西安伟华大厦给排水设计毕业论文.doc 76页

'西安伟华大厦给排水设计毕业论文目录摘要IAbstractII1绪论11.1工程概况11.2设计资料11.3工程设计任务22方案设计说明42.1建筑冷水给水工程设计42.1.1高层建筑给水系统竖向分区42.1.2高层建筑给水方式42.1.3给水系统的比较选择62.2建筑消防工程设计72.2.1消火栓给水系统给水方式72.2.2自动喷水灭火系统72.3排水系统设计82.2.1污废水排水系统82.3.2雨水排水系统的组成92.4热水系统设计92.4.1热水供应系统的分类92.4.2热水供应系统的选择92.4.3热水供应系统的组成92.5管道及附件安装工程102.5.1冷水给水管道及设备安装要求102.5.2排水管道安装要求102.5.4热水给水管道及设备安装要求113 3设计计算书123.1生活给水系统的计算123.1.1用水量计算123.1.2生活水池容积及配水管的选定123.1.3给水管网水力计算123.1.4水表水头损失计算233.1.5设备的计算和选择243.2建筑消防工程设计计算253.2.1消火栓给水系统用水量的确定253.2.3高位消防水箱容积计算263.2.4消火栓系统设计计算263.2.5消火栓系统水力计算283.2.6消防泵的选用293.2.7其他设施的设计303.2.9管材343.3排水系统的计算343.3.1排水方案343.3.2排水管道水力计算343.4屋面雨水排水设计计算473.4.1系统说明473.4.2雨水排水计算483.5热水给水计算493.5.1热水量计算493.5.2设计小时耗热量计算503.5.3设计小时热水量503.5.4热媒耗量计算513.5.6加热设备选择计算513.5.7热水配水管网计算523.5.8水表水头损失计算633 3.5.9热水回水管网的水力计算643.5.10热水循环设备的选择764技术经济分析784.1建筑给水系统784.2建筑排水系统784.3建筑热水系统784.4建筑消防系统785结论79参考文献：81致谢81毕业设计（论文）知识产权声明83毕业设计（论文）独创性声明84附录863 西安工业大学毕业设计（论文）1绪论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。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工程概况该建筑为一座综合性建筑。该建筑共22层，其中未包括地下室，地面上高71.9m，地面下8.4m，建筑内设商场、住宅、公共卫生间等，屋顶设有电梯机房、水箱间等。每套房间卫生间设施：台式洗脸盆、坐便器和浴盆各一只。公厕内的卫生设备采用台式洗脸盆，蹲式大便器，小便器，坐便器。地下有两层，地上1~3层为商场，第一层层高4.5m，二三层层高4.2m。每层设有一个公厕。4~22层为住宅，层高2.9m，每层12户。每户设分户水表，设在管道井内。给水进水管从建筑西侧市政给水管DN350mm引入，城市给水管网常年提供可靠水压为0.3MPa，水质符合饮用水标准。污水排水管从建筑一侧排出。与城市排水管网相连，城市排水管管径为DN600mm72 西安工业大学毕业设计（论文），雨水亦从建筑的一侧排出。该市设有城市污水处理厂。建设单位设有锅炉房提供蒸汽热源。建筑内的供水要求保证安全和稳定。既要有足够的水量，又要有良好的水质和稳定适宜的水压。现要求设计出该高层民用建筑室内的给水、排水、消防和热水系统。1.2设计资料(1)自然条件最冷月平均水温为4℃；最大积雪深度为22cm；最大冻土深度为45cm。(2)建筑设计资料首层室内地面标高为±0.00米。地下室二层所处地面标高为-8.4米；地下室一层所处地面标高为-3.6米。1～3层为商铺；4～22层为住宅，层高为2.9米，建筑物各楼层的平面图详见图纸。屋顶设有水箱间。(3)给水排水设计资料本建筑以城市给水管网为水源，从建筑西侧市政管道取水，室外给水管网供水压力为0.3MPa，管径为DN350mm，要求不允许从管网直接抽水，水质符合国家饮用水标准。室外排水管道管径为DN600mm，管顶埋深为室外地平下4.0m。建设单位已自建锅炉房提供蒸汽热源。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：a.建筑给水工程设计b.建筑排水工程设计c.建筑热水工程设计d.建筑雨水工程设计e.建筑消防工程设计（1）消火栓系统工程设计（2）自喷系统工程设计72 西安工业大学毕业设计（论文）72 西安工业大学毕业设计（论文）2方案设计说明2.1建筑冷水给水工程设计2.1.1高层建筑给水系统竖向分区当建筑高度很大时，若采用同一个系统供水，建筑底层配水点所受到的静水压力会很大，将会产生以下弊端：a.配水水龙头开启时，水流喷溅严重，使用不便。b.当配水龙头关闭时容易产生水锤，不但会引起噪音还会损坏管道及附件，造成漏水。c.由于压力过，龙头，阀门等给水配件易受到磨损缩短寿命，同时增加了维修工作量。d.流速过大，会产生水流噪声，振动噪声，影响室内安静。为了消除上述弊端，当建筑高度达到某一高度时，给水系统需做竖向分区。我国《高层建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区的最低点的卫生器具配水点的静压力，住宅，旅馆，医院宜为300~500kpa。由于本住宅建筑一到三层为商场，一层层高为4.5m，二三层层高4.2m。住宅各层都是2.9米。采用独立的生活给水系统，低区为建筑下面三层（商场）和地下室，可利用室外给水管网的压力直接供水。住宅生活给水系统分成两个供水区域，即为中区和高区。这样既能保证供水安全，又可节约能源，基建投资与运行管理费用。2.1.2高层建筑给水方式高层建筑给水方式的基本特征是分区加压。当高层建筑竖向分区之后，最重要的问题就是采取何种加压给水方式，从而确定经济合理、技术先进、供水安全可靠的给水系统。高层建筑加压给水方式是高层建筑给水的核心。根据当前国际高层建筑给水技术发展现状，高层建筑给水方式的比较见表2-1。72 西安工业大学毕业设计（论文）高层建筑给水方式表2-1名称给水方式优点缺点适用范围设水池、水泵和水箱的给水方式由外管网供水至水池，利用水泵提升和水箱调节流量1.由于水池、水箱储备一定水量，停水、停电时可延长供水，供水可靠2.供水压力稳定（2）不能利用室外管网资用水头，电能消耗大（3）安装维修麻烦，投资较大（4）有水泵振动噪声的干扰（1）适用于外管网水压过低，且不允许直接抽水（2）允许设置高位水箱的高层建筑设水池、水泵和水箱部分加压的给水方式下层鱼室外管网连通，利用室外管网压力供水上层利用水泵提升，水箱供水1.由于水池、水箱储备一定水量，停水、停电时可延长供水，供水可靠2.可利用室外管网资用水头,可节省电能1.安装维修麻烦，投资较大2.有水泵振动噪声的干扰1.适用于室外管网水压经常不足且不允许直接抽水2.允许设置高位水箱的高层建筑下层直接供水、上层设水泵、水箱的给水方式下层直接供水，上层利用水泵加压、水箱供水，消防时启动消防泵供水1.供水可靠2.消防管道采用环形供水3.生活用水压力稳定充分利用室外管网资用水头，节省能源1.安装维护麻烦2.投资大3.有水泵振动噪声的干扰a.适用于外管网允许直接抽水b.允许设高位水箱c.消防和生活允许共用一个给水系统分区并联单管给水方式分区设置高位水箱，集中统一加压，用单管输水至各区水箱，低区水箱进水观赏装设减压阀1.供水可靠2.管道、设备数量较少3.投资省，维护管理简单1.利用室外管网水压，低区压力损耗大，能源消耗大2.水箱占用一定建筑面积1.适用于允许分区设高位水箱且分区不多的建筑2.室外管网不允许抽水的高层建筑3.电价较低的地区分区串联给水方式分区设置水箱和水泵，水泵分散设置，自下区水箱抽水供上区用水1.供水可靠2.设备管道简单，投资较省，能源消耗合理1.水泵设在上层，振动、噪声干扰较大2.占地面积较大3.设备分散，维护管理不便4.上区供水受到下区限制，供水可靠性差5）允许分区设置水箱的各类高层建筑6）适用于超高层建筑72 西安工业大学毕业设计（论文）分区并联给水方式分区设置水箱和水泵，水泵集中布置（一般设在地下室）1.各区独立运行，互不干扰，供水可靠2.水泵集中布置，便于管理3.能源消耗合理1.管材消耗较多2.水泵型号较多3.投资较多4.水泵占用上层建筑的面积较多1.允许分区设置水箱的各类高层建筑2.由于此种给水方式优点较多，供水安全可靠，能源消耗合理，所以广泛应用于各类高层建筑分区水箱减压给水方式整栋高层建筑用水由底层水泵统一加压；利用各区水箱减压，上区供下区用水1设备及管道较简单，投资较省2设备布置交际中，维护管理方便1最高层总水箱容积大，增加结构的负荷2管道的管径加大3能源消耗较大4供水的安全可靠性较差1适用于允许分区设水箱的高层建筑2电力供应充足、电价较低地区的各类高层建筑分区减压阀减压给水方式水泵统一加压，仅在顶层设置水箱，下区供水利用减压阀减压1.供水可靠2.设备及管材较少，投资省3.设备布置集中，便于维护管理4.不占用建筑上层使用面积下层供水压力损耗较大，能耗较大适用于电力供应充足、电价较低地区的各类高层建筑分区无水箱减压给水方式各区设置变速水泵或多台水泵并联，根据水泵出水量或水压，调节水泵转速或运行台数1.供水较可靠2.水泵布置集中，便于维护管理3.不占建筑上层使用面积4.能源消耗较省1.水泵型号及台数较多2.投资较大3.水泵控制及调节较麻烦适用于各种类型的高层工业与民用建筑2.1.3给水系统的比较选择设计任务书给定了市政管网常年资用水压为0.3Mpa。用来提供地上三层即商场的给水供应。四层到二十二层的住宅区必须对生活用水进行提升或加压，以满足高层用水要求。将住宅区划分为两个分区，即中区和高区，中区为4~13层，高区为14~22层。高层建筑给水方式的基本特征是分区加压，当高层建筑竖向分区之后，最重要的问题就是采取何种加压方式，从而确定经济合理、技术先进、供水安全可靠的给水系统。基于上述原由，初步拟定以下两个给水方式进行比较选择。72 西安工业大学毕业设计（论文）方案（一）由提升泵从水池抽水进屋顶水箱，再由水箱对高层供水。方案（二）由水泵直接从水箱加压供水。方案（一）由于采用水箱的给水方式时地层水压较大，容易对卫生器具造成损坏，并且水箱会产生二次污染；而且屋顶水箱占地面积大，不美观。方案（二）供水可靠，水泵集中布置，便于管理；省去屋顶水箱，不会产生二次污染，对建筑荷载要求降低。综合考虑，本设计选择方案（二）。2.2建筑消防工程设计本工程的消防对象为住宅，商场，按照我国《建筑设计防火规范》，超过6层的塔式住宅，通廊式建筑，底层设用商业网点的单元式住宅和超过7层以上的单元式住宅都应设置室内消火栓。故本建筑室内每层都设消火栓灭火系统，商场加设自动喷水灭火系统。2.2.1消火栓给水系统给水方式a.由室外给水管网直接供水的给水方式宜在室外给水管网提供的水量和水压,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。b.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（或是由生活泵向水箱补水）采用。由水箱贮存10min的消防水量，灭火初期由水箱供水。c.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。水箱由生活泵补水，贮存10min的消防水量，火灾发生时先由水箱供水灭火，消防水泵启动后由消防水泵供水灭火。本工程使用设水泵、水箱的给水系统，这也是在高层建筑中广泛采用的消防给水系统。消防系统不分区，与生活给水系统独立设置。在地下室设消防水池连接消防泵，在建筑屋顶设置水箱间，二十二层和地下一层成环。2.2.2自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是在火灾发生时，能自动打开喷头喷水并同时发出火警信号的消防灭火设施，经国内外大量事实验证，它具有安全可靠，控制火灾成功率高，经济适用等特点。根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50016-2006）规定：建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位，除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外以及二类高层建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过200m2的可燃物品库房均应设置自动喷洒灭火系统。自动喷洒灭火系统按其保护对象可分为：洒水系统，雨淋系统，水幕系统，水喷雾系统四种类型。其中洒水系统又可分为湿式系统，干式系统，干湿兼用系统和预作用系统。72 西安工业大学毕业设计（论文）本设计采用湿式自动喷水灭火系统，管道始终充满有压水，当火灾发生时闭式喷头感温元件开启，喷头即能及时喷水灭火，同时发出火警信号，设置于该建筑一到三层的商场和地下室内。该系统具有灭火速度快，控火效率高的特点，也适用于常温环境下的建筑物。2.3排水系统设计2.2.1污废水排水系统a.污废水排水系统组成应满足以下三个要求：(1)系统能迅速通畅地将污废水排到室外。(2)排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生。(3)管线布置合理，简短顺直，工程造价低。b.按污废水在排放过程中的关系：分为合流制和分流制两种分流制：指粪便污水与生活废水，在建筑物内部分开用管道排至室外。合流制：指粪便污水与生活废水在建筑物内部混合用同一根管道排到室外。c.按系统通气方式：分为单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。单立管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。双立管排水系统也叫两管制，由一根排水立管和一根专用通气立管组成。适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统也叫三管制，由三根立管组成，分别为生活污水立管、生活废水立管和专用通气立管。适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑。本工程室内污废水采用合流制排放。住宅的卫生间排水立管采用双立管排水系统，这种系统由一根排水立管和一根专用通气立管组成。双立管排水系统是利用排水立管与另一根立管之间进行气流交换，所以叫外通气。适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。住宅厨房排水当量较小使用伸顶通气。住宅排水立管在第三层梁底汇集成若干立管，第四层厨房立管使用底层单排。商场卫生间污水单独汇集。所有汇集立管在地下一层梁底汇集排出。2.3.2雨水排水系统的组成a.普通外排水，由檐沟和敷设在建筑物外墙的立管组成，降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外地面或雨水口。适用于普通住宅、一般的公共建筑。b.天沟外排水，由天沟、雨水斗和立管组成。天沟设置在两跨中间并坡向端墙，雨水斗设在伸出的天沟末端，也可设在紧靠山墙的屋面。适用于长度不超过100m的多跨工业厂房。c.72 西安工业大学毕业设计（论文）内排水，一般由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和附属构筑物等几部分构成。降落到屋面上的雨水，沿屋面流入到雨水斗，经连接管、悬吊管、流入到立管，再经排出管流入雨水检查井，或经埋地干管排至室外雨水管道。适用于跨度大、特别长的多跨建筑，在屋面设天沟有困难的锯齿形、壳形屋面建筑，屋面有天窗的建筑等。本工程从排水系统的适用性上和经济上考虑，选择内排水系统。在建筑屋顶设置雨水斗集水，由建筑内的排水立管汇集至地下一层排出，和污水分流排放，雨水排至市政雨水管网。2.4热水系统设计2.4.1热水供应系统的分类建筑内部热水供应系统按热水供应范围，可分局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。本设计由建设单位锅炉房提供热源，采用集中热水供应系统。2.4.2热水供应系统的选择a.热水供应系统采用分区供应的方式，为使水压平衡，分区与冷水系统保持一致；b.为保证用户对热水水温、水压、水质的要求，采用全天候24h立管循环、集中热水供应系统；c.热水系统设置如下：共分两区，即4~13层为低区；14~22层为高区；d.具体方案比较基本同给水系统。2.4.3热水供应系统的组成主要由热媒系统、热水供水系统、附件三部分组成。a.热媒系统由热源、水加热器和热媒管网组成。由锅炉生产的蒸汽通过热媒管网送到水加热器加热冷水，经过热交换蒸汽变成冷凝水，靠余压经疏水器流到冷凝水池，冷凝水和新补充的软化水经冷凝循环泵再送到回锅炉加热为蒸汽，如此循环完成热的传递作用。b.热水供水系统由热水配水管网和回水管网组成。被加热到一定温度的热水，从水加热器出来经配水管网送至各个热水配水点，而水加热器的冷水由各区给水泵提供。为保证各个用水点随时都有水温的热水，在立管设置回水管，使一定量的热水经过循环水泵回流加热器以补充管网所散失的热量。c.附件包括蒸汽、热水的控制附件及管道的连接附件，如温度自动调节器、输水器、减压阀、安全阀、自动排气阀、管道伸缩器、阀门、止回阀等。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a.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如下：（172 西安工业大学毕业设计（论文））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。b.管道敷设本设计中，给水管道的敷设要求如下：（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，采用刚衬塑复合管。（2）给水支管敷设在垫层内，采用聚丙烯（PPR）管。（3）各层给水管采敷设在垫层内。（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a.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。b.排水管道的连接本设计中，排水管道的连接要求如下：（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。c.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如下：（1）排水管道的坡度按规范确定；（2）生活污废水立管和干管采用抗震柔性接口排水铸铁管，排水支管采用UPVC排水塑料管；（3）排水检查井中心线与建筑物外墙距离为3m；（4）排水检查井井径为0.7m；（5）排水立管上隔两层设检查口，检查口距离地面1m。2.5.3消防管道及设备安装要求a.消火栓管道安装72 西安工业大学毕业设计（论文）本设计中，消火栓管道安装要求与生活给水管基本相同，管材采用内外热浸镀锌钢管。b.自动喷洒灭火系统（1）喷头的布置与选择本设计中，喷头的布置要求如下：1）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；2）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；3）在地下室除设备用房外和一到三层商场均设置喷头。（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I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。（3）自动控制报警阀设在距地面1.2m处，且便于管理的地方。（4）采用内外壁加厚热镀锌钢管，管径不超过100mm时采用丝扣连接，超过100mm时，采用卡箍连接。2.5.4热水给水管道及设备安装要求（1）热水管采用PP-R管。（2）热水立管上设阀门进行调节流量和压力；（3）热水立管与水平干管相连时，立管上应加弯管；（4）热水管穿屋面板、楼板、墙壁时需设金属套管，套管高出地面≥50mm；（5）水平横管上设凸型弯曲；（6）热水横管的坡度为0.003，以便放气和泄水。（7）水加热器、贮水器、热水配水干管、机械循环回水管应保温。（8）在循环管网的回水总管上和冷热水混合器的冷热水进水管上设置止回阀。72 西安工业大学毕业设计（论文）3设计计算书3.1生活给水系统的计算该建筑用独立的生活给水系统，建筑内采用分区供水的方式。生活给水系统分成高中低三个供水区域。一到三层为低区，由室外给水管网直接供水，管网布置成下行上给式；4~13层及14~22层分别为中区和高区，布置成下行上给式。由于市政给水管网不允许生活水泵直接抽水，在地下室二层内设水箱，泵房设在地下室二层。3.1.1用水量计算查阅《建筑给水排水规范》（GB50015—2003）知该住宅建筑中的用水定额在180L/p·d~320L/p·d之间，在本设计中取用280L/p·d。时变化系数Kh=2.3，用水时间T=24h。每户人口定为3.5人，中区用水人数为3.5×12×10=420人，高区用水人数为3.5×12×9=378人。则中区最高日用水量高区最高日用水量中区最高日最高时用水量高区最高日最高时用水量3.1.2生活水池容积及配水管的选定a.水池的选定生活水池的容积为最高日用水量的25%，则V=（117.6+105.84）×25%=56在地下室二层设一座体积为80的生活水池，其有效容积足够满足要求。具体布置见图。b.配水管的选定(1)溢流管：管径比进水管大一级，且喇叭口下的垂直部分大于4倍的溢流管管径；(2)进水管：从市政管网直接进水，管径为100mm。(3)泄水管：按2h将水池内的水泄空进行计算，取DN100mm管径，(4)通气管：管径采用100mm。(5)人孔：人孔的尺寸为1000mm的圆形人孔。设在进水的浮球阀处。(6)控制管：控制管管径采用DN15.3.1.3给水管网水力计算a.设计秒流量的计算72 西安工业大学毕业设计（论文）进行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所需压力。当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量公式是：(3-1)式中———计算管段的设计秒流量，L/s；———计算管段的卫生器具给水当量同时出水概率，%；———计算管段的卫生器具的给水当量总数；0.2———以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，L/s。设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率来确定的，而卫生器具的给水当量同时出流的概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率有关。根据数理统计结果得卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为：(3-2)式中———对于不同的卫生器具的给水当量平均出流概率的系数卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率(3-3)式中———生活给水管道最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率，%；———最高日用水定额，L/(人·d)；m———用水人数，人；———小时变化系数；T———用水时间。由《建筑给水排水设计规范》附录D可以查出（内插法）。一到三层为商场，因此，设计秒流量公式为：＝0.2(3-4)式中——计算管段的生活设计秒流量，L/s；——根据建筑物用途确定的系数。商场值取1.5，即设计秒流量为：＝0.2×＝0.2×1.5＝0.3（L/s）根据规定，各卫生器具的给水当量如下：浴盆Ng=1.0，洗手盆Ng=0.5，蹲式大便器Ng=0.5，坐便Ng=0.5，洗涤盆Ng=1.0，小便器Ng=0.5。生活给水管道的水流速度如下：公称直径（mm）15～2025～4050～70水流速度（m/s）72 西安工业大学毕业设计（论文）工程设计中也可采用下列数值：DN15～DN20，V=0.6～1.0m/s；DN25～DN40,V=0.8～1.2m/s.b.各户型给水水力计算(1)A户型水力计算用图见图3.1，计算结果见表3-1。图3.1A户型水力计算用图A户型水力计算表表3-1顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率U(％)当量总数ΣNg设计秒流量(L/s)DN(mm)洗手盆大便器洗涤盆浴盆自至0.50.511101---110010.2020212-1--860.50.25203241---740.50.292072 西安工业大学毕业设计（论文）434--1-10010.181554511116530.3520(2)B户型水力计算用图见图3.2，计算结果见表3.2。图3.2B户型水力计算用图B户型水力计算表表3-2顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率U(％)当量总数ΣNg设计秒流量(L/s)DN(mm)洗脸盆大便器洗涤盆浴盆自至0.50.511101---110010.2020212-1--860.50.252072 西安工业大学毕业设计（论文）3241---740.50.2920434--1-10010.181554511116530.3520(3)商场卫生间水力计算用图见图3.3，计算结果见表3.3。图3.3商场卫生间水力计算用图商场卫生间水力计算表表3-3顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数ΣN设计秒流量(L/s)DN(mm)小便器坐便器洗手盆蹲式大便器自至0.50.50.50.5101--1-0.50.1515212--1-0.50.2020323--1-0.50.3225434---10.50.91240545---10.50.8544072 西安工业大学毕业设计（论文）656---10.51.265507614-1--0.51.50250878--1-0.50.1515989--1-0.50.202010910--1-0.50.3225111011---10.50.9240121112---10.50.9440131213---10.51.42350141314-1--0.51.512501515161---0.50.15151616171---0.50.45201717181---0.50.3225181418-3313.51.625501918193---1.51.71350（4）JL1-1水力计算用图见图3.4，计算结果见表3.4。3.3JL1-1水力计算用图JL1-1水力计算表表3-4顺序编号管段编号当量总数同时出流概率设计秒流量DN自至ΣNU(％)(L/s)(mm)11218270.9554022318201.4145033418171.7916544518152.1256555618142.4328066718132.728077818132.9928072 西安工业大学毕业设计（论文）88918123.25380991018113.50580101011180113.70480111112180104.051100JL1-1’与JL1-1完全对称故其管径相同，JL2-1上接消防水箱，统一选用DN80，JL2-1’管径与JL1-1相同。（4）JL1-2水力计算用图见图3.5，计算结果见表3.5。3.5JL1-2水力计算用图JL1-2水力计算表表3-5顺序编号管段编号当量总数同时出流概率设计秒流量DN自至ΣNU(％)(L/s)(mm)1128.5351.1155072 西安工业大学毕业设计（论文）2238.5251.316503348.5202.52150c.低区给水管网水力计算低区给水管网最不利点是商场三楼的女卫最下边的洗手盆，即图3.6编号0的用水器具。低区给水水力计算用图3.6，计算结果见表3-6。3.6低区给水管网水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）低区最不利水力计算表表3-6顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量DN(mm)速度(m/s)单阻(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)小便器坐便器洗手盆蹲便器自至0.50.50.50.5ΣN(L/s)101--1-0.50.15150.620.5320.660.351212--1-0.50.20200.840.5320.660.620323--1-0.50.32250.630.4031.90.767434---10.50.45400.730.5390.820.442545---10.50.49400.830.6840.820.561656---10.51.02500.930.8370.90.754767-1--0.51.11501.020.9982.62.594878-1333.51.20500.750.4045.62.269893---1.51.31500.830.4844.22.0331091032668.51.51501.090.8014.53.60411101132668.51.62500.980.55312.97.136∑hy=21.122(kPa)d.中区给水管网水力计算中区最不利点为十三楼右上角住户厨房内的洗涤盆。中区给水水力计算用图3.7，计算结果见表3-7。3.7中区给水管网水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）中区最不利水力计算表表3-7顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量同时出流概率U(％)速度(m/s)单阻(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)洗手盆大便器洗涤盆浴盆自至0.50.511ΣN(L/s)101--1-10.201000.620.5328.24.36121211-120.38630.720.51919.610.173235555150.98271.030.7212.92.0924346666181.44191.140.7412.92.1495456666181.81160.850.3182.90.9226566666182.15141.010.4352.91.267676666182.45131.160.5572.91.6148786666182.74121.290.6832.91.9829896666183.02111.420.8152.92.362109106666183.28110.930.2762.90.8021110116666183.531010.3172.90.9191211126666183.78101.070.35946.616.71131213606060601805.9481.20.36112.54.511∑hy=49.86(kPa)e.高区给水管网水力计算高区最不利点为二十二楼右上角住户厨房内的洗涤盆。高区给水水力计算用图3.8，计算结果见表3-8。3.8高区给水管网水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）高区最不利水力计算表表3-8顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量同时出流概率U(％)速度(m/s)单阻(kPa/m)管长(m)沿程水头损失(kPa)洗手盆大便器洗涤盆浴盆自至0.50.511ΣN(L/s)101--1-10.201000.620.5328.24.36121211-120.38630.720.51919.610.173235555150.98271.030.7212.92.0924346666181.44191.140.7412.92.1495456666181.81160.850.3182.90.9226566666182.15141.010.4352.91.267676666182.45131.160.5572.91.6148786666182.74121.290.6832.91.9829896666183.02111.420.8152.92.362109106666183.28110.930.2762.90.8021110116666183.521010.31775.423.89121112545454541625.5381.110.317216.55.23∑hy=56.84（kPa)3.1.4水表水头损失计算计算水表的水头损失，水表的水头损失可按下式计算：=(3-5)式中——水表的水头损失，kPa；——计算管段的给水设计流量，/h；——水表的特征系数，一般由生产厂提供，也可按下述计算：旋翼式水表：；(3-6)螺翼式水表：,(3-7)其中为水表的过载流量，/h。水表的水头损失应满足表3-15的规定，否则应适当放大水表的口径。72 西安工业大学毕业设计（论文）水表的水头损失允许值（kPa）表3-9表型正常用水时消防时旋翼式小于24.5小于49.0螺翼式小于12.8小于29.4a.低区用水水表的选择设计秒流量＝1.62L／s＝5.184查教材附录1－1，选32mm口径的LXS－32C旋翼湿式水表，其常用流量6＞,过载流量12；符合要求；确定特性系数Kb，Kb＝12×12／100＝1.44；求水表的水头损失，＝5.184×5.184／1.44＝18.66；查教材表3-15，18.66＜24.5，符合要求。b.中区和高区分户水表的选择本设计中住宅高区和中区只有AB两种户型，并且这两种户型布置基本相同，设计秒流量相同，所以都选用同一种水表。设计秒流量=0.35L／s=1.12／h；查教材附录1－1，选LXS－20C旋翼湿式水表，其常用流量2.5＞，过载流量5；符合要求；确定特性系数Kb，Kb＝5×5／100＝0.25；求水表的水头损失，＝1.12×1.12／0.25＝5.02；查教材表3-15，5.02＜24.5，符合要求。3.1.5设备的计算和选择a.系统所需压力按下式计算：(3-8)式中H—系统所需水压，kPa；—贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa；—管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的30%；—水表的水头损失，kPa；—最不利配水点的流出水头，kPa。已知市政管网给水标高-1.7.00m，低区最不利点（3层卫生器具）安装高度标高为9.15m，则可知；局部水头损失按沿程水头损失的30%计，由上表已知，沿程水头损失为21.122kPa，则有。已经计算得，水流经过水表的水头损失;低区最不利点为洗手盆，所需流出水头按H4=50kPa;则低区给水系统所需水压为H=108.5+27.459+18.66+50=204.62kPa；72 西安工业大学毕业设计（论文）市政管网供水压力为300kPa，大于所需压力204.62kPa，故可以满足供水要求。b.中高区生活给水泵的计算与选择变频调速供水方式，水泵的出水量要满足系统高峰用水要求，故中高区水泵的出水量应按中高区给水系统的设计秒流量确定。已知中区生活给水系统的设计秒流量为。中区给水系统所需的亚联下式计算：H=H1+H2+H3+H4H——中区生活水泵所需要的水压，kPa；H1——贮水池最低水位中中区最不利配水点位置高度所需的净水压力，kPa；H2——中区管路的总水头损失，局部水头损失取沿程水头损失的25%，kPa；H3——用户水表的水头损失，kPaH4——中区给水最不利点所需的流出水头，kPa贮水池的最低水位标高为-8.8m，因此有H1=(8.8+43.5)10=523kPa；中区的沿程水头损失为为计算局部水头损失：局部水头损失按沿程水头损失的25%计，计算管路的水头损失为H2中区最不利点为洗涤盆，流出水头取50kPa。所需压力：H=523+62.33+5.0260+50=666.53kPa选泵：50SFL12-90,扬程90m，流量.12／h，电机功率为7.5kw,基座700X700，设三台，两用一备，两用并联使用。高区给水设计秒流量为=4.44L/s。高区最不利点为洗涤盆，流出水头取50kPa。所需压力：H=743.5+71.05+271.08+50=1135.63kPa选泵：50SFL12-130，扬程130m，流量12／h，电机功率为11kw,基座为700X700，设三台，两用一备，两用并联使用。3.2建筑消防工程设计计算3.2.1消火栓给水系统用水量的确定该商住楼的总高度为22层，共71.9m，属于高层民用建筑，其用水量查高层民用建筑室内外消火栓的用水量表可知，室内为40L/s，每根立管的最小流量为15L/s，每支水枪的最小流量为5L/s。3.2.2消防贮水池的计算a.消火栓用水量72 西安工业大学毕业设计（论文）根据建筑给水排水设计手册规定,室内消火栓用水量40L/s,火灾延续时间取2小时。因此:Q1＝2×40×3600＝288000L＝288m3（3-9）b.自动喷淋用水量根据后续自喷设计,计算得到自喷设计用水量26.6/s,火灾延续时间取1小时。因此:Q2＝1×26.6×3600＝95760L＝95.76m3c.补水量贮水池进水管选DN150，管道流速取1.0m/s，进水流量为：（3-10）贮水池补水量按2h计，则：消防总用水量为:=288+95.76-56.62=327.14m3V2＝Q＝328m3根据地下室二层的构造设置一座体积为420m3的消防水池，具体布置见图纸布置。3.2.3高位消防水箱容积计算消防水箱的储水容积按10min室内消防储水量计，室内消火栓流量取40L/S，自动喷淋系统流量26.6L/SV消防=40×10×60/1000+10×10×26.6×60/1000=40考虑到自动喷淋和消火栓一般不会同时使用，为避免水箱容积过大，按规范取消防水箱容积为18.根据规范，根据标准图集（图集号02S101）：消防水箱选用18#矩形给水箱L×B×H=4000mm×2500mm×2500mm。3.2.4消火栓系统设计计算a.消火栓的布置按要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。本设计中消火栓系统采用DN65×19的直流水枪，25m长DN65的衬胶水带，水枪设计充实水柱为12m，单个水枪的设计流量为5L/s。消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R＝C×Ld＋L3（3-11）式中R——消火栓保护半径，单位（m）；72 西安工业大学毕业设计（论文）Ld——水带敷设长度，单位（m）。考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系数0.8；C——水带展开时的弯曲折减系数，设计取0.8；L3——水枪充实水柱长度的平面投影长度（m），对一般建筑由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m。因此，消火栓的保护半径为：R＝Ld＋L3=25×0.8＋3.0＝23mb.水枪喷嘴处所需的水压水枪喷嘴处水压：（3-12）式中Hq——水枪喷嘴处水压，单位（mH2O）；——水枪实验系数；Hm——水枪充实水柱，单位（m）；——与水枪嘴口经有关的阻力系数。本设计中，经过查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数值为0.0097，充实水柱Hm不要小于10m，选Hm=12m，水枪实验系数af值为1.21。因此，水枪喷嘴处所需水压为：c.水枪喷嘴的出流量喷口直径19mm的水枪水流特征系数B为1.577。因此，水枪喷嘴的出流量为：（3-13）由于此计算值大于单个水枪的设计流量5L/s，所以满足要求。d.水带阻力水带阻力损失：2（3-14）式中hd——水带阻力损失，单位（kpa）；AZ——水带阻力系数；Ld——水带有效长度，单位（m）；qxh——水枪喷嘴出流量，单位（L/s）。本设计中，19mm的水枪配65mm的水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的。因此，本设计中亦选择衬胶水带，查表可知65mm的水带阻力系数AZ值为0.00712。因此，水带阻力损失为：72 西安工业大学毕业设计（论文）因此，消火栓口所需水压：H＝Hq＋HK+hd＝169＋11.6＋20＝200.6kpa（3-15）e.增压稳压设备设置的消防贮水高位水箱最低水位高程为76m，最不利点消火栓栓口高程69.1m，则最不利点消火栓口的静水压力为76-69.1=6.9m，按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)第7.4.7.2条规定，需要设置增压稳压设施。具体布置见图纸。3.2.5消火栓系统水力计算根据图进行消火栓系统水力计算，按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管XL-1，出水抢数为3支，相邻消防竖管为XL-7,出水枪数为3支，次相邻消防竖管为XL-2出水枪数为3支。计算结果下表：0点消火栓口所需水压:＝Hq＋HK＋hd=20.06mH2O=200.6kpa1点消火栓口所需水压:＝＋d（0点和1点的消火栓间距）＋h（0-1管段的水头损失）＝20.06+2.9+0.0233＝22.983mH2O1点的水枪射流量：=5.59L/s2点消火栓口所需水压:＝＋d（0点和2点的消火栓间距）＋h（0-2管段的水头损失）＝20.06+5.8+0.113＝27.0225.97mH2O2点的水枪射流量：=6.08L/s进行消火栓给水系统水力计算时，按图3.9以枝状管路计算，配管水力计算成果见表3-10.72 西安工业大学毕业设计（论文）图3.9消火栓系统水力计算用图消火栓给水系统配管水力计算表表3-10计算管段设计秒流量q(L/s)管长L(m)管径DN(mm)流速V(m/s)I(kpa/m)i*L(kPa)0-15.22.91000.600.08040.2331-210.792.91001.250.3100.8992-316.87661001.950.72447.783-416.8710.21500.8940.1011.0304-533.7410.41501.7880.3713.8585-650.6112.51502.6820.81010.1256-水泵50.61141502.6820.81011.34∑hy=75.265kPa3.2.6消防泵的选用管路总水头损失为Hw=1.1×75.265=82.792kPa消火栓系统所需总压扬程为：Hx=H1+Hxh+Hw=69.1×10－(－4.6)×10+200.6+82.792=1020.39kPa=102.04mH20。其中H1───最不利消火栓标高；72 西安工业大学毕业设计（论文）Hw───管路水头损失；根据消防水泵流量为Qx=50.61L/s，H=102.04m，选用水泵型号为XBD12.6/75-200×6(Q=75L/s，H=126m，轴功率为112KW)专用消防泵,设两台一用一备。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。3.2.7其他设施的设计a.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50.61L/s，每个水泵接合器的流量按15L/s计，故设置4个水泵接合器。b.消火栓的减压设计中上层消火栓和下层消火栓高差较大，使用时下层消火栓的压力较大，所耗水量比上层大的多，往往使贮存在水箱中的10分钟水量在几分钟内用完，这种情况是不允许的。此外，由于消火栓出口压力过大，水枪的反作用力过大，使消防队员难以把持，故按照规定消火栓处的水压力超过50m时宜采取减压措施。即在消火栓口与立管的连接管处设置减压措施，以消除消火栓前剩余水头，保证消防供水安全。当消防水泵工作时，消火栓处的压力不能超过1.0MPa,当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。消火栓各层水力计算表表3-11楼层号消防竖管设计流量Q（L/s）消防竖管单阻i（kPa/m）上下层间消防竖管长L(m)上下层间消防竖管沿程水损（kPa）楼层消火栓栓口压力（kPa）235.20.1112.90.233200.62210.790.4542.90.899200.6+29+0.899＝230.50＜5002116.871.0642.93.858230.50+29+3.858＝263.358＜5002016.871.0642.93.858263.358+29+3.858＝296.216＜5001916.871.0642.93.858296.216+29+3.858＝329.08＜5001816.871.0642.93.858329.08+29+3.858＝361.74＜5001716.871.0642.93.858361.94+29+3.858＝394.80＜5001616.871.0642.93.858394.80+29+3.858＝427.66＜50072 西安工业大学毕业设计（论文）1517.531.0642.93.858427.66+29+3.858＝460.52＜5001417.531.0642.93.858460.52+29+3.858＝493.37＜5001317.531.0642.93.858493.37+29+3.858＝526.23＜500由计算知14层时压力已经接近500kPa，在三到地下二层采用减压稳压消火栓，阀后压力为450kPa。3.2.8自喷系统的计算自动喷淋系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警阀等组成。自动喷淋系统前十分钟所用水由设在高位水箱提供，十分钟至一小时的喷淋用水由地下室贮水池提供。根据规范中的要求选择闭式喷水灭火系统。a.自喷系统的布置采用湿式闭式标准喷头，采用下喷。报警阀进出口的控制采用信号阀，报警阀设在地面高度1.2m。自喷系统设置水泵接合器，每个水泵接合器的流量按10～15L/s计算。b.自喷系统的水力计算自喷系统水力计算的目的在于确定管网各管段管径、计算系统所需的供水压力、确定高位水箱的安装高度和选择消防泵。本设计采用作用面积法进行管道水力计算。(1)喷头出水量计算q＝K(3-16)式中q——喷头出水量，L/min；K——喷头流量系数，标准喷头K=80；P——喷头工作压力，MPa。(2)管段的设计流量计算管段的设计流量是从最不利点的喷头开始，逐个算出各喷头节点的出流量和各管道中流量，直至喷头的出流量达到最大允许值为止。管道中的最终设计流量应满足公式＝（1.15～1.30）(3-17)式中——管道设计流量，L/s；——理论流量，L/s，为喷水强度与作用面积的乘积。(3)自喷系统水力计算本设计计算最不利用水点位于三层商铺。使用作用面积法进行水力计算。1)．每个喷头的喷水量为q==80L/min=1.33L/s2)．布置形式为长方形,长边L=1.2=1.2×72 西安工业大学毕业设计（论文）=15.18m，取14.8m,短边为11.1m。作用面积内的喷头数共17个。作用面积内的设计秒流量为=17×1.33=22.61L/s3)．理论秒流量为:L/s比较与，设计秒流量为理论秒流量的1.38倍，符合要求。4)．作用面积内的计算平均喷水强度为:8.28L/，此值大于规定要求6L/。5)．按公式推求出喷头的保护半径=3.45m，取R=3.45m。6)．作用面积内最不利点处4个喷头的所组成的保护面积为=（=39.52每个喷头保护面积=/4=39.52/4=9.89其平均喷水强度为：q=80/9.89=8.09L/（min·m²）大于6.00L/（min·m²），满足中危一级的防火要求。根据图3.10进行自喷系统水力计算，计算结果见表3-13。图3.10自喷系统水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）自喷水力计算表表3-12管段编号管段流量（L/s）管径DN（mm）比阻值A(mH2O/m)管道长度L（m）管道沿程水头损失（kPa）0-11.33250.43673.213.971-21.33320.093685.455.112-32.66320.093683.73.473-42.66320.093681.81.694-55.32650.00295.20.155-610.641000.0002672.50.016-710.641500.000033956.00.007-822.611500.0000339526.30.018-水泵22.611500.0000339525.80.01∑hy=24.42kPa(4)系统所需水压按下式计算：H=∑h++Z(3-18)式中H——系统所需水压，kPa；∑h——管道沿程和局部损失的累计值，kPa；——最不利点出喷头的工作压力，kPa，取100kPa；Z——最不利点处喷头与消防水池的最低水位的高程差，kPa。管段的总损失为∑h=1.224.42+20=49.30kPa所以系统所需要的水压为，H=49.30+100+20.910=358.3kPa(5）加压设备的选择根据上述计算结果，自动喷水灭火系统所需压力为35.83m，所需供水量为26.6L/s。故选用消防泵型号为：XBD4/30-125D/2，流量为30L/s，扬程为40m，电机功率为：18.5kw，基座为700X700，设两台，一用一备。(6)水泵接合器的选择按照《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95规定：每个水泵接合器的流量应按照10—15L/s计算，本建筑室内消防设计水量为26.6L/s，故需设置2个水泵接合器，型号为SQB150-A。3.2.9管材室内消火栓给水系统管材采用管材采用内外热浸镀锌钢管。72 西安工业大学毕业设计（论文）管径〈100mm是采用丝扣连接，100mm时采用沟槽式卡箍连接。自动喷水灭火系统采用内外壁热浸镀锌钢管，以防止管道锈蚀尔阻塞喷嘴喷口。管道系统的连接，管径〈100mm是采用丝扣连接，100mm时采用沟槽式卡箍连接。3.3排水系统的计算3.3.1排水方案根据实际情况、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，本设计室内排水系统采用合流制，污废水直接排至市政排水管网。在本设计中，四到二十二层住宅只有两种户型且用水器具相同。厨房排水当量小不用设置专用通气管，设伸顶通气即可。卫生间要设置专用通气管。排水立管在三楼梁底汇集。汇集的污废水在地下一层梁底统一排出。低区商场排水只设侧墙通气。地下室消防电梯井底排水通过污水提升泵提升到地下一层和污废水一同排出。本设计中，生活污废水立管和干管采用抗震柔性接口排水铸铁管，排水支管采用UPVC排水塑料管；3.3.2排水管道水力计算a.排水设计秒流量根据《建筑给水排水工程设计规范》，本建筑排水设计秒流量可按下公式计算：(3-19)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；——根据建筑物用途而定的系数，本建筑设计中住宅值取1.5，商场值取2.5。当用上述设计秒流量计算公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，这时应按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。根据《建筑给水排水设计规范》可查得各卫生器具的排水流量、排水当量和排水管的管径如下：洗涤盆＝1.00，排水流量为0.33L/s，排水管管径为50mm；洗脸盆＝0.75，排水流量为0.25L/s，排水管管径为32～50mm；浴盆=3.00，排水流量为1.00L/s，排水管管径为50mm；大便器=4.5，排水流量为1.5L/s，排水管管径为100mm；72 西安工业大学毕业设计（论文）坐式大便器=6，排水流量为2L/s，排水管管径为100mm；小便器=0.3，排水流量为0.1L/s，排水管管径为32～50mm；家用洗衣机=1.50，排水流量为0.50L/s，排水管管径为50mm；洗手盆=0.30，排水流量为0.10L/s，排水管管径为32～50mm；淋浴器=0.45，排水流量为0.15L/s，排水管管径为50mm；排水横管最大设计充满度规定如下：生活排水管道：管径≤125mm，最大设计充满度为0.5；管径＝150—200mm，最大设计充满度为0.6。根据规定，建筑内部排水管的最小管径为50mm，厨房洗涤盆的排水立管的管径最小为75mm，凡是连有大便器的支管，其最小管径为100mm。坡度按《规范》表4.4.9设计。由于本建筑中卫生间类型、厨房类型、卫生器具类型大部分相同，因此，仅以其中一层的某个卫生间、厨房为例计算即可。b.排水管水力计算(1)立管2,4,6,7,9,11,2’，4’，6’，7’，9’，11’水力计算根据图3.10进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-13。图3.10立管2,4,6,7,9,11,2’，4’，6’，7’，9’，11’排水横支管72 西安工业大学毕业设计（论文）立管1、6、17、22,2’，4’，6’，7’，9’，11’排水横支管水力计算表表3-13管段编号卫生器具数量排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-1-—1—31500.0261-2—1—-4.521000.0263-2-——10.750.25500.026立管计算=0.12×1.5，管径D=100mm。(2)厨房立管的计算图3.1如图住宅所有厨房都只有一个用水器具，洗涤盆，排水当量为1，设计秒流量为0.33，支管选择管径D=50mm先计算厨房原始立管。=0.12×1.5，管径D=100mm。(3)立管17的计算根据图3.12进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-14。72 西安工业大学毕业设计（论文）图3.12立管17的横支管立管17排水横支管水力计算表表3-14管段编号卫生器具数量排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗手盆坐便器大便器小便器Np=0.3Np=6Np=4.5Np=0.30-110.30.1500.0261-310.30.2500.0262-310.30.1500.0263-400.31000.0264-514.52.81000.0265-614.52.61000.0266-714.52.71000.02672 西安工业大学毕业设计（论文）9-1010.30.1500.02610-1210.30.2500.02611-1210.30.1500.02612-700.3750.0267-802.91000.0268-13163.11000.026排水立管计算=0.12×1.5，管径D=100mm。(4)立管17’的计算根据图3.13进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-15。图3.13立管17’的横支管立管17’排水横支管水力计算表表3-1572 西安工业大学毕业设计（论文）管段编号卫生器具数量排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗手盆坐便器大便器小便器Np=0.3Np=6Np=4.5Np=0.30-310.30.1500.0261-210.30.1750.0262-310.30.21000.0263-400.31000.0264-514.51.61000.0265-614.51.81000.0266-714.52.11000.0267-8162.51000.026排水立管计算=0.12×1.5，管径D=100mm。（9）汇集立管14的水力计算根据图3.14进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-16。图3.14立管14的横管立管14排水横支管水力计算表表3-1672 西安工业大学毕业设计（论文）管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-118182.761000.0261-2112.781000.0262-6191919156.754.391500.0263-418182.761000.0264-5112.781500.0265-6191919156.754.391500.026排水立管计算=0.12×1.5，管径D=150mm。（9）汇集立管14的水力计算根据图3.15进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-17。图3.15立管13的横管立管14排水横支管水力计算表表3-1772 西安工业大学毕业设计（论文）管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-1191919156.754.251000.0261-218184.381500.0262-5114.391500.0263-418182.761000.0264-5112.781000.026排水立管计算=0.12×1.5，管径D=150汇集立管13’和14’分别与13,14对称，故管径流量相同，此处不再计算。（10）汇集立管16的水力计算根据图3.16进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-18。图3.16立管16的横管立管14排水横支管水力计算表表3-1772 西安工业大学毕业设计（论文）管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-1110.331000.0261-218182.781500.0262-318183.091500.0263-4114.511500.0264-6191919156.755.371500.0265-6191919156.754.251500.026排水立管计算=0.12×1.5，管径D=150（11）排出管P1的计算根据图3.17进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-19。图3.17排出管P1排出管P1水力计算表表3-19管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-138191919194.754.512000.0261-238383838351.56.212000.0262-3116.212000.02672 西安工业大学毕业设计（论文）3-437191919193.756.92000.0264-53个洗手盆，大便器，小便器，1个坐便器63.97.112000.026（12）排出管P2的计算根据图3.18进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-20。图3.18排出管P2排出管P2水力计算表表3-20管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-1383838313.55.192000.0261-256383838369.56.72000.0262-39个洗手盆，大便器，3个坐便器61.26.912000.026（13）排出管P3的计算根据图3.19进行排水横支管水力计算，计算结果见表3-21。72 西安工业大学毕业设计（论文）图3.19排出管P3排出管P3水力计算表表3-21管段编号卫生器具数量（总数）排水当量总数Np设计秒流量q（L/s）管径DN（mm）坡度i洗涤盆坐便器浴盆洗脸盆Np=1Np=4.5Np=3Np=0.750-138191919194.754.511500.0261-238383838351.56.211500.026c.通气管的设计排水立管按通气方式分为普通伸顶通气、专用通气立管通气、特制配件伸顶通气和不通气四种情况。设置专用通气管的目的是因为建筑构造或其他的原因,排水立管上端不能伸顶通气,为防止管内气压波动激烈而破坏水封,设置专用通气管,或是普通的伸顶通气立管的通水能力不满足要求时采用。生活排水立管最大设计排水能力排水立管系统类型最大设计通水能力(L/s)排水立管管径（mm）5075100(110)125150(160)伸顶通气立管与横支管连接配件90°顺水三通0.81.33.24.05.745°斜三通1.01.74.05.27.4专用通气专用通气管75mm结合通气管每层连接——5.5——结合通气管隔层连接—3.04.4——专用通气管100mm结合通气管每层连接——8.8——结合通气管隔层连接——4.8——72 西安工业大学毕业设计（论文）主、副通气立管+环形通气管——11.5——自循环通气专用通气形式——4.4——环形通气形式——5.9——特殊单立管混合器——4.5——内螺旋管+旋流器普通型—1.73.5—8.0加强型——6.3——下列场所设置排水横管时，管径的确定应符合下列要求：当建筑底层无通气的排水支管与其楼层管道分开单独排出时，其排水横支管管径可按下表确定；无通气的底层单独排出的横支管最大设计排水能力排水横支管管径（mm）5075100125150最大排水能力（L/s）1.01.72.53.54.8该设计中住宅厨房的立管单立管排水，设伸顶通气管，通气管管径与排水管管径相同，所以伸顶通气管管径为100mm。一到三层商场采用侧墙通气。住宅卫生间立管双立管排水系统，通气管隔两侧连接，选用专用通气管100mm。d.地下室集水池本建筑设有两层地下室，无卫生间，地下室集水坑主要汇集泵房内的积水、消防电梯井排水及消火栓、喷淋系统的放空排水。地下室地面低，污废水不能以重力流排入高层建筑外的排水管网，为保持高层建筑室内环境卫生，必须通过抽升排除。由此在地下二层设集水池和污水提升泵，同时按照有关规定，在消防电梯底部须设集水池和提升泵，排除可能产生的消防用水。其中电梯井采用两台消防排水泵，型号为65WQ40-15-4.0，其技术参数Q=40m3/h，H=15m，P=4.0kw。地下二层集水坑尺寸为1200x1000x1000，坑底标高-9.4m，采用两台潜污泵，型号为50WQ10-15-1.5，其技术参数为Q=10m3/h，H=15m，P1.5kw。地下集水坑的水提升至地下一层通过排出管一起排出。3.4屋面雨水排水设计计算3.4.1系统说明根据该设计中建筑的构造，选择内排水系统。在最高层屋面设4个雨水斗，次高层屋面设4个雨水斗。具体布置详见图纸。3.4.2雨水排水计算a.屋面汇水面积72 西安工业大学毕业设计（论文）对于有一定坡度的屋面,汇水面积不按实际面积而按水平投影面积计算。高出屋面的毗邻侧墙，应附加其最大收水面积的一半作为有效汇水面积计算。同一汇水区域高处的侧墙多于一面时，按有效受水面积的一半折算汇水面积。标高71.9m的最高屋面设4个雨水斗，每个雨水斗的设计汇水面积：F1=F2=F3=F4=221m2。标高68m次屋面设4个雨水斗，每个雨水斗的设计汇水面积：F5=F6=F7=F8=114.6.0m2。b.雨水斗的选用由《手册》查表得西安市的降雨强度，P=3年时，降雨历时5min的暴雨强度q5=2.21L/s·100m2，H=80mm/h。查《建筑给水排水设计手册》，查《建筑给水排水工程》第五版附表6-6，选用雨水斗型号如下：在71.9m屋面选择87式单斗雨水斗4个，口径为150mm，雨水斗最大允许汇水面积711m2。在68.0m屋面选择87式单斗雨水斗4个，口径为100mm，雨水斗最大允许汇水面积356m2。本设计中两个屋面分别所选的4个雨水斗的汇水面积相同，计算雨水斗的泄流量。(3-20)式中0.9——屋面雨水的径流系数；221——该地区的降雨强度，单位（L/s.10000m2）。雨水斗水量计算表表3-22管段名称YL-1YL-1’汇水面积m2221114.6泄流量L/s4.402.28雨水斗斗径(mm)150100YL-1，YL-2，YL-3，YL-4的汇水面积相同，YL-1’，YL-2’，YL-3’，YL-4’的汇水面积相同，所以选择斗径也相同。c.立管计算每根立管只连接一个雨水斗，故管径选择与雨水斗斗径相同采用镀锌钢管，丝扣连接。d.排出管72 西安工业大学毕业设计（论文）雨水立管在地下室一层梁底汇合排出，汇合排出管沿梁底敷设，坡度0.003，其中YL-1，YL-4，YL-1’，YL-4’，汇集到一根排出管上，YL-2，YL-3，YL-2’，YL-3’汇集到一根排出管上，排出管管径选择DN=200，管材和立管相同。3.5热水给水计算热水给水系统计算要求确定每个管段的管径、求出每个管段的循环流量和校核最不利点的计算水温以及确定相应的附件、设备的规格和型号。设计原始资料，本建筑为商住楼，4～22层为住宅，供应热水的卫生器具有浴盆、洗脸盆、洗涤盆。用水量标准：每人每日用水量为100L/人∙天，使用时间为24h，每户人数定为3.5人，共228户，热水用户共798人(其中高区378人，中区420人)。3.5.1热水量计算本设计中，每日热水供应时间为24小时，取计算用的热水供水温度为70ºC，冷水温度查冷水计算温度表，为4ºC，热水用水定额查热水用水定额表，取60ºC的热水，住宅（有集中热水供应和淋浴设备）每人每日100L。中区最高日用水量为：Q中d=420×100/1000=42m3/d(60ºC热水)(3-21)式中420——用户数。高区最高日用水量为：Q高d=378×100/1000=37.8m3/d(60ºC热水)式中378——用户数。折合成70ºC热水的最高日用水量分别为：Q中d=42×（60－10）／（70－10）=35m3/d(3-22)Q高d=37.8×（60－10）／（70－10）=31.5m3/d查《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）住宅热水小时变化系数表。低区热水用户按420人计，热水小时变化系数Kh取3.5，高区热水用户按378人计，热水小时变化系数Kh取3.5。则70ºC时最高日最大小时用水量分别为：Q中hmax=KhQ中d/T=3.5×35/24=4.60m3/h=5.11L/s(3-23)Q高hmax=KhQ高d/T=3.5×31.5/24=4.04m3/h=4.60L/s3.5.2设计小时耗热量计算本设计中，每日热水供应时间为24小时，取计算用的热水供水温度为70ºC，冷水温度查冷水计算温度表，为4ºC，热水用水定额查热水用水定额表，取60ºC的热水，住宅（有集中热水供应和淋浴设备）每人每日100L。全日制供应热水系统的设计小时耗热量应按下式计算：(3-24)72 西安工业大学毕业设计（论文）——设计小时耗热量，KJ/h；m——用水计算单位数，人数或床位数；——热水用水定额，L/d;C——水的比热，C=4.187KJ/（kg.ºC）;——热水水温度，60ºC；——冷水计算温度，4ºC；——热水密度，kg/L;——热水小时变化系数。则中区的设计小时耗热量为：高区的设计小时耗热量为：3.5.3设计小时热水量(3-25)——设计小时热水量，L/h；——设计小时耗热量，KJ/h；——设计热水温度，70ºC；——设计冷水温度，4ºC；——热水密度，0.978kg/L（70º）。则低区的热水量为：高区的热水量为：3.5.4热媒耗量计算查表知，在0.4+0.1=0.5Mpa绝对压力下，蒸汽的汽化热rh=2112(KJ/kg)中区计算：72 西安工业大学毕业设计（论文）高区计算：3.5.6加热设备选择计算按贮存45min热量计算，蒸汽或95℃以上的高温水为热媒，从锅炉房送来的热煤蒸汽的绝对压力为0.5MPa，相应的饱和蒸汽温度tb=151.1。a.热媒与加热水的计算温差△tj＝-式中tmc，tmz─热媒的初温和终温（℃），半容积水加热器的tmz=50至90℃；本设计取90℃。tc,tz为被加热水的初温和终温。∴△tj=（151.1+90）/2-（4+60）/2=88.55b.确定传热系数钢盘管的传热系数K=2512-2721，本设计取2721[kJ/(m2··h)]c.加热面积计算F=式中F─表面式水加热器的加热面积（ｍ２）；Qz─小时耗热量（ｋＪ／ｈ）；─采用0.8─0.6，本设计取0.7Ｋ─传热系数（ｋＪ／(ｈ·ｍ２·℃)）；Cz—修正系数，取为1.15；─热媒与被加热水的计算温度差（℃）。高区：F=(1.1～1.15)=1.15×1270553.94/(0.7×2721×88.55)=11.31m2中区:F=(1.1～1.15)=1.15×1411726.6/(0.7×2721×88.55)=11.56m2d.贮水容积计算按45min计算，则式中：V—贮水器的贮水容积，L;T—加热时间，h;72 西安工业大学毕业设计（论文）Qh--热水供应系统设计小时耗热量，KJ/h;C—水的比热，C=4.187KJ/（kg·℃）tr,tl—热水、冷水温度；中区：V=1.51m3高区：V=1.42m3根据计算选择中区和高区选择水加热器型号为7，容积为5.0，换热管根数选19根，换热管管径为ø38mm×3mm×3193mm，换热面积15.20m2。.3.5.7热水配水管网计算热水配水管网水力计算目的是，根据最不利管路计算简图，计算各管段的设计秒流量、长度，查热水水力计算表，确定各管段的管径、流速、单阻，进而计算出各管段的沿程水头损失。热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网水力计算相同，但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。热水配水管网的局部水头损失按沿程水头损失的30%计算。根据《建筑给水排水设计规范》，热水管道的流速如下：DN15～20mm，流速≤0.8m/s；DN25～40mm，流速≤1.0m/s；DN≥50mm，流速≤1.2m/s。进行热水配水管网水力计算：a.各户型配水管网水力计算（1）A户型热水水力计算用图见图3.20，计算结果见表3-23。图3.20A户型水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）A户型水力计算表表3-23顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率当量总数设计秒流量De-洗脸盆洗涤盆浴盆自至-0.750.751.2U(％)ΣN(L/s)(mm)101-192.71.20.22325213-174.70.750.29125323-10.750.1520434-00.33625（2）B户型热水水力计算用图见图3.21，计算结果见表3-24。图3.20A户型水力计算用图B户型水力计算表表3-23顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率当量总数设计秒流量De-洗脸盆洗涤盆浴盆自至-0.750.751.2U(％)ΣN(L/s)(mm)101-192.71.20.22325213-174.70.750.29125323-188.20.750.1520434-65.400.3362572 西安工业大学毕业设计（论文）（3）RL-1水力计算用图见图3.22，计算结果见表3-25。。图3.22RL-1水力计算用图RL-1水力计算表表3-25顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率当量总数设计秒流量De浴盆洗脸盆洗涤盆自至1.20.750.75U(％)ΣN(L/s)(mm)10166626.416.20.854De4021266619.116.21.238De5032366615.916.21.544De504346661416.21.81De5054566612.716.22.049De5065666611.716.22.271De7576766610.916.22.478De7587866610.316.22.675De759896669.816.22.862De75109106669.416.23.042De75（4）RL-2水力计算用图见图3.23，计算结果见表3-2672 西安工业大学毕业设计（论文）图3.23RL-2水力计算用图RL-2水力计算表表3-26顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量同时出流概率当量总数设计秒流量De浴盆洗脸盆洗涤盆自至1.20.750.75U(％)ΣN(L/s)(mm)10166626.416.20.854De4021266619.116.21.238De5032366615.916.21.544De504346661416.21.81De5054566612.716.22.049De5065666611.716.22.271De7576766610.916.22.478De7587866610.316.22.675De759896669.816.22.862De7572 西安工业大学毕业设计（论文）立管RL-1’与RL-1对称，RL-2’与RL-2对称，所选管径完全相同，故此处不再计算。b.中区最不利热水配水管网水力计算中区热水给水最不利点为十三层右上角用户厨房内的洗涤盆。中区最不利热水水力计算用图3.24，计算结果见表3-27。图3.24中区最不利配水管网水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）中区热水最不利管段水力计算表表3-27顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数同时出流概率U(％)设计秒流量(L/s)De(mm)速度v（m/s）单阻i(mm/m)管长L(m)沿程水头损失(mH2O)洗脸盆洗涤盆浴盆自至0.750.751.2ΣN10110.751000.15De250.460.1598.21.3212111.9561.10.36De250.830.47119.69.23732355513.526.50.872De400.790.2482.90.71943466616.219.21.254De500.660.1322.90.38354566616.2161.559De500.830.1982.90.57365666616.2141.824De500.970.2642.90.76676766616.212.72.063De501.090.3322.90.96387866616.211.72.284De750.710.1092.90.31798966616.2112.492De750.770.1282.90.3721091066616.210.42.688De750.840.1482.90.42811101166616.29.82.876De7550.890.1672.90.48512111266616.29.43.055De750.950.18734.66.4681312136060601627.14.601De9010.1673.50.719∑hy=22.73kPa72 西安工业大学毕业设计（论文）c.高区热水配水管网水力计算高区热水给水最不利点为二十二层右上角住宅的厨房洗涤盆。高区最不利热水水力计算用图3.25，计算结果见表3-28。图3.25高区最不利配水管网水力计算用图72 西安工业大学毕业设计（论文）高区热水最不利管段水力计算表表3-28顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数同时出流概率U(％)设计秒流量(L/s)De(mm)速度v（m/s）单阻i(mm/m)管长L(m)沿程水头损失(mH2O)洗脸盆洗涤盆浴盆自至0.750.751.2ΣN10110.751000.15De250.460.1598.21.3212111.9561.10.36De250.830.47119.69.23732355513.526.50.872De400.790.2482.90.71943466616.219.21.254De500.660.1322.90.38354566616.2161.559De500.830.1982.90.57365666616.2141.824De500.970.2642.90.76676766616.212.72.063De501.090.3322.90.96387866616.211.72.284De750.710.1092.90.31798966616.2112.492De750.770.1282.90.3721091066616.210.42.688De750.840.1482.90.42811101166616.29.82.876De750.890.16763.610.626121112545454145.87.44.318De750.940.1493.70.639∑hy=26.32kPa72 西安工业大学毕业设计（论文）3.5.8水表水头损失计算计算水表的水头损失，水表的水头损失可按下式计算：=(3-29)式中——水表的水头损失，kPa；——计算管段的给水设计流量，/h；——水表的特征系数，一般由生产厂提供，也可按下述计算：旋翼式水表：；(3-30)螺翼式水表：,(3-31)其中为水表的过载流量，/h。水表的水头损失应满足表3-43的规定，否则应适当放大水表的口径。水表的水头损失允许值（kPa）表3-29表型正常用水时消防时旋翼式小于24.5小于49.0螺翼式小于12.8小于29.4a.中区热水分户水表的选择AB两种户型用水器具和布置全部相同，故选择一种水表即可。设计秒流量＝0.336L／s＝1.075／h；查教材附录1－1，选LXS－20C旋翼湿式水表其常用流量2.5＞,过载流量5；符合要求；确定特性系数Kb，Kb＝5×5／100＝0.25；求水表的水头损失，＝1.075×1.0752／0.25＝4.623；查表3-43,4.623＜24.5，符合要求。b.高区分户水表的选择高区户型和中区相同，算出的设计秒流量也相同，故选择同一种水表。c.配水管网所需压力的计算(1)配水管网所需压力按下式计算：(3-32)式中H—配水管网所需水压，kPa；—水加热器出口至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa；—管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的30%；—水表的水头损失，kPa；—最不利配水点的流出水头，kPa。72 西安工业大学毕业设计（论文）(2)中区配水管网所需压力计算=474.5KPa。热水配水管网的局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，中区配水管网计算管路总水头损失为：22.73×1.3=29.55KPa4.623KPa所以，中区配水管网所需压力为：(3)高区配水管网所需压力计算热水配水管网的局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，中区配水管网计算管路总水头损失为：26.32×1.3=34.22KPa4.623KPa所以，高区配水管网所需压力为：3.5.9热水回水管网的水力计算比温降为，其中F为配水管网计算管路的管道展开面积，计算F时，立管均按无保温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值,保温系数取0.6。单位长度聚丙烯热水管在不同绝热层厚度时的展开面积/m2绝热层厚度/mmDe/mm202532405000.06280.07850.10050.12560.1570250.21980.23550.25750.28260.3140绝热层厚度/mmDe/mm63759011016000.19780.23550.28260.34540.5024250.35480.39250.43960.50240.6594a.高区热水配水管网和立管热损失及循环流量计算根据图3-26进行高区热水配水管网和立管2热损失和循环流量计算，计算结果见表3-3072 西安工业大学毕业设计（论文）图3-26高区热水配水管网计算图（1）高区配水管网计算管路的管道展开面积F高=0.2826×9.6+0.3140×30+0.3925×62=34.15m2△t=△T/F=(70-60)/34.15=0.30℃/m2按公式△tz=tc-△t∑f计算出各节点的水温值，将结果列入表中，t热=tc=70℃，t10=70-0.30×f10-热=70-0.30×44.5×0.3925=64.76℃；t9=66.61-0.30×2.9×0.3925=64.29℃；t8=64.29-0.48×2.9×0.3925=63.73℃；t7=63.73-0.48×2.9×0.3925=63.19℃；t6=63.19-0.48×2.9×0.3925=62.64℃；t5=62.64-0.48×2.9×0.3140=60.21℃；t4=60.21-0.48×2.9×0.3140=59.85℃；t3=59.8-0.48×2.9×0.3140=58.14℃；t2=58.14-0.48×2.9×0.3140=57.87℃；t1=57.87-0.48×2.9×0.2826=56.57℃；根据管段接点水温，取其算术平均值得到管段平均温度值。管段热损失qs按公式计算。其中D为管道外径，L72 西安工业大学毕业设计（论文）为长度，K取41.9kJ/（m2∙h∙℃）。则有可知立管2和立管2’计算相同。（2）配水管网立管的热损失计算QL=2×(q1-2+q2-3+q3-4+q4-5+q5-6+q6-7+q71-8+q8-9+q9-10)=2×(130+923.7+719+383+256+163.13+2033.6+3416+576)=17200.86KJ/h图中两根立管汇集至底端换热器，底端横干管的热水配水管网热损失及循环流量计算同立管的计算。则高区配水管网总的水头损失为：Q高=17200.86+286.6+1831.2+2314.5=21633.16KJ/h=6009W=6.09KW配水管网起点和终点的温差△t取10℃，总循环流量为q高=Q高/(CB△tp)=6009/(4187×10×1)=0.144L/s中区热水配水管网热损失及循环流量表表3-30节点管段编号管长L(m)管径(mm)保温系数η节点水温(℃)平均水温tm(℃)空气温度tj(℃)温差Δt(℃)热损失qs(KJ/h)循环流量qx(L/s)11-22.9400.756.5756.622033.121300.03622-32.9500.757.8757.912033.451350.03633-42.9500.758.1458.242034.011380.03644-52.9500.759.8560.012034.221410.03655~62.9500.760.2160.352034.331450.03666-72.9500.762.6462.842034.521490.03677-82.9750.763.1963.232035.001520.03688-92.9750.763.7363.912035.41550.036.99-1046.6750.768.3968.512038.536240.0361010-热水器25.6750.769.5169.602040.2127560.14472 西安工业大学毕业设计（论文）立管2’与立管2对称，故流量分配一样。b.中区热水配水管网和立管热损失和循环流量计算图3.27中区热水配水管网计算图用同样的方法和步骤计算中区配水管网的热损失及流量循环。如图，中区配水管网计算管道展开面积为：F中=0.2826×9.6+0.3140×30+0.3925×42=21.56m2△t=△T/F=(70-60)/21.56=0.46℃/m2按公式△tz=tc-△t∑f计算出各节点的水温值，将结果列入表中，t热=tc=70℃，t11=70-0.46×f11-热=70-0.46×44.5×0.3925=63.76℃；t10=63.76-0.46×2.9×0.3925=64.29℃；t9=64.29-0.46×2.9×0.3925=64.02℃；t8=64.02-0.46×2.9×0.3925=63.89℃；t6=63.89-0.46×2.9×0.3925=63.64℃；t5=63.64-0.46×2.9×0.3140=62.98℃；t4=62.98-0.46×2.9×0.3140=62.58℃；t3=62.58-0.46×2.9×0.3140=62.14℃；t1=62.14-0.46×2.9×0.2826=60.15℃；根据管段接点水温，取其算术平均值得到管段平均温度值。管段热损失qs72 西安工业大学毕业设计（论文）按公式计算。其中D为管道外径，L为长度，K取41.9kJ/（m2∙h∙℃）。则有。由计算图纸知，立管1和立管1’计算相同。配水管网的热损失计算：QL=2×(q1-2+q2-3+q3-4+q4-5+q5-6+q6-7+q7-8+q8-9+q9-10+q10-11)=4×(103.93+134.42+135.85+171.69+173.66+175.63+222.11+224.81+227.55+1371.30)=11763.84KJ/h图中两根立管汇集至底端换热器，底端横干管的热水配水管网热损失及循环流量计算同立管的计算。则中区配水管网总的水头损失为Q高=QL+2×q10-11+=11763.84+2×164.98+3506=14235.6W=4.954KW配水管网起点和终点的温差△t取10℃，总循环流量为q高=Q高/(CB△tp)=3954/(4187×10×1)=0.094L/s即管段11热水器的循环流量为0.094L/s。=0.155L/s将以上结果分别列入表中，计算中立管1和立管1’因其对称故它的流量分配一致。计算循环流量在配水、回水管网中的水头损失。取回水管管径比相应配水管管径小1-2级，计算表和计算图如下所示。72 西安工业大学毕业设计（论文）图3.28高区回水水力计算图中区回水的水力计算图与中区热水配水管网计算图相同。72 西安工业大学毕业设计（论文）节点编号管段编号管长（m）管径（mm）保温系数节点水温(ºC)平均水温(ºC)空气温度(ºC)温差(ºC)热损失(kj/h)循环流量(L/s)11-22.9400.756.1356.312036.31103.930.02422-32.9500.756.4956.692036.69134.420.02433-42.9500.756.8857.082037.08135.850.02444-52.9500.757.2757.492037.49171.690.02455-62.9500.757.7057.922037.92173.660.02466-72.9750.758.1358.352038.35175.630.02477-82.9750.758.5658.802038.80222.110.02488-92.9750.759.0359.272039.27224.810.02499-102.9750.759.5159.752039.75227.550.0241010-1124.5750.759.9861.352041.351371.300.0241111-124.3750.762.7262.862042.86164.980.0481212-1314.6750.763.0064.262044.261544.690.060热水配水管网中区热损失及循环流量计表3-3172 西安工业大学毕业设计（论文）高区循环水头损失计算表表3-32管路管段编号管长（m）管径De（mm）循环流量（L/s）沿程水头损失V(m/s)水头损失之和mmH2O/mmmH2O配水管路12.9400.0390.411.1890.071.3×4.56=5.93mmH2O22.9500.0390.140.4060.0432.9500.0390.140.4060.0442.9500.0390.050.1450.0352.9500.0390.050.1450.0362.9500.0390.050.1450.0372.9750.0390.020.0580.0282.9750.0390.020.0580.0292.9750.0390.020.0580.021063.6750.0390.020.9160.02114.3750.0770.020.030.021214.6750.0890.030.4080.0313-热水器24.00900.1660.040.880.04回水管路1-1286.50250.0391.62117.1260.121.3×115.6=150.28mmH2O12-1325.0250.0890.071.40.0413-热35.60250.1660.093.9420.05管长计算：1-12=1.80+(71.5+1.0-0.5)+0.5=74.3m；12-13=25.0m；13-热=58.0+（4.5-0.5-0.7）=61.3m；72 西安工业大学毕业设计（论文）中区循环水头损失计算表表3-33管路管段编号管长（m）管径De（mm）循环流量（L/s）沿程水头损失V(m/s)水头损失之和mmH2O/mmmH2O配水管路12.9400.0240.170.4930.041.3×1.917=2.492mmH2O22.9500.0240.060.1740.0332.9500.0240.060.1740.0342.9500.0240.020.0580.0252.9500.0240.020.0580.0262.9750.0240.020.0580.0272.9750.0240.010.0290.0182.9750.0240.010.0290.0192.9750.0240.010.0290.011032.0750.0240.010.1680.01回水管路1-1045.0250.0391.6271.280.121.3×75.602=98.28mmH2O10-1124250.0890.071.190.0411-热34.80500.1660.093.1320.05管长计算：1-10=2.50+(45+1.0-0.5)+0.5=49.00m；10-11=20.0m；11-热=35.5+（4.5-0.5-0.7）=38.8m；72 西安工业大学毕业设计（论文）3.5.10热水循环设备的选择a.循环水泵的流量：（3-33）中区循环水泵的流量应满足高区循环水泵的流量应满足b.循环水泵的扬程H：循环水泵的扬程按式计算：（3-34）其中，中区，高区分别为：；则：根据，，，分别对循环水泵进行选型，均选用ISG(B)25-125型管道泵（=2.8m3/h,=20.6,N=0.75kW）。72 西安工业大学毕业设计（论文）4技术经济分析4.1建筑给水系统本建筑总高度为71.9m,地上22层，1~3层为商场，4～22层均为住宅。市政管网常年提供的资用水头为0.3Mpa。本建筑给水系统分为三个区，其中1～3层为低区，4～13层为中区，14～22层为高区。这样分区与该建筑的结构和功用相符合，这种方式即可以节约能源，同时又保证了供水水质的安全，两个系统相互利用了各自优势的一面。4.2建筑排水系统考虑到建筑结构和功能方面的要求，本建筑的排水系统4～22层排水立管在3层层顶梁底汇流成若干立管，最后在地下一层由排出干管排出。低区1～3层卫生间污水单独汇集到地下一层排放。这样的排水方式安全性好，不易造成污水的回流和喷溅，高区排水立管设伸顶通气管和专用通气管，以防止排水管道水压过大以至形成水封，管径适当加大一号。4.3建筑热水系统本建筑内热水全天24小时供应，采用下行上给给水，同程布置，这种方式在管材上用量比较大，但是大大的增加了系统的供水安全性能，以及在水温上达到了平衡。4.4建筑消防系统本建筑同时设置自动喷水灭火系统和消火栓系统。消火栓系统在地下室、，二十二层顶层均成环，这样是为了满足连接需要，也提高了消防给水的安全性。本设计很好的满足了建筑给水、热水、排水和消防的要求，在此基础上，通过分析和比较，在经济上也有效的降低了造价。72 附录5结论为期一个学期的毕业设计结束了，在这次毕业设计的过程中，虽然平时忙碌而紧张，但是这次毕业设计却是我收获了很多宝贵的东西，既巩固了所学知识，也培养了一种独立的能力，这种独立使自己有信心去完成一个难题。在这次毕业设计的过程中，查阅了不少相关的书籍和规范，查阅资料的同时也使我增加了很多的知识，查阅资料本身又让我学到了很多以前没有学到的东西，它锻炼了我的毅力和耐心。设计使我更深刻更系统的掌握了关于建筑给水排水系统的知识，通过这次设计把以前学会的知识又系统的复习了一遍，使我掌握的更牢固，知识点了解的更透彻。也把以前不太理解和不清楚的知识弄明白并很好的掌握了。事情并不在于它使我们得到了什么样的结果，重要的是其过程本身。通过这次设计，让我更加系统得了解了建筑给排水的各种系统及其功能用途，也掌握了一些附属设施的设计与选型。清楚的知道了作为施工图的设计需要达到的标准。通过这次设计学到了很多东西。从知识结构上讲，将以前学到的知识系统化和条理化；从实际方面讲，锻炼了独立解决问题的能力。72 附录参考文献：[1].王增长，高羽飞．建筑给水排水工程．第六版．中国建筑工业出版社，2005．[2].建筑给水排水设计规范．GBJ50015-2003．中国计划出版社．[3].给水排水设计手册.第二版.中国建筑工业出版社.2000[4].高层民用建筑设计防火规范．GB50045-95．中国计划出版社．[5].自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001），（2005年版），中国计划出版社，2005[6].C.L.Cheng,K.C.He,C.J.YenDecision-makingandassessmenttoolfordesignandconstructionofhigh-risebuildingdrainagesystemsAutomationinConstruction.2008[7].给水排水制图标准（GB/T50106－2001），中国计划出版社，2002[8].冯翠敏，付婉霞．集中热水供应系统的循环方式与节水．中国给水排水．2001，17(9)：46～48．[9].《全国民用建筑工程设计技术措施》.北京：中国计划出版社，2009[10].L.B.Jack,J.A.Swaffield.Embeddingsustainabilityinthedesignofwatersupplyanddrainagesystemsforbuildings.RenewableEnergy.2009[11].黄晓家，姜文源主编．自动喷水灭火系统设计手册．中国建筑工业出版社，2002[12].杨文玲主编，高层建筑给水排水工程，重庆：重庆大学出版社，1996[13].魏福森，高层建筑高位水箱设计研讨，重庆建筑大学学报，1998.20（5）[14].永琨主编.中国消防工程手册.北京:中国建筑工业出版社，1998.[15].李天荣主编.建筑消防工程设备.重庆：重庆大学出版社.2002.[16].中华人民共和国建设部．自动喷水灭火设计规范．GB50084－2001．中国计划出版社．[17].M.Tabesh·A.H.AsadiyaniYekta·R.Burrows.AnIntegratedModeltoEvaluateLossesinWaterDistributionSystems.WaterResourManage(2009)23:477–492.2008[18]ImprovementofAutomaticSprinklingSystenmofYinqiaoBuildingfeilei:shanghaitintaireal-estateco.ltd72 附录致谢72 附录毕业设计（论文）知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印件，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：72 附录毕业设计（论文）独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：72'