沁水城2号楼建筑给水排水工程设计-毕业设计(论文)开题报告

毕业设计(论文) 开 题 报 告 题目沁水城 2 号楼建筑给水排水工程设计 学院建筑与土木工程学院 专业及班级给水排水工程 姓名王桥 学号1104030234 指导 教师李亚娇 日期2015 年 4 月 西安科技大学毕业设计(论文)开题报告 题 目沁水城 2 号楼建筑给水排水工程设计选题类型设计 一一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文 献)： 在我国科学技术的不断发展的今天，建筑行业也在飞速发展，建筑给排水技术也有着惊 人的突破。下面我将对建筑给排水国内外研究现况及生产需求状况等问题进行分析。 1.1 我国建筑给排水的发展历程 我国建筑给排水自 1949 年建国以来,经历了三个发展阶段: 1.1.1 房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自 1949 年至 1964 年室内给水排水和热水供应 设计规范开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水业,房屋卫生技术设备被确定 为一门独立的专业课程,第一代建筑给排水专业人员走上工作岗位。 1.2.1 室内给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年建筑给水排水设计规范被审 批通过时为止。其主要标志是通过工程实践,对以往机械搬用国外经验并造成失误进行了认 真总结和反思,进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。 1.3.1建筑给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。在此期间,建筑给水、建筑排水和热 水供应技术全面而迅速发展,在许多方面有明显突破,并逐步走向成熟。 全国性建筑给排水学 术组织先后成立,在专业队伍、技术发展和组织建设等方面都显示出与前阶段完全不相同的 特点。现阶段的建筑给排水由建筑内部给排水、建筑灭火、居住小区给排水、建筑水处理和 特殊建筑给排水五部分组成。其主体部分是建筑内部给排水,包括给水、排水和热水供应,基 础是卫生设备。和前两个阶段相比,建筑给排水有着更丰富的内涵和更广阔的外延。 2.1国内外研究现状 建筑给排水自始至今已经有许多重大的技术与设计等方面的突破， 建筑给排水发展至今 可以说是已经很成熟了.现如今国内外对建筑给排水的研究不仅要在现有的基础能够取得更 大的突破，侧重点则是节能新技术、节水新技术及自控程度更高。 2.1.1节能新技术 在注重节能减排的今天，建筑给排水设计中也应该时时有节能减排思想，以适应现代建筑发展 的要求。目前关于节能新技术的研究很多，也出现了很多可用于实际工程的节能方法，下面我 们注重介绍几种： （1）高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头 高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进水直接引人 贮水池中，白白损失掉了能量，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可利用正压力全部转化 成负压， 很不经济合理。 在高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施， 如: 公 共浴室、洗衣房、汽车库、美发厅等这部分用水量占建筑物总用水盘相当大的比例，如果全部 由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。 （2）注意生活给水管道中的减压节流问题 给水管道中往往存在着出水压力过大的向题，容易发生超压出流，造成水资源和能源的浪 费。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达 300kPa400kPa。而在进行设计流量 计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为 20kPa 一 30kPa 的前提条件下所得的。若不采取 减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的 45 倍。随之带来了水盘浪费、水 压过高的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂等问题。 （3） 生活给水系统和消防给水系统两者分开设置 在高层建筑给水设计中，把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置。因为两种 给水系统对水压的要求不同。按规定：生活给水系统按静水压力不大于300kPa400kPa分区 为宜，消防给水系统按静水压力不大干800kPa 分区为宜。故若按消防要求水压值分区时， 将使得生活给水管道超压而造成超最供水等问题；若常年用减压阀降压节流，又势必造成电 能浪费；若按生活给水水压要求分区，则会相对增加水泵机组数目。所以，无论从节能节流 还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置。 这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能量浪费。 （4） 合理选用变频水泵 在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统 供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有 着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料 的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设 简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据 热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装 置比一般供水设备节电 10%一 40%。 2.2节水新技术 （1）推广使用优质管材、阀门 由于传统镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，且长时间闲置后再使用时会有锈水放出导 致浪费，同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈 钢管、铜管、PPR 管、PE 管、PVCU 管等能很好的解决此类问题。 阀门是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般 情况，截止阀比闸阀关的严，闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时，我们就应当选用更能够节水 的阀门。 （2）推广使用节水型卫生器具和配水器具 一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如，通常淋浴喷头每分钟喷水约 25L，而节水型喷头则每分钟只需要约 9L 水，可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着 整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时除了要考虑价格因素和使用 对象外，还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的 一个重要方面。 另外很有很多研究已经相当成熟的方法，可用于设计中，例如：真空节水技术、控制超压 出流、合理设置贮水池等方法。 3.1建筑给排水的发展趋势 住宅给排水系统看似简单, 但它与我们的日常生活息息相关。 在住宅建设迅猛发展的同时， 住宅建设的水平也应跟上居民的住宅需求。大量引进的国外先进的住宅给水排水技术是否符合 中国国情是否是从居民的切身利益出发，这都需要从“以人为本”的角度来考虑 15。 水表出户、直饮水系统、同层排水系统、住宅消防及喷淋系统是众多新技术、新理念中大 家关注的热点。这几种技术的应用对人们居住条件的舒适性、实用性、安全性和私密性提供了 很好的保障。既保证住户利益不受侵害。同时又保证不侵害别人的利益，能同时满足这两方面 要求的技术才是真正意义上的“以人为本”的技术。 有理由相信，随着这几种技术的不断成熟上述过渡时期中出现的问题都将会被解决， “以 人为本”的住宅给水排水技术大规模应用到现实生活中的日子将为期不远。 4.1 选题目的与意义 一般说来，任何建筑都必须进行给排水设计，给排水设计关乎建筑使用的舒适性与安全性。 高层建筑因其建筑层数高以及使用人员较多使得高层建筑给排水设计显得尤为重要。本设计项 目不仅是高层建筑，而且还是一个以商厦住综合性建筑，该种建筑对美观度舒适度安全度的要 求更高，那么给排水设计就更有其重要意义了。 该设计建筑地下 1 层，地上 25 层，是以商业和住宅相结合的综合性建筑，几乎涉及了建筑 给排水设计的所有内容。我希望此次设计达到以下几点目标： （1）通过毕业设计，巩固自己所学的基础理论和专业知识，加强自己的基本技能，使自己 的知识体系综合起来，以达到学以致用，独立完成建筑给排水设计的目的。 （2）通过毕业设计，掌握资料获取、处理数据和计算机应用等方面的能力，培养自己的实 践能力、创新能力和独立思考意识。 （3）通过毕业设计，了解社会生产实际中的问题，及时发现自己知识的缺陷和漏洞，补充 自己没有掌握的知识，为以后的工作打好坚实的基础。 主要参考文献主要参考文献（格式请按照以下示例） （1）建筑给水排水设计规范（GB500152003）2009 年版 （2）建筑设计防火规范（GB500162014） （3）自动喷水灭火系统设计规范（GB500842001）2005 年版 （4）水喷雾灭火系统设计规范（GB5021995） （5）汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB5006797） （6）建筑灭火器配置设计规范（GB501402005） （7）自动喷水灭火系统施工及验收规范（GB502612005） （8）王增长主编建筑给水排水工程（第五版），北京：中国建筑工业出版社，2005 年 （9）核工业第二研究设计院主编给水排水设计手册（第 2 册）建筑给水排水（第二 版），北京：中国建筑工业出版社，2001 年 （10）中国建筑标准设计研究所等编全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水北京： 中国计划出版社，2003 年 （11）黄晓家等主编自动喷水灭火系统设计手册，北京：中国建筑工业出版社，2002 年 二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程 该建筑位于陕西省西安市，为一高层住宅楼。建筑面积约 1164 平方米，地上 16 层，为住宅区，地下 1 层，为车库，建筑总高度 51.5 米。水源来自城市市政给水管网，从城市市政给水管道引一根 DN200 管道 为本楼提供水源，水质符合国家生活饮用水标准。市政管网常年可用水头为 0.28MPa。室内废水、污水合 流排放，经化粪池处理后就近排入市政污水管。该高层建筑主要设计内容有建筑给水设计、建筑排水设计 与建筑消防设计。 1.1 建筑给水系统 1.1.1 给水方式的选择 高层建筑给水方式通常有以下两种： （1）依靠外网压力的给水方式 包括直接给水方式和设水箱的给水方式，两者都适用于高度较低的建筑或高层建筑的低层。前者适用 于给水管网水压较稳定的市政管网，后者适用于给水管网不稳定的市政管网。这种给水方式可以充分利用 市政管网的水压，节约能源。 （2）依靠水泵升压给水方式 包括设水泵的给水方式、水泵水箱联合的给水方式、气压给水方式、分区给水方式和分质给水方式。 较常用的有设水泵的给水方式、水泵水箱联合给水方式和分区给水方式。前者宜在室外给水管网的水压经 常性不足时采用，根据情况可采用恒速水泵恒速供水和变速水泵不恒速供水；中者适用于室外给水管网压 力低于或经常不满足建筑内给水管网所需的水压这种情况；后者适用于高层建筑中，低层利用市政管网水 压，节约能源，高层水泵提升供水满足高层用水需求。分区给水方式又包括水泵并列分区给水方式、水泵 串联分区给水方式、水泵供水减压阀减压分区给水方式。 根据本建筑的特点，拟采用分区给水方式，将此楼给水系统分为 2 个区： 低区：-1 至 6 层；给水方式采用下行上给式,由市政自来水管网引入室内后直接供给。 中区：6 至 16 层；给水方式采用下行上给式,采用微机变频调速泵加压供水。 这样的供水方式供水可靠，设备集中，便于管理。 1.2.1 给水管网的布置要求和布置形式 基本要求基本上有以下四点： （1）确保供水安全和良好的水力条件 （2)确保管道不受损害 (3)不影响生产安全和建筑物的使用 (4)便于安装维修。 布置形式按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种。 根据以上要求和布置形式特点，本设计中，室外供水管网(生活和室外消防兼用)选用环网布置；室内 供水管网根据实际情况适当选用 1.3.1 给水管材的选用 给水管材采用 PE 管。聚乙烯管连接可靠，低温抗冲击性好，抗应力开裂性好，耐化学腐蚀性好，耐老 化，使用寿命长，耐磨性好，可挠性好，水流阻力小，搬运方便等优点，性能良好，在本设计中比较适用。 1.4.1 地下贮水池及水泵房布置 地下贮水池为生活与消防合用,生活贮水容量为与消防贮水流量通过计算确定；水泵房位于储水池前 部。 1.5 给水系统设计中可能要解决的问题 (1)对市政干管供水能力的影响问题； (2)变频给水设备的优化问题(节能问题)； (3)新型管材的技术经济比较及适用性研究； (4)控制给水管道噪声的流速；高层、超高层竖向分区的优化问题； 2.1 建筑排水系统 2.1.1 高层建筑排水系统的主要技术要求 高层建筑排水系统主要包括卫生器具、生产设备受水器、排水管道、清通设备、提升设备、污水局部 处理构筑物、通气系统等。高层建筑为满足生产生活需要，充分发挥其作用，给排水设计中应满足以下三 点要求： (1)系统能迅速畅通的将污废水排到室外； (2)排水管道系统内的气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内良好的环境卫生； (3)管线布置合理，尖端顺直。 2.2.1 高层建筑排水系统的分类和选择 高层建筑排水系统包括单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。单立管排水系统又有三 个类型，分别为无通气管的单立管排水系统（适用于非常简单、底层建筑的排水系统）、有通气的普通单 立管排水系统（适用于一般多层建筑）、特制配件单立管排水系统（适用于多层、高层建筑）。双立管排 水系统适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统适用于生活污水和生活废水分开排出室 外的各类多层、高层建筑。另外还有新型排水系统，像压力流排水系统和真空排水系统。 根据本建筑的情况和各系统的适用条件，建筑给排水设计拟采用双立管排水系统。排水系统拟分为两 个区域，商业区为一区，住宅为二区。排水系统采用污、废水合流制排放系统,之后排出室外，通过检查井 后送至化粪池，进行简单的处理后排入城市污水管网；为了防止一楼的卫生器具可能产生喷溅,设计将一楼 的污、废水单独排出。采用 UPVC 螺旋排水立管，可以起到消能的作用。 2.3.1 新型卫生器具、排水管材及其使用情况 卫生器具包括洗脸盆、盥洗槽、浴盆、淋浴器、大便器等。可根据设计要求选用适用的设备。 排水管材采用硬聚氯乙烯管（UPVC）管,采用粘结。UPVC 管物理性能优良，管件耐腐蚀，抗冲击强度 高，流体阻力小，不结垢 ，内壁光滑，不易堵塞；重量轻，便于运输、储存和安装，有利于加快工程进度 和降低施工费用，节省建筑费用，比同样规格的铸铁管道系统造价低，且便于维修。存水弯和地漏等根据 建筑设计要求适当采用。 2.4.1 建筑排水设计中可能需要解决的问题 （1）建筑排水系统允许的最大流量； （2）地漏的设置与防水封干涸； （3）防止水封破坏措施； （4）排水管材的选择和使用； （5）防事故溢水； （6）压力排水与真空排水技术运用； 3.1 建筑消防系统 根据本建筑的特点地下室 3.1.1 消防给水方案 该建筑属一类高层建筑,根据建筑设计防火规范GB 50016-2014 的规定,以下高层建筑必须设置室 内、室外消火栓给水系统： 建筑高度100m 的一类高层建筑及其裙房的下列部位,除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位 外,应设自动喷水灭火系统： （1)公共活动用房； （2)走道、办公室和旅馆的客房； （3)可燃物品库房； （4)高级住宅的居住用房； （5)自动扶梯底部和垃圾道顶部；并且在低区商场和高层住宅的走道、门厅、空调机房、配电室、自 备发电机房设置火灾自动报警系统； （6)地下车库 根据以上要求,拟设计消防给水方案为： 消防水源为市政自来水, 引入户内后贮存于地下一层的消防水 池，由消火栓加压泵提供所需压力，由于建筑总高度小于 80 米所以不需要建立分区消防给水系统， 根据规范，计算出消防水池贮存消火栓、自动喷水灭火系统整个消防用水时间内所需的用水量，设在屋顶 的高位水箱内的水，由地下室泵房设置的专用消防水泵提供。 3.2.1 系统给水方式的选择 消火栓给水系统包括由室外给水管网直接供水的消防给水方式、设水箱的消火栓给水方式、设水泵和 水箱的消火栓给水方式。前者适用于水量和水压比较稳定且能满足消防用水要求的情况；中者适用于室外 管网一天中有一定时间能保证消防水量的情况；后者适用于水压不能满足要求的情况。鉴于本设计的情况， 拟采用设水泵、水箱的消火栓给水方式，应分别设置室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统。 室内消火栓给水管网可分为环状管网和枝状管网。环状管网内的消防用水是双向流动的。在设置分隔 阀门的条件下，环状管网在管网的任一段损坏时，系统的其余部分仍能正常工作，因而安全性好，同时其 水力条件也比枝状管网好。所以