毕业设计（论文）-浦东建设交易署办公楼给排水系统设计.doc

上海理工大学毕业(设计)论文摘要根据计划任务书要求，本次设计是对浦东某建筑交易署办公楼进行建筑给排水的说明及计算。该办公楼为四层，建筑内有厕所及厨房，每层的布置不尽相同。厕所设有坐便器、小便器、喷淋及洗手盆。每层的厕所所拥有的器具数不同。厨房有洗涤盆，分双格和单格两种。该设计任务为建筑工程设计中的生活给水、排水及消防。其中消防又分消火栓灭火和自动喷淋灭火，排水分污水排水和废水排水。本办公楼属于裙楼建筑，已有其各层平面图共四层，一、二层层高为4.5m，三、四层层高为3m，没有地下室，水泵设在一楼的水泵房里。室内外高差为1.0m，水源来自裙楼，在该建筑物的右侧供给，经屋顶自右向左向各层供水。城市排水管在右侧，各层排水到地下，自左向右排出。ABSTRACTAccording to the mission book request, this design to the some office building for trades on Pu Dong proceeds to construct the elucidation for water supply and drain, and water powers calculation. The office building as four layer, contains washroom and kitchens inside, the each layer arranges not to the utmost same. The washroom establishes closestool, urinal and shower and lavabo. The owning number of the each layer in the washroom is different. There are rinse basins in kitchen, including a lattice and two. The design mission contains living water supply, drain and fire fighting in that construction engineering design. Among them the fire fighting divides hydrant to extinguish fire and spray to pour to extinguish fire automatically, draining divides the dirty water diain and waste water drain.This office building belongs to the skirt floor constructs. there has been its each layer plane chart of four layers.one layer or two is 4.5 meters, three layer and four is 3 meters. No having the groud floor, water pump is established in the pump house of the first floor. The distance between indoor and outside in high is 1.0 meter. The headwaters comes from the skirt floor. The right side in that building supplies water. The supply water ducts through the roof from the right direction to left is to supply water to each layer. Drain ducts of the city is in the right side. Draining to the underground on each layer is from the left direction to right.目 录摘 要ABSTRACT前言5绪论6设计过程说明书7第一章 建筑给水81.1 建筑内部的给水系统 8 1.1.1 给水系统的分类和组成 10 1.1.2 给水方式 13 1.1.3 给水管道的布置和敷设 14 1.1.4 水质防护 15 1.2 建筑内部给水所需的水压、水量和增压贮水设备16 1.2.1 最高日用水量 16 1.2.2 最大小时生活用水量 16 1.3 给水管网计算 16 1.3.1 设计秒流量 16 1.3.2 给水管网的水力计算 18第二章 建筑消防系统 272.1 消火栓给水系统 27 2.1.1 消火栓给水系统及布置 272.1.2 消火栓给水系统的水力计算 29 2.2 自动喷水灭火系统 32 2.2.1 自动喷水灭火系统及布置 32 2.2.2 自动喷水灭火系统水力计算 34第三章 建筑排水 38 3.1 排水系统 383.1.1 排水系统的分类 383.1.2 排水管道的布置和敷设 39 3.2 建筑内部排水系统的计算 42 3.2.1 排水定额和设计秒流量 423.2.2 排水管网的水力计算 43小结 54谢辞 55参考文献 56附录 57前言本设计是对室内建筑给排水的一次研究及探讨，从某一幢民用建筑的给水、排水和消防的设计过程中，了解、学会、掌握，乃至更进一步研究其设计中着眼点，探讨给排水工程中优缺点，分析其利弊及应该如何解决，或如何避免。除了本建筑给排设计涉及到的给水、排水、及消防内容外，还将对未涉及到的给排水部分进行更进一步的探讨。经过本次设计，我将会对给排水工程有更进一步的认识，使自身的理论知识更加丰富对以前的认知不足，而导致的误区，能够修正过来。为以后可能从事相关专业的工作奠定好基础。绪论建筑给水排水是给水排水不可缺少而又独具特色的组成部分。与城镇给水排水、工业给水排水并列而组成完整的给水排水体系。建筑给水排水工程又是建筑物的有机组成部分，它和建筑学、建筑结构、建筑供暖与通风、建筑电气、建筑燃气等工程共同构成可供使用的建筑物整体。在满足人们舒适的卫生条件，促使生产的正常运行和保障人们生命财产的安全方面，建筑给水排水起着十分重要的作用，建筑给水排水的完善程度，是建筑标准等级的重要标志之一。就目前情况，建筑给水排水由5个部分组成：1 建筑内部给水排水建筑内部给水排水是建筑给水排水的主体和基础，它又可分为建筑内部给水，建筑内部排水和热水供应3个部分。2 建筑消防消防给水有室外、室内之分，两者在消防用水量的贮存，消防水压的保证等方面关系密切，但不宜分别列入建筑小区给水，因而合并为独立的建筑消防给水。3 建筑小区给水排水建筑小区给水排水介于建筑内部给水排水和城镇给水排水之间，从某种意义上，建筑小区是单幢建筑的扩大，又是城镇的缩小，建筑小区和单幢建筑物、城镇有相同、相同之处，但又与它们有所区别。4 建筑水处理建筑水处理系指与建筑密切相关，以生活用水和生活污水、废水为主要处理对象的水处理。具有规模小、就近设置、局部处理等特点。它既不完全属于建筑内部给水排水，也不完全属于建筑小区给水排水。5 特殊建筑给水排水特殊建筑给水排水，有的因建筑地区特殊，如地震区、多年冻土区和胀缩土区等；有的因建筑用途特殊，如人防建筑，矿泉水疗、体育建筑、大会堂、展览馆、高压氧舱等；有的因水质标准特殊，如游泳池、喷水池、等；有的因使用方式特殊，如循环处理。本次设计的范围仅包括建筑内部给水排水和建筑消防。设计过程说明1给水工程根据设计资料，已知室外给水管网常年由裙楼供水，故室内给水拟采用上区供水方式。即自裙楼由此办公楼的屋顶向下供水，管网上行下给。屋顶不设水箱，也不用给水泵供水。2排水工程 化粪池由周围裙楼提供，因此本大楼不考虑化粪池容积。室内排水系统拟使生活污水与生活废水分质分流排放，即分别排放生活污水与生活废水。3消防给水 本建筑属于二类建筑，设室内、外消火栓系统和自动喷水灭火系统。室内、外消火栓用水量分别为20L/s、20L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s，室内消火栓系统不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。高位水箱贮存10min消防用水，消防泵及管道均单独设置。每个消火栓口径为65min双栓口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12mH2O，采用麻质水带直径65mm，长度20m。消防泵直接从消防水池吸水。该建筑属于中危险级，采用闭式喷水灭火系统，按作用面积法计算。消防用水量20L/s，设计喷水强度6.0L/minm2，作用面积采用实际面积，喷头工作压力100kPa。对走道布置1排喷头的情况，其水力计算勿需按作用面积法进行。无论此排管道上布置有多少个喷头，计算动作喷头数每层最多按5个计算。 4管道的平面布置及管材 室内给水、排水里关俊设于竖井内。给水的水平干管、消防给水的水平干管和排水横干管等均设于各层天花板下面。消防竖管暗装。给水管的室外部分采用给水铸铁管，室内采用塑料管。排水管的室外部分用混凝土管，室内采用塑料管。第1章 建筑给水1.1 建筑内部的给水系统1.1.1 给水系统的分类和组成建筑内部的给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足各用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。一、给水系统的分类给水系统按用途可分为三类：1生活给水系统供给人们饮用、盥洗、洗涤、烹饪等生活用水。其水质必须符合国家规定的饮用水质标准。 2生产给水系统 供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤，以及各类产品制造过程中所需的生产用水、生产用水应根据工艺要求，提供所需的水质、水量和水压。 3消防给水系统 供给各类消防设备灭火用水。消防用水对水质要求不高，单必须按照建筑防火规范保证供给足够的水量和水压。 上述3类给水系统可独立设置，也可根据实际条件和需要组合成同时供应不同用途水量的生活、消防；生产、消防；生活、生产和生活、生产、消防等共用给水系统，或进一步按供水用途的不同和系统功能的差异分为：饮用给水系统、杂用水给水系统（中水系统）、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统和循环或重复使用的生产给水系统等。系统的选择，应根据生活、生产、消防等各项用水对水质、水量、水压、水温的要求，结合室外给水系统的实际情况，经技术经济比较或采用综合评价法确定。综合评价法是结合工程所涉及的各项因素，如技术、经济、社会、环境等因素，统筹兼顾、综合考虑的评价方法，对所列的各项因素，并列其优缺点进行定性分析，其评判结果易受人为影响和带主观随意性，为使各项因素都能用统一标准来衡量，目前都采用模糊变换作为工具，用定量分析进行综合评判，其结果更为正确、合理。近年来模糊综合评判法在各个领域多因素的综合评判方面已被广泛应用。 二、给水系统组成由下列各部分组成：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。泄水表用以计量建筑用水量。水表前后的阀门，用以水表检修、拆换时关闭管路，泄水口主要用于系统检修时放空管网的余水，也可用来检测水表精度和测定管道进户时的水压值。为了使水流平稳流经水表，保证水表的计量准确，在水表前后应有符合产品标准规定的直线管段。水表及其前后的附件一般设在水表井中，当建筑物只有一条引入管时，宜在水表井中设置旁通管，温暖地区的水表井一般设在室外，寒冷地区为避免水表冻裂，可将水表井设在采暖房间内。3给水管道给水管道包括干管、立管和支管。此设计中给水管道采用塑料管。塑料管比起通常给水管道所用的钢管以及铸铁管更易加工、联结，且重量要轻得多，方便运输安装。不必担心防锈性能，防腐性能也更优越，经久耐用价格低廉。使用塑料管还可以节省钢材，节约能源，虽然目前在我国给水管道系统中使用还不普遍，主要用于大便器、大便槽、小便槽的冲洗管，但其推广工作正在加速进行。近年来我国还开发了兼有钢管和塑料管优点的钢塑复合管和以铝合金为骨架，管道内外壁均为聚乙烯的铝塑复合管，除具有塑料管的优点外，还有耐压强度好，耐热、可曲挠和美观等特点，多用于连接卫生器具的给水支管。生活、消防共用给水系统应采用镀锌钢管，生产和消火栓水管一般采用非镀锌钢管或给水铸铁管，自动喷水灭火系统得分给水管或镀锌无缝钢管，以防管道锈蚀堵塞洒水喷口。干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，镀锌钢管必需用螺纹连接。给水铸铁管采用承插连接，塑料管则有螺纹、法兰连接，焊接和粘结等多种方法。4配水装置和用水设备如各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备，常用的配水龙头有：球形阀式配水龙头，一般装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽等卫生器具上，水流通过时因改变方向，故阻力较大。旋塞式配水龙头旋转90即可完全开启，水流直线通过，阻力较小在短时间里可获得较大流量，使用压力宜在1个大气压左右，适用于洗衣房、开水间等用水设备上，其缺点是易引起水锤。普通洗脸盆水龙头，为单放水型。单手柄浴盆水龙头，喷头处有转向接头，可转动一定角度，手柄上下移动控制启闭，左右旋转调节水温，提起或按下提拉开关可使冷、热混合水分别从放水口或喷头流出。5给水附件管道系统中调节水量、水压，控制水流方向，以及关断水流，便于管道、仪表和设备检修的各类阀门。常用的阀门有：截止阀，关闭严密，但水流阻力较大，因局部阻力系数与管径成正比故只适用于管径50mm的管道上。闸阀，全开时水流直线通过，水流阻力小，宜在管径50mm的管道上采用，但水中若有杂质落入阀座易产生磨损和漏水。蝶阀，阀板在90翻转范围内可起调节、节流和关闭作用，操作扭矩小，启闭方便，结构紧凑，体积小。止回阀用以阻止管道中水反向流动。如旋启式止回阀，在水平、垂直管道上均可设置，但因启闭迅速，易引起水锤，不宜在压力大的管道系统中采用；升降式止回阀，靠上下游压差值使阀盘自动启闭，水流阻力较大，宜用于小管径的水平管道上；还有消声止回阀、梭式止回阀、安全阀等。6增压和贮水设备当室外给水管网的水压、水量不能满足建筑用水要求，或要求供水压力稳定、确保供水安全可靠时，应根据需要，在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等增压贮水设备。1.1.2 给水方式 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向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3.5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，3层以上每增加1层，增加40kPa。 给水方式的基本类型（不包括高层建筑）有以下几种。一、直接给水方式由室外给水管网直接供水，为最简单、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。二、设水箱的给水方式设水箱的给水方式宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。低峰用水时，可利用室外给水管网水压直接供水并向水箱进水，水箱贮备水量，高峰用水时，室外管网水压不足，则由水箱向建筑内给水系统供水。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稳压供水的要求，也可采用设水箱的给水方式。室外管网直接将水输入水箱，由水箱向建筑内给水系统供水。三、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。为充分利用室外管网压力，节省电能，当水泵与室外管网直接连接时，应设旁通管。当室外管网压力足够大时，可自动开启旁通管的逆止阀直接向建筑内供水。因水泵直接从室外管网抽水，会使外网压力降低，影响附近用户用水，严重时还可能造成外网负压，在管道接口不严密时，其周围土壤中的渗漏水会吸入管内，污染水质。当采用水泵直接从室外管网抽水时，必须征得供水部门得同意，并在管道连接处采取必要的防护措施。以免水质污染。为避免上述问题，可在系统中增设贮水池，采用水泵与室外管网间接连接的方式。四、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。该给水方式的优点时水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。五、气压给水方式气压给水方式即在给水系统中设置气压给水设备，利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性，升压供水。气压水罐的作用相当于高位水箱，但其位置可根据需要设置在高处或低处。该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水压，室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱时采用。六、分区给水方式当室外给水管网的压力只能满足建筑下层供水要求时，可采用分区给水方式。室外给水管网水压线以下楼层为低区由外网直接供水，以上楼层为高区由升压贮水设备供水。可将两区的1根或几根立管相连，在分区处设阀门，以备低区进水管发生故障或外网压力不足时，打开阀门由高区水箱向低区供水。七、分质给水方式分质给水方式即根据不同用途所许的不同水质，分别设置独立的给水系统。饮用水给水系统供饮用、烹饪、盥洗等生活用水，水质符合“生活饮用水卫生标准”。杂用水给水系统，水质较差，仅符合“生活杂用水水质标准”，只能用于建筑内冲洗便器、绿化、洗车、扫除等用水。近年来为确保水质，有些国家还采用了饮用水与盥洗、沐浴等生活用水分设两个独立管网的分质给水方式。生活用水均先入屋顶水箱（空气隔断）后，再经管网供给各用水点，以防回流污染。饮用水则根据需要，深度处理达到直接饮用要求，再行输配。1.1.3 给水管道的布置与敷设一、管道布置给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置因素的影响。进行管道布置时，不但要处理和协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求。1 基本要求（1） 确保供水安全和良好的水利条件，力求经济合理（2） 保证管道不受损坏（3） 不影响生产安全和建筑物的使用（4） 便于安装维修2 布置形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；后者管道相互连同，双向供水，安全可靠，但管线长造价高。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，干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中，由上向下供水的为上行下给式。干管埋地、设在底层或地下室中，由下向上供水的为下行上给式。水平干管设在中间技术层内或中间某层吊顶内，由中间向上、下2个方向供水的为中分式。二、管道敷设1 敷设形式给水管道的敷设有明装和暗装两种形式。明装即管道外露，其优点式安装维修方便，造价低。但外露的管道影响美观，表面易结露、积灰尘。暗装即管道隐蔽，如敷设在管道井、技术层、关沟、墙槽、顶棚或夹壁墙中，直接埋地或埋在楼板的垫层里。2 敷设要求给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞，暗装管道在墙中敷设时，也应预留墙槽，以免临时打洞、刨槽影响建筑结构的强度。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二损坏。一般不小于0.1m。给水管采用软质的交联聚乙烯管或聚丁烯管埋地敷设时，宜采用分水器配水，并将给水管道敷设在套管内。引入管进入建筑内有两种情况，一种时从建筑物的浅基础下通过，另一种是穿越承重墙或基础。在地下水位高的地区，引入管穿地下室外墙或基础时，应采取防水措施。室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏，其管顶覆土厚度不宜小于0.7m，并应敷设在冰冻线以下20cm处。建筑内埋地管在无活荷载和冰冻影响时，其管顶离地面高度不宜小于0.3m。管道在空间敷设时，必须采取固定措施，以保证施工方便和安全供水。给水钢立管一般每层须安装1个管卡，当层高5m时，则每层须安装2个。三、管道防护1防腐2防冻、防露3防漏4防振1.1.4 水质防护从城市给水管网引入建筑的自来水其水质一般均符合“生活饮用水卫生标准”，但若建筑内部的给水系统设计、施工或维护不当，都可能出现水质污染现象，致使疾病传播，直接危害人民的健康和生命。因此，必须加强水质防护，确保供水安全。一、水质污染的现象及原因1贮水池的制作材料或防腐涂料选择不当。2水在贮水池中停留时间过长。3贮水池管理不当。4回流污染，即非饮用水或其他液体倒流入生活给水系统。二、水质防护措施1饮用水管道与贮水池不要布置在易受污染处，非饮用水管不能从贮水设备中穿过。设在建筑物内的贮水池，不得利用建筑本体结构如基础、墙体、地板等，作为池底、池壁、池盖，其四周及顶盖上均应留有检修空间。埋地应用水池与化粪池之间应有不小于10m的间距，当净距不能保证时，可采取提高饮用水池标高或化粪池采用防漏材料等措施。2贮水池若需防腐，应采用无毒涂料；若采用玻璃钢制作时，应选用食品级玻璃钢为原料。其溢流管、排水管不能与污水管直接连接，均应有空气隔断装置。通气管和溢流管口要设铜丝网罩，以防污物、蚊蝇等进入。3贮水池要加强管理，池上加盖防护，池内定期清洗。饮用水在其中停留时间不能过长，否则应采取加氯等消毒措施。4给水装置放水口与用水口设备溢流水位之间，应有不小于放水口径2.5倍的空气间隙。5生活应用水管道不能与非饮用水水管道直接连接。在特殊情况下，必须用饮用水作为工业备用水源时，应在两种管道连接处的控制阀门之间增设平时常开的泄水阀，以保证管道间的空气隔断，或设置非饮用水压过高时，能自动泄水，以防回流污染的隔断装置等。6非饮用水管道工程验收时，应逐段检查，以防饮用水非饮用水管道误接，其管道上的放水口应有明显标志，避免非饮用水误用和误饮。1.2 建筑内部给水所需的用水定额建筑内给水包括生活、生产和消防用水三部分。生产用水量一般比较均匀，可按消耗在单位产品上的水量或单位时间内消耗在生产设备上的水量计算确定。消防用水量大而集中，与建筑物的使用性质、规模、耐火等级和火灾危险程度等密切相关，为保证灭火效果，建筑内消防水量应按需要同时开启的消防用水灭火设备用水量之和计算。其计算方法详见第2章。生活用水量受当地气候。生活习惯、建筑物使用性质、卫生器具和用水设备的完善程度以及水价等多种因素的影响，故用水量不均匀。生活用水量可根据国家制定的用水定额（经多年的实测数据得出）、小时变化系数和用水单位数，按下式计算：1.2.1 最高日用水量建筑物最高日生活用水量 (m3/d) (1-1)式中m设计单位人数(人、床、病床、m2等); qd单位用水定额(L/(人d)、L/(床d)、L/(病床d)、L/(m2d)。表1.1 用水量估算值：(普通办公楼)单位最高日生活用水量(L)使用时间(h)时变化系数备注每人每班60102.5以总面积计按10m2/人实际建筑面积为4000m2，设计单位数m=400010400人，60L/(人班)，则24 m3/d1.2.2 最大小时生活用水量最大小时用水量 (m3/h) (1-2)式中 Qd见上式； T每日(或最大班)使用时间(h/d)； Kh时变化系数。查上表得：T10h/d，Kh=2.5,则 m3/h1.3 给水管网计算1.3.1 设计秒流量给水管道得设计流量不仅是确定各管段管径，也是计算管道水头损失，进而确定给水系统所需压力得主要依据。因此设计流量的确定应符合建筑内部的用水规律。建筑内的生活用水量在1昼夜、1h里都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内，卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量又称设计秒流量。建筑内给水管道设计秒流量的确定方法，归纳起来有三种：一是经验法，虽然简洁方便，但不够精确；二是平方根法，其计算结果偏小；三是概率法，该法理论方法正确，但需在合理地确定卫生器具设置定额，进行大量卫生器具使用频率实测工作的阿基础上，才能建立正确的计算公式。目前一些发达国家主要采用概率法建立设计秒流量公式，然后又结合一些经验数据，制成图表，供设计使用十分简便。由于我国与西方国家的起居习惯、生活条件、工作制度等都有较大差异。因此不能照搬国外的数据和公式。而目前我国又缺乏基础资料，尚不具备用概率法建立设计秒流量公式的条件，但这方面的研究和数据积累工作正在进行中。当前我国生活给水管网设计秒流量的计算方法，按建筑的用水特点分为两种：一是用水时间集中，用水设备使用集中同时给水百分数高的建筑，如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室、影剧院、体育场等，可采用经验法，直接以卫生器具数量、额定流量和同时给水百分数计算设计秒流量。二是用水时间长用水设备使用不集中，同时给水百分数随卫生器具数量增加而减少的建筑，如住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等。因生活用水量是通过室内各类卫生器具的配水装置使用放水来反映的，所以设计秒流量应按管段上所设卫生器具的数量，用统计学、概率理论来进行计算，但卫生器具种类多，且各中种卫生器具的额定流量又不尽相同，为简化计算，将安装在污水盆上，支管直径为15 mm的配水龙头的额定流量0.2L/s作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值。这样便可把管段上不同类型卫生器具的流量，统一换算成当量总数，便于各管段设计，秒流量的计算。本次设计的对象是某办公大楼，则其生活给水设计秒流量应按二类方法计算，公式如下： (1-3)式中qg 计算管段的给水设计秒流量，L/s; Ng计算管段的卫生器具给水当量总数，根据卫生器具种类和数量计算确定； 、k根据建筑物用途而定的系数按表采用，查阅参考书得来。查得 按表2.3-2R采用： 得 （1-4）1.3.2 给水管网的水力计算一、确定管径在求的各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径： （1-5）式中 qg计算管段的设计秒流量，m3/s; d计算管段的管径，m； v管段中的流速，m/s。当管段的流量确定后，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，引起噪音，损坏管道或附件并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水管道所需的压力。流速过小，又将造成管材的浪费，考虑以上因素设计时给水管道流速应控制在正常范围内：生活或生产给水管道，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的水流速度，可采用0.81.0m/s；消火栓系统，消防给水管道，不宜大于2.5m/s；自动灭火系统给水管道，不宜大于5.0m/s，但其配水支管在个别情况下，可控制在10m/s以内。二、给水管网水头损失的计算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。管段的沿程水头损失： （1-6）式中 hg管段的沿程水头损失，kPa; i单位长度的沿程水头损失，kPa/m； L管段长度，m。钢管、铸铁管和塑料管的单位长度水头损失公式不再列出。设计计算时，可直接使用各种材料管的单位长度水头损失i的计算公式编制的水力计算表，由管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，查得管径和单位长度的水头损失i。本次设计采用参考书的“给水塑料管水力计算表”，在此不再列出。管段的局部水头损失 （1-7）式中 hj管段局部水头损失之和，kPa； 管段局部阻力系数之和； v沿水流方向局部零件下游的流速，m/s；g重力加速度，m/s2。由于给水管网中局部零件如弯头、三通等甚多，随着构造不同其值也不尽相同，详细计算较为繁琐，在实际工程中给水管网的局部水头损失，一般不作详细计算，可按下列管网沿程水头损失的百分数采用：生活给水管网为2530；消火栓系统消防给水管网为10；自动喷水灭火系统消防给水管网为20。三、求定给水系统所需压力根据卫生器具和用水设备用途要求而规定的，其配水装置单位时间的出水量为额定流量，各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击及流速变化等阻力，而放出额定流量所需的最小静水压称流出水头。要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用所需的水量，给水系统的水压就应保证配水最不利点（通称位于系统的最高、最远处）具有足够的流出水头。在确定给水计算管路水头损失后，即可按照下列公式计算： (1-8)式中 H建筑内给水系统所需的水压，kPa； hj引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压，kPa； hj引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失，kPa； hj水流通过水表时的水头损失，kPa； hj配水最不利点所需的流出水头，见下表，kPa。表1.2 卫生器具给水额定流量、当量、支管管径和流出水头 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大便器（冲洗水箱浮球阀）0.100.5150.0202淋浴器0.150.75150.0403小便器（手动冲洗阀）0.050.25150.0154洗手盆水龙头0.100.5150.0205食堂厨房洗涤盆水龙头0.321.6150.020四、水力计算的方法步骤首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘制给水管道平面布置图及轴测系统图列出水力计算表，参见下列表，将每步计算结果填入表内。1根据轴测系统图选择配水最不利点，确定计算管路。若在轴测图中难以判定配水最不利点，则应同时选择几条计算管路，分别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的压力。在本设计中已确定最不利点在一层的厨房；2以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，将计算管路划分成计算管段；3根据建筑的性质选用设计秒流量公式，见公式（1-4），计算各管段的设计秒流量；4进行给水管网的水力计算。在确定各管段的管径后，对采用下行上给式布置的给水系统，应计算水表和计算管路的水头损失，求出给水系统所需压力H并校核初定给水方式。对采用设水箱上行下给式布置的给水系统，则应校核水箱的安装高度，若水箱高度不能满足供水要求，可采取提高水箱高度，放大管径或选用其他供水方式来解决。本次设计是采用上行下给式布置的给水系统，由于此大楼由周围的裙楼供水，水箱设在裙楼上，则不考虑水箱，设最不利点的水头损失受其自身重力作用能够克服，提供所需压力。5确定非计算管路各管段的管径。本次设计选择的给水管材料采用塑料管，由各管段的设计秒流量qg，控制流速在允许范围内，查阅参考书上已编制的水利计算表可得管径D和单位长度沿程水头损失i，各项计算结果均列入下列给水管网水利计算表中。此大楼由裙楼供水，没有水箱和地下水泵，因此不考虑最不利管路的水头损失。另外，办公大楼是非住宅建筑，所以不考虑安装水表。最不利管段沿程水头损失在一层厨房，见最不利管路水头损失表，得：hy24.71kPa （1-9）计算局部水头损失：hj30hy0.324.717.4kPa （1-10）计算管路得水头损失： H2（hjhy）24.717.432.11kPa （1-11） 图1-1 表1.3 计算草图 图1-2 表1.4 计算草图 表1.3 三、四层左边厕所计算管段编号卫生器具名称当量总数Ng设计秒流量qg(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)每米管长沿程水头损失i(kPa)管段长度L(m)管段沿程水头损失hy=iL(kPa)管段沿程水头损失累计hy(kPa)大便器喷淋洗手盆小便器0-11/0.50.50.21200.530.212.60.543.541-22/0.510.30200.790.420.60.272-32/0.51/0.751.750.40250.610.192.10.403-42/0.51/0.751/0.52/0.252.750.50250.760.283.30.914-A4/0.52/0.752/0.54/0.255.50.70320.650.187.91.420-11/0.50.50.21200.530.211.40.291-21/0.51/0.250.750.26200.660.310.80.242-31/0.52/0.2510.30250.450.115.30.60表1.4 三层右边厕所、用水间计算管段编号卫生器具名称当量总数Ng设计秒流量qg(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)每米管长沿程水头损失i(kPa)管段长度L(m)管段沿程水头损失hy=iL(kPa)管段沿程水头损失累计hy(kPa)洗手盆洗涤盆小便器大便器0-11/0.50.50.21200.530.210.70.145.891-21/0.51/1.62.10.43201.130.800.20.172-31/0.51/1.61/0.252.350.46250.700.240.60.163-41/0.51/1.62/0.252.60.48250.730.262.70.704-51/0.51/1.62/0.251/0.53.10.53250.810.310.20.055-61/0.53/1.62/0.251/0.56.30.75251.140.583.21.846-D3/0.53/1.64/0.253/0.58.80.89251.340.783.62.83续表0-11/1.61.60.38201.000.651.00.661-52/1.63.20.54250.820.324.81.552-41/0.50.50.21200.530.214.20.88四层右边厕所0-12/0.510.30200.790.421.00.421-22/0.51/0.251.250.34200.890.530.60.332-32/0.51/0.251/0.51.750.40201.050.700.10.063-42/0.52/0.251/0.520.42201.100.770.50.394-62/0.52/0.252/0.52.50.47250.720.250.50.120-41/0.50.50.21200.530.212.40.50 图1-3 表1.5 计算草图 图1-4 表1.6 计算草图表1.5 三层中间女厕所 计算管段编号 卫生器具名称 当量总数Ng设计秒流量qg(L/s)管径DN(mm) 流速v(m/s) 每米管长沿程水头损失i(kPa)管段长度L(m)管段沿程水头损失hy=iL(kPa)管段沿程水头损失累计hy(kPa) 大便器 洗手盆 0-11/0.50.50.21 200.53 0.21 1.10.23 9