九层商住楼给排水设计计算书.doc

学号： 常 州 大 学 毕业设计（论文）( )届题 目 九层商住楼给水排水工程设计 学 生 学 院 环境与安全工程学院 专 业 班 级 给水 校内指导教师 专业技术职务 校外指导老师 专业技术职务 二 年 月九层商住楼给水排水工程摘 要 : 本建筑为九层商住楼，二类高层商住楼，总高度28.4米。一层、二层为商用房，地下室为车库，三至九层为塔式住宅。本论文就该建筑给水排水工程进行了设计，重要内容有：给水系统、消防系统/排水系统、屋面雨水排水系统。给水系统采用分区供水，低采用市政管网直接供水；高区采用变频调速泵供水。消防系统涉及了消火栓系统和自动喷水灭火系统，排水系统采用污、废水合流制，并设伸顶通气管。雨水采用重力外排水的方式，及时将屋面雨水排除。此外还涉及了水表选型，消防水泵、潜污泵的选型，消防水箱的设计等内容。本设计中给水干管和立管管材均采用钢衬塑复合管，其他支管均采用PPR管；消火栓给水管采用热镀锌钢管，自动喷水灭火系统管道采用内外壁热镀锌钢管；排水管材采用硬聚氯乙烯排水管（UPVC），水力计算按塑料管计关键词 ：高层商住楼；给水系统；排水系统；消防系统；雨水系统；自动喷水灭火系统The water supply and drainage works about nine-story commercial and residential buildingAbstract ：This construction was a nine-story commercial and residential building, the construction was the second category building with a total height of 28.4meters. One to two floors are the star market, three to nine of the residential tower.The water supply and drainage projects was designed in this paper including water supply system carried on the decided region water supplyment in which municipal pipe network water supply directly in low-use areas and using frequency conversion water supply pump to supply water in high-use areas, Fire system included fire hydrant system and automatic sprinkler system. The drainage adopted a confluence system, stormwater used the way of gravity drainage so that the roof rainwater was discharged in time. Basides, It also includes a selection of water meters, fire pumps, submersible sewage pump selection, design of fire water tank, etc. The design of the water supply dry riser pipe and steel are used Lining Plastic composite pipe (hydraulic calculation of the plastic pipe), the other branch of the PPR are used; fire hydrant pipe used to heat galvanized steel pipe, automatic sprinkler system popes used both inside and outside wall Hot galcanized steel pipe; drainage pipe using PVC drain pipes (UPVC), hydraulic calculation of the plastic pipe.Key Words: High-level composite commercial / residential buildings; water supply system; drainage system; fire hydrant system; stormwater system; automatic sprinkler system目 录一、引言1二、设计任务及设计资料2（一）设计资料21.工程概况及参数22.建筑图纸2（二）设计任务21.计算部分22.设计图纸：2三、给水说明书3（一）给水设计说明书31.给水方式的选择32 给水系统组成43 管道布置及设备安装规定4（二）给水计算说明书51.给水用水定额及是变化系数52.最高日用水量53.最高日最高时用水量54.给水管网水力计算6四、消火栓系统说明书16（一）消火栓系统设计说明161.消火栓选择162消防管道及安装16（二）室内消火栓给水系记录算161消火栓的布置162水枪喷嘴处所需的水压173水枪喷嘴的出流量174水带阻力175消火栓口所需水压186水箱的设立高度187校核188消火栓给水管水力计算189 水泵结合器选定20五、自动喷淋灭火系统说明书21（一）自动喷淋系统设计说明211自动喷淋系统分类212 系统组成213消防给水方式214 自动喷淋的安装21（二）自动喷淋灭火系记录算221 喷头的选用与布置222 水力计算22六、排水系统说明书27（一）排水系统设计说明271排水方式选择272 系统组成273 排水管道安装规定27（二）排水系统设计计算271设计秒流量272住宅横支管计算283商铺横支管计算314.立管计算355通气管设立规定356.通气立管的计算35七、雨水系统说明书37（一）雨水系统设计说明37（二）雨水系统设计计算371 降雨强度372雨水量计算373 悬吊管384 立管385 埋地管386 排出管38八、结 论39参 考 文 献40致 谢41附 录42一、引言本次设计的目的是充足运用所学的现有的知识，完毕高层建筑给水排水工程的设计。本次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充足的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。设计的大体内容是：建筑给水工程、排水工程、热水工程和消防工程，设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。设计的依据为相关书籍和设计手册、规范。在设计中，大都按照常规方法，严格依据设计规范来进行，建筑给水排水系统及卫生设备要相对完善，在技术上要保持先进的水平，在计算的过程中，尽量使用符合经济流速的管径,以便减少成本，同时要考虑水的漏失、压力情况来选择管材和一些连接管件，以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中，水的漏失量最少，节约水资源。 随着科学技术的发展，生产工艺的不断改善和提高，给排水工程日趋向大系统、高参数的方向迅猛发展，因此，对给排水工程设计的规定也就越来越高。要想使管网达成优质、高效、低能耗运营的目的，必须要有合理的设计方案。为了保证给排水在使用过程中充足发挥其安全稳定、高效的作用，所以建筑给排水系统的设计极其重要1。高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本理论和计算方法在某些方面是相同的，但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂，以及所受外界条件的限制等，高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上，还是广度上，都超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴，并且高层建筑给水排水设备的使用人数多，瞬时的给水量和排水流量大，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善解决排水管道的通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。因此，在高层建筑给排水设计中，合理的给水系统，排水系统和消防系统的设计和选择关系到整个系统的可靠行、工程投资、运营费用、维护管理及使用效果，在高层建筑给排水设计中有着重要的意义2。二、设计任务及设计资料（一）设计资料1.工程概况及参数本工程地上九层,地下一层；地下室为汽车库，三九层为住宅,建筑总高度28.4米,建筑面积9200m2。根据高层民用建筑设计防火规范GB5004595规定的分类标准，本工程应为二类高层建筑，耐火等级为二级。围绕该楼有二路供水源DN200低压生活水管道，埋深标高-2.0m，供水压力值为0.3MPa；室内雨污水分流排放，室外管径均为DN500，管道埋深标高-2.5m。室内外地面高差0.30米。2.建筑图纸总平面图；地下室一层平面图；一层平面图；23层， 49层平面图；阁楼层平面图；屋顶平面图；水箱间。（二）设计任务1.计算部分（1）最高日、最大时用水量，高位水箱容积计算和安装高度的校核。（2）给水管网设计秒流量计算。（3）排水系统水力计算。（4）消防系统给水设计秒流量，消防管网水力计算。（5）雨水斗选择，汇水面积计算、雨水系统各管段管径拟定。（6）编写设计计算说明书，工程概况，设计方案，设计依据和施工规定。2.设计图纸：（1）施工设计说明；（2）给排水总平面图；（3）各层的给水、排水、消防、自喷，雨水平面图布置；（4）给水、排水、消防、自喷及雨水系统图；（5）卫生间大样图；（6）水泵房或屋顶消防水箱详图；（7）重要设备材料表。三、给水说明书（一）给水设计说明书1.给水方式的选择高层建筑竖向分区给水方式有以下几种： 并列给水方式在各分区独立设水箱和水泵，水泵集中设立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；运营动力费用低。缺陷：水泵台数多，压力高，管线长，设备费用增长；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。 串联给水方式即分区串联给水方式，水泵分散设立在各区的楼层或技术层中，低区的水箱兼作上一区的水池。优点：无高压水泵和高压管道；运营动力费用低。缺陷：水泵分散设立，连同水箱所占楼层空间较大；水泵设在楼层，对防振隔音规定高，水泵分散，管理维护不方便；若下区发生事故，则其上部数区供水受影响，供水可靠性减少。 减压水箱给水方式整个高层建筑的用水量所有由设立在底层的水泵提高至屋顶总水箱，然后再分送至各区水箱，分区水箱起减压作用。优点：水泵数量最少，设备费用低，管理维护简朴；水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。缺陷：水泵运营动力费用高；屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗震不利；建筑物高度较大、分区较多时，下区减压水箱中阀门承压过大，导致关不严或经常维修；供水可靠性差。 减压阀给水方式工作原理与减压水箱给水方式相同，其不同之处在于以减压阀来代替减压水箱。减压阀的最大优点是占用楼层空间较小，使建筑面积发挥最大的经济效益，简化了给水系统。其缺陷是水泵运营动力费用较高。由于高层建筑物总高度较大，仅靠室外管网的供水压力，无法满足较高层楼层的用水点的水压规定，工程中一般采用增压设备辅助供水。假如高层中不进行竖向分区，则底层卫生器具将承受较大的静水压力，不能保证供水的安全可靠性。一般分区内最低卫生器具给水配水件处的静水压力宜控制在以下范围：旅馆、饭店、公寓、住宅等为300350kPa，其他为350450kPa。因城市管网常年可资用水头不能满足用水规定，故考虑二次加压， 根据原始资料，本建筑为住宅楼，建筑总高度35.00米，直接采用水泵-水箱给水方式，下面几层供水压力将超过0.35MP，容易导致接口损坏，且未能有效运用市政管网水压，浪费能量，同时，屋顶水箱容积过大，增长建筑负荷和投资费用。室外常年可资用水头为0.3MPa表压，可考虑直接向较低的几层供水。经比较，室内给水系统宜采用分区供水方式，分为高，低两区。低区即为16层，直接由市政压力供水。高区部分可以采用的分区方式有：水泵-水箱给水方式，变频调速水泵给水方式，气压给水方式。现就水泵-水箱并列供水方式和变频调速泵并列供水方式进行比较，见表2.1：表3.1 供水方式的比较供水方式水泵-水箱并列供水变频调速泵并列供水优缺陷优点各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠；各区升压设备集中设立，便于维修、管理。各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠；各区升压设备集中设立，便于维修管理；无需水箱，节省占地面积。缺陷水泵台数多，水泵出水加压高，管线长，设备费用增长；各区水箱占楼层面积，给建筑房间布置带来困难，减少房间使用面积，影响经济效益。上区供水水泵扬程较大，总压水线长；设备费用较高，维修较复杂。综合考虑，采用变频调速泵并列供水方式。2 给水系统组成建筑内部给水系统涉及引入管、水表节点、给水管道、配水装置、用水设备、给水附件、增压和储水设备等。3 管道布置及设备安装规定（1） 各层给水管道采用暗装敷设，管材采用PPR塑料管，热熔连接。DN50以上阀门采用不锈钢制闸阀，其余采用不锈钢制截止阀。（2） 管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm，支管距墙、梁、柱净距为20 25mm。（3）给水管与排水管平行、交叉时距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面。（4） 立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面10 20mm。（5） 在立管、横支管上设阀门，管径DN50mm时设闸阀，DN50mm时设截止阀。（6） 引入管穿地下室外墙设套管。给水横干管设0.003的坡度，坡向泄水设立。（7） 水箱和管道泵均设在顶层设备间，管道泵设在水泵间3-6。（二）给水计算说明书1.给水用水定额及是变化系数本设计建筑哟给水重要为住宅部分和商场卫生间。参考建筑给排水设计规范（GB50015-2023）的有关规定的用水量标注及时变化系数，本设计中采用的用水量标准见表2-1： 表3.2 用水量表 序号用水类别用水量标准使用单位数使用时间时变化系数1住宅250L/人。d147242.52商场6 L/m2.d2335.6121.5注：在此住宅用水人数是按每套房3.5人计，每层6户，共7层2.最高日用水量(3.1)式中： 最高日用水量，L/d; 用水单位数 最高日生活用水定额，（L/人。d）则：未预见的用水量按总用水量的10%计：因此本建筑的总用水量为：3.最高日最高时用水量 (3.2)式中： 最大小时用水量 小时变化系数 平均小时用水量则：未预见的用水量按10%的计，则：所以：4.给水管网水力计算 4.1设计秒流量计算4.1.1住宅生活给水设计秒流量计算按照建筑给水排水设计规范 （GB 50015-2023）（2023年版）进行计算 计算公式： (1)计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：(3.3)式中： U0 生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）； qL 最高用水日的用水定额； m 每户用水人数； Kh 小时变化系数； Ng 每户设立的卫生器具给水当量数； T 用水时数（h）； 0.2 一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）； (2):计算卫生器具给水当量的同时出流概率： (3.4)式中： U 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）； c 相应于不同U0的系数； Ng 计算管段的卫生器具给水当量总数； (3):计算管段的设计秒流量： (3.5)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总数； 由于各管段的流速必须控制在经济流速范围内，根据这个流速范围拟定出管道管径，再根据管径求出流速，查建筑给水排水设计手册6给水管道水力计算表，可得计算管段管径、流速和单位长度沿程损失的相应关系。生活给水管道的水流速度是根据建筑给水排水设计规范表3.6.9来拟定的，即表2.3。表3.3 生活给水管道的水流速度公称直径（mm）15202540507080水流速度（m/s）1.01.21.51.8计算原则5：假如计算值小于该管段上最大的卫生器具额定流量时，按最大的一个卫生器具的额定流量作为设计秒流量；假如计算值大于该管段上所有卫生器具额定流量总和时，按额定流量总和作为设计秒流量。4.1.2 商场部分设计秒流量计算集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水秒流量计算公式为：（3.6）式中： 根据建筑物用途拟定的系数。查建筑给水排水工程（第五版）表2.3.3可知商场的值为1.5，本公式应用时要注意一下几点：（1）如计算值小于该管段上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。（2）如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。（3）有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，计算得到附加1.10L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。4.2高区6-9层水力计算由于此建筑JL-7、JL-8、JL-9、JL-10、JL-11、JL-12相同所以只需计算其中一根，其他立管参数与之相同。计算结果见下表3.4，表3.5。图3.1 高区水力计算草图如上草图水利最不利点也许有图上标出的两条（一条为1-9，另一条为1-10），但无法拟定是哪条，只能通过计算拟定最不利管段。1-9的计算表如下图 3.1高区水力计算草图表3.4 高区1-9途径水利计算结果计算管段编号卫生器具名称及个数当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/ m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa浴盆1.00坐便器0.50洗脸盆0.75洗涤盆1.00洗衣机1.000-110.50.1150.580.3413.4561.1781.1781-2111.70.28200.890.3781.1930.4511.6292-31112.450.33250.670.1828.2011.4923.1213-422215.90.5251.020.3912.7141.0614.1824-5222116.90.54321.110.1060.4190.0444.2265-64442213.80.77401.020.1012.90.314.5196-76663320.70.95500.80.1392.90.5194.9227-88884427.61.1500.930.4932.90.696.352表3.5 高区1-10的水利计算结果计算管段编号卫生器具名称及个数当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa浴盆1.00坐便器0.50洗脸盆0.75洗涤盆1.00洗衣机1.000-1110.2200.640.3061.2020.3680.3681-2111.750.28200.890.3781.1930.4510.8192-31112.250.29200.920.6130.4010.2461.0653-411113.450.39250.790.3912.7141.0612.1264-522215.90.5251.020.4321.1030.4762.6025-6222116.90.54321.110.1060.4190.0442.6466-74442213.80.77401.020.1012.90.312.9567-86663320.70.95500.80.1392.90.5193.4758-98884427.61.1500.930.4932.90.694.164.2.1计算管段的水头损失根据计算 ,所以可以拟定1点为给水最不利点。计算0-8 局部水头损失：总水头损失：4.2.2水表的选择A分户水表 分户水表安装在图中5-6管段上，0.5L/s=1.8 m3/h。查建筑给水排水工程（第五版）1附录1.1选用LXS-20B旋翼湿式水表。其常用流量为2.5m3/h，过载流量为5 m3/h，1.8 m3/h2.5 m3/h。所以分户水表的水头损失为：水表水头损失：=12.96kpa24.56kpa，满足规定。B总表 总表安装在9-10管段上，1.1L/s=3.96 m3/h。查建筑给水排水工程（第五版）1附录1.1选用LXS-32C旋翼湿式水表。其常用流量为6m3/h，过载流量为12 m3/h，3.96 m3/h6 m3/h。所以分户水表的水头损失为：水表水头损失：=10.8924.56kpa，满足规定。水表的总水头损失为: 4.2.3水利核算1点处的坐便器为给水最不利点，最低工作压力为20kpa，局部水头损失按沿程水头损失的30%计，系统所需压力H按如下公式计算：(3.7)式中： H建筑给水系统所需压力，kpa H1引入管至配水最不利点位置高度所需要的静水压力。Kpa H2引入管起点至最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kpa H3水流通过水表时的水头损失，kpa H4最不利配水点所需的最低工作压力，kpa引入管至配水最不利点位置高度所需要的静水压力：H1=25.5+0.3-（-2.5）=28.3mH2o所以建筑给水系统所需压力：4.2.3水泵选型根据上面的计算，设计秒流量为qs=1.1L/s，所需压力为H=31.5 mH2o,因此根据以上两个参数选择变频调速泵。4.3低区3-5楼给水水力计算图3.2 低区水力计算草图由于此建筑JL-1、JL-2、JL-3、JL-4、JL-5、JL-6相同所以这里只对JL-2进行计算，其他立管参数与之相同。由于地区与高区横支管相同，只有立管长度不同，所以根据高区JL-7的计算可以拟定水力最不利点为0- 7。计算结果见表。表3.6 低区1-8水力计算结果计算管段编号卫生器具名称及个数当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/ m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa浴盆1.00坐便器0.50洗脸盆0.75洗涤盆1.00洗衣机1.000-1110.2200.640.3061.2020.3680.3681-2111.750.28200.890.3781.1930.4510.8192-31112.250.29200.920.6130.4010.2461.0653-411113.450.39250.790.3912.7141.0612.1264-522215.90.5251.020.4321.1030.4762.6025-6222116.90.54321.110.1060.4190.0442.6466-74442213.80.77401.020.1012.90.312.9567-86663320.70.95500.80.1392.90.5193.475表3.7 低区1-8水力计算结果计算管段编号卫生器具名称及个数当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/ m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa浴盆1.00坐便器0.50洗脸盆0.75洗涤盆1.00洗衣机1.000-110.50.10150.580.3413.4561.1781.1781-2111.70.28200.890.3781.1930.4511.6292-31112.450.33250.670.1828.2011.4923.1213-422215.90.50251.020.3912.7141.0614.1824-5222116.90.54321.110.1060.4190.0444.2265-64442213.80.77401.020.1012.9000.3104.5196-76663320.70.95500.800.1392.9000.5194.9224.2.1计算管段的水头损失计算0-7 局部水头损失：总水头损失：4.3.2水表选型A分户水表 水表安装在图中6-7管段，与高区支管的水利条件相同，所以与高区分户水表相同。B总表 总表安装在8-9管段上，0.95L/s=3.42 m3/h。查建筑给水排水工程（第五版）1附录1.1选用LXS-25C旋翼湿式水表。其常用流量为3.5m3/h，过载流量为7 m3/h，3.42 m3/h3.5 m3/h。所以分户水表的水头损失为： 水表水头损失：=23.87kpa1.98Mpa，所以市政管网足够保证管网正常工作压力。4.4低区商铺给水水力计算低区商铺的给水重要是对商铺内的厕所供水，所以设计秒流量用公式3.6计算，计算草图见图3.3。.图 3.3商铺卫生间水力计算草图商铺给水的计算结果见表3.8.表 3.8计算管段编号卫生器具名称及个数当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/ m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa小便器0.50坐便器0.50洗手盆0.50拖布盆1.000-110.50.21200.550.3030.8000.242 0.242 1-221.00.30200.790.4220.8000.338 0.580 2-331.50.37200.970.6192.4891.541 2.121 3-4322.51.57400.930.2210.3070.068 2.189 4-5333.01.62400.970.2521.7340.437 2.626 5-6343.51.66401.000.2631.1280.297 2.922 6-734115.01.77401.060.2956.4251.895 4.818 7-8682210.02.05500.760.1193.8730.461 5.278 8-96125415.52.28500.870.3424.2081.439 6.718 9-107125416.02.30500.870.3580.8000.286 7.004 10-118125416.52.32500.880.3740.8000.299 7.303 11-129125417.02.34500.920.3903.5811.397 8.700 4.4.1计算管段的水头损失计算0-12 局部水头损失：总水头损失：4.4.2水表选型水表安装在11-12管段上，2.34L/s=8.424 m3/h。查建筑给水排水工程（第五版）1附录1.1选用LXS-40C旋翼湿式水表。其常用流量为10m3/h，过载流量为20 m3/h，8.424 m3/h10 m3/h。所以分户水表的水头损失为： 水表水头损失：=17.74kpa24.56kpa，满足规定。四、消火栓系统说明书（一）消火栓系统设计说明1.消火栓选择建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵结合器及增压水泵等组成。结合本工程，参照高层民用建筑设计防火规范7及自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2023）（202