建筑给排水课程设计：某教学楼给排水工程设计 14页

目录1给水系统1．1最高日、最大时用水量计算……………………………………………………………11．2给水方案的确定…………………………………………………………………………21．3水表的选择………………………………………………………………………………21．4高位水箱的计算…………………………………………………………………………31．5管线布置和敷设…………………………………………………………………………31．6给水水力计算……………………………………………………………………………31．6．1秒流量计算……………………………………………………………………31．6．2求定管径………………………………………………………………………31．6．3给水管网水头损失的计算……………………………………………………41．6．4给水系统所需压力计算………………………………………………………52排水系统2．1排水系统的选择…………………………………………………………………………72．2排水系统通气方式选择…………………………………………………………………72．3管线布置和敷设，见大样图……………………………………………………………72．4排水管网的水力计算（结果见排水管网水力计算表）………………………………72．4．1设计秒流量……………………………………………………………………72．4．2横支管计算……………………………………………………………………72．4．3立管计算………………………………………………………………………73消防给水系统3．1设计过程说明……………………………………………………………………………83．2消火栓的布置间距计算…………………………………………………………………83．3水枪喷嘴处所需的水压…………………………………………………………………93．4水枪喷嘴的出流量计算…………………………………………………………………93．5水带阻力计算……………………………………………………………………………93．6消火栓口所需的水压计算………………………………………………………………93．7校核………………………………………………………………………………………1014\n3．8水力计算…………………………………………………………………………………103．9消防水箱…………………………………………………………………………………113．10消防贮水池……………………………………………………………………………11附录……………………………………………………………………12主要参考文献…………………………………………………………121给水系统1．1最高日、最大时用水量计算给水系统用水量根据国家现行《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。建筑物的最高日、最大时用水量按下式计算：一至四层：=46人/间12间/层4层30=66240∵∴五层：=46人/间8间/层1层30=11040∵∴式中——最高日用水量，；——用水单位数，人14\n——最高日生活用水定额，——平均小时用水量，——建筑物的用水时间，——小时变化系数——最大时用水量，1．2给水方案的确定由于该教学楼的给水水源为市政自来水，由大楼南侧市政给水干管（市政压力白天，夜间压力达）上引入一根DN150的给水管，而该教学楼的屋面层标高为（建筑总高度为），并设生活冷水水箱、消防水箱，市政给水管网供水不能满足该教学楼用水需要，为了保证供水安全可靠，水压足够与稳定，采用一至四层由市政管网直接供水，五层由高位水箱供水(采取管道增压措施)——夜间储水，白天用水。1．3水表的选择水表的选择包括确定水表的类型及口径。本设计由一根DN150的引入管将市政给水引入建筑内，按该条引入管内流速为，估算每根引入管的流量为，选用LXL-100N水平旋翼式水表（参数说明见下表）。LXL-100N的参数说明型号公称直径（）计量等级过载流量常用流量分界流量最小流量最小读数最大读数LXL-100N100A13060184．80．01999999B121．8水流经过水表的水头损失为：，符合要求。式中——水表的水头损失，14\n——计算管段的给水设计流量，——水表的特性系数，一般由生产厂提供，也可以按下式计算：旋翼式水表；螺翼式水表，为水表的过载流量，水表水头损失允许值表型正常用水时消防时旋翼式﹤24．5﹤49．0螺翼式﹤12．8﹤29．4在引入管上设置一组LXL-100N水平旋翼式水表，水表组包括水表、标前表后的阀门、旁通管、泄空阀。且引入管在水表应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。1．4高位水箱的计算该高位水箱为五层的专用生活给水箱，只贮藏五层的生活调节水量，且是夜间储存白天的用水量，因V=8h×2025L/h=16200L=16.2,取水箱尺寸为3.0m(长)×3.0m(宽)×2.0m(高)。由于水箱底部设有管道，因此水箱底部与水箱间地面板的净距为1.00米。1．5管线布置和敷设（结果见——卫生间大样图）1．6给水水力计算（结果见——给水管网水力计算表）1．6．1秒流量计算根据《建筑给水排水设计规范》可查得中小学教学楼建筑的生活给水设计表流量计算公式为：式中——根据建筑物用途确定的系数（查表得=1.8）——计算管段的卫生器具给水当量总数；1．6．2求定管径在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径：14\n，式中——计算管段的设计秒流量，；——计算管段的管内径，；——管道中的水流速，。建筑物内的给水管道流速一般可按下表选取，但最不大超过2。生活给水管道的水流速度公称直径（）15～2025～4050～7080水流速度（）1.01.21.51.8工程设计中也可以采用下列数值：DN15～DN20，V=0.6～1.0;DN25～DN40，V=0.8～1.21．6．3给水管网水头损失的计算1、给水管道的沿程水头损失：式中——沿程水头损失，;——管道设计长度，;——管道单位长度水头损失,按下式计算式中——管道单位长度水头损失，——计算管段的管内径，；——计算管段的设计秒流量，；——海曾威廉系数，塑料管、内衬（涂）塑管=140铜管、不锈钢管=130衬水泥、树脂的铸铁管=13014\n普通钢管、铸铁管=100设计计算时，也可直接使用由上列公式编制的水力计算表，由管段的设计的秒流量，控制流速在正常范围内，查出管径和单位长度的水头损失。2、给水管道的局部水头损失：式中——管段局部水头损失之和，；——管段局部阻力系数；——沿水流方向局部管件下游的流速，。——重力加速度，由于给水管网中管件如弯头、三通等甚多，随着构造不同其值也不尽相同，详细计算较为繁琐，在实际工程中给水管网的局部水头损失计算，有根据管道的连接方式采用管（配）件当量计算长度法或按管网沿程损失百分数计的估算法，见下表。不同材质管道的局部水头损失估算值管材质局部损失占沿程损失的百分数（%）PVC-U25～30PP-RPVC-C铜管PEX25～45PVP三通配水50～60分水器配水30钢塑复合管螺纹连接内衬塑料铸铁管件的管道30～40生活给水系统25～30生活、生产给水系统法兰、沟槽式连接内涂塑钢管件的管道10～20热塑锌钢管生活给水管道25～3014\n生产、消防给水管件15其他生活、生产、消防共用系统管道20自动喷水管道20消防栓管道101．6．4给水系统所需压力计算确定给水计算管路水头损失、水表和特殊部件的水头损失之后，即可根据下式:式中——建筑内给水系统所需的水压，；——引入管起点至最不利配水点位置高度所需要求的静水压，；——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，；——水流通过水表时的水头损失，；——最不利配水点所需的最低工作压力，。1、一至四楼：已知市政管网给水管标高-1.00m，最不利点（四层卫生器具）安装高度标高为12.50m，则可知H1=10+125=135kPa；局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由给水管网水力计算表可得为9.487kPa，,则有H2=1.25×9.487=11.859kPa；由前面水表选择计算可知，水流过水表的水头损失H3=2.84kPa；最不利配水点为四楼的自闭式冲洗阀小便器，所需流出水头按H4=50kPa；则一至四层楼给水系统所需的水压力为H=135kPa+11.859kPa+2.84kPa+50kPa=199.7kPa；市政管网供水压力为白天，夜间压力达都大于199.7kPa，顾市政管网直接供水可以满足一至四层的全天供水要求。2、高位水箱至五楼：已知最不利点（四层卫生器具）安装高度标高为16.900m，则可知H1=169.00kPa；局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由给水管网水力计算表可得为9.962kPa，,则有H2=1.25×9.962=12.453kPa；14\n最不利配水点为五楼的自闭式冲洗阀小便器，所需流出水头按H4=50kPa；则高位水箱至五楼给水系统所需的水压力为H=169.00kPa+12.453kPa+50kPa=231.453kPa；高位水箱最低水位为20.5m=205.00KP＜231.453kPa,出水管流量Q=1.7L/s,由高位水箱直接向五楼供水不能满足五楼全天供水要求，所以在水箱出水管上安装一台型号为GDF25-15的管道泵，Qb=1.5～6.5L/s,Hb=10～20m。△H=231.453-205=26.453kPa=2.6m。2排水系统2．1排水系统的选择该建筑物内部的排水中，有粪便污水，生活废水，屋面雨水，且粪便污水占大部分，生活废水占小部分，因此采用雨水和生活污水分流制的排水系统。2．2排水系统通气方式选择该建筑采用有通气的普通单立管排水系统，每根排水立管均延伸至屋顶之上通大气，即伸顶通气管。2．3管线布置和敷设，见大样图2．4排水管网的水力计算（结果见排水管网水力计算表）2．4．1设计秒流量根据《建筑给水排水设计规范》可查得中小学教学楼建筑的生活排水设计秒流量按下式计算：式中——计算管段污水设计秒流量，；——计算管段的卫生器具排水当量总数；——根据建筑物用途而定的系数，查表得中小学教学楼的=2；——计算管段上最大的一个卫生器具的排水流量，。2．4．2横支管计算14\n按公式计算设计秒流量，其中=2，卫生器具当量和排水流量由《建筑给水排水设计规范》4.4.4查得，计算出各管段的设计秒流量后再确定管径和坡度（均采用标准坡度）。2．4．3立管计算先计算每根立管接纳的排水当量总数，在计算每根立管最下部管段排水设计秒流量3消防给水系统3．1设计过程说明根据《建筑设计防火规范》GB50016—2006的规定，本建筑室内消火栓用水量为15、消防竖管直径不应小于DN65，每根立管最小流量10，同时使用水枪支数为3支，每支水枪最小流量5，可不设自动喷水灭火系统，室内消防立管的管径不应小于100mm.室内消火栓系统不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮，高位水箱贮存10min消防用水，消防泵及管道均单独设置。消火栓给水管道的设计流速不宜大于2.5m/s。消防泵直接从消防水池吸水，据《建筑设计防火规范》GB50016—2006的规定，火灾延续时间以2h计。室外消防给水管道的直径不应小于DN1003．2消火栓的布置间距计算建筑总长66.6米，宽度54.5米，22.538米。按《建筑设计防火规范》GB50016—2006的规定，消火栓的间距应保证同层部位有2个消火栓的水枪充实水头同时到达。按下式计算消火栓间距：式中S——消火栓间距（2股水柱到达同层任何部位），m；R——消火栓保护半径，m；14\nC——水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8～0.9；Ld——水带长度，每条水带的长度不应大于25m，m；h——水枪充实水柱倾斜45°时的水平摄影长度，m，h=0.71Hm，一般取h=0.3m；Hm——水枪充实水柱长度，m；b——消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。水带长度取20米，展开时的弯曲系数取0.9，则消火栓的保护半径应为：R=0.9×20+3=21m消火栓采用单排布置时，其间距为：S≤，取18m。室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位，据此应在走廊上布置4个消火栓（间距＜18m）才能满足要求。见系统图。3．3水枪喷嘴处所需的水压查表，水枪喷嘴口径选19mm，水枪系数为0.0097；充实水柱Hm要求不小于10m，要选Hm=12m，水枪实验系数值为1.21。水枪喷嘴处所需水压：=1.21×12×(1-0.0097×1.21×12)=16.93．4水枪喷嘴的出流量计算喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。水枪喷嘴的出流量：，满足要求。3．5水带阻力计算19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带，因此选用衬胶水带。查表只65mm水带阻力系数值为0.00172。水带阻力损失：14\n3．6消火栓口所需的水压计算消火栓口所需的水压按下列公式计算式中——消火栓口的水压，；——水枪喷嘴处的水压，——水带的水头损失，——消火栓口的水头损失，按20计算。因此，16.9+0.93+2=198.33．7校核设置的的消防贮水高位水箱最低水位高程为（屋面层高层+水箱距地高度=19.5+1=20.5m）20.5m，最不利点消火栓栓口高程为（五层楼高层+消火栓距地高度=15.6+1.1=16.7m）16.7m，则最不利点消火栓口的静水压力位20.5-16.7=3.8m=38kPa。满足水压要求，因此，可不设增压设施。3．8水力计算按照最不利点消防竖管和消火栓流量分配要求，最不利消防竖管为FSL-1,出水枪数为3支，相邻消防竖管即FSL-2，出水枪数为3支。16.9+0.93+2=198.3+（1和2点的消火栓间距）+H(1~2管段的水头损失)=19.83+3.9+0.421=24.15182点的水枪射流量进行消火栓给水系统水力计算时，按《消防栓给水计算图》14\n支状管路计算，配管水力计算成果见《消火栓给水系统配管水力计算表》。管路总水头损失为=35.367kPa消火栓给水系统所需总水压Hx应为按消防灭火总用水量Qx=31.2L/s，选消防泵100DL-3型2台，一用一备。Qb=20-35L/s，Hb=65.1～51.0(651kPa～510kPa),N=30KW。根据室内消火栓用水量，应设置2套水泵接合器。3．9消防水箱消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。，根据规范，消防水箱取18，选用尺寸为4000mm(长)×2500mm（宽）×2000（高）mm，由于水箱底部设有管道，因此水箱底部与水箱间地面板的净距为1.00米。3．10消防贮水池消防贮水按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即。14\n附录附录一：给水管水力计算表附录二：排水管水力计算表附录三：消火栓给水系统配管水力计算表附录四：施工设计说明附录五：给水管网计算用图附录六：排水管网计算用图附录七；消防给水管网计算用图附录八：消防平面图附录九：给水、消防、排水系统图附录十：屋顶水箱大样图附录十一：卫生间平面图与大样图主要参考文献【1】中华人民共和国国家标准.建筑给水排水设计规范（GB-50015-2003）（2009年版）.北京：中国计划出版社，2010.【2】中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GB-50016-2006）.北京：中国计划出版社，2006.【3】王增长主编.建筑给水排水工程(第六版).北京：中国建筑工业出版社，2010.14\n【4】李玉华，苏德俭主编.建筑给水排水工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，2005.【5】中国建筑设计研究院主编.建筑给水排水设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008.【6】张延灿主编.给水排水设计手册（第11册）.北京：中国建筑工业出版社，1986.14