长春市鸿城国际1号楼给排水项目设计方案.docx

长春市鸿城国际1号楼给排水项目设计方案第一章 设计方案与资料1.1设计方案一工程概况1.本工程为位于长春市南湖大路南侧鸿城国际6幢中得1号楼，本建筑共6层，底层为车库，26层为标准层，总建筑面积为10558.3平方米，建筑高度为16.9m。3梯每层6户，每间按3.5人计算，东西房间内设1个浴盆、2个大便器、2个洗脸盆、1个淋浴、1个洗衣机、1个洗菜盆；中间4户设1个洗菜盆、1个洗脸盆、1个淋浴、1个洗衣机二原始资料1、气象资料：长春冬季最大冻土深度150cm。2、土建资料：建筑平面图（首层平面图、标准层平面图）、剖面图 。 3、室外给水管网供水压力不超过0.35Mpa。4、建筑高度为16.9m。三给水水源在南湖大路有DN400mm的市政给水干管，高峰用水时刻保证最低水压为1.2MPa。根据建筑排水总体规划，鸿城国际住宅区生活用水由市政管网直接供水。四污水排放根据鸿城国际总体规划及当地环保部门的要求，鸿城国际各幢楼污水排入污水井，生活污水排入下水道之前不需经化粪池预处理后排放。五管道的安装敷设选定安装方式的管道必须按技术要求尺寸敷设于指定位置，应保证管间距、管壁间距，支架间距的尺寸准确。管道穿越楼板、沉降缝、建筑基础等设施时应采取必要的防护设施（防压、防胀、防水等）。六图纸要求（一）.建筑图纸一层平面图1:100标准层平面图1:100给水系统图1:100排水系统图1:100设计说明书（二）图纸尺寸为标准二号图或标准二号图一次加长。（三）图指标注图纸标注：相应的管道尺寸、标高、坡度、定位尺寸。（四）设计说明：流量、水压、管材、阀门、防腐。七设计内容本设计只做建筑给水、排水设计八给水方式选用原则1.给水方式系统给水方式应根据建筑物的性质、高度、卫生器具的布置，用水器具需求的水压、水量等因素确定。对适用于上述要求的不同给水方式宜通过技术经济比较后选定。2.管道布置应满足最佳水利条件为充分利用市政外网的水压，建筑给水引入管宜布置在用水量最大处或连续供水处，以保证主体供水可靠，减少管道转输流量及系统的水头损失，并使大管径管道长度最短。3.管道防护设计中，室内给水管道（明设或暗设）与建筑结构垂直交叉时，应考虑管道或装置位置，要留有足够的空间，以利于使用中，拆修附件及清通管道等维护管理工作；当给水管道在进户与排水管道近邻时，应留有至少1.0m净距，以便工程维修时二者互不影响。保护管道不受损坏必须保证管道周围不出现有荷载或受腐蚀现象，如有不可避免的受损因素影响时，应采取必要的防护措施。九给水方式例举 直供给水方式由市政管网直接供水，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。 单设水箱给水方式宜在以下两种情况时采用：室外市政管网供水压力周期性不足时，或在市政管网供水压力过高时作减压稳压用。根据原始资料管网压力为320450KPa，属于压力周期性不足的情况，故而采用单设水箱方案。 水泵直接供水方式宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。但由于水泵直接供水压力稳定性差，且直接抽水会对周边用水压力产生波动影响用，而本项目中低水量时压力450KPa可以供至9层以上，所以在该项目中不宜且不需要采用设置水泵的方式。 水池恒速泵水箱联合给水方式水池恒速泵水箱联合给水方式的供水设备包括贮水池、离心水泵和水箱。其主要特点是在各区上层的适当位置（一般高于分区处34层）设分区高位水箱，其作用是贮存、调节本区的用水量和稳定水压，水箱内的水由设在底层或地下室的离心水泵输送。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。 水池变频泵给水方式可分为变频泵并联给水、变频泵减压阀给水两种主要方式，比较见下表1.1所示：表1.1各种变频泵给水方式优缺点比较给水方式优点缺点变频泵并联给水独立的给水系统，互不影响，供水安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用经济；无水箱，便于结构的设计，也可以增加营业收入需要一套价格较贵的变频调速控制装置变频泵减压阀给水具有变频泵并联供水的优缺点变频调速控制装置价格较贵，且运行费用增加 气压罐给水方式气压罐给水方式的供水设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为一钢制密闭容器，供水时利用容器内空气的可压缩性，使气压罐在系统中既可贮存和调节水量，又可将罐内贮存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。可分为气压罐并联给水、气压罐串联给水两种主要方式，比较见表1.2： 给水方式优点缺点气压罐并联给水灵活性大，可设置在任何高度，施工安装方便，便于扩建、改建和拆迁，土建费用较低；水质不易污染；投资省，建设周期短，土建费用较低；便于实现自动控制，不需专人值班管理，便于集中管理；气压给水设备可以设置在任何高度，对于防震有一定的意义 水压力变化幅度大；调节容积小，运行费用高；加工制造困难气压罐串联给水具有气压罐并联给水的优点同气压罐并联给水缺点，且供水安全性差十分区方式 给水系统竖向分区的必要性当建筑物的高度很大时，如果给水只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，将会产生下列后果：a、水压过大，水龙头开启时，水成射流喷溅，影响使用，水量也浪费；b、水压过大，水嘴放水时，往往产生水锤，由于压力波动，管道震动，产生噪声，引起管道松动漏水，甚至损坏；c、水压过大，水嘴、阀门等五金配件容易磨损，缩短使用期限，同时增加了维修工作量。因此，为了消除或减少上述弊端，高层建筑的高度达到某种程度时，对给水系统须作竖向分区。 本建筑给水竖向分区情况由已知给水水源资料，城市给水管网中水的压力位320450KPa，管网中压力周期性不足，为节约能量，在市政管网提供压力长期所能满足的楼层设为低层，将市政管网中压力周期性满足的楼层由水箱供水。以市政管网能稳定提供的压力320KPa作为低区层数估算的压力标准：，所以n取7，但是由于管道中心标高为-2.0m，因此，留有安全压力，取n为6，则79层的供水方式可以有以下选择：方案一、直接给水方式方案二、依靠水泵升压给水方式十一方案比较 定性比较编号特点优点缺点方案一利用室外管网水压，最简单、经济较充分利用市政管网压力；节约能源、供水系统简单、省投资，节约耗能，减少水质受污染的可能性 室外管网一旦停水，室内立即断水，供水可靠性差方案二适用于管网压力周期性不足，且对用水安全性要求较高、不允许断水的情况供水安全性好，可以更加充分地利用市政管网的压力，水箱容积较小水箱的工作状态不易控制1.2设计方案比较结论综合比较上述各方案在技术和经济上的优缺点以及管理的方便，能充分利用市政管网水压，节约能源、供水系统简单、省投资，节约耗能，减少水质受污染的可能性。故整栋建筑的给水方式确定为利用市政管网供水，因此采用方案一。第二章 建筑给水系统2.1生活给水系统的选择一系统的选择建筑供水系统依据用户的用水要求，材料设备性能、维修管理条件再结合建筑层数统筹确定；划分选择的各用水系统最大静水压力不超过3540mH2 O左右。二给水方式直接给水方式：由室外给水管网直接供水，利用室外管网压力供水，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。该给水方式管网水压，节约能源，且供水系统简单，投资省，充分利用室外管网的水压，节约能耗，减少水质受污染的可能性。2.1.1室内给水系统（1）管网布置原则 室内生活给水管道宜布置成枝状管网，单向供水； 室内给水管道不应穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间，并应避免在生产设备上方通过；室内给水管道的布置，不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用； 室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧，爆炸的原料、产品和设备的上面； 给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内，给水管道不宜穿越橱窗、壁柜； 给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。如必须穿越时，应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置； 塑料给水管道在室内宜暗设。明设时立管应布置在不易受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施； 室内给水管道上的各种阀门，宜装设在便于检修和便于操作的位置； 需要泄空的给水管道，其横管宜设有0.0020.005的坡度坡向泄水装置。（2）布置方式 本设计给水管道采用下行上给方式。2.1.2室外给水系统一管网布置原则 居住小区的室外给水管网，宜布置成环状网，或与市政给水管连接成环状网； 该建筑的室外给水管道，应沿居住区内道路平行于建筑物敷设，宜敷设在人行道、慢车道或草地下；管道外壁距建筑物外墙的净距不宜小于1m，且不得影响建筑物的基础； 室外给水管道的覆土深度，应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m，行车道下的管线覆土深度不宜小于0.7m； 室外给水管道上的阀门，宜设置阀门井或阀门套筒； 根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）7.3.1条规定，室外消防给水管道应布置成环状。二布置方式由于本设计考虑室外冷水管道与室外消防给水管道共用，故将该建筑的室外给水管布置成独立成环。该环状管网与市政给水管网的连接点共2处，同时设置总水表组、倒流污染防止器。本工程室外给水环网靠墙敷设，不会影响基础。室外给水管道布置在草坪和人行道下时，覆土深度考虑0.6m，敷设在车行道以下时覆土深度考虑0.7m。三管道防护防腐：管道外加保护层。防冻、防腐：埋地给排水管道加保温层，厚度为：30mm,参见表7-7。防漏：将埋地管道敷设在防水性能良好的检漏管沟内。2.2给水系统的组成本建筑给水系统的组成包括如下部分：1) 引入管；2) 水表节点，包括引入管上的总水表和进入客房及公共卫生间等的分户水表；3) 给水管道，包括总干管、立管、支管和分支管；4) 给水附件，包括各种阀门、水锤消除器、过滤器、入户管减压阀等管路附件；5) 配水设施，主要指卫生器具的给水配件或配水龙头；2.3设备及管材一基本要求根据规定，给水系统采用的管材和管件，应符合现行产品标准的要求，管道和管件的工作压力不得大于产品标准标称的允许工作压力；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；室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材。二管材选择本设计室内给水系统管材采用聚丙烯塑料管（PP-R管），管道工作压力0.90MPa，室外给水环网（包括引入管）采用也采用PP-R塑料管，并且进行防护，加防护层。2.4生活用水量计算2.4.1用水指标确定根据建筑给排水工程第六版，应根据下列用水量确定：居民生活用水量根据表2-2确定，本建筑属于类普通住宅，用水定额为130300L/人d，小时变化系数为2.82.3，本次设计取用水定额为200L/人d，小时变化系数取2.5。2.4.2用水量计算一 .最高日用水量 式中：最高日用水量，L/d； m用水单位数，人或床位数等，住宅一般为3.5人； 最高日生活用水定额，L/（人d）、L/（床d）或L/（人班）。本设计取200 L/（人d）根据所选择的用水定额，经计算得： =3.56200=4200L/d二最高日最高时用水量 式中：最高日用水量，L/d； 小时变化系数，按建规表3.1.10确定； 使用时数，按建规表3.1.10确定。Qh=2.54200/24=10500L/d三最高日平均时用水量 式中：最高日平均时用水量，L/d；最高日用水量，L/d；建筑物的用水时间，h，住宅取24h。Qp=Qh/T=10500/24=437.5L/h2.5给水管网水力计算一管道水力计算1.管道水力计算主要是标定设计管路的各管段设计尺寸，在通过设计流量时管段水头损失，确定最不利管路的系统作用压力。2.管道水力计算应满足的条件：根据建筑物类型的不同，正确选用设计流量的确定公式；充分利用市政管网的供水压力；管网中的最不利用户的供水所需能量即为系统进户管的供水压力；设计计算中应使管道中水流速度满足推荐流速范围要求，即连接卫生器具的支管内水流速度应为0.81.2m/s，其余干、立、横管中水流速度为1.22.0m/s。3.建筑供水所需压力的确定：确定水压时，若不能直接选定最不利用户，应选择若干处供水不利点进行计算后比较而选定最不利用户；确定供水系统所需压力时，应从几何供水高度、管路过流阻力、过流水表阻力和用户需要的资用水头，四个方面综合考虑计算后确定； 4. 管路过流阻力的计算： 管路过流阻力包括沿程阻力和局部力两个部分，计算中可用比摩阻法确定沿程阻力、用当量长度法确定局部阻力；为计算简便亦可按百分数法确定局部阻力； 计算中涉及的计算内容应列表汇总，但计算中应保证其中某一管段写明各项参数的计算过程。 5.水表水头损失的计算： 按用户用水特点选择合适水表后，依据被选用水表产品的试验参数由指定公式确定。 6.用户资用水头的确定： 按被计算配水器具的名称规格，直接查阅设计规范确定，若用户有特定要求，在不影响整体设计方案条件下，亦可采用需用的特定水头值。二计算步骤根据计算草图，在流量变化处标明节点，进行编号及划分计算管段。如下：图2-1表2-1（1）根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，按下式计算出三种户型最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率： 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（%）；q0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)。在本设计中参考建筑给水排水工程表2-6，U0取2.5，根据建筑给水排水工程表2-5得c=0.01512（1） 根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，按下式计算该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率： 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；查规范中的相应表格；Ng计算管段的卫生器具当量总数；根据卫生器具数量、种类不同，Ng取不同数值或累加，以求得计算管段上卫生器具给水当量的同时出流概率（3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按下式计算确定计算管段的设计秒流量：qg 0.2UNg（L/s）对该建筑进行水力计算见图2-1、表2-1。 注：该建筑第1户（L1）户型同第6户（L6），第2户（L2）户型同第3（L3）、4（L4）、5（L5）。例：管段1-2大便器当量0.5、淋浴器当量0.75、洗衣机当量1.0则Ng=0.5+0.75+1.0=2.25同时出流概率 则U=1+0.01512*(2.25-1)0.49/2.250.5=0.68qg 0.2UNg（L/s）则qg=0.2*0.68*2.25=0.31流速v、每米长沿程损失i根据建筑给水排水工程附表2-3查取再通过内差法算得。结果为v=0.75 ，i=0.45.管径DN15管道长度在CAD上量取长度为0.22m管道沿程水头损失为hy=0.450.22=0.0990.1建筑内给水系统所需水压H最不利环路水头损失：H= H1+H2+H3+H4H:建筑内给水系统所需的水压 H1:引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H2：引入管起点至最不利给水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和H3：水流通过水表示的水头损失，H4：最不利配水点所需的最低工作压力。H1：14+1.5=15.5 H1=155KPa（14为供水高度、1.5为引入管距地面高度）H2为（L6沿程损失+干管沿程损失）1.3 H2=35.92*1.3=46.696H3：Kb=52/100=0.25 hd=(0.54*3.6)2/0.25 =15.1（进户水表LXS-20C） Kb=202/100=4 hd=(2.96*3.6)2/4=28.4（总水表LXS-40C）H3=15.1+28.4=43.5KPaH4=50KPa（书上表2-1）最低工作压力H=155+46.696+43.5+50=295.196KP=0.29MPa第3章 建筑排水系统建筑排水中，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。3.1污废水排水工程设计根据鸿城国际总体规划及当地环保部门的要求，鸿城国际各幢楼污水排入污水井，生活污水排入下水道之前不需经化粪池预处理后排放。3.2室内污废水排水管道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。3.3室外污废水排水管道（1）设备主要指起连接作用的室外排水检查井以及污水处理设备。（2）管网布置原则1） 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；2） 室外排水管道的连接在下列情况下应采用检查井：a、 在管道转弯和连接支管处；b、 在管道的管径、坡度改变处；3） 室外生活排水管道管径150mm时，检查井间距不宜大于20m；管径200mm时，检查井间距不宜大于30m；4） 生活排水管道的检查井内应做导流槽；（3）布置方式 室外排水检查井采用砖砌，井径为500mm；排水检查井中心线与建筑物外墙为4.5米，在冻土层以下1.8米。 3.4污废水排水系统组成本建筑污废水排水系统组成包括如下部分：该系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井。通气系统采用伸顶通气管。3.5管材（1）基本要求排水管材选择应符合下列要求：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。当居住小区内设有生活污水处理装置时，生活排水管道应采用埋地排水塑料管；2）建筑内部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； （2）管材给排水管道采用PP-R塑料管。埋地管道加防护层、防止关道损坏漏水3.6设计秒流量公式根据建规4.4.5条规定，住宅排水管道设计秒流量，应按下式计算： （15.1）式中计算管段设计秒流量，L/s；计算管段的卫生器具排水当量总数；根据建筑物用途而定的系数，住宅建筑取1.5；计算管段上最大一个卫生器具的排水流量，L/s。注：如计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计。3.