综合楼建筑给水排水工程设计方案培训资料.doc

毕 业 设 计设计题目某综合楼建筑给水排水工程设计方案二 学生姓名吴雨晴 学号20103885 专业班级给水排水工程10-1班 指导教师徐得潜 院系名称 土木与水利工程学院 20 14年06月07日目录中文摘要1英文摘要21 前言31.1 工程概况31.2 设计任务31.3 设计方法31.4 设计依据42 建筑给水系统52.1 建筑内部给水系统设计说明52.2 建筑内部给水系统设计计算53 建筑排水系统183.1 建筑内部排水系统设计说明183.2 建筑内部排水系统设计计算183.3 雨水排水系统设计说明343.4 雨水排水系统设计计算344 室内消防给水系统374.1 消火栓给水系统设计说明374.2 消防池和水箱容积计算374.3 消火栓给水系统设计计算384.4 自动喷水灭火系统设计计算495 建筑热水系统565.1 热水供应系统设计说明565.2 热水供应系统设计计算566 结束语867 谢辞878 参考文献8888 / 90某综合楼建筑给水排水工程设计方案二摘要：本工程为一高层综合楼，主楼裙房4层，倒班楼为5到30层，办公楼为5到26层，地上部分高99.45米，地下部分高12.65米，地下共三层，内有车库和职工食堂。建筑占地面积6000平方米，总建筑面积97566平方米，为一类高层建筑。本次设计主要包括给水系统，排水系统，雨水系统，热水供应系统，消火栓给水系统以及自动喷水灭火系统。给水系统采用水池水泵水箱联合供水方式，分四个区，地下3层到4层为区，倒班楼5到14层为区，15到24层为区，25到30 层为区；办公楼5到13层为区，14到19层为区，20到26层为区。区由市政水压直接供水，区由高位水箱减压供水。排水采用污废合流体制，厨房污水单独收集经隔油池后排至市政污水管网。雨水系统采用内排水系统。消防系统包括消火栓系统和自动喷水灭火系统，采用临高压给水系统，火灾初期10分钟灭火用水由屋顶高位水箱提供，后期由水泵提供。热水供应系统采用全循环方式，水加热器放在地下三层设备间内。关键词：综合楼 给水系统 排水系统 消防系统 热水系统 设计Option two of a complex building water supply and drainage engineering designAbstract: The project is a high-rise complex building. The podium of the main building has four layers,five to thirty layers for shifts building,five to twenty-six layers for office building. The height of the aerial parts of the building is 99.45 meters, and the height of the underground part of the building is 99.45 meters. Underground section is divided into three floors, there are garage and cafeteria in it.The building covers an area of 6000 square meters,the total construction area is 97566 square meter.It is type one high-rise building.The design mainly includes the water supply system, drainage system, rainwater system, hot water supply system, fire hydrant water supply system and automatic sprinkler system. Feedwater is supplied jointly by the pool, pump and tank in water supply system. The system is divided into four regions, of which the region I is underground 3 to 4 floor, The shifts buildings region II is 5 to 14 floor, region III is 15 to 24 floor, region IV is 25 to 30 floor. The office buildings region II is 5 to 13 floor, region III is 14 to 19 floor, region IV is 20 to 26 floor. Region I is supplied by the municipal water directly. region II, III, IV use high water tank to relax the pressure. Sewage and waste interflow system is used in drainage option，and kitchen sewage collected separately flows to the municipal sewage pipe network after it goes through grease trap. Rainwater system uses internal drainage system. Fire protection system includes fire hydrant system and automatic sprinkler system, using temporary high pressure water supply system, and water to extinguish fire is supplied by the roof water tank in the initial 10 minutes, and then provided by the pump . Hot water supply system adopts full cycle mode, and water heater is placed in the basement.Keywords:complex building water supply system drainage system fire protection system hot water supply system design1 前言1.1 工程概况本建筑为一高层综合楼，主楼裙房4层，倒班楼为5到30层，办公楼为5到26层，地上部分高99.45米，地下部分高12.65米，地下共三层，地下3 层为车库和水池及泵房，地下1层为车库及厨房。防火设计为一类建筑，耐火等级为一级。1.2 设计任务本次设计任务如下：1. 建筑内部给水系统设计2. 建筑排水系统设计（1）建筑内部排水系统设计（2）建筑屋面雨水排水系统设计 3. 热水供应系统设计4. 室内消防系统设计（1）消火栓系统设计（2）自动喷水灭火系统设计1.3 设计方法根据建筑特点和相关设计规范，本次设计采用如下方案：给水系统：采用水池水箱水泵联合供水，分四个区，倒班楼5到14层为区,15到24层为区,25到30层为区；办公楼5到13层为区，14到19层为区，20到26层为区。区由市政水压直接供水，、区由高位水箱减压供水。排水系统：采用污废合流，裙房包厢和卫生间采用伸顶通气，倒班楼和办公楼设置专用通气立管。雨水系统：为了建筑美观，采用重力式排水系统。 热水供应系统：倒班楼采用全循环供水方式。消防系统：消火栓系统和自喷系统均采用临高压给水系统，分区给水。消防系统地下3层到4层为区，倒班楼5到14层为区，15到30层为区；办公楼5到13层为区，14到26层为区。自喷系统采用湿式自喷系统。1.4 设计依据1.本综合楼建筑自身条件、建筑用途2.国家相关规范（1）建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)，2009 版（2）高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）,2005 年版（3）自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001)，2005 年版（4）建筑设计防火规范(GB50016-2006)（5）给水排水制图标准（GB/T50106-2001）2 建筑给水系统2.1 建筑内部给水系统设计说明本建筑以城市给水管网作为水源，由DN100的两根引入管引入建筑内。市政管网每年可用水头为0.35MPa,管道埋深为室外地坪下0.7m。该建筑层数多，竖向高度大，市政给水管网不能直接供应高区给水，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行给水分区。低区由市政管网直接供水，高区由屋顶水箱供水。根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)，2009 版第3.3.5 条规定，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），宜设减压或调压设施；（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。根据规范要求和建筑特点，给水系统采用水泵水箱联合分区供水，地下3层到4层为区，倒班楼5到14层为区，15到24层为区，25到30层为区；办公楼5到13层为区，14到19层为区，20到26层为区。给水系统采用上行下给的方式，由水箱引出两根给水管，一根提供、区冷水，一根经水加热器供应倒班楼、区热水。2.2 建筑内部给水系统设计计算2.2.1 给水用水定额和时变化系数根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)【1】表3.1.10，类、类宿舍生活用水定额为每人每日150200L，小时变化系数为3.02.5；办公楼用水定额每人每班为 3050L，时变化系数为1.51.2；洗衣房的用水定额为每千克干衣4080L,时变化系数为1.51.2；停车库地面冲洗用水定额为每平方米每次23L，时变化系数为1.0。根据本建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度，确定各部分最高日用水定额及时变化系数如下：倒班楼每人每天200L，时变化系数为2.0,使用时间按24小时计；办公楼每人每班40L，时变化系数为1.2，使用时间按8小时计；洗衣房每千克干衣40L，时变化系数为1.3，使用时间按8小时计；停车库地面冲洗用水每平方米每次2.5L，时变化系数为 1.0，使用时间按8小时计。2.2.2 最高日用水量和最高日最大时用水量根据用水定额和本建筑的用水单位数计算最高日用水量和最高日最大时用水量,最高日用水量计算公式为：（2-1）式中 Qd 最高日用水量，L/d； m用水单位数，人或床位数； qd 最高日用水定额，L/（人d）或 L/（床d）。最高日最大时用水量计算公式为: (2-2)式中 Qh 最高日最大时用水量，L/h；T建筑物的用水时间，h；Kh 小时变化系数。根据式（2-1）、（2-2）计算最高日用水量和最高日最大时用水量。(1)本建筑倒班楼共有床位667个，近似取为700个。则用水量为 (2)办公楼人数按倒班楼人数的8%计，共56人。则用水量为 （3）地下车库面积为8194平方米，则冲洗用水量为 （4）洗衣房用水量计算 (2-3)式中 每日洗涤量,；每日洗涤量，(床月)； 床数；洗衣房每月工作日数，一般按25d计。按集体宿舍计算倒班楼干衣数量为每床每月8.0kg， (2-4)式中 洗衣房的日用水量，L/d; 洗衣房的日用水量，kg/d; 每公斤干衣耗水量，L/kg。 （2-5） 式中 洗衣房的小时用水量，L/h; 洗衣房工作时间，取为8h;变化系数，取为1.3。 根据上述计算算出最高日用水量和最大时用水量：Qd=163166.7L/d=163.17m3/d Qh=14635.06L/h=14.635m3/h 2.2.3 地下室贮水池容积和屋顶水箱容积计算1.贮水池容积计算根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第3.7.3规定，贮水池的有效容积应按进水量和用水量变化曲线经计算确定，当资料不足时，宜按最高日用水量的20%25%确定。本次设计区贮水池容积为最高日用水量的25%计算。则贮水池容积为： （2-6） 取贮水池容积为45立方米。地下室设置1个装配式不锈钢水池，尺寸为5000mm3000mm3000mm。2.屋顶水箱容积计算根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第3.7.4规定，屋顶高位水箱生活用水调节容积，不宜小于最大时用水量的50%。本次设计采用水泵联动提升进水，水箱容积按最大时用水量的50%计算，则倒班楼屋顶水箱的容积为： （2-7） 办公楼屋顶水箱的容积为: （2-8） 取倒班楼水箱的容积为8立方米，屋顶水箱间内设置装配式不锈钢水箱,尺寸为2000mm2000mm2000mm。办公楼水箱的容积为1m3, 屋顶水箱间内设置装配式不锈钢水箱,尺寸为1000mm1000mm1000mm。2.2.4 给水管网水力计算1.设计秒流量公式选用根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第 3.6.5规定，宿舍(、类 )、旅馆、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院等建筑的生活给水设计秒流量，应按下式计算 (2-9)式中 计算管段的给水设计秒流量(Ls)；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，倒班楼取为1.5，办公楼取为2.5。2.低区给水管网水力计算根据图 2.1,低区给水管网水力计算成果见表2.1。图 2.1 低区给水管网水力计算草图表 2.1 低区给水管网水力计算表管段编号当量总数 设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.410.9650.000.72869.92835.122-311.500.9650.000.761651.701585.633-41.51.570.9650.000.80155.18148.974-521.620.9650.000.83226.76217.695-62.51.670.9650.000.85869.92835.126-74.51.841.7950.000.9451.0891.437-851.873.9350.000.95134.82529.848-95.51.900.8050.000.97210.35168.289-1061.930.8050.000.99278.59222.8710-116.51.960.8050.001.00178.95143.1611-128.752.095.0050.001.06242.171210.8312-1317.52.455.0070.000.64277.951389.7313-1426.252.741.3070.000.71149.17193.9214-1543.753.1855.6870.000.83166.799287.0615-161985.4290.3080.001.08180.9316337.77hy33197.42低区给水系统所需水压为：(2-10)式中 H 建筑内给水系统所需的水压，KPa；引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，KPa；H 2 引入管起点至最不利配水点的给水计算管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，KPa；H3 水流通过水表时的水头损失，KPa； H 4 最不利配水点所需的最低工作压力，KPa。由图和计算表格知： 水表的选型与水头损失计算：本设计中，由两根DN150mm的引入管将市政给水引入建筑内，按每根引入管流速为1.0m/s，估算每根引入管流量为30m3/h,选用LXL-80水平螺翼式水表，公称直径80mm，最大流量为80m3/h,公称直径为40m3/h。水表的系能系数为： （2-11）式中 水表性能系数； 水表的过载流量，m/h。本型号水表的过载流量为80m/h，则性能系数为 水表的水头损失为 （2-12）式中 水表的水头损失，KPa；计算管段的给水设计流量，m/h。经计算，水表的水头损失为 即 每条引入管分别设置一组LXL-80水平螺翼式水表，水表组包括水表、表前表后的阀门、旁通管路、泄空阀。每根引入管在水表前均应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。最不利配水点处的水龙头的最低工作压力为50KPa,即 （2-13） 室内所需的压力 所需压力小于市政给水管网压力，符合要求。3.高区给水管网水力计算根据图2.2，倒班楼IV区给水管网水力计算成果见表2.2。 图2.2 倒班楼IV区给水管网水力计算草图表 2.2 倒班楼IV区管网水力计算表管段编号当量总数 设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.550.4850.000.79177.9885.432-321.911.5350.000.97260.08397.923-432.070.3470.000.5451.0817.374-5213.499.4070.000.91134.821267.295-6424.447.8080.000.88109.78856.306-7635.177.8080.001.03145.391134.087-8845.787.8080.001.15178.951395.808-91056.327.8080.001.26211.141646.909-101266.816.8080.001.36242.341647.8910-111477.263.1480.001.45272.76856.4611-12313.2510.0521.36100.001.28167.813584.3912-131163.518.26150.00150.00 1.0380.6512097.55hy24987.38由表2.2可知： 因79.99KPa80.7KPa,所以压力满足要求，即水箱安装高度满足要求。根据图2.3，倒班楼II区给水管网水力计算成果见表2.3。图2.3 倒班楼区给水管网水力计算草图表2.3 倒班楼区管网水力计算表管段编号当量总数 设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.550.4850.000.79177.9885.432-321.911.5350.000.97260.08397.923-432.070.3470.000.5451.0817.374-5303.949.4070.001.02168.501583.945-6605.077.8080.001.01140.461095.566-7905.947.8080.001.18188.271468.477-81206.687.8080.001.33233.511821.388-91507.327.8080.001.46277.052160.999-101807.916.8080.001.57319.342171.4910-112108.453.1480.001.68360.641132.4211-12447.511.781.90100.001.50225.05427.5912-131163.518.26160.59125.001.49170.7927426.99hy39789.55根据图2.4，倒班楼区给水管网水力计算成果见表2.4。表2.4 倒班楼区管网水力计算表管段编号当量总数设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.550.4850.000.79177.9885.432-321.911.5350.000.97260.08397.923-432.070.3470.000.5451.0817.374-5273.809.4070.000.99157.551480.975-6544.877.8080.000.97130.451017.486-7815.707.8080.001.13174.251359.157-81086.407.8080.001.27215.651682.098-91357.017.8080.001.40255.461992.599-101627.566.8080.001.51294.101999.8610-111898.073.1480.001.61331.821041.9211-12402.7511.231.90100.001.43206.24391.8512-131163.518.26160.59125.001.49170.7932115.14hy43581.75图2.4 倒班楼区给水管网水力计算草图减压阀的设置：由上述计算表格知，从节点11到节点13的沿程水头损失为27.86KPa,总水头损失为36.22KPa。区最低卫生器具处静水压力为 需要设置减压阀，由于减压阀前后压力差不应大于0.4MPa,需要二次减压，采用先导式可调减压阀，阀后压力分别为0.6MPa和0.35MPa。区从节点11到节点13的沿程水头损失为32.51KPa,总水头损失为42.26KPa。区最低卫生器具处静水压力为需要设置减压阀，采用先导式可调减压阀，阀后压力为0.35MPa。减压阀的安装详见GB01SS105第78页。根据图2.5，办公楼IV区给水管网水力计算成果见表2.5。图2.5 办公楼IV区给水管网水力计算草图表2.5 办公楼IV区给水管网水力计算表管段编号当量总数设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.552.1050.000.79177.98373.752-311.700.9050.000.87210.25189.233-41.51.810.9050.000.92206.36185.724-521.910.9050.000.97226.76204.085-62.51.990.9050.001.01245.46220.916-752.323.8370.000.6063.20242.047-85.52.370.8070.000.6265.9852.788-962.420.8070.000.6368.6854.959-106.52.470.8070.000.6471.3357.0610-1172.520.8070.000.6673.9159.1311-127.52.570.8070.000.6776.4561.1612-139.752.761.4470.000.7287.35125.7913-1468.255.3321.5980.001.06153.943323.5714-15214.58.52167.50100.001.09123.7220723.10hy25873.28由表2.5可知： 压力满足要求,即水箱安装高度满足要求。根据图2.6，III区给水管网水力计算成果见表2.6。图2.6 办公楼III区给水管网水力计算草图 表2.6 办公楼III区给水管网水力计算表管段编号当量总数设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.552.1050.000.79177.98373.752-311.700.9050.000.87210.25189.233-41.51.810.9050.000.92206.36185.724-521.910.9050.000.97226.76204.085-62.51.990.9050.001.01245.46220.916-752.323.8370.000.6063.20242.047-85.52.370.8070.000.6265.9852.788-962.420.8070.000.6368.6854.959-106.52.470.8070.000.6471.3357.0610-1172.520.8070.000.6673.9159.1311-127.52.570.8070.000.6776.4561.1612-139.752.761.4470.000.7287.35125.7913-1458.55.0221.5980.001.06137.972978.8014-15214.58.52144.90100.001.09123.7217927.03hy22732.44根据图2.7，II区给水管网水力计算成果见表2.7。 图2.7 办公楼II区给水管网水力计算草图表2.7 办公楼II区给水管网水力计算表管段编号当量总数 设计秒流量（L/s)管段长（m）公称直径(mm)流速(m/s)比摩阻(pa/m)沿程阻力(pa)1-20.51.55 2.10 50.00 0.79 177.98 373.75 2-311.70 0.90 50.00 0.87 210.25 189.23 3-41.51.81 0.90 50.00 0.92 206.36 185.72 4-521.91 0.90 50.00 0.97 226.76 204.08 5-62.51.99 0.90 50.00 1.01 245.46 220.91 6-752.32 3.83 70.00 0.60 63.20 242.04 7-85.52.37 0.80 70.00 0.62 65.98 52.78 8-962.42 0.80 70.00 0.63 68.68 54.95 9-106.52.47 0.80 70.00 0.64 71.33 57.06 10-1172.52 0.80 70.00 0.66 73.91 59.13 11-127.52.57 0.80 70.00 0.67 76.45 61.16 12-139.752.76 1.44 70.00 0.72 87.35 125.79 13-1458.55.02 21.59 80.00 1.06 137.97 2978.80 14-15214.58.52 144.90 100.00 1.09 123.72 15254.68 hy21070.78 减压阀的设置：由上述计算表格知，从节点11到节点13的沿程水头损失为20.91KPa,总水头损失为 27.18KPa。II区最低卫生器具处静水压力为需要设置减压阀，由于减压阀前后压力差不应大于0.4MPa,需要二次减压，采用先导式可调减压阀，阀后压力分别为0.6MPa 和0.35MPa。区从节点11到节点13的沿程水头损失为18.23KPa,总水头损失为23.70KPa。区最低卫生器具处静水压力为需要设置减压阀，采用先导式可调减压阀，阀后压力为0.35MPa。减压阀的安装详见消防增压稳压设备选用与安装GB01SS105第78页。2.2.5 增压水泵的选择屋顶水箱的用水由地下三层的增压水泵提供，水泵的出水流量按高区总用水量26.78L/S 计，一根出水管采用DN125的不锈钢管供给倒班楼，一根出水管采用直径100mm的不锈钢管供给办公楼。查水力计算表知供给倒班楼的出水管流速为1.49m/s,单阻 i 为0.17KPa/m，压水管长度为214.6 米，吸水管长度为1.5 米，供给办公楼的出水管流速为1.09m/s,单阻 i 为0.123KPa/m，压水管长度194m，吸水管长度1.5m。沿程水头损失为水泵总水头损失为：水箱最高水位与贮水池最低水位差为取水箱进水浮球阀的流出水头为20KPa。故水泵扬程为据此选择100DL-8（扬程为136.0173.6m，流量为2035L/S）型水泵2台，一用一备。3 建筑排水系统3.1 室内排水系统设计说明室内排水系统采用污废合流制，生活污废水集中收集后经化粪池处理后排至市政污水管网，地下室卫生间B污水集中收集后通过潜污泵提升排至室外。裙房卫生间A、B和包厢的通气立管均进行伸顶通气；由于建筑屋顶部限制，不能做到每根通气立管均伸顶；在高层建筑中，若每层联向排水立管的卫生器具不多且连接管段较短并当排水立管流量超过允许排水负荷时，设置专用通气立管，可以增加排水立管的排水能力并可以起到很好的保护水封的作用。办公楼和倒班楼内卫生间均根据规范要求设置专用通气管。排水管材采用塑料管。3.2 室内排水系统设计计算3.2.1 计算公式及排水当量根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)第4.4.5规定，住宅、集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、中小学教学楼等建筑生活排水管道设计秒流量，应按下式计算 （3-1）式中 计算管段排水设计秒流量，L/S；根据建筑物用途而定的系数，住宅、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院卫生间的取值1.5；集体宿舍、旅馆和其他公共建筑公共盥洗室和卫生间的取值2.02.5。本次设计中，倒班楼取1.5，办公楼取2.5；计算管段卫生器具排水当量总数；计算管段上排水当量最大的一个卫生器具的排水流量，L/S。3.2.2水力计算（1）低区各卫生间横支管水力计算卫生间A立管16所连横支管污水计算草图见图3.1，计算表格见表3.1。图3.1 卫生间A立管16所连横支管污水计算草图表3.1 卫生间A立管16所连横支管污水水力计算表管段编号当量总数设计秒流量(L/s)管径De（mm）坡度i123.61.20110 0.026237.22.00 110 0.0263410.82.19 110 0.0264514.42.34 110 0.02652118.92.80 110 0.026212037.83.34 110 0.026卫生间A立管31所连横支管污水计算草图见图 3.2，计算表格见表 3.2。图3.2 卫生间A立管31所连横支管污水计算草图表3.2 卫生间A立管31所连横支管污水水力计算表管段编号当量总数设计秒流量(L/s)管径De（mm）坡度i6710.33500.026781.30.43500.026891.60.53500.0269101.90.63500.02610112.20.73500.02611122.50.80750.02612132.80.83750.02613143.10.86750.02614153.40.88750.02615163.70.91750.026162240.93750.026卫生间B立管34所连横支管污水计算草图见图3.3，计算表格见表3.3。图3.3 卫生间B立管34所连横支管污水计算草图表3.3 卫生间B立管34所连横支管污水水力计算表管段编号当量总数设计秒流量(L/s)管径De（mm）坡度i123.61.201100.026237.22.001100.0263410.82.191100.0264514.42.341100.026520182.471100.026卫生间B立管25所连横支管污水计算草图见图3.4，计算表格见表3.4。图3.4 卫生间B立管25所连横支管污水计算草图表3.4 卫生间B立管25所连横支管污水水力计算表管段编号当量总数设计秒流量(L/s)管径De（mm）坡度i6710.33500.026781.30.43500.026891.60.53500.0269101.90.63500.02610112.20.73500