小区多层建筑给水排水工程设计、计算说明书(毕业设计).doc

小区多层建筑给水排水工程设计摘 要本设计为小区多层建筑给水排水工程设计，设计的内容主要包括：建筑给水系统设计，建筑排水系统设计，建筑雨水系统设计，消火栓给水系统设计，自动喷淋系统设计。本建筑地上6层加跃层，建筑总高度为21.5米，一层层高3.6米，二层层高3.9米，其余层高为2.8米。一层为商场，二层左侧为办公室，右侧为住宅，三层到跃层为住宅。小区给水水源采用市政管网给水，市政管网压力为0.35Mpa,经管网水力计算，采用管网直接供水和水箱联合供水方式。在完成管网布置后，通过计算确定室内给水管网的管径、管内流速和管段水头损失，并选择的合适的加压水泵、分户水表和总水表。排水方式选用污废水分流制排放的方式。直接排放进入小区污水管道，再排放入城市下水道。确定生活排水系统布置形式并通过计算确定室内排水管网管径和坡度。雨水排水方式采用普通外排水方式。通过计算屋顶的汇水面积，确定了雨水管的管径。消防系统，住宅、办公室采用消火栓给水灭火系统，商场采用自动喷淋灭火系统。关键词： 给水系统；直接供水；普通外排水；自动喷淋The Water Supply and Drainage Engineering Design of Anshan Jinfu Garden High-rise Residential Building AbstractThe design is water supply and drainage engineering design of Anshan City Garden high-rise residential building. The content of my design includes the design of the building water supply system, the building water drainage system, the building storm-water system, the hydrant water supply system and the automatic sprinkler system.The present building on 6 floors with the thermocline, the building height of 21.5 meters, a layer of 3.6 meters high, two layers upon layer 3.9 meters tall, the layer is 2.8 meters high. A layer is a shopping mall, two floors and on the left for the office, the right to housing, three layer to layer for residential.District water supply water source uses the municipal network water supply, the pressure of the municipal pipe network is 0.35Mpa, administered by the network hydraulic calculation, using direct water-supply pipe and tank joint water supply mode. At the completion of the network layout, determined by calculation of indoor water supply pipe system, the diameter of the flow velocity in the tube and tube water head loss, and select the suitable pressurized water pumps, individual water meter and total water meter.Drainage mode selects the way of sewage and waste water discharged in separation. Direct discharge into the sewage pipe, and then discharged into the city sewer. Determine the life water system layout and determined through calculation of indoor drainage pipe network and slope.Rainwater drainage use the way of common external drainage. Through the calculation of the roof of the catchment area, determined the rain water pipe diameter.Fire control system, residential and office use the fire hydrant extinguishing water supply system, market adopts the automatic sprinkler system.Key words：Water supply system;Direct water supply;Common drainage; Automatic sprinkler目 录前 言11 总 论3 1.1 设计概况3 1.2 原始资料3 1.3 设计依据3 1.4 设计任务3 1.4.1 建筑内部给水系统设计任务3 1.4.2 建筑内部排水系统设计任务4 1.4.3 建筑内部消防系统设计任务42 室内给水系统设计5 2.1 给水水源5 2.2 给水系统选择5 2.3 给水系统的组成5 2.4 管道布置与敷设5 2.5 水表6 2.5.1水表的设置条件6 2.5.2 常用水表的类型、特征6 2.6 管段保护措施6 2.7 室内给水系统计算7 2.7.1 计算目的7 2.7.2 计算方法与步骤7 2.7.3 计算公式8 2.8 用水量计算11 2.9 最不利管段计算13 2.10 建筑内给水系统所需压力24 2.11其他给水管道水力计算253 室内排水设计41 3.1 排水系统选择41 3.2 排水系统组成41 3.3 管道、管材的布置和铺设41 3.4 最小管径、当量和坡度42 3.4.1 最小管径42 3.4.2 排水管径坡度42 3.4.3卫生器具排水当量43 3.5 通气管的安装应注意43 3.6 计算公式43 3.7 排水管WL-3水力计算过程44 3.8 其他排水管网水力计算48 3.9 雨水排水系统58 3.9.1 排水方式的选择58 3.9.2 雨水量计算公式58 3.9.3 设计暴雨强度和汇水面积58 3.9.4 普通外排水系统计算594 建筑消防给水系统计算62 4.1 消火栓系统62 4.2 自动喷淋系统62 4.3 消火栓给水系统计算63 4.3.1 计算公式63 4.3.2 消火栓的布置66 4.3.3 水枪喷嘴处水压67 4.3.4 水带水头损失67 4.3.5 消火栓口所需水压67 4.3.6 校核67 4.3.7 消火栓管网水力计算68 4.4自动喷水灭火系统70 4.4.1 自动喷淋管网水力计算公式70 4.4.2 自动喷淋管网水力计算72结 论75参考文献76谢 辞77前 言由于时代的发展，人们的生活水平渐渐提高，对于自身居住的环境也越来越重视，建筑逐渐向高层发展，这些年，高楼林立。从开始要有一个住的地方，发展到现在要有一个舒适的住处，建筑逐渐的向高层建筑发展的同时也越来越重视舒适、美观，越来越注重人与自然的和谐相处。这就必须要求工程设计的人员不断学习，积极创新，以满足人们对建筑越来越高的要求。目前由于土地资源的节约问题，高层建筑的应用越来越广泛，发展高层建筑对我国的土地资源紧缺是一种可行的解决办法，而高层建筑能否广泛使用，就在于它的舒适性、安全性能否得到大众的认同。在追求建筑物美观舒适的同时，更应该关注由此带来的环境问题。因此，我们在进行设计时，一定要综合考虑建筑物和设计地区的实际情况，设计出合理的生活、消防给水方案和污水、废水、雨水排出方案。花园多层建筑给水排水工程设计，设计的内容主要包括：建筑给水系统设计，建筑排水系统设计，建筑雨水系统设计，消火栓给水系统设计，自动喷淋系统设计。为了确保民用给排水在使用过程中充分发挥其安全稳定、高效的作用,故民用建筑给排水系统的安装、施工技术及其质量控制极其重要。要想使管网达到优质、高效、低能耗运行的目的,除要有合理的设计方案外,给排水系统安装质量的优劣将会对日后的使用产生极大的影响。本设计楼高21.5米，市政管网压力0.35Mpa，经水力计算可以满足压力要求，采用直接供水方式，考虑到顶层压力可能不稳定，所以采用设水箱稳压。设计过程中根据原始设计资料，参照相关标准及资料并结合当地的实际情况，合理的进行管道布置于敷设，并本着经济可靠的原则选择合适的给水方式。确定好这些后，进一步进行管网水力计算，并通过计算确定给水管网中各管段的管径、流速和沿程水头损失。根据这些数据选择适当的给水管件，确定管网所需水压进而选择适宜的加压泵和进户水表。室内排水主要是设计排除生活污水和废水的相关计算，确定污废水排水体制，通过排水管段的水力计算，确定各个排水管段管径、坡度，使污废水可以顺利的排除。排入小区污水管网。雨水排水方式采用普通外排水方式，通过该地区的暴雨强度、以及排水的汇水面积，计算出雨水管的泄流量，确定坡度和管径。室内消防只要有消火栓灭火系统和自动喷淋灭火系统，消火栓灭火系统确定保护半径，自动喷淋系统采用中危一级标准，正常压力为0.1MPa,作用面积为160平方米。1 总 论1.1 设计概况本工程所在地区为辽宁省鞍山市，建筑分类为三级，耐火等级为二级。本建筑地上6层加跃层，建筑总高度为21.5米，一层层高3.6米，二层层高3.9米，其余层高为2.8米。一层为商场，二层左侧为办公室，右侧为住宅，三层到跃层为住宅。1.2 原始资料本工程给水水源采用市政自来水，接管管径DN100mm，市政管网供水压力为0.35MPa。生活污水直接排入小区污水管网，然后进入城市下水道。阳台雨水排入室外雨水系统。建筑图纸：底层平面图一张，二层平面图一张，标准层平面图一张，跃层平面图一张。 用水量：住宅：用水量定额140升每人每天，小时变化系数2.6，使用人数330人，使用时间24小时。 办公室：用水量定额40升每人每班，小时变化系数1.2，使用人数125人，使用时间8小时。商场：用水量定额5升每营业厅每日，小时变化系数1.2，营业面积1500，使用时间8小时。1.3 设计依据给排水设计手册第一册、第二册建筑给水排水工程（教材）（中国建筑工业出版社）建筑给水排水设计规范（GB500152003）自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001 2005年版）1.4 设计任务 1.4.1 建筑内部给水系统设计任务 (1) 确定给水方式 (2) 确定室内给水管网布置形式 (3) 计算系统总水头损失 (4) 确定室内给水管网管径，计算管内流速 (5) 选择适当的给水管件 1.4.2 建筑内部排水系统设计任务 (1) 确定排水体制 (2) 确定室内排水管网布置形式 (3) 确定室内排水管网管径和坡度 (4) 合理选择屋面雨水排放方式 (5) 计算屋顶汇水面积 (6) 确定雨水管道管径及坡度 1.4.3 建筑内部消防系统设计任务 (1) 确定消防给水系统给水方式 (2) 消防水箱贮水量计算并计算水箱安装高度 (3) 确定建筑内部消防管网布置形式 (4) 消火栓系统消防泵的规格、数量确定 (5) 确定自动喷淋的面积、喷头数2 室内给水系统设计2.1 给水水源本工程的水源采用市政自来水，市政供水管道管径DN100mm，市政管网供水压力为0.35MPa。2.2 给水系统选择 给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案。合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素如技术因素包括：供水可靠性，水质，对城市给水系统的影响，节水节能效果，操作管理，自动化程度等；经济因素包括：基建投资，年经常费用，现值等；社会和环境因素包括：对建筑立面和城市观瞻的影响，对结构和基础的影响，占地面积，对环境的影响，建设难度和建设周期，抗寒防冻性能，分期建设的灵活性，对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。楼高21.5米，市政管网压力0.35MPa，经水力计算可以满足压力要求，采用直接供水方式，考虑到顶层压力可能不稳定，采用设水箱稳压。2.3 给水系统的组成该建筑的给水系统的组成：引入管，水表节点，管道系统，给水附件，水泵，贮水池，水箱等设备2.4 管道布置与敷设 (1) 管道布置适应力求长度最短，尽可能呈直线走向，并与墙梁柱平行敷设 (2) 给水管道不得敷设在烟道，风道，电梯井内，排水沟内。给水管道不宜穿过大便槽和小便槽。 (3) 给水管道不宜穿越伸缩缝，沉降缝，变形缝。 (4) 给水管道采用明装方式，其造价低，便于安装维修维护。 (5) 入户管上的水表节点一般装设在建筑物外墙内或室外装门的水表井中。 (6) 管道在穿过建筑物内墙，基础及楼板时均应预留孔洞。横管穿过预留洞时，管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量，以保护管道不致因建筑沉降而损坏，一般不小于0.1m。 (7) 为保证给水管道在较长的年限内正常工作，除加强维护管理外，还应采取如防腐，防漏，防冻等管道防护措施。2.5 水表 2.5.1水表的设置条件 (1) 必须单独计算水量的建筑物，应在其引入管上装设水表。 (2) 建筑物的某部分或个别设备必须计算水量时，应在其配水管上装设水表。 (3) 住宅应安装分户水表。 2.5.2 常用水表的类型、特征 (1) 我国目前生产的水表，水表大体分为：流速式和容积式。流速式又可分为旋翼式干式（冷水水表、热水水表）、湿式、螺翼式单向流（冷水水表、热水水表）、正逆流和复式。水表按其显示方式，还可以分为远传式和就地指示式两类，其中就地指示式又有表盘和数码显示两种。 (2) 技术特性和适用范围 常用水表的技术特性和适用范围详见给排水设计手册第2册表11-12.6 管段保护措施对于给排水管道我们在设计时要考虑管道的防腐、防冻、防高温、防漏和防震情况，采取合适的方式对管道实施保护。 (1) 防腐本工程管道的防腐措施为在管道除锈后，在管外壁涂防腐涂料，对于暗装的管道刷沥青漆两道。 (2) 防冻 由于本建筑所在地区为辽宁省锦州市，属结冻地区，故应对地下车库及一层的门厅本、过道等可能受室外冷空气影响的管道采取保温措施。 (3) 防高温塑料给水管道不得布置在灶台边缘；明设的塑料给水立管局灶台边缘不得小于0.4米。 (4) 防漏应避免将管道布置在易受外力损坏的位置，如避免不了，应采取必要的保护措施，避免其直接承受外力。 (5) 防震在设计时注意控制管道的水流速度，并装设可曲挠橡胶接头进行隔振，以防止启闭水龙头、阀门时出现水锤现象，引起管道、附件的振动。2.7 室内给水系统计算 2.7.1 计算目的室内给水管网的水力计算就是在满足各用水点的用水情况下，确定给水管的管径及给水管网的水头损失和水表的水头损失，以据此得出建筑内部给水系统所需的水压。 2.7.2 计算方法与步骤计算过程中，要根据建筑平面图和初定的给水方式，绘制出给水管道平面布置图和管道系统图，列出水力计算表，并将每步的计算结果填入表内，以使计算能够准确有序的进行。其具体的计算步骤如下：第一，根据系统图选择配水最不利点，确定计算管路。第二，以流量变化点为节点，从配水最不利点开始进行节点编号，将计算管路划分为计算管段，并标出两节点间的计算管段长度。第三，根据建筑物的性质，选用对应的设计秒流量公式，并计算各管段的设计秒流量。第四，进行给水管网的水力计算。第五，确定非计算管路各管段的管径。另外，还要对给水设计中涉及到的升压，贮水装置进行计算和选择。 2.7.3 计算公式 (1) 室内给水管网所需水压 （2.1） 式中 ：建筑内给水系统所需水压，kPa； ：引入管起点至最不利配水点高度所要求的静水压，kPa； ：管网的沿程和局部水头损失之和，其中局部损失占30%，kPa； ：水流通过水表时的水头损失，kPa； ：最不利配水点所需的最低工作压力，kPa。 (2) 给水设计秒流量公式设计秒流量的计算给水管道的设计流量不仅是确定各管段的主要依据，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。设计秒流量既生活给水管道的设计流量，它是建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量。本建筑是商住楼，该类建筑的设计秒流量按下式计算： =0.2+K (2.2) 式中 -设计秒流量，（L/s）-计算管段的卫生器具的给水当量总数，K-根据建筑用途而定的系数本建筑有大便器、洗涤盆和淋浴设备，所以值取1.02，K值取0.0045。将和K代入公式既可得： =0.21.02+0.0045 =0.204+0.0045用上面的公式计算的建筑，当连接卫生器具教少的给水管段时，其计算结果有时会小于该管段上卫生器具的给水额定流量，有时又会大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值，则应分别以该管段上1个最大卫生器具的给水额定流量和卫生器具的给水额定流量的累加值，作为管段的设计秒流量。 表2-1 给水用具设计秒流量及当量值表 浴盆大便器洗脸盆淋浴器洗涤盆小便器洗衣机当量值（）10.50.750.750.750.51设计秒流量（L/s）0.20.10.150.150.150.10.2 (3) 给水系统用水量公式 (2.3) (2.4) (2.5) (2.6) 式中 ：最高日用水量，L/d； ：用水单位数，人或床位数等； ：最高日生活用水定额，L/(人d)； ：平均小时用水量，L/h； ：建筑物的用水时间，h； ：小时变化系数； ：最大小时用水量，L/h。 (4) 管网沿程水头损失 设计过程中，要注意使管内水流速度满足推荐流速范围要求，即连接卫生器具的支管内的水流速度应为0.61.2m/s，其余干、立、横管中的水流速度为1.01.8m/s。室内给水管网的水头损失包括沿程和局部水头损失两部分。其中，管段的沿程水头损失为： （2.7） 式中 ：沿程水头损失，kPa； ：管道计算长度，m； ：管道单位长度水头损失，kPa/m。 (5) 水表水头损失公式 (2.8) 式中 ：水表水头损失，kPa； ：计算管段的设计秒流量，/s； ：水表特性系数（旋翼式水表：；螺翼式水表：，为水表的过载流量，/s）。2.8 用水量计算 住宅： 用水量定额140升每人每天，小时变化系数2.6，使用人数330人，使用时间24小时。 办公室： 用水量定额40升每人每班，小时变化系数1.2，使用人数125人，使用时间8小时 商场： 用水量定额5升每营业厅每日，小时变化系数1.2，营业面积1500，使用时间8小时. 合计： 2.8.1 地下生活贮水池和屋顶水箱容积的计算：根据设计规范，水箱容积按所供给的层数的最大小时用水量的50%确定， =6.950%=3.45 高位水箱消防贮水量的容积按贮存10分钟的室内消防用水量确定。对于消火栓给水系统，火灾发生前10分钟时，考虑有4支水枪进行消防灭火，每支水枪流量为5.0 L/s。=20 L/s；故 =12水箱净容积：水箱尺寸： LBH=233=18（安装于距楼顶0.6m高的基础上） 2.8.2 地下贮水池容积的确定根据设计规范，贮水池容积按所供给的层数的日用水量的20%25%来计算，在这里取25%，V=58.725%=14.68，取15。2.9 最不利管段计算根据轴测图选取JL-15立管最高最远的浴盆（0点）为最不利点。最不利管段为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、17、18、19、20。节点编号见给水计算图JL-15立管轴测图和小区给水平面图。由该建筑给水系统轴测图可知，引入管与室外给水管网连接点到配水最不利点的高差为20.30米 。 图2-1 给水管JL-15跃层给水轴测图 图2-2 小区给水管网平面图表2-2 最不利管段水力计算表计算管段卫生器具种类、当量和数量当量总数 设计秒流量（L/s）管径（mm）流速（m/s）每米管长沿程水头损失kPa/m管长（mm）管段沿程损失（kPa）浴盆大便器洗脸盆淋浴器洗涤盆小便器洗衣机10.50.750.750.750.510-1110.20200.530.2069850.2031-2111.50.26200.690.3369830.3302-41112.250.32200.840.478158547.5784-5233117.250.58250.880.36528001.0225-63552212.250.78251.180.61628001.7256-74773317.250.92320.90.29428000.6727-95994422.251.06321.040.38374302.8469-101018188844.51.56800.280.013153350.19910-1110221989148.51.64800.300.01446730.06511-12103121810356.251.78800.320.01639740.06412-131540301214378.52.16800.390.02321560.05013-141549392118399.52.48800.450.03041660.12514-1520584825223121.752.80800.500.03774710.27615-16256757292631443.10800.560.04556720.25516-17307666333034170.253.43800.620.053107870.572 续表 2-2 计算管段卫生器具种类、当量和数量当量总数 设计秒流量（L/s）管径（mm）流速（m/s）每米管长沿程水头损失kPa/m管长（mm）管段沿程损失（kPa）浴盆大便器洗脸盆淋浴器洗涤盆小便器洗衣机10.50.750.750.750.5117-18358575373438196.53.74800.670.062116220.72118-194094844138312222.754.05800.730.071170461.21019-20731721588073512406.755.941000.710.05158160.297合计18.21 通过计算各管段的设计秒流量，控制流速在准许范围内，查给水钢管水力计算表可得管径D和单位长度管段的沿程水头损失i，由公式h=iL计算管路的沿程水头损失的累计值，各项结果均列入系统水力计算表中。其具体计算过如下： (1) JL-15支管水力计算 管段0-1：用水器具：浴盆1个 当量：=1 =0.204+0.0045 =0.204+0.00451=0.21 L/s0.20 L/s符合计算连接卫生器具较少的给水管段时计算结果大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值应以卫生器具给水额定流量的累加值，作为管段的设计秒流量，故q=0.2 L/s。查给水塑料管水力计算表得出管径DN=20mm，流速v=0.53 m/s , 每米管段沿程损失i=2.06 kPa/m，由标准层给排水平面图量出管长L=0.985 m（不在同一平面上的部分由轴侧图上的标高做差来确定），管段沿程损失=iL=2.060.985=0.203 kPa 管段1-2：用水器具：浴盆1个，大便器1个 当量：=1+0.5=1.5 =0.204+0.0045 =0.204+0.00451.5=0.26 L/s查给水塑料管水力计算表得出管径DN=20mm，由于表中无=0.26 L/s这一项，故需要用内差法求得v、i数值，于是得流速v=0.69 m/s，每米管段沿程损失i=0.336kPa/m，由标准层给排水平面图量出管长L=0.983 m（不在同一平面上的部分由轴侧图上的标高做差来确定），管段沿程损失= iL=0.3360.983=0.330 kPa 管段2-4：用水器具：洗脸盆1个，大便器1个，浴盆1个 当量：=2.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.00452.25=0.32 L/s 查得：DN=20 mm； v=0.84 m/s； i=0.478 kPa/m； L=15.854 mh=iL=0.47815.854=7.578 kPa (2) JL-15立管水力计算 管段4-5：用水器具：浴盆2个 大便器3个 洗脸盆3个 淋浴器1个 洗涤盆1个 当量：=7.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.00457.25=0.58 L/s 查得：DN=25mm； v=0.88 m/s； i=0.365 kPa/m； L=2.800 mh=iL=0.3652.800=1.022 kPa 管段5-6：用水器具：浴盆3个 大便器5个 洗脸盆5个 淋浴器2个 洗涤盆2个 当量：=12.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.004512.25=0.78 L/s 查得：DN=25 mm； v=1.18 m/s； i=0.616 kPa/m； L=2.800 mh=iL=0.6162.800=1.725 kPa 管段6-7：用水器具：浴盆4个 大便器7个 洗脸盆7个 淋浴器3个 洗涤盆3个 当量：=17.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.004517.25=0.92 L/s 查得：DN=32 mm； v=0.9 m/s； i=0.294 kPa/m； L=2.800 mh=iL=0.2942.800=0.672 kPa 管段7-9：用水器具：浴盆5个 大便器9个 洗脸盆9个 淋浴器4个 洗涤盆4个 当量：=22.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.004522.25=1.06 L/s 查得：DN=32 mm； v=1.04 m/s； i=0.383 kPa/m； L=7.430 mh=iL=0.3837.430=2.846 kPa (3) 最不利干管水力计算 管段9-10：用水器具：浴盆10个 大便器18个 洗脸盆18个 淋浴器8个 洗涤盆8个 当量：=44.5 =0.204+0.0045 =0.204+0.004544.5=1.56 L/s 查得：DN=80 mm； v=0.28 m/s； i=0.013 kPa/m； L=15.335 mh=iL=0.01315.335=0.199 kPa 管段10-11：用水器具：浴盆10个 大便器22个 洗脸盆19个 淋浴器8个 洗涤盆9个 小便器1个当量：=48.5 =0.204+0.0045 =0.204+0.004548.5=1.64 L/s 查得：DN=80 mm； v=0.30 m/s； i=0.014 kPa/m； L=4.673 mh=iL=0.0144.673=0.065 kPa 管段11-12：用水器具：浴盆10个 大便器31个 洗脸盆21个 淋浴器8个 洗涤盆10个 小便器3个当量：=56.25 =0.204+0.0045 =0.204+0.004556.25=1.78 L/s 查得：DN=80 mm； v=0.32 m/s； i=0.016 kPa/m； L=3.974 mh=iL=0.0163.974=0.064 kPa 管段12-13：用水器具：浴盆15个 大便器40个 洗脸盆30个 淋浴器12个 洗涤盆14个 小便器3个当量：=78.5 =0.204+0.0045 =0.204+0.004578.5=2.16 L/s 查得：DN=80 mm； v=0.39 m/s； i=0.023 kPa/m； L=2.156 mh=iL=0.0232.156=0.050 kPa 管段13-14：用水器具：浴盆15个 大便器49个 洗脸盆39个 淋浴器21个 洗涤盆18个 小便器3个当量：=99.5 =0.204+0.0045 =0.204+0.004599.5=2.48 L/s 查得：DN=80 mm； v=0.45 m/s； i=0.030 kPa/m； L=4.166 mh=iL=0.0304.16