建筑给排水课设设计书及计算书 19页

由于分栏不便查看，大家下载后改为一栏1设计原始资料1.1设计资料1.1.1工程概况该建筑为一幢8层高的多层建筑，该幢楼包括三个单元，各单元各层的建筑结构基本相同（见建筑平面图）。在该幢建筑物的北侧共建三个出口：分别对应于每个单元，每个单元的每层有两个住户，每个住户为三室一厅的一套，每套间均设有厨房与卫生间，厨房内设洗涤盆一只，卫生间内设大便器、淋浴器和洗脸盆各一个，厨房与卫生间均设有地漏一只。该幢建筑物总建筑面积为2600m2，总高度为21m，标准层高为3m，室内外高差为0.5m，冻土深度为1.03m。1.1.2背景资料该城市给水排水管道现状为：在该建筑南侧城市道路人行道下，有城市给水干管可作为建筑物的水源，其管径为DN300，常年可以提供的水压为210KPa，接点管顶埋深为地面以下1.0m。城市排水管道在该建筑北侧，其管径为DN400，管顶距地面下2.0m，坡度i=0.005。1.2设计任务该幢建筑的（1）建筑内部给水系统，（2）建筑内部消防系统，（3）建筑雨水排水系统，（4）建筑内部排水系统。1.3设计成果（1）设计说明书一份，（2）给水、排水系统系统图1-2张厨房、卫生间大样图1张2各系统方案选择2.1给水系统方案选择2.1.1给水方式确定由于多层、高层建筑对消防给水的安全可靠要求严格，故该建筑独立设计生活给水系统、消防给水系统。市政提供水压仅为21018\n，无法满足此7层建筑的要求，故采用水泵水箱联合供水方式供水。下区3层有市政管网直接供水，4-8层水泵水箱联合供水。在上区独立设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。优点：各区是独立的给水系统，互不影响，当某区发生事故时，不影响全局，供水安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用低。缺点：水泵台数多，压力高，管线长，设备费用增加；分区水箱占用楼层空间，给建筑房间布置带来不便，使经济效益下降。2.1.2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。2.2消防系统方案选择根据<<建筑设计防火规范>>(GBJ16-87,2001年版)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。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1.1m。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。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。2.3排水系统方案选择2.3.1方案比较方案一：环形通气管和主通气立管排水系统：环形通气管一边接于污水横支管一边接于主通气立管，主通气立管每隔两层用结合通气立管与伸顶通气立管相连。论证：该系统排水条件较好，但设环形通气管耗费管材，施工复杂。方案二：专用通气立管污水排水系统：设专用通气立管，每隔两层用结合通气立管连接于排水立管，伸顶通气立管污水排水系统：通气管伸至设备间屋顶。18\n论证：经计算单设伸顶通气立管已经能满足排水量要求。所以该系统比较耗费管材，施工也比较复杂，并会使工期延长。方案三：采用伸顶通气立管污水排水系统。论证：经计算单设伸顶通气立管能满足排水量要求。结论：综合比较采用方案三。2.3.2建筑物废水排放方式本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相同。采用生活污水和生活废水合流排放。2.3.3管材选择排水管采用排水铸铁管。2.4雨水系统方案选择2.4.1建筑雨水的排放方式该设计系统采用重力无压流普通檐沟外排水系统。雨水沿屋面集流至檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外地面。排水立管间距约为8～12m。2.4.2管道的布置与敷设1.排水管的转向处做顺水连接。2雨水管应牢固的固定在建筑物的承重结构上。3.管材采用承压塑料管。3各系统计算过程3.1室内给水系统计算3.1.1给水工程设计说明根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压仅为210KPa，故室内给水拟采用上、下分区供水方式。即1-3层由室外给水管网直接供水，采用下行上给方式，4-8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，故在建筑物东北角设贮水池。3.1.2给水用水定额及时变化系数查《建筑给水排水设计规范》，该建筑为普通住宅2类，用水定额=300L/(人d)，小时变化系数=2.5，每户按3.5人计。查表2.1.1得：大便器N=0.5，淋浴器N=0.75，洗脸盆N=0.75,洗涤盆N=1.0。3.1.3最高日用水量建筑内生活用水的最高日用水量可以下式计算：18\n=50.4式中--最高日用水量，；--用水人数,人；--最高日生活用水定额,L/(人d)。3.1.4最大小时用水量根据最高日用水量计算，求得最大小时用水量：=5.25式中--最大小时用水量，；--时变化系数；--建筑内每天用水时间，；--平均时用水量，。3.1.5屋顶水箱容积本建筑供水系统采用水泵自动启动供水。据规范，每小时最大启动为4-8次，取6次。安全系数可在1.5-2.0内采用，为保证供水安全取2.0。4-8层之生活用冷水有水箱供给，1-3层的生活用冷水虽然不由水箱供给，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水，故水箱容积应按1-8层全部用水确定。又因水泵向水箱供水不与配水管网连接，故选水泵出水量与最高日最大小时用水量相同，即=5.25。水泵自动启动装置安全可靠，屋顶水箱的有效容积为：=C/(4d)=2.0=0.4375消防水箱体积计算见3.2室内消防系统计算，=3。共计3.4375。选用钢制水箱，根据图集02S101矩形给水箱：选用尺寸为2.01.02.0，有效水深1.85，有效容积3.7。3.1.6贮水池的有效容积贮水池的有效容积与室外供水能力、用户要求、建筑物性质、生活调节水量、消防水量、生产事故用水量有关。一般用下式计算：式中--贮水池的体积，；--水泵的出水量，；--水池进水量，；18\n--水泵运行时间，；--火灾延续时间内，室内外消防用水量之和，；--生产事故用水量，。进入水池的进水管管径取DN50,按管中流速为0.52估算进水量，则由给水钢管水力计算表知=1.1=3.96。因无生产用水，故=0。消防储水池体积计算见3.2室内消防系统计算，=36。水泵运行时间应为水泵灌满屋顶水箱的时间，在该时段屋顶水箱仍向配水管网供水，此供水量即屋顶水箱的出水量。按最高日平均小时来估计，为50.4／24=2.1。则：取9min贮水池的有效容积为=（5.25-3.96）0.14+36+0=36.1806选用标准图集96S823，体积为50，尺寸为，满足要求。校核：水泵运行间隔时间应为屋顶水箱向管网配水的时间。仍然以平均小时用水量估算，0.4375/2.1=0.208，7.560.208=1.575，（5.25-3.96）0.14=0.1806，满足的要求。如没有详尽资料，可按最高日用水量的20%-30%估算贮水池的体积。取20%时，10.08。经比较，应按加之消防水量计算。3.1.7室内所需压力根据以下公式计算：最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：该管段卫生器具给水当量的同时出流概率：管段的设计秒流量：式中18\n--最高用水日的用水定额，=300L/(人d)；--用水人数，每户按3.5人计；--计算管段卫生器具给水当量总数；--用水小时数，计；--对应于给水当量出流概率的系数。--时变化系数，取2.5。1-3层给水系统水力计算表管段编号卫生器具名当量和数量当量总数Ng同时出流概率%设计秒流量管径流速V单阻I/m管长L管段沿程水头损失沿程损失累计洗脸盆洗涤盆大便器淋浴器自至0.751.00.50.750～110.751000.15250.480.430.9290.40.41～2111.25940.235250.470.290.7010.200.62～3222.5670.33250.620.5281.670.881.483～42224.0520.42320.440.197.0791.3452.8254～522226.0420.51320.630.2730.813.6355～6444412290.7320.870.4931.475.1656～7666618240.86400.680.35814.9945.3710.4757～81212121236171.21500.620.18214.242.5913.0658～91818181854141.47500.750.2610.5942.7515.81510～310.751000.15200.480.430.7350.31616.13111～12111000.2250.380.2135.8421.2417.371备注：4～5的管段为第三层的立管管段，其中管段4～12管径大小与4～5相同18\n计算水表的水头损失：因住宅建筑物用水量较小，总水表和分户水表均采用LXS湿式水表，分户水表和总水表分别安装在3-4和8-9管段上，=0.36=1.30，=1.47=5.29。查附录1.1，选择15口径的分户水表，其常用流量为1.5>，过载流量为3。所以分户水表的水头损失为：选择口径为32的总水表，其常用流量为6>，过载流量为12，所以总水表的水头损失为：和均小于表2.4.5中水表水头损失允许值。水表的总水头损失为：住宅建筑物用水不均匀时因此水表口径可按设计秒流量不超过水表过载流量确定，但选用2518\n口径的总水表，水头损失57.1远大于允许值24.5，所以仍采用32口径。计算局部水头损失为：0.317.371=5.21所以，计算管路的水头损失为：==17.371+5.21=22.5816.0+0.8-（-2.85）=9.65=96.550(即最不利配水点的最低工作压力)室内所需压力：96.5+22.581+38.21+50=204.29与市政给水管网工作压力210接近，可满足1-3层供水需要，不需要调整。4-8层室内所需压力：4-8层管网水力计算表管段编号卫生器具名当量和数量当量总数Ng同时出流概率%设计秒流量管径流速V单阻I/m管长L管段沿程水头损失mH2O洗脸盆洗涤盆大便器淋浴器自至0.751.00.50.750～110.751000.15250.481～2111.25940.235250.472～3222.5670.33250.6218\n3～42224.0520.42320.444～522226.0420.51320.635～6444412290.7320.876～7666618240.86400.687～8888824210.99400.798～91010101030181.10400.8760.5617.649.889～13303030309010.61.91500.970.4226.32.66注：计算管段选为0～13，因为0～8的沿程损失与1-3层0～4相同。所以由以上表格和图可知：（4.381+12.54）×1.3=22.00=50（最不利点水龙头的最低工作压力）即：（其中6.3为生活给水水箱的最低水位到屋顶的距离：30.7-24.4=6.3；0.4为第八层天花板距离；2.2为第八层天花板至最不利点水龙头的高度。）3.1.8加压水泵的选择本设计的加压水泵是为4-8层给水管网增压，但考虑市政给水管网事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按8层全部用水确定。水泵向水箱供水不与配水管网相连，故水泵最大出水量按最大时用水量5.25计。由钢管水力计算表查得：当水泵出户管时，选用DN50的钢管，=0.69，=0.225。水泵吸水管选用DN70的钢管，查得=0.412，=0.0736。由图可知，压水管管长55.5，其沿程水头损失=0.22555.5=12.5。吸水管长度1.5，其沿程损失为0.07361.5=0.11。故水泵的管路总损失为：(12.5+0.11)1.3=16.4。水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差：31.45-（-2.85）=35.30=353取水箱进水浮球阀的流出水头为20。故水泵扬程为：16.4+353+20=389.4=38.94m18\n水泵出水量如前所述为5.25。据此选择水泵ISG32-200A型号立式离心水泵（流量5.8，扬程42.7）两台，其中一台备用。3.2建筑消防给水系统3.2.1室内消火栓的布置该建筑总长41.4m,宽度10.4m,高度为7层,按《建筑设计防火规范》(GBJ16-87,2001年版)要求,消火栓的间距只需保证同层任何部位有1个消火栓的水枪充实水柱到达。按照规范该设计充实水柱=8m。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。①消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R＝C·式中R--消火栓保护半径，m；--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；--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·=20×0.8＋3.0＝19m②消火栓布置间距（单排）采用下式计算：S（4.2）式中S——消火栓间距，m；R——消火栓保护半径，m；b——消火栓最大保护宽度，m。本设计中，消火栓采用单排布置，消火栓最大保护宽度b（房间的宽度加走廊的宽度）取9.0m，因此，消火栓间距为：S＝＝=16.7m据此在走道上布置3个消火栓就能满足要求（该楼层长约为41.4m）.详细布置请见消防系统图.3.2.2消火栓口所需的水压①水枪喷嘴处所需水压：=18\n式中--水枪喷嘴处水压，m；--水枪实验系数，查表得:Hm=8m时，=1.19；--水枪充实水柱，m；--与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，查表得：采用DN16时，＝0.0124。则水枪喷嘴处压力：=②水枪喷嘴的出流量：式中B--水枪水流特性系数，查表得：采用DN16喷嘴，B=0.793；满足水枪射流量大于2.5L/s的要求。③水带阻力损失：＝××（4.4）式中--水带阻力损失，m；--水带阻力系数；--水带有效长度，本设计中为20m；--水枪喷嘴出流量，L/s。本设计中，16mm的水枪配50mm的衬胶水带，查表可知50mm的水带阻力系数值为0.00677。因此，水带阻力损失为：＝××＝0.00677×20×2.932＝1.16m④消火栓口所需水压：式中--消火栓口的水压，mH2O；--水枪喷嘴处的压力，mH2O；--水带的水头损失,mH2O；--消火栓栓口水头损失，按2mH2O计算。＝10.80＋1.16+2＝13.96m≈14mH2O3.2.3校核设置的消防注水高位水箱最低水位高程29.2m18\n，最不利点消火栓栓口高程为22.1m，则最不利点消火栓栓口的静水压力为：。按照《民用建筑设计防火规范规》（GB50045—95，2001版），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。3.2.4水力计算图2.1消火栓给水管网计算用图按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求,仅需保证最不利消防竖管为出水枪数为2支。＝10.80＋1.16+2＝13.96m=＋＋h＝13.96＋3.0＋0.09＝17.05m（为1点和2点的消火栓间距，为0~1管段的水头损失）1点的水枪射流量：进行消火栓给水系统水力计算时，按图2.1以枝状管路计算，配管水力计算成果见表2.1。表2.1消防给水系统配管水力计算表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(/m)i*L（）18\n0-12.933.01000.3730.0300.0901-26.2432.901000.790.1304.2772-36.2414.21000.790.1301.8463-46.2413.41000.790.1301.742∑hy=7.955管路水头总损失为：＝7.955×1.1=8.75消火栓给水系统所需总水压为：Hx=H1+Hxh+Hw＝（3×7+1.5）×10+13.96×10+8.75=373.35=37.335m本设计中消防和生活给水系统共用贮水池和水箱，所选用生活给水泵的型号为ISG32-200A型号立式离心水泵（流量5.8，扬程42.7）两台，其中一台备用，其扬程和流量同时满足消防要求。3.2.5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6.24L/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。3.2.6消防水箱消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算：＝×60/1000=5×10×60/1000=3.0本设计中采用生活和消防水箱共用，水箱选择及尺寸见生活给水水箱的计算部分。消防水箱内的贮水由生活提升泵从生活用水贮水池提升充满备用。3.2.7消防贮水池消防贮水池按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即×3600/1000=5×2×3600/1000=36本设计中生活和消防共用贮水池。3.2.8室外消火栓给水系统计算室外消火栓的数量经计算确定，室外消防流量15L/s，故采用2个室外消火栓。沿建筑周边均匀布置，距建筑物外墙不小于5m。18\n3.3室内排水系统计算3.3.1卫生间横支管水力计算按下式进行计算排水设计秒流量：式中--计算管段的设计秒流量，；--计算管段卫生器具的排水当量总数；--计算管段上排水量最大的卫生器具的排水流量，；--根据建筑物用途而定的系数，住宅取1.5。卫生器具当量和排水流量按表5.1.1选取，计算各管段的设计秒流量后查附录5.1，确定管径和坡度（均采用标准坡度）。计算结果见下表。各层卫生间排水横管水力计算表管段编号卫生器具名称数量当量总数设计秒流量管径坡度备注洗涤盆洗脸盆大便器淋浴器=1=0.75=6=0.450～110.750.33500.0261～2116.752.471100.0262～31117.22.481100.0263.3.2卫生间排水立管的水力计算=0.121.5+2.0=3.37查排水塑料管水力计算表，且连有大便器，选用DN为110的塑料排水管。仅设伸顶通气管的通水能力为5.4，校核符合要求。3.3.3厨房横管和立管水力计算各层厨房排水横管水力计算表管段编号卫生器具名称数量当量总数设计秒流量管径坡度备注洗涤盆洗脸盆大便器淋浴器=1=0.75=6=0.45～110.33500.026厨房排水立管的水力计算：=0.121.50.33=0.84查排水塑料管水力计算表，选用DN为75的塑料排水管。3.3.4总排水横干管计算排水横干管水力计算表管段卫生器具名称数量当量坡度备注18\n编号总数设计秒流量管径洗涤盆洗脸盆大便器淋浴器=1=0.75=6=0.45i～10880.84750.02610～1186483.665.63.461100.00711～12812967.2123.24.01100.009512～131612967.2131.24.061100.009813～142412967.2139.24.121100.010114～15241814410.8196.84.5251100.012215～16242419214.4254.44.871100.01416～17322419214.4262.44.9161100.014417～18402419214.4270.44.961100.014718～194030240183205.221250.01019～20403628821.6377.65.501250.01020～483628821.6385.65.531250.011计算用图如下：3.3.5化粪池设计计算建筑排放的污水进入水体以前，一般设置化粪池。化粪池多设于建筑物背向大街的一侧靠近卫生间的地方；应尽量隐蔽，不宜设在人们经常活动之处。化粪池距建筑物净距不小于5米，距地下取水构筑物不小于30米。化粪池总容积由有效容积和保护层容积组成。保护层高度一般为250-450。有效容积由污水容积和污泥容积组成。即：式中--化粪池总体积；--污水部分容积；--污泥部分容积；--保护层容积；--设计总人数；18\n--使用卫生器具人数占总人数的百分比，住宅区70%；--每人每日污泥量，污废水合流排放时取0.7人）；--污水在化粪池内停留时间，12-24；--污水清掏周期，3个月-1年；--新鲜污泥含水量，95%；--化粪池内发酵浓缩后污泥含水率，90%；--发酵后体积浓缩系数，0.8；--清掏污泥后遗留的熟污泥容积系数，取1.2。所以：26.460.0395日处理污水量为，所以采用三格化粪池，其中第一格占总容积的60%，其余各占20%。化粪池的长度与深度、宽度的比例应按污水中悬浮物的沉降条件和积存数量，经水力计算确定，深度（即水面到池底）不得小于1.3，宽度不得小于0.75，长度不得小于1.0。所以，本设计采用长度4.41、深度为4.0、宽度为2.0的三格化粪池。3.4建筑雨水排水系统查《给水排水设计手册》可知:取重现期为五年,得湖南长沙的降雨厚度为146(mm/h).q5=406L/(s*104m2)3.4.1雨水流量雨水流量按下式计算：式中——汇水面积，；——径流系数，屋面=0.9；——设计降雨强度，。屋顶平面计算用图如下页所示：坡度I=0.0118\n=2.09L/s=1.38L/s=1.38L/s=3.01L/s=2.88L/s=1.46L/s=1.46L/s=3.20L/s16.86L/s图4-1雨水系统计算用图①选用雨水斗型号如下：87式单斗雨水斗，口径为75mm，雨水斗最大允许汇水面积244,满足要求。②连接管管径的确定：连接管管径与立管管径相同采用DN75。③立管管径的确定：由规范查得塑料管立管外径：75mm2.3mm（最大泄水流量5.71L/s）。3.4.2溢流口计算溢流口的功能主要是雨水系统事故时排水和超量雨水排除。按最不利情况考虑，溢流口排水能力应不小于50年重现期的雨水量。在天沟末端山墙上设溢流口，口宽b取0.35m，堰上水头h取0.15m，流量系数m取385，则溢流口排水量18\n=3850.35=34.67L/s溢流口排水量大于雨水设计流量，即使雨水斗和雨落管被全部堵塞，也能满足溢流要求，不会造成屋面水淹现象。18\n参考文献：［1］张志刚，《给水排水工程专业课程设计》，化学工业出版社2004［2］刘强李亚峰蒋白懿，《给水排水工程识图》化学工业出版社2008［3］王增长，《建筑给水排水工程》第四版，中国建筑工业出版社1998［4］高明远，《建筑给水排水工程学》，中国建筑工业出版社2002［5］严煦世，《给水排水工程快速设计手册》，中国建筑工业出版社1998［6］中国建筑工业出版社编，《建筑给水排水工程规范》，中国建筑工业出版社［7］陈耀宗，《建筑给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社1992［8］《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003），《建筑设计防火规范》GBJ16-87，《高层民用建筑设计防火规范》GB50054-2001，《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001，《室外给水设计规范》GBJ13-86，《室外排水设计规范》GBJ14-87，《建筑中水设计规范》CECS30：91，《居住小区给水排水设计规范》CECS57：9418