给排水课程设计说明书.docx

扬州大学建筑给排水课程设计题目：扬州市某宿舍给水排水工程设计院(系)别 水能学院 专 业 建筑环境与能源应用工程 班 级 建环 学 号 姓 名 指导教师 日 期 19 / 231. 建筑给水排水设计任务书11.1. 设计题目11.2. 基本要求11.3. 提交成果11.4. 主要参考文献12. 设计方案概述22.1. 给水工程22.2. 排水工程22.3. 消防排水22.4. 管道的平面布置与管材23. 建筑内部给水系统33.1. 给水系统方式的确定33.2. 确定用水定额及时变化系数33.3. 计算水系统所需压力34. 建筑内部排水系统74.1. 设计规定74.2. 水力计算7五、热水系统设计105.1热水供应方案确定105.2热水管道的布置与敷设105.3热水供应系统水力计算101. 建筑给水排水设计任务书1.1. 设计题目某宿舍建筑给水排水工程设计该建筑位于扬州市，市政给水管网可提供水压为0.3MPa，供水管DN200mm，位于建筑东侧绿地内，管中心埋深0.40m，建筑物南侧有DN200排水管网，管内底埋深0.85m，建筑内一层地面标高为0.00m。平面布置见平面图。设计者需要完成该建筑的给水系统、排水系统和消防系统和热水系统计算并绘图。1.2. 基本要求 1、按时独立完成所规定的设计任务与内容。设计中涉及的设备与器材需要明确型号与安装要求。设计成果需符合国家现行的规范、标准。 2、设计说明书应包括工程设计的主要原始资料、方案选择的分析说明、主要设备材料的选择，设计计算与相关简图、以及主要参考文献资料等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，数据可靠，图表设计合理详实，装订整齐。3、设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。1.3. 提交成果各系统平面图，系统图，厨房卫生间大样图；设计计算说明书一份。1.4. 主要参考文献 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003) 建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001年版） 给水排水制图标准（GB/T 50106-2001） 给水排水标准图集 建筑给水排水设计手册 给水排水设计手册第1、2、11册 2. 设计方案概述2.1. 给水工程本工程为盐城市永宁寺僧众宿舍，该宿舍共3层，每间宿舍2位僧人。宿舍卫生间内设一个洗手盆一个淋浴头一个大便器。该建筑位于盐城市，市政给水管网可提供水压为0.3MPa，供水管DN200mm，位于建筑南侧绿地内，管中心埋深0.40m，建筑物南侧有DN200排水管网，管内底埋深0.85m，建筑内一层地面标高为0.00m。充分利用市政管网直接给水是首先要考虑的，建筑内给水方案采用由室外市政给水管网直接供水。且均采用下行上给方式。2.2. 排水工程根据要求，为减少污废水处理量，采用分流排水系统。宿舍大便器污水排往建筑外的化粪池处理，洗手盆淋浴器的所有废水水经环保部门同意后可直接排入排水管网。废水和污水分别采用单独立管排往建筑外。2.3. 消防排水根据建筑防火规范，本建筑为民用建筑（层），耐火等级2级，建筑类别3类。设消火栓给水系统。消火栓用水量10L/S。室内消火栓系统不分区，火灾前期10分钟用水量设于办公楼屋顶水箱内。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm,充实水柱为12m水柱，采用衬胶水带，直径65mm，长度20m。（布置见平面图）2.4. 管道的平面布置与管材建筑内给水工程、排水工程、消防给水工程、管道平面布置见平面图。由市政给水管网引入建筑物的埋地0.4m的DN200铸铁横管设置闸阀和LXS旋翼湿式水表。综合考虑经济、技术、供水可靠性，除建筑物外的埋地的供水管采用铸铁管，给水立管、横支管都采用塑料管沿墙壁明装敷设。室内生活污水立管设于宿舍接纳大便器废水。室内生活废水立管设于洗涤池内侧，接纳洗涤池排水，排水管材采用硬聚氯乙烯管。消防立管明装于楼道走廊。室外生活和消防给水横干管管中心线标高为-0.4米，室内加上地坪标高给水变为0.4米，消防变为0.9米。排水横干管管中心的起始标高为-0.85米，室内加上地坪标高变为-0.4米。消防给水管采用普通镀锌铸铁管，外部刷为红色。3. 建筑内部给水系统 3.1. 给水系统方式的确定查建筑给排水设计规范GB50015-2003,由规范中的条例3.3.3可知，建筑物内的给水系统宜按下列要求确定：应利用室外给水管网的水压直接供水。当室外给水管网的水压和（或）水量不足时，应根据卫生安全、经济节能的原则选用贮水调节和加压供水方案；给水系统的竖向分区应根据建筑物用途、层数、使用该要求、材料设备性能、维护管理、节约供水、能耗等因素综合确定；不同使用性质或计费的给水系统，应在引入管后分成各自独立的给水管网。常见的给水方式有：直接供水方式，其优点为供水较可靠，系统简单，投资省，安装维护简单，可充分利用外网水压，节省能源；其确定是内部无贮水量外网停水时内部立即断水。单设水箱供水方式，其优点为供水较可靠，系统较简单，投资较省，安装、维护较简单，可充分利用外网水压，节省能源；其缺点是需设高位水箱，增加结构载荷，若水箱容积不足，可能造成上、下层同时停水。设水泵水箱供水方式，其优点为水箱贮备一定水量，停水停电时可延时供水，供水可靠，可充分利用外网水压，节省能源；安装、维护较麻烦，投资较大；有水泵振动和噪声干扰；需设高位水箱，增加结构载荷。本次设计采用直接供水方式。3.2. 确定用水定额及时变化系数 查建筑给水排水设计规范GB50015-2003，由规范中的表可知，僧众宿舍的最高日生活用水定额为100150L ，小时变化系数为3.02.5。据本建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，选用最高日生活用水定额为：，取小时变化系数=3.0 。最高日用水量： 最高日最大时用水量：设计秒流量按公式：本工程为宿舍(类)，a=2.5，所以， 3.3. 计算水系统所需压力根据给水管道的平面布置和系统图，进行水力计算。在轴测图上定出最不利配水点（淋浴器），确定计算管路，以流量变化处为结点，从最不利配水点开始，进行结点编号。结合平面系统图，给水系统水力计算如下：图3.1 室内给水系统图根据各管段的卫生器具给水当量总数可求出所有管段的设计秒流量，流速应控制在允许范围内，查附表2-3可得管径DN和单位长度沿程水头损失i，局部阻力折算成当量长度并入沿程损失。该最不利环路各段当量长度如下表所示：表3.1 当量长度表表3.1 当量长度表管段编号8-97-86-75-64-53-42-3管件名称90弯头异径三通异径三通三通三通三通三通异径90弯头异径异径90弯头当量长度2.10.63.10.31.81.81.54.63.70.51.20.30.21.8总计6.76.13.61.52.11.81.7由式（2-13）计算出管路的沿程水头损失。各项计算结果均列入下表中。表3.2 层室内给水管网水力计算表表3.2 给水管网水力计算表管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量qg(L/s)DN（mm）v（m/s）单阻i（kpa）管长（m）沿程水头损失hy=iL（kpa）当量淋浴头洗手池坐便器（n/N）0.50.50.5N1-2n/N1/0.5000.5 0.35 200.920.56 3.5 1.96 2-3n/N1/0.51/0.51/0.51.5 0.61 250.910.39 2.7 1.05 3-4n/N2/1.02/1.02/1.03.0 0.87 320.850.27 5.4 1.46 4-5n/N4/2.04/2.04/2.06.0 1.22 321.20.50 5.7 2.85 5-6n/N6/3.06/3.06/3.09.0 1.50 400.90.22 10.1 2.22 6-7n/N12/6.012/6.012/6.018.0 2.12 500.810.21 10.8 2.27 7-8n/N18/9.018/9.018/9.027.0 2.60 700.680.08 12.6 1.01 8-9n/N33/16.533/16.533/16.549.5 3.52 800.640.06 11.8 0.71 hy=10.667kpa 要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需的水量，给水系统的水压（自室外引入管起点管中心标高算起）最不利配水点具有足够的流出水头，去计算公式如下： H:建筑内给水系统所需水压，kPa； H1：引入管起点之最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa； H2:引入管起点值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，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；（见表2-1）. 由表图、表、可知：H1=7.2+0.8-（-0.4）=8.4mH2O=84kpa（其中0.8为配水嘴距室内地坪的安装高度）。H2=1.3hy=1.36.725=8.74kpaH4=50kpa（即最不利点水嘴的最低工作压力） 因住宅建筑用水量较小，总水表和分户水表均选用LXS湿式水表，分户表和总水表分别安装在(和管段上，q4=0.87L/s=3.13m3/h，q=2.81L/s=10.116m3/h，查附表1-1，选25mm口径的分户水表，其常用流量3.5m3/hq4，过载流量为7m3/h。所以分户水表的水头损失：选口径50mm的总水表，其常用流量为15m3/hq8，过载流量为30m3/h。所以总水表的水头损失为：hd和H，d均小于水表水头损失允许值。水表的总水头损失为：所以。给水系统所需压力H：H=H1+H2+H3+H4=174.1KPa300KPa满足要求。4. 建筑内部排水系统4.1. 设计规定 为保证管道系统有良好的水利条件，稳定管内气压，防止水封被破坏，保证良好的室内环境卫生，在设计计算横支管和横干管时，必须满足下列规定。4.1.1. 最大设计充满度 建筑内部横水管按非满流设计，以便使污废水释放出的气体能自由流动排入大气，调节排水管道系统内部的压力，按接纳意外的高峰流量。建筑物内部排水横管的最大设计充满度见表表4.1 排水横管最大设计充满度排水管道类型管径（mm）最大设计充满度生活排水管道1250.51502000.6生产废水管道50750.61001500.72001.0生产污水管道50750.61001500.72000.84.1.2. 管道坡度 设计中排水管采用塑料管，标准的塑料排水管件（三通、弯头）的夹角为91.5，塑料排水横管的标准坡度均为0.026.参考给水排水设计手册02 表（4-16）4.1.3. 最小管径 设计中只有洗手盆、小便器、大便器3类卫生器具。参考给水排水设计手册，建筑物的排出管径不小于50mm。医院、厨房、浴室以及大便器排放的污水水质特殊，其最小管径应大于50mm。4.2. 水力计算 根据建筑给水排水设计规范，生活排水管道设计秒流量按公式： （式5-1）式中：计算管段排水设计秒流量，L/s； 计算管段卫生器具排水当量总数； 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，按表2.4确定。表4.2 根据建筑物用途而定的系数值建筑物名称宿舍（、）、住宅、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院卫生间旅馆和其他公共建筑的盥洗室和厕所间值1.52.02.5设计中建筑为宿舍，属于住宿（、）类，所以=1.5。设计计算及参数本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相同。采用生活污水与生活废水分流排放。生活污水系统=1.5L/s，生活废水系统，=0.15L/s。4.2.1. 支管 污水系统分两类。一类每层支管只连接一个大便器，支管管径取DN100，采用通用坡度i=0.020；另一类每层支管上连接两个大便器。洗手盆排水支管和淋浴器排水支管管径都取DN50，采用通用坡度i=0.035。不需要设专用通气立管。洗手盆与淋浴器汇合后支管管段的排水设计秒流量按公式计算为：结果大于洗手盆和浴盆排水量之和0.10+0.15=0.25L/s，取，查附表5-2，管径为DN75，采用通用坡度i=0.025。不需要设专用通气立管。4.2.2. 立管 生活污水排水系统每根立管的排水设计秒流量为：其中3为层数，4.5为设冲洗水箱蹲式大便器排水当量，2为每根立管每层接纳坐便器的个数。出户管管径选DN100排水铸铁管，h/D=0.5，坡度为0.01时，其排水量为2.58L/s，流速为0.66m/s，满足要求。生活废水排水系统每根立管的排水设计秒流量为：其中，0.45为淋浴器排水当量，0.3为洗手盆排水当量，3为层数，2为每根立管每层接纳卫生器具的个数。出户管管径选DN75排水铸铁管，h/D=0.5，坡度为0.005时，其排水量为0.85/s，流速为0.38m/s，满足要求。所以不需要设专用通气立管，设伸顶通气管即可，管径取DN50，顶伸出屋面0.5m,其顶端装设风帽或网罩，避免杂物落入排水立管。4.2.3. 排水横干管计算 计算各管段设计秒流量，根据已标注管段查附表5-2，选用合适坡度，计算结果见下表：表4.3 横支管水力计算表（污水系统1）管段编号卫生器具名称排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i洗手盆淋浴器大便器Np=0.3Np=0.45Np=4.5AB6272.441000.012BC12542.821000.015DE6272.441000.012EF12542.821000.015 图4.1 污水系统图 表4.4 横支管水力计算表（污水系统2）管段编号卫生器具名称排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i洗手盆淋浴器大便器Np=0.3Np=0.45Np=4.5ab6272.441000.012 cd6272.441000.012 图4.2 污水系统图 表4.5横支管水力计算表（废水管1）管段编号卫生器具名称排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i洗手盆淋浴器大便器Np=0.3Np=0.45Np=4.512664.51.381000.012 23121291.541000.015 45664.51.381000.012 56121291.541000.015 图4.3 废水系统图表4.6 横支管水力计算表（废水管2）管段编号卫生器具名称排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i洗手盆淋浴器大便器Np=0.3Np=0.45Np=4.512664.51.381000.012 34664.51.381000.012 图4.4 废水系统图五、热水系统设计5.1热水供应方案确定本次对办公楼的热水供应采用的供应系统为集中热水供应系统，采用间接加热，半循环、下行上给、定时循环的热水供水方式，加热和贮热设备选用半容积式水加热器。热水管材均选用聚丙烯管。5.2热水管道的布置与敷设热水管网同给（冷）管网，有明设和暗设两种敷设方式。铜管、薄壁不锈钢管、衬塑钢管等可根据建筑、工艺要求暗设或明设。热水管道穿过建筑物的楼板、墙壁和基础处应加套管，穿越屋面及地下室外墙时，应加防水套管，以免管道膨胀时损坏建筑结构与管道设备。当穿过有可能发生积水的房间地面或楼板面时，套管应高出地面50-100mm。热水管道在吊顶内穿墙时，可预留孔洞。下行上给式热水系统设有循环管道时，其回水立管应在最高配水点0.5m处与配水立管连接。5.3热水供应系统水力计算5.3.1热水供应系统水力计算（1）热水量按要求取每日供应热水时间为8h，取计算用的热水温度为70，冷水为10。查建筑给排水设计规范GB-500015-2003(2009年版)表5.1.1-1热水用水定额表，取60的热水用水定额5L/（人班）。则最高日用水量为其中66为员僧人数。折合成70热水的最高日用水量为查建筑给水排水设计规范GB 500152003（2009年版）表5.3.1办公楼的热水小时变化系数表，员工用热水量相对较少，忽略不计。再按卫生器具1h用数量计算；洗手盆数目3套，取同类卫生器具同时使用百分数70%，查建筑给水排水设计规范GB-500015-2003(2009年版)表5.1.1-2卫生器具的1次和1h热水用水定额及水温表，办公楼洗手盆小时用水量为50-100L,使用水温为35，取50L/h（35），则比较与，两者结果存在差异，为供水安全起见，取两者较大者作为设计小时用水量，即。（2）耗热量冷水取用扬州市地下水，其温度为10，热水温度取70，则耗热量（3）加热设备选择计算拟采用半容积式水加热器。设蒸汽表压为1.96，相对应的绝对压强为2.94，其饱和温度为=133，热媒和被加热水的计算温差根据半容积式水加热器相关资料，铜盘管的传热系数K为1047w/（m），传热效率修正系数=0.7，取1.1，水加热器的传导面积半容积式水加热器的贮热量应大于15min设计小时耗热量，则其最小贮水容积V=15600.012=10.8L根据计算所得的F，V分比对照样本提供的参数，选择水加热器的型号5.3.2热水配水管网水力计算计算用图如图5-1所示。水力计算表如表5-1。图5-1热水系统水力计算用图表5-1热水配水管网水力计算表热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相同。但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。表3.1 当量长度表管段编号8-97-86-75-64-53-42-3管件名称90弯头异径三通异径三通三通三通三通三通异径90弯头异径异径90弯头当量长度2.10.63.10.31.81.81.54.63.70.51.20.30.21.8表3.2 给水管网水力计算表管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量qg(L/s)DN（mm）v（m/s）单阻i（kpa）管长（m）沿程水头损失hy=iL（kpa）当量淋浴头洗手池（n/N）0.50.5N1-2n/N1/0.500.5 0.35 200.920.56 3.5 1.96 2-3n/N1/0.51/0.51.5 0.61 250.910.39 2.7 1.05 3-4n/N2/1.02/1.03.0 0.87 320.850.27 5.4 1.46 4-5n/N4/2.04/2.06.0 1.22 321.20.50 5.7 2.85 5-6n/N6/3.06/3.09.0 1.50 400.90.22 10.1 2.22 6-7n/N12/6.012/6.018.0 2.12 500.810.21 10.8 2.27 7-8n/N18/9.018/9.027.0 2.60 700.680.08 12.6 1.01 8-9n/N33/16.533/16.549.5 3.52 800.640.06 11.8 0.71 hy=10.667kpa 热水配水管网的局部水头损失按沿程水头损失的30计算。热水配水管网的水力计算管路总水头损失为：7.31.3=9.49kPa取10kPa。水加热器出口至最不利点配水嘴的几何高差为：11.9+0.4-（-0.3）=12.6m=126kPa考虑50kPa的流出水头，则热水配水管网所需水压为：比温降为 ，其中F为配水管网计算管路的管道展开面积，计算F时，立管均按无保温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值。如图4-2所示，热水配水管网计算管路的管道展开面积F=0.132513.5+0.13253.6+0.12513.4=2.69然后从第4点开始，按公式依次计算出各节点的水温值，将计算结果列于表4-2中的第7栏内。例如：5.3.3选择循环水泵根据公式循环水泵流量应满足根据公式 （式5-3）其中，则37.6mm根据选择循环水泵，选用G32型管道泵（，）5.3.4蒸汽管道计算已知总设计小时耗热量为10860.5kJ/h蒸汽的比热取2167kJ/kg，蒸汽耗量为蒸汽管道管径可查蒸汽管道管径计算表（），选用管径DN100。