建排设计计算说明书.doc

3、计算说明书

3.1给水设计计算

该建筑位于南昌市，共8层，层高3.0m，总高24m。用经验法估算建筑所需水压为H=(n+1)×40=（8+1）×40=360KPa，大于室外给水管网保证的工作水压为340KPa。考虑到用水量不大，为减少用地面积，不分区，采用气压水罐和水泵加压气压给水设备供水。
3.1.1生活用水量计算
Qd=mqd
Qh=KhQd/T
经查该建筑属于普通住宅Ⅱ 型
qd取130~300L/(人·d)，Kh取2.8~2.3使用时间24h. （课本P31江西地区可取上限），住宅单位数m按每户3~4人计，取4人/户，则用水人数为4×6×8=192人
最高日用水量：
Qd=mqd=300×192=57600L/d
最高日最高时用水量：
Qh=KhQd/T=2.3×57600/24=5520L/h
2、给水系统水力计算
住宅生活给水管道设计秒流量计算公式：qg=0.2·U·Ng，查表知：浴盆水嘴N=1.0，坐便器N=0.5，洗脸盆水嘴N=0.75，洗涤盆水嘴N=1.0.
普通住宅Ⅱ型U0 参考值2.0-3.5,这里取3.0计算则a c=1.939×10-2 根据U=(1+a c（Ng-1）0.49)/Ng0.5 计算出U、qg。
生活给水管道的水流速度
公称直径（mm）
15～２０
２５～４０
５０～７０
≥80
水流速度（m/s）
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
流速应控制在范围内，查课本附表2-3可得管径DN和单位长度沿程水头损失i。
JL-1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q（L/s）
管径DN（mm）
流速v（m/s）

每米管长沿程水头损失i（m）
管长L（m）
沿程水头损失h=iL
（kPa）
沿程水头损失累计（kPa）
0-1
0.75
100
0.150
15
0.75
0.564
2.0
1.128
1.128
1-2
1.25
90
0.225
20
0.66
0.314
1.6
0.502
1.630
2-3
2.25
68
0.306
20
0.79
0.422
8.0
3.376
5.006
3-4
3.25
57
0.370
25
0.56
0.165
2.4
0.396
5.402
4-5
3.25
57
0.370
25
0.56
0.165
3.0
0.495
5.897
5-6
6.50
41
0.533
25
0.80
0.308
3.0
0.924
6.821
6-7
9.75
34
0.663
32
0.65
0.163
3.0
0.489
7.310
7-8
13.0
30
0.780
32
0.76
0.215
3.0
0.645
7.955
8-9
16.25
27
0.878
32
0.86
0.270
3.0
0.81
8.765
9-10
19.50
24
0.936
40
0.56
0.094
3.0
0.282
9.047
10-11
22.75
23
1.046
40
0.60
0.106
4.6
0.46
9.507

JL-2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q（L/s）
管径DN（mm）
流速v（m/s）

每米管长沿程水头损失i（m）
管长L（m）
沿程水头损失h=iL
（kPa）
沿程水头损失累计（kPa）
0-1
1
100
0.2
15
0.99
0.94
4
3.6
3.6
2-1
0.75
100
0.15
15
0.75
0.564
2
1.128
4.728
1-3
1.75
77
0.27
20
0.68
0.331
1.6
0.5296
5.258
3-4
2.25
68
0.306
20
0.82
0.454
2.4
1.090
6.348
4-5
3.25
57
0.370
25
0.56
0.165
8
1.320
7.668
5-6
3.25
57
0.370
25
0.56
0.165
3
0.495
8.163
6-7
6.5
41
0.533
25
0.80
0.308
3
0.942
9.087
7-8
9.75
34
0.663
32
0.65
0.163
3
0.489
9.576
8-9
13.0
30
0.780
32
0.76
0.215
3
0.645
10.221
9-10
16.25
27
0.878
32
0.86
0.270
3
0.81
11.031
10-11
19.5
24
0.936
40
0.56
0.094
3
0.282
11.313
11-12
22.75
23
1.046
40
0.60
0.106
3
0.318
11.631

JL-4（9）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Qg
(L/s)
管径DN
(mm)
流速v
(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
Hy=iL
(kPa)
管段沿程水头损失累计∑Hy

0-1
0.75
100
0.15
15
0.75
0.564
1.6
0.902
0.902
1-2
1.25
90
0.225
15
1.12
1.188
2.0
2.376
3.278
2-3
2.25
68
0.306
20
0.82
0.454
14
6.356
9.634
3-4
3.25
57
0.371
25
0.56
0.165
2.4
0.396
10.03
4-5
6.5
41
0.533
25
0.80
0.308
3.0
0.924
10.954
5-6
9.75
34
0.663
32
0.65
0.163
3.0
0.489
11.443
6-7
13
30
0.78
32
0.76
0.215
3.0
0.645
12.088
7-8
16.25
27
0.878
32
0.86
0.270
3.0
0.81
12.898
8-9
19.5
24
0.936
32
0.92
0.303
3.0
0.909
13.807
9-10
22.75
23
1.047
32
1.03
0.373
4.6
1.716
15.523
JL-5（8）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Qg(L/s)
管径DN(mm)
流速v(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Hy=iL(kPa)
管段沿程水头损失累计∑Hy

0’-1’
1.0
100
0.2
15
0.99
0.94
4.0
3.76
3.76
1’-2’
2.0
72
0.288
20
0.76
0.396
2.0
0.792
4.552
2’-4’
2.5
65
0.325
20
0.86
0.492
0.2
0.098
4.65
3’-4’
0.75
100
0.15
15
0.75
0.564
0
0
4.65
4’-5’
3.25
57
0.371
25
0.56
0.165
1.0
0.165
4.815
5’-6’
6.5
41
0.533
25
0.80
0.308
3.0
0.924
5.739
6’-7’
9.75
34
0.663
32
0.65
0.163
3.0
0.489
6.228
7’-8’
13
30
0.78
32
0.76
0.215
3.0
0.645
6.873
8’-9’
16.25
27
0.878
32
0.86
0.270
3.0
0.81
7.683
9’-10’
19.5
24
0.936
32
0.92
0.303
3.0
0.909
8.592
10’-11
22.75
23
1.047
32
1.03
0.373
4.6
1.716
10.308
JL-6（7）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Qg(L/s)
管径DN(mm)
流速v(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Hy=iL(kPa)
管段沿程水头损失累计∑Hy

0“-1”
0.75
100
0.15
15
0.75
0.564
1.6
0.902
0.902
1“-2”
1.25
90
0.225
15
1.12
1.188
2.0
2.376
3.278
2“-3”
2.25
68
0.306
20
0.82
0.454
11
4.994
8.272
3“-4”
3.25
57
0.371
25
0.56
0.165
2.4
0.396
8.668
4“-5”
6.5
41
0.533
25
0.80
0.308
3.0
0.924
9.592
5“-6”
9.75
34
0.663
32
0.65
0.163
3.0
0.489
10.081
6“-7”
13
30
0.78
32
0.76
0.215
3.0
0.645
10.726
7“-8”
16.25
27
0.878
32
0.86
0.270
3.0
0.81
11.536
8“-9”
19.5
24
0.936
32
0.92
0.303
3.0
0.909
12.445
9“-12
22.75
23
1.047
32
1.03
0.373
4.6
1.716
14.161
选取不利点位JL-1的0点处，计算有：
H1=202.1kpa，H2=15.84kpa，H3=0.389kpa，H4=50kpa
H=H1+H2+H3+H4=268.34kpa<320kpa，符合要求。
3.2消防系统的设计计算
1、本设计属于底层建筑普通住宅，室外消防栓用水量15L/s,室内消火栓用水量5L/S每根竖管最小流量5L/s,每支水枪最小流量2.5L/s,同时使用水枪数量2支。
2、消防系统的设计
1）、室外消火栓系统为低压制，消防用水由街道上的消火栓提供
2)、室内消火栓系统为临时高压制，系统由蓄水池-消防水泵-屋顶水箱联合供水。不分区，管网竖向成环状。管网设置3组水泵接合器，高位水箱一个，消防水池一个。系统设置消火栓泵2台（其中1台备用）。消防水泵可由消火栓处启泵按钮直接启动同时向消防中心报警，水泵现场及消防中心均可控制起泵。消火栓处设有消防卷盘。主泵停止工作时，备用泵自动投入工作。
3）火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应，火灾10min后消防用水量由消防泵供应。
3、根据《低层民用建筑设计防火规范》GB50049-95（2005年版）7.6条可不设自动喷水灭火系统。
4、根据建筑内壁各部分的使用功能，相应配置手提式干粉灭火器，以配合消防给水灭火系统。
5、消防管道安装与布置
1）、消火栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。
2）、管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式机械接头。
3）、消火栓口径为50mm枪喷口直径16mm，水龙带为麻织，直径50mm，长25m
4）为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.5Mpa的消火栓前设置减压孔板。
5）消火栓口离地面高度为1.1m。
（二）、设计计算
消火栓给水系统计算
（1） 消火栓的布置
该建筑总长52.5m，宽度28.1m，高度22.1m。按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）第7.4.6.1条要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.8，消火栓的保护半径应为：
R=C + =0.820+3=19m
Ls=0.7=0.7(H1-H2)/sin45°=0.7（3-1.1）/sin45°=3.0m
消火栓采用单排布置时，其间距为
S≤==16.99m，取17m。
据此每个单元只用布置一个消火栓就可满足要求，详见系统图。
（2） 水枪喷嘴处所需的水压
查表，水枪喷口直径选16mm，水枪系数值为0.0124；充实水柱要求不小于10m，选=10m，水枪实验系数值为1.20.
水枪喷嘴处所需水压
=/（1-）
=1.2010/（1-0.01241.2010）=14.9m=149kPa
（3） 水枪喷嘴的出流量
喷口直径16mm的水枪水流特性系数B为0.793.
===3.3L/s＞2.5L/s
（4） 水带阻力
16mm水枪配50mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。本工程亦选衬胶水带。查表知50mm水带阻力系数值为0.00677.水带阻力损失：
==0.0067720=1.47
（5） 消火栓口所需的水压
==14.9+1.47+2=18.37m=183.7kPa
（6） 校核
设置的消防储水高位水箱最低水位高程25.8m，最不利点消火栓栓口高程19.1m，则最不利点消火栓口的静水压力为25.8-19.1=6.7m=67kPa。按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。
（7） 水力计算
按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为，出水枪数为2支，相邻消防竖管即，出水枪数为2支。
==18.37m=183.7kPa
=(0和1点的消火栓间距)+h(0~1管段的水头损失)
=18.37+3.0+0.50=21.87m
1点的水枪射流量
=
=/B++2
==3.18L/s
进行消火栓给水系统水力计算时，按图13-15以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表
消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
设计秒流量q(L/s)
管长L(m)
DN
V(m/s)
i(kPa/m)
iL(kPa)
0-1
3.18
3.0
100
0.368
0.064
0.192
1-2
6.66
17.0
100
0.769
0.127
2.159
2-3
13.32
18.8
100
1.54
0.475
8.93
3-4
13.32
5.1
100
1.54
0.475
6.375
=17.656
管路总水头损失为=17.6561.1=19.422kPa
消火栓给水系统所需总水压应为
=++=19.110-(-1.60)10+183.7+19.14=377.84kPa
按消火栓灭火总用水量=13.32L/s，选消防泵80DL50-202型2台，1用1备。=8.89~20.28L/s，=32~43m(320~430kPa)，N=11kW。
根据室内消防用水量，应设置2套水泵接合器。
（8） 消防水箱
消防储水量按存储10min的室内消防水量计算。
=60/1000=13.321060/1000=7.992＜12
取12，选用标准图：S151（一）15方形给水箱，尺寸为3600mm2400mm2000mm。满足《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001版）第7.4.7.1条规定。
消防水箱内的储水由生活用水提升泵从生活用水储水水池提升充满备用。
（9） 消防储水池
消防储水按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即=13.3223600/1000=96。
3.3排水系统的计算
排水系统选择有通气的普通单立管排水系统。排水立管向上延伸汇通，穿出屋顶与大气连接，一般适用于多层住宅。
3.3.1立管的计算
WL-1：
管段
编号
卫生器具名称数量
排水当量总值Np
设计秒流量Q(l/s)
管 径
De(mm)
坡 度
i
备 注
大便器
洗手盆
浴盆
洗涤盆
Np=3.6
Np=0.3
Np=3
Np=1
①②③④⑤⑥⑦
1-2

1
1
0.33
50
0.025
2-5

1

1
1.3
0.53
50
0.025
3-4

1

5
1
50
0.025
4-5
1

1

6.6
1.66
75
0.015
WL-2：
管段
编号
卫生器具名称数量
排水当量总值Np
设计秒流量Q(l/s)
管 径
De(mm)
坡 度
i
备 注
大便器
洗手盆
浴盆
洗涤盆
Np=3.6
Np=0.3
Np=3
Np=1
①②③④⑤⑥⑦
1-2

1
1
0.33
50
0.025
2-3

1
1
4
1.6
75
0.015
3-5
1

1
1
7.6
2.03
75
0.015
4-5

1

0.3
0.10
50
0.025
WL-3：
管段
编号
卫生器具名称数量
排水当量总值Np
设计秒流量Q(l/s)
管 径
De(mm)
坡 度
i
备 注
大便器
洗手盆
浴盆
洗涤盆
Np=3.6
Np=0.3
Np=3
Np=1
①②③④⑤⑥⑦
1-2

1
1
0.33
50
0.025
2-5

1

1
1.3
0.53
50
0.025
3-4

1

5
1
50
0.025
4-5
1

1

6.6
1.66
75
0.015
WL-3：
管段
编号
卫生器具名称数量
排水当量总值Np
设计秒流量Q(l/s)
管 径
De(mm)
坡 度
i
备 注
大便器
洗手盆
浴盆
洗涤盆
Np=3.6
Np=0.3
Np=3
Np=1
①②③④⑤⑥⑦
1-2

1
1
0.33
50
0.025
2-3

1
1
4
1.6
75
0.015
3-5
1

1
1
7.6
2.03
75
0.015
4-5

1

0.3
0.10
50
0.025
3.3.4化粪池的计算
化粪池的容积计算
V=V1+V2=α·N·q·t/24×1000+α·N·a·T·（1-b）·K·m/(1-c)×1000
　式中 V——化粪池有效容积，m3
V1——污水所占的容积，m3
V2——污泥所占的容积，m3
N——设计总人数等于4×6×8=192人
α——住宅取70%
q——本设计是生活污水与生活废水合流排放则取0.9×300=270 L/(人·d)
t——取12h
a——本设计是生活污水与生活废水合流排放则取0.7 L/(人·d)
b、c——分别去95%、90%
T——取180d
K、m——分别取0.8、1.2
V1=70%×192×270×12÷（24×1000）=18.144m3
V2=70%×192×0.7×180×（1-0.95）×0.8×1.2÷（（1-0.9）×1000）=8.129 m3
V=V1+V2=18.144+8.129 =26.27m3
考虑时间及人数的不规定性，则多考虑15%估算容积，则化粪池总有效容积 V=1.15×26.27=30.21 m3

3.4雨水系统的计算

3.4.1降雨强度
根据规范要求，设计重现期采用P=2年，降雨历时5min，查《建筑给排水设计手》表4.2-2得南昌q5=5.10L/s·100m2，H=184mm/h.
3.4.2汇水面积
汇水总面积约为：F=43.94×14.08=618.68m2
考虑布置3根立管则每根立管的汇水总面积约为：
F0=618.68÷3=206.23m2
3.4.3雨水量的计算
按公式 Q=ψFq5/10000 计算 ψ取0.9
Q=ψFq5/10000=0.9×618.68×5.10÷10000=28.4L/s
3.4.4雨水斗及立管的选择
设3根立管则要3个雨水斗则估计每个雨水斗的泄流量约为
Q0= Q/3=28.4÷3=9.47L/S
查课本表6-1 可以选择重力流排水系统100mm的最大泄流量10L/S。 查附表6-4屋面雨水排水立管可选择DN100的塑料管，至底部横干管选择DN150的塑料管即可。

4、主要参考资料

1、《建筑给水排水工程》（课本）
2、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
3、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
4、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
5、《给水排水标准图集》S1、S2、S3、S4
6、«给水排水设计手册»第一册,第二册,第十册
7、«建筑给水排水设计手册»
8、《全国民用建筑工程设计技术措施（给水排水）》
9、《给排水工程专业毕业设计指南》
10、《AutoCAD给排水设计与天正给排水TWT工程实践》