毕业设计（论文）-商丘市财政局办公楼给排水设计 64页

'第一章绪论提供全套毕业设计，各专业都有第一章绪论1.1本次毕业设计任务运用所学的给排水工程专业基础知识，并结合相关设计规范，联系工程实际，将该工程设计为不仅满足使用功能要求，并且在技术上可行、经济上合理的建筑给排水工程项目，对即将开始的工作做好准备。1.2研究课题的目的及意义为了对在大学学习的总结，在毕业设计中把本专业的基础理论，基本知识，专业知识结合具体工程实践加以巩固提高，结合应用和深化理解所学到的知识，锻炼了独立思考问题，独立分析问题，独立解决工程技术实际问题能力。在过程中，充分利用规范及设计手册等工具书的运用。通过毕业设计得到作为工程师基本的训练，为参加工作打下坚定的基础。1.3建筑给排水工程设计的发展历史随着我国国民经济实力的不断增强，人民生活水平的提高，高层建筑、旅游建筑、小区住宅等建筑的兴建，建筑给水排水工程技术在建筑中得到越来越广泛的应用。我国建筑给排水自1949年建国以来，经历了三个发展阶段：（1）房屋卫生技术设备阶段即初创阶段，自1949年至1964《室内给水排水和热水供应设计规范》开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程。第一代通过专业培养的建筑给排水专业技术人员走上工作岗位，开始形成自己的专业队伍。（2）室内给排水阶段即反思阶段，自1964年至1986年《建筑给水排水设计规范》被审批通过时为止。其主要标志是通过工程实践，对以往机械搬用国外经验并造成失误进行了认真总结和反思，进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。64 第一章绪论（3）建筑给排水阶段即发展阶段，自1986年至今。1986年以来，随着建筑业的发展，建筑给排水专业迅速发展，已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。在发展阶段，专业队伍上已具备积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员；技术上积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术，专业技术有了明显的突破和发展，其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出；组织上成立了全国建筑给排水工程标准技术委员会和中国土木学会给排水学会建筑给水排水委员会。近年来，学术活动踊跃，并加强了国际间的技术交流。64 第二章原始资料的确定第二章原始资料的确定2.1设计题目商丘市财政局办公楼给排水设计2.2设计资料的确定该楼位于商丘市中心，是座16层的综合办公楼，建筑占地面积为1020m2，建筑高度为51.3m。财政局办公楼是集办公，住宿为一体的综合办公大楼。地下室为停车场设备间等；一层为门厅、消防控制室、办公等；二层至四层办公室；四层上为住宿层。一到四层都设公共的卫生间，内设蹲式大便器、洗脸盆、污水盆，男卫生间设有小便斗。根据建筑物的性质，用途及甲方要求，室内给排水卫生设备及局部热水供应系统，要求：24小时不间断供水、24小时热水。建筑以城市给水管网为水源，建筑物南北两侧有给水管网通过，其公称直径为200mm，市政给水管网常年可保证的水头为0.30MPa。市政给水管网不允许水泵直接抽水。排水条件：本楼排水采用分流制，生活污水直接排出，室内粪便需经化粪池处理后进入城市管网。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。消防给水要求安全可靠，室内各管道尽量采用暗装。2.3设计依据《建筑给水排水工程》教材《建筑工程设计文件编制深度规定》（2008年版）《民用建筑工程给水排水施工图设计深度图样》（09S901）《建筑给水排水制图标准》GB/T50106-2010《全国通用给排水标准图》S1、S2、S3《卫生设备安装》09S30464 第二章原始资料的确定《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）《建筑设计防火规范》GB50016-2006《给排水设计手册》（第二版）第一、二、十册《建筑给水排水工程设计实例》《室内给水排水和热水供应设计规范》《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-20022.4设计内容1、设计计算书一份。（用A4纸打印）2、设计图纸一套（不少于12张）①卫生器具的平面布置详图。②各层平面图。③给水、排水、消防（含自动喷洒和消火栓）系统图。④其他本设计应达到初步设计要求或部分达到施工图设计要求。应完成的主要内容：计算部分1.最高日、最大时用水量，贮水池容积，高位水箱容积和校核设置高度。2.给水管网的设计和计算。3.排水系统设计计算。4.消防系统计算，循环水泵选择。5.若实际工程有其他项目（如直饮水、中水）也应计算。64 第三章室内生活给水系统的设计计算第三章室内生活给水系统的设计计算3.1生活给水方式的选择建筑内部给水系统的任务，就是将室外给水管网中的水引进建筑物内，并输送到各种配水龙头、生产机组和消防设备等用水点，满足建筑内部生活、生产和消防用水的要求。选择给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用和工程造价。对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，即低区部分直接由城市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水。就目前我国城市给水状况而言，城市给水管网的水压一般可满足建筑五～六层的生活用水要求，但本建筑为保证有足够水压，市政管网仅供水至4层，五层以上高区部分的供水应根据具体情况确定。《建筑给水排水设计规范》[GB50015—2003（2009年版）]第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。”第3.3.5条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区的水压应符合下列要求：1.各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；2.静水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；3.各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压的要求。”第3.3.5A条规定：“居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。”第3.3.6条规定：“建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分压减压的给水方式；建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。”64 第三章室内生活给水系统的设计计算高层建筑给水系统竖向分区的基本形式有串联给水式、并联给水方式和减压供水方式等三种。垂直串联供水方式就有一种形式，即水箱水泵联合供水；垂直分区并联供水（并列式）有两种方式：其一，有水箱并联的给水方式；其二，无水箱并联给水方式；减压给水方式有两种方式：一种是有水箱减压给水方式，另一种是无水箱的减压供水方式。除上述三种高层建筑分区给水方式外，当建筑周围有市政高、低压给水管网时，可利用外网压力，由室外高、低压给水管网分别向建筑内高、低区给水系统供水。其优点是各栋建筑不需要设置升压、贮水设备，节省了设备投资和管理费用，但这种分区形式只有在室外有市政高、低压给水管网时，才有条件采用。根据原始资料，本建筑的设计高度为51.30m，市政给水管网常年可保证的自用水头为0.30MPa，不能满足高区用水的需求。因此考虑竖向分区。根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003规定：分区最低卫生器具配水点处的静水压，住宅、旅馆、医院宜为0.3MPa～0.35MPa。将给水系统分成上下两个供水区，考虑充分利用其市政管网的压力，下区(-1~4层)由市政给水管网的压力直接供水，上区（5~16层）由贮水池—水泵联合采用上行下给的给水方式供水，一楼设置泵房内设贮水池。3.2系统的组成该建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、配水装置、用水设备、给水附件、增压和储水设备等组成。1．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。本设计采用两条引入管。2．水表节点水表安装在引入管或分户的支管上，用来计算用户的用水量。水表及其前后设置的闸门、泄水装置等总称为水表节点。闸门是在检修和拆换水表时用以关闭管道；泄水装置主要是用来放空管网，检修水表精度及测定进户点压力值。一户一表。3．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。4．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、安全阀、浮球阀……，以及各种水龙头和各种仪表等。5.建筑内部消防设备64 第三章室内生活给水系统的设计计算建筑内部消防给水设备常见的是消防栓消防设备。包括消火栓、水枪和水龙带等。当消防上有特殊要求时，还应安装自动喷洒灭火设备，包括喷头、控制阀等。3.3给水管道3.3.1给水管道的布置与敷设给水管道布置与敷设的基本要求是：①满足最佳水力条件；②满足维修及美观要求；③保证生产及使用安全；④保证管道不受破坏1．各层给水管道采用暗装敷设，管材采用PP-R冷水管，热熔连接；2.给水管和其他管道共同敷设时，宜设在排水管上面。3.当共用一个支架敷设时，管外壁距墙面宜不小于0.1m，距梁、柱可减少至0.05m。4.管道外壁的最小距离宜按下列规定确定：DN≤32时，不小于0.1m，DN﹥32时，不小于0.15m。5.管道上阀门不宜并列安装，应尽量错开位置，若必须并列安装时，管道外壁最小静距：DN﹤50mm，不宜小于0.25m；DN=50-150mm，不宜小于0.3m。6.在地下水位高的地区，引入管穿地下室外墙或基础时应设防水套管。室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏，其管顶覆土厚度不小于0.7m，并应敷设在冰冻线以下20cm处。7.给水横干管宜有0.002-0.005的坡度，坡向泄水装置。3.3.2管材和附件1.基本要求《建筑给水排水设计规范》[GB50015—2003（2009年版）]中对于管材和阀门有下列规定：第3.4.1条规定：“给水系统采用的管材和管件，应符合国家现行有关产品标准的要求。管材和管件的工作压力不得大于产品标准公称压力或标称的允许工作压力。”第3.4.2条规定：“小区室外埋地给水管道采用的管材，应具有耐腐蚀和能承受相应地面荷载的能力。可采用塑料给水管、有衬里的铸铁给水管、经可靠防腐处理的钢管。管内壁的防腐材料，应符合现行的国家有关卫生标准的要求。”第3.4.3条规定：“64 第三章室内生活给水系统的设计计算室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠地管材，可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管及经可靠防腐处理的钢管。（注：高层建筑给水立管不宜采用塑料管。）”第3.4.4条规定：“给水管道上使用的各类阀门的材质，应耐腐蚀和耐压。根据管径大小和所承受压力的等级及使用温度，可采用全铜、全不锈钢、铁壳铜芯和全塑阀门等。”2．管材近年来，给水塑料管的开发在我国取得很大的发展，建筑生活给水常用的塑料管有硬聚氯乙烯塑料管（PVC-U）、聚丙烯管（PP-R）、交联聚乙烯管（PEX）和聚乙烯管（PE）等。塑料管材耐腐蚀，不受酸、碱、盐和油类等介质的侵蚀，质轻而坚，管道光滑、水力性能好，容易切割，加工安装方面，并可制成各种颜色。3．给水附件给水附件指配水、控制及调节水量压力等设备，一般分为配水附件和控制附件。（1）配水附件配水附件是指安装在卫生器具及用水点的各式水龙头，用以调节和分配水。（2）控制附件控制附件用来调节水量、水压、或开启和关闭水流。常用的有截止阀、闸阀、止回阀、浮球阀、及安全阀。本设计室外给水管网采用有衬里的铸铁给水管；室内给水系统给水立管和干管都采用钢塑复合管，支管采用聚丙烯塑料管（PP-R管），公称压力不小于1.0MPa。地下室设备间内的生活给水管道采用不锈钢管。生活给水管管径小于等于DN50的采用铜球阀，管径大于DN50的采用全铜质蝶阀，公称压力为1.6MPa。3.4室内贮水池根据设计要求不允许从城市给水管网直接抽水。因此本设计在地上设备间布置生活用贮水池。贮水池由钢筋混凝土制成，池内壁喷刷无毒瓷釉防止对水质造成污染。贮水池设进水管、出水管、通气管、溢流管、泄水管、人孔、爬梯和水位信号装置。溢流管排水应有断流措施和防虫网，溢流管口径应比进水管大一级。进水管、出水管不宜靠近，以防止死角。通气管管径为200mm，距覆盖层上0.5m。池顶检修孔径Φ800m64 第三章室内生活给水系统的设计计算m，检修孔设有密闭盖板，防止污水和异物进入。贮水池设溢流液位和低液位及报警信号。贮水池利用管网压力进水，其进水管上装有2个浮球阀，其直径与进水管直径相同。3.5室内给水系统的计算3.5.1生活给水用水量标准与参数确定建筑内用水包括生活用水、生产用水和消防用水三部分。这三部分用水量的计算与其用水的特点有关。人们的生活用水在每日的用水过程中，均匀性较小，变化较大。其用水量是按用水定额及用水单位数来确定的。最高日生活用水按下式计算由于该任务书中没有提到设计人数，只有面积，又是一般的综合办公楼，取每十平方米一人，每层45人，取每人每班生活用水定额40/L,时变化系数1.5。上层住宅楼，按每户4人计算，最高日生活用水定额取200L/（人*d），时变化系数取2.5最大小时生活用水量应根据最高日（或最大班）生活用水量、使用时间和小时变化系数按下式计算3.5.2地下贮水池的计算《建筑给水排水设计规范》[GB50015—2003（2009年版）]第3.7.3条规定：“建筑物内的生活用水低位贮水池（箱）应符合下列规定：1.贮水池（箱）的有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定；当资料不足时，宜按建筑物最高日用水量的20%~25%确定。”本建筑物取最高日生活用水量的23%，则贮水箱的有效容积为64 第三章室内生活给水系统的设计计算根据标准图集《矩形给水箱》（02S101），选择“组合式不锈钢水箱（甲）”，其公称容积为18.00m3，其有效长宽高分别为3000*300*2000，根据计算的有效容积，该水箱推荐管径为：进水管管径DN110，出水管管径DN110，溢流管管径DN110，泄水管管径DN63。3.5.3设计秒流量的计算按照建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）（2009年版）进行计算计算公式：1:计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：（式3.4）式中：U0--生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；qL--最高用水日的用水定额；m--每户用水人数；Kh--小时变化系数；Ng--每户设置的卫生器具给水当量数；T--用水时数（h）；0.2--一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）；2:计算卫生器具给水当量的同时出流概率：（式3.5）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；Ng--计算管段的卫生器具给水当量总数；3:计算管段的设计秒流量：（3.6）64 第三章室内生活给水系统的设计计算式中：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总数；4JL1,JL1’计算64 第三章室内生活给水系统的设计计算图3.1JL1，JL1’计算简图64 第三章室内生活给水系统的设计计算表3.1各楼层计算结果如下节点本层当量总当量∑Ng同时出流概率U流量(l/s)立管管径流速m/s水力坡降mH2O/m沿程损失mH2O0-15.869.00.131.86750.480.0040.0131-25.863.30.141.77751.500.0680.2052-35.857.50.151.68751.420.0620.1863-45.851.80.151.59751.340.0560.1674-55.846.00.161.49751.260.0490.1485-65.840.30.171.39751.170.0430.1306-75.834.50.181.27751.080.0370.1117-85.828.80.201.16500.980.0310.0938-95.823.00.221.03500.870.0250.0749-105.817.30.260.88501.170.0560.16710-115.811.50.310.71400.940.0370.11211-125.85.80.430.50321.030.0570.17164 第三章室内生活给水系统的设计计算5（1）JL2,JL2’计算图3.2JL2,JL2’计算简图采用当量法计算计算原理参照《建筑给水排水设计规范GB50015-2003》（2009年版），采用公共建筑采用当量法64 第三章室内生活给水系统的设计计算基本计算公式（式3.7）式中：qg-计算管段的给水设计秒流量（L/s）Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数α-根据建筑物用途而定的系数：1.5建筑类型：办公楼、商场计算结果：表3.2JL2,JL2’计算结果管段名称管道流量L/s管长m累计当量标注管径水力坡降mH2O/m流速m/s沿程损失mH2O管材1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R2-30.200.801.00250.0350.680.03PP-R3-40.350.801.75250.0991.180.08PP-R4-50.450.802.25250.1581.520.13PP-R5-60.500.802.75320.0571.030.05PP-R6-70.540.803.25320.0671.120.05PP-R7-80.600.804.00320.0811.240.06PP-R8-90.603.004.00400.0270.790.08PP-R9-100.853.608.00400.0521.120.19PP-R10-111.043.6012.00500.0250.880.09PP-R11-121.204.5016.00500.0331.010.15PP-R13-140.100.800.50200.0300.540.02PP-R14-150.200.801.00250.0350.680.03PP-R0.350.801.75250.0991.180.08PP-R64 第三章室内生活给水系统的设计计算15-1616-170.450.802.25250.1581.520.13PP-R17-180.500.802.75320.0571.030.05PP-R18-190.540.803.25320.0671.120.05PP-R19-90.600.804.00400.0270.790.02PP-R20-210.100.800.50200.0300.540.02PP-R21-220.200.801.00250.0350.680.03PP-R22-230.350.801.75250.0991.180.08PP-R23-240.450.802.25320.0480.930.04PP-R24-250.500.802.75320.0571.030.05PP-R25-260.540.803.25320.0671.120.05PP-R26-100.600.804.00400.0270.790.02PP-R27-280.100.800.50200.0300.540.02PP-R28-290.200.801.00250.0350.680.03PP-R29-300.350.801.75250.0991.180.08PP-R0.450.802.25320.0480.930.04PP-R64 第三章室内生活给水系统的设计计算30-3131-320.500.802.75320.0571.030.05PP-R32-330.540.803.25320.0671.120.05PP-R33-110.600.804.00400.0270.790.02PP-R3.6生活给水加压泵的选择水泵是给水系统中的主要加压设备。在建筑内部的给水系统中，一般采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效率高且流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。选择水泵应以节能为原则，使水泵在给水系统中大部分时间保持高效运行。水泵设在地下一层，水泵基础、吸水管和出水管上应设有隔振减噪音装置。水泵采用自动控制运行方式，水泵宜采用自灌式充水，水泵设计单独吸水管，以免相邻水泵抽水时相互影响。每台水泵吸水管上装设阀门，并装设管道过滤器。吸水管口应设置向下的喇叭口，喇叭口低于水池最低水位0.5m，吸水管喇叭口至池底的净距为0.8倍吸水管管径，且不应小于0.1m。吸水管喇叭口边缘与池壁净距为1.5倍管径。吸水管之间的净距为3.5倍管径。每台水泵出水管上均设缓闭止回阀、阀门和压力表，并宜设防水锤措施，出水管水流速度一般为1.2～2.0m/s。备用泵容量与最大一台水泵相同。64 第三章室内生活给水系统的设计计算本设计采用的是装有自动调速装置的离心式水泵，根据相似定律，水泵的流量、扬程和功率分别于其转速的一次方、二次方、三次方成正比，所以调节水泵的转速可改变水泵的流量、扬程和功率，使水泵变量供水，保持高效运行。其工作原理是：在水泵出口或管网末端安装压力传感器，将测定的压力值H转换成电信号输入压力控制器，与控制器内根据用户需要设定的压力值H1比较，当H>H1时，控制器向调速器输入降低转速的控制信号，使水泵降低转速，出水量减少；当H