毕业设计（论文）-商丘市财政局办公楼给排水设计.doc

第一章 绪论 0 第一章 绪论 1.1 本次毕业设计任务 运用所学的给排水工程专业基础知识，并结合相关设计规范，联系工程实 际，将该工程设计为不仅满足使用功能要求，并且在技术上可行、经济上合理 的建筑给排水工程项目，对即将开始的工作做好准备。 1.2 研究课题的目的及意义 为了对在大学学习的总结，在毕业设计中把本专业的基础理论，基本知识， 专业知识结合具体工程实践加以巩固提高，结合应用和深化理解所学到的知识， 锻炼了独立思考问题，独立分析问题，独立解决工程技术实际问题能力。在过 程中，充分利用规范及设计手册等工具书的运用。通过毕业设计得到作为工程 师基本的训练，为参加工作打下坚定的基础。 1.3 建筑给排水工程设计的发展历史 随着我国国民经济实力的不断增强，人民生活水平的提高，高层建筑、旅 游建筑、小区住宅等建筑的兴建，建筑给水排水工程技术在建筑中得到越来越 广泛的应用。 我国建筑给排水自 1949 年建国以来，经历了三个发展阶段： （1）房屋卫生技术设备阶段即初创阶段，自 1949 年至 1964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 水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程。第一代通过专业培养 的建筑给排水专业技术人员走上工作岗位，开始形成自己的专业队伍。 （2）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。 （3）建筑给排水阶段即发展阶段，自 1986 年至今。1986 年以来，随着建 筑业的发展，建筑给排水专业迅速发展，已成为给水排水中不可缺少而又独具 特色的组成部分。在发展阶段，专业队伍上已具备积累了一定经验并经过专业 培训的设计、施工、安装管理人员；技术上积累了以前的实践经验、借鉴了国 第一章 绪论 1 外的新技术，专业技术有了明显的突破和发展，其中消防给水系统在建筑给排 水中的发展尤为突出；组织上成立了全国建筑给排水工程标准技术委员会和中 国土木学会给排水学会建筑给水排水委员会。近年来，学术活动踊跃，并加强 了国际间的技术交流。 第二章 原始资料的确定 2 第二章 原始资料的确定 2.1 设计题目 商丘市财政局办公楼给排水设计 2.2 设计资料的确定 该楼位于商丘市中心，是座 16 层的综合办公楼，建筑占地面积为 1020m2， 建筑高度为 51.3m。 财政局办公楼是集办公，住宿为一体的综合办公大楼。地下室为停车场设 备间等；一层为门厅、消防控制室、办公等； 二层至四层办公室；四层上为住 宿层。一到四层都设公共的卫生间，内设蹲式大便器、洗脸盆、污水盆，男卫 生间设有小便斗。 根据建筑物的性质，用途及甲方要求，室内给排水卫生设备及局部热水供 应系统，要求：24 小时不间断供水、24 小时热水。 建筑以城市给水管网为水源，建筑物南北两侧有给水管网通过，其公称直 径为 200mm，市政给水管网常年可保证的水头为 0.30MPa。市政给水管网不允许 水泵直接抽水。 排水条件：本楼排水采用分流制，生活污水直接排出，室内粪便需经化粪 池处理后进入城市管网。本建筑为高层建筑，排水系统分为高、低两区，高区 二到十六层采取集中排水，低区一层采取单独排放，并就近排至户外。高区排 水立管设有专用通气管，低区不设。 消防给水要求安全可靠，室内各管道尽量采用暗装。 2.3 设计依据 建筑给水排水工程教材 建筑工程设计文件编制深度规定 （2008 年版） 民用建筑工程给水排水施工图设计深度图样 （09S901） 建筑给水排水制图标准GB /T50106-2010 全国通用给排水标准图S1、S2、S3 卫生设备安装09S304 第二章 原始资料的确定 3 建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009 年版） 建筑设计防火规范GB50016-2006 给排水设计手册 （第二版）第一、二、十册 建筑给水排水工程设计实例 室内给水排水和热水供应设计规范 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005 年版） 自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001（2005 年版） 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB 50242-2002 2.4 设计内容 1、设计计算书一份。 （用 A4 纸打印） 2、设计图纸一套（不少于 12 张） 卫生器具的平面布置详图。 各层平面图。 给水、排水、消防（含自动喷洒和消火栓）系统图。 其他 本设计应达到初步设计要求或部分达到施工图设计要求。应完成的主要内 容： 计算部分 1. 最高日、最大时用水量，贮水池容积，高位水箱容积和校核设置高度。 2. 给水管网的设计和计算。 3. 排水系统设计计算。 4. 消防系统计算，循环水泵选择。 5. 若实际工程有其他项目（如直饮水、中水）也应计算。 第三章 室内生活给水系统的设计计算 4 第三章 室内生活给水系统的设计计算 3.1 生活给水方式的选择 建筑内部给水系统的任务，就是将室外给水管网中的水引进建筑物内，并 输送到各种配水龙头、生产机组和消防设备等用水点，满足建筑内部生活、生 产和消防用水的要求。 选择给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给 水系统的使用和工程造价。对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足 高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，即低区部分直接由城 市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水。就目前我国城市给水状况而言， 城市给水管网的水压一般可满足建筑五六层的生活用水要求，但本建筑为保 证有足够水压，市政管网仅供水至 4 层，五层以上高区部分的供水应根据具体 情况确定。 建筑给水排水设计规范GB500152003（2009 年版）第 3.3.4 条规 定：“卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于 0.6MPa。 ”第 3.3.5 条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区的水压应符合下列要 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；2.静水压大 于 0.35MPa 的入户管（或配水横管） ，宜设减压或调压设施；3.各分区最不利配 水点的水压，应满足用水水压的要求。 ”第 3.3.5A 条规定：“居住建筑入户管 给水压力不应大于 0.35MPa。 ”第 3.3.6 条规定：“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压减压的给水方式；建筑高 度超过 100m 的建筑，宜采用垂直串联供水方式。 ” 高层建筑给水系统竖向分区的基本形式有串联给水式、并联给水方式和减 压供水方式等三种。垂直串联供水方式就有一种形式，即水箱水泵联合供水； 垂直分区并联供水（并列式）有两种方式：其一，有水箱并联的给水方式；其 二，无水箱并联给水方式；减压给水方式有两种方式：一种是有水箱减压给水 方式，另一种是无水箱的减压供水方式。除上述三种高层建筑分区给水方式外， 当建筑周围有市政高、低压给水管网时，可利用外网压力，由室外高、低压给 第三章 室内生活给水系统的设计计算 5 水管网分别向建筑内高、低区给水系统供水。其优点是各栋建筑不需要设置升 压、贮水设备，节省了设备投资和管理费用，但这种分区形式只有在室外有市 政高、低压给水管网时，才有条件采用。 根据原始资料，本建筑的设计高度为 51.30m，市政给水管网常年可保证的 自用水头为 0.30MPa，不能满足高区用水的需求。因此考虑竖向分区。根据 建筑给水排水设计规范GB50015-2003 规定：分区最低卫生器具配水点处的 静水压，住宅、旅馆、医院宜为 0.3MPa0.35MPa。将给水系统分成上下两个 供水区，考虑充分利用其市政管网的压力，下区(-14 层)由市政给水管网的压 力直接供水，上区（516 层）由贮水池水泵联合采用上行下给的给水方式供 水，一楼设置泵房内设贮水池。 3.2 系统的组成 该建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、配水装置、用水设备、 给水附件、增压和储水设备等组成。 1引入管 引入管是一个建筑的总进水管，或称入户管，与室外供水管网连接，一般 建筑引入管可以设一条，从建筑中部引入。对于一些比较重要的、或者档次比 较高的建筑，引入管需要设两条，分别从建筑物的两侧引入，以确保安全供水， 当一条管出现问题需要检修时，另一条管道仍可保证供水。本设计采用两条引 入管。 2水表节点 水表安装在引入管或分户的支管上，用来计算用户的用水量。水表及其 前后设置的闸门、泄水装置等总称为水表节点。闸门是在检修和拆换水表时 用以关闭管道；泄水装置主要是用来放空管网，检修水表精度及测定进户点 压力值。一户一表。 3给水管道 给水管道系统包括：干管、立管、支管等，干管是将引入管送来的水输送 到各个立管中去的水平管道，立管是将干管送来的水输送到各个楼层的竖直管 道，支管将立管送来的水输送给各个配水装置。 4给水附件 指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向或检修用的各类阀门：截 第三章 室内生活给水系统的设计计算 6 止阀、止回阀、闸阀、安全阀、浮球阀，以及各种水龙头和各种仪表等。 5.建筑内部消防设备 建筑内部消防给水设备常见的是消防栓消防设备。包括消火栓、水枪和水 龙带等。当消防上有特殊要求时，还应安装自动喷洒灭火设备，包括喷头、控 制阀等。 3.3 给水管道 3.3.1 给水管道的布置与敷设 给水管道布置与敷设的基本要求是：满足最佳水力条件；满足维修及 美观要求；保证生产及使用安全；保证管道不受破坏 1各层给水管道采用暗装敷设，管材采用 PP-R 冷水管，热熔连接； 2.给水管和其他管道共同敷设时，宜设在排水管上面。 3.当共用一个支架敷设时，管外壁距墙面宜不小于 0.1m，距梁、柱可减少 至 0.05m。 4.管道外壁的最小距离宜按下列规定确定：DN32 时，不小于 0.1m，DN32 时，不小于 0.15m。 5.管道上阀门不宜并列安装，应尽量错开位置，若必须并列安装时，管道 外壁最小静距：DN50mm，不宜小于 0.25m；DN=50-150mm，不宜小于 0.3m。 6.在地下水位高的地区，引入管穿地下室外墙或基础时应设防水套管。室 外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏，其管顶覆土厚度不小于 0.7m， 并应敷设在冰冻线以下 20cm 处。 7.给水横干管宜有 0.002-0.005 的坡度，坡向泄水装置。 3.3.2 管材和附件 1. 基本要求 建筑给水排水设计规范GB500152003（2009 年版）中对于管材和 阀门有下列规定： 第 3.4.1 条规定：“给水系统采用的管材和管件，应符合国家现行有关产 品标准的要求。管材和管件的工作压力不得大于产品标准公称压力或标称的允 许工作压力。 ” 第 3.4.2 条规定：“小区室外埋地给水管道采用的管材，应具有耐腐蚀和 能承受相应地面荷载的能力。可采用塑料给水管、有衬里的铸铁给水管、经可 第三章 室内生活给水系统的设计计算 7 靠防腐处理的钢管。管内壁的防腐材料，应符合现行的国家有关卫生标准的要 求。 ” 第 3.4.3 条规定：“室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠 地管材，可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管及经可靠防 腐处理的钢管。 （注：高层建筑给水立管不宜采用塑料管。 ） ” 第 3.4.4 条规定：“给水管道上使用的各类阀门的材质，应耐腐蚀和耐压。 根据管径大小和所承受压力的等级及使用温度，可采用全铜、全不锈钢、铁壳 铜芯和全塑阀门等。 ” 2管材 近年来，给水塑料管的开发在我国取得很大的发展，建筑生活给水常用的 塑料管有硬聚氯乙烯塑料管（PVC-U） 、聚丙烯管（PP-R） 、交联聚乙烯管 （PEX）和聚乙烯管（PE）等。塑料管材耐腐蚀，不受酸、碱、盐和油类等介质 的侵蚀，质轻而坚，管道光滑、水力性能好，容易切割，加工安装方面，并可 制成各种颜色。 3给水附件 给水附件指配水、控制及调节水量压力等设备，一般分为配水附件和控制 附件。 （1）配水附件 配水附件是指安装在卫生器具及用水点的各式水龙头，用以调节和分配水。 （2）控制附件 控制附件用来调节水量、水压、或开启和关闭水流。常用的有截止阀、 闸阀、止回阀、浮球阀、及安全阀。 本设计室外给水管网采用有衬里的铸铁给水管；室内给水系统给水立管和 干管都采用钢塑复合管，支管采用聚丙烯塑料管（PP-R 管） ，公称压力不小于 1.0MPa。地下室设备间内的生活给水管道采用不锈钢管。 生活给水管管径小于等于 DN50 的采用铜球阀，管径大于 DN50 的采用全铜 质蝶阀，公称压力为 1.6MPa。 3.4 室内贮水池 根据设计要求不允许从城市给水管网直接抽水。因此本设计在地上设备间 第三章 室内生活给水系统的设计计算 8 布置生活用贮水池。贮水池由钢筋混凝土制成，池内壁喷刷无毒瓷釉防止对水 质造成污染。贮水池设进水管、出水管、通气管、溢流管、泄水管、人孔、爬 梯和水位信号装置。溢流管排水应有断流措施和防虫网，溢流管口径应比进水 管大一级。进水管、出水管不宜靠近，以防止死角。通气管管径为 200mm，距 覆盖层上 0.5m。池顶检修孔径800mm，检修孔设有密闭盖板，防止污水和异 物进入。贮水池设溢流液位和低液位及报警信号。贮水池利用管网压力进水， 其进水管上装有 2 个浮球阀，其直径与进水管直径相同。 3.5 室内给水系统的计算 3.5.1 生活给水用水量标准与参数确定 建筑内用水包括生活用水、生产用水和消防用水三部分。这三部分用水 量的计算与其用水的特点有关。 人们的生活用水在每日的用水过程中，均匀性较小，变化较大。其用水 量是按用水定额及用水单位数来确定的。 最高日生活用水按下式计算 由于该任务书中没有提到设计人数，只有面积，又是一般的综合办公楼， 取每十平方米一人，每层 45 人，取每人每班生活用水定额 40/L,时变化系数 1.5。上层住宅楼，按每户 4 人计算，最高日生活用水定额取 200 L/（人*d） ， 时变化系数取 2.5 最大小时生活用水量应根据最高日（或最大班）生活用水量、使用时间和 小时变化系数按下式计算 )./(),./(),./( / 1.3/6.42 1000 20012840445 1000 2 2 3 3 dmLdLdLq mm dmQ dm xxmq Q d d d d 床位人单位用水定额 ）位或设计单位数（人或床 ）最高日生活用水量（式中 ）（式 小时变化系数 同上式和 ）水量（最高日最高时生活用式中 ）（式 h d h d hh K TQ hmQ hm T Q KQ / 2.3/2.45 24 .219 .52 24 .27 .51 3 3 第三章 室内生活给水系统的设计计算 9 3.5.2 地下贮水池的计算 建筑给水排水设计规范GB500152003（2009 年版）第 3.7.3 条规 定：“建筑物内的生活用水低位贮水池（箱）应符合下列规定：1.贮水池（箱） 的有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定；当资料不足时，宜按建 筑物最高日用水量的 20%25%确定。 ” 本建筑物取最高日生活用水量的 23%，则贮水箱的有效容积为 ）（式3.307.6%2326.4%23V 3 mQd 根据标准图集矩形给水箱 （02S101） ，选择“组合式不锈钢水箱（甲） ” ， 其公称容积为 18.00m3，其有效长宽高分别为 3000*300*2000，根据计算的有效 容积，该水箱推荐管径为：进水管管径 DN110，出水管管径 DN110，溢流管管径 DN110，泄水管管径 DN63。 3.5.3 设计秒流量的计算 按照建筑给水排水设计规范 （GB 50015-2003） （2009 年版）进行计算 计算公式： 1:计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率： （式 3.4）(%) 36002.0 100 0 = TN mKq U g hL 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（%） ； qL - 最高用水日的用水定额； m - 每户用水人数； Kh - 小时变化系数； Ng - 每户设置的卫生器具给水当量数； T - 用水时数（h） ； 0.2 - 一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s） ； 2:计算卫生器具给水当量的同时出流概率： （式 3.5）(%) )1(1 100 49.0 g gc N N U + = 第三章 室内生活给水系统的设计计算 10 式中：U - 计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%） ； c - 对应于不同 U0的系数； Ng - 计算管段的卫生器具给水当量总数； 3:计算管段的设计秒流量： （3.6） gg NUq=2.0 式中：qg - 计算管段的设计秒流量（L/s） ； 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总数； 4 JL1,JL1计算 第三章 室内生活给水系统的设计计算 11 图 3.1 JL1，JL1 计算简图 第三章 室内生活给水系统的设计计算 12 表 3.1 各楼层计算结果如下 节点本层当 量 总当 量 Ng 同时出 流概率 U 流量 (l/s) 立管管 径 流速 m/s 水力坡降 mH2O/m 沿程 损失 mH2O 0-15.869.00.131.86750.480.0040.01 3 1-25.863.30.141.77751.500.0680.20 5 2-35.857.50.151.68751.420.0620.18 6 3-45.851.80.151.59751.340.0560.16 7 4-55.846.00.161.49751.260.0490.14 8 5-65.840.30.171.39751.170.0430.13 0 6-75.834.50.181.27751.080.0370.11 1 7-85.828.80.201.16500.980.0310.09 3 8-95.823.00.221.03500.870.0250.07 4 9-105.817.30.260.88501.170.0560.16 7 10-115.811.50.310.71400.940.0370.11 2 11-125.85.80.430.50321.030.0570.17 1 第三章 室内生活给水系统的设计计算 13 5（1） JL2,JL2计算 图 3.2 JL2,JL2计算简图 采用当量法计算 计算原理参照建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 （2009 年版） ，采用公共 建筑采用当量法 第三章 室内生活给水系统的设计计算 14 基本计算公式 （式 3.7） g N2.0= g q 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 -根据建筑物用途而定的系数：1.5 建筑类型：办公楼、商场 计算结果： 表 3.2 JL2,JL2计算结果 管段 名称 管道流 量 L/s 管长 m 累计当 量 标注 管径 水力坡降 mH2O/m 流速 m/s 沿程损 失 mH2O 管材 1-20.100.800.50200.0300.540.02PP-R 2-30.200.801.00250.0350.680.03PP-R 3-40.350.801.75250.0991.180.08PP-R 4-50.450.802.25250.1581.520.13PP-R 5-60.500.802.75320.0571.030.05PP-R 6-70.540.803.25320.0671.120.05PP-R 7-80.600.804.00320.0811.240.06PP-R 8-90.603.004.00400.0270.790.08PP-R 9-100.853.608.00400.0521.120.19PP-R 10- 11 1.043.6012.00500.0250.880.09PP-R 11- 12 1.204.5016.00500.0331.010.15PP-R 13- 14 0.100.800.50200.0300.540.02PP-R 14- 15 0.200.801.00250.0350.680.03PP-R 15-0.350.801.75250.0991.180.08PP-R 第三章 室内生活给水系统的设计计算 15 16 16- 17 0.450.802.25250.1581.520.13PP-R 17- 18 0.500.802.75320.0571.030.05PP-R 18- 19 0.540.803.25320.0671.120.05PP-R 19-90.600.804.00400.0270.790.02PP-R 20- 21 0.100.800.50200.0300.540.02PP-R 21- 22 0.200.801.00250.0350.680.03PP-R 22- 23 0.350.801.75250.0991.180.08PP-R 23- 24 0.450.802.25320.0480.930.04PP-R 24- 25 0.500.802.75320.0571.030.05PP-R 25- 26 0.540.803.25320.0671.120.05PP-R 26- 10 0.600.804.00400.0270.790.02PP-R 27- 28 0.100.800.50200.0300.540.02PP-R 28- 29 0.200.801.00250.0350.680.03PP-R 29- 30 0.350.801.75250.0991.180.08PP-R 30-0.450.802.25320.0480.930.04PP-R 第三章 室内生活给水系统的设计计算 16 31 31- 32 0.500.802.75320.0571.030.05PP-R 32- 33 0.540.803.25320.0671.120.05PP-R 33- 11 0.600.804.00400.0270.790.02PP-R 3.6 生活给水加压泵的选择 水泵是给水系统中的主要加压设备。在建筑内部的给水系统中，一般采用离 心式水泵，它具有结构简单、体积小、效率高且流量和扬程在一定范围内可以 调整等优点。选择水泵应以节能为原则，使水泵在给水系统中大部分时间保持 高效运行。 水泵设在地下一层，水泵基础、吸水管和出水管上应设有隔振减噪音装置。 水泵采用自动控制运行方式，水泵宜采用自灌式充水，水泵设计单独吸水管， 以免相邻水泵抽水时相互影响。每台水泵吸水管上装设阀门，并装设管道过滤 器。吸水管口应设置向下的喇叭口，喇叭口低于水池最低水位 0.5m，吸水管喇 叭口至池底的净距为 0.8 倍吸水管管径，且不应小于 0.1m。吸水管喇叭口边缘 与池壁净距为 1.5 倍管径。吸水管之间的净距为 3.5 倍管径。每台水泵出水管 上均设缓闭止回阀、阀门和压力表，并宜设防水锤措施，出水管水流速度一般 为 1.22.0m/s。备用泵容量与最大一台水泵相同。 本设计采用的是装有自动调速装置的离心式水泵，根据相似定律，水泵的 流量、扬程和功率分别于其转速的一次方、二次方、三次方成正比，所以调节 水泵的转速可改变水泵的流量、扬程和功率，使水泵变量供水，保持高效运行。 其工作原理是：在水泵出口或管网末端安装压力传感器，将测定的压力值 H 转 换成电信号输入压力控制器，与控制器内根据用户需要设定的压力值 H1 比较， 当 HH1 时，控制器向调速器输入降低转速的控制信号，使水泵降低转速，出水 量减少；当 HH1 时，则向调速器输入提高转速的信号，使水泵转速提高，出水 量增加。由于保持了水泵出水口或管网末端压力恒定，在一定的流量变化范围 第三章 室内生活给水系统的设计计算 17 内，均能使水泵高效运行，节省电能。用水泵出口压力或管网末端压力控制水 泵调速，节能效果不完全相同，前者不能反映水流通过给水管网时，管网阻力 特性的变化，所以当用水低峰时，虽然由于转速的改变水泵扬程能保持恒定不 再升高，但最不利点配水处的水压将高于其所需要的流出水头。而后者不仅能 调节流量的变化，同时也能反映管网阻力特性的变化，使最不利点配水始终保 持所需的流出水头，节能效果优于前者。但其控制系统较前者复杂，且最不利 配水点一般远离泵房，信号传递系统安装、检查、维修不便，因此，在实际工 程中，前者使用更为广泛。因水泵只有在一定的转速变化范围内才能保持高效 运行，故选用调速泵与恒速泵组合给水方式可取得更好的效果。为避免在给水 系统微量用水时，水泵工作效率降低，抽功率产生的机械热能使水温上升，导 致水泵故障，可选用并联小型气压水罐的变频调速供水装置。在微量用水时， 变频调速泵停止运行，利用气压罐中压缩空气的压力向系统供水。 生活水箱设于地下一层，水泵直接由地下贮水池提升到各个用水点。水泵 采用立式离心泵，其流量和扬程应根据给水系统所需的流量和压力确定，然后 由流量和扬程查泵性能表（或曲线）即可确定其型号。 3.6.1 水泵流量的确定 水泵的流量按下列原则确定：水泵后无水箱等调节装置时，应按设计秒流 量确定；水泵后有水箱等调节装置时，一般按最高日最高时流量确定。 本建筑生活给水系统有水箱等其他调节装置，所以水泵的流量取设计秒流 量。 3.6.2 水泵扬程的确定 水泵间至管井的输水管长度取 35m，采用 DN100 的不锈钢管， i=0.015mH2O/m，v=1.59m/s,其水头损失为 0.525mH2O，则水泵压水最不利管路 的沿程水头损失为 5.488m；水泵吸水管也选用 DN100，i=0.015mH2O/m，管长取 2m，则吸水管路的沿程水头损失为 0.030m。 则总压力损失为 （式 3.8）KPa559.783 . 11003 . 0 525 . 0 488. 5 2 ）（p 贮水箱最低水位至最不利点位置高度所需的静水压 第三章 室内生活给水系统的设计计算 18 最不利点所需的最低工作压力 （式 3.9）KPa50 4 p 综上所述，水泵从贮水池抽水，无水箱调节时，水泵总扬程相应的压力 （即水泵出口压力） （式 3.10）KPa559.568 421 ppppb 3.6.3 水泵的选择 根据选泵软件，确定其水泵型号为 XBD 6/10-SLH，流量为 10L/s，扬程为 60m，配套电机功率为 11.0kw，一备一用。 KPa440 1 p 第四章 室内排水系统的设计计算 19 第四章 室内排水系统的设计计算 4.1 建筑排水系统的分类和组成 建筑内部排水系统的任务，就是将人们在日常生活和工业生产过程中使用 过的、受污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起来，及时排到室外。 4.1.1 排水系统的分类 1、按所排污（废）水的性质分类 按所排污（废）水的性质分类，建筑排水系统可分为污（废）水排水系统和 屋面雨水排水系统两大类，其中根据污（废）水的来源，污（废）水排水系统 又分为生活排水系统和工业废水排水系统。 （1）生活排水系统 生活排水系统接纳并排除居住建筑、公共建筑及工业企业生活间的生活污水 和生活废水。按照污（废）水处理、卫生条件或杂用水水源的需要，生活排水 系统又可分为排除大便器（槽） 、小便器（槽）以及用途与此相似的卫生设备产 生的生活污水排水系统和排除盥洗、洗涤废水的生活废水排水系统。 （2）工业废水排水系统 工业废水排水系统排除工业企业在生产过程中产生的污（废）水。按照污 染程度的不同，可分为生产废水排水系统和生产污水排水系统。 （3）建筑雨水排水系统 建筑雨水排水系统收集排除屋面、墙面和窗井等雨（雪）水。 2、按水力状态分类 按水力状态分类可分为重力流排水系统、压力流排水系统和真空排水系统。 由于本设计只涉及排除室内生活污水的生活排水系统，综上所述，排水系统首 先考虑重力流排水系统，对于地下室的污水采用泵抽方式排除。 4.1.2 排水系统的组成 建筑内部污（废）水排水系统一般由卫生器具和生产设备的受水器、排水 管道、清通设备和通气管道组成。有些建筑的污（废）水排水系统中，根据需 第四章 室内排水系统的设计计算 20 要还设有污（废）水的提升设备和局部处理构筑物。 1 卫生器具 卫生器具是用来满足日常生活中各种卫生要求，收集和排除生活污废水的 设备。 卫生器具按功能可分为盥洗用卫生器具、沐浴用卫生器具、洗涤用卫生器 具、便溺用卫生器具和冲洗设备等、 盥洗用卫生器具有洗脸盆和盥洗槽。 沐浴用卫生器具有浴盆、淋浴器、净身盆。 洗涤用卫生器具有洗涤盆（池） 、化验盆、污水盆（池） 。 便溺用卫生器具有大便器、大便槽、小便器、小便槽和倒便器。 冲洗设备有冲洗水箱和冲洗阀。 2 排水系统附件 排水系统附件主要有检查口、清扫口、存水弯和地漏。 检查口装在排水立管上，用于清通排水立管的附件。 清扫口装在排水横管上，用于清扫排水干管的附件。可用带清扫口的弯头 配件或在排水起点设置堵头代替清扫口。 存水弯是卫生器具排水管上或卫生器具内部设置的有一定高度的水柱，防 止排水管道系统中的气体窜入室内的附件。存水弯内一定高度的水柱成为水封。 存水弯一般有以下几种形式：P 形存水弯、S 形存水弯、U 形存水弯、瓶式存水 弯、补气存水弯、存水盒。 地漏是一种有水封，用来排放地面水的特殊排水装置，一般设置在经常有 水溅落的卫生器具附近地面、地面有水需要排除的场所或地面需要清洗的场所， 住宅还可以用作洗衣机排水口。地漏按其构造有扣弯式、多通道式、双篦杯式、 防回流式、密闭式、无水式、防冻式、侧墙式、洗衣机专用地漏等。 建筑内部污废水排水系统须满足以下基本要求： (1) 管道布置合理，排水系统能迅速畅通地将污废水排到室外； (2) 排水管道系统内气压稳定，管道系统内的有毒有害气体不能进入室内 (3) 管道及设备的安装必须牢固，避免管道渗漏； (4) 尽可能做到清污分流，为污水综合利用提供有利条件。 第四章 室内排水系统的设计计算 21 为满足上述要求，建筑内部污废排水系统的基本组成部分为：卫生器具和 生 产设备受水器、排水管道(包括器具排水管、排水横管、支管、立管、埋地干管 和排出管)、通气管道(包括专用通气管、环形通气管、安全通气管)、清通设备 (包括检查口、清扫口、检查井)等。以及根据需要设有的污废水的提升设备和 局部处理构筑物。 4.2 排水体制的确定 建筑排水中，生活污水不能与雨水合流排除，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。具体采用何种排水方式， 应根据污（废）水性质与污染情况，结合室外排水系统的设置、污（废）水的 综合利用的可能性及污（废）水处理要求等，并综合考虑技术经济情况确定。 综合考虑后，本建筑采用生活污水与生活废水不同系统排出的分流制。 4.3 污水排水系统类型的确定 根据排水系统的通气方式，建筑内部污废水排水系统分为单立管排水系统、 双立管排水系统和三立管排水系统。 1 单立管排水系统 单立管排水系统是只有一根排水立管，没有专门通气立管的系统。按建筑 层数和卫生器具的多少，它可分为无通气管的单立管排水系统、有通气立管的 普通单立管排水系统和特制配件单立管排水系统三种类型。 无通气管的单立管排水系统适用于立管短，卫生器具少，排水量小，立管 顶端不便伸出屋面的情况 有通气的普通单立管排水系统适用于一般多层建筑。 特制配件的单立管排水系统是在横支管与伸顶通气排水系统的立管连接处， 设置特制配件代替一般的三通，在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制 配件代替一般的弯头。这种通气方式是在排水立管管径不变的情况下利用特殊 第四章 室内排水系统的设计计算 22 结构改变水流方向和状态，增大排水能力。因此也叫诱导式内通气，适用于各 类多层和高层建筑。20 世纪 60 年代以来瑞士、法国、日本、韩国等国先后研 制了多种单立管排水系统，即苏维脱排水系统（其主要配件为气水混合器和气 水分离器） 、旋流排水系统又称塞克斯蒂阿系统（其主要配件为旋流街头和特殊 排水弯头） ，芯形排水系统又称高奇马排水系统（其主要配件为换流器和角笛弯 头）和 UPVC 螺旋排水系统（由特殊配件偏心三通和内壁带有 6 条间距 50mm 呈 三角形突起的螺旋线导流突起组成）等。以上单立管排水系统在我国高层建筑 排水工程中已有应用，但尚不普遍。我国已经引进、改进、开发生产了 5 种上 部特殊配件和 3 种下部特殊配件，上部特制配件有：混合器、环流器、环旋器、 侧流器、管旋器等，下部特制配件有：跑气器、角笛式弯头、大曲率异径弯头 等。下部特制配件选型应根据特殊单立管排水系统中上部特制配件类型确定。 2 双立管排水系统 双立管排水系统是由一根排水立管和一根通气立管组成。排水立管和通气 立管进行气流交换，也称干式外通气。适用于污废水合流的各类多层和高层建 筑。 3 三立管排水系统 三立管排水系统由一根生活污水立管、一根生活废水立管和一根通气立管 组成，两根排水立管共用一根通气立管。三立管排水系统的通气方式也是干式 外通气，适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的给类多层和高层建筑。 综上所述，考虑实际情况，本建筑 5-16 层采用双立管排水系，排水立管采用 UPVC 螺旋排水管，使用特殊配件偏心三通，并设专业通气立管；裙楼采用伸顶 通气的方式排水；1-4 层也采用伸顶通气方式排水；地下室设备间设置集水坑， 采用明沟收集消防系统泄水和水泵房内的泄水，然后经污水泵抽升至室外。污 水排入室外经过化粪池处理后排入市政管网，厨房排水经隔油器处理排至化粪 池。 综上所述，考虑实际情况，本建筑 5-16 层采用双立管排水系，排水立管采 用 UPVC 螺旋排水管，使用特殊配件偏心三通，并设专业通气立管；裙楼采用伸 顶通气的方式排水；1-4 层也采用伸顶通气方式排水；地下室设备间设置集水 坑，采用明沟收集消防系统泄水和水泵房内的泄水，然后经污水泵抽升至室外。 第四章 室内排水系统的设计计算 23 污水排入室外经过化粪池处理后排入市政管网，厨房排水经隔油器处理排至化 粪池。 4.4 排水管道的布置和敷设 排水管道的布置应满足水力条件最佳、排水通畅；施工安装、维护管理方 便；保证生产和使用安全、保证管道不易受到损坏以及经济和美观等的要求， 为此排水管道的布置和敷设应符合如下原则： (1) 自卫生器具至排水管的距离应最短，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) 排水立管不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道。 (4)排水埋地管道，不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础。 (5)排水立管不得穿越卧室、病房等对卫生、安静有较高要求的房间，并不 宜靠近与卧室相邻的内墙。 (6)排水管道不宜穿越橱窗，壁柜。 (7)塑料排水立管应避免布置在受机械撞击处，如不能避免时，应采取保护 措施。 (8)排水横管不得布置在食堂、餐饮业厨房的主副食操作烹调备餐的上方。 当受条件不能避免时，应采取防护措施。 (9)住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。 4.5 通气管的设置 由建筑给水排水设计规范GB50015-2003 可知下列情况下应设置专用气 管： (1)生活排水立管所承担的卫生器具排水设计流量，当超过表 2-3-2 中仅设 伸顶通气管的排水立管最大排水能力时，应设专用通气立管 (2) 建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10 层及 10 层以上高层建筑 的生活污水立管宜设置专用通气立管。 表 4.1 设有通气管系统的塑料排水立管最大排水能力 排水能力（L/s） 排水立管管径 （mm） 仅设伸顶通气管有专业通气立管 第四章 室内排水系统的设计计算 24 或主通气立管 501.2 753.0 903.8 1105.410.0 1257.516.0 16012.028.0 由上知该建筑为高层公用建筑应设伸顶通气立管，伸顶通气管高出屋面不 小于 300mm，并大于最大积雪高度，管顶端应装设风帽。在伸顶通气管出口处 得 4.0m 以内有门窗时，通气管应高出窗顶 0.6m，或引向无门窗的一侧。在经 常有人停留的平顶屋面上，通气管应高出屋面 2.0m 以上。通气立管不得接纳污 水、废水和雨水，不得与风道和烟道连接。 4.6 检查口、清扫口和检查井的设置 由建筑给水排水设计规范GB50015-2003 知：在生活排水管道上，应按 下列规定设置检查口、清扫口和检查井。 (1) 塑料排水立管宜每六层设置一个检查口。但在建筑物最低层和设有卫 生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口。检查口中心至地(楼)面距 离为 1.0m，并应高于该层溢流水位最低的卫生器具上边缘 0.15m。当立管水平 拐弯或有乙字管时，在该层立管拐弯处和乙字管的上部应设检查口。 (2) 在连接 4 个及 4 个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。且 将清扫口设置在楼板或地坪上，与地面相平。排水横管起点的清扫口与其端部 相垂直的墙面的距离不得小于 0.15m。 (3) 在水流偏转角大于 45o 的排水横管上，应设检查口或清扫口。 (4) 当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的最大长度大 于下表中的数值时，应在排出管上设清扫口。 表 4.2 清扫口至室外检查井的最大允许长度 管径（mm）5075100100 以上 最大长度（m）10121520 (5) 排水横管的直线管段上检查口或清扫口之间的最大距离，应符合表中 第四章 室内排水系统的设计计算 25 的规定。 表 4.3 排水横管的直线管段上检查口或清扫口之间的最大距离 距离（m） 管道管径 （mm） 清扫设备种类 生活废水生活污水 检查口1512 50-75 清扫口108 检查口2015 100-150 清扫口1510 200检查口2520 (6) 在管径小于 100mm 的排水管道上设置清扫口，其尺寸应与管道同径； 管径等于或大于 100mm 的排水管道上设置清扫口，应采用 100mm 直径清扫口。 (7) 每个卫生间、盥洗间均应设置 1 个 DN50mm 规格的地漏，地漏的位置 要求地面坡度坡向地漏，地漏水封高度不得小于 50mm。 4.7 排水管道的安装要求 本建筑管材采用硬聚乙烯塑料管(简称 UPVC 管)，采用粘接,排水管道安装 要求如下： (1) 卫生器具排水管与排水横管垂直连接，应采用 90 度斜三通 (2) 排水管道的横管与立管连接，宜采用 45 度斜三通或 45 度斜四通和顺 水三通和顺水四通 (3) 排水管应避免在轴线偏置，当受条件限制时，宜采用乙字管或两个 45 度弯头连接； (4) 立管与排出管的连接采用两个 45 度弯头； (5) 排水立管穿越楼板应预留孔洞，安装时设金属防水套管； 4.8 排水管道水力计算 4.8.1 生活污废水排水工程设计计算 本建筑采用分流制排水系统，污水经化粪池处理后排入城市污水管网。本 建筑排水系统分为两区，高区 2-16 层的污水在地下室顶棚汇总通过专用排水管 第四章 室内排水系统的设计计算 26 排入室外化粪池，低区的污废水采用单独排放。由于建筑高度及每根污、废水 立管所承担的当量数较大，为使排水管道中气压波动尽量平稳，防止管道水封 破坏，经多次比较和修正，最终高区选用专用通气管，由于低区只有一层单独 排水，因此，低区不设专用通气管。排水管材采用塑料排水管。 本设计建筑内卫生间类型、厨房类型、卫生器具类型均相同。 本建筑各户卫生器具类型及布置方式基本相同。粪便污水经化粪池处理后与生活废 水合流排入市政排水管网。一层单独排水，选择排水塑料管。 1 WL1 ，WL1计算 第四章 室内排水系统的设计计算 27 图 4.1 WL1 ，WL1计算简图 采用当量法计算 计算原理参照建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 （2009 年版） ，采用公共 建筑采用当量法 第四章 室内排水系统的设计计算 28 基本计算公式 （式 4.1） max 12.0qNq pp += 式中： qp-计算管段的排水设计秒流量（L/s） Np-计算管段的卫生器具排水当量总数 qmax-计算管段上最大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：1.5 计算结果： 表 4.4 WL1 ，WL1计算结果 管段 名称 管道 流量 L/s 管道 类型 累计 当量 公称 直径 水力坡降 mH2O/m 流速 m/s 充满度管材 1-20.00 立管 0.00500.0000.000.00 排水 PVC-U 2-30.82 立管 3.25750.0000.000.00 排水 PVC-U 3-40.96 立管 6.50750.0000.000.00 排水 PVC-U 4-51.06 立管 9.75750.0000.000.00 排水 PVC-U 5-61.15 立管 13.0 0 750.0000.000.00 排水 PVC-U 6-71.23 立管 16.2 5 1100.0000.000.00 排水 PVC-U 7-81.29 立管 19.5 0 1100.0000.000.00