西安市沁馨家园2号楼建筑给水排水工程设计毕业设计计算说明书.doc

I 分类号 TU99 单位代码 11395 密 级 学 号 0805260215 学生毕业设计 题 目 西安市沁馨家园2号楼建筑给水排 水工程 作 者 院 (系)建筑工程系 专 业给水排水工程 指导教师 答辩日期2012 年 6 月 10 日 榆林学院本科毕业设计 II 榆 林 学 院 毕业设计诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的成果。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点所取得的成果。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点 等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经公开发表或包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰撰写写过过的的研研究究成成果果。对本文的研究做。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人毕业设计与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。本人毕业设计与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日 III 摘 要 该建筑为综合住宅楼，建筑总高度为56.7m，建筑总面积约2.0万m2。该建筑物 所有给水排水均按照高层建筑给水排水要求进行设计。建筑给水排水工程的设计应 遵循经济性、节能环保性、安装施工简易性的原则，并注重与其他专业的协调配合 。根据对实际情况的掌握，结合建筑使用性质、用途和室内所设给水排水卫生设备 ，给排水系统设计如下： 给水系统： 本建筑层采用变频水泵和减压阀相接合的给水方式；市政饮水设置两条引入管, 既保障了供水安全，又节约了能耗。 排水系统： 本设计采用了污废水合流排放体制。为了提高环境质量，管材采用具有抗震功 能的UPVC管。地下室内消防电梯井旁、泵房地面均设有集水坑和废水提升装置。 消防系统： 该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包括消火栓系统和自动喷淋系统 。在屋顶水箱间内设试验用消火栓装置，消火栓给水管网呈环状布置，各消火栓箱 内设消防水泵启动电钮，能直接启动消防泵；消火栓箱下设有灭火器；室外设地下 式水泵接合器，保证消防安全可靠。商场、集体宿舍、地下仓库设闭式自动喷淋系 统。 热水系统： 根据设计资料，本设计需对2- 15层供应热水。为了使得同一个用水点的冷水和热水压力平衡，热水系统采用同程 式回水方式。 在各个系统中将立管设在管井内或沿墙敷设，水平管根据各系统的特点采用明 敷或暗敷的方式。 雨水系统： 本建筑雨水排水系统采用外排水系统。 关键词：关键词：给水;排水;消防;消火栓;自动喷淋;热水;雨水 榆林学院本科毕业设计 IV The Water and Wastewater Engineering Design of the Qin Xin comprehensive residential building ABSTRACT This architecture of comprehensive residential buildings total building height is 56.7m. The total construction area is 20000 m2. The building water supply and drainage requirements in accordance with the high-rise building water supply and drainage design. Building water supply and drainage projects should be designed to follow the economy, energy saving and environmental protection, installation and construction of the principle of simplicity and focus on with the co-ordination with other professionals. Grasp the actual situation, combined with architectural properties, uses and indoors Water sanitation equipment, water supply and drainage systems are designed as follows: Water supply system: The water supply system of this construction is the water pump and the reducing value joins; Suppose two lead-in tubes, both has safeguarded the water supply security, and saved the energy consumption. Drainage system: This design uses the combined drainage system. In order to improve the quality of the environment, the pipe UPVC pipe has a shock- resistant feature. In the basement nearby the fire electricity stairwell, the pump house ground is equipped with the sump and the waste water lifting gear. Fire System: Fire rating of the building belonging to a dangerous level , design elements include a fire hydrant systems and automatic sprinkler system. Equipped with a test fire hydrant installations, fire hydrant ring arrangement between the rooftop water tanks, fire hydrant box equipped with fire pump start button and the fire pump can be started directly; hydrant box equipped with fire extinguishers; room peripherals underground pump adapter to ensure that fire safety and reliability. Shopping malls, dormitories and underground warehouse use closed automatic sprinkler system. Hot water system: V Design information, the design need to supply hot water for 2-15 layers. To cold water and hot water pressure balance of a water point, the hot water system uses the same program backwater. Various systems in the riser is located in tube wells within or along the wall laid in horizontal pipe in accordance with the characteristics of various systems using surface or Concealed. Rain-water system: The rain-water system of this building uses the outdoor rainwater system. KEY WORDS: Water supply ; Drainage of water; Fire control ; Fire hydrant; Automatic sprinkler ; Hot water ; Rainwater 目目 录录 摘 要 I ABSTRACTIII 1 绪论1 1.1设计题目1 1.2设计任务与内容1 1.3基本要求1 1.4设计原始资料1 1.5设计要求2 2 方案选择4 2.1给水系统4 2.2排水系统4 2.3 消防系统5 2.4热水系统5 2.5雨水系统6 3 设计计算7 3.1给水系统计算7 3.1.1给水用水定额及时变化系数7 3.1.2最高日用水量计算7 3.1.3最高日最大时用水量计算8 3.1.4设计秒流量计算8 3.1.5水力计算10 3.1.6 生活水泵的确定17 3.1.7 生活贮水池的确定17 3.1.8 给水管道的布置与敷设18 3.2排水系统计算18 3.2.2.排水设计秒流量19 3.2.3排水系统水力计算19 3.3 消火栓系统计算25 3.3.1消火栓系统布置规范25 3.3.2水枪喷嘴处所需水压及水枪出流量27 VII 3.3.3水带阻力及消火栓口水压计算28 3.3.4消火栓系统水力计算29 3.3.5消防水池、水箱的贮存容积计算31 3.3.6屋顶水箱安装高度的校核32 3.3.7水泵接合器和室外消火栓的选定33 3.3.8消火栓的减压33 3.4自动喷洒系统计算34 3.4.1喷头的布置34 3.4.2基本设计参数34 3.4.3自动喷水灭火系统水力计算35 3.5 室内热水系统计算38 3.5.1热水量的计算38 3.5.2耗热量计算39 3.5.3热水配水管网水力计算40 3.5.4热水回水管网的水力计算42 3.5.5选择循环泵55 3.5.6蒸汽管道计算56 3.5.7蒸汽凝水管道计算56 3.6 雨水排水系统计算56 3.6.1设计暴雨强度q56 3.6.2汇水面积F57 3.6.3宣泄能力系数k157 3.6.4水力计算57 4 总 结58 参考文献59 致 谢60 1 绪论绪论 1.1设计题目设计题目 西安市沁馨家园2号楼建筑给水排水工程 1.2设计任务与内容设计任务与内容 （1）建筑内部给水供应系统和热水供应系统设计； （2）建筑内部排水系统设计（含污水、废水、雨水的排除）； （3）建筑内部消防系统设计（消火栓、自喷等）； （4）建筑外部给水、排水、消防系统设计； 1.3基本要求基本要求 在老师的指导下，在独立完成所规定的内容和工作量的同时，要求必须满足以 下几内容： （1）通过广泛阅读中外文献，把握该设计的目的、意义和预期结果，调查收集 有关资料，拟定设计方案，经综合技术经济分析，选择合理的设计方案。 （2）毕业设计说明书，应包括建筑给水排水工程设计的主要原始资料、方案比 较以及各系统的设备选型分析、说明、参数选择、工艺设计计算与有关简图等，要 求内容完整，计算正确，论述简明，装订整齐。说明书应包括目录、前言、正文、 小结及参考文献等，并要求将设计摘要翻译成外文。 （3）毕业设计图纸应将方案设计确定的系统和设施，用图纸完整的表达出来， 图面力求布局合理、清晰，符合制图标准、专业规范及有关规定，用工程字注文。 图纸不少于10张，至少应包括2张手绘图，图纸基本达到施工图深度。 1.4设计原始资料设计原始资料 （1）建筑所在地区：西安市。 （2）建筑性质：二类高层住宅。 （3）结构与基础类型：钢筋混泥土框架结构，防火等级为中危险级。 （4）城市给水管网管经DN=300mm,管顶在室外地面以下1.00m,室外给水管网常 年可保证工作水压为280KPa. 2 （5）城市排水管网管径DN=600mm,管底在室外地面以下3.60m。 （6）冰冻线深度-0.50m。 （7）地下水深-4.50m。 （8）蒸汽表压300KPa。 （9）电源、城市可提供一路独立电源。 1.5设计要求设计要求 （1）绘制的图纸数量不少于10张。 1）首层平面图1：100； 2）标准层平面图1：100； 3）地下室平面图1：100； 4）非标准层平面图1：100；（当各层功能不同且有用水点时，均需绘一张） ； 5）顶层平面图1：100； 6）卫生间大样图1：50； 7）给水系统图1：100； 8）排水系统图1：100； 9）消防系统图（消火栓、自喷等）1：100； 10）热水系统图1：100； 11）设计总说明及图例、主要设备材料表、设计图纸目录等。 12）手绘两张图纸。 （2）给水排水总平面图 应反映出室内管网和室外管网如何连接。应标明室外给水、排水及热水管网的 具体平平面位置和走向。在建筑周围明显地表示出建筑进水管的位置、外部消防管 网的位置、消火栓、水泵接合器的位置、贮水池等。表示出污水、废水、雨水管线 及化粪池位置，管网上的连接窨井。同时应标出邻近建筑及道路名称，本建筑的层 数标志符号及必要的文字等。 （3）各层平面布置图： 表达出各系统管道和设备的平面位置。通常是把各系统的管道绘制在同一张平面布 置图上。当管线错综复杂，在同一张平面图上表达不清时，也可分别绘制各类管道 平面布置图。 3 应绘出给水、排水、热水、消防系统的水平干管、支管、主管的位置。主管需 注管号。底层平面绘指北针。 消防平面需绘出消火栓、喷头、阀门、水流指示器、减压装置、检查阀门等 ，需注出管径，喷水支管间距，喷头间距等。 设备层平面需绘清楚各类管线相互位置，连接关系，水箱、气压罐、水泵加热 设备等位置、必要的阀门、止回阀仪表等。 地下室平面，除各类管线外，还需按比例绘出吸水池（或贮水池）位置。生活 泵、各类消防泵、污水泵、热交换器、热水罐、进户管、水表节点、设备间连接管 线、必要的闸门、仪表等。 顶层平面图，应示出雨水斗的布置，通气管出口，试验消火栓等。 （4）系统布置图： 表达管道、设备的空间位置和相互关系。各类管道的系统图要分别绘制。 给水、排水系统图应绘出配水点符号、注出干管、主管、支管管径、坡度、标 高，检查口、清扫口、通气管及标高等。 消防系统图，除地面标高外、层数等外、需注管径。消火栓标高，水流指示器 ，阀门，仪表，火警信号阀等。 （5）每张图纸下方的图签栏内均要求写清楚图名。 4 2 方案选择方案选择 2.1给水系统给水系统 整栋高层建筑若采用同一给水系统供水，则垂直方向管线过长，下层管道中的 静水压力很大，必然会带来许多弊病，还将直接影响高层供水的安全可靠性。为了 克服高层建筑同一给水系统供水，底层管道中静水压力过大的弊病，保证建筑供水 安全可靠性，高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，由于高层建筑对消防给水的 安全可靠性能要求严格，故高层建筑应独立设计生活给水系统、消防给水系统。 本设计对象是15层的高层建筑，负一层为设备间以及仓库，战时作为人防工程 ，无用水点；一层为12个临街商铺，无生活用水点；二层为职工宿舍，只有一个公 共卫生间为用水点。315层为住宅，每层7户。若分高低区进行供水，下区用水点极 少会造成低区的资源浪费。故本设计从215层采用同一种供水方式。但由于市政管 网提供的压力不能全部直接供水，故必须对生活用水进行提升或加压，一般高层建 筑设计都使用高位水箱水泵联合供水或采用变频水泵。 变频恒压调速供水技术日益成熟，加上减压阀的使用，改善了原来高层建筑“水 箱 水泵联合供水”和“水箱减压”方法中出现的“水质二次污染”和“水箱占用大量建筑面 积”的状况，同时也达到了节能效果。而且，在贮水方面，生活水池与消防水池分建 的设计方式越来越被采用，其中，生活水池大多采用不锈钢板等组合式水箱。 本设计从负一层泵房出水后，由主立管送水至二楼顶层，在二楼天花板设给水 横干管，即315层为下行上给，二层公共卫生间为上行下给。 2.2排水系统排水系统 建筑内部排水系统的选择和管道布置敷设直接影响人们日常生活和生产活动， 在设计过程中应首先保证该排水畅通和室内良好的生活环境，再根据建筑类型、标 准、投资等因素，在兼顾其他管道、线路和设备的情况下，进行系统的选择和管道 的布置敷设。根据给排水设计手册- 建筑给排水第二版，排水系统划分为合流制和分流制两种。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。基于上述条件，结合本设计的具体情况拟定本设计的排水系统排水 方式为合流制。 5 为了保护存水弯水封，应使排水系统内的空气压力与大气压取得平衡。为使排 水管内排水畅通，形成良好的水流条件，应把新鲜空气补入排水管内，使管内进行 换气，预防因室外管道系统积聚有害气体而损伤养护人员、发生火灾和腐蚀管道等 隐患。排水系统应设置通气管，底层要单独排水。所以本设计为合流制排水方式， 采用双立管排水系统。 由于本建筑为狭长型，排水横干管若过长会导致坡降过大，所以本建筑采用东 西两侧分别排水。负一层的排水，汇合后进入集水井，再由潜污泵提升排出。 2.3 消防系统消防系统 消防给水系统按消防给水系统的给水方式不同可分为消火栓给水系统和自动喷 水灭火系统，根据设计要求，高层建筑中需要设置消火栓给水系统和自动喷水灭火 系统。本设计的对象是15层的高层，负一层为设备间以及仓库，战时作为人防工程 ，一层为12个临街商铺，二层为职工宿舍，315层为住宅，每层7户。故本设计负一 层、一层、以及二层选用消火栓给水系统与自动喷淋灭火系统共同灭火，315层住 宅则只采用消火栓灭火系统。 室内消火栓给水系统有为分区、不分区两种方式，后者为一栋建筑采用同一消 防给水系统供水。当消火栓给水系统中，消火栓口处压力超过0.80MPa、自动喷水 灭火系统中管网压力超过1.2MPa时，则需分区供水，否则，消防给水系统压力过高 ，必然会带来许多弊病。本设计高层为15层，顶层消火栓高度不超过50米，静水压 力小于0.80MPa, 可以不分区，也无须设置长年的高压消防给水，一旦火灾发生了开启消防泵，通过 水泵接合器向室内管道送水仍然可以加强室内的管网供水能力，火灾初期通过高位 水箱供水即可。 2.4热水系统热水系统 与给水系统相同，解决热水管网系统压力过大的问题，可采用竖向分区供水的 方式。高层建筑热水系统分区的范围，应与冷水给水系统的分区一致。一层从给水 主立管中引水至室外设备房的水加热器，再由水加热器出水向上供水。二层天花板 设供水横干管，为下行上给，二层公共卫生间为上行下给。为了保证水温恒定，本 设计采用立管循环系统。热源为蒸汽集中供给。 6 2.5雨水系统雨水系统 根据该建筑物的性质和雨水排水的要求，本设计采用外排水系统。屋顶雨水由 雨水管收集，阳台雨水排至阳台地漏，连污水管排出。 3 设计计算设计计算 3.1给水系统计算给水系统计算 给水系统用水量根据用水定额、小时变化系数和用水单位数，按下式计算： (3-1）Qd d m q （3-2） d Q Q T p (3-3） h h Q K = Qp （3-4） QKQ hhp 式中 最高日用水量，L/d； d Q m用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数； 最高日生活用水定额，L/（人d）、L/（床d）或L/（人班）； 平均小时用水量，L/h； p Q T建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h； 小时变化系数； 最大小时用水量，L/h。 h Q 若工业企业为分班工作制，最高日用水量=, d Q d mq n 为生产班数，若每班生产人数不等，则=。n d Q id mq 3.1.1给水用水定额及时变化系数给水用水定额及时变化系数 根据高层建筑给水排水设计规范查住宅最高日生活用水定额及小时变化 系数表、宿舍、旅馆和公共建筑的生活用水定额及小时变化系数表，选定本 建筑中的用水定额为：一层商铺，员工及顾客qd1=8L/(m2d)，时变化系数=1.2,使 用时数为12小时；二层集体宿舍qd2=100L/(人d)，时变化系数=3.0，使用时数为2 h K 4小时；315层住宅qd3=300L/(人d)，时变化系数=2.4，使用时数为24小时。 h K 7 3.1.2最高日用水量计算最高日用水量计算 根据数据及给水排水设计规范的规定，计算用水量。 则最高日用水量为： =m1qd1 +m2qd2 + m3qd3 didi Q =m q =917.58/1000+80100/1000+364300/1000=124.54 m3/d 3.1.3最高日最大时用水量计算最高日最大时用水量计算 根据公式： （3-5） hph QQK （3-6） d p Q Q = T 最大小时用水量： = h Q d h Q K T 7.348109.2 1.2+3.0+2.4 122424 =12.654m3/h 3.1.4设计秒流量计算设计秒流量计算 （1）根据GB50015- 2003建筑给水排水设计规范3.6.4对住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量计算 所做调整，按照下列步骤和方法计算： 根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变 化系数，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如下： （3-7）(%) 3600TN0.2 mKq U g h0 0 式中 U0 生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，%； 最高用水日的用水定额，L/（人d）； 0 q m 每户用水人数，人； 时变化系数； h K 计算管段的卫生器具给水当量总数； g N 0.2 个卫生器具给水当量的额定流量数，L/s。 8 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： （3-8）(%) ) 1(1 49 . 0 g gc N N U 式中 U 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%； 对于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0） 的系数； c 计算管段的卫生器具给水当量总数见表3-1。 g N 表表3-1 卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力 给水配件名称 额定流量(L/s) 卫生器具当量Ng 公称管径(mm) 最低工() 拖布盆(单阀水嘴） 0.151.20 0.751.00 15 0.050 洗脸盆（混合水嘴） 0.15（0.10） 0.75（0.5） 15 0.050 浴盆 (含带淋浴转换器) 0.24（0.20） 1.2（1.0） 15 0.0500.070 坐式大便器 (冲洗水箱浮球阀） 0.10 0.50 15 0.020 蹲式大便器 (延时自闭冲洗阀） 1.20 0.60 15 0.1000.150 小便器 （自动自闭式冲洗阀） 0.10 0.50 15 0.050 家用洗衣机水嘴 0.20 1.00 15 0.050 洗涤盆（混合水嘴） 0.150.20（0.14） 0.751.00（0.70） 15 0.050 注：1.表中括弧内的数值系在有热水供应时，单独计算冷水或热水时使用； 2.当浴盆上附设淋浴器时，或混合水嘴有淋浴转换开关时，其额定流量和当量 只计水嘴，不计淋浴器，但水压应按淋浴器计。 根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按下式计算得计算管段的 设计秒流量： （3-9）0.2(/ ) gg qU NL s 式中 计算管段的设计秒流量，L/s。 g q 本设计中，所有住宅均相同或对称。由式（3-7）算得 % . TN. mKq U g h 45 3600247320 424300 360020 0 0 =0.03263 c （2）根据GB50015- 2003建筑给水排水设计规范3.6.4对住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量计算 作了调整，应按下列步骤和方法计算： （3-10） g Q = 0.2 Ng 9 式中 根据建筑物用途确定的系数； Ng计算管段给水卫生器具当量数，见表3-1。 如果计算值小于该管段上一个最大卫生器具的额定流量时，应采用一个最大 的卫生器具的给水额定流量作为设计流量。 如果计算值大于该管段上所有卫生器具给水额定流量叠加值时，应以叠加流 量作为设计流量。 有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均 以0.5计，计算得到附加1.1L/s的流量后为该管段的给水设计秒流量。 3.1.5水力计算水力计算 （1）二层公共卫生间水力计算 由式（3-10）及表3-1算得如下： 图3-1 二层公共卫生间给水水力计算草图 10 表表3-2 二层公共卫生间水力计算表二层公共卫生间水力计算表 卫生器具的当量及数量 洗脸盆 蹲式大便器 小便 器 拖布盆 管段 编号 0.50.50.51.0 当量 总数 Ng 设计 秒流 量(L/ s) 管径 mm 流速 V m/s 单位管 长水损 /m 管长m 沿程水 头损失 0-110.501.45400.870.2061.0000.21 1-221.001.60400.910.2461.0000.25 2-331.501.71401.030.2771.0000.28 3-442.001.81401.090.3061.0000.31 5-610.501.45400.870.2061.0000.21 6-721.001.60400.910.2461.0000.25 7-831.501.71401.030.2771.0000.28 8-942.001.81401.090.3061.0000.31 4-942.001.81401.090.3060.6780.21 9-1084.002.10401.260.3964.0471.60 10-1784.002.10500.800.1991.0000.20 11-1610.500.10200.260.0601.0150.06 13-1510.500.10200.260.0600.5000.03 14-1510.500.10200.260.0600.5000.03 15-1621.000.20200.530.2060.3890.08 16-17121.500.30200.790.4220.2120.09 12-1711.000.20200.530.2060.7390.15 11 17-1818216.502.37500.900.4143.4001.41 18-1918216.502.37500.900.4141.0070.42 h=6.38 （2）标准层住宅水力计算 由式（3-7）、（3-8）、（3-9）及表3-1计算得如下： 图3-2 三至十五层住宅标准层水力计算草图 12 表表3-3 三至十五层住宅标准层水力计算表三至十五层住宅标准层水力计算表 卫生器具的当量及数量 管段编 号洗 脸 盆0 .5 坐 式 大 便 器0 .5 洗 衣 机 喷 嘴1 .0 洗 涤 盆0 .7 浴 盆1 .0 当量 总数 Ng 同时 出流 概率 U % 设计 秒流 量L/s 管径 mm 流速 V m/s 单位管 长水 /m 管长 m 沿程 水头 损失 0-110.501000.10200.260.0601.3560.08 1-2111.001000.20200.530.2060.3570.07 2-51112.00750.30200.790.4220.368