沈阳某大学建筑给排水设计说明书.docx
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沈阳某大学建筑给排水设计说明书
南京市白领单身公寓建筑给水排水工程设计
第一章工程概况及设计任务
本次设计的目的是充分利用所学的现有的知识，完成高层建筑给水排水工程的设计。
此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。
本次设计在选题的过程中，考虑到地区性、建筑性质，选用高层建筑，建筑类别相对高级，进行建筑给水排水工程的设计，满足人们的生活需要，并且使人们得到舒适、便利生活环境。
设计的大体内容是：
建筑给水工程、排水工程、热水工程和消防工程，设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。
设计的依据为相关书籍和设计手册、规范。
在设计中，大都按照常规方法，严格依据设计手册中的相关规范来进行，建筑给水排水系统及卫生设备要相对完善，在技术上要保持先进的水平，在计算的过程中，尽量使用符合经济流速的管径,以便降低成本，同时要考虑水的漏失、压力情况来选择管材和一些连接管件，以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中，水的漏失量最少，节约水资源。
1.1工程概况
南京市建一幢高层白领单身公寓，地上十六层，地下一层，地下一层为设备用房，地上一层到十六层为公寓，屋顶设有水箱间。
各层高度如下：
地下室5.1m，标准层3.3m,顶层4.2m，建筑总高度53.7m，总建筑面积约为12000m。
楼体为钢筋混凝土结构。
1.2设计资料
1.2.1建筑设计资料
建筑物地下一层平面图、地上一层平面图、标准层平面图、建筑剖面图及其它专业提供的用水条件。
1.2.2城市给水排水设计资料
（1）给水条件
该城市以城市给水管网为水源，室外给水管道来自主体建筑距东面墙10m，接管点埋深1.5m,，管径为400mm,另一条市政给水管道距主体建筑南面15m，接管点埋深1.4m，管径为200mm，管材为铸铁管，常年所提供的资用水头为0.3Mpa，最冷月平均水温为6度，总硬度月平均最高值为德国度，城市管网不允许直接抽水。
（2）排水条件
建筑内卫生间污水需经化粪池处理后方可排入城市下水道，室外排水管道位于主体建筑北面，埋深2.0m，管径200mm，管材为混凝土管。
（3）热源条件
建筑外锅炉房位于建筑东南面，直接作为建筑热源。
（4）卫生设施
公共用房每层设公共卫生间，内设蹲式大便器、洗手盆、污水盆等。
有完善的给水排水设施及全天候的热水供应。
（5）其他
A．空调冷水机组补充水3台冷水机组，冷却水量分别为310立方米/每小时，465立方米/每小时，620立方米/每小时，24小时运行，补充水按循环水量的1%计算。
B．热水交换站的用水量为30立方米/每小时，补充水按循环水量的2%计算。
C．未预见水量按日用水量的15%计算。
1.3工程设计任务
在本次设计中，要求设计的该建筑的给水排水工程的内容如下：
（1）建筑冷水给水工程设计
（2）建筑消防工程设计
A.消火栓系统工程设计
B.自动喷洒系统工程设计
（3）建筑排水工程设计
A.生活污废水排水工程设计
B.雨水排水工程设计
（4）建筑热水给水工程设计
第二章方案设计说明
2.1建筑冷水给水工程设计
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0.3mp,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[1]。
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；7～16层为高区，利用高位水箱供水，采用上行下给式。
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]。
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[3]。
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]：
（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[1]：
表2-1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
无浮球阀一侧
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[1]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。
2.2建筑消防工程设计
2.2.1系统的选择
本建筑属于高层建筑，根据高层民用建筑设计防火规范，本建筑属于二类建筑，消防等级为中危险二级[4]。
在本设计中设置独立的消火栓系统和自动喷水灭火系统，并且该建筑是立足于以室内消防设施来扑救火灾。
1．消火栓系统
消火栓给水系统是室内消防系统的主要设施。
本设计中，消火栓系统的设计遵循以下原则[1]：
（1）消火栓给水系统与其他给水系统分开独立设置。
（2）消火栓给水系统管道布置成环状管网，其进水管为两条。
（3）室内消火栓保证同层相邻两只水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位。
（4）消防电梯前室设有消火栓。
（5）屋顶水箱间设有检验用消火栓。
（6）室外设置水泵接合器,水泵接合器的数量按室内消防用水量的计算确定。
该建筑为高层公寓，按照高层民用建筑设计防火规范，室内消火栓系统的流量为30l/s，室外消火栓系统的流量为20L/s[4]。
根据规范消火栓系统的最低点的静水压力不宜超过0.8Mpa，当超过0.5Mpa时宜用减压阀减压[4]。
按照规范规定，在该建筑内每层的走廊、电梯前室以及地下室中均布有消火栓，其间距不大于30m，消火栓采用暗装，不防碍避难行动。
综上所述，通过比较决定，本建筑的消火栓系统布置方案如下：
系统采用消火栓口直径为65mm，水枪喷嘴口径为19mm，直径65mm的麻织水带，水带长度为25m，水枪充实水柱为12m，单个水枪的流量为5l/s，消火栓的保护半径达28.5m，水箱中贮存10min消防用水量，室外设有水泵结合器。
2．自动喷水灭火系统
根据规范规定，本建筑属于中危险级二级，三个基本数据为：
设计喷水强度为8L/min.m2，作用面积为160m2，喷头工作压力0.1MPa，即10m水柱[5]。
本设计自动喷水灭火系统选型、布置的方案如下：
系统采用湿式自动喷水灭火系统，由湿式报警装置，闭式喷头和管道等组成[5]。
闭式自动喷水灭火系统最不利点处喷头的工作压力为10米水柱[5]。
自动控制报警阀安装在地下室，地面有排水措施。
系统末端设置检验装置，末端检验装置包括截止阀、压力表、泄水管、泄水口[5]。
室外设有水泵接合器。
喷头的布置与安装：
在本设计中，喷头采用闭式喷头。
为了保证消防自救能力，在地下室除设备间外，公寓的客房、走廊中均设有喷头。
各层的喷头布置采用3.6×3.6m的正方形，距墙不小于0.1m，不大于1.8m[5]。
由于本建筑防火面积较大，喷头总数超过800个，因而系统作竖向分区。
系统的每个竖向分区都单独设置自动控制报警阀。
湿式自动喷水灭火系统，每组报警阀后喷头数按不大于800个设计[5]。
经过初步计算，本建筑内应设置三个自动控制报警阀。
2.2.2系统的组成
本设计中，消火栓系统和自动喷洒系统的组成[5]如下：
消火栓系统：
消火栓用泵、消防管网、减压孔板、消火栓、水泵接合器以及自动控制报警装置组成。
自动喷水灭火系统：
自动喷洒用泵、消防管网、报警装置、水流指示器、喷头以及水泵接合器组成。
2.3建筑排水工程设计
2.3.1系统的选择
根据实际情况、建筑性质、规模、污水性质、污染程度,结合市政排水制度与处理要求综合考虑，本设计排水系统采用合流制，卫生间污废水经化粪池处理后排至市政排水管网。
雨水采用独立的排水系统，设专门的雨水立管将雨水排入市政排水管道。
1．污水排水系统
在本设计中，由于建筑较高、排水立管长、水量大的缘故，常常会引起管道内的气压极大波动，并极有可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏，从而使下水道中的臭气侵入室内，污染环境[1]。
因此，在本建筑设计中设置专用通气管。
综上所述，本建筑为高层建筑，排水系统分为高、低两区，高区二到十六层采取集中排水，低区一层采取单独排放，并就近排至户外。
高区排水立管设有专用通气管，低区不设。
地下室积水经地沟排至集水坑，再通过污水提升泵排至室外。
2．雨水排水系统
本设计中，屋面雨水采用封闭式内排水系统。
封闭式内排水系统是用管道将屋面雨水引入建筑物内部，再通过管道有组织的将雨水排至室外[2]。
2.3.2系统的组成
1．污水排水系统
本设计中，污水排水系统由卫生洁具、横支管、立管、排出管（出户管）、通气管、检查口、清扫口、检查井、抽升设备以及化粪池组成[6]。
2．雨水排水系统
本设计中，屋面雨水内排水系统由雨水斗、连接管、悬吊管、排水立管、排出管以及埋地管组成[7]。
2.4建筑热水给水工程设计
2.4.1系统的选择
根据建筑类型、热源设置方式、管网布置、用水要求不同等情况，本设计热水供应系统采用集中热水供应系统，全天24小时不间断供应热水。
热水给水系统分为高、低两区，高区为7～15层，低区为1～6层，两区均采用上行下给的方式供水。
地下室设有容积式热交换器，由室外锅炉房向热交换器输送蒸汽，经换热器出来的水供给用户。
为保证系统的安全运行，本设计中，热水供应系统采用机械循环系统。
水加热的方式为间接加热。
2.4.2系统的组成
本设计中，热水给水系统由热交换器、配水管网、回水管网、循环水泵、自动排气阀、用水器具组成[6]。
2.5管道及附件安装工程
2.5.1冷水给水管道及设备安装要求
1．管道布置的原则
本设计中，冷水给水管道布置和敷设的原则[1]如下：
（1）满足系统的最佳水力条件，保证给水质量，减少阻力损失，节省能源，缩短管道长度，节省材料。
（2）保证管道安全不受损坏。
（3）避免管道受到腐蚀和污染。
（4）管道敷设力求美观和维护检修的方便，充分利用地下室的空间、吊顶空间、管道竖井等位置。
2．管道敷设
本设计中，给水管道的敷设要求[2]如下：
（1）给水横干管敷设在地下室顶棚下和吊顶内，立管设在管道井内。
（2）给水支管采用明敷设，管材均采用给水塑料管。
（3）各层给水管采用暗装敷设,横向管道在室内装修前敷设在吊顶中。
（4）给水管与排水管平行、交叉时，距离分别大于0.5m和0.15m，交叉处给水管在上。
给水管与热水管道平行时，给水管设热水管下面100mm。
2.5.2排水管道安装要求
1．排水管道布置的基本原则
本设计中，排水管道布置的基本原则[6]如下：
（1）排水路径简捷，水流顺畅；
（2）避免排水管道对其他管道及设备的影响或干扰；
（3）施工安装方便；
（4）排水管道避免排水横支管过长，并避免支管上连接卫生器具或排水设备过多。
2．排水管道的连接
本设计中，排水管道的连接要求[7]如下：
（1）排水横支管与立管的连接，采用正三通；
（2）排水立管在垂直方向转弯处,采用两个45度弯头连接；
（3）排水立管与排出管的连接，采用弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头。
3．排水管道以及设施的安装
本设计中，排水管道以及设施的安装要求[1]如下：
（1）排水管道的坡度按规范确定；
（3）排水管管材采用硬聚乙烯排水管；
（6）排水检查井中心线与建筑物外墙距离为3m；
（7）排水检查井井径为0.7m；
（8）排水立管上隔层设检查口，检查口距离地面1m，横支管起端设置清扫口。
2.5.3消防管道及设备安装要求
1．消火栓管道安装
本设计中，消火栓管道安装要求与生活给水管基本相同，管材采用热浸镀锌钢管。
2．自动喷洒灭火系统
（1）喷头的布置与选择
本设计中，喷头的布置要求[5]如下：
1）喷头的平面布置形式采用正方形；
2）喷头之间的水平距离是根据每个标准喷头的保护面积和平均喷水强度确定的；3）采用闭式喷头，喷头应垂直布置,喷头间距按水平投影距离计算；
4）在建筑物走廊内、电梯前室以及地下室除设备用房外设置喷头。
（2）管道布置
在本设计中，自喷喷水灭火系统的给水干管均设在每层的吊顶下。
每层引入管上均设一个水流指示器。
本建筑属于中危险二级，配水管每侧的支管上设置的喷头数不多于8个，同一配水支管在吊顶下都布置有喷头，其下侧的喷头不多于8个[1]。
（3）自动控制报警阀设在距地面1.5m处，且便于管理的地方。
（4）管道均采用热浸镀锌钢管丝扣连接。
2.5.4热水给水管道及设备安装要求
1．热水管道的敷设与安装
本设计中，热水管道敷设与安装的要求[1]如下：
（1）热水管道的最高处设排气装置；
（2）热水系统的最低点设泄水装置；
（3）配水立管和回水立管上均安装阀门，以便利于调节和检修；
（4）机械循环系统的回水干管上安装止回阀；
（5）热水横管有0.003的坡度，铺设时保证便于泄水和排气，，热交换器热水出水管上行高出本区冷水水箱，用于排气和排放膨胀水体；
（6）热水配水管道和水加热以及回水管道有保温措施；
（7）热水立管与干管的连接，支管与立管的连接，采用弯管连接，以防止一个管道的伸缩对另一管道产生影响。
2．为了满足运行和调节检修，在本建筑热水管道上的下列位置设置阀门[1]：
（1）供、回水环状管网的分干管；
（2）供、回水立管起端、末端；
（3）客房支管的起端；
（4）配水点大于5个的支管上；
（5）水加热器、循环水泵等需要检修的设备的进出水管道上。
3．本建筑热水管道在下列位置上设置止回阀：
（1）循环管网的回水总管上；
（2）冷热水混合器的冷热水进水管上。
第三章计算说明书
3.1建筑冷水给水工程设计计算
本建筑为高层公寓，城市管网常年提供水压0.3mp，因此，需要二次加压。
冷水给水系统分为两个区：
1～6层为低区，利用室外管网水压以下行上给式直接供水；7～16层为高区，利用高位水箱以上行下给式供水。
3.1.1贮水池容积计算
1．调节容积
根据设计手册，生活调节水量取不小于建筑最高日用水量的20%～25%。
贮水池仅提供7～16层共10层的生活用水，1～6层由市政管网供给。
根据所给建筑资料，可确定建筑首层可居住29人，标准层可居住24人。
7～16层均为标准层，最高日生活用水定额取300升/每人每天。
最高日用水量按下式[6]计算：
Qd＝m×qd（3-1）
式中Qd——最高日用水量，单位（升/天）；
m——用水总人数，单位（人）；
qd——人均生活用水定额，单位（升/人天）。
因此，最高日用水量为Qd＝24×10×300＝72000L/d＝72m3/d
V1＝72×20%＝14.4m3
2．消防用水量
（1）消火栓用水量
根据建筑给水排水设计手册规定，室内消火栓用水量取经计算后消火栓实际用水量26L/s，室外消火栓设计用水量20L/s，火灾延续时间取3小时。
因此：
Q1＝3×（26+20）×3600＝496800L＝496.8m3
（2）自喷用水量
根据建筑给水排水设计手册规定，选用自喷设计用水量20L/s，火灾延续时间取1小时。
因此：
Q2＝1×20×3600＝72000＝72m3
消防总用水量为：
Q＝Q1＋Q2＝496.8＋72＝568.8m3
V2＝Q＝568.8m3
3．安全储备水量
根据建筑给水排水设计手册规定，安全储备水量按2—3小时7—16层最大时生活用水量计算，小时变化系数取2.0。
最大时生活用水量按下式[6]计算：
qhmax=Qd×Kh／T（3—2）
式中qhmax——最大时生活用水量，单位（m3/h）；
Qd——最高日用水量，单位（m3）；
Kh——小时变化系数；
T——用水时间，单位（h）。
因此，最大时生活用水量为qhmax＝24×10×300×2.0／1000×24＝6.0m3/h
V3＝3×6.0＝18.0m3
贮水池进水管选DN100PVC，管道流速取1.0m/s,进水流量为:
Q＝1/4×3.14×0.12×1.0＝0.00785m3/s＝7.85L/s＝28.26m3/h
贮水池补水量按3h计，则：
Q＝28.26×3＝84.78m3/h
则贮水池有效容积为：
V＝V1＋V2＋V3－84.78＝14.4＋568.8＋18.0－84.78＝516.42m3
水池尺寸[8]为：
15000mm×12000mm×3000mm
3.1.2高位水箱容积计算
本设计中，高位水箱设计成生活用水与消防用水共用。
由于低区用水由市政管网供给，在高位水箱容积计算时，最高日用水量不包括低区的用水量，但在市政管网停水时，为了满足低区用户用水，在本设计中高位水箱的容积计算时，最高日用水量按所有用户用水计算。
水泵采用自动启动式，调节容积取最高日用水量的5%～8%[6]。
则调节容积为：
V1＝Qd×8%＝（24×15＋29）×300×8%／1000＝9.34m3
消防贮水容积按规范所述的消防贮水量18m3计算。
因此，高位水箱的容积为：
V＝9.34＋18＝27.34m3
水箱尺寸[8]为：
3600mm×3000mm×3000mm
3.1.3设计秒流量计算
本建筑为高层公寓，因此，设计秒流量公式[7]为:
qg＝0.2aNg1/2（3—3）
式中qg——计算管段的生活设计秒流量，单位（L/s）；
Ng——计算管段的卫生器具当量总数；
α——根据建筑物用途确定的系数。
使用此公式是应注意以下几点[7]：
（1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。
（2）如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。
（3）有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量以0.5计，计算得到qg附加1.10L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。
由于本建筑为高层公寓，因此α值取2.5，即设计秒流量为：
qg＝0.2aNg1/2＝0.2×2.5×Ng1/2＝0.5Ng1/2（L/s）
3.1.4冷水给水管网水力计算
根据规定，各卫生器具的给水当量如下[7]：
浴盆Ng=1.0，洗脸盆Ng=0.75，坐便Ng=0.5，洗涤盆Ng=1.0，洗衣机水嘴Ng=1.0。
生活给水管道均采用塑料管。
生活给水管道的水流速度如下[7]：
DN15～DN20，V＝0.6～1.0m/s；DN25～DN40，V＝0.8～1.2m/s；DN50～DN70，V≤1.5m/s；DN80及以上的管径，V≤1.8m/s。
1．高区冷水给水管网水力计算
（1）高区7～16层冷水给水管网最不利管段计算
进行高区冷水给水管网最不利管段的水力计算，目的是算出各管段的设计秒流量，各管段的长度，计算出每个管段的当量数，进而根据水力计算表查出各管段的管径，每米管长沿程水头损失，计算管段沿程水头损失，最后算出管段水头损失之和，进而根据水头损失算出水箱的安装高度。
图3-1高区冷水给水最不利管段示意图
根据图3-1进行高区冷水给水最不利管段水力计算，高区冷水给水最不利管段水力计算见表3-1。
管段沿程水头损失累计∑hy＝8.654kpa
计算局部水头损失∑hj：
∑hj＝30%∑hy＝0.3×8.654＝2.596kpa
所以计算管路的总水头损失为：
H2＝∑（hy＋hj）＝8.654＋2.596＝11.25kpa
最不利用水点的流出水头为：
H3＝0.050Mpa＝50kpa
因此:
H1＝H2＋H3＝61.25kpa＝6.125mH2o
计算水箱安装高度：
H＝H1－（4.2－0.25）－0.5＝1.675m＝1.68m
因此初步确定水箱安装的高度为1.68m，满足高区冷水给水水压要求。
表3-1高区冷水给水最不利管段水力计算表
计算管段编号
卫生器具种类和数量
当量总数∑Ng
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）
管段沿程
水头损失hy=il（kpa）
浴盆
Ng=1.0
洗脸盆
Ng=0.75
坐便
Ng=0.5
洗涤盆Ng=1.0
1-2
0
0
0
1
1.0
0.2
15
0.99
0.940
0.9
0.846
2-3
0
0
0
10
10
1.6
40
0.90
0.217
3.7
0.803
3-4
0
0
0
10
10
1.6
40
0.90
0.217
7.0
1.519
4-5
0
0
0
20
20
2.2
50
0.95
0.517
3.0
1.551
5-6
20
20
20
20
60
4.0
70
1.04
0.116
4.1
0.476
6-7
20
20
20
40
85
4.6
70
1.17
0.205
3.1
0.636
7-8
40
40
40
40
130
5.7
80
0.99
0.123
4.3
0.529
8-9
40
40
40
50
140
6.0
80
1.08
0.143
2.9
0.415
9-10
50
50
50
50
164
6.4
80
1.17
0.165
4.5
0.743
10-11
50
60
60
50
175
6.6
80
1.17
0.165
2.6
0.429
11-12
60
70
70
60
208
7.2
100
0.84
0.071
2.8
0.199
12-13
60
80
80
60
220
7.4
100
0.90
0.080
4.6
0.368
13-14
70
90
90
60
244
7.8
100
0.96
0.090
1.6
0.140
（2）高区7～16层冷水给水立管计算
进行高区冷水给水立管的水力计算，目的是
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