六层建筑给排水设计书.docx

建筑给水排水课程设计课程名称: 建筑给水排 水课程设计设计题目:六层住宅给排水设计姓名： 学号：设计日期： 目录一、工程概况21.1设计题目21.2设计任务21.3设计要求21.4任务分析2二、室内给水系统设计与计算22.1室内给水系统的确定22.1.1建筑给水方式选择22.1.2给水系统的组成22.1.3 集水管道布置安装42.1.4 管材的选择42.1.5给水方式的选择52.1.6给水系统分区52.2室内给水系统计算62.2.1用水量的计算62.2.2设计秒流量的计算6三、室内排水系统的设计与计算123.1设计说明123.1.1建筑物内排水管道布置应符合下列要求123.1.2室内管道的连接应符合下列规定：123.2室内排水系统的确定133.2.1排水方式的选择133.2.2排水系统组成133.2.3排水管道安装要求133.2.4管材选择133.2.5排出管的布置与敷设143.3室内排水系统的计算143.3.1设计秒流量的计算14四、水箱154.1水箱的概念154.2水箱的组成154.3水箱材料164.4水箱计算164.5水箱材质选择17五、雨水排放量的计算174.1雨水排水系统的选择174.2雨水量计算174.3雨水斗的选择17六、水表的概念及其选择18七、水泵的选择18八、材料报表19九、参考文献19一、 工程概况1.1设计题目六层住宅建筑给水排水设计1.2设计任务上海地区六层住宅建筑。建筑各层平面及总平面图。每户卫生间内设低水箱坐式大便器、洗面盆、浴缸，厨房内设有洗涤盆、煤气灶台台面标高离地面700毫米。室外DN300给水管，北面进水,管芯离地面1.0米。白天最低水压0.17Mpa，晚上10点-4点水压为0.3Mpa。污水集中排入其北面的污水干管，接管点高程为2.5m（相对室内地面标高）。1.3设计要求1. 室内各层给水、排水管道平面布置图（底层、二-六层、屋顶）；2.室内给水、排水管道系统图；3.屋顶水箱容积及预留孔洞位置图；4. 设计说明书(5000-8000)；1.4任务分析由于本次设计为上海地区六层住宅设计，故可不需要考虑中水处理，消防给水。本次设计，需对室内给水方式进行选择，污废水排放、雨水排放等进行设计。二、室内给水系统设计与计算2.1室内给水系统的确定2.1.1建筑给水方式选择由小区室外市政管网供给，再根据压力进行分析计算以确定给水方式。2.1.2给水系统的组成（1）引入管引入管是一个建筑的总进水管，或称进户管，是室外给水管网与室内给水管网之间的联络管段，引入管段上一般设有水表阀门等附件。对于一些比较重要的或档次比较高的建筑，引入管需要设两条，分别从建筑物的两侧引入以确保安全供水，当一条管道出现问题需要检修时，另一条管道仍可保证供水。本设计采用两条引入管。（2）水表节点水表节点是指装设在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置总称。在引入管段上应装设水表，计量建筑物的总用水量在其前后装设阀门旁通管和泄水阀门等管路附件，水表及其前后的附件一般设在水表井中。为利于节约用水体现“谁消费，谁付费”的原则，住宅建筑每户的进水管上均应安装分户水表。本设计采用采用两条引入管，故不需设置旁通管。（3）给水管网给水管网包括干管、立管、支管和分支管，用于输送和分配用水至建筑内部各个用水点。1、 干管：又称总干管，是将水从引入管输送至建筑物各区域的管段。2、 立管：又称竖管，是将水从干管沿垂直方向输送至各楼层各不同标高处的管段。3、 支管：又称分配管是将水从立管输送至各房间内的管段。4、 分支管：又称配水支管是将水从支管输送至各用水设备处的管段。（4）给水附件指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向或检修用的各类阀门：截止阀止回阀、闸阀、安全阀、浮球阀，以及各种水龙头和各种仪表等。2.1.3 集水管道布置安装（1）给水管道的布置1、引入管的布置从配水平衡和供水可靠考虑，宜从建筑物用水量最大处和从不允许断水处引入。当建筑物内卫生用具比较均匀时，应在建筑物中部引入，以减少管网向最不利点的输水长度，减少管网的水头损失。引入管的埋深应考虑当地气候、水文地质条件和地面荷载情况，应在当地冰冻线以下0.15米。给水引入管应与其他管道保持一定距离，它与污水排出管的平行间距应大于1.0米，与电线管的平行间距应大于0.75米。2、室内给水管道的布置室内给水管道的布置与建筑物性质，建筑物外形、结构状况、卫生用具和生产设备布置情况以及所采用的给水方式等有关，并因充分利用室外给水管网的压力。应力求长度最短，尽可能呈直线走向，与墙梁柱平行敷设，兼顾美观，并要考虑施工检修方便。按水平干管的敷设位置可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。埋地管道应尽量避免穿越设备基础、烟道、风道、橱窗、壁柜、大便槽、小便槽等，必须穿越时应在全长范围内加套管或采取其他相应措施。给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝，如必须穿越是应采取相应的技术措施。（2）室内给水管道的敷设1、明装：即管道在室内沿墙、梁、柱、天花板下地板旁暴露敷设，明装管道造价低施工安装、维护修理均较方便，缺点是由于管道表面积灰产生凝水等影响环境卫生，有碍房屋美观。2暗装：即管道敷设在地下室天花板下或吊顶中，或在管井、管槽管沟中隐蔽敷设，卫生条件好房间美观。缺点是造价高，施工维护均不便。一般的民用建筑、厂房采用明装。对装饰及卫生要求较高的建筑可采用暗装。给水管道与其他管道同沟敷设时应在热水管及蒸汽管下方排水管上方，给水立管穿楼板时应预留孔洞。2.1.4 管材的选择（1）给水常用管材和管件常用给水管材一般有：钢管、铜管、铸铁管和塑料管及负荷管材。应注意，生活用水的给水管道应该是无毒的。1.钢管：钢管有焊接钢管（常用）、无缝钢管两种。规格以公称直径表示，即用字母DN后加公称直径数值表示。2.铜管：主要优点在于其具有很强的抗腐蚀能力，强度高可塑性强，兼顾耐用，能承受较高的外力负荷，热胀冷缩系数小，能抗高温环境，防火性能好。3、铸铁管：与钢管相比具有耐腐蚀性强造价低，耐久性好等优点，适用于埋地敷设。缺点是质脆。（2）管材选择1、新建、改建、扩建城市供水管道和住宅小区室外给水管道应使用无毒硬聚氯乙烯、聚乙烯塑料管，大口径城市供水管道可选用钢塑复合管。2、新建、改建住宅室内给水管道选用铝塑复合管。2.1.5给水方式的选择室内给水系统的给水方式必须根据用户对水质水压和水量的要求，室外管网所能提供的水质水量和水压情况，卫生器具及消防设备等用水点在建筑物内的分布以及用户对供水安全要求等条件来确定，室内给水系统主要给水方式主要有以下几种：1、直接给水方式：特点：系统简单、投资省可充分利用外网水压，但是一旦外网停水室内立即断水。适用场所：水量水压在一天内均能满足供水要求的用水场所。2、设水箱的给水方式：特点：供水可靠系统简单，投资省可充分利用外网水压，缺点是增加了建筑物的荷载。容易产生二次污染。适用场所：供水水压水量周期性不足时。3、设有储水池、水箱和水泵的给水方式：特点：水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积供水可靠，投资较大，安装和维修比较复杂。适用场所：室外给水管网水压低于或经常不能满足建筑内部给水管网所需水压，且室内用水不均匀时采用。4、分区给水方式：特点：可充分利用外网水压，供水安全但投资较大，维护复杂，供水压力只能满足下层供水要求时采用。本次设计选用：根据本册课程设计的任务书，我们采用2.1.6给水系统分区根据建筑给排水工程P12公式H=120+40*（n-2）（n2）得：楼层给水系统所需水压H/Kpa1F1002F1203F1604F2005F2406F280以第4层为例：n=4时，H=120+40*（n-2）=200Kpa170Kpa，所以系统分为两个供水区，1-3层由室外给水管网直接供水管网布置成下行上给式，4-6层采用水泵水箱联合供水方式。白天，通过市政管网提供的0.17MPa的压力将水供给1-3层住户，然后通过水泵与水箱联合供水的方式将水供给4-6层的住户，晚上10点到凌晨4点则利用市政管网提供的0.3MPa将水供给1-6层的住户。我们采用的给水方式是下层直接供水，上层设水泵、水箱的供水方式。2.2室内给水系统计算2.2.1用水量的计算住宅类型卫生器标准具设置用水定额（最高日）【L/（人d)】小时变化系数普通住宅II有大便器、洗涤盆85-1503.0-2.5III有大便器、洗涤盆、洗脸盆、和洗衣机、热水器和沐浴设备130-3002.8-2.3III有大便器、洗涤盆、洗脸盆、和洗衣机、集中热水供应（或家用热水机组）和沐浴设备180-3202.5-2.0表格2-2此六层住宅每户卫生间内设低水箱坐式大便器、洗面盆、浴缸，厨房内设有洗涤盆、煤气灶台台面标高离地面700毫米。故属于普通住宅II。由表2-2可知，住宅的最高日生活用水定额为130-300（L/人d)，小时变化系数Kh为2.8-2.3，使用时间为24小时。根据本住宅的性质，选用最高日生活用水定额为280（L/人d)，小时变化系数Kh为2.5.每户按3.5人计算。此六层住宅为每层两户、每户为两室一厅型，该建筑共有26=12（户），因每户有两卧室，故以每户3.5人计算，该建筑共有m=3.512=42（人）；用水单位数为42（人）。由公式：Qd=m*qd和 Qh=(QdT)*Kh用水人数（人）用水定额(L/人d)最高日用水量（m3/d)时变化系数最大时用水量（m3/h)4228011.76 2.51.2252.2.2设计秒流量的计算A. 白天1-3层市政管网供水1. 根据给水系统轴测图，确定最不利点及计算管路 经估算比较确定a即大便器冲洗水箱浮球阀为系统最不利点，计算管路为a-b-c-d-1-2-3-4-5 引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H1，取层高3米根据：H1=3 *3-（-1）*10=100KPa 最不利配水点所需的最低工作压力H4根据表2-1可查得大便器冲洗水箱浮球阀最低工作压力为0.020MPa=20KPa2. 计算各管段的设计秒流量 根据表2-2，此为普通住宅类，用水定额取q0=280L/(人d),用水时数T=24h,时变化系数取kh=2.5,每户按m=3.5人计 根据表2-1，查找每户设置的卫生器具给水当量数N大便器冲洗水箱浮球阀N=0.5浴盆混合水嘴N=1.2洗脸盆单阀水嘴N=0.75洗涤盆混合水嘴N=1.00家用洗衣机水嘴N=1.00小计：每户给水当量数Ng=4.45 根据公式2-7，求最大用水时卫生器具给水当量的平均出流概率U0 (%)U0=280*3.5*2.50.2*4.45*24*3600=0.03186 取U0=3.2%，查表2-5找出对应的cc=2.374%-1.939%5*2+1.939%=0.02113 根据公式2-6计算管段卫生器具给水当量的同时出流概率UU=1+c*(Ng-1)0.49Ng*100%=1+0.02113*(Ng-1)0.49Ng*100%(U计算公式中Ng是指计算管段上的卫生器具给水当量总数，当计算管段为起始端时，不论Ng大小是何值，U值均无需计算，均按U=100%计) 根据公式2-5，计算管段的设计秒流量q0q0=0.2*U*Ng 重复步骤、可以求出所有计算管段的设计秒流量进行给水管网的水力计算 实际运用中，求出设计秒流量qg后，可查表得出v、DN、i 根据公式2-13，求给水管段的沿程水头损失hy及hy 各项计算结果均列入表1表1 给水管网水力计算表计算管段编号当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量（L/s)管径DN（mm）流速（m/s)每米管长沿程水头损失i（KPa/m)管段长度L（m)管段沿程水头损失h=i*L(Kpa)管段沿程水头损失累计hy(Kpa)a-b0.51000.1150.50.2753.841.061.06b-c2.4565.50.32200.840.4781.990.952.01c-d3.4555.60.38250.580.1931.790.352.36d-14.4549.20.44250.670.2243.070.693.051-24.4549.20.44250.670.22430.673.722-38.935.50.63320.620.1530.454.173-413.3529.40.78320.770.21930.664.834-526.721.41.14400.680.13740.555.38 计算局部水头损失按管网沿程水头损失的百分数估算法进行计算hj=30%hy=30%*5.38=1.61KPa 计算管路的水头损失H2为 H2=hj+hy=1.61+5.38=6.99KPa 查附录1-1，选用水表口径；根据公式2-16，计算水表的水头损失H3因住宅用水量较小，总水表及分户水表均选用LXS旋翼湿式水表，分户水表和总水表分别安装在d-1和4-5管段，qd-1=0.44L/s=1.58m3/h,q4-5=1.14L/s=4.1m3/h。查附录1-1，选用DN20的分户水表，其常用流量2.5m3/hqd-1，过载流量Qmax=5m3/h。所以分户水表水头损失为：hd=qg2Kb=qg2Qmax2100=1.58252100=9.99KPa选DN32的总水表，其常用流量为6m3/hq4-5,过载流量为12m3/h。所以总水表的水头损失为：Hd=qg2Kb=qg2Qmax2100=4.12122100=11.67KPaH3=hd+Hd=9.99+11.67=21.66KPa 根据公式2-1,计算给水系统所需压力HH=H1+H2+H3+H4=100+6.99+21.67+20=148.66KPaq4-5,过载流量为20m3/h。所以总水表的水头损失为：Hd=qg2Kb=qg2Qmax2100=6.052202100=9.15KPaH3=hd+Hd=9.99+9.15=19.14KPa根据公式2-1,计算给水系统所需压力HH=H1+H2+H3+H4=190+9.1+19.14+20=238.24KPa300KPa满足要求。此步骤是为了验证市政管网夜间提供的0.3MPa压力能否将水供到第六层。三、室内排水系统的设计与计算3.1设计说明3.1.1建筑物内排水管道布置应符合下列要求自卫生器具至排出管的距离应最短，管道转弯应最少；排水立管宜靠近排水量最大的排水点；排水管道不得敷设在对生产工艺或卫生有特殊要求的生产厂房内，以食品和贵重商品仓库、通风小室、电气机房和电梯机房内；排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道；当排水管道必须穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝时，应采取相应措施；排水埋地管道，不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；排水管道不得穿越住宅客厅、餐厅，并不宜靠近与卧室相邻的内墙；排水管道不宜穿越橱窗、壁柜；塑料排水立管应避免布置在易受机械撞击处；当不能避免时，应采取保护措施；塑料排水管应避免布置在热源附近；当不能避免，并导致管道表面受热温度大于60时，应采取隔热措施。塑料排水立管与家用灶具边净距不得小于0.4m；当排水管道外表面可能结露时，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施。3.1.2室内管道的连接应符合下列规定：1. 卫生器具排水管与排水横支管垂直连接，宜采用90。斜三通；2. 排水管道的横管与立管连接，宜采用45。斜三通或45。斜四通；3. 排水立管与排出管端部的连接，宜采用两个45。弯头、弯曲半径不小于4倍管径的90。弯头或90。变径弯头；4. 排水立管应避免在轴线偏置，当受条件限制时，宜用乙字管或两个45。弯头连接；5. 当排水支管、排测水立管接入横干管时，应在横干管管顶或其两侧45。范围内采用45。斜三通接入。3.2室内排水系统的确定3.2.1排水方式的选择该建筑采用合流制排水系统。3.2.2排水系统组成排水管道包括：器具排水管、排水横支管、立管、埋地干管和排出管。建筑内部拍摄岁系统的组成应能满足以下三个要求：A. 系统能迅速畅通的将污废水排到室外B. 排水管道系统起亚稳定有害有毒气体不进入室内，保持室内环境卫生C. 管线布置合理，简短顺直工程造价低3.2.3排水管道安装要求1. 排水横支管不宜太长，尽量少转弯，一般一根支管连接的卫生器具不宜太多2. 横支管不得穿过沉降缝、烟道和风道3. 横支管不得穿过有特殊卫生要求的生产厂房，食品及贵重商品仓库，通风小室和变电室4. 横支管不得布置在遇水亿引起燃烧爆炸或损坏的原料产品和设备上面，也不得布置在食堂饮食业的主副食操作烹饪的上方5. 横支管与楼板和墙应有一定的距离便于安装和维修3.2.4管材选择1、排水管材a) 排水塑料管：目前在建筑内使用的排水塑料管是硬聚氯乙烯塑料管（简称UPVC管）具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，重量轻，内外表面光滑不易结垢容易切割等特点，采用承插粘接。b) 铸铁管：现在常用的排水铸铁管是离心铸铁管，管壁薄面均匀，重量轻，采用不锈钢带、橡胶密封圈、卡紧螺栓连接。具有安装更换管道方便、美观的特点。但是造价较高。c) 焊接钢管：主要用于洗脸、小便器、浴盆等卫生器具与横支管间的连接短管，管径一般为32、40、50mm。d) 无缝钢管：用于检修困难、机器设备振动较大的地方的管段及管道压力较高的非腐蚀性排水管。通常采用焊接或法兰连接。、附件a) 存水弯：存水弯的作用是在其内形成一定高度的水封，通常为50100mm,b) 阻止排水系统中的有毒有害气体或虫类进入室内，保证室内的环境卫生。c) 检查口和清扫口：属于清通设备，保障室内排水管道排水畅通。检查口设置在立管上，若立管上有乙字弯管时应在乙字弯管上部设检查口。清扫口一般设置在横管起点上。根据建筑给水排水工程P166，建筑物最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设有检查口。d) 地漏：一般设置在经常有水溅落的地面、有水需要排除的地面和经常需要清洗的地面（如淋浴间、盥洗室、厕所、卫生间等）。应设置于地面最低处。带有水封或存水弯。普遍地漏注意经常注水，以免水封因水分蒸发破坏。2、在排水管上设置检查口应符合下列规定：a) 立管上设置检查口，应在地(楼)面以上1.00米，并应高于该层卫生器具上边缘0.15米；b) 埋地管上设置检查口时，检查口应设置在立管底部之上，立管上的检查口盖应面向便于检查清扫的方位；横干管上的检查口应垂直向上；3.2.5排出管的布置与敷设1、排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。2、埋地管穿越承重墙或基础处，应预留洞口，且管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，一般不宜小于0.15米。3、排出管与室外给水管连接处应设检查井，检查井中心到建筑物外墙的距离不宜小于3米，不大于10米。4、排出管管顶距室外地面不应小于0.7米，生活污水排出管的管底可在冰洞线以上0.15米。5、排水管道坡度的确定排水管道属于重力流系统，因此排水横管在敷设时应有一定的坡度。3.3室内排水系统的计算3.3.1设计秒流量的计算按建筑给水排水工程P185公式5-1计算排水设计秒流量，其中根据P186表5-2取1.5，卫生器具当量和排水流量按表5-1选取洗脸盆Np=0.75,浴盆Np=3.00，坐便器Np=4.5，洗涤盆Np=1.00,计算出各管段的设计流量后查P432附表5-1确定管径和坡度。计算见下表5。qp=0.12NP+qmaxqp计算管段设计秒流量L/sqmax计算管段所接纳的卫生器具排水量的最大值L/s根据建筑物用途而定的系数，住宅取1.5污水管的排水水力计算如下：废水管的排水水力计算如下：四、水箱建筑给水系统中，在需要增压、稳压、减压或者需要储存一定的水量时，均可设置水箱。水箱可用钢板、玻璃钢等材料制成。一般设于屋顶水箱间（北方）或直接放于屋面上（南方）。4.1水箱的概念根据水箱的用途不同，有高位水箱，减压水箱，冲洗水箱，断流水箱等多种类型。其形状通常为圆形或矩形，特殊情况下也可设计成任意形状。此次设计的水箱为高位水箱。4.2水箱的组成进水管：一般由水箱侧壁接入，当水箱由外网压力进水时，进水管出口应装液压水位控制阀或浮球阀（2个）。当水箱由水泵供水，并利用水位升降自动控制水泵运行时，不得装水位控制阀。出水管：可以从侧壁或底部接出，出水管内底或管口应高于水箱内底且应大于50mm，出水管上应装设闸阀。溢流管：可从底部或侧壁接出，溢流管的进水口宜采用水平喇叭口集水，并应高出水箱最高水位50mm,溢流管上部允许装设阀门，出口应装设网罩。泄水管：应从水箱底部接出，管上应装设闸阀，其出口可与溢流管相接，但不得与排水系统直接相连。水位信号装置：该装置是反映水位控制阀失灵报警的装置，可在溢流管口（或内底）齐平处设信号管，一般自水箱侧壁接出，其接至有人值班房间内的洗涤盆上。通气管：供生活饮用的水箱，当贮水量较大时，宜在箱盖上设通气管，使箱内空气流通，管口应朝下并设网罩。人孔：为便于清洗、检修，箱盖上应设人孔。4.3水箱材料有钢板：普通，搪瓷，镀锌，古河和不锈钢等。这里选用不锈钢。4.4水箱计算人工操作水泵进水：V=Qdnb-TbQp式中，V水箱的有效容积（m3）；Qd最高日用水量（m3/d）；nb水泵每天启动的次数；Tb水泵启动一次的最短运行时间（h），由设计确定；Qp水泵运行时间Tb内的建筑平均时用水量（m3/h）由给水排水工程专业课程设计与毕业设计资料集知：故选用11号矩形钢板水箱其配水管管径尺寸如下：编号名称水箱型号1号-14号1出水管DN702进水管DN705排水管DN506溢流管DN80水箱的设置高度应满足以下条件：h=H2+H3式中，h水箱最低水位至配水最不利点的静水压力（104Pa）； H2水箱出水口至配水最不利点的总水头损失（104Pa）； H3配水最不利点的流出水头（104Pa）。4.5水箱材质选择一般可以选择不锈钢板、搪瓷钢板、玻璃钢、热浸镀锌钢板等，我们这次设计选用11号矩形钢板水箱。五、雨水排放量的计算4.1雨水排水系统的选择普通外排水系统由檐沟和立管组成，如图4.1。降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入到隔一定距离沿外堵设置的雨落管排至地面或雨水口。根据降雨量和管道的通水能力确定1根雨落管服务的屋面面积，再根据屋面形状和面积确定雨落管间距。普通外排水方式适用于普通住宅、一般公共建筑和小型单跨厂房。4.2雨水量计算(1)雨水量计算雨水设计流量公式 Q=*5*10000式中：Q屋面雨水设计流量（L/S）； 径流系数，屋面取0.9； F屋面设计汇水面积（ha）； q5当地降雨历时为5min的暴雨强度（L/S10000m）查表得上海降雨强度为419 L/S10000m（重现期取2年）屋面汇水总面积F=（3600*2+1750*2+2000*2+2750）*（4360+4000）/1000000+4*2=153.88mm 代入公式：Q=*5*10000=0.9*419*153.88/10000=5.8 L/S4.3雨水斗的选择雨水斗形式：79型雨水斗直径：75mm4.4立管的选择雨水立管管径：75mm多斗系统立管管径/mm75排水流量 (L/s)1012故知管径为75mm的排水立管符合要求。六、水表的概念及其选择水表是一种计量用户累计用水量的仪表。目前室内给水系统中广泛采用流速式水表。管径一定时，通过水表的水流速度与流量成正比的原理来测量。流速式水表按翼轮构造不同分为旋翼式和螺翼式，DN大于50mm时，应采用螺翼式水表。采用活动壁容积测量室的直接机械运动过程或水流流速对翼轮的作用以计算流经自