图书馆给水排水设计.docx

1 原始资料1.1 设计资料1.1.1 工程名称 工程名称：某市图书馆给排水设计1.1.2 建筑设计资料（1） 设计用图建筑所在地总平面图，首层平面图，二层平面图，三层平面图，四层平面图，屋面平面图，建筑立面图等。（2） 土建基本资料本建筑主楼建筑高度为22.2米，地上共4层，地下设有泵房等措施，总建筑面积13461.14平方米，每层均高4.5米，地下泵房标高-4.21m，一层室内标高0.00m。（3） 建筑各层简介地下设有泵房，配电室，一层有群艺馆，其余各层为图书馆和会议室。（4） 城市给排水管网生活用水由市政给水管网直接供给，水量水压满足要求，并设置两条引入管。生活污水排入市政排水管网，雨水直接排入市政雨水管网。1.1.3 主要参考资料（1） 规范建筑给排水设计规范，民用建筑设计防火规范，自动喷淋灭火系统设计规范，民用建筑灭火系统设计规范DGJ08-95-2001，全国民用建筑工程设计技术措施。（2） 设计手册给排水设计手册第一册，第二册，第十一册，第十二册。2 设计说明2.1 建筑概况本建筑主楼建筑高度为22.2米，地上共四层，地下设有泵房等设施，总建筑面积13461.41平方米，每层均高4.5米，地下泵房标高-4.21米，一层室内标高0.00米，一层有群艺馆，其余各层为图书馆和会议室。2.2 设计任务及要求某市图书馆建筑给排水、雨水排水及消防系统的图纸的设计和各系统计算说明书。本建筑共需要5个系统，即给水系统，消防消火栓给水系统，自动喷淋灭火系统，污水排水系统，雨水排水系统。要求：设计图要达到施工图要求，方案合理，系统清楚，图纸清晰，选择设备材料适当，符合现行规范的要求，在技术经济两方面做到优化设计。2.3 设计方案室内给水系统由市政给水管网直接供水，为了避免消防用水直接从市政管网系统抽水，本系统在屋面设置消防水箱，地下设置消防水池，水箱与水池联合供水。2.4 给水系统建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。本工程由市政给水管网直接供水，接入管DN150.市政供水压力0.25Mpa，给水管采用塑料管。2.5 排水系统室内排水系统采用污、废合流制，废水和污水立管设置伸顶通气管，污水先排入化粪池，经过简单的处理后排入市政排水管网系统，屋面雨水单独排入城市雨水管网系统。室内排水管采用UPVC塑料排水管，一层和四层分别设置一检查口，检查口距离楼层地面高度1.0米。2.6 消防系统本建筑属于中危险级1级。消防系统主要包括消火栓给水系统和自动喷淋灭火系统。在建筑的办公室，会议室等公共活动场，走廊等处均应设置预作用自动喷淋灭火系统。重要设备用房等不宜用水消防的部位设置二氧化碳或干粉灭火器。走廊内消火栓附近应配置适量灭火器。其中室内消火栓流量为20L/s，室外消火栓流量为30L/s，自动喷淋灭火系统流量为30L/s。2.6.1 消火栓给水系统本系统由消防水池和屋面水箱联合供水以保证消防用水。采用临时高压消防给水系统，火灾时启动消防水泵，使消防水压满足要求。消火栓口距地面高度1.1米，经计算消火栓栓口处的出水压力不超过50米水柱，不再设置减压孔板。室内消火栓给水系统管网为环状，消防水进水管径为DN150.为了保证有两个水柱同时到达室内任何地方，主楼室内消火栓的间距不应超过30米，为保证安全，留有一定的安全余量。2.6.2 自动喷淋灭火系统自动喷淋灭火系统管网为树状。本设计中的喷头按照设计规范要求，均向上安装，采用了火灾探测器，报警阀等自动控制系统。喷头布置一般为两喷头距离大于2.4米小于3.6米，与墙近时要离墙大于0.6米小于1.8米。每层的喷淋支管末端，即最不利点，都需设置压力表和泄水阀，排水立管。每层的支管进水处均需设置信号阀和水流指示器。2.7 雨水系统雨水系统采用檐沟外排水，雨水立管具体位置见给排水平面布置图和雨水系统图。3 生活给水系统设计计算书供人们在日常生活中饮用、烹饪、沐浴、洗涤衣物、冲厕、清洗地面和其他生活用途的用水。近年随着人们对饮用水品质要求的不断提高，在某些城市、地区或高档住宅小区、综合楼等实施分质供水，管道直饮水给水系统已进入住宅。本设计是图书馆给排水设计，主要生活用水途径为洗涤用水、冲厕用水和清洗地面等。3.1 给水设计计算依据1） 建筑专业提供的平、立、剖面建筑设计图纸及相关资料2） 国家现行给排水设计规范建筑给排水设计规范GB50015-20033） 建筑给排水设计手册4） 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2003版3.2 供水水源及系统本工程生活用水由市政给水管网直接供给。给水设计在建筑物内部采用树状网，即支管，干管结构。由于本建筑为低层建筑，市政管网水压可以满足给水需求，故不需要进行水头损失的计算，直接根据流量选定经济流速和合适的管径即可。由于市政管网不允许直接抽水，为了满足消防用水需求，在屋面设置了给水-消防合用水箱，此部分计算将在消防部分加以说明。3.3 用水定额选取及用水量计算按照全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2003年版规范规定，图书馆的每一位阅览者的用水定额为25升每人次，时变化系数为2.0；群艺馆演职员用水定额每人每场40升，时变化系数选为2.0,；群艺馆观众用水定额在规范范围内选择5升每人每场，时变化系数选为1.2；教室用水定额选择为每人每天40升，时变化系数选为1.5；未预见用水量按总用水量的10%计算，详细数据列于下表：图书馆用水定额的选取表 表3.3.1序号名称用水标准使用人数（人）使用时间（h）时变化系数1图书馆25升/人次60042.02群艺馆演职员40升/人场5042.03群艺馆观众5升/人场30031.24教室40升/人天20081.55未预见水量6合计图书馆各部分最高日用水量按下式计算：式中，图书馆各部分最高日用水量，单位（L/d）； 各部分用水人数，单位（人）； 最高日生活用水定额，单位（L/人d）。各部分最高日最大时用水量按下式计算：/式中，最高日最大时用水量，单位（L/h）； 时变化系数； 使用时间，单位（h）。未预见水量按各项目总和的10%计算，单位（m）。计算结果列于下表中： 图书馆用水定额的选取及用水量的计算表 表3.3.2序号名称用水标准使用人数（人）使用时间（h）时变化系数最高日用水量（m/d）最大时用水量（m/h）1图书馆25升/人次60042.015.007.502群艺馆演职员40升/人场5042.02.001.003群艺馆观众5升/人场30031.21.500.604教室40升/人天20081.58.001.505未预见水量2.651.066合计29.1511.663.4给水各管段管径计算给水管道的设计流量不仅是确定各管段管径，也是计算管道水头损失，进而确定给水系统所需压力的主要依据。因此，设计流量的确定应符合建筑内部的用水规律。建筑内的生活用水量在一昼夜、1h里都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称设计秒流量。对于办公楼，商场，图书馆等建筑的生活给水设计秒流量应按下式计算：式中，计算管段的设计秒流量； 计算管段的卫生器具给水当量总数；根据建筑物用途确定的系数，见表3.4.1。 根据建筑物用途而定的系数（）值 表3.4.1建筑物名称值建筑物名称值幼儿园、托儿所、养老院1.2医院、疗养院、休养所2.0门诊部、诊疗所1.4集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆2.5办公楼、市场1.5客运站、会展中心、公共厕所3.0学校1.8在本设计中，选择1.8。通过设计规范查明每一用水器具的给水当量数，计算立管设计秒流量及管径。通过查表，大便器当量取N=0.5，额定流量0.1L/s；小便器当量取N=0.5，额定流量0.1L/s；洗手池当量取N=0.5，额定流量0.1L/s；拖布盆当量取N=1.0，额定流量0.2L/s。根据已知建筑图和已知需要给水的用水设施，布置给水立管JL-1，JL-2，JL-3，JL-4，JL-5，JL-6，另外，为了将屋面水箱供给消防用水，设置GL-1立管。故，计算立管设计秒流量及管径如下：JL-1立管及支管系统设水力计算图3.4.1 JL-1立管及支管的草图根据上图，对JL-1立管及支管进行水力计算，具体见下表： JL-1立管及支管水力计算表 表3.4.1计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 N=0.5小便器 N=0.5洗手池 N=0.5拖布盆 N=1.00-1210.36 250.75 0.136 1-22120.51 251.08 0.284 3-2210.36 250.75 0.136 2-422130.62 320.78 0.142 5-4210.36 250.75 0.136 4-6222140.72 400.60 0.058 9-8110.36 250.75 0.136 10-8210.36 250.75 0.136 8-72120.51 251.08 0.284 11-7210.36 250.75 0.136 7-622130.62 320.78 0.142 6-12424270.95 400.76 0.093 12-136463111.19 500.63 0.042 13-148484141.35 500.70 0.047 在上表中，求得各管段的设计秒流量后，根据以下公式即可求定管径：式中，计算管段的设计秒流量，； 计算管段的管内径，； V管道中的水流速，m/s。当计算管段的流量确定以后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，是建筑内给水系统所需压力增大；而流速过小，又将造成管材的浪费。考虑以上因素，建筑物内的给水管道一般可按表3.4.7选取。但最大不超过2m/s。工程设计中也可采用下列数值：DN15-DN20，v=0.61.0m/s;DN25-DN40, v=0.81.2m/s;DN50-DN70,v1.5m/s;DN80及以上的管径，v1.8m/s。查表，得出每米管长沿程水头损失i，列于上表。JL-2立管及支管系统水力计算图3.4.2 JL-2立管及支管的草图根据草图，对JL-2立管及支管进行水力计算，方法同JL-1的计算，具体见表3.4.2： JL-2立管及支管水力计算表 表3.4.2计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 小便器 洗手池 拖布盆 1-2312.50.57 320.73 0.113 4-310.50.25 250.54 0.070 5-310.50.25 250.54 0.070 3-25130.62 320.78 0.142 2-65415.50.84 400.68 0.075 7-6312.50.57 320.73 0.113 8-6420.51 251.08 0.284 6-9972101.14 500.60 0.040 9-101411315.51.42 500.75 0.050 10-1118144201.61 500.84 0.077 JL-3立管及支管系统水力计算图3.4.3 JL-3立管及支管的草图根据草图，对JL-3立管及支管进行水力计算，具体见表3.4.3：JL-3立管及支管水力计算表 表3.4.3计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 N=0.5小便器 N=0.5洗手池 N=0.5拖布盆 N=1.01-2420.51 251.08 0.284 3-431.50.44 250.92 0.207 4-25340.72 400.60 0.058 2-545360.88 400.72 0.078 5-68106121.25 500.65 0.044 6-712159181.53 500.80 0.073 7-8162012241.76 500.92 0.084 JL-4立管及支管系统水力计算图3.4.4 JL-4立管及支管的草图根据草图，对JL-4立管及支管进行水力计算，具体见表3.4.4：JL-4立管及支管水力计算表 表3.4.4计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 小便器 洗手池 拖布盆 1-210.50.25 250.54 0.070 3-210.50.25 250.54 0.070 2-4412.50.57 320.73 0.113 5-6110.36 250.75 0.136 6-44130.62 320.78 0.142 4-744115.50.84 400.68 0.075 7-88822111.19 500.63 0.042 8-912123316.51.46 500.76 0.051 9-10161644221.69 500.88 0.081 JL-5立管及支管系统水力计算图3.4.5 JL-5立管及支管的草图根据草图，对JL-5立管及支管进行水力计算，具体见表3.4.5： JL-5立管及支管水力计算表 表3.4.5计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 小便器 洗手池 拖布盆 1-210.50.25 250.54 0.070 2-33120.51 251.08 0.284 4-5110.36 250.75 0.136 5-3312.50.57 320.73 0.113 3-63414.50.76 400.63 0.061 6-768291.08 400.87 0.038 7-8912313.51.32 500.68 0.046 8-912164181.53 500.80 0.073 JL-6立管及支管系统水力计算图3.4.6 JL-6立管及支管的草图根据草图，对JL-6立管及支管进行水力计算，具体见表3.4.6： JL-6立管及支管水力计算表 表3.4.6计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)流速(m/s)i每米管长沿程水头损失(KPa/m)大便器 小便器 洗手池 拖布盆 1-210.50.25 250.54 0.070 2-3211.50.44 250.92 0.207 4-5110.36 250.75 0.136 5-3312.50.57 320.73 0.113 3-8431150.80 400.67 0.071 6-710.50.25 250.54 0.070 7-81110.36 250.75 0.136 8-9532160.88 400.72 0.078 9-10532160.88 400.72 0.078 10-11532160.88 400.72 0.078 11-12532160.88 400.72 0.078 注：以上各表中的管径分别为图中各管段的管径，每层的立管与支管都在图中已经编号标出。以上的图均已简化，具体实图参照体统图。 生活给水管道的水流速度 表3.4.7DN (mm)15-2025-4050-70v (m/s)1.01.21.5注：PPR管的选用流速不宜大于2.0 m/s。3.5 其他部分设计GL-1立管系统和屋面水箱的设计根据室内消防用水量及生活给水总量与生活给水量的差值进行估算，该立管应选用外径63mm的给水PPR管。该立管系统详见给水系统图。对于屋面水箱的溢流管和放空管，均标识于图上，采用外径为90mm的给水PPR管，其标高也标于给水系统图。另外，为了控制屋面水箱的液位，在屋面水箱设置水力遥控浮球阀，与液位控制器相连接，用于对蝶阀的开闭控制。另外，一层有两个远离立管的化妆台，由于它们只存在于一层，在其它楼层没有，所以不再设置给水立管，单独为它们设计给水管道和废水接收管路。按照设计规范，2个用水器具的给水管应该采用DN为15的给水管，即De20的给水PPR管。根据上面公式计算，连接干管采用De25的给水PPR管即可。对于排水管径，按照设计规范，与排水器具直接相连的排水管管径可选用DN40的排水管，即De50的UPVC排水管。具体详见给排水系统图。其他各与用水器具直接相连的支管，按照全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2003年版规范规定的管径进行设计。详见给水系统图。4 生活排水系统设计计算书建筑内部排水系统计算是在布置完排水管线，绘出系统计算草图后进行的。计算的目的是确定排水系统各管段的管径、横向管道的坡度、通气管的管径和各控制点的标高。4.1 排水系统设计计算依据1） 建筑专业提供的平，立，剖面建筑设计图纸及相关资料2） 国家现行给排水设计规范：建筑给排水设计规范GB50015-20033） 建筑给排水设计手册4） 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2003年版4.2 排水系统概述室内卫生间排水系统采用废，污合流制，污水经化粪池简单处理后排入市政污水管网系统。最高日污水量取最高日用水量的90%，即29.150.9=26.24 4.3 排水管设计秒流量的计算建筑内部排水管道的设计流量是确定各管段管径的依据，因此，排水设计流量的确定应符合建筑内部排水规律。建筑内部排水流量与卫生器具的排水特点和同时排水的卫生器具数量有关，具有历时短、瞬时流量大、两次排水时间间隔长、排水不均匀的特点。为保证最不利时刻的最大排水量能迅速、安全的排放，某管段的排水设计流量应为该管段的瞬时最大排水流量，又称为排水设计秒流量。根据设计规范，对于办公楼，商场，图书馆等建筑用水设备使用不集中，用水时间长，同时排水百分数岁卫生器具数量增加而减少，其设计秒流量计算公式为：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，本建筑设计中的值取2.5。根据规范，大便器的排水流量为1.5，小便器的排水流量为0.1，洗手池的排水流量为0.1，拖布盆的排水流量为0.33。当用上述公式计算排水管网起端的管段时，因连接的卫生器具较少，计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，这时应该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。4.4 排水立管及横支管计算排水横管最大设计充满度规定如下：生活排水管道：管径125mm，最大设计充满度为0.5；管径150-200mm，最大设计充满度为0.6。根据规定，建筑内部排水管的最小管径为50mm，凡是连有大便器的支管，其最小管径为100mm。排水管采用UPVC管，其他一些参数在建筑给水排水工程第五版7中均可查得。根据已知建筑图，根据已知的排水器具，布置排水立管WL-1，WL-2，WL-3，WL-4，WL-5，WL-6，WL-7，WL-8，WL-9，WL-10，WL-11，通过设计规范查明排水器具数及连接排水器具的每一排水管管径，计算立管设计秒流量并选取管径如下：WL-1立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.1 WL-1立管及横支管的草图根据草图，对WL-1立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.1： WL-1立管横及支管水力计算表 表4.4.1计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-2292.4000 1003-220.60.2000 502-4229.62.4295 1004-54419.22.8145 1005-66628.83.1100 100注：管段3-2按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-2立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.2 WL-2立管及横支管的草图根据草图，对WL-2立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.2： WL-2立管横及支管水力计算表 表4.4.2计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-220.60.2000 753-2110.3300 502-4211.60.5300 755-4110.3300 504-6222.60.8137 756-7434.20.9448 75注：管段1-2，3-2，2-4，5-4按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-3立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.3 WL-3立管及横支管的草图根据草图，对WL-3立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.3： WL-3立管横及支管水力计算表 表4.4.3计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-2311.90.6300 502-3311.90.6300 503-4623.80.9148 754-5935.71.0462 75注：管段1-2，2-3按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-4立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.4 WL-4立管及横支管的草图根据草图，对WL-4立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.4： WL-4立管横及支管水力计算表 表4.4.4计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-214.51.5000 1002-3522.52.9230 1003-5522.52.9230 1004-54182.7728 1005-6940.53.4092 1006-714633.8812 100注：管段1-2按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-5立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.5 WL-5立管及横支管的草图根据草图，对WL-5立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.5： WL-5立管横及支管水力计算表 表4.4.5计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-210.30.1000 502-34118.32.7834 1003-44118.32.7834 1005-44182.7728 1004-68136.33.3075 1006-712254.63.7168 100注：管段1-2按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-6立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.6 WL-6立管及横支管的草图根据草图，对WL-6立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.6： WL-6立管横及支管水力计算表 表4.4.6计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-230.90.3000 502-3532.40.5648 753-4532.40.5648 754-51064.80.7573 755-61597.20.9050 75注：管段1-2按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-7立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.7 WL-7立管及横支管的草图根据草图，对WL-7立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.7： WL-7立管横及支管水力计算表 表4.4.7计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-24182.7728 1002-34182.7728 1003-48363.3000 1004-512543.7045 100WL-8立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.8 WL-8立管及横支管的草图根据草图，对WL-8立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.8： WL-8立管横及支管水力计算表 表4.4.8计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-2110.3300 503-210.30.1000 502-44112.50.8043 754-54112.50.8043 755-682251.0008 756-712337.51.1516 75注：管段1-2,3-2按设计秒流量计算公式计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按照卫生器具排水流量累加值计算。WL-9立管及横支管系统设计秒流量的计算及管径的选取图4.4.9 WL-9立管及横支管的草图根据草图，对WL-9立管及横支管进行水力计算，具体见表4.4.9： WL-9立管横及支管水力计算表 表4.4.9计算管段编号卫生器具名称及数量当量总数设计秒流量（L/s）管径DN (mm)大便器 N=4.5小便器 N=0.3洗手池 N=0.3拖布盆 N=1.01-210.30.1000 502-33113.82.6145 1003-43113.82.6145 1004-56227.63.0761 1005-69341.43.4303