兰同住宅楼给排水课程设计说明书.doc

目 录1.中英文摘要22.设计任务书33.设计说明书44.设计计算书1.给水管道水力计算92.排水管道水力计算133.热水水力计算165.主要参考资料256.附图1.平面布置总图2.给水管道系统图3.排水管道系统图4.热水管道系统图摘 要本设计是兰同住宅楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、热水系统三个部分。给水系统采用一个给水分区，供水方式采用下行上供，采用市政直接供水方式；排水系统采用的是污、废合流制，排水立管仅设伸顶通气管，污水排向市政污水管网；给水管和排水管分别采用普通镀锌钢管和排水塑料管。其次为热水，循环供水方式，用水加热器加热，冷水为直接供水，管材是铜管。设计过程进行了各系统方案的确定、平面布置和计算,以及各种设备的选型,最后用CAD绘制了各个系统的平面布置图和系统轴侧图。关键词：课程设计；建筑给排水；给水管材summaryThe design of the residential buildings with Syria is building drainage design, including the water supply system, drainage system, hot water system three parts.Water supply system USES a water area, water supply the completion of the way down, the municipal water supply way directly; Drainage system USES is unclean, waste confluence system, drainage stand pipe set out only top ventilation tube, sewage row to municipal sewage pipe network; To drain water pipe and were used respectively to ordinary galvanization steel tube and drainage plastic pipe. Followed by hot water, water circle way, water heater heat, cold water for direct water supply, pipe is copper tube.The design process of the scheme determination of each system, the layout and calculation, and various equipment selection, finally use CAD drawing the floor plan of each system and system isometric.Keywords: course design; Building water supply and drainage; Service pipe建筑给排水工程课程设计任务书及要求任务书：某建筑的室内给水排水设计，建筑所处地区（或城镇）自定；室内外高差在0.450.6m范围内自选；室外有给水、排水管道；室外给水、排水管道埋深符合冰冻深度及覆土深度要求；室外给水管网的流量满足室内给水的要求;供水压力为0.45MPa、；室内给水、排水管道进出户位置及方向自定。请计算确定室内给水管道流量、管径；室外排水管道流量，横管、立管、通气管管径，横管坡度，排出口（以距外墙3m为准）处管底标高。课程设计装订内容及要求：1. 目录2. 中英文摘要（200字）3. 设计任务书4. 设计说明书。阐明设计项目概况（地理位置，周边环境等），方案选择，设计依据，主要设计参数选用（冰冻深度最低月平均气温等），室内给水所需压力，排水出户管标高、坡度。5. 给水、排水管道计算书，要有计算过程，注明所引用的公式及公式中的参数取值。6. 给水、排水管道平面布置图。7. 给水、排水管道系统图（即轴测图）。8. 给水、排水管道计算草图各一张，要有计算管段编号。9. 主要参考资料。兰同住宅楼设计说明书 一、 设计任务兰同住宅楼，层数五层，要求进行给排水设计，具体项目为：1.建筑给水工程；2.建筑排水工程；3.热水给水系统；二、 设计文件及设计资料1.与设计相关的建筑图（一层、二五层）2.一层标高：0.000；层高：一至五层住宅3米。 三水量计算1生活用水量给水用水量定额与时变化系数，由课设条件图可知，此五层单元式住宅的卫生器具设置有：大便器、洗脸盆、洗涤盆、，故属于普通住宅，由建筑给水排水设计规范3.1.9选用：（1） 用水定额及时变化系数qd=200L/（人d），时变化系数Kh=2.5（2）用水单位数由课设条件图可知，兰同住宅楼共五层，四层住宅，分为四个单元，皆为一梯两户。该建筑共有2*5*4=40（户），以户3.5人计算， 该建筑共有m=3.540=140（人）；用水单位数为140（人）。（3）最高日用水量（4）最高日平均时用水量（5）最高日最大时用水量 2污水排放量按给水总量的90计算： 四、给水系统1.给水系统组成建筑内部的给水系统由下列各部分组成：（1）引入管自室外给水管将水引入室内的管段，也称进户管。（2）水表节点水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。在建筑内部的给水系统中，除了在引入管上安装水表外，在需要计量水量的某些部位和设备的配水管上也要安装水表。为利于节约用水，住宅建筑每户的进户管上均应安装分户水表。分户水表或分户的数字显示宜设在户门外的管道井中，走道的壁龛内或集中于水箱间，以便于查表。（3）给水管道 给水管道包括干管、立管和支管。目前我国给水管道主要采用钢管和铸铁管。焊接钢管耐压、抗振性能好，单管长，接头少，且重量轻；铸铁管性脆、重量大，但耐腐蚀，经久耐用，价格低。钢管连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接，为避免焊接时锌层破坏，镀锌钢管必须用螺纹连接。给水铸铁管采用承插连接，塑料管有螺纹、法兰连接，焊接和粘接等多种方法。本系统采用镀锌钢管。2给水方式选择（1）给水方式选择原则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。在初步确定给水方式时，对层高不超过3.5m的民用建筑，给水系统所需的压力（自室外地面算起），可用以下经验法估算：1层为100kpa,2层为120kpa,三层以上每增加1层，增加40kpa。（2） 给水方式方案比较给水方式的基本类型有：直接给水方式 直接给水方式是由室外给水管网直接供水，为最简单、最经济的给水方式。适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑。在本设计中选直接给水方式。设水箱的给水方式 设水箱给水方式宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。当室外给水管网水压偏高或不稳定时，为保证建筑内给水系统的良好工况或满足供水的要求，也可采用设水箱的给水方式。设水泵的给水方式 设水泵的给水方式宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；当建筑内用水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。设水泵和水箱的给水方式 设水泵和水箱的给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需的水压，且室内用水不均匀时采用。该给水方式的优点是水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积，又因有水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。（3）给水系统布置方式给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材，造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线长，造价高。一般建筑内给水管网宜采用枝状布置。按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。本设计为普通的五层住宅，室外给水压力能满足直接供水要求，所以本设计不需要分区，也不需要加压，因此直接供水方式是最简单、最经济的给水方式。采用枝状网，按水平干管的敷设位置采用下行上给式。给水管道布置与敷设3.方案确定采用市政管网直接供水，供水方式下行上给。管材采用普通镀锌钢管。五、污水排水系统采用污废水合流排放方式的排水系统。1.污水排水系统方案一：环形通气管和主通气立管排水系统：环形通气管一边接于污水横支管一边接于主通气立管，主通气立管每隔两层用结合通气立管与伸顶通气立管相连。论 证：该系统排水条件较好，但设环形通气管耗费管材，施工复杂。方案二：专用通气立管污水排水系统：设专用通气立管，每隔两层用结合通气立管连接于排水立管，伸顶通气立管污水排水系统：通气管伸至设备间屋顶。论 证：经计算单设伸顶通气立管已经能满足排水量要求。所以该系统比较耗费管材，施工也比较复杂，并会使工期延长。方案三：采用无伸顶通气立管污水排水系统。论 证：经计算单设无伸顶通气立管能满足排水量要求。结 论：综合比较采用方案三。2排水系统管材选用排水管道选用UPVC排水管，UPVC在工程使用中有铸铁排水管无可比拟的优越性。其表现在优越的物理化学性能、良好的排水性能、管材轻、施工方便、经济、美观，所以选用UPVC排水管。为了解决噪音问题立管采用UPVC螺旋消音管，排出管和支管采用UPVC排水管，粘接。3.方案确定采用污水和废水合流质排放，再直接排入市政排水管网。管材采用排水塑料管。六、室内热水供应系统 由水加热器、热水供水管道及用水设备组成，供应室内盥洗、洗涤器皿等生活需要的热水，以及工业生产用的热水。生活热水用水量和水温标准，根据当地的气候条件和生活习惯确定。工业生产用热水量、水质和水温根据生产工艺要求确定。生活用热水的水质应符合生活饮用水卫生规程的要求。 1.供应方式分两种。局部供应。由局部的自动煤气热水器或电热水器制备热水，供个别浴室、厨房使用。集中供应。集中制备热水或加热热媒，再输送到各使用点。水的加热方式有：热水锅炉直接加热，优点是设备简单，但如果供给的水硬度较高，锅炉会结垢；蒸汽直接加热，优点是设备简单，缺点是噪声不易消除，如果供给的水硬度较高，会造成结垢；间接加热，热媒在另一管道系统流动，通过管壁传输热能将水加热，热水水质不受热媒污染，但设备投资较高。 2.热水配水管网主要有两种。 单管式。只有供水管，没有回水管。优点是系统简单,造价低；缺点是用水点用水时,必须将管道内停留的冷水放完才有热水。在管路短或连续用水的情况下采用这种系统较为合适 循环式。除供水管外还设有回水管。热水自水加热器经供水管供给各用水点，又经各用水点处的回水管返回水加热器。这样，在各用水点处随时都有热水可用热水在管道内循环流动可靠自然循环或机械（泵）循环。此外，高层建筑也可按竖向划分供水区，以免水压过高，影响使用。 3.水的加热和贮存水加热设备的选择应根据使用特点、耗热量、加热方式、热源情况和燃料种类确定。 集中供应热水系统的贮水器容积，应根据日热水用水量小时变化曲线及锅炉、水加热器的工作制度计算确定。一般住宅、公寓、旅馆等使用热水时间长，因此以加热能力大、贮存容积小的为合适；工厂、学校、办公楼使用热水时间短，则以加热能力小、贮存容积大的较为合适。 水加热器向热水管网的供水压力和热水流量由接入的补水给水管供给。因此冷水补给水管的管径应保证能补给热水供应系统的设计流量。供水压力应保证位于最不利处的热水配水点的需要。4.方案确定室内热水采用集中式热水供应系统，冷水有市政直接供水，采用半容积式水加热器，蒸汽来自该建筑物附近的锅炉房，凝结水采用余压回水系统流回锅炉房的凝结池。供水方式为下行上给，热水出口水温70，冷水水温10。管材采用热水铜管。一、给水管网水力计算1设计秒流量给水系统住宅生活给水管道的设计秒流量公式 式中：qg计算管段的设计秒流量，L/s； U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%； Ng计算管段的卫生器具给水当量总数； 0.2以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，L/s；给水当量同时出流概率计算公式平均出流概率U0的参考值 表1-1住宅类型U0的参考值普通住宅型3.44.5普通住宅型2.03.5普通住宅型1.52.5别墅1.52.0 表1-21.00.3234.02.8161.50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3748.06.4892平均出流概率U0最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0计算公式：根据设计规范及实际情况估计，选取q0=200L，m=3.5*8*5=140人，Kh=2.5，根据课本表2.1.1得:大便器N=0.6，洗脸盆N=0.75，洗涤盆N=0.75，计算管段上的卫生器具给水当量总数，Ng=93.75T=24hU0 =4.32%对应表2,由内差法求出c=3.102x10-23. 水力计算表（给水系统草图见附图）给水管网计算表如下，其中流速应控制在允许范围内，查附录2.1可以得到管径DN，再由公式Q=AV和(式中普通钢管、铸铁管Ch=100)计算每米管段的沿程水头损失，再由公式hy=iL计算出管段的hy。JL-1给水管网水力计算表 表1-3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)每米管沿程水头损失I(Kpa/m)管段长度(m)管段沿程水头损失(Kpa)管段沿程水头损失累计(Kpa)010.60100.000.12150.680.891.51.321.32121.3587.660.24200.750.770.60.481.80232.1071.250.30200.951.193.03.575.37344.2051.470.43250.880.793.02.387.75456.3042.640.54251.101.193.03.5611.31568.4037.360.63320.780.483.01.4312.746710.5033.750.71320.880.598.34.9417.677821.0024.761.04400.830.4122.59.1826.858993.7513.282.49501.270.697.24.9831.83JL-5给水管网水力计算表 表1-4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)每米管沿程水头损失I(Kpa/m)管段长度(m)管段沿程水头损失(Kpa)管段沿程水头损失累计(Kpa)010.75100.000.15150.851.350.30.430.38121.3587.660.24200.750.774.23.263.64232.1071.250.30200.951.195.16.049.68342.7063.310.34250.700.511.80.9510.63454.0552.350.42250.860.770.50.3811.00568.1037.980.62320.770.463.01.3712.386712.1531.590.77320.950.693.02.0714.457816.2027.770.90321.120.933.02.7817.228920.2525.161.02400.810.392.00.7918.0191051.7516.851.74500.890.360.40.1418.15101193.7513.282.49501.270.697.24.9823.13JL-1管路是最不利管路。31计算沿程水头损失之和hy=31.83KPa32计算局部水头损失局部水头损失按沿程水头损失的30%计，为：hj=30%hy=0.331.83=9.549KPa则沿程水头损失和局部水头损失的总和损失为： H2 =31.83+9.549=41.379 KPa33计算水表水头损失当以0-2-6-12计算管路，以洗涤盆为最不利配水点的给水系统水力计算时，在管段2-3上安装分户水表，此段秒流量为0.30=1.08m3/h，查附录1.1，故选择型号为LXS-15C,公称口径为15mm的旋翼湿式水表。过载流量为，则：水表的特征系数为： 分户水表的水头损失为：总水表安装在管段8-9上，此段管段秒流量为2.49L/s=8.964m3/h10m3/s，住宅建筑用水不均匀，因此水表口径可按设计秒流量不大于水表的最大流量确定，故选型号为LXS-40C，公称口径为40mm的旋翼湿式水表，过载流量为20m3/h。水表的特征系数：总水表的水头损失：hd24.5（水表水头损失允许值）因该计算管路既有分户水表又有总表，所以34计算最不利点至管网引入点之间的高差H1=（3*5+1）x10=160kPa35最高层所需流出水头H4=20KPa36所需总水压H= H1+H2+H3+H4=160+41.379+33.048+20=254.427 KPa450kPa满足供水的要求。二、排水管网水力计算1横支管计算所选用公式为： 公式2-1 式中：计算管段排水设计秒流量； 根据建筑物用途而定的系数，取 =1.5； 计算管段的卫生器具排水当量总数； 计算管段上最大一个卫生器具的排水流量。注：如果计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，按卫生器具排水流量累加值。按式上式计算排水设计秒流量，其中，卫生器具当量和排水流量按表5.1.1选取，计算出各管段的设计秒流量后查附录5.1，确定管径和坡度（均采用标准坡度i=0.026），管材使用UPVC。 卫生器具的排水流量，当量及管径 表2-1卫生器具名称排水流量（L/S）当量排水管管径（mm）洗脸盆0.250.753250自闭式冲洗阀大便器1.504.50100洗涤盆0.331.0050冲落式大便器150450100各层横支管水力计算表如下表(其系统计算草图见附图): 各层横支管水力计算表（PL1-PL4、PL6-PL8) 表2-2管段编号卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i大便器蹲式大便器洗脸盆洗涤盆Np=4.5Np=4.5Np=0.75Np=1.01211.00 0.33 900.0264314.50 1.50 1100.02632115.25 1.75 1100.026备注:各管段按公式2-1计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按卫生器具排水流量累加值计算.管段3-2、4-3连接一个大便器，最小管径应取100mm，管段1-2连接厨房的洗涤盆，最小管径应取75mm。塑料管的排出管、横干管以及与之连接的立管底部应放大一号管径。PL-5各层横支管水力计算表 表2-3管段编号卫生器具名称数量排水当量总数Np设计秒流量qp(L/s)管径de（mm）坡度i大便器蹲式大便器洗脸盆洗涤盆Np=4.5Np=4.5Np=0.75Np=1.01211.000.33900.02623115.501.831100.026341116.251.951100.02645111110.752.091100.0267610.751.66500.02665115.251.751100.026备注:管段按公式2-1计算，除3-4、4-5、7-6外，其余管段计算结果大于卫生器具排水流量累加值，所以，设计秒流量按卫生器具排水流量累加值计算.管段2-3、3-4、4-5、6-5连接一个大便器，最小管径应取100mm，管段1-2连接厨房的洗涤盆，最小管径应取75mm，管段7-6上只连接一个洗脸盆，由表2-1可知：管径取值范围为32mm50mm塑料管的排出管、横干管以及与之连接的立管底部应放大一号管径。2立管计算PL1接纳的的排水当量总数为Np1=(4.5+0.75+1.0)*5=31.25PL1最下部管段排水设计秒流量查表5.2.5，选用立管管径de75mm,因设计秒流量2.5小于表5.2.5中de75排水塑料管最大允许排水流量3.0 L/s，所以不需要设专用通气管。PL5接纳的的排水当量总数为Np5=(1.0+4.5+2*0.75+2*4.5)*5=80PL5最下部管段排水设计秒流量查表5.2.5，选用立管管径de90,因设计秒流量3.1小于表5.2.5中de75排水塑料管最大允许排水流量3.8 L/s，所以不需要设专用通气管。3立管底部和排出管计算为排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取de110，标准坡度0.026，查附录5.1符合要求。三、热水系统的水力计算1.热水量按要求取每日供应热水的时间为24h，取计算用的热水供水温度为70，冷水温度为10，下查建筑给水排水设计规范热水用水定额表，取60的热水用水定额为100L/(人/d)，总共140人。最高日用水量为（60的热水）折合成70热水的最高日用水量为（60的热水）查建筑给水排水设计规范住宅热水小时变化系数表。住宅、别墅的热水小时热水变化系数Kh值 表3-1居住人数100150200250300500100030006000Kh5.124.494.133.883.703.282.862.482.34Kh=4.62，则70时最高日最大小时用水量为：再按卫生器具1h用水量来计算：洗脸盆45个。取同类器具同时使用百分数b=70%，,查建筑给水排水设计规范卫生器具一次和1h热水使用定额及水温表，洗脸盆用水量为30L/h（30），则比较与，两者结果存在差异，为供水安全起见，取较大者作为设计小时用水量，即=0.63L/s。2.耗热量冷水温度取10，热水温度为70，则耗热量为3.加热设备选择计算拟采用半容积式水加热器。设蒸汽表压力为1.95105Pa，相对应的绝对压强为2.94105Pa，其饱和温度为ts=133，热媒和被加热水的计算温差根据半容积式水加热器有关资料，铜盘管的传热系数K=1047W/C，传热效率修正系数取0.7，cr取1.1，水加热器的传导面积半容积式水加热器的贮热量应大于15min设计小时耗热量，则其最小贮水容积根据计算所得的Fp、V分别对照样本提供的参数，选择水加热器的型号。4.热水配水管网计算热水配水管网的水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相同。但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。其中涉及秒流量采用给水系统住宅生活给水管道的设计秒流量公式 给水当量同时出流概率计算公式最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率U0计算公式：根据设计规范及实际情况估计，选取q0=100L，m=140人，Kh=4.62，根据洗脸盆N=0.5，洗涤盆N=0.7，计算管段上的卫生器具给水当量总数，Ng=50.5U0 =7.41%由内差法求出c=5.938x10-2计算用图见下图所示，热水配水管网水力计算表见下表。热水配水管网水力计算表 表3-2序号管段编号卫生器具种类数量当量 总数 （N）q （L/s）DNV （m/s）单阻i (mm/m)管长L（m）Hy （mH2O）洗脸盆（N=0.5)洗涤盆（N=0.7)123456789101110110.50.10200.329.655.290.0522110.70.14200.4517.980.890.02313111.20.23200.7243.243.000.13434222.40.33250.6829.883.000.09545333.60.42250.8545.363.000.14656444.80.49251.0061.153.000.18767556.00.55320.6923.219.170.21878101012.00.83400.6616.406.480.11989151518.01.05400.8425.587.620.2010910252026.51.33500.6813.328.030.11111011454050.51.99501.0228.2012.000.34热水配水管网的局部水头损失按沿程损失的30%计算，则配水管网计算管路总水头损失为：15.71.3=20.41kPa取21kPa。水加热器出口至最不利点配水龙头的几何高差为：13+1-（-2.5）=16.5m=165kPa考虑50kPa的流出水头，则热水配水管网所需水压为H=21+50+165=236kPa450kPa室外管网供水水压可以满足要求。5.热水回水管网的水力计算比温降为,其中F为配水管网计算管路的管道展开面积，计算F时，立管均按无温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值。热水铜管水力参数 表3-3DN（mm）1520253240506580外径（mm）1622283544557085由图所示，配水管网的计算管路的展开面积为：F=0.3297(12+8.03)+0.2952(7.62+6.48)+0.26699.17+0.088（3+3+3）+0.0693=14.21然后从第11点开始，按公式，一次算出各节点的水温值，将计算结果列于表3-4第7栏。例如：；;热水配水管网热损失及循环流量计算 表3-4节点管段编号管长L（m）管径（mm）外径D（m）保温系数节点水温（）平均水温tm（）空气温度tj（）温差t（）热损失qs(kj/h)循环流量（L/s）123456789101112160.07133200.022060.142040.14348.60.033360.21343250.028060.302040.30445.50.033460.39453250.028060.492040.49447.50.033560.58563250.028060.672040.67449.60.033660.76679.17320.035061.622041.621757.70.0330.6762.47761.2320.035062.432042.43234.50.01961计算方法同立管62，过程见表3-50.019786.48400.0440.663.142043.14647.50.052863.81861.2320.035063.772043.77241.90.01861计算方法同立管62，过程见表0.018897.62400.0440.664.602044.60787.10.07965.38961.2320.035065.272045.27250.20.03661计算方法同立管62，过程见表3-50.0369108.03500.0550.666.312046.311076.50.0881067.23101112500.0550.668.622048.621689.00.1761170侧立管热损失计算表 表3-5节点管段编号管径（mm）外径D（m）保温系数节点水温（）平均水温tm（）空气温度tj（）温差t（）管长L（m）热损失qs(kj/h)1234567891011161.6813200.022061.752041.753362.6361.8234250.028061.922041.923463.3462.0145250.028062.102042.103465.4562.1956250.028062.292042.293467.4662.3861立管热损失累积：qs61=1758.8kj/h163.0213200.022063.092043.093374.3363.1634250.028063.262043.263478.2463.3545250.028063.442043.443480.2563.5356250.028063.632043.633482.2663.7261立管热损失累积：qs61=1814.9kj/h164.4113250.028064.512044.513492.0364.634250.028064.692044.693494.0464.7845250.028064.872044.873496.0564.9656320.035065.062045.063622.6665.1561立管热损失累积：qs61=2104.6kj/h根据管段节点水温，取其算