建筑给排水工程课程设计-某小区居民住宅建筑给水排水工程设计 22页

建筑工程系《建筑给排水工程》课程设计专业：建筑环境与能源应用班级：建环13-1班姓名：学号：指导老师：中国矿业大学徐海学院二零一六年十月\n目录一、第一部分工程概况和设计资料（一）工程概况（二）设计文件及设计资料二、第二部分设计说明（一）生活给水系统（二）排水系统（三）消防系统三、第三部分设计计算书（一）给水系统计算（二）排水系统计算（三）消火栓系统设计计算四、参考文献\n第一部分工程概况及设计资料1工程概况1.1设计题目某小区居民住宅建筑给水排水工程设计1.2目的和作用培养提高学生综合运用在校所学的基础理论、基础知识和基础技能解决工程实际问题的能力，以达到总结、巩固扩大和深化所学的知识；培养和调动学生学习的主动性和积极性；激发学生创新精神；使学生进一步了解我国基本建设方面的政策，提高学生对国家建设的责任感。通过毕业设计的综合训练，培养提高学生调查研究、查阅文献、收集运用知识的能力；综合分析、制定设计方案的能力；并进一步培养提高学生的计算。绘图、运用工具书和编写说明书的技能，以及运用计算机计算、绘图和进行外语翻译的能力。1.3设计任务根据上级有关部门批准的设计任务书，拟在某市建筑造一幢11层的住宅要求设计该建筑内给水排水工程，具体设计项目为：1、室内给水工程2、室内排水工程3、室内消防工程4、室内热水工程1.4设计要求1.4.1小区居民住宅建筑给水排水工程设计要求（1）根据建筑的性质、用途，室内设有完善的给排水卫生设备；（2）该建筑要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统，每个消火栓箱内设消防泵启动按钮，消防时可直接启动消防泵；（3）自动洒水系统通过温感自动工作；（4）生活水泵要求自动启闭；（5）所有管道采用暗装敷设方式。2设计文件及设计资料2.1城市给水排水管道资料(1)给水资源：本建筑以城市给水管网为水源，从西侧市政管道取水，管径米DN300。常年提供的资用水头为35米。要求不允许从管网直接抽水。第二部分设计说明书1生活给水系统根据有关设计相关资料，建筑物的性质、用途、层高及设计要求，结合室外城市管网能够提供的水压，确定给水系统的方式及组成。1.1相关规范摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003))\n3.3.1居住小区的室外给水系统，其水量应满足居住小区内全部用水的要求。居住小区的加压给水系统，应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。3.3.4卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。3.3.5高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：1各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；2水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；3各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。3.3.6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区减压的供水方式。建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串连供水方式。1.2竖向分区由《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第1.0.3条知：建筑高度小于24m的公共建筑或小于10层的住宅称为低层建筑；建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.3.5规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。根据规范要求，并结合居民楼层数、功能及室外供水压力，将该建筑竖向分为2个供水区，分区结果如表1-1所示。表1-1给水竖向分区表区名分区范围静压(mH20)静压校核备注低区(-1)～4[16.80-(-5.10)]×1.2＋3=29.2829.28<35，符合规范要求低区所计算的是该区所需的最小工作压力，沿程水损取20%静压，3m为自由水头高区4～1149.20-8.40=40.840.8<45，符合规范要求1.3管道布置与敷设给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。进行管道布置时，不但要处理和协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求。1.3.1管道布置基本要求（1）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理（2）保护管道不受损坏（3）不影响生产安全和建筑物的使用（4）便于安装维修\n给水管道与其他管道和建筑结构的最小净距如表1-3所示。表1-3给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表给水管道名称室内地面(mm)地沟壁和其它管道(mm)梁、柱、设备(mm)排水管备注水平净距(mm)垂直净距(mm)引入管　　　≥1000≥150在排水管上方横干管≥100≥100≥50且此处无接头≥500≥150在排水管上方立管管径≥25　　　　<3232～50≥3575～100≥50125～150≥601.3.2管道布置基本形式给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材、造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线长、造价高。按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给、和中分式三种形式。同一栋建筑的给水管网也可同时兼有以上两种布置形式。如表1-4所示。表1-4给水管道布置形式表布置形式形式说明适用范围上行下给干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中，由上向下供水适用于设置高位水箱的居住与公共建筑和地下管线较多的工业厂房下行上给干管埋地、设在底层或地下室中，由下向上供水适用于利用室外给水管网水压直接供水的工业与民用建筑中分式水平干管设在中间计算夹层内或某层吊顶内，由中间向上、下两个方向供水适用于层顶用作露天茶座、舞厅或设有中间技术层的高层建筑1.3.3管道敷设基本要求（1）居住小区的室外给水管道，应沿区内道路平行于建筑敷设，宜敷设在人行道、慢车道或草底下；管道外壁距建筑物外墙的净距不宜小于1m，且不得影响建筑物的基础。（2）敷设在室外综合管廊（沟）内的给水管道，宜在热水、热力管道下方，冷冻管和排水管的上方。给水管道于各种管道之间的净距，应满足安装操作的要求，且不宜小于0.3m。室内冷、热水管上、下平行敷设时，冷水管应在热水管下方；垂直平行敷设时，冷水管应在热水管右侧。\n（3）需要泄空的给水管道，其横管宜设有0.002～0.005的坡度坡向泄水装置。（4）为防止生活饮用水管道被使用过的水回流而造成污染，管道敷设时，应注意配水出口不得被任何杂质所淹没。1.3.4管道敷设基本形式给水管道敷设有明装、暗装两种形式。明装即管道外露，其优点是安装维修方便，造价低，但外露的管道影响美观，表面易结露、灰尘，一般用于对卫生、美观没有特殊要求的建筑。安装即管道隐蔽，如敷设在管道井、技术层、管沟、墙槽或夹壁墙中，直接埋地或埋在楼板的垫层里，其优点是管道不影响室内的美观、整洁，但施工复杂，维修困难，造价高，适用于对卫生、美观要求较高的建筑如宾馆、高级公寓和要求无尘、洁净的车间、实验室、无菌室等。1.3.5居民建筑给水管道的布置与敷设引入管设置两条，分别由建筑的不同侧引入，引入管经水表节点后和室外给水环网连接，再从室外环网引出两条管道分别接入生活贮水池和消防贮水池。低区给水系统利用市政管网压力直接供水，采用下行上给的供水方式，枝状管网、横干管敷设于地下一层的天花板下，给水立管布置在墙角、柱边，并由土建装饰处理。高区采用上行下给的供水方式，水平横干管敷设在11层天花板的吊顶内。主立管置于管道井内，横支管在墙体内暗装。给水管道与其他管道之间留有一定的距离，以防止给水管水质被污染，同时便于安装检修。引入管室外部分管中心标高为-1.0m，引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。总水表设在市政管网与室外环网的连接管上，并设置水表井。入户水表分散设置在每户的入户管上，一户一表，采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1m管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。1.4给水管材建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局和国家化学建材局于1999年12月联合颁布了“建住房[1999]295号”文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，文中规定：自2000年6月1日起，禁止使用冷镀锌钢管于室内给水管道，并根据当地实际情况逐步限时淘汰热镀锌钢管，推广应用铝塑复合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚丙烯(PP-R)管等新型管材。居民建筑生活给水系统管材采用PP-R管。PP-R管材具有以下优点：（1）卫生、无毒:本产品属绿色建材，可用于纯净水、饮用水管道系统。（2）耐腐蚀、不结垢:可避免因管道锈蚀引起的水盆、浴缸黄斑锈迹之忧，可免除管道腐蚀结垢所引起的堵塞。（3）质量轻:比重仅为金属管的七分之一。（4）外形美观:产品内外壁光滑，流体阻力小，色泽柔和，造型美观。（5）安装方便可靠:采用热熔连接，数秒钟完成，安全可靠。（6）使用寿命长:在规定的长期连续工作压力下，使用下寿命可达50年以上。\n2排水系统2.1相关规范摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003))2.1.1新建居住小区应采用生活排水与雨水分流排水系统。2.1.2建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统：1建筑物使用性质对卫生标准要求较高时；2生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时；3生活废水需回收利用时。2.1.3下列建筑物排水应单独排水至水处理或回收构筑物；1公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水；2洗车台冲洗水；3含有大量致病菌，放射性元素超过排放标准的医院污水；4水温超过40℃的锅炉、水加热器等加热设备排水；5用作中水水源的生活排水。2.1.4建筑物雨水管道应单独设置，在缺水或严重缺水地区，宜设置雨水贮存池。2.2排水水质及其特点建筑排水根据其排水的来源及水质污染程度可分为生活污水、工业废水和降水。生活污水又可划分为粪便污水个洗涤废水，而工业废水可分为生产污水和生产废水，降水是指雨水和雪融化水。居民建筑是集商业、公寓为一体的综合性住宅建筑，通过对建筑性质及使用功能与特点的分析，该建筑排水种类及水质情况如下：（1）粪便污水：从大、小便器排出的污水，含有大量粪便、纸屑、病原虫等杂质。（2）生活废水：来自住宅盥洗、沐浴、洗涤以及洗衣房的排水。水中含有细小的悬浮物及洗涤剂，水质的污染程度较粪便污水轻。（3）屋面雨水：来自屋面的雨水及融化的雪水，水质比较干净。（4）含油废水：来自厨房、餐厅排出的废水，含有动植物油。2.3排水方案的确定建筑内部排水体制有分流制和合流制两种。对城市排水系统而言，粪便污水和生活废水统生活污水。所谓分流制是指雨水和粪便污水、生活废水分流，所谓合流是指雨水和粪便污水、生活废水合流。而在建筑内部排水系统中，雨水系统必须独立设置，所谓分流与合流通常是指粪便污水与生活废水是分流设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。根据规范要求，建筑排水系统的选择有以下几个要点：（1）分流或合流排水系统的选择，应根据污水性质、污染程度、结合室外排水体制和有利于综合利用与处理的要求确定。（2）生活污水一般须经化粪池处理，此时粪便污水宜与生活废水分流；当排往污水处理厂时，宜合流排出。（3）当建筑物内设置中水系统时，生活废水与生活污水应分流排出。（4）含有毒和有害物质的生产污水，含有大量油脂的生活废水，以及经技术经济比较认为需要回收利用的生产废水、生活废水等均应分流排出。\n（5）建筑物雨水应单独排出。工业废水如不含有机物，而带大量泥沙、矿物质时，应经机械处理后方可排入室内密闭系统雨水管道。在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时，应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素，通过经济技术比较确定。通过对居民建筑当地自然条件的分析和设计任务书的要求，参照规范的相关规定，综合确定居民建筑排水方案如下：（1）由居民建筑工程条件可知，5～11层为公寓，生活排水主要来自客房的洗浴和便器，其中洗浴废水量较大，为减少化粪池容积，公寓生活污、废水采用分流制排水系统，即粪便污水需经化粪池处理后排入城市污水管网，洗浴废水直接排入城市污水管网。（2）厨房废水需经隔油池隔油处理后排至城市污水管网。（3）裙房生活污废水采用分流制排水，生活污水经化粪池处理后排入城市污水管网。生活废水经废水管道直接排至城市污水管网。（4）建筑高层主体屋面雨水采用内排，裙房屋面雨水采用外排，屋面雨水排入城市雨水管网。（5）地下设备间排水采用污水泵提升至室外城市污水管网。2.5系统组成建筑内部污废水排水系统应能满足以下三个基本要求：首先，系统能迅速畅通地将污废水排到室外；其次，排水管道系统内的气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内良好的环境卫生；第三，管线布置合理，间断顺直，工程造价低。为满足上述要求，建筑内部污废水排水系统的基本组成部分有：卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气管道。在有些建筑物的污废水排水系统中，根据需要还设有污废水提升设备和局部处理构筑物。2.6排水管道布置及敷设高层建筑的排水管道的布置应满足良好的水力条件，还需考虑维护的方便，保证管道正常运行以及经济和美观的要求。（1）排水顺畅、水力条件好为使排水管道系统能够将室内产生的污废水以最短的距离、最短的时间排出室外，应采用水力条件好的管件和连接方法。排水支管不宜太长，尽量少转弯，连接的卫生器具不宜太多；立管宜靠近外墙，靠近排水量大、水中杂质多的卫生器具；排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。（2）保证设有排水管道房间或场所的正常使用在某些房间或场所布置排水管道时，要保证这些房间或场所正常使用，如横支管不得穿越有特殊要求的生产厂房、食品及贵重商品仓库、通风小室和变电室；不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面，也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调场所的上方。（3）保证排水管道不受损坏为使排水系统安全可靠的使用，必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道；管道穿过承重墙和基础是应有预留孔洞；埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；湿陷性黄土地区横干管应设在地沟内；排水立管采用柔性接口；塑料排水管道应远离温度高的设备和装置，在汇合配件处设置伸缩节等。（4）室内环境卫生条件好\n为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活生产环境，管道不得穿越卧式、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧式相邻的内墙；商品住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户；排水立管仅设置伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底垂直距离小于表2-2规定的最小距离时，底部支管应单独排出。（5）施工安装、维护管理方便为便于施工安装，管道距楼板和墙应有一定的距离。为便于日常维护管理，排水立管宜靠近外墙，以减少埋地横干管的长度；对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物，管道需要经常冲洗，排水支管较多，排水点的位置不固定的公共餐饮的厨房、公共浴池、洗衣房、生产车间可以用排水沟代替排水管。应按规范规定设置检查口或清扫口。如铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10m，塑料排水立管宜每6层设置一个检查口。但在建筑物的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；检查口应在地(楼)面以上1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上，宜设置清扫口。在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。清扫口宜设置在楼板或地坪上，且与地面相平。在水流偏转角大于45°的排水横管上，应设置检查口或清扫口。当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的距离大于表2-3的数值时，应在排出管上设置清扫口。表2-3排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井的最大允许长度管径(mm)5075100>100最大长度(m)10121520（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。2.7排水管材常用的建筑排水管材基本可分为两大类：金属管材与非金属管材，其主要优缺点及使用条件如表2-4所示。建筑生活排水管道管材的选择，应综合考虑建筑物的使用性质、建筑高度、抗震要求、防火要求及当地的管材供应条件，因地制宜选用。管材选用应符合《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第4.5.1条要求：1、居住小区内排水管道，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或钢筋混凝土管。2、建筑物内排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管及相应管件。3、当排水温度大于40度时，应采用金属排水管或耐热塑料排水管。3消防系统3.1相关规范摘自(《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版))3.0.1\n高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类。并应符合表3.0.1的规定。7.1.1高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。7.2.2高层建筑室内、外消火栓给水系统的用水量，不应小于表7.2.2的规定。7.3.3商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库，重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3.00h计算，其它高层建筑可按2.00h计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00h计算。7.4.6.5消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。7.4.6.6消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。7.4.6.8消防电梯间前室应设消火栓。7.4.7.2高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。7.4.7.5除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱。7.6.2建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。摘自《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)8.0.1配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。8.0.5管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。8.0.6配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过8只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。6．2．3一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定：1湿式系统、预作用系统不宜超过800只；干式系统不宜超过500只。2当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。6．2．4每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。10.1.4当自动喷水灭火系统中没有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。9.3.5减压阀应符合下列规定：1应设在报警阀组入口前；2入口前应设过滤器；3当连接两个及以上报警阀组时，应设置备用减压阀；4垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。3.2建筑物类别和火灾危险等级的确定\n根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第1.0.3，知居民建筑属于高层建筑。根据设计资料，参照《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第3.0.1及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)附录A，确定居民建筑的建筑物类别为一类，火灾危险等级为中危险级Ⅰ级。根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)，居民建筑需要设置室内消火栓给水系统、室外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。由于建筑内的人口数不超过25000人，所以居民建筑同一时间的灭火次数按1次计。根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第7.3.3规定，居民建筑的火灾延续时间按3.00h计算，自动喷水灭火系统延续时间按1.00h计算。根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005年版)第7.2.2规定，居民建筑室内消火栓用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30L/s。根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)第5.0.1规定，居民建筑自动喷水系统喷水强度为6L/min.m2，作用面积为160m2。3.2.1系统组成建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、高位水箱、水泵结合器及增压泵等组成。第三部分设计计算书1给水系统计算1.1生活用水量计算建筑生活用水量是生活给水系统设计计算的基本参数之一。它的选用是否恰当、合理，对给水系统的建设投资和运行使用都有很大影响。1.1.1设计计算依据高层建筑的生活用水量应根据国家现行《建筑给水排水设计规范》中规定的生活用水定额、时变化系数，并结合设计条件中给出的用水单位数，按下式通过计算确定。(1-1)(1-2)式中Qd----最高日用水量，L/d；m----用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数；qd----最高日生活用水定额，L/(人.d)、L/(床.d)或L/(人.班)；Qh----最大小时用水量，L/h；Kh----小时变化系数；T----建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h。1.1.2设计计算根据设计原始资料、建筑性质和卫生器具设置完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)，居民建筑用水量标准及用水量见表1-1、表1-2、表1-3。低区用水人数(用水单位数)计算如下：（1）每间管理用房、值班室、配电所等均按两个人口计算；办公室办公人数按有效面积内5\n/人计算。根据图纸资料，经计算，确定这些场所的人口数约为110人；按照每个房间2人计算，高区的人口数为28×9＋2＋20+2=276人；表1-1低区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额最大日用水量Qd(L/d)Kh最大时用水量Qh(L/h)用水时间T(h)1办公室110人/班40L/(人.班)44001.4616102餐厅居民140人/次50L/(人.次)70001.4816.67123棋牌室80人/次10L/(人.次)8001.462.22184超市　56.16　6L/(.d)336.961.4　39.31125美容、美发50人/次60L/(人.次)30001.8450126会议厅500座位/次7L/(座位.次)35001.210504合计19036.963034.2表1-2高区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额最大日用水量Qd(L/d)Kh最大时用水量Qh(L/h)用水时间T(h)1宾馆276人300L/(人.天)828002.0690024综上，建筑生活用水量统计如下：1.2水池、水表的计算1.2.1水池的计算高层建筑的生活给水系统，应能充分、安全、可靠地保证生活用水。为此，在市政供水管网不能满足建筑用水要求，而又不允许直接从室外管网抽水时，应设置贮水池。贮水池的容积应根据用水对象的要求，结合市政供水的可靠程度确定。可以设置生活及消防共用水池，也可以将生活与消防贮水池分别独立设置。（1）设计计算依据贮水池的生活调节容积可按下式计算：(1-3)\n(1-4)式中Vy----贮水池有效容积，m3；Qb----水泵的出水量，m3/h；Qg----水池的进水量，m3/h；Tb----水泵运行时间，h；Tt----水泵运行时间间隔，h。工程中，常常会由于资料不足，较难按照理论公式(1-3)确定贮水池生活贮水容积。此时，可以采用建筑日用水量的百分数估算生活贮水量，通常可取日用水量的20%～25%，最大不得大于48h的用水量。（2）水池的计算为保证生活用水水质，居民建筑的生活贮水池独立设置，生活贮水池的容积取高区日用水量的25%，则生活贮水池的有效容积为：=25%×82.8=20.7将生活贮水池设置在地下一层的设备间内，采用不锈钢材料，几何尺寸为：4m（长）×3m（宽）×3m（高），有效容积为：4×3×2.8=33.6，总容积为：4×3×3=36。1.2.2引入管设计流量的确定（1）设计计算依据摘自《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3.6.3建筑物的给水引入管的设计流量，符合下列要求：1当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，取建筑物内的生活用水设计秒流量。2当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时生活用水量，且不得小于建筑物最高日平均时生活用水量。3当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水，又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。（2）引入管设计流量的确定本设计符合上述第3条所述的情况，引入管的设计流量应为低区生活用水设计秒流量和高区贮水池设计补水量的叠加。低区设计秒流量按式计算，其中取1.5.经计算得当量总数Ng=44,则(注：1.1为大便器延时自闭阀附加流量)为保证安全供水，高区的贮水池设计补水量取建筑物最高日最大时生活用水量的90%，即。则生活引入管道的设计流量为\n本设计采用室外生活管道和消防管道共用系统，引入管管径设计按建筑生活用水量达到最大时流量时，应仍能保证室内、外消防用水量确定。建筑的最大时生活流量=18.26=5.07L/s，室内、外消防用水量=40+30+21=91L/s，则室外生活消防共用管道通过的流量为9.76+91=100.76L/s。1.2.3水表的选择（1）设计计算依据水表的选择包括确定水表的类型及口径，水表的类型应根据水表的特性和通过水表的水质、水量、水温、水压等情况选定。水表的口径，在通过的水量较均匀时，应使水表的设计流量不大于水表的公称流量，而在通过水量不均匀时，可按设计流量不大于水表的最大流量确定水表的口径。并应校核水表通过设计流量时，其水头损失应满足表1-3规定。表1-3水表水头损失允许值(kPa)表型正常用水时消防时旋翼式<24.5<49.0螺翼式<12.8<29.4（2）设计计算本设计中，由两根DN150mm的连接管将市政给水引入室外环状管网，平时按每条引入管内流速1.0m/s计，估算每根引入管的流量为：消防时按每条引入管内流速2.0m/s计，估算每根引入管的流量为：选用LXL-250N水平螺翼式水表，公称直径为250mm，过载流量为800m3/h，常用流量为400m3/h。水流经过水表的水头损失为：平时：，符合设计要求。消防时：每条引入管分别设置一组LXL-250N水平螺翼式水表，水表组包括水表、表前表后阀门、旁通管路、泄空阀。每条引入管水表前均应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。1.3给水管网水力计算给水管网水力计算的目的在于确定管段的管径和给水系统所需压力。对居民建筑采用变频调速并联给水方案来讲，低区给水系统需要复合室外管网提供的水压是否满足低区给水系统所需压力；高区给水系统需要确定水泵的流量和扬程，为选择水泵提供依据。\n1.3.1设计秒流量公式选用依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.6.4和3.6.5条要求低区、高区的设计秒流量采用下式计算：(1-5)式中qg----计算管段的设计秒流量，L/s；α----根据建筑物用途确定的系数；Ng----计算管段的卫生器具给水当量总数；0.2----一个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。1.3.3低区给水系统压力校核低区生活给水系统所需压力按下式计算：(1-6)式中H----给水系统所需要的水压，kPa；H1----克服几何给水高度所需要的供水压力，kPa；H2----管路沿程水头损失和局部水头损失，kPa；H3----水流经过水表时的水头损失，kPa；H4----配水最不利点所需的流出水头，kPa。已知市政给水管网标高为-1.00m，低区最不利点安装高度标高为13.60m，则可知=10+136=146kPa(最不利管段为JL-1)；局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由水力计算表1-5可知为17.67kPa，则有；由第二节水池、水表的计算可知，水流经过水表的水头损失为=4.87kPa；低区最不利配水点为离JL-1最远的洗手盆，所需流出水头按=50kPa；则低区给水系统所需的水压为H=146+22.09+4.87+50=222.96kPa；市政管网供水压力为350kPa>室内所需供水压力222.96kPa，故可以满足地下-1～4层的供水要求。1.3.5设备的计算与选择（1）水表选型入户水表分散安装在卫生间或厨房的进水管段上，根据管段流量，参照《建筑给水排水工程》(第五版)附录1.1进行水表选择，水表选择结果如表1-12所示。表1-12入户水表选择表序号入户管径(mm)管段流量(m3/h)水表型号公称直径(mm)过载流量(m3/h)常用流量(m3/h)损失(kPa)损失校核\n1150.5LXSG-15Y1531.52.78<24.5kPa2201.3LXSG-20Y2052.56.76<24.5kPa3251.44LXSG-25Y2573.54.23<24.5kPa（2）高位水箱的计算有效容积：生活用水的调节水量按水箱服务区内最高日用水量Qd的百分数估算，水泵自动启闭时不小于50%Qh，人工操作时不小于12%Qd。本设计采用水泵自动启闭，为了供水安全，高位水箱的有效容积按高区最高日最高时用水量的100%计算，即：。取水箱尺寸为3.0m(长)×2.0m(宽)×2.0m(高)，总容积为12，有效容积为3.0m×2.0m×1.7m=10.2。高位水箱设置在屋顶的水箱间内，高位水箱的竖向布置图如右图所示。高度校核：水箱的设置高度应满足以下条件：，式中h----水箱最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压力，kPa；----水箱出口至最不利配水点计算管路的总水头损失，kPa；----最不利配水点的流出水头，kPa。由高位水箱的计算可知，屋顶高位水箱生活用水最低水位标高为54.00m，而高区最不利配水点(位于JL-8计算管路上5层洗脸盆)的位置标高为17.80m，因此有Hz=54.00-17.80=36.20m=362kPa；高区管网最不利管段沿程水头损失由表1-14可知为27.87kPa，局部水头损失按沿程水头损失的25%计，则有=1.25×27.87=218.91kpa；高区最不利配水点为洗脸盆，所需流出水头按=50kPa；则，高位水箱安装高度满足水压要求。（3）减压阀计算已知屋顶高位水箱生活用水最低液位标高为54.00m。减压阀设在4~5层之间的立管上，其减压阀的安装高度=4层楼板标高+1.20m=12.60+1.20=13.80m。高位水箱生活用水最低液位与减压阀之间高差为54.00-13.80=40.20m。\n减压阀阀前压力(即屋顶水箱生活用水最低液位与4层减压阀处标高差-屋顶水箱至减压阀的水头损失)P1=40.20-1.25×1.50=38.33m。阀后压力P2≥减压阀至高区最不利配水点管道水头损失+最不利配水点流出水头-减压阀至最不利点的垂直压力差。减压阀至中区最不利配水点管道水头损失，由表1-11知，其沿程水头损失为2.79m，取局部损失为沿程损失的25%，则减压阀至中区最不利配水点管道总水头损失为2.79×1.25=3.49m，P2≥3.49+5.0-3.7=4.79m。取减压阀比值=3，则阀后压力P2=38.33/3=12.78m≥4.79m。（4）给水加压泵的计算与选择加压泵需将高区的生活用水提升至屋顶高位水箱，故其加压泵的出水量按高区最大时流量的2倍计。即水泵的设计流量=2×高区最大时流量=2×6.90=13.80查给水钢管(水煤气)管水力计算表，水泵至水箱管路水力计算如表1-13所示。表1-13水泵至水箱管路水力计算表管段流量(m3/h)管径(mm)流速(m/s)单阻(m/m)管长(m)水头损失(m)吸水管侧13.80800.810.0193.380.06压水管侧13.80800.810.019581.10合计∑h1.16水泵扬程应满足下式要求：(1-7)式中----水泵所需要的扬程，kPa；----贮水池最低水位至水箱进水口所需要静水压，kPa；----水泵吸水管路和压水管路总水头损失，局部水头损失为沿程水头损失的20%，kPa；----水箱进水流出水头，kPa。由前面计算已知，高位水箱最高液位标高为54.00m，贮水池最低液位标高为-4.80m，因此有=54.00+4.80=58.80m=588kPa；由水力计算表1-13可知，=1.2×1.16=1.392m=13.92kPa(局部水头损失为沿程水头损失的20%)。\n水箱进水流出水头按=20kPa；则根据流量，扬程，查《给水排水常用数据手册》(第二版)选得由佛山水泵厂生产的IS50-32-250型高层建筑给水泵两台，一用一备。水泵性能：流量Qb=3.3~3.83~6.1L/s，扬程Hb=45.9~62.19~78.5m，电机功率N=11kW。（5）减压孔板的计算《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3.3.1条第2点规定：水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压装置。本设计采用高位水箱-减压阀供水方式，高区为11层，减压阀安装在距4楼地面1.20m处，各入户管水压计算表如表1-14所示(以JL-4为例)。由表1-14可知高区下面几层的静水压力已经超过0.35MPa，应该设置减压装置。本设计采用减压孔板，调压孔板可用于消除给水龙头和消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水、节能的目的。根据《建筑给水排水设计手册》水流通过孔板时的水头损失，可按下式计算：(1-8)式中H——水流通过孔板的水头损失值(kPa)；10——单位换算值(kPa/mH2O)；v——水流通过孔板后的流速(m/s)；g——重力加速度(m/s2)；值可从下式求得：(1-9)式中D——给水管直径(mm)；d——孔板的孔径(mm)。1.4水泵、水池及水箱间设计1.4.1水泵机组的设置水泵机组设在地下室给水泵房内。水泵为自罐式充水，每台水泵采用独立的吸水管，吸水管口设置喇叭口，喇叭口口径一般为吸水管直径的1.3-1.5倍。喇叭口低于水池最低水位0.50m，以避免空气吸入。吸水喇叭口距池底的净距，不应小于0.8倍吸水管管径。吸水管与吸水管间净距不宜小于3.5倍吸水管直径。1.4.2贮水池设置水池进水管2条，管径DN80，每条进水管上设阀门、液压阀。水池设有液位报警及指示装置。为避免水流短路，水池进、出水管设在水池的不同侧。水池的溢流管管径DN100，泄空管DN80，溢流管和泄空管连接后排至室内地坑，排水地坑内设有潜水泵，潜水泵型号为50QW18-15-1.5(Q=18m3/h，H=15m，N=1.6kW)\n1.4.3高位水箱设置高位水箱用于调节生活用水量，为保证水质，高位水箱采用不锈钢材质，水箱与墙壁留有不小于700mm的检修通道。水箱进水管设两条，管径DN100，用以保证一条进水管检修时，另一条通过设计流量。每条进水管上设阀门、浮球阀。进水管中心距水箱顶有200mm的距离。出水管管径DN100，从水箱另一侧接出，其管顶距箱底100mm，以防止沉淀物进入配水管网，出水管上设阀门以利于检修。为防止水流短路，进、出水管分设在水箱两侧。溢流管管径DN150，管口设在设在水箱最高设计液位以上50mm，管径比进水管大一号，溢流管上不设阀门。泄水管从箱底接出，管径DN100。为使水箱内空气流通，水箱设通气管，以使水箱空气流通，管径DN80，管口朝下。2排水系统计算高层建筑排水管道的设计基本参数、设计公式、计算方法与多层建筑的设计计算基本上是相同的。计算是在进行排水管线布置，绘出管道轴测图后进行的。计算的目的是确定排水管网各管段的直径、横向坡道的坡度、通气管的管径，确定各控制点的标高。2.1设计秒流量公式的选用依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第4.4.5条要求，居民建筑高区为住宅，低区为商场，设计秒流量均采用下式计算：(2-1)式中qp----计算管段排水设计秒流量，L/s；Np----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排水流量，L/s；----根据建筑物用途而定的系数，住宅、宾馆、疗养院、幼儿园、养老院卫生间的值取1.5；集体宿舍、旅馆和其他公共建筑公共盥洗室和厕所的值取2.0~2.5。注：如计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计。3消火栓系统设计计算3.1室内消火栓系统的布置居民建筑室内消火栓给水系统采用独立的消防给水系统。根据《高规》规定，其室内消火栓用水量为40L/s，同时使用水枪数为8只，每支水枪最小流量为5L/s，最不利情况下，同一立管上同时出水3只水枪，立管最小流量为15L/s。消火栓的栓口直径为65mm，水带长度25m，水枪喷嘴口径19mm，消火栓的充实水柱为13mH2O。3.1.1室内消火栓管网布置根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)(2005年版)第7.4.1条规定，居民建筑室内消防给水系统设置成与生活给水系统分开的独立给水系统。\n室内消火栓管道布置成环状，横向竖向均成环。高区环状管网的横干管分别布置在11层和5层的吊顶中，低区环状管网的横干管分别布置在4层和1层的吊顶中。消防水箱出来两条出水管，分别与11层横干管和4层横干管相连接。消防泵的压水管设两条管路与消防环状管网连接，其管径的设计考虑到当其中一根发生故障时，另一根管路应能保证消防用水量和水压的要求。居民建筑室内消火栓给水管网设地上式消防水泵结合器。水泵结合器的设置数量按室内消防用水量确定，该建筑室内消火栓用水量为40L/s，每个水泵结合器的流量按10L/s计，故设置4个消火栓水泵结合器，型号为SQ100。3.1.2室内消火栓的布置室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。消火栓的间距，应保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位，可按式(3-1)确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。(3-1)式中S----消火栓间距，m；R----消火栓保护半径，m，R=L1+L2；L1----水龙带敷设长度，m，可取配备水龙带长度的90%；L2----水枪充实水柱在平面上的投影长度，m，水枪射流上倾角按45o计；b----消火栓最大保护宽度，m。消火栓保护半径按下式计算：(3-2)式中R----消火栓保护半径，m；C----水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9；h---水枪充实水柱倾斜45o时的水平投影，m；h=0.71Hm，对一般建筑(层高为3~3.5m0由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；Hm----水枪充实水柱长度，m。水枪充实水柱长度应根据建筑物的层高和选定水枪的设计流量通过水力计算确定。《高规》第7.4.6.2条要求对建筑高度不超过100m的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑，其充实水柱长度不应小于13m。居民建筑消火栓充实水柱Hm=13m，C=0.9，Ld=25m，则消火栓的保护半径为R=0.9×25+3=25.5m。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以25.5m为消火栓保护半径，将消火栓分散布置在楼层走到、楼梯、大厅出入口附近等明显、经常有人走动、易于取用的地方。设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面1.1m，栓出口方向与布置消火栓的墙壁垂直。建筑内采用同一规格的消火栓，消火栓口径DN65mm ，配备水龙带长度25m，水枪喷嘴口径19mm。3.2消防水箱设计计算3.2.1设计计算\n居民建筑室内消火栓用水量为40L/s，自动喷水灭火系统用水量为16L/s，室内消防用水总量为56L/s，按式(3-3)计算消防水箱贮水量为：根据计算和规范要求，居民建筑消防水箱容积按18m3设计。高、低区消防水箱合用，设在屋顶水箱间内，尺寸为4.0m(长)×3.0m(宽)×1.8m(高)，有效容积为4.0×3.0×1.5=18m3。3.3最不利点消火栓所需压力和实际射流量居民建筑选用65mm口径的消火栓，水枪喷嘴口径为19mm，直径为65mm，长度为25m的衬胶水龙带。根据规范要求，该建筑发生火灾时，室内需8支水枪同时工作。立管Ⅰ上的11层消火栓离泵房最远，处于系统最不利位置，因此Ⅰ为最不利管段，发生火灾时立管Ⅰ上的三支水枪同时工作。Ⅱ为相邻立管，三支水枪同时工作。Ⅲ为次相邻管，两支水枪同时工作。3.3.1枪口所需压力枪口所需压力按下式计算：(3-5)式中----枪口所需压力，kPa；----与水枪喷嘴口径有关的阻力系数；----实验系数，见《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.4；----水枪充实水柱长度，m。查表得=0.0097，=1.2175，则Ⅰ号消防立管27层消火栓的水枪造成13m充实水柱所需的压力为：3.3.2水枪喷嘴射流量水枪喷嘴射流量按下式计算：(3-6)式中----水枪的射流量，L/s；B----水枪水流特性系数，建《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.5；Hq----水枪喷嘴处压力，kPa。查表得，B=1.577，枪口压力Hq=18.70mH2O，则水枪射流量为：\n3.3.3水带水头损失水带水头损失按下式计算：(3-7)式中hd----水带水头损失，mH2O；Ld----水带长度，m；Az----水带阻力系数，建《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.6。查表得Az=0.00172，水带长度为25m，射流量为5.43L/s，则水带水头损失为：3.3.4最不利消火栓口所需压力最不利点为11层消火栓处，在满足消防流量5.43L/s时，该消火栓口所需的压力为：参考文献[1]王增长．建筑给水排水工程（第五版）．北京：中国建筑工业出版社，2005．[2]李玉华，苏德俭．建筑给水排水工程设计计算．北京：中国建筑工业出版社，2005．[3]王全金．给水排水管道工程．北京：中国铁道出版社，2001．[4]建筑工程常用数据系列手册编写组．给水排水常用数据手册（第二版）．北京：中国建筑工业出版社，2001．[5]高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）．北京：中国计划出版社，2001．[6]自动喷洒灭火系统设计规范GB50084-2001（2005年版）．北京：中国计划出版社，2001．[7]给水排水设计手册（第02册）建筑给水排水．北京：中国建筑工业出版社，1997．[8]住宅设计规范GB50096-1999（2003年版）．北京：中国建筑工业出版社，1999．[9]陈耀宗．建筑给水排水设计手册．北京：中国建筑工业出版社，1995．[10]给水排水设计手册（第11册）常用设备．北京：中国建筑工业出版社，1997．[11]陈方肃．高层建筑给水排水设计手册．长沙：湖南科学技术出版社，2001．