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西建大建排课程设计

设计计算说明书

1 原始资料

1.1 设计任务

据有关部门批准的设计任务书，西安市有建设小区拟建 8 幢商品住

宅楼，其中 5 号楼 8 层，层高 3.00 米。

平面结构见附图。

热水由家用燃

气热水器供给。

该楼设室内消火栓给水系统。

设计该楼室内给排水工程（包括室内生活给水、热水、污废水、雨水

及消防给水工程）。

1.2 设计资料

（1）该楼位于西安城区内，地形平坦。

为Ⅱ级非自重湿陷性黄土，

工程地质条件良好。

室外地面标高-0.45m。

（2）该楼的四周距墙 3 米处有小区给水管，管径 DN150，管中心

标高为-1.30m，该处最小水压为 0.45MPa。

（3）热水由每户的家用燃气热水器供给。

（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 系统选择与管道布置

2.1 给水系统

2.1.1 给水方式确定

本设计拟建一座 8 层商品住宅 5 号楼，根据设计资料，室外给水管

网所提供的水压为 0.45MPa，相当于 45m 水柱，初步估计给水系统所需

的压力：

12+（8-2）×4=36m＜45m；

所以室外给水管网的水压在一天内均能满足该 8 层单元式住宅的需

要。

因此可以选用直接供水，采用下行上给的供水方式。

该给方式给水特点；

可充分利用室外管网水压，节约能源，且供水系统简单投资省，充

分利用室外管网的水压，节约能耗，减少水质受污染的可能性。

但室外

管网一旦停水，室内立即断水，供水可靠性差。

2.1.2 室内给水系统的组成

⑴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。

本建筑为商品住宅楼，设计采用两条引入管。

⑵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。

⑶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

⑷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、蝶阀、液位控制阀、液压水位控制阀、安

全阀、浮球阀，以及各种水龙头和各种仪表等。

2.1.3 给水管材选择：

镀锌钢管是我国长期以来在生活给水中采用的主要管材，镀锌钢管

质地坚硬，刚度大，市场供应完善，施工经验成熟。

本设计中给水系统

采用镀锌钢管，它具有耐高温、高压，方便快捷，安全牢固，噪声水平

低等优点。

2.1.4 给水管道布置

⑴各层给水管道采用明装敷设，管材采用镀锌钢管，采用螺纹套丝

接。

⑵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；

⑶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；

⑷立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面 10-20mm；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；

⑸给水横干管敷设坡度 i≥0.002 坡向水表或泄水口；引入管穿地下

室外墙设套管；

2.1.5 给水管道布置详图

见 3 号图纸

2.2 热水系统

2.2.1 加热设备

因为住宅内每户均有加热设备，用水量较小，固选用容积式电力水

加热器。

（它具有一定的热水贮水容积，体积较大，使用前需预先加热，

耗热损失较大，但它可同时供给多个用水点的热水，便于管理，且耗电

功率较小。

（手册 P285）

2.2.2 热水管道管材选择

热水管选用聚丙烯热水管，优点：

耐腐蚀，安装方便，内壁光滑，

不易积垢阻塞，质轻直接暗敷设。

采用热熔式插接，专用的配件丝。

2.2.3 热水管道敷设与保温

（1）热水横管应有不小于 0.003 的坡度，坡向应考虑便于泄水和

排除管道内的气体。

（2）热水管道穿过墙壁和基础时加套管，防止管道胀缩时损坏建

筑结构和管道设备。

（3）设固定支座和活动导向支座。

固定支座的间距应满足管段

的热伸长量不大于伸缩器所允许的补偿量。

固定支座之间设活动导向支

座。

（4）在配水分干管配水点≥5 个时，水加热器进出水口管道上设

有阀门。

2.2.4 热水管道布置详图

见 3 号图纸

2.3 污废水排水系统

2.3.1 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、存水弯、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.

2.3.2 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。

2.3.3 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

2.3.4 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。

2.3.5 排水管材选择

选用塑料管。

塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。

塑料管的主要优点：

1）化学稳定性好，不受环境因素和管道内介质组分的影响，耐腐蚀

性好。

2）水力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小，不易积垢，管内流通

面积不随时间发生变化，管道阻塞机率小。

3）相对于金属管材，密度小，材质轻，运输，安装方便，灵活，简

捷，维修容易。

2.3.6 排水管道布置详图

见 4 号图纸

2.4 雨水排水系统

2.4.1 排水系统的类型

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。

2.4.2 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。

由于建筑物为矩形，在四角设置雨水立管。

2.4.3 排水管道材料

雨水排水管主要使用 PVC 材料的排水管。

优点同排水管管材。

2.4.5 雨水管道布置详图

见 4 号图纸

2.5 消火栓系统

2.5.1 防火要求

根据<<建筑设计防火规范>>（GB50016--2006）要求，超过七层的单

元式住宅应设置消火栓给水系统。

该普通住宅高度小于 50m，其室内消

火栓用水量为 10L/s,室外消火栓用水量为 15L/s。

消防水箱储存 10min 的

室内消防用水量。

消防水池贮存火灾持续时间内的室内消防用水量，根

据<<建筑设计防火规范>>该建筑的火灾持续时间为 2 小时。

2.5.2 管道布置

室外消火栓用水量由市政管网提供。

消火栓设在明显易于取用地点，

栓口离地面高度为 1.1 m。

该设计由于每层为两梯四户，所以分别在每层

两个电梯旁边的管道井内各设置一双阀双出口消火栓，处于安全考虑将

两根消防给水立管上端相连形成环状管网，并且在顶层安装带有压力表

的实验消火栓。

2.5.3 管材选择

室内消火栓给水系统管材采用普通碳素无缝钢管，具有强度高、承

受压力大、抗震性能好、长度大、加工安装方便的优点，焊接。

2.5.4 管道布置详图

见 4 号图纸

3 设计计算

3.1 给水系统

3.1.1 给水用水定额及时变化系数

由设计条件图可知，此 5 号楼的卫生器具设置有：

大便器、洗脸盆、洗

涤盆、洗衣机、沐浴设备，故属于普通住宅Ⅱ,查《建筑给水排水设计规范》，

用水定额取 q =250L/（人 d），小时变化系数 K h =2.6，每户按 m =3.5 人计，每

层 4 户，共 8 层，使用时间为 T =24 小时。

3.1.2 最高日用水量

由《建筑给水排水工程》第二章第二节公式（2-2）计算得：

Qd = m·q0 =（3.5×4×8）×250 = 28000L/d

Qd —最高日用水量，L/d；

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）

洗涤盆

0.14

0.70

0.050

坐便器

0.10

0.50

0.020

洗脸盆

0.10

0.50

0.050

淋浴器

0.10

0.50

0.100

浴盆

0.20

1.00

0.070

洗衣机用水龙头

0.20

1.00

0.050

m—用水人数；

q0—最高日生活用水定额，L/（人.d）。

3.1.3 最高日最大时用水量

由《建筑给水排水工程》第二章第二节公式（2-3）计算得：

Qh= （Qd / T）·Kh =（28000/24）·2.6 = 3033.33L /h

Qh —最高时用水量，L/h；

K h —时变化系数；

T ——建筑物用水时间，h；

3.1.4 设计秒流量

（1）最大用水时平均出流概率

卫生器具的参数值

其中热水器当量按一个厨房和一个卫生间用热水的卫生器具当量之和计

Nr=0.70+0.50+1.0=2.2

用户当量小计

=0.70+0.50×2+0.50×2+0.50+1.00+1.00+2.2=7.4

由于 5 号楼 B 户与 C 户对称，C 户与 D 户对称，而 A 户与 B 户用水器具种类及

数目相同，则 5 号楼只有一种户型。

计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均初流概率

U 0 =

q0 ⨯ m ⨯ Kh

0.2 ⨯ N g ⨯ T ⨯ 3600

⨯100% =

250 ⨯ 4 ⨯ 2.6

0.2 ⨯ 7.4 ⨯ 24 ⨯ 3600

⨯100% = 1.779%

U 0 ——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，

％；

q0 ——最高日生活用水定额，按相应规范取用；

m ——每户用水人数；

K h ——小时变化系数，按相应规范取用

N g ——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。

查《建筑给水排水工程》表 2-5 得

ac=0.92×10-2

（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：

U =

1+ α c （N g -1）0.49

N g

（%）

式中：

U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；

αc——对应于不同 U0 的系数；查规范中的相应表格；

Ng——计算管段的卫生器具当量总数；

（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：

qg ＝ 0.2 ⋅U ⋅ N g （L/s）

式中：

qg ——计算管段的设计秒流量，L/s。

3.1.5 水力计算草图

3.1.5 水力计算结果

水力计算表见附录

引入管所需最低压力

H=H1+H2+H3+H4

式中 H——引入管接管处应该保证的最低水压，kpa；

H1——由最不利配水点与引入管起点的高程差产生的静压差，kpa

H2——设计流量通过水表时产生的水头损失，kpa

H3——设计流量下引入管起点至最不利配水点的总水头损失，kpa

H4——最不利点配水附件所需最低工作压力，kpa

经计算给水最不利点在 GL-8 八层洗脸盆，最不利点流出水

头为 H4=50 kPa

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

H3=35.89 ×（1+30%）=46.65kPa

由水表损失计算公式：

q 2 g

hd=

hd——水表水头损失；kPa

qg——给水管段的给水设计流量， m3/h；

Kb——水表特性系数；

旋翼式水表 Kb=

Q2max

100

Qmax 为水表的过载流量，m3/h

根据表格的成果，最不利用户给水设计流量 qg=0.285L/s=1.03m3/h 查水表技术参数

表，选分户水表为 LXS-15C 湿式水表；则有公称口径 15mm,过载流量 3m3/h，常用

流量 1.5m3/h，则 Kb=32/100=0.09；总设计流量为 qg=2.38L/s=8.58m3/h 选总水表为

LXS-40C 湿式水表，则有公称口径 40mm,过载流量 20m3/h，常用流量 10m3/h，则

Kb=202/100=4

则 H2=1.032/0.09+8.582/4=30.13kPa

引入管所需最低压力

H=H1+H2+H3+H4=（3×7+0.8+1.3）×10+30.13+46.65+50=357.79<450 kPa

所以满足要求。

3.2 热水系统

3.2.1 设计参数

由原始材料可知热水由家用热水器供给，采用聚丙烯塑料管。

查书

P243-244 表确定水加热器出口最高水温为 60℃和配水点最低水温 50℃，

冷水计算温度取地面水温度 4℃。

3.2.2 热水用水量计算

（采用根据卫生器具和其他热水用水量定额计算法）

对于全日供应热水的住宅，每户设有浴盆时，仅计算浴盆的热水用

水量，其它器具的热水用水量不计。

（手册 P254）

= = 100L / h

Qh = ∑

qhn0b

100

100 ⨯1⨯100

100

qh ——卫生器具一小时用热水量（60 度时）， qh =100∈（87—130）

n0 ——同类型卫生器具数

b ——同时使用百分数，住宅有浴盆取 b=100。

（手册 P239）

3.2.3 耗热量计算

W = ∑h

q nb

100

（tr - tc ）C

C =4.19 KJ/ kg oC

W = ⨯ （60o C - 4o C） ⨯ 4.19

100 ⨯1⨯100

100

W = 23464KJ / h

3.2.4 热水贮水器容积

0.75W0.75⨯ 25000

C （tr - tc ）4.19 ⨯ （60o C - 4o C）

3.2.5 耗电功率

耗电功率为

N = （1.10 ~ 1.20）

（3600qrT1 -V ）（tr - tc ）C

3617 ⨯103ηT1

qr：

热水流量，取小时用水定额为 250L（书 P241）

V：

加热器容积（L）

1.10～1.20：

热损失系数，取 1.2

T1：

热水使用时间 24（手册 P240）

C：

比热容 4.187 kJ/kg℃

η：

加热器效率 0.95～0.98，取 0.95

N = 1.20 ⨯

（3600 ⨯ 250 ⨯ 24 - 80）（60o C - 4o C ）⨯ 4.19

3617 ⨯103 ⨯ 0.95⨯ 24

N = 73.75KW

注：

1.电力水加热器设有安全可靠的接地措施，总接地电阻不大于

0.1Ω 泄露电流小于 0.25mA。

2. 电源供应满足。

3.2.6 热水管道水力计算草图

序号

卫生器具

排水流量

（L/s）

当量

排水管管

径

（mm）

洗涤盆

洗脸盆

0.25

0.75

浴盆

淋浴器

0.15

0.45

坐便器

1.5

4.5

100

家用洗衣

机

0.5

1.5

3.2.7 热水管道水力计算结果

见附表

3.3 污废水排水系统

3.3.1 设计参数

卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径

3.3.2 污水排水管道设计秒流量

计算公式：

q p = 0.12α N p + qmax （L / s）

（书 P169）

式中：

qp ——计算管段排水设计秒流量，L/s；

N p ——计算管段卫生器具排水当量总数；

qmax ——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的拍水流量，

L/s；

α ——根据建筑物用途而定的系数，住宅、宾馆、医院、疗养院、

幼儿园、养老院卫生间的α 值取 1.5；集体宿舍、旅馆和其

他公共建筑公共盥洗室和厕所间的α 值取 2.0~2.5（本设计

取 1.5）。

3.3.3 污水管道水力计算草图

3.3.4 污水管段水力计算结果

见附表

3.4 雨水排水系统

3.4.1 屋面总汇水面积

建筑物为矩形，屋面总汇水面积约为：

620 m2

3.4.2 每根立管的汇水面积

由于建筑物为矩形，立管设置在建筑物四角，总共设置 4 根立管，

n =4。

F =

620

= 155 m2

3.4.3 每根立管的泄水量

由于该建筑位于西安市，则查手册 P222“我国部分城镇降雨强度表

可知，西安市 5min 降雨强度为 q5=2.21（L/s·100m2）=221（L/s·104m2）

（一般性建筑重现期为 2～5 年，此处取 P=3 年）。

小时降雨厚度为

80mm/h。

所以，每根立管的泄水量为：

10000

ψ -----径流系数，屋面取 0.9；

Q-----屋面雨水设计流量，L/s;

F-----屋面设计汇水面积，m 2 ;

q 5 -----降雨历时为 5min 的暴雨强度，L/s·104m2。

则 Q=

0.9 ⨯155 ⨯ 221

10000

=3.08L/s

3.4.4 确定立管管径

采用塑料管，外径×壁厚=75mm×2.3mm，泄流量为

5.71L/s＞1.61L/s。

（书 P401 附录 6.4）

3.5 建筑消防给水系统

3.5.1 设计参数

多层民用住宅大于等于 6 层按《建筑设计防火规范》

（GB50016,2006 年版）要求,消火栓的间距只需保证同层任何部位有 2 个

消火栓的水枪充实水柱到达。

按照规范该设计充实水柱 Hm=10m 。

根据民用设计防火规范，本设计室内的消火栓用水量满足 5L/s,同

时使用水枪支数为 2 支，每支水枪的最小流量为 2.5L/s，每根竖管的最

小流量为 5L/s。

本设计中选用 50mm 口径的消火栓、16mm 喷嘴水枪、长

度 20m 衬胶水带。

3.5.2 消火栓保护半径

消火栓保护半径可按《建筑给水排水工程》公式 3—2 计算：

R＝C· Ld + h

式中 R --消火栓保护半径，m；

Ld --水带长度，m；

C --水带展开时的弯曲折减系数，一般取 0.8～0.9，本设计中采用

0.8；

h --水枪充实水柱倾斜 45°时的水平投影距离，m；一般取

3.0m。

因此，消火栓的保护半径为：

R＝C· Ld + h =20×0.8＋3.0＝19 m

据此在电梯旁边布置 1 个消火栓（总共两个）就能满足要求（该楼层长

约为 30m 宽 20.67m）。

3.5.3 消火栓口所需的水压

根据水枪口径和充实水柱长度查书中表 3-9 可知水枪射流量 qxh=3.3L/s

水枪喷嘴处压力为 Hq=14.1mH2O

hd ＝ Az × Ld × qxh

（4.4）

式中

hd -- 水带阻力损失，m；

Az -- 水带阻力系数；

Ld -- 水带有效长度，本设计中为 20m；

qxh -- 水枪喷嘴出流量，L/s。

本设计中，16mm 的水枪配 65mm 的衬胶水带，查《建筑给水排水工程》课

本表 3-10 可知 65mm 的水带阻力系数 Az 值为 0.00172。

因此，水带阻力损失

为：

hd ＝ Az × Ld × qxh ＝0.00172×20×3.32＝0.37 m

消火栓口所需水压：

H xh = Hq + hd + Hk

式中

H xh --消火栓口的水压，mH2O ；

H q --水枪喷嘴处的压力，mH2O；

hd --水带的水头损失, mH2O；

H k --消火栓栓口水头损失，按 2mH2O 计算。

H xh = Hq + hd + Hk ＝14.1＋0.37 +2＝16.47 m H 2O

3.5.4 校核

最不利点消火栓栓口高程为 22.1m，小区给水管管线中心标高为-1.3m 则

最不利点消火栓栓口的静水压力为：

45-22.1-1.3=21.6m。

按照《民用建筑设计防火规范规》，可以不设增压设施。

在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水

泵扬程提高，完全能满足屋顶试验消火栓有 10m 水柱的要求，不再进行核算。

3.5.5 消防管道水力计算草图

3.5.6 消防管道水力计算结果

水力计算表见附录

管路总损失为 Hw=4.66×1.1=5.12kPa

消火栓给水系统所需总水压 Hx 应为

Hx=H1+Hsh+Hw=（3×7+1.1+1.3）×10+164.74+5.12=419.88<450 kPa

满足要求。

3.5.7 水泵接合器

水泵接合器的设置数量按室内消防水量计算确定，该建筑室内消火栓用

水量为 6.6L/s，每个水泵接合器的流量为 10～15L/s，故设置 1 个水泵接合器，

型号为 SQS150-A（标准图集 L03S004，69-70 页）。

消防水泵接合器安装与建

筑外墙上，以满足明显、使用方便的要求。

4 材料设备表

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