给排水设计.doc

目 录第一篇 设计说明书1第一章 设计任务书11.1 课题名称11.2 建设基础材料11.3 设计任务11.4 设计成果11.5 参考材料2第二章 生活给水系统22.1 给水方式的确定22.2 贮水池22.3 高位水箱32.4 加压水泵3第三章 消防给水系统33.1 消火栓33.2 消防水箱43.3 地下车库自动喷淋4第四章 排水系统44.1 排水体制确定44.2 排水工程设计方案54.2.1 设计方案54.3 排水工程的设计54.3.1 室内排水管道5第二篇 计算说明书6第五章 生活给水系统65.1 室内生活用水量的计算65.2 贮水池的确定65.3 室内水压75.4 高位水箱105.5 加压水泵的选择11第六章 消防给水系统126.1消火栓的设置126.1.1 消火栓基本系数126.1.2 水力计算146.1.3 消防水箱贮水容积计算156.1.4 贮水池设计与计算156.2 自动喷水系统16第七章 排水系统167.1公式的确定167.2水力计算167.3 粪池和隔油池的选择计算17参考文献19第一篇 设计说明书第一章 设计任务书1.1 课题名称黄石某住宅楼给排水设计1.2 建设基础材料黄石某住宅楼三个单元，其中，1单元4户，2、3单元各3户。每层共10户，每户4口人。该住宅楼共10层，第一层为车库，车库层高2m，其他9层层高均为3m。市政给水管网位于该建筑左侧，距左山墙2m处，标高-0.700m，管径100，资用水头36mH2O；右山墙1.5m处有排水明沟，明沟宽600，深1000，明沟山盖有明沟水泥盖板。1.3 设计任务1、 给水工程设计2、 排水工程设计3、 消防工程设计1.4 设计成果1、设计说明书1份2、设计计算书1份3、平面图1张，1#4、给水系统图1张，1#或2#5、排水系统图1张，1#或2#6、消防给水系统图，1#或2#7、厨房，卫生间大样图1张，3#1.5 参考材料1、建设给排水工程材料2、给排水设计手册 第12册3、建筑给排水设计手册4、相关建筑给排水，消防设计规范5、给排水标准图集6、建筑设备设计手册第二章 生活给水系统2.1 给水方式的确定根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压仅为360kPa，故室内给水拟采用上、下分区供水方式。即16层由室外给水管网直接供水，采用下行上给方式，710层设水泵、水箱联合供水，管网上行下给。因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水，故设贮水池。屋顶水箱设水位继电器自动起闭水泵。2.2 贮水池贮水池是贮存和调节水量的构筑物，其有效容积应根据生活调节水量确定，贮水池的容积可按下式计算：式中： V贮水池有效容积（m3）；Qb水泵的出水量（m3/h）；Qj外部供水能力（m3/h）；Tb水泵运行时间（h）；Vf火灾延续时间内，室内外用水量之和（m3）；Vs生产事故备用水量（m3）；为了用户安全供水要求，居住小区的生活调节水量可以不小于建筑日用水量的15%20计，本设计取25。2.3 高位水箱采用自动启动供水式中 V水箱的有效容积，。qb水泵的出水量，；Kb水泵一小时启动次数，一般选用4-8次/h；安全系数，可在1.5-2.0内选用。2.4 加压水泵水泵的出水量等于最高日最高时的用水量。水泵的选取应该满足一下条件：HbH1+H2+H3式中 Hb水泵所需要的扬程，kPa；H1贮水池最低水位至水箱进水口所需静水压力，kPa；H2水泵吸水管路和压水管路总水头损失，kPa；H3水箱进水流出水头，kPa。第三章 消防给水系统3.1 消火栓消火栓直径采用65 mm，水枪喷嘴口径不应小于19 mm，水带长度不应超过25 m，消火栓栓口距地面高度为1.1 m。栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。本建筑物内各层均设消火栓进行保护。其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达，灭火水枪的充实水柱大于10 m。消火栓供水流量20L/s，本建筑发生火灾时能保证同时供应2股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不小于5 L/s、充实水柱不小于10 m的两股水柱同时达到。火灾初期10 min消防用水量由屋顶水箱供应。火灾10 min后的消防用水量由地下室消防泵供应。消火栓的保护半径为19 m，为了保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位，在每层设置4个消火栓，当相邻一个消火栓受到火灾威胁而不能使用时，该栓和不能使用的消火栓协同仍能保护任何部位。3.2 消防水箱消防水箱对扑救初期火灾起着很重要的作用，水箱应设置在建筑物一定的高度位置，采用重力流向管网供水，经常保持消防给水管网中有一定的压力。消防水箱设置在低层和多层建筑的最高部位；建筑高度不超过100 m的高层建筑，水箱高度保证建筑物最不利消火栓静水压力不小于0.07 MPa。高层建筑的消防水箱的消防贮水量，一类建筑（除住宅）不应小于18 m3，二类建筑（除住宅）和一类建筑的住宅不应小于12 m3，二类建筑的住宅不应小于6 m3。消防水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应储存10 min的室内消防用水量，以供扑救初期火灾之用。3.3 地下车库自动喷淋根据规范中的要求选择湿式喷水灭火系统。本建筑采用湿式报警阀，闭式下垂式装饰型玻璃球喷头（动作温度为68、K=80）和闭式直立式带保护网玻璃球喷头（动作温度为68、K=80），因为湿式自动喷水灭火系统适用环境为470， 玻璃球喷头具有外型美观、体积小、重量轻等优点；每个喷头的保护面积不超过12.5 m2。喷头采用正方形布置形式，查表喷头与端墙的最大距离为1.8 m2。喷头的水平间距为3.23.6 m，不大于4.0 m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6 m，不大于1.8 m。第四章 排水系统4.1 排水体制确定建筑排水中，生活污水不能与污、雨水合流排除，雨水排水系统是单独设置的。按污水与废水在排放过程中的关系，排水体制分为合流制和分流制两种。其中，合流制排水系统适用于城市有完善的污水处理厂或建筑内部污水负荷较小的情况，而分流制排水系统适用于城市没有污水处理厂或污水厂处理规模较小、建筑内部有中水系统、建筑使用性质对卫生要求较高的情况。故而合流制会使得污水处理厂处理量增加，分流制会使得管网量增加。具体采用何种方式排除污水和废水，应根据污、废水的性质、污染程度以及回收利用的价值，结合市政排水系统体制，城市污水处理情况，通过技术经济比较，综合考虑确定。4.2 排水工程设计方案4.2.1 设计方案本建筑拟采用粪便污水与生活废水合流排放，经化粪池处理后，再进入市政污废水管道的生活污水排放方式。为减小化粪池容积，室内排水系统拟使生活污水与生活废水分流排放。每根排水立管设伸顶通气管。在本次设计中，对于雨水排水系统不做设计。4.3 排水工程的设计4.3.1 室内排水管道建规4.3节规定，建筑物内排水管道布置应符合下列要求：1）自卫生器具至排出管的距离应最短，管道转弯应最少；2）排水立管宜靠近排水量最大的排水点；3）架空管道不得敷设在对生产工艺或卫生有特殊要求的生产厂房内，以及食品和贵重商品仓库、通风小室、变配电间和电梯机房内；4）排水管不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道；5）排水立管不宜穿越橱窗、壁柜；6）塑料排水管应避免布置在易受机械撞击处，如不能避免时，应采取保护措施；7）排水管道外表面如可能结露，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施；8）排水管道宜地下埋设或在地面上、楼板下明设，如建筑有要求时，可在管槽、管道井、管窿、管沟或吊顶内暗设，但应便于安装和检修；在气温较高、全年不结冻的低区，可沿建筑物外墙敷设。第二篇 计算说明书第五章 生活给水系统5.1 室内生活用水量的计算查建筑给水排水设计规范表3.1.10知II类普通住宅的最高日生活用水定额为130300 L，小时变化系数为2.82.3，根据本建筑物性质和室内卫生设备完善程度，选用的最高日生活用水定额为qd=200 L/(人d),，取小时变化系数为2.4；1-6层为市政管网直接供水，7-10层采用高位水箱供水。普通住宅（II类）130300 L/（人d），取200 L/（人d）；小时变化系数2.82.3，取Kh=2.4；使用时间为24 h全天供水。最高日用水量 Qd=mqd =9104200=72000 L/d=72 m3/d最大小时用水量 Qh=KhQp=KhQd /T =2.472000/24=7200 L/h=7.2m3/h式中：Qd最高日生活用水量，单位L/d ；m 用水单位数，人数；qd最高日生活用水量定额，单位L/（人d）或 L/（m2d）；Qh最大小时生活用水量，单位m3/h；Kh小时变化系数；T 每日使用时间，单位h；Qp平均小时用水量，单位L/h。5.2 贮水池的确定居住小区的生活调节水量可以不小于建筑日用水量的15%20计，本设计取25，则生活调节水量为：（-Qj）Tb=Qd25=25%72 m3/d=18 m3生活贮水池的几何尺寸为4.0 m3.0 m1.8 m，有效水深为1.6 m，有效容积为4.0 m3.0 m1.6 m=19.2 ，总容积为4.0 m3.0 m1.8 m=21.6 。5.3 室内水压根据住宅配置的卫生器具确定该建筑为普通住宅II型，查最大用水时的平均出流概率参考值相关表知：本建筑最大用水时的平均出流概率为2.03.5，根据相关情况取Uo = 3.0%。由表5.3.1查得 102=1.512 。与Uo的对应关系 表5.3.1U0（%） 102U0（%） 1021.00.3233.01.5121.50.6973.51.9392.01.0974.02.374 根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，按下列公式计算最大用水时卫生器具给水当量的同时出流概率：U=1+c（Ng1）0.49/ Ng0.5100式中 U 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（）；Ng 计算管段的卫生器具给水当量数.；c 对用于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（Uo）的系数（见表5.3.1）。根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按下式计算管段的设计秒流。Qg= 0.2 UNghy=iL本设计中用水卫生器具有洗涤盆、洗脸盆、淋浴器、坐式大便器、洗衣机。各器具计算参数见表5.3.1。卫生器具的给水额定流量、当量、支管管径和流出水头 表5.3.2序号给水配件额定流量(L/s)当量支管管径(mm)配水点前所需出水头（Mpa）1浴盆0.21.0150.052大便器0.10.5200.023洗脸盆0.150.75150.054洗涤盆0.151.0150.055水嘴0.21.0150.05最不利管路点位于三单元右侧的一户，该户沿程水力计算草图如下。图5.3.1 计算草图表5.3.3 水力计算表管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量q(L/s)DNV(m/s)单阻i(kPa)管长（m）沿程水头损失hy=iL(kPa)水嘴大便器浴盆洗脸盆洗涤盆1.0 0.51.00.75 1.0 N01-1-1.0 0.220 0.62 0.72 0.8 0.576 12-11-1.5 0.2520 0.78 1.09 0.8 0.872 23111-2.250.31250.660.5865.83.467-1-0.5 0.120 0.31 0.208 3.2 0.67 73-1-1-1.250.22520 0.78 1.09 0.9 0.98 34-212-3.5 0.3825 0.75 0.748 2.9 1.7 89-11.0 0.220 0.62 0.72 2.5 1.8 941-12.0 0.28825 0.56 0.442 3.1 1.37 45121215.5 0.4832 0.47 0.22 9.5 2.09 最不利管路沿程水头损失总和hy=17.485+13.458=19.964 kPa13.458 5.3.1低区给水系统的水力计算图5.3.2 低区给水系统计算草图表5.3.4 水力计算表顺序编号管段编号当量总数设计秒流量管径DN流速V（m/s）单阻i（kPa）管长（m）水头损失hy（kPa）累积水头损失1234567891025-6110.69 400.560.2430.720.7236-7221.00 400.80.4731.412.1347-8331.24 500.680.230.62.7358-9441.45 500.680.2530.753.4869-10551.64 500.770.3220.644.12710-11661.81 700.510.11232.536.65811-121322.68 700.750.22419.0215.67912-132103.50 800.700.16152.418.07总水头损失为：1.318.07=24.31 kPaH1=14+1.0-（-0.7）=15.7 mH2O=157 kPa（其中1.0为配水龙头距地面的安装高度）。H2=1.318.07=24.31 kPaH4=50 kPa（最不利点的工作压力）选用LXS-50N水平螺翼式水表，起最大流量qmax=30 m3/h，性能系数为Kb=qmax2/10=90.则水表的水头损失hd=qg2/Kb=（1.243.6）2/90=0.22 kPa，满足正常用水是小于24.5 kPa的要求，即H3=0.22.总压力H=H1+H2+H3+H4=157+24.31+50+0.22=231.53 kPa市政给水管网工作压力360kPa能满足所需压力，故1-6层可直接用市政给水管网。5.3.2 高区给水系统的水力计算图5.3.3 高区给水系统计算草图表5.3.5 水力计算表顺序编号管段编号当量总数设计秒流量管径DN流速V（m/s）单阻i（kPa）管长（m）水头损失hy（kPa）累积水头损失1234567891025-6110.69 400.560.243 0.720.7236-7221.00 400.80.473 1.412.1347-8331.24 500.680.23 0.62.7358-9441.45 700.410.0780 5.68.33总水头损失为：1.38.33=10.829 kPa5.4 高位水箱5.4.1 水箱容积的确定水泵的设计流量：采用自动启动供水式中 V水箱的有效容积，。Qb水泵的出水量，；Kb水泵一小时启动次数，一般选用4-8次/h；安全系数，可在1.5-2.0内选用。考虑到市政给水事故停水，水箱扔能短时间供下区用水，故水箱容积应按1-15层全部用水确定。又因为水泵想水箱供水不与配水管网连接，故选用水泵出水量与最高日最大时用水量相同，即qb=7.2 。取为6次，安全系数取2.0。取屋顶水箱容积为1不锈钢水箱，尺寸为1.2 m1 m1 m有效水深为0.8 m,有效容积为0.8 m3。5.4.2 水箱高度校核水箱的设置高度应满足以下条件： H H2 + H3 式中 H 水箱最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压力，kPa; H2水箱出水口至最不利配水点计算管路的总水头损失，kPa； H3最不利配水点的流出水头，kPa。 水箱的设置高度为32.6 m，有效水位为33.4 m，最不利配水点（15层卫生器具）的位置标高为27.00 m，因此有H=33.4-27=6.4 m,H2O=64 kPa； 水箱出水口至最不利配水点计算管路的总水头 损失为10.829 kPa，高区最不利配水点所需流出水头为 H3=50 kPa； H2 + H3=10.829+50=60.829 kPa则 H H2 + H3 ，水箱安装高度满足要求。5.5 加压水泵的选择水泵的出水量等于最高日最高时的用水量，即，由钢管水力计算表可计算得表5.5.1系统水泵水力计算表 表5.5.1管段流量（m3/h）管径(mm)流速(m/s)单阻I (mm/m)管长(m)水头损失(kPa)吸水管侧7.21000.810.1391.50.21压水管侧7.21000.810.13934.54.8 合计 h5.01水泵的选取应该满足一下条件：HbH1+H2+H3式中 Hb水泵所需要的扬程，kPa； H1贮水池最低水位至水箱进水口所需静水压力，kPa； H2水泵吸水管路和压水管路总水头损失，kPa； H3水箱进水流出水头，kPa。由高位水箱的计算可知，系统水箱进水管标高为33.5m，贮水（生活水）水池最低液位标高为-1.0m, 因此有H1=33.5+1=34.5 mH2O=345 kPa；H2=1.35.01=6.513 kPa （局部水头损失为沿程水头损失的30%）；水箱进水水头按H3=20 kPa；则 Hb345+6.513+20=371.51 kPa；选用50D-116型单级多吸离心泵两台，一用一备，转速n=2900r/min，流量6.0m3/h,扬程Hb=66m,轴功率3.9kW电机型号T132S1-2,功率5.5kW，效率28.5%。水泵基础尺寸1367mm430mm。第六章 消防给水系统6.1消火栓的设置6.1.1 消火栓基本系数按规范要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。该建筑总长约90 m，宽约16 m，高度29 m，故可选择不分区的供水方式。1.消火栓保护半径应为： (3.1) 式中 R消火栓保护半径，m; C水带展开时的弯曲系数，一般取0.80.9； Ld水带长度，m； h水枪充实水柱倾斜 时的水平投影距离，对一般建筑（层高为33.5m）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；对于公业厂房和层高大于3.5m的民用建筑应该按计算； Hm水枪充实水柱长度，m；2.消火栓间距的确定 (3.2) 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，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。据此应在走道上布置消火栓（间距25m）才能满足要求。另外，消防电梯的前室也要设消火栓。3.消火栓口所需的压力计算消火栓口所需的压力计算 Hxh = Hq + hd + Hk (3.3)式中 Hxh消火栓口的压力，kPa；Hq水枪喷嘴处的压力，kPa； hd水带的水头损失，kPa； Hk消火栓栓口水头损失，按20 kPa计算。水枪喷嘴处所需水压计算 (3.4)式中Hq水枪喷嘴处的压力，kPa；试验系数，与Hm有关，此处Hm为12mH2O，查表得为1.21； 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，该处水枪喷嘴口径为19mm，对应的为0.0097； Hm水枪充实水柱长度，m；水枪喷嘴的出流量计算 (3.5)式中 B 水枪水流特性系数，与水枪嘴口径有关，该处水枪喷嘴口径为19mm，查表得B为1.577； Hq水枪喷嘴处的压力，kPa；水带阻力损失计算 (3.6)式中 hd水带的水头损失，kPa； Ld水带长度，m； Az水带阻力系数，所选的衬胶水带的直径为65mm，查表得Az为0.00172。 qxh水枪的射流量，L/s；所以得：4.最不利消火栓静水压力校核最不利消火栓静水压力为水箱底标高减去最不利消火栓标高：6.1.2 水力计算按照最不利点消火栓竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管即x1，出水枪数为2支，次不利消防竖管为其相邻消防竖管即x2，出水枪数为2支。 进行消火栓水力计算时，按图3.1以枝状管路计算，配管水力计算成果下表。表3.1 消火栓给水系统配水管水力计算表计算管段设计秒流量管长L(m)管径DN (mm)流速v (m/s)坡降i(/m)水头损失iL ()015.203.01000.600.08040.28125.2+5.6=10.824.11001.250.3097.452310.8181001.250.3095.5634 10.8+10.8=21.6181501.250.23.64521.6+10.8=32.4181501.810.3917.045632.4+10.8=43.2181502.360.66111.96743.2181502.360.66111.9合计47.73管路点总水头损失为：Hw=47.731.1= 52.503 KPa 。消火栓给水系统所需总水压（Hx）应为：Hx =H1+Hxh+Hw= 27.1(-0.7)+ 20.3+ 5.25 = 53.35 mHO =533.5 KPa按消火栓灭火总用水量： Qx= 43.2 L/S选消防泵DA1-150-3型2台水泵，（流量35-50L/S扬程73.8-90.9m N=55KW）一用一备。6.1.3 消防水箱贮水容积计算水箱尺寸为 有效容积符合要求 消防水箱内的贮水由生活用水提升泵从地下贮水池提升充满备用。6.1.4 贮水池设计与计算本设计上区为设水泵的给水方式,因为市政给水管不允许水泵从管网抽水,故地下室设生活消防水池其容积为： V=( Qb QL) Tb + Vb + Vf (2.6)其中 Qb水泵出水量，； QL水池进水量，m/h； Tb水泵最长连续运行时间，h； Vb生产事故备用水量； Vf消防贮备水量，m。进入水池的进水管管径取100mm，按管中流速为1.65m/s进行计算，则QL 12.95m/h。水泵运行时间应为水泵灌满水箱的时间，在该时段水箱仅向配水管网供水，此供水量即为水箱的储水量，按最高日平均时计，为为。Vf =43.2 2 3600/1000=311.04 m。尺寸取为1754=340 m。6.2 自动喷水系统根据规范一层车库需设置自动喷水系统选择湿式喷水灭火系统。本建筑采用湿式报警阀，闭式下垂式装饰型玻璃球喷头（动作温度为68、K=80）和闭式直立式带保护网玻璃球喷头（动作温度为68、K=80），因为湿式自动喷水灭火系统适用环境为470， 玻璃球喷头具有外型美观、体积小、重量轻等优点；每个喷头的保护面积不超过12.5 m2。喷头采用正方形布置形式，查表喷头与端墙的最大距离为1.8 m2。喷头的水平间距为3.23.6 m，不大于4.0 m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6 m，不大于1.8 m。第七章 排水系统7.1公式的确定 qu=0.12 （6.1） 式中：qu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，本设计中取=1.5。其余各管以此类推。与洗脸盆、浴盆、坐便器、洗衣机水嘴、洗菜池、地漏连接的横支管管径均为50mm，与大便器连接的横支管管径均为110mm，坡度一律采用i=0.026。排水横干管坡度一律采用i=0.008。7.2水力计算生活污水排水立管底部与出户连接处的设计秒流量 Qu=0.12aNp1/2+qmax=0.121.5(9