建筑给排水设计说明书 13页

07级建筑给排水课程设计说明书第一章设计任务1.1建筑给水系统设计建筑给水系统设计的主要内容：确定生活给水设计标准与参数进行用水量计算；选择给水方式，布置给水管道及设备；进行给水管网水力计算及室内所需水压的计算；确定管材及设备；绘制给水系统的平面图、系统图及卫生间大样图。1.2建筑消火栓系统设计建筑消火栓系统设计的主要内容：消防用水量计算；消防给水方式的确定；消火栓、消防管道布置；消防管道水力计算及消防水压计算；消防水泵的选择；屋顶水箱体积的确定；绘制消火栓系统的平面图及系统图。1.3建筑排水系统设计建筑排水系统设计包括污废水排水系统和雨水排水系统。建筑污废水排水系统的设计主要内容：选择排水体制；确定排水系统的形式和污水处理方法；排水管道水力计算及通气系统计算；选择管材及管道安装；绘制排水系统的平面图及系统图。建筑雨水排水系统的设计主要内容：屋面雨水排除方式的选择；雨水管道系统水力计算；选择管材；绘制雨水系统的平面图及系统图。第二章原始资料某中学位于天津市塘沽区。新建教学楼在校区内，占地1472m2，建筑面积5163m2,建筑总高度为17.400m,共四层,一至四层层高为4.200m，屋顶水箱间层高为4.200m。地面和室外地面高差0.600m。最多同时使用人数为2500余人。1.给水水源该建筑生活给水系统水源由校区内给水管网提供，供水压力不小于0.30MPa。2.排水条件根据建设单位提供市政雨污水管网的现状，学校市政排水管道为污、雨水分流制排水系统。建筑物的生活污废水经室外化粪池一级处理后，排入学校市政污水管网。雨水排入雨水管网。3.消火栓系统消火栓系统采用临时高压给水系统,初期火灾由屋顶消防水箱、稳压设备满足消防水量、水压；火灾延续时间内消防水量、水压由校区消防供水管网提供。给水、排水以及消火栓管网都位于新建教学楼的北侧。4.气象及工程地质资料最大冻土深度69cm，最大积雪厚度20cm，降水量:平均年总量569.9mm，一小时最大92.9mm。冬季室外极端最低温度-22.9℃。最冷月月平均最低-8.2℃。5.建筑设计资料建筑各层平面图1:100。13\n07级建筑给排水课程设计说明书第三章设计方案选定3.1生活给水设计方案利用公式H=H1+H2+H3+H4粗估最不利配水点所需水压（暂不考虑水头损失），小于0.3MPa,选择室外管网直接供水方式。3.2消防给水设计方案选择设水池-水泵-水箱的消火栓给水系统。水箱储备10min建筑内消防水量，水箱补水来自生活给水系统，贮水池储存消防规范规定的火灾延续时间所需贮水量。消防水泵出水直接进入消防管网而不进入消防水箱。3.3排水设计方案市政排水管道为污、雨水分流制排水系统，故教学楼排水亦采用雨污分流。生活污废水合流，经室外化粪池一级处理后，排入学校市政污水管网。雨水排水系统选择天沟外排水，雨水排入雨水管网。第四章管网布置4.1生活给水系统的布置给水系统的组成如下：1）进户管（引入管）：从室外给水管网的接管点引至建筑物内的管段，引入管段上应设水表、阀门等部件；设计任务书中未有给出室外管网距建筑物外墙的距离！！在此只能假设引入管距建筑物外墙5m。埋深取室外地面以下0.9m。2）水表节点：安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称；3）给水管道：按要求采用UPVC塑料管。总干管埋在室内地面以下0.4m。给水立管共设三条，直接与干管相连，立管与支管具体布置见卫生间大样图。配水横支管的安装高度按照卫生器具要求设置：大便器选择‘高位水箱蹲式大便器’，小便器选择截止阀手动冲洗，连接大便器的横支管设置高度定为2.2m，至洗脸盆和拖布盆处下行1.0m。连接小便器的横支管高度定为1.2m。4）给水附件：主要是各种阀门。阀门的具体设置参照‘建筑给排水设计规范’3.4.5—3.4.10。5）配水设施：卫生器具的给水配件和配水龙头。4.2消防给水系统的布置系统组成如下：1）消火栓设备：包括水枪、水带和消火栓，装在消火栓箱内，消火栓箱紧靠消防立管。水枪：选择喷嘴口径DN19，进口口径DN65的水枪，每支水枪最小流量5L/s水带：口径DN65，长度25m；消火栓：口径DN652）13\n07级建筑给排水课程设计说明书水泵接合器：连接消防车向室内加压供水的装置，一端由消防给水管网水平干管引出，另一端设于消防车易于接近的地方。3）消防管道：采用焊接钢管。4）消防水箱5)消防水池6）消防水泵7）给水附件：阀门、减压孔板等。4.3（污废水）排水系统的布置系统的组成如下：1）卫生器具及附件：卫生器具为原图中的的蹲式大便器、小便器、拖布盆、洗脸盆附件有：存水弯-在卫生器具排水管上设置S形存水弯。地漏-设于小便器、洗脸盆等易溅水卫生器具旁，详见平面图。2）排水管道包括器具排水管、横支管、立管、排出管。按照老师要求，干管、横支管、排出管均采用UPVC塑料管。采用重力流排水系统，排水横管均应设置一定坡度。四条排水立管均单独出户。排出管埋深设为室外地面以下0.5m，即室内地面以下1.1m。一层排水横支管设于室内地面以下0.2m，二、三、四层排水横支管设于楼板下0.2m处。3）清通设备：清扫口和检查口。其设置要求查自‘建筑给排水设计规范’4.5.12。4）污水局部处理构筑物：在污水排入市政管网前经化粪池，化粪池的计算见计算书，5)通气系统：由于卫生间与排水立管PL-1，PL-2,PL-3相连的横支管均符合环形通气管设置要求（连接6个及6个以上大便器），故应设环形通气管。通气管与排水管的连接参见规范4.6.9。4.4雨水排水系统的布置天沟排水系统由天沟、雨水斗、立管及排出管组成。第五章计算书5.1生活给水系统的计算5.1.1用水量的计算（1）最高日用水量：Qd=m*qd查课本P27生活用水定额及小时变化系数表2.2.2得：中学教学楼：生活用水量标准为20—40L/人·d，小时变化系数为1.5—1.2，每日使用时间为8—9h此处取qd为40L/人·d，Kh取1.2，每日使用时间取8h。则最高日用水量Qd=2500*40=100000L/d=100m3/d（2）最大时用水量：Qp=Qd/T=100000/8=12500L/hQh=Kh*Qp=15000L/h13\n07级建筑给排水课程设计说明书5.1.2给水管网计算根据给水系统计算草图，选择最不利配水点确定计算管段，进行水力计算。管网水力计算，按管网各计算管段通过的设计秒流量进行。1.计算管路a、在己绘制的给水系统图基础上，绘制计算图；b、选择JL-1及其对应的一横支管作为计算管路，并分段编号0-1-……15；所选计算管路简图：立管为JL-2图5-1给水系统草图c、应用公式qg=0.2*α*(Ng)1/2计算管段的设计秒流量，注意：当计算值小于该管段一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；当计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。查P23表2.1.1得：所采用卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力取值如下：资料表5-1给水配件名称额定流量L/s当量公称管径mm最低工作压力MPa拖布盆（单阀水嘴）0.201.0150.050洗脸盆（单阀水嘴）0.150.75150.050大便器（冲洗水箱浮球阀）0.100.50150.020小便器（自动冲洗水箱进水阀）0.100.50150.020生活给水系统采用给水钢管，管径、流速、水力坡度的确定方法：工程设计中流速可采用以下情形：DN15—DN20v=0.6—1.0m/sDN25—DN40v=0.8—1.2m/s13\n07级建筑给排水课程设计说明书DN50—DN70v<=1.5m/sDN80及以上v<=1.8m/s结合以上数值查‘给水塑料管水力计算表’可确定流速、管径及坡度。d、计算结果列入下表。表5-1给水计算表计算管段编号当量总数α设计秒流量qg管径mm流速m/si(kPa/m)管段长度/miL(kPa)累计(kPa)Σhy0-10.751.80.15150.750.5640.80.4516.781-21.50.30200.790.4220.970.4092-32.50.50250.760.2791.920.5363-430.60250.910.3860.900.3474-53.50.67251.010.4700.900.4235-640.72320.710.1900.900.1716-74.50.76320.750.2090.900.1887-850.80320.790.2290.900.2068-95.50.84320.830.2500.800.2009-10111.19400.710.1444.20.60510-11221.69401.010.2674.21.12111-12332.07500.790.1274.20.53312-13442.39500.910.1642.60.42613-14672.95700.760.0964.20.40314-15883.38700.880.1246.10.756e、计算管路水头损失：局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，则计算管路总水头损失H2=l.30∑hy=1.30*6.78=8.81kPa。f、求室内给水系统所需水压HH=H1+H2+H3+H4H1为引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPaH1=0.9+0.6+4.2*3+1.2=15.3mH2O=153kPa。H3为水流通过水表时的水头损失。总水表安装在14—15管段上，管径70mm。总流量为3.38L/s=12.17m3/h，以此作为水表的常用流量。选择口径50mm的旋翼湿式水表LXS-50C，其过载流量为30m3/h；水表特性系数Kb=Qmax2/100=30*30/100=9H3=12.172/9=16.46kPa，小于水表水头损失允许值24.5kPa。H4为最不利配水点所需的最低工作压力，即单阀水嘴洗脸盆最低工作压力，为50kPa。由此，H=153+8.81+16.46+50=228.27kPa小于市政管网供水最小压力0.30MPa，不需要调整供水方式。2.非计算管路与计算管路采取同样的方法计算流量、选定管径。13\n07级建筑给排水课程设计说明书5.2消防给水系统的计算5.2.1系统布置1）水枪充实水柱长度：根据课本P67表3.1.3，选择8m2）消火栓的布置：每层均应设置消火栓，并应保证2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。该消火栓系统采用单排布置。消火栓间距S≤(R2-b2)1/2单位：mb-消火栓的最大保护宽度（一个房间的宽度加走廊宽度），b=9+3=12mR—消火栓保护半径，m。R=C*Ld+hC—水带展开时的弯曲折减系数，取0.8。h—水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影距离，h=0.71Hm=5.68mLd—水带长度。25m计算得：S≤22.70m所以每层至少设三个消火栓（教学楼全长约54m）。另外，消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。屋顶亦应设置一个消火栓，以供检查试验。消火栓安装高度距地面1.1m。5.2.2消防用水量查‘低层建筑内消火栓用水量表’得：体积大于25000的教学楼：资料表5-2消火栓设备用水量L/s同时使用水枪数量/支每支水枪最小流量L/s每根立管最小流量L/s1535105.2.3消火栓口所需水压计算1）水枪喷嘴处所需的水压Hq=Hf/(1-Φ*Hf)Hf—垂直射流高度，mHf=af*Hm=1.19*8=9.52mΦ—与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，查表为0.0097Hq=10.49mH2O=104.88Kpa2）水枪喷嘴的出流量qxh=B—水枪水流特性系数，喷口直径为19mm的水枪水流特性系数B为1.577。Hq—单位mH2Oqxh=4.07L/s<5L/s故每支水枪最小流量取5L/s。3）水带水头损失13\n07级建筑给排水课程设计说明书hd=Az·Ld·qxh2Az—水带阻力系数，该系统消火栓选用衬胶水带，DN65mm水带阻力系数为0.00172。Ld—水带长度，25mqxh取5L/sHd=1.075mH2O4）消火栓口所需水压Hxh=Hq+hd+HkHk—消火栓栓口水头损失，按20KPa计。Hxh=13.56mH2O=135.6KPa<500KPa,不需要设减压装置。5.2.4水力计算草图如下图5-2消防草图注：1）管径、流速及水力坡度的确定查‘钢管水力计算表’。2）根据规范，消防立管最小管径为DN100，3）管内流速一般不应大于2.5m/s4）体积大于25000立方米的教学楼：资料表5-3消火栓设备用水量L/s最不利立管最小流量L/s次不利立管最小流量L/s15105按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利竖管为X1，出水水枪数为3支，相邻消防竖管X2，出水枪数为3支。Hxh0=Hq+hd+Hk==13.56mH2O=135.6KPaHxh1=Hxh0+ΔH（0-1间距）+h（0-1水头损失）=17.79mH2O13\n07级建筑给排水课程设计说明书1点水枪射流量：qxh1==4.83L/s<5L/s，取5L/sHxh2=Hxh1+ΔH（1-2间距）+h（1-2水头损失）=22.10mH2O2点水枪射流量：qxh1==5.45L/s按图5-2以枝状管路进行水力计算：（消防干管埋在室内地面以下0.5m，消防水池水泵设在室外地下，距建筑物外墙5.0m，入户管埋在室外地面以下0.9m，暂不考虑水泵安装高度等问题）表5-2消火栓给水系统配水管计算表计算管段设计秒流量q（L/s）管长L(m)DNv(m/s)i(kpa/m)i·L(kpa)0—154.21000.580.0740.31081—2104.21001.150.2691.12982—310+5.45=15.455.81251.170.2081.20643—415.4513.01251.170.2082.7044—515.45*2=30.98.01251.640.3266.6325—630.96.01251.640.3264.974∑hy=16.96kPa管路总水头损失：局部水头损失按总水头损失的10%算Hw=16.96*1.1=18.66kPa消火栓给水系统所需总水压（Hx）应为：Hx=H1+Hxh+Hw=15.2*10+135.6+18.66kPa=306.26kPa消火栓灭火总水量按32L/s，选消防泵6SA-8B型2台，1用1备。水泵高效段Q=30L/S~44L/S，Hb=32~38m，N=22KW。根据室内消防用水量与每个消防水泵接合器的流量为10L/S~15L/S，应设置套2水泵接合器。5.2.5消防贮水池容积计算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贮水池的容积:Vf=20×2×3600/1000=144m35.2.6消防水箱的计算消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。Vf=qxf·Tx·60/1000=20*10*60/1000=12.0m3单层建筑面积超过10000m3，消防用水量取10L/s。13\n07级建筑给排水课程设计说明书选用标准图S3：S151（一）15m3方形给水箱，尺寸为3600mm×2400mm×2000mm。消防水箱内的贮水由女厕的两条给水管道供水。5.3排水系统的计算本教学楼采用污水、废水合流制，合流污水经化粪池初步处理后排入市政污水管网。共设四根立管PL-1、PL-2、PL-3、PL-4。其中PL-1、PL-2、PL-3及其对应支管情形相同，只选择PL-2进行计算，另外二者采取同等管径和坡度。PL-4的横支管、立管等单独计算。5.3.1器具排水管管径按照课本P168表5.1.1选取将下面用到的卫生器具排水当量及管径罗列如下：资料表5-4卫生器具名称排水当量排水流量L/s排水管管径/mm污水池（拖布池）1.000.3350洗脸盆0.750.2532—50高位水箱大便器4.501.5100小便器0.300.140—50洗脸盆和小便器的管径均定为50mm。5.3.2横支管的计算计算各横支管上排水当量总数，设计秒流量按照公式qp=0.12α(Np)1/2+qmax计算。α取2.0如果计算结果大于管段上所有卫生器具排水流量之和，则应按照该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。横支管管径查‘排水塑料管水力计算表’得到，管径小于125mm时，最大设计充满度h/D取0.5。管道坡度选择生活污水排水横管标准坡度，塑料管的标准坡度是0.026。.关于最小管径的规定：建筑内部排水管最小管径为50mm，连接大便器的支管最小管径100mm。连接3个及3个以上小便器的排水支管管径不小于75mm。（1）PL-2连接的卫生间横支管的计算13\n07级建筑给排水课程设计说明书其中，1、2处接洗脸盆，3接污水池、4—9接大便器。图5-3排水草图A立管PL2上连接的横支管计算结果列入下表：表5-3排水横支管计算表A横支管编号排水当量总数Np设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度1-20.750.25500.0262-31.50.50500.0263-42.50.71500.0264-57.02.131000.0265-611.52.311000.0266-7162.461000.0267-820.52.591000.0268-925.02.701000.0269-1029.52.801000.026立管PL-1、PL-3上连接的横支管同PL-2。（1）PL-4连接的卫生间横支管的计算草图：其中，1、2、3处接洗脸盆，4—10接小便器。图5-4排水草图B立管PL-4上连接的横支管计算结果列入下表：表5-4排水横支管计算表B横支管编号排水当量总数Np设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度1-20.750.25500.0262-31.50.50500.0263-42.250.61500.0264-52.550.63500.0265-62.850.66500.0266-73.150.68750.0267-83.450.70750.0268-93.750.71750.0269-104.050.73750.02613\n07级建筑给排水课程设计说明书10-114.350.75750.0265.3.1立管的计算立管接纳的排水当量总数为其上连接的各横支管上卫生器具的排水当量之和，设计秒流量仍按照公式qp=0.12α(Np)1/2+qmax计算。立管管径查排水立管最大排水能力表(课本P173表5.2.5)计算。计算结果列入下表。表5-5排水干管计算表立管编号排水当量总数Np立管最下部设计秒流量（L/s）管径（mm）PL-1（29.5-0.25）*4=1174.10110PL-229.5*4=1184.11110PL-329.5*4=1184.11110PL-44.35*4=17.41.25755.3.4立管底部和排出管的计算利用上个步骤的数据查‘排水塑料管水力计算表’选择管径。表5-6排出管计算表立管编号立管最下部设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度PL-14.101100.026PL-24.111100.026PL-34.111100.026PL-41.25750.0265.3.5通气管管径该排水系统的通气方式是排水立管伸顶通气和环形通气。环形通气立管管径选择按照规范4.6.11与PL-1，PL-2，PL-3相连的环形通气管管径设为50mm，PL-4及其所连支管不设环形通气。5.3.6化粪池计算化粪池相关数据如下。化粪池有效容积按照如下公式计算：V=(αN/1000)/(qt/24+0.48aT)α为使用卫生器具人数占总人数的百分比，教学楼取40%；N为设计总人数，此处为2500人；q为每人每日污水量，该教学楼生活污废水合流排放，与用水量q相同，为40L/人d；t为污水在化粪池内停留时间，此处取18h；a为每人每日污泥量，污废水合流取0.7L/人d；T为污泥清掏周期，此处取180d。由以上数据计算得化粪池有效容积V=90.48m3。取化粪池与建筑物外墙净距10m。13\n07级建筑给排水课程设计说明书5.4雨水系统的计算屋面设三条天沟，并用分水线将屋顶划分为三个排水流域，从左到右分别编号为1、2、3。见平面图。每条天沟长21.5m，坡度定为I=0.006，初步设定天沟宽宽B=0.35m，积水深度H=0.15m。天沟表面铺设豆石，粗糙度系数n=0.025。屋面径流系数ψ=0.9。根据当地的气象特征和建筑物的重要程度，设计重现期取5年。屋顶平面图草图：图5-5屋顶平面草图1.计算每条天沟的汇水面积。F1=18*21.5+9*4.2*0.5+4.5*9=446.4m2；F2=18*21.5+9*4.2*0.5+4.5*4.2*0.5=415.35m2；F3=F2=415.35m2。2.计算暴雨强度天津地区暴雨强度公式：q=[3833.34*(1+0.85lgP)]/(t+17)0.85其中P为重现期，此处取5年；t=t1+mt2，t1取10min；m为折减系数，天沟取1.2；t2=L/(v*60)=21.5/24=0.90min；由以上数据计算得该地区暴雨强度q=359L/s104m2。3.计算天沟设计流量Q设1=ψF1q/10000=14.4L/s；Q设2=ψF2q/10000=13.4L/s；Q设3=ψF3q/10000=13.4L/s。三条天沟均按照设计流量为15L/s计算。4.校核：初步设定天沟宽B=0.35m，积水深度H=0.15m。天沟过水断面面积w=BH=0.0525m2；天沟水力半径R=w/(B+2H)=0.081m；天沟水流速度v=(1/n)R2/3I1/2=0.58m/s；13\n07级建筑给排水课程设计说明书天沟允许泄流量Q允=wv=30.45L/s。天沟允许泄流量大于天沟设计流量，初步设定尺寸满足要求。5.雨水排水系统按重力半有压流设计，选用100mm87式雨水漏斗，最大允许泄流量16L/s。6.立管选用100mm，最大允许泄流量19L/s，与雨水斗口径相同，选择合理。7.溢流口计算在天沟末端女儿墙上设溢流口，溢流口宽度取0.35m，堰上水头取0.15m，溢流口排水量Qy=mb（2g）1/2h3/2=34.67L/s。溢流口排水量大于雨水设计流量，即使雨水斗和雨落水管被全部堵塞，也能满足溢流要求，不会造成屋面水淹现象。13