3.4排水管道布置与敷设
1、布置与敷设的原则
建筑内部排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，为创造一个良的生活和生产环境，建筑内部排水管道布置和敷设时应遵循以下原则：
①排水畅通，水力条件好；
②使用安全可靠，不影响环境卫生；
③总管线短，工程造价低；
占地面积小；
施工安装、维护管理方便；
美观。
在设计过程中，应首先保证排水畅通和室内良好的生活环境。
然后再根据建筑类型、标准、投资等因素进行管道的布置和敷设。
2、卫生器具的布置与敷设
①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。
既要考虑使用方便，又要考虑管线短，排水顺畅，便于维护管理。
②为使卫生间使用方便，使其功能正常发挥，卫生器具的安装高度应满足教材附录的要求。
③地漏应设在地面最低处，易于溅水的卫生器具附近。
地漏不宜设在排水支管顶端，以防止卫生器具排放的杂物在卫生器具和地漏之间横支管内沉淀。
3、排水横支管的布置与敷设
排水横支管不宜太长，尽量少转弯，1根支管连接的卫生器具不宜太多。
②横支管不得穿过沉降缝、烟道、风道。
③横支管不得穿过有特殊卫生要求的生产厂房、食品及贵重商品仓库、通风室和变电室。
④横支管不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、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。
⑤横支管距楼板和墙应有一定的距离，便于安装和维修。
⑥当横支管悬吊在楼板下，接有2个及2个以上大便器，或3个及3个以上卫生器具时，横支管顶端应升至上层地面设清扫口。
4、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。
④立管应设检查口，其间距不大于10m，但底层和最高层必须设。
平顶建筑物可用通气管代替最高层的检查口。
检查口中心至地面距离为1m，并应高于该层溢流水位最低的卫生器具上边缘0.15m。
5、横干管及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建筑层数较多时，应按下表确定底部横管是否单独排出。
最低横支管接入处至立管底部排出管的最小垂直距离距离
立管连接卫生器具层数（层）
≤6
7～12
13～19
≥20
垂直距离（m）
0.45
0.75
1.20
6.00
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。
④埋地管穿越承重墙或基础处，应预留洞口，且管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，一般不宜小于0.15m。
⑤湿陷性黄土地区的排出管应设在地沟内，并应设检漏井。
⑥距离较长的直线管段上应设检查口或清扫口，其最大间距见教材附录。
⑦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距离不宜小于3m。
检查井至污水立管或排出管上清扫口的距离不大于下表中的数值。
室外检查井中心至污水立管或排出管上清扫口的最大长度
管径（mm）
50
75
100
>100
最大长度（m）
10
12
15
20
6、通气系统的布置与敷设
①生活污水管道和散发有毒有害气体的生产污水管道应设伸顶通气管。
伸顶通气管高出屋面不小于0.3m，但应大于该地区最大积雪厚度，屋顶有人停留时，应大于2m。
②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个或6个以上大便器的横支管上要设环形通气管。
环形通气管应在横支管始端的两个卫生器具之间接出，在排水管横支管中心线以上，与排水横支管垂直或45°连接。
③对卫生、安静要求高的建筑物内，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。
④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，按不小于0.01的上升坡与通气立管连接。
⑤专用通气立管每隔2层，主通气立管每隔8—10层设结合通气管与污水立管连接。
结合通气管下端宜在污水横支管以下与污水立管以斜三通连接，上端可在卫生器具上边缘以上不小于0.15m处与通气立管以斜三通连接。
⑥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不小于0.15m处与污水立管以斜三通连接，下端在最低污水横支管以下与污水立管以斜三通连接。
⑦通气立管不得接纳污水、废水、雨水，通气管不得与通气管或烟道连接。
2.3.5排水管网设计计算
1、秒流量的确定
考虑到该综合楼的排水情况，排水管道设计秒流量按下式计算：
qp=0.12α
+qmax
式中：
qp—计算管段排水设计秒流量，L/s；
NP—计算管段的卫生器具排水当量总数；
α—根据建筑物性质用途而定的系数，本设计取2.0；
qmax—计算管段上最大一个卫生器具的排水流量，L/S。
即：
qp=0.24
+qmax
注：
如果计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计。
2、按经验确定某些排水管的最小管径
①室内排水管最小管径不小于50㎜。
②对于单个洗脸盆、浴盆等最小管径为40㎜；
③公共食堂、厨房干管管径不小于100㎜、支管管径不小于75㎜；
④医院洗涤盆或污水池的排水管径不小于75㎜；
⑤小便槽或连接3个或3个以上手动冲洗小便器的排水管管径不小于75㎜；
⑥凡连接有大便器的管段不小于100㎜；
⑦接大便槽的排水管管径不小于150㎜；
3、按临界流量确定管径，生活排水立管的最大排水能力按下面两个表确定，但立管不小于所连接的横支管的管径。
设有通气管的铸铁排水立管最大排水能力
排水立管管径（㎜）
排水能力（L/s）
仅设伸顶通气立管
有专用通气立管或主通气立管
50
1.0
—
75
2.5
5.0
100
4.5
9.0
125
7.0
14.0
150
10.0
25.0
设有通气管的塑料排水立管最大排水能力
排水立管管径（㎜）
排水能力（L/s）
仅设伸顶通气立管
有专用通气立管或主通气立管
50
1.2
—
75
3.0
—
100
3.8
—
110
5.4
10.0
125
7.5
16.0
160
12.0
28.0
4、按排水管道卫生器具当量确定管径
根据建筑物性质，设置通风管道情况，采用排水管道允许负荷当量总数来确定管径。
5、按水力计算确定管径
按标准坡度、充满度、流速，以及流量查水力计算表得管径。
室内排水管采用合流排放，每单元设两根排水立管、一根专用通气管，污废水直接排入城市污水管道，设有专用通气管。
因美观要求，部分排水管道不能伸顶通气，故设汇合通气管把专用通气立管连接起来，保证所有排水管通气。
三、设计计算书
3.1建筑室内给水工程
3.1.1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，
（1）总人数m=10×6×4=240人
（2）最高日用水量
Qd=m×qd=240×200/1000=48m3/d
最高日最大时用水量
Qh=
=
=5
式中：
kh—时变化系数。
（3）设计秒流量：
式中：
qg—计算管段的设计秒流量，L/s；
U—计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；
Ng—计算管段的卫生器具给水当量数；
0.2—1个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。
给水当量的同时出流概率：
U=
×100%
式中：
ac—对于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0）的系数，见下表；
ac与U0的对应关系
U0（%）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
ac×102
0.323
0.697
1.097
1.512
1.939
2.374
U0（%）
4.0
4.5
5.0
6.0
7.0
8.0
ac×102
2.816
3.263
3.715
4.629
5.555
6.489
最大时卫生器具给水当量平均出流概率：
式中：
U0—生活给水管道的最大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，L/（人.d）；
m—每户用水人数；
Kh—小时变化系数；
T——用水小时数，h；
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。
3.1.2屋顶水箱容积计算
V=Cqb/4Kb
式中：
V—水箱的有效体积，m3；
qb—水泵的出水量，m3/h；
Kb—水泵1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。
7至10层之生活用冷水由水箱供水，地下和1~6层生活用水虽然不由水箱供水，但考虑市政给水事故停水，水箱供应短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按全部用水确定。
又因水泵自水箱供水不与配水管网连接，故选：
qb=Qh=5m3/h。
取c=2，Kb=6，则
消防贮水量的容积按存贮10min的室内消防水量计算消防水量按20L
升级会员 