钦州蓝天丽都1#楼给排水设计课程设计 19页

'第一章设计任务书21.1课题名称21.2建设基础材料21.3设计任务要求21.4参考材料2第二章生活给水系统32.1给水方式的确定32.2贮水池32.3高位水箱32.4加压水泵4水泵的出水量等于最高日最高时的用水量4第三章消防给水系统53.1消火栓53.2消防水箱5第四章排水系统64.1排水体制确定64.2排水工程设计方案64.3排水工程的设计6第五章设计计算书85.1建筑室内给水工程85.1.1给水用水定额及时变化系数85.2建筑消防给水工程145.2.1消火栓系统的设计计算145.2.2消防水泵的选择165.3建筑排水工程165.3.1生活污水水力计算165.3.2雨水排水水力计算17总结18参考资料1919 第一章设计任务书1.1课题名称钦州蓝天丽都1#楼给排水设计1.2建设基础材料钦州蓝天丽都1#楼一个单元。每层共5户，每户4口人。该住宅楼共10层，层高均为2.9m。市政给水管网位于该建筑左侧，距左山墙2m处，标高-0.700m，管径100，资用水头30mH2O；右山墙1.5m处有排水明沟，明沟宽600，深1000，明沟山盖有明沟水泥盖板。1.3设计任务要求1、设计说明书1份2、设计计算书1份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#1.4参考材料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—1995(2005年版)3.《建筑设计防火规范》GB50016—200619 第二章生活给水系统2.1给水方式的确定根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压仅为0.3kPa，故室内给水拟采用上、下分区供水方式。即1～5层由室外给水管网直接供水，采用下行上给方式，6～10层设水泵、水箱联合供水，管网上行下给。因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水，故设贮水池。屋顶水箱设水位继电器自动起闭水泵。2.2贮水池贮水池是贮存和调节水量的构筑物，其有效容积应根据生活调节水量确定，贮水池的容积可按下式计算：式中：V—贮水池有效容积（m3）；Qb—水泵的出水量（m3/h）；Qj—外部供水能力（m3/h）；Tb—水泵运行时间（h）；Vf—火灾延续时间内，室内外用水量之和（m3）；Vs—生产事故备用水量（m3）；为了用户安全供水要求，居住小区的生活调节水量可以不小于建筑日用水量的15%～20﹪计，本设计取25﹪。2.3高位水箱采用自动启动供水式中V—水箱的有效容积，。19 qb—水泵的出水量，；Kb—水泵一小时启动次数，一般选用4-8次/h；—安全系数，可在1.5-2.0内选用。2.4加压水泵水泵的出水量等于最高日最高时的用水量。水泵的选取应该满足一下条件：HbH1+H2+H3式中Hb—水泵所需要的扬程，kPa；H1—贮水池最低水位至水箱进水口所需静水压力，kPa；H2—水泵吸水管路和压水管路总水头损失，kPa；H3—水箱进水流出水头，kPa。19 第三章消防给水系统3.1消火栓消火栓直径采用65mm，水枪喷嘴口径不应小于19mm，水带长度不应超过25m，消火栓栓口距地面高度为1.1m。栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。本建筑物内各层均设消火栓进行保护。其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达，灭火水枪的充实水柱大于10m。消火栓供水流量20L/s，本建筑发生火灾时能保证同时供应2股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不小于5L/s、充实水柱不小于10m的两股水柱同时达到。火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应。火灾10min后的消防用水量由地下室消防泵供应。消火栓的保护半径为19m，为了保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位，在每层设置4个消火栓，当相邻一个消火栓受到火灾威胁而不能使用时，该栓和不能使用的消火栓协同仍能保护任何部位。3.2消防水箱消防水箱对扑救初期火灾起着很重要的作用，水箱应设置在建筑物一定的高度位置，采用重力流向管网供水，经常保持消防给水管网中有一定的压力。消防水箱设置在低层和多层建筑的最高部位；建筑高度不超过100m的高层建筑，水箱高度保证建筑物最不利消火栓静水压力不小于0.07MPa。高层建筑的消防水箱的消防贮水量，一类建筑（除住宅）不应小于18m3，二类建筑（除住宅）和一类建筑的住宅不应小于12m3，二类建筑的住宅不应小于6m3。消防水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应储存10min的室内消防用水量，以供扑救初期火灾之用。19 第四章排水系统4.1排水体制确定建筑排水中，生活污水不能与污、雨水合流排除，雨水排水系统是单独设置的。按污水与废水在排放过程中的关系，排水体制分为合流制和分流制两种。其中，合流制排水系统适用于城市有完善的污水处理厂或建筑内部污水负荷较小的情况，而分流制排水系统适用于城市没有污水处理厂或污水厂处理规模较小、建筑内部有中水系统、建筑使用性质对卫生要求较高的情况。故而合流制会使得污水处理厂处理量增加，分流制会使得管网量增加。具体采用何种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的价值，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，综合考虑确定。4.2排水工程设计方案4.2.1设计方案本建筑拟采用粪便污水与生活废水合流排放，经化粪池处理后，再进入市政污废水管道的生活污水排放方式。为减小化粪池容积，室内排水系统拟使生活污水与生活废水分流排放。每根排水立管设伸顶通气管。在本次设计中，对于雨水排水系统不做设计。4.3排水工程的设计4.3.1室内排水管道《建规》4.3节规定，建筑物内排水管道布置应符合下列要求：1）自卫生器具至排出管的距离应最短，管道转弯应最少；2）排水立管宜靠近排水量最大的排水点；3）架空管道不得敷设在对生产工艺或卫生有特殊要求的生产厂房内，以及食品和贵重商品仓库、通风小室、变配电间和电梯机房内；4）排水管不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道；5）排水立管不宜穿越橱窗、壁柜；19 6）塑料排水管应避免布置在易受机械撞击处，如不能避免时，应采取保护措施；7）排水管道外表面如可能结露，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施；8）排水管道宜地下埋设或在地面上、楼板下明设，如建筑有要求时，可在管槽、管道井、管窿、管沟或吊顶内暗设，但应便于安装和检修；在气温较高、全年不结冻的低区，可沿建筑物外墙敷设。19 第五章设计计算书5.1建筑室内给水工程5.1.1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。本设计选用最高日生活用水定额qd=250L/人.d，用水小时变化系数取Kh=2.5，（1）总人数m=10×5×4=200人。最高日用水量Qd=m×qd=200×250/1000=50m3/d（2）最高日最大时用水量所以Qh==50÷24×2.5=5.21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（%）1.01.52.02.53.03.5ac×1020.3230.6971.0971.5121.9392.37419 U0（%）4.04.55.06.07.08.0ac×1022.8163.2633.7154.6295.5556.489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，%；——最高用水日的用水定额，L/（人.d）；m——每户用水人数；——小时变化系数；T——用水小时数，h；用水小时数T取24小时。5.1.2生活水箱计算7至10层之生活用冷水由水箱供水，地下和1-6层生活用冷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=5.21m3/h，其贮水容积取最高时用水量的50%，则有V=Qh×50%=5.21×50%=2.6m3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/s：式中：Vx—消防水箱贮水消防用量，m3；Qx—室内消防用水总量，L/s。水箱净容积V+Vx=2.6+12.0=14.6m3，生活水箱规格：L×B×H=3000mm×2500mm×2400mm（有效水深为2m。）生活水箱置于屋顶水箱间内，水箱箱底标高为29m。5.1.3生活贮水池19 本设计上区为设水泵、水箱联合给水，下区市政管网直接供给，但考虑到市政给水事故停水，故贮水池应按全部用水来设计。消防、生活水池共用。其容积为：式中：V—贮水池有效容积，m3；Qb—水泵出水量，m3/h；Qj—水池进水量，m3/h；Tb—水泵最长连续运行时间，h；Vf—消防贮备水量，m3；VS—生产事故备用水量，m3进入水池的进水管径取DN50，按管中流带为1.1m/s估算进水量，则Qj=2.1L/s=7.56m3/h因无生产用水故Vs=0。水泵运行时间应为水泵灌满水箱的时间，在该时段水箱仍在向配水管网供水，此供水量即水箱的出水量按最高日平均小时来估算，即50/24=2.1m3/d。则Tb为2.6/(5.21-2.1)=0.84h。则贮水池的有效容积为：V>(7.56-2.1)×0.84=4.6m3。校核：水泵运行间隔时间应为水箱向管网配水（水位由最高下降到最低）的时间。仍以平均小时用水量估算，即TL=V/Q=4.6/2.1=2.2h>1.84h,满足要求。另：根据《建筑给排水设计规范》GB50015—20033.7.3，如果没有详细资料或为了方便设计，贮水池的调节容积亦可以按照最高日用水量的20%-25%确定。如按照最高其用水量的20%计，则V=50×20%=10m3.经比较，二者相差太大，考虑停水时贮水池仍能暂时供水，其容积按后者考虑，即贮水池的有效容积V=10m3贮水池规格：L×B×H=3500mm×3000mm×1400mm（有效水深为1m。）生活贮水池置于地下室东北角，与消防贮水池和水泵相毗邻。生活贮水池池内标高为：，池内顶标高：，吸水坑坑底标高为：。5.1.5水力计算给水分为两个区，低区即一至六层，由市政管网直接供水；高区即七至十层，由供水箱供水。（1）低区给水管道水力计算19 低区共六层，由市政管网直接供水。表1低区最不利管路水力计算表管段卫生卫生器具名称、数量、当量当量设计DNV单阻管长沿程水编号器具总数秒流量(m/s)1000i（m)头损失　当量洗衣机大便器浴缸洗脸盆洗涤盆　q(L/s)　(kPa)　h=iL　水嘴　　　　　(kPa)　n/N10.510.751∑N　　　　　0～1n/N—1/0.51/1.01/0.75—2.250.31200.9842.11.50.061～2n/N—1/0.5—1/0.75—1.250.23151.301271.80.232～3n/N1/1.0————10.20150.9993.9730.283～4n/N————1/1.010.20150.9993.974.20.394～5n/N4/1.05/0.51/1.05/0.754/1.015.250.80320.7922.892.90.075～6n/N5/1.07/0.52/1.07/0.755/1.020.750.93320.9229.892.90.096～7n/N10/1.014/0.54/1.014/0.7510/1.040.51.30400.7916.812.90.057～8n/N15/1.021/0.56/1.021/0.7515/1.061.251.60400.9624.32.90.078～9n/N20/1.028/0.58/1.028/0.7520/1.0821.86500.7010.392.90.039～10n/N25/1.035/0.510/1.035/0.7525/1.0102.752.08500.8114.1360.08低区最不利管段沿程水头损失的总和1.36图1低区给水系统图H1=17.1+0.8-(-2.0)=19.9mH2O=199kPa(其中，0.8为配水嘴距室内地坪的安装高度，2.0为保护水压。)H2=1.3×1.36=1.8kPa19 H4=50kPa（即最不利点水嘴的最低工作压力）选LXL-100型旋翼式水表，其最大流量q=120m3/h,性能系数为Kb=144,。则水表的水头损失hd=q2g/Kb=(3.08×3.6)2/144=0.85kPa,即H3=0.85kPa。室内所需的压力为：H=H1+H2+H3+H4=199+1.8+0.85+50=252kPa=0.252MPa室内所需的压力与市政给水管网0.287MPa接近，可满足低区供水，不必再进行调整计算。（2）高区给水管道水力计算高区为7-10层，共四层。引入管供水至设于地下室的生活贮水池，生活贮水池内水提升至设于10层水箱间的生活水箱。水箱出水管供各层生活用水。生活贮水池内安装液位信号仪，水池低于液位时强制关闭水泵；生活水箱内安装液位信号仪，自动控制水泵的启闭（低液位启动，高液位关闭）。经过比较，高区最不利点位于十五层的洗脸盆处。高区给水管路水力计算如下管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量q(L/s)DNV(m/s)单阻1000i(kPa)管长（m)沿程水头损失h=iL(kPa)当量洗衣机水嘴大便器浴缸洗脸盆洗涤盆n/N10.510.751∑N　0～1n/N—1/0.51/1.01/0.75—2.250.31200.9842.11.50.061～2n/N—1/0.5—1/0.75—1.250.23151.301271.80.232～3n/N1/1.0————10.20150.9993.9730.283～4n/N————1/1.010.20150.9993.974.20.394～5n/N—————5.50.80500.7918.8980.15高区最不利管段沿程水头损失总和1.12由上表可知h=31-20.3=10.7mH2O=107kPa19 H2=1.3×1.12=1.5kPaH2=50kPa即H2+H2=51.5kPa。h>H2+H2,水箱安装高度满足要求。图2高区给水图（3）地下室加压水泵的选择本设计加压水泵为7～10层管网的增压，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设边通管），故水箱容积应按1～10层全部用水确定。水泵向水箱供水不与配水管网相连，故水泵出水的最大时用水量5.21m3/h计，由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=5.21m3/h时，选用DN50的钢管，v=0.68m/s1000i=25.4kPa/m。水泵吸水管选用DN80的钢管，可查得v=0.29m/s,1000i=3.16kPa/m水泵扬程静水压H1=32－（–0.700）=327kPa压水管长L=38m,hy=iL=0.0254×38=0.96kPa吸水管长L=1.5m,hy=iL=0.00319×1.5=0.005kPaH2=0.96+0.005=1.01kPa取消箱进水浮球阀的流出水头为20kPa水泵扬程Hp=327+1.01+20=348.01kpa=34.8m出水量为5.21m3/h19 选得水泵：40DL6.2（H=23.6～47.2m,Q=4.9~7.4m3/h,N=4kw）两台，一台备用。5.2建筑消防给水工程5.2.1消火栓系统的设计计算（1）消火栓的布置该建筑总长25.6m，宽22.8m，高度29m，按规范要求，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栓同时到达。水带的长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.8，消火栓的保护半径为R=CLd+Ls式中C——水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8-0.9，这里取0.8。Ld——水带长度，每条水带的长度不应大于25m。h——水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影长度。R=CLd+Ls=0.8×20＋3.8=19.8mLs=0.7Sk=0.7(H1+H2)/sin45°=0.7(3.8-1.1)/sin45=3.8m消火栓采取单排布置，其间距为S≤(R2-b2)0.5=16.9m，取17m。据此可知，在走道上布置3个火栓（间距≤17m）即可满足要求。（2）水枪喷嘴处所需的水压查表，消火栓直径为65mm，水枪喷口直径为19mm，水枪系数Φ值为0.0097。充实水柱Hm要求不小于10m，取12m，水枪实验系数α值为1.21。消火栓口处所需的水压为：H=αHm/(1-ΦαHm)=16.9mH2O=169kPa(3)水枪喷嘴的出流量qxh==5.2L/S＞5.0L/S(4)水带阻力损失=0.00172×20×5.22=0.93mH2OHxh=16.9+0.93+2.0=19.83mH2O=198.3kPa(5)校核19 设置的消防贮水高位水箱最低水位高程为32m，最不利点消火栓栓口高程28.70最不利点消火栓静水压力为：32-27.80=4.2mH2O=42kPa,按照设计规范，可不设增压设施。（6）按照最不利点消防竖管x3和消火栓的流量分配要求，x3出水枪数为2支，相邻消防竖管即x2，出水枪数为2支。Hxho=Hq+hd+Hk=19.83mH2O=198.3kPaHxh1=Hxh0+h+ΔH=19.83+3.0+0.241=23.07mH2O（—0和1点的消火栓，h—0-1管段水头损失）。1点的水枪射流量为：进行消火栓给水系统水力计算时，按图以枝状管路计算，配管水力计算成果见表3，采用镀锌钢管。管路总水头损失为HW=12.19×1.1=13.4kPa。消火栓给水系统所需总水压Hx应为：Hx=H1+Hxh+HW=[28.7－(－2.84)]×10+198.3+13.4=526.8kpa表3消火栓给水系统配管水力计算表计算管段设计秒管长DNVii·L流量L(m)(m/s)(kPa)(kPa)q(L/s)　　　　0～15.22.91000.60.08040.231～210.828.71001.250.3098.872～310.8101001.250.3093.09消火栓给水系统管道损失总和12.1919 5.2.2消防水泵的选择按消火栓灭总用水量：Qx=5.91L/S,选消防泵100DL—3型2台（一用一备）：Q=7.8L/S,H=40.0mH2O(600kpa),N=30kw。根据室内消防用水量，应设置两套水泵接合器。5.3建筑排水工程本建筑内卫生器具类型均相同。采用生活污水与生活永分流排放。共设六根排水立管，每两根排水立管共用一根专用通气管。排出的水汇聚至排水明沟。排水系统由卫生器具、排水管、通气管、通气帽、检查口、清扫口、检查井、潜污泵等组成。5.3.1生活污水水力计算按式qp=0.12α+qmax设计秒流量，其中，α取2.0（1）生活废水排水立管底部与出户管连接处的设计秒流量由表1得Np=4.5×10,则有：qp=0.12×2.0×+0.20=1.80L/s此值小于DN100无专用通气立管的排水量，故可采用DN100普通伸顶通气的单立管排水系统。出户管的管径选DN100排水铸铁管，h/D=0.5,坡度为0.0025时，其排水量为4.17L/s，满足要求。（2）生活污水排水立管底部与出户管连接处的设计秒流量由表1得Np=1×10,则有：qp=0.12×2.0×+0.20=0.96L/s此值小于DN50无专用通气立管的排水量，但由于污水排水管的管径应至少为DN100，故可采用DN100普通伸顶通气的单立管排水系统。出户管的管径选DN100排水铸铁管，h/D=0.5,坡度为0.0025时，满足要求。（3）空气立管计算选用DN100mm的塑料排水管作为空气立管。19 5.3.2雨水排水水力计算（1）系统组成屋面雨水排水，采用雨水斗内排水的方式，排水管选用UPVC排水管，雨水斗选用87式，单斗布置。雨水通过雨水斗、雨水斗连接管、悬吊管、立管及埋地横管等，在一层排出入排水明沟，接入市政雨水排水管。（2）降雨强度设计重现期P取3年，降雨历时t采用5min，查有关资料，有q=2.88L/(s·100m2)H=104mm/h(3)屋面汇水面积F的划分原则屋面汇水面积应按屋面的水平投影面积计算，高出屋面的侧墙的汇水面积，按侧墙数以及侧墙之间的平面位置与高度差，作调整系数为50%的汇水面积的折算。（4）雨水水力计算雨水量Q=φFH/3600=0.026F（L/s）(屋面径流系数φ取0.9，F为汇水面积)。将屋面划分为6个汇水区，布置6个雨水斗，雨水立管分别为YL1、YL2、YL3、YL4。则每根排水立管的汇水面积为F=22.8×25.6÷6=97.3m2每根雨水管雨水量为q=2.5(L/s)。选取管径DN50mm的PUVC管，其流速为0.33m/s。19 总结开始做老师布置的这份建筑给排水设计的时候，我并不知道从哪下手。看到设计任务书里只给了简单的条件，并不像以前做课本习题时给出的很多已知条件，就觉得这次设计会很复杂。但静下心来仔细地看了规范和课本，还有设计书上的设计顺序和提示，稍微有了眉目。首先必须得熟悉整个流程，还得特别熟悉建筑给水排水设计手册，这样做起来才会有速度一些。画图的时候也遇到很多问题，比如对CAD还不熟悉，有时候忙一上午做的都是无用功。还要细心，如果由于粗心出错，就会引起连锁反应，出现更多的问题。所以，通过这次设计，我觉得最重要就是得细心谨慎、时刻保持头脑清晰。而且，我们应该利用课余时间，学会我们专业应该掌握的软件，因为以后工作还会遇到比这难度大得多的设计，自我充电是最好的解决方法。19 参考资料1、张建主编.建筑给水排水工程.重庆：重庆大学出版社.20022、《建筑给排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）3、上海市建设与管理委员会主编.建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）.北京;中国建筑工业出版社20034、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—955、《建筑设计防火规范》GBJ16—876、马金主编.建筑给水排水工程.北京：清华大学出版社，20047、《给水排水设计手册》第二册19'