营房建筑给排水工程课程设计.docx

通风空调与给排水专业营房建筑给排水工程课程设计计算说明书 学 号：20131131009 姓 名：道 指导教师： 时 间： 2016. 11. 01通风空调与给排水工程 20131131前 言本设计是十二层的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统、雨水系统。给水系统采用分区供水，-1到5层为低区，由市政管网直接供水；6层到十二层为高区。由水泵从地下贮水池加压供水，并设变频调速装置。排水系统采用污、废水合流制，直接排入市政污水管网；底层单独排水，排水立管设专用通气管。消防系统主要采用室内消火栓系统，火灾初期10min消防用水量由屋顶消防水箱供给，消防水箱的水源由生活水泵从生活水池抽取；10min后的消防启动消防水泵，从消防水池抽水供消火栓使用。关键词 建筑给排水 高层建筑I目 录第1章 工程概况及设计任务31.1 工程概况31.1.1 设计任务书31.1.2 主要技术指标31.1.3 要求41.2 设计资料41.2.1 建筑资料41.2.2 给水资料41.2.3 排水资料4第2章 系统方案确定52.1 生活给水系统52.1.1 相关规范52.1.2 竖向分区52.1.3 方案确定62.2 排水系统92.2.1 相关规范92.2.2排水水质分析102.2.2生活排水系统102.2.3 雨水排水系统122.3 消防给水系统132.3.1 消火栓给水系统132.3.2 自动喷水灭火系统14第三章 管道布置153.1 生活给水系统163.1.1 给水系统组成163.1.2管道布置163.1.3 管道敷设173.1.4给水管道的布置与敷设具体做法183.1.5 给水管材183.2 室内排水系统193.2.1系统组成193.2.2 排水管道布置及敷设193.2.3 排水管材213.3 雨水排水系统223.3.1雨水排水系统的组成223.3.2 管道布置的做法233.3.3雨水排水系统管材的选用233.4 消防给水系统233.4.1系统组成233.4.2 室内消火栓的布置233.4.3 消火栓管材的选用243.5自动喷淋系统243.5.1系统组成243.5.2 管道的布置与敷设253.5.3 管材26第四章 设计计算274.1 生活系统用水量计算274.1.1 设计计算依据274.1.2 设计计算274.2 水池的计算284.2.1设计计算依据284.2.2水池的计算294.3 给水管网水力计算294.3.1 设计秒流量公式选用294.3.2 低区生活给水管网水力计算表304.3.3 低区给水系统压力校核344.3.4 高区给水管网水力计算344.4 水泵、水池设计384.4.1 水泵机组的设置384.4.2 贮水池设置394.5 排水系统水力计算394.5.1 设计秒流量公式的选用394.5.2 排水横支管水力计算404.5.3排水立管的水力计算424.6 雨水系统水力计算444.6.1 雨水量计算444.6.2 雨水系统水力计算454.7 消火栓系统计算454.7.1 室内消火栓系统的布置454.7.2 室内消火栓管网布置464.7.3 最不利点消火栓所需压力和实际射流量464.7.4 消火栓管网水力计算474.7.5 消防水池494.7.6高位水箱设置与的校核504.8 自动喷水灭火系统计算504.8.1 3-12层自喷水力计算(作用面积法)504.8.2 -1-2层自喷水力计算51总 结54II第1章 工程概况及设计任务1.1 工程概况1.1.1 设计任务书1.目的和作用培养提高学生综合运用在本学期所学的基础理论、基础知识和基础技能解决工程实际问题的能力，以达到总结、巩固扩大和深化所学的知识；培养和调动学生学习的主动性和积极性；激发学生创新精神；使学生进一步了解我国基本建设方面的政策，提高学员对国家建设的责任感。通过课程设计的综合训练，培养提高学员调查研究、查阅文献、收集运用知识的能力；综合分析、制定设计方案的能力；并进一步培养提高学员的计算。绘图、运用工具书和编写说明书的技能，以及运用计算机计算、绘图和进行外语翻译的能力。2.设计任务本设计为重庆某建筑给排水工程设计。本课程设计要求设计该建筑内给水排水工程，具体设计项目为：1、室内给水系统；2、室内排水系统；3、室内消防系统；4、室内喷淋系统；5、雨水排水系统。1.1.2 主要技术指标本次设计主要完成图纸设计和设计计算说明书的编写。1.设计计算说明书,约4050页,包括目录、前言、正文、小结、参考文献等。2.设计施工图以1#图计，不少于10张,要求图纸比例合适、内容设置合理。1.1.3 要求1.课程设计在指导教师的指导下独立完成。设计过程中应善于搜集和运用参考资料，发挥创造性，要认真贯彻实用经济、美观的设计方针，要密切联系工程实际，并注意应用本专业最新的科研成果。2.在设计前，学员根据设计任务定出个人设计工作计划及进度安排表，根据进展情况进行随时修正，保证按期完成任务。3.图纸是设计意图的主要表现形式，因此必须特别注意提高图纸质量，做到图面布局合理、正确清晰、线条清楚、尺寸齐全，符合制图标准及有关规定，用工程字注文，主要图纸应基本达到施工图深度。4.设计说明书要求内容完整、阐述清楚、计算正确、文理通顺，计算中不宜采用简化方法。计算中采用的公式、数据来源及设计依据和方案比较等内容，均应加以说明。5计算准确，所采用公式和公式的符号及单位一般应有注解，要注明数据的来源，计算草图描绘工整，计算成果列表绘出。1.2 设计资料1.2.1 建筑资料该建筑位于重庆市九龙坡区，属民用建筑建筑，共12层，建筑概况描述如：地下一层为设备层及车库，一层至二层为商业及部分住宅，三层至十二层为住宅，建筑绝对标高为324.000米，相对标高为0.000；提供各层平面图、洗手间和卫生间大样图、立面图等。1.2.2 给水资料给水由北碚水厂供水,水质符合生活饮用水卫生标准,年最低月平均水温为9。建筑物东侧有一城市给水管道DN400,其水压为0.30MPa，管道埋深1.8m。1.2.3 排水资料在建筑物西侧有一城市排水管道DN400，接入检查井的位置在东北角处。管道埋深2.5m。2第2章 系统方案确定2.1 生活给水系统根据有关设计相关资料，建筑物的性质、用途、层高及设计要求，结合室外城市管网能够提供的水压，确定给水系统的方式及组成。2.1.1 相关规范摘自(建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)3.3.1 居住小区的室外给水系统，其水量应满足居住小区内全部用水的要求。居住小区的加压给水系统，应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。3.3.4 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。3.3.5 高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：1 各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；2 水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；3 各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。3.3.6 建筑高度不超过100m 的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串连供水方式。3.4.17 住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设置在户内的水表，宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。2.1.2 竖向分区由建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第1.0.3条知：建筑高度小于24m的公共建筑或小于10层的住宅称为低层建筑；建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第3.3.5规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。根据规范要求，并结合该建筑楼层数、功能及室外供水压力，建筑物东侧有一城市给水管道DN400,其水压为0.30MPa，管道埋深1.8m。 由经验法估算：第五层：H=120+403=24m。24+1.8=25.8m3，符合规范要求低区所计算的是该区所需的最小工作压力，沿程水损取20%静压，3m为自由水头高区61247.10-16.50=30.630.64度，故采用湿式自动喷淋灭火系统。第三章 管道布置3.1 生活给水系统3.1.1 给水系统组成根据给水方案，建筑内部给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表等组成。3.1.2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等因素的影响。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.管道布置基本要求（1）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理（2）保护管道不受损坏（3）不影响生产安全和建筑物的使用（4）便于安装维修给水管道与其他管道和建筑结构的最小净距如表1-3所示。表3-1 给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表给水管道名称室内地面(mm)地沟壁和其它管道(mm)梁、柱、设备(mm)排水管备注水平净距(mm)垂直净距(mm)引入管1000150在排水管上方横干管10010050 且此处无接头500150在排水管上方立管管径25100最大长度(m)10121520（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。3.2.3 排水管材常用的建筑排水管材基本可分为两大类：金属管材与非金属管材，其主要优缺点及使用条件如表3-5所示。建筑生活排水管道管材的选择，应综合考虑建筑物的使用性质、建筑高度、抗震要求、防火要求及当地的管材供应条件，因地制宜选用。管材选用应符合建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第4.5.1条要求：1、居住小区内排水管道，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或钢筋混凝土管。2、建筑物内排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管及相应管件。3、当排水温度大于40度时，应采用金属排水管或耐热塑料排水管。酒店建筑为高层商住楼，若选用塑料管材，则必须选用消声管材，如夹心塑料管或带内螺旋线管；且管径100mm穿越楼层时，须加设阻火圈以防止火灾蔓延，这样就相应提高了造价，而且管线出屋面及埋地、出户部分都不宜再用塑料管材(防冻脆破裂)，带来了施工的不便。若选用机械离心排水铸铁管，虽造价略显高些，但其强度、防腐、耐热、隔声、抗震性能等都比较理想，并且有使用年限长，施工方便等优点，是高层建筑比较理想的换代产品。因此，本工程首选此类产品，接口采用柔性接口。由于酒店建筑高度大，受风力作用和地震影响均会造成较大的摆动，据有关资料介绍由此引起的屋间变位约为层高的1/2001/100。因此酒店建筑排水系统的管道接口形式及连接方式为柔性接口，即与管材配套的橡胶圈、卡箍接口，以避免建筑竖向的变位大时，接口开裂漏水。表3-5 常用排水管材的优缺点及适用条件类别管材名称主要优缺点使用条件金属管材机械离心铸铁管机械强度好，抗腐蚀、抗震(使用柔性接口)性能好，使用寿命长，造价较高适用于高层排水，特别是有抗震要求的场所钢管机械性能好，强度高，耐高压，易腐蚀可用于80一下污水提升、雨水排除(需做好内外防腐)以及其他一些有特殊要求的场合衬塑钢管机械性能好，强度高，耐腐蚀，造价高适用于排除有化学腐蚀性液体的场合非金属管材塑料管材重量轻，管件尺寸小，施工安装方便，耐腐蚀，造价低，但强度低，耐寒耐热差，易老化，使用寿命短可用于一般公共建筑的公厕，多层住宅排水等场所，但用于居住建筑时应采取消声措施混凝土管强度较好，造价低，但管体重适用于室外小区排水，室内很少使用钢筋混凝土管机械强度好，造价低适用于室外、市政干线排水带釉缸瓦管质轻，造价低，但脆、易碎室内外排水均较少使用，可用于室外绿地排水本建筑低区为为公共建筑，高区为住宅，塑料管材重量轻，管件尺寸小，施工安装方便，耐腐蚀，造价低等优点，适合于本建筑，故本建筑排水立管和横支管采用塑料管，粘接；排出管采用柔性排水铸铁管，承插连接。3.3 雨水排水系统3.3.1雨水排水系统的组成 （1）外排水系统的组成 1）檐沟外排水系统（重力流）。 2）长天沟外排水系统（单斗压力流）。 （2）内排水系统的组成 内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。 内排水的单斗或多斗系统可按重力流或压力流设计，大屋面工业厂房和公共 建筑宜按多斗压力流设计，雨水斗的选型与外排水系统相同，需分清重力流或压力流。 无论何种屋面雨水的排除都必须按重力流或压力流进行设计。 一般情况下，檐沟外排水系统应按重力流设计，长天沟外排水系统应按单斗 压力流设计，内排水系统可按重力流或压力流设计，大屋面工业厂房和公共建筑宜按多斗压力流设计。 3.3.2 管道布置的做法 顶楼的雨水有屋顶坡度汇流至立管1、2、3、4、5、6管中，至室外散排。3.3.3雨水排水系统管材的选用 外、内排水系统采用的管材有UPVC塑料管和铸铁管，其最小管径可用DN75mm，但注意下游管段管径不得小于上游管段管径，且在距地面以上1m处。 设置检查口，并牢靠地固定在建筑物的外墙上。对于工业厂房屋面雨水排水管道，也可采用焊接钢管，但其内外壁应作防腐处理。3.4 消防给水系统3.4.1系统组成建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、高位水箱、水泵结合器及增压泵等组成。3.4.2 室内消火栓的布置室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。消火栓的间距，应保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位，可按式(3-1)确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。 (3-1)式中 S-消火栓间距，m； R-消火栓保护半径，m，R=L1+L2； L1-水龙带敷设长度，m，可取配备水龙带长度的90%； L2-水枪充实水柱在平面上的投影长度，m，水枪射流上倾角按45o计； b-消火栓最大保护宽度，m。消火栓保护半径按下式计算： (3-2)式中 R-消火栓保护半径，m； C-水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.80.9； h-水枪充实水柱倾斜45o时的水平投影，m；h=0.71Hm，对一般建筑(层高为33.5m0由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m； Hm-水枪充实水柱长度，m。水枪充实水柱长度应根据建筑物的层高和选定水枪的设计流量通过水力计算确定。高规第7.4.6.2条要求对建筑高度不超过100m的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑，其充实水柱长度不应小于13m。建筑消火栓充实水柱Hm=10m，C=0.8，Ld=25m，则消火栓的保护半径为R=0.825+3=23m。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以23m为消火栓保护半径，将消火栓分散布置在楼层走到、楼梯、大厅出入口附近等明显、经常有人走动、易于取用的地方。消火栓间距：；取间距为S=21m。设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面1.1m，栓出口方向与布置消火栓的墙壁垂直。建筑内采用同一规格的消火栓，消火栓口径DN65mm，配备水龙带长度25m，水枪喷嘴口径19mm。3.4.3 消火栓管材的选用当室外消防为生活、消防合用管道系统或低压消防给水系统时，可选用允许压力较低的承插直管的球墨给水铸铁管（滑入式、机械式），焊接钢管，内外壁热镀锌焊接钢管等。本设计采用热镀锌焊接钢管。3.5自动喷淋系统3.5.1系统组成该系统由闭式喷头、报警装置(水力警铃、压力开关)、湿式报警阀、管网及供水设施等组成。3.5.2 管道的布置与敷设1.喷头选择 根据自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001) (2005年版)第6.1.3条规定，闭式喷头选型应符合下列规定： 1、不做吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头；2、吊顶下布置的喷头，应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；3、顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室，可采用边墙型喷头；4、自动喷水一泡沫联用系统应采用洒水喷头；5、易受碰撞的部位，应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头。根据上述要求，建筑采用标准型玻璃球喷头，喷头公称直径12.5mm，流量特性系数K=80。地下一层不吊顶，配水支管布置梁下，故采用直立型喷头，裙房及公寓走道部分设有吊顶，采用吊顶型喷头。喷头的动作温度采用普通温级68oC红色喷头。2.管道及阀门等设置（1）屋内的供水干管一般宜布置成环状，进水管不宜少于两条。当一进水管发生故障时，另一条进水管仍能保证全部进水量的70%和足够的水压。（2）阀应设在距地面高度0.81.5米范围内的没有冰冻危险、易于排水、管理维护方便而明显的地点。（3）设在便于维修的地方。分隔阀门应经常处在开户状态，一般用锁链锁住，分隔阀门最好采用明悬阀门。（4）水力警铃宜装在报警阀附近，与报警的连接管应采用镀锌钢管。其长度不大于6米时，管径为15 mm，大于6米时，管径为20 mm，但最大长度不应大于20米。（5）自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水管网应分开独立设置。（6）湿式报警阀后的管道上不应设置其它用水设施。（7）喷水灭火系统应设消防水泵接合器，一般不宜少于2个。（8）喷水灭火系统应设泄水装置（9）每根配水支管的喷头数：轻、中危险极建筑材料均不应多于8个。在同一配水支管吊顶上下布置喷头时，共上下侧的喷头数个不多于8个。严重危险极建筑材料均不应多于6个。（10）喷水灭火系统应设有报警阀、控制阀、水力警铃、系统检验装置、压力表，控制阀上应设有启闭指示装置。（11）喷水灭火系统应设水流指示器，压力开关等辅助电动报警装置。3.5.3 管材自动喷水灭火系统采用内外壁热镀锌钢管，以防止管道锈蚀而堵塞喷嘴喷口。管道系统的连接，管径100mm时采用丝扣连接，管道直径100mm时，管道采用法兰盘或沟槽式卡箍连接，水平管道上法兰盘间管道长度不宜大于20m，立管上法兰盘间距不超过3个楼层。第四章 设计计算4.1 生活系统用水量计算建筑生活用水量是生活给水系统设计计算的基本参数之一。它的选用是否恰当、合理，对给水系统的建设投资和运行使用都有很大影响。4.1.1 设计计算依据高层建筑的生活用水量应根据国家现行建筑给水排水设计规范中规定的生活用水定额、时变化系数，并结合设计条件中给出的用水单位数，按下式通过计算确定。(4-1)(4-2)式中 Qd-最高日用水量，L/d； m-用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数； qd-最高日生活用水定额，L/(人.d)、L/(床.d)或L/(人.班)； Qh-最大小时用水量，L/h； Kh-小时变化系数； T-建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h。住宅类建筑生活用水定额及小时变化系数见建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)表3.1.9。集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数见建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)表3.1.10。4.1.2 设计计算根据设计原始资料、建筑性质和卫生器具设置完善程度，依据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003