建筑给水系统的设计与计算——毕业设计计算书(修改).doc

吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） i 目目 录录 第第 1 1 章章 建筑给水系统的设计与计算建筑给水系统的设计与计算.1 1.1 建筑给水系统总用水量的计算 1 1.1.1 给水分区.1 1.1.2 用水量标准.3 1.2 贮水池的容积计算 4 1.2.1 调节水量.4 1.2.2 消防用水量 4 1.2.3 事故用水量 5 1.3 生活给水管道设计秒流量 5 1.3.1 低区给水管道设计秒流量.5 1.3.2 给水管道设计秒流量.6 1.4 确定管径 7 1.5 给水管网水头损失计算 8 1.6 室内给水管网的水力计算 9 1.7 水力计算说明 .12 1.8 给水系统所需的压力 .12 1.9 生活水泵的选择 .13 第第 2 2 章章 排水系统的计算排水系统的计算14 2.2 室内污废水设计计算 .16 2.2.1 计算管道污水设计秒流量 .16 2.3 污水水力计算 .18 2.4 化粪池的计算和选型 .23 第第 3 3 章章 消防系统的设计与计算消防系统的设计与计算.24 3.1 消火栓系统的设计计算 24 3.1.1 消火栓的用水量 24 3.1.2 消火栓布置 24 3.1.3 消火栓口所需压力 25 3.1.4 消防立管管径 26 3.1.5 总水头损失的计算 27 3.1.6 消防水泵的选择 27 3.1.7 屋顶消防水箱设计 28 3.1.8 消火栓和自动喷淋系统增压装置的设计 28 3.1.9 消火栓减压孔板的计算 29 3.2 自动喷淋系统的计算 32 3.2.1 自动喷洒系统水力计算 32 3.3 气体灭火系统 35 3.4 水泵接合器 36 第第 4 4 章章 工程概算工程概算37 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） ii 致谢致谢.39 参考文献参考文献.40 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 1 第 1 章 建筑给水系统的设计与计算 1.1 建筑给水系统总用水量的计算 1.1.1 给水分区 1、给水系统应根据用户对水质、水压、水量和水温的要求，并结合外部给 水系统的具体情况来划分。基本给水系统有：生活给水系统、生产给水系统和 消防给水系统。 2、根据建筑物用水的不同要求，各种给水系统可划分为： 1）生活给水系统划分为：生活给水系统、生活饮用水系统、杂用水系统、 生活洁净水系统等。 2）生产给水系统划分为：生产给水系统、直流给水系统、循环给水系统、 复用给水系统、软化给水系统、纯净水给水系统等。 3）消防给水系统划分为：消火栓给水灭火系统、自动喷水灭火给水系统 （包括湿式、干式、预作用、水幕等系统） 、水喷雾灭火给水系统、泡沫灭火给 水系统（包括低泡、中泡、高泡灭火系统）和蒸汽灭火系统等。 给水系统划分的原则： 1、建筑给水系统应尽量利用外部给水管网水压直接供水。在外部供水压力 不能满足建筑物和居住小区水压要求时，则建筑物下层或地势较低的部分建筑 物，应尽量利用外部水压供水，而上层或地势较高的部分建筑物则采取加压和 流量调节装置供水。 2、除高层建筑物和消防要求较高的大型建筑物及生产性建筑物外，一般消 防给水宜与生活、生产给水合并为一个系统。 3、生活、生产、消防给水系统中管道、配件所承受的水压，均不得大于产 品的允许工作压力。 高层建筑生活给水的竖向分区，应根据使用要求、设备材料性能、维护管 理条件、建筑层数和高度以及室外给水水压等因素合理确定。一般最低处卫生 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 2 器具给水配件静水压宜控制在： 1）住宅、旅馆、饭店、公寓、医院等及其类似的建筑：0.3-0.35mpa。 2）办公楼等：0.35-0.45mpa。 4、若静水压超过以上数据时，可采用分区供水或加设减压措施（节流孔板、 减压阀、节流塞、缩小管径、采用有减压功能的给水龙头等） ，以使用水装置和 卫生器具的流出水头，接近或等于额定流量时流出水头。 5、生产给水的最大静水压力，应按工艺设备的要求确定。 6、在生产工艺不允许间断供水，且其他给水系统的水质、水压、水量能满 足生产要求时，可将生活及其它给水系统作为生产给水的备用水源。但要解决 生产给水对生活给水系统的污染及回流问题。 7、工业企业在无外部生活给水系统时，可从未被污染的生产给水系统取水、 并经处理后使其符合生活饮用水标准的要求。 8、生产给水系统应优先设置循环或重复利用的给水系统，并应利用其余压。 9、消火栓给水灭火系统在最低消火栓处静水压力不应大于 0.8ompa，当大 于此值时应考虑分区供水；消火栓栓口出水压力大于 0.5mpa 时，消火栓出应设 减压装置。 10、自动喷水灭火系统管网压力不应小于 1.20mpa 给水系统的选择 常用的给水方式有以下几种，水泵、水箱并联的给水方式，变频调速给水 方式，高位水箱减压给水方式。 水泵、水箱并联给水方式是高层建筑中较常用的供水方式。这种供水方式 是分区独立设置水箱和水泵，水泵集中布置在地下室或建筑底层，水泵从贮水 池中抽水，分别供给各区高位水箱，再由各区的高位水箱通过各区给水管网送 至用水点。水泵，水箱并联给水方式的优点是：由于各区是独立的供水系统， 供水安全可靠，水压稳定；水箱分散设置，各区水箱容积小，有利于结构设计； 各区水泵的流量和扬程按各区需要设计，运行动力费用合理；水泵集中布置， 便于维护管理。 变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式。变频调速 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 3 水泵供水装置是采用离心式水泵配以变频调速控制装置，通过改变电机定子的 供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化。调节水泵的转速， 可以改变水泵的流量、扬程和功率，使出水量适应用水量的变化，实现变负荷 供水。水泵的转速变化幅度一般在其额定转速的 100%80%内，在这个范围内， 机组和电控设备的总频率比较高，可以实现水泵变流量供水时保持高效运行。 变频调速供水的最大优点是：1. 高效节能，当系统用水量减少时，水泵降低转 速运行，根据相似定律，水泵的轴功率与转速的三次方成正比，转速下降时轴 功率下降极大，所以变速调节流量在提高机械效率和减少能耗方面是显著的， 该设备比一般设备节能 10%40%；2. 设备占地面积小，不设高位水箱，减少 了建筑负荷，节省水箱占地面积，又可有效的避免水质的二次污染，给水系统 也随之相应简化。缺点：水泵型号数量比较多，投资比较费，水泵控制调节麻 烦。 高位水箱-减压给水方式是将整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水 泵提升至屋顶水箱，然后再通过各区减压装置减压后送至各区给水系统的给水 方式。高位水箱-减压给水方式系统简单、水泵数量少、设备费用少、设备占地 面积小、管理维修方便。其缺点是由于整个建筑用水均需要提升至屋顶最高层， 不但水箱容积大，对建筑结构和抗震不利，同时需水泵传输流量大，水泵工作 时间长，运行费用高。 本次设计中 1-6 层为低区，采取直接和市政管网相连，中区为 7-15 层，高 区为 16-22 层采用由加压水泵按下行上给的给水方式。 1.1.2 用水量标准 1.该建筑物为民用建筑 3-22 层为住户，每层 6 户住宅，安装每户 3 人计算， 共 6420=480 人，用水量标准取 180l/人.天，k=2.5； 2.未预见水量按照日用水量的 15%计算。 生活用水量为： 1 1 1 1000 n q q q1-居民生活用水定额 n1-居住区人口数 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 4 统一供水时居民生活用水量： =86.4 1 1 1 1000 n q q 未预见水量：q未见=15%q1=15%86.4=12.96m3/天 则生活用水量为：v生活=q1+ q未见=86.42.5+12.96=228.96m3/t=9.54m3/时 1.2 贮水池的容积计算 贮水池的容积除了能够容纳基本的生活用水外，还要贮备一定的消防水 量，水池有效容积按下式计算： () bjbfs vqq tvv 式中，贮水池有效容积，；v 3 m 水泵出水量，； b q 3 /mh 水池进水量，； j q 3 /mh 水泵最长连续运行时间，； b th 消防贮水量，； f v 3 m 生产事故备用水量，。 s v 3 m 1.2.1 调节水量 调节水量为按建筑日用水量的 12%计， 12%228.9627.48 m3() bjb qq t 1.2.2 消防用水量 按满足火灾延续时间内消防用水量计算，根据高层民用建筑设计防 火规范 （gb50045-95）规定，室外消火栓用水量为 30l/s，室内消火栓用水量 为 40l/s，火灾延续时间 2h，自动喷淋用水量为 16l/s，火灾延续时间 1h。则 消防贮备水量为： 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 5 3 6m.345 1000 3600116 1000 3600240 f v 1.2.3 事故用水量 考虑市政给水管事故时当地维修时间，事故贮备水量取 2 h 的 122 层的 最高时生活用水量，则有 s v 2 v 生活=29.54=19.08 m3/h 贮水池进水管选 dn 100 的给水钢管，管道流速取 1.0 m/s，进水流量为 hmslvdq/26.28/85 . 7 100 . 11 . 0 4 1 4 1 3322 贮水池消防补水量按 3 h 计，则 3 2 78.84326.28mv 所以贮水池的有效容积为：v=13.73+345.6+19.08-84.78=293.63 m3 设 v=300 m3贮水池 1 座，水池尺寸为 12500 mm8000 mm3000 mm，水池 顶部标高为-0.50 m，水位标高为-0.80 m，池底标高为-3.50 m，最低水位标高 为-3.50+0.5=-3.0 m。 1.3 生活给水管道设计秒流量 1.3.1 低区给水管道设计秒流量 万星现代城属民用住宅，生活给水管道设计秒流量按下式计算： 0.2 ggg qnkn 式中， g q计算管段的设计秒流量（/l s） ； 、k根据建筑物用途而定的系数，见表 1-1； g n计算管段的卫生器具给水当量总数，见表 1-2 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 6 根据建筑物系数而定的系数值 表 1-1 建筑物名称值k值 普通住宅型有大便器、洗涤盆和无沐浴设备 1.050.005 普通住宅型有大便器、洗涤盆和沐浴设备 1.020.0045 普通住宅型有大便器、洗涤盆、沐浴设备和热水供应 1.10.005 高级住宅和别墅 1.10.005 幼儿园、托儿所 1.2 门诊部、诊疗所 1.4 办公楼、商场 1.5 学 校 1.80 医院、疗养院、休养所 2 集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆 2.5 部队营房 3 卫生器具的给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力 表 1-2 序号给水配件名称 额定流量 （/l s ） 当量 支管管 径 （mm ） 配水点前所需 流出水头（ mpa） 1 住宅厨房洗涤盆水龙头 0.21150.015 2 洗手盆水龙头 0.150.75150.020 3 大便器 1.20.5250.020 4 小便器 0.10.5150.020 5 沐浴器 0.150.7515 0.025 0.040 本次设计中万星现代城属于属于普通住宅型，取 1.1，k 取 0.005 1.3.2 给水管道设计秒流量 本建筑一二十二层为居民住宅区，设计秒流量按下式计算： 0.2 gg qun 式中，计算管段的设计秒流量； g q/l s 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，% ；u 计算管段的卫生器具给水当量总数 ； g n 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 7 0.21 个卫生器具给水当量的额定流量，。/l s 根据数理统计结果，卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为 0.49 1(1) 100% cg g n u n 式中，对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（）的系数，见表 1-3 c 0 u 与的对照关系 表 1-3 c 0 u 0(%) u 2 10 c 0(%) u 2 10 c 1.00.3234.02.816 1.50.6974.53.263 2.01.0975.03.715 2.51.5126.04.629 3.01.9397.05.555 3.52.3748.06.489 而计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率计算公式为： 0 0 100(%) 0.23600 h g qmk u nt 式中，生活给水配水管道的最大用水量时卫生器具给水当量平均出流概 0 u 率，%； 最高用水日的用水定额，； 0 q/()ld人 用水人数，人；m 变化系数； h k 用水时间，h。t 建筑物的卫生器具给水当量最大用水时的平均出流概率参考值见表 1-4. 最大用水时的平均出流概率参考值 表 1-4 建筑物性质参考值 0 u建筑物性质参考值 0 u 普通住宅型 3.44.5 普通住宅型 1.52.5 普通住宅型 2.03.5 别墅 1.52.0 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 8 1.4 确定管径 2 1 4 gj qd v 4/ jg dqv 式中 设计管段的管径, mm； g d 设计管段的流速, m/s； v 设计管段的设计秒流量, l/s。 g q 当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济 的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件并将增加管道的 水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大；而流速过小，又将造成管材的浪 费。考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般可按下表选取。 表 1-5 生活给水管道的水流速度 公称直径 15-2025-4050-7080 水流速度 1.0 1.2 1.5 1.8 工程中常采用接卫生器具的配水支管在 0.6-1.0m/s，横向配水管，管径超过 25mm,宜采用 0.8-1.2m/s，环行管、干管和立管采用 1.0-1.8m/s。pp-r 管 1.0- 1.5m/s。消火栓灭火系统给水管道，流速2.5m/s。 1.5 给水管网水头损失计算 给水管网的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。 （1）沿程水头损失 i hil 式中，沿程水头损失，kpa； i h 管道计算长度，m；l 管道单位长度的水头损失，kpa/m。i 在计算中也可直接使用水力计算表查的，根据有管段的设计秒流量，控 g q 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 9 制流速在经济流速范围内，查出管径和单位长度的水头损失。i （2）局部水头损失 2 / 2 j hvg 式中，管段局部水头损失之和，kpa； j h 沿水流方向局部管件下游的流速，m/s；v 重力加速度，；g 2 /m s 管道局部阻力系数。 在实际工程中给水管网的局部水头损失一般不详细计算，采用管件当量法 计算或沿程水头损失的百分数计。建筑给水一般按 25%计算。 1.6 室内给水管网的水力计算 1.给水立管 13 至横干管水力计算简图 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 10 表 1-6 高区给水管网水力计算表（jl13） 卫生器具名称数量管段 编号浴盆洗脸盆大便器 当量 总数 ng 设计 秒流 量 (l/s) 管径 dn (mm) 流速 v (m/s) 每米管长 沿程水头 损失 (kpa) 管长 l (m) 沿程水 头损失 h=il (kpa) 1-20010.50.16 20 0.330.1531.10.1683 2-30111.250.25 25 0.470.03189.50.3021 3-40222.50.36 25 0.660.5861.130.6622 5-40100.750.23200.470.03184.050.1288 4-60323.250.41320.480.0891.70.1513 22-210323.250.41320.480.08930.267 21-200646.50.59400.480.18430.552 20-190969.750.73400.520.21530.645 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 11 19-180128130.86500.40.09330.279 18-170151016.20.97500.470.12930.387 17-160181219.51.07500.520.15330.459 16-150211422.71.16500.560.1830.54 2.给水立管 14 至横干管水力计算简图 表 1-7 高区给水管网水力计算表（jl14） 卫生器具名称数量管段 编号浴盆洗脸盆大便器 当量 总数 ng 设计 秒流 量 (l/s) 管径 dn (mm) 流速 v (m/s) 每米管 长沿程 水头损 失 (kpa) 管 长 l (m) 沿程水 头损失 h=il (kpa) 1-20010.50.16 20 0.300.1432.40.3432 2-30111.250.25 25 0.470.3186.62.0988 6-40100.750.19 20 0.380.2137.31.5549 5-40111.250.25 25 0.470.3184.11.3038 4-302120.32320.240.00540.50.0027 22-2102120.32400.240.005430.0162 21-2004240.46400.360.11130.3330 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 12 20-190646.50.59500.280.051630.1548 19-1808690.71500.330.086330.2589 18-17010811.50.80500.380.085230.2556 17-1601210140.89500.400.093030.2790 16-150141216.50.98500.470.12930.387 3.给水立管 15 至干管水力计算简图 表 1-8 高区给水管网水力计算表（jl15） 卫生器具名称数量管段 编号浴盆洗脸盆大便器 当量 总数 ng 设计 秒流 量 (l/s) 管径 dn (mm) 流速 v (m/s) 每米管 长沿程 水头损 失 (kpa) 管 长 l (m) 沿程水 头损失 h=il (kpa) 1-20111.250.25 25 0.470.3182.00.636 2-30111.250.25 25 0.470.3180.50.159 4-30100.750.19200.560.6014.22.5242 22-2102120.32400.240.005430.0162 21-2004240.46400.360.11130.3330 20-190646.50.59500.280.051630.1548 19-1808690.71500.330.086330.2589 18-17010811.50.80500.380.085230.2556 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 13 17-1601210140.89500.400.093030.2790 16-150141216.50.98500.470.12930.387 1.7 水力计算说明 1.高区中 jl9 与 jl10、jl13 与 jl14 管线连接一致，连接的用水器具也相同， 故管道的参数一致。 2.中区的 jl11、jl15、jl16、jl12 管线与高区的链接方式一致，链接用水器 具也相同，且是独立的管段，故管道德参数和高区的一致。 3.低区的 jl6、jl8、jl2 与高区链接方式的一致。 1.8 给水系统所需的压力 给水系统所需压力按下式计算： 1234 hhhhh 式中，室内给水系统所需总水压，子室外引入管起点轴线算起，h ； 2o mh 最高最远配水点与室外引入管起点的标高差，m； 1 h 计算管路的水头损失，； 2 h 2o mh 水流通过水表的水头损失，； 3 h 2o mh 计算管路最不利配水点的流出水头，。 4 h 2o mh 水池最低水位标高为 4.2m，最不利点卫生器具出水口标高为 47.5m。则有： 1 47.54.251.7hm ； 2 45.18 11.2956.47 ij hhhm ； 3 0h ； 4 6.4hm 。因此，给水系统所需的压力为 1234 51.756.476.4114.57hhhhm 。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 14 1.9 生活水泵的选择 中区生活水泵采用 2 台 50dl12-127 型，立式离心泵（一用一备） ，流量 3.5l/s，扬程 85.4m，配套电机功率 7.5kw。高区生活水泵采用 80dl6 立式 离心泵 2 台，一备一用，扬程为 120m。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 15 第 2 章 排水系统的计算 2.1 设计原则设计原则排水系统分类可按排除的污水性质分为： 1、粪便污水排水系统：排除大、小便器（槽）以及与此相似的卫生设备排 出的污水。 2、生活废水排放系统：排除洗涤设备、淋浴设备、盥洗设备及厨房等废水。 3、生活污水排水系统：排除粪便污水与生活废水的合流排水系统。 4、雨水排放系统：排除屋面的雨雪水系统。 5、工业废水排水系统：排除生产污水和生产废水的排水系统。 1）生产污水指： a、水质在生产过程中被化学杂质污染的水，如含氰污水、酸、碱污水等。 b、水质被机械杂质（悬浮物及胶体物）污染的水，如水力除灰污水，滤料 洗涤污水等。 1、标准层每个卫生间均应设置一个 50mm 的地漏，地漏的顶面应低于地面 5-10mm，水封深度应介于 50-100mm 之间。 2、排水立管应隔层设检查口，中心距地面通常为 1.0m，水平管道末端应 设清扫口。 3、管材为塑料管。 4、通气管设专伸顶通气管。 5、通气管管径的确定 a、通气立管长度在 50m 以上，其管径与污水立管管径相同。 b、伸顶通气管与污水立管管径相同 排水系统的选择： 1、排水系统采用分流制或合流制，要根据污水性质、污染程度、结合室外 排水制度和有利于综合利用及处理要求等确定。如： 1）当城市有污水处理厂时，生活废水与粪便污水宜采用合流制排出。 2）当城市无污水处理厂时，粪便污水一般与生活废水采用分流制排出，粪 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 16 便污水应经化粪池处理。 3）当建筑物采用中水系统时，根据中水的用水对象及所选用的原排水水质 分质排出。 4）当冷却水量较大而需循环或重复使用时，宜将其设置成单独的管道系统。 5）生活污水和工业废水，如按污水净化标准或按处理构筑物的污水净化要 求允许或需要混合排出时，可合流排出。 6）密闭的雨水系统内不允许排入生产废水及其它污水。 7）在居住建筑物和公共建筑物内，生活污水管道和雨水管道一般均单独设 置。粪便污水不得和雨水合流排出。 8）在室外为合流制，而室内生活污水必须经局部处理（化粪池）后才能排 入室外合流制下水道时，有条件时应尽量将生活废水与粪便污水分别设置管道。 公共食堂的污水在除油前应与粪便污水分别排除。 9）在无生活污水管道时，洗浴水可排入工业废水管道。 10）比较洁净的生产废水如冷却水和饮水器的废水可排入雨水管道。 2、建筑物内的下列排水设备（或系统） ，需经单独处理后方可排至建筑物 外的排水系统： 1）公共食堂的厨房洗涤废水及含油量较多的生活废水。 2）汽车库及汽车修理间排出的含有泥砂、矿物质及大量机油类的废水。 3）不符合医院污水排放标准的医院污水。 4）排水温度超过 40的锅炉、水加热设备排污水。 5）工业废水中含酸碱、有毒、有害物质的工业排水。 通过对该建筑当地自然条件的分析和任务书的要求，参照规范的相关规定， 综合确定此民用住宅的排水方案。 此建筑采用生活污水与生活废水合流制排水系统，污水经化粪池处理后排 入市政排水管网。 地下一层设备间排水采用污水泵提升排至室外排水管网。 雨水排水系统采用室内排水。雨水由立管直通至一层地面，就近排入建筑 物周围附近雨水井，进入城市排水管网。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 17 2.2 室内污废水设计计算 2.2.1 计算管道污水设计秒流量 根据该住宅楼的性质，生活污水和废水的设计秒流量由以下公式计算 max 12 . 0 qnq pp 式中 qp计算管段排水设计秒流量，l/s； np计算管段卫生器具排水当量总数； qmax计算管段上排水当量最大的一个卫生器具的排水流量，l/s； 根据建筑物用途而定的系数，本设计住宅取 1.5。 上式计算排水管网起端的管段时，因连接的卫生器具较少，计算结果有时 会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，这时应按该管段所有卫生器具 排水流量的累加值作为排水设计秒流量。 排水横管采用塑料管，其坡度取标准坡度 i=0.026 排水立管采用塑料管，排水立管的通水能力与管径、系统是否通气，通气 方式和管材有关，不同管径，不同通气方式，不同管材立管的最大允许流量见 下表。 表 2-1 排水塑料管最大允许排水流量 通水能力(l/s) 管径/ mm 通气 情况 管道 材料 立管 高度 m 507590100110125150160 铸铁 1.02.5 4.5 7.010.0 塑料 1.23.03.8 5.47.5 12.0 仅设 伸顶 通气 管螺旋 3.0 6.0 13.0 铸铁 5.0 9.0 1425.0 设有 通气 立管 塑料 10.016 28.0 混合 6.0 9.013.0 特制 配件 立管 旋流 7.0 10.015.0 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 18 由,各卫生器具排水流量,当量,排水管径和最小坡度见 下表： 表 2-2 卫生器具流量、当量表 序号卫生器具名称排水流量 （l/s） 当量管径 （mm） 1 浴盆 1.003.0050 2 洗脸盆 0.250.7550 3 大便器 1.504.50100 4 小便器 0.050.1550 按上述设计秒流量计算公式计算设计秒流量，计算出各管段的设计秒流量 后查下表，确定管径和坡度。 表 2-3 排水塑料管水力计算表（n=0.009） de/mm，v/(m/s)，q/(l/s) h/d=0.5h/d=0.8 de=50de=75de=90de=100de=125 坡度 vqvqvqvqvqvqvq 0.0030.748.380.8615.24 0.00350.633.480.809.050.9316.46 0.0040.622.590.673.720.859.680.9917.60 0.0050.601.640.692.900.754.160.9510.821.1119.67 0.0060.651.79.753.180.824.551.0411.851.2121.55 0.0070.631.220.711.940.813.430.894.921.1312.801.3123.28 0.0080.671.310.752.070.873.670.955.261.2013.691.4024.89 0.0090.711.390.802.200.923.891.015.581.2814.521.4826.40 0.010.751.460.842.310.974.101.065.881.3515.301.5627.82 0.0110.791.530.882.431.024.301.126.171.4116.051.6429.18 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 19 0.0120.620.520.821.600.922.531.074.491.176.441.4816.761.7130.48 0.0150.690.580.921.791.032.831.195.021.307.201.6518.741.9234.08 0.020.800.671.062.071.193.271.385.801.518.311.9021.642.2139.35 0.0250.900.741.192.311.333.661.546.481.689.302.1324.192.4743.99 0.0260.910.761.212.361.363.731.576.611.729.482.1724.672.5244.86 0.030.980.811.302.531.464.011.687.101.8410.182.3326.502.7148.19 0.0351.060.881.412.741.584.331.827.671.9911.002.5228.632.9352.05 0.041.130.941.502.931.694.631.958.202.1311.762.6930.603.1355.65 0.0451.201.001.593.101.794.912.068.702.2612.472.8632.463.3259.02 0.051.271.051.683.271.895.172.179.172.3813.153.0134.223.5062.21 0.061.391.151.843.582.075.672.3810.042.6114.403.3037.483.8368.15 0.071.501.241.993.872.236.122.5710.852.8215.563.5640.494.1473.61 0.081.601.332.134.142.386.542.7511.603.0116.633.8143.284.4278.70 2.3 污水水力计算 1）横支管水力计算 表 2-4 pl1 上横支管水力计算 卫生器具名 称数量 管 段 编 号 洗 脸 盆 大 便 器 浴 盆 排水 当量 总数 设计秒 流量 （l/s） 管径 dn（mm ） 坡度 1-20013.01.00500.026 2-31000.75 0.15500.026 3-41118.252.021000.026 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 20 21f 22f pl1 同22同 图 2-1 pl1 水力计算简图 2）立管计算 a. pl1 接纳的排水当量总数为 np=8.2521=173.25 立管最下部段排水设计流量为 0.12 1.5 173.251.53.87 / p ql s 查表 2-3，选用立管管径 de=100 mm，因设计秒流量 3.87 l/s，小于表 2-1 中排水塑料管最大允许排水量 5.0l/s，所以不需要设专用通气立管。 b.pl2、pl4、pl7、 pl10、 pl13、 pl15 立管属于厨房立管，仅连接一个 洗脸盆，每层排水当量为 0.75，设计流量为 0.15 l/s， np=0.7520=15 立管最下部段排水设计流量为 0.12 1.5 151.52.2 / p ql s 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 21 查表可去管径为 de=100 mm c. pl3 的计算 表 2-5 pl3 上横支管水力计算 卫生器具名 称数量 管 段 编 号 洗 脸 盆 大 便 器 浴 盆 排水 当量 总数 设计秒 流量 （l/s） 管径 dn（mm ） 坡度 1-21003.01.00500.026 2-31100.75 0.151000.026 3-41118.252.021000.026 4-521192.041000.026 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 22 21f 22f pl3 同22同 同22同 1 2 3 4 5 图 2-2 pl3 水力计算简图 np=920=180 0.12 1.5 1801.53.91 / p ql s 查表可去管径为 de=100 mm d.pl5 的计算 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 23 表 2-6 pl5 上横支管水力计算 卫生器具名 称数量 管 段 编 号 洗 脸 盆 大 便 器 浴 盆 排水 当量 总数 设计秒 流量 （l/s） 管径 dn（mm ） 坡度 1-20013.01.00500.026 2-31010.75 0.151000.026 3-41118.252.021000.026 4-521192.041000.026 4-521192.041000.026 21f 22f pl5 图 2-3 pl5 水力计算简图 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 24 2.4 化粪池的计算和选型 化粪池有效容积的计算公式： 10001 )1 ( 100024 c mkbtantqn v 其中， 设计总人数（或床位数） ；n 使用卫生器具人数与总人数的百分比，民用住宅取 70%； 每人每日排水量，l/capd；生活污水与生活废水合流排放，q 排水量取 180 l/capd； 每人每日污泥量，l/capd；生活污水与生活废水合流排放，a 取a = 0.7 l/capd； 污水在化粪池内停留时间，h；取t = 12 h；t 污泥清掏周期，d；取t = 180 d；t 新鲜污泥含水率，取b = 95%b 化粪池内发酵浓缩后污泥的含水率，取c = 90%c 污泥发酵后体积缩减系数，取k = 0.8k 清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取m = 1.2m 将b、c、k、m代入上式得 v=53.45m3 化粪池选型：选用钢筋混凝土化粪池 92s214（四）- 9 型，有效容积 30m3, 采用 2 格，第一格容积占总容积得 70%，第二格各占 30%。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 25 第 3 章 消防系统的设计与计算 3.1 消火栓系统的设计计算 3.1.1 消火栓的用水量 根据高层民用建筑设计防火规范 （gb50045-95）规定，室内消火栓用水 量为 40 l/s，室外消火栓用水量为 30 l/s。每根竖管最小流量为 15 l/s，每 支水枪最小流量为 5.0 l/s。 底层消火栓所承受的静水压力小于 0.80 mpa，故系统可不分区。选择口径 为 65 mm 的消火栓，喷口直径 df = 19 mm，麻织水龙带长度 ld = 25 m3-8。 3.1.2 消火栓布置 根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有 2 支消火栓的 水枪充实水柱同时到达。 1、水枪充实水柱长度 取水枪的上倾角 = 45，则充实水柱长度按下式计算： 45sin 21 hh hm 式中 室内最高着火点离地面的高度，m； 1 hmh00. 3 1 水枪喷嘴离地面的高度，m； 2 hmh1 . 1 2 则有 mhm69 . 2 45sin 1 . 10 . 3 由于该建筑的建筑高度小于 100 m，根据规范要求，其水枪充实水柱长度 hm 不应小于 10 m。故 hm 取为 10 m。 2、消火栓保护半径 消火栓保护半径按下式计算： hlcr d 式中 水带展开时的弯曲折减系数， 取c8 . 0c 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 26 水带长度，25 m d l d l 水枪充实水柱倾斜 45时的水平距离，该建筑层高为 3 m，故h h = hmsin45=10sin458.5 m 则有 r=0.825+8.5=28.5m 3、消火栓间距 消火栓间距按下式计算： 22 brs 式中 s消火栓间距，m; r消火栓保护半径，m; b-消火栓最大保护宽度的一半，m 。 则有 ， 22 28.510.526.5lm 根据以上数据，每层需设 4 个消火栓，方能满足规范要求。 3.1.3 消火栓口所需压力 消火栓口所需压力计算按以下公式计； hxh=hq+hd+hk 式中 hxh消火栓口的水压，kpa hq水枪喷嘴处的的水压，kpa hk消火栓口水带的水头损失，kpa，本设计按 2m 计。 查表，水枪口径选 19mm,水枪系数值为 0.0097 根据所选的水枪口和充实水柱条件可知：选用 dn65 消火栓，水枪口径 19mm，衬胶水龙带长度 l=25m，充实水柱长度 hm=12m ；水枪实验系数值为 f 1.21。 1、水枪喷嘴处所需水压： omh h h h mf mf q2 9 . 16 1221 . 1 0097 . 0 1 1221 . 1 1 式中 hq水枪喷嘴处的压力，m； 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 27 hm水枪充实水柱长度，m； 与水枪喷嘴口径有管的阻力系数，查表得=0.0097； 水枪实验系数，本设计取 1.21。 f 2、水枪喷嘴的射流量： 喷口直径 19的水枪水流特性系数 b 为 1.577. qxh=5.2l/s5.0l/sbhq 9 . 16577 . 1 式中 qxh水枪的射流量，l/s； hq水枪喷嘴处的压力，m； b水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表得 b=1.577。 3、水带阻力： 19mm 水枪配 65mm 衬胶水带，查表得 65mm 水带阻力系数 az=0.00172。水带 阻力损失 hd=azldqxh2=0.00172255.22=1.16m 式中 hd水带水头损失,m； az水带阻力系数，查表得 az=0.00172； ld水带长度，m； qxh水枪的射流量，l/s。 4、消火栓口所需的水压: hxh=hq+hd+hk=16.9+1.16+2=20.06m 3.1.4 消防立管管径 消防立管考虑 4 股水柱作用，消防立管实际流量为 20.8l/s 则立管管径采用 dn100，v=2.21m/s，i=0.106。 则横干管采用 dn=150，v=2.52m/s，i=0.081。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 28 图 3-1 消火栓水力计算简图 3.1.5 总水头损失的计算 底环环管长度为 l=25.62+2.52=56.6m 则管路的沿程水头损失为 h1=0.05156.2=2.86m 管路的局部水头损失按沿程水头损失的 10% 计，则总水头损失为 h=1.1h 1=1.12.86=3.14m 3.1.6 消防水泵的选择 1、消防水泵的流量 消防水泵的流量按室内消火栓消防用水量确定，故 q=20.8l/s 2、消防水泵的扬程 消防水泵的扬程按下式计算： zgxhb hhhh 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 29 式中 最不利消火栓栓口处所需压力，mh2o； xh homhhxh 2 06.20 管网的总水头损失, mh2o； g homhhg 2 50.11 最不利消火栓与水池最低水位的高差，mh2o； z h 则有 hb=20.06+3.14+63.5=86.70mh2o=867.0kpa 3、消防水泵的选型 根据确定的流量和扬程，选择 is80-50-250 消防泵 3 台，2 用 1 备。流量 q =20.08l/s，扬程 hb=90m，转速 n=2900r/min，电机功率为 22 kw，电机型号为 180m-2。 3.1.7 屋顶消防水箱设计 消防贮水量按存贮 10 分钟 2 个消火栓和 5 个喷头的消防水量计算。 v25.21060/1000+51.331060/10006+310.23m3 根据高规规定，二类住宅建筑消防水箱不小于 12 m3，本工程消防贮 水量采用 36 m3，其中消火栓和自动喷洒各 18 m3。 3.1.8 消火栓和自动喷淋系统增压装置的设计 由于消火栓最不利点所需的压力大于自动喷淋系统最不利点所需的压力， 故只要满足消火栓系统的压力要求即可。 1、气压罐的调节水量 气压罐只需保证消防水泵启动前所需水量，以 2 支水枪、5 个喷头工作考 虑，消防泵启动时间以 30s 计，一个喷头的设计流量为 1.33l/s，一个消火栓 的设计流量为 5.0l/s 故气压罐容积为：1.33525500l. vq=1.83m3 b ql v 17 . 01 5 . 01 . 1 式中 vq气压水罐的总容积,m3； vql气压水罐的水调节容积，m3； 容积附加系数，补气式立式水罐宜为 1.10； bp1与 p2之比，宜采用 0.650.85，本设计取 0.7。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 30 p1气压水罐最小工作压力（绝对压力） ，mpa； p2气压水罐最大工作压力（绝对压力） ，mpa 2、屋顶消防水箱间增压泵的设计 增压泵的出水量以一个消火栓的出水量 5l/s 和一个喷头的出水量 1.33l/s 计。 增压泵所需流量q=51.33=6.33l/s， 消火栓系统需要增压泵提供的压力为: h1=hxhh h 式中 hxh消火栓口所需的水压，m； 最不利点消火栓至水泵吸水口的沿程和局部水头损失，m； h h最不利点消火栓至水箱最低水位的高程差，m。 h120.0611.50-2.728.86m 自动喷洒系统因为只有一二层车库设自动喷淋系统，所以不用设置增压设 备。 消火栓所需要的扬程大于自动喷洒所需要的扬程，所以以消火栓选择增压 泵的扬程。 选 3 台 65-28a 型增压泵，2 用一备，泵的流量q=4.568.44l/s，扬程 h=2430m，=62%，转速 n=2900r/min，功率 3kw。 3.1.9 消火栓减压孔板的计算 为了使各层消火栓栓口处的压力接近 hxh，需在下层消火栓前设减压设施 （采用减压孔板） ，以降低消火栓栓口处的压力，从而保证消火栓的正确使用 （当消火栓栓口处的动水压力不超过 0.50 mpa 时，可考虑不设减压设施） 。 减压孔板的设计根据最不利立管进行，其余立管均应满足水压要求，而不 致于出现水压不足。减压孔板的选择是根据水泵工况时各层消火栓口的剩余水 头来决定的。 1、各层消火栓口的剩余水头 在图 3-1 系统图中可以知道，22 层 0 点为系统最不利点。 吉林化工学院本科生毕业设计（计算书） 31 各层消火栓口的剩余水压按下式计算 zxhbs hhhzhh )( 式中 消防水泵的扬程，mh2o；=90mh2o b h b