某商住楼给排水设计.doc

某商住楼给排水设计

一、工程概况：
本工程建筑属二类高层民用建筑，总层数为十一层，总建筑面积近5400平米，二至十一层为单元式住宅，一层部分为单元式住宅，部分为商铺。
设计技术要求如下：
1、给水工程：已知室外给水管网常年可保证的工作水压为300KPa，故应采用上下分区供水方式。
2、排水工程：室内排水系统采用雨污分流，污废合流的排水方式。
3、消防工程： 本建筑属于二类高层建筑，设室内、外消火栓系统及灭火器，商铺设自动喷水系统。
设计内容：
1、室内给水系统的水力计算；
2、消火栓灭火系统的水力计算；
3、自动喷水灭火系统的水力计算；
4、室内排水系统的水力计算。
主要设计依据：
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、《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2005）
4、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—2005）
5、《高层建筑给水排水设计手册》
二、生活给水系统设计
1、给水方式
由于市政管网可提供的水头为300 kpa，初步估算能够提供1—5层所需水压。故本工程给水方式采用分区供水，设贮水池和水泵的给水方式。即1—5层所需水压由市政管网直接提供；6—11层所需水压由变频恒压水泵提供。
2、初步布置设备和管道
1）水泵房设置在建筑外。其中，暂定水池最低水位为-5.00m，压水管线距离定为18 m。
2）消防水箱补给水由生活水泵提供，设置在楼梯间屋面，水箱底设置标高为38 m。
3）引入管：低区引入管有两根，高区由一根引入管通入贮水池中。
4）入户水表采用普通旋翼式水表，一户一表，分层集中设在楼梯间管道井中。
5）两单元一根立管，一分区设两根立管，设置在管道井中。
3、生活贮水池计算
本设计上区为设水泵的给水方式，考虑到必须设贮水池，据《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003 3.7.3如果没有详细的设计资料或为了方便设计，贮水池的调节容积亦可最高日用水量的20%至25%确定。如按20%计，则V= Q6-11 *25%=25.2*25%=6.3m3.故取之为贮水池容积，贮水池玻璃钢制。
进入水池的进水管管径取DN50，按管中流速为1.1m/s估计进水量，则由给水铸铁管水力计算表知Qj=2.1L/s=7.56 m3 /h，此值远大于水泵出水量。
4、给水管网的水力计算
1）本建筑对于住宅部分假定平均每户人数为3.5人，按建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，根据《建筑给水排水设计规范》表3.1.9选用生活用水定额q0=300L/人·d，使为24小时，时变化系数K=2.5。
由《建筑给水排水工程》第二章第二节公式（2-2）计算得：
= m·qd=3.5×43×300/1000 =41.15m3/d
由《建筑给水排水工程》第二章第二节公式（2-3）计算得：
Q = （Q / T）·K=（41.15/24）·2.5= 4.7m3 /h
Q —最高日用水量，m3/d
m—用水人数
qd—最高日生活用水定额，L/(人*d)
2） 对于一层商铺，面积为366.44m2,，每m2营业面积最高日生活用水定额取8L，时变化系数K=1.5，使用小时数为12h。
= 366.44×8/1000 =2.93m3/d
Q = （Q / T）·K=（2.93/24）·2.5= 0.37m3 /h
3）对于下区1至5层进行水力计算：
由值和各管段的当量总数分别计算出住宅部分各管段卫生器具给水当量的同时出流概率U值和设计秒流量。有蹲式大便器的给水管段，因采用延时自闭冲洗阀的给水当量均以0.5计，计算得到qg附加1.20l/s的流量后，为该管段的设计秒流量。由各管段的设计秒流量qg，控制流速在允许范围内，查附录3—1可得管径DN和单位长度沿程水头损失i。将其列入表下中。
由计算结果可知最不利立管是JL-1，因此管段的总沿程水头损失=14.8KPa；
三、消防给水系统设计
1、室外消火栓系统
由于任务书给定的建筑周边市政消火栓情况不详，故本工程设室外消火栓。查《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—2005表7.2.2，室外消火栓用水量为5L/s,所以，本商住楼室外需设置2个室外消火栓。室外环管DN150。
2、室内消防系统
1）本建筑为二类高层建筑，高度不超过50m,消防系统设计不采用分区，根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045—2005可知，室内及室外消火栓用水量均取5L/s,每根竖管流量为5 L/s，每支水枪最小流量为2.5L/s，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
火灾初期10min用水量由屋顶水箱供应，火灾10min后消防用水量由消防贮水池消防水泵联合供应。火灾延续时间按2h计。屋顶应设一个装有压力显示器的检查用消火栓，供本建筑和消防人员定时检验室内的消火栓系统供水能力时使用，其次对保护本建筑免受邻近火灾的影响有良好效果。
本系统采用贮水池—消防水泵—屋顶水箱的联合供水方式。
2）室内消火栓的布置
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—2005第7.4.6.1条要求，消火栓间距应保证同层任意部位有两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*Ld + Ls=0.8*20+3=19m。（应布置4个消火栓）
查表知，水枪喷口直径选19 mm,水枪系数φ=0.097；充实水柱Hm要求不小于10m,选Hm=10m，水枪实验系数ɑf值为1.2。
水枪喷嘴处所需水压：Hq=ɑf*Hm*(1-φ*ɑf * Hm)=136kPa
喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。
水枪喷嘴的出流量：qxh=(B*Hq)0.5=4.6L/s>2.5 L/s。
消火栓口所需的水压：Hxh=Hq+hd+Hk=203.9kPa
设置的消防高位水箱最低水位高程为38m,最不利点消火栓口高程31m,则最不利点消火栓口的静水压为38-31=7 mH2O>=7 mH2O,按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95（2005版）表7.4.7.2条规定不需设增压设施。
3）消防水力计算
将消火栓管网简化为支状管网计算。如消防计算图所示：最不利消防竖管为x1,出水枪数为1支，相邻消防竖管即x2，出水枪数为1支。
qxh1= ((Hxh1-2)/(1/B+ A* Ld))^0.5=4.60L/s
取每根立管流量为5 L/s.横干管流量为10 L/s.消防立管管径为DN100，符合《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—2005）第8.4.2第三条所示的室内消防竖管直径不应小于DN100的要求。
管路总水头损失为:
Hw=∑1.1iL=1.2*(0.014*100+0.027*31)=2.69 mH2O =26.9kPa，
消火栓给水系统所需总水压为Hx,则：
Hx=H1+Hxh+Hw=50+26.9+203.9+310=590.8 kPa
按消火栓灭火总用水量Qx=5L/s，选用消防泵80DL—3型2台，一备一用。Qb=5至10L/s，Hb=65.1至51.0 mH2O.
根据室内消防用水量，还应设置1套水泵接合器。
3、商铺自动喷水灭火系统
1）本建筑自喷系统按中危I级标准进行设计，作用面积为160m2,喷头工作压力为0.1MPa，喷水强度为6L/(min* m2),火灾延续时间按h计算，采用长方形布置。自动喷水喷头均采用吊顶型喷头，喷头动作温度为68℃，采用湿式报警阀，在立管和每根横支管相接处设置水流指示器，报警阀应距地面0.8至1.5m范围内。当建筑发生火灾时喷头动作，湿式报警阀系统由水力警铃报警，同时水流指示器动作，报警信号传到消防指挥中心，启动喷淋消防泵。
2)选用标准喷头，其流量特性系数为80，喷头处压力为0.1MPa，按中危I级标准设计，设计喷水强度为6L/(min* m2),作用面积为160m2,形状为长方形，长边L=1.2F^0.5=15.18m取15.2m，短边10.6m，作用面积内喷头数为15个。
每个喷头流量为q=K(10P)^0.5=80*1=80L/min=1.33L/s
作用面积内的设计秒流量为Qs=nq=15*1.33=19.95 L/s
理论秒流量Q1=F*q/60=1.52*10.6*6/60=16 L/s
设计秒流量为理论秒流量的1.25倍，符合要在1.15至1.30倍内的要求。
作用面积内的计算平均喷水强度为qp=19.95*60/160=7.5L/(min* m2)>6 L/(min* m2)
喷头保护半径R>=0.5*（A^2+B^2）^2=2.33m,取R=2.33 m.
作用面积内最不利点处4个喷头所组成的保护面积为：
F4=（1.52+3.04+1.52）*（1.76+3.53+1.76）=42.74 m2
每个喷头保护面积F1=F4/4=10.69 m2
其平均喷水强度为q=4*80/（7.75*5.3）=8>6.0 L/(min* m2)
管段的总损失为：
∑h=1.2*139+20=186.9Kpa。
系统所需水压H=186.9+50+25=262 Kpa
湿式报警阀和水流指示器的局部水头损失取20 Kpa.

一层商铺自喷灭火水力计算表
节点
管段
节点水压KPa

流量
管径和特性
管长
管段水损
节点q(L/S)
管段Q(L/S)
Q2
管径DN(mm)
比组 A
h=A*Q2*L(mH2o)
0

10
1.33

0--1

1.33
25
0.4367
3.9
3.0
1

13.0
1.33

1--2

2.66
32
0.09386
1.95
1.3
2

14.3
2.66

2--3

5.32
50
0.01108
2.8
0.9
3

15.2
5.23

3--4

10.64
50
0.01108
2.8
3.5
4

18.7
5.23

4--5　

15.96　　
75　
0.001709　　
3.5　
1.5　
5　

20.2　
5.23　

5--6　

19.95　
100　
0.0003653　
16.2　
2.4　

6—水泵

19.95
150
0.00004185
80
1.3

总沿程水头损失=139KPa

4、消防水箱
消防贮水量按存贮10min的室内消防用水量计算。
Vf=qxf*Tx*60/1000=5.4m3
选用标准图S3：S151(一)15 m3,方形给水箱，尺寸为3.6m*2.4m*2.0m，满足《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95（2001版）第7.4.7.1条要求。消防水箱内的贮水由生活用水提升泵从生活用水贮水池提升充满备用。
5、消防贮水池
消防贮水按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，用水量应为消火栓系统与自喷系统的加和，由第三节知自喷系统流量为19.95L/s，则总流量为24.95 L/s，从而Vf=24.95*2*3600/1000=179.64m3.

四、排水系统设计
1、排水体制的选择
根据任务书要求，室内排水系统采用雨污分流，污废合流的排水方式。污废合流排放至化粪池，经化粪池处理后排至室外排水管网。
2、初定通气方式
根据《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003）第4.6.2条第二款所示，本工程排水立管设置专用通气立管。
3、管材的选用及布置
1）污水管为单立管系统。
2）每户卫生间、厨房各设一根排水立管排水横管。
3）根据立管工作高度的要求，确定底部一层横支管单独排出。
4）室外排水管道的连接在管道拐弯和连接支管处及管道的管径、坡度改变处设置检查井。
5）排水管采用UPVC塑料管。
4、管道设计计算
1）根据建筑物性质知排水设计秒流量为：
qp=0.12*Np^0.5+qmax
查《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003）表4.4.5，取1.5，则qp=0.18*Np^0.5+qmax
2）确定管径及坡度
查《建筑给水排水设计规范》并保证排水系统在良好的水利条件下工作，排水横管应满足管道：充满度h/D、流速v、坡度i和最小管径四项水力要素的规定。
设计充满度h/D、设计坡度i查《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003）表4.4.10。
卫生间及厨房内卫生器具的排水流量和当量
序号
卫生器具名称
当量
排水流量/(L/s)
排水管
管径/mm
最小坡度
1
洗涤盆
1.0
0.33
50
0.025
2
洗脸盆
0.75
0.25
50
0.025
3
浴盆
3.0
1.0
50
0.025
4
坐便器
4.5
1.5
100
0.012
5
蹲式大便器
3.6
1.2
100
0.012
6
洗衣机
1.5
0.5
50
0.025

3）、确定立管和排出管管径

WL—1排水立管水力计算
管段编号
洗脸盆
浴盆
坐便器
蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当量数Ng
设计秒流量QL/s
管径Demm
0—1
1
-
-
-
-
-
0.75
0.25
50
110
110
110
1—2
1
1
-
-
-
-
3.75
1.35
2—3
1
1
-
1
-
-
7.35
1.69
3—4
10
10
-
10
-
-
73.5
2.74

WL—2排水立管水力计算
管段编号
洗脸盆
浴盆
坐便器
蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当量数Ng
设计秒流量QL/s
管径Demm
0—1
1
-
-
-
-
-
0.75
0.25
50
110
110
-
1—2
1
-
-
1
-
-
4.35
1.58
2—3
10
-
-
10
-
-
43.5
2.39

WL—3排水立管水力计算
管
段
编
号
洗
脸
盆
浴盆

蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当
量
数

设计秒流量QL/s
管
径DNmm
0—1
-
-
-
-
1
1.0
0.33
50
1—2
-
-
-
1
1
2.5
0.78
110
2—3
-
-
-
9
10
23.5
1.37
110
一层底管排水（商铺）
0—1
1
-
-
-
-
0.3
0.1
50
1—2
1
-
1
-
-
4.8
1.9
110
2—3
2
-
1
-
-
5.1
1.91
110
3—4
2
-
2
-
-
9.6
2.06
110

WL—4 WL—7 WL—8 排水立管水力计算
管
段
编
号
洗
脸
盆
浴盆

蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当
量
数

设计秒流量QL/s
管
径DNmm
0—1
-
-
-
-
1
1.0
0.33
50
1—2
-
-
-
1
1
2.5
0.78
110
2—3
-
-
-
10
10
25
1.4
110
一层底管排水
0—1
-
-
-
-
1
1.0
0.33
50
1—2
-
-
-
1
1
2.5
0.78
110

WL—5 WL—6 WL—10排水立管水力计算
管
段
编
号
洗
脸
盆
浴盆

蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当
量
数

设计秒流量QL/s
管
径DNmm
0—1
1
-
-
-
-
0.75
0.25
50
1—2
1
-
1
-
-
4.35
1.58
110
2—3
1
1
1
-
-
7.35
1.69
110
3--4
10
10
10

73.5
2.74
110
一层底管排水
0—1
1
-
-
-
-
0.75
0.25
50
1—2
1
-
1
-
-
4.35
1.58
110
2—3
1
1
1
-
-
5.1
1.91
110

WL—9 排水立管水力计算
管
段
编
号
洗
脸
盆
浴盆

蹲式大便器
洗衣机
洗涤盆
当
量
数

设计秒流量QL/s
管
径DNmm
0—1
1
-
-
-

0.75
0.25
50
1—2
1
-
1
-
-
4.35
1.58
110
2—3
10
-
10
-
-
43.5
2.39
110
一层底管排水
0—1
1
-
-
-
-
0.75
0.25
50
1—2
1
-
1
-
-
4.35
1.58
110

4）通气立管：
各立管管径

立管编号
污废立管管径
专用通气立管管径
PL-1
110
75
PL-2
110
75
PL-3
110
75
5、化粪池的选型
根据最大允许使用人数：每户以3.5人计，总户数43户，共150.5人。选用化粪池型号:矩形9号化粪池，有效容积为30m3.