4号住宅建筑给水排水及消防工程设计-给排水课程设计

建筑给水与消防工程课程设计4号住宅建筑给水与排水工程课程设计任务书-4号住宅建筑给水排水及消防工程设计1 设计原始资料1.1 工程概况 4号住宅是广州市郊区的一座住宅，四周环境幽雅，是居住的理想场所。设计共10层，层高3.0米，电梯机房设在顶层。卫生间的配备设施要齐全，有坐式大便器、洗脸盆、浴盆等卫生器具。建筑平面布置见图。1.1.1 给水水源该建筑以城市给水管网为水源，室外给水管道为环状管网。市政给水干管位于建筑物南侧，管径DN300，白天最小工作压力为250KPa, 晚上11点至早上4点供水压力可达320 Kpa。管中心埋深比室内地平0.00米低1.5米。1.1.2 污水排放 生活污水与废水分别排除。雨水排入室外明沟，生活污水经化粪池局部处理后排入庭院下水道。市政下水道亦位于建筑物南侧，管径DN500，覆土深度2.8m。2. 设计任务2.1 方案设计：根据所给出的设计条件以及有关设计规范的要求，合理确定建筑内部给水系统、排水系统和消火栓系统的设计方案。2.2 管道系统布置：根据所选择的给水方式、排水方式，综合考虑技术、经济、安全、可靠等方面的因素，合理地选择和布置卫生器具，合理地布置管道系统。2.3 设计计算：根据设计规范，确定给水、排水的设计指标，进行建筑内部给水、排水、消防系统的设计计算，编制设计计算书。2.4 绘制工程设计图。3. 设计内容本设计要求完成建筑内部给水设计（必做），建筑内部排水设计与消防工程设计（二选一）。3.1 底层、标准层给水系统、排水系统、消防系统平面布置图3.2 建筑给水系统、建筑排水系统及消防系统的系统图3.3 屋顶水箱平面布置图及水箱布置详图所绘图纸上应列出图例、材料表。3.4 设计说明计算书一份说明计算书4000字左右,简明扼要地说明设计任务，设计依据，采用方案理由、设计计算公式和有关文字说明先及表格与附图等内容。4. 设计要求4.1 要求学生认真分析课程设计的题目以及所给出的设计条件、设计数据，根据所学理论知识，通过分析、比较确定设计方案，并在设计书中说明选择给水、排水设计方案的依据。4.2 要求学生了解有关的设计资料、参考资料，以及有关的设计手册、国家建设部颁布的有关设计规范等，并在课程设计过程中熟悉、并正确使用上述资料。4.3 学生可分组讨论、分析设计方案，但应独立完成管道布置、设计计算，并独立完成设计计算书、设计说明书以及工程设计图。4.4 学生应完成设计成果。目录一、 工程概况1二、 设计过程说明12.1 给水工程1 2.2 管道的布置1三、 设计计算23.1. 室内给水系统的计算23.1.1. 给水用水定额及时变化系数23.1.2. 最高日用水量23.1.3. 最高日最大时用水23.1.4. 设计秒流量按公式23.1.5. 屋顶水箱容积23.1.6. 地下室内贮水池容积33.1.7. 室内所需的压力33.1.8. 地下室加压水泵的选择63.2. 消火栓给水系统计算73.2.1. 消火栓的布置73.2.2. 水枪喷嘴处所需的水压83.2.3. 水枪喷嘴的出流量83.2.4. 水带阻力83.2.5. 消火栓所需的水压83.2.6. 校核93.2.7. 水力计算93.2.8. 消防水箱10参考文献111、 工程概况 4号住宅是广州市郊区的一座住宅，四周环境幽雅，是居住的理想场所。设计共10层，层高3.0米，电梯机房设在顶层。卫生间的配备设施要齐全，有坐式大便器、洗脸盆、浴盆等卫生器具。建筑平面布置见图。 1给水水源 该建筑以城市给水管网为水源，室外给水管道为环状管网。市政给水干管位于建筑物南侧，管径DN300，白天最小工作压力为250KPa, 晚上11点至早上4点供水压力可达320 Kpa。管中心埋深比室内地平0.00米低1.5米。2、 设计过程说明2.1 给水工程根据设计资料，已知该建筑以城市给水管网为水源，室外给水管道为环状管网。市政给水干管位于建筑物南侧，管径DN300，白天最小工作压力为250KPa, 晚上11点至早上4点供水压力可达320 Kpa。管中心埋深比室内地平0.00米低1.5米。H=120+40(10-2)=440KPa。故室内给水方式采用分区给水方式，1-3层由室外管网直接供水，4-10层设水泵、水箱给水方式。此种供水方式由于水箱储存有一定水量，停水停电时可延时供水，供水可靠，供水压力较稳定。2.2 管道的布置室内给水排水管道平面布置由建筑平面可知，室内给水立管设在墙角边，消防立管设在管道井，屋顶水箱设于屋顶楼梯间旁边。3、 设计计算室内给水系统的计算给水用水定额及时变化系数查建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009版），由规范中的表3.1.9可知，住宅类的最高日生活用水定额为130-300L，小时变化系数为2.8-2.3。据建筑物的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q=250L/（人d），取小时变化系数Kh=2.5最高日用水量 Qd=mqd=810250/1000=20m3/d最高日最大时用水 Qh=KhQd/T=2.520/24=2.083m3/h设计秒流量按公式 qg=0.2UNg 查规范附录C表C 得到=1.3875屋顶水箱容积本住宅供水系统水泵自动启动供水，每小时最大启动kb为4-8次，取kb=6次。安全系数C可在1.5-2.0内采用，为保证供水安全，取C=2.0。4-10层之生活用冷水有水箱供给，1-3层的生活用冷水虽然不由水箱供给，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按1-10层全部用水确定。又因水泵向水箱供水不与配水管网连接，故选水泵出水量与最高日最大时用水量相同，即qb=20m3/h。水泵自动启动装置安全可靠，屋顶水箱的有效容积为：V=Cqb/(4kb)=2.020/(46)=1.67m3 所以给水部分需要水箱容积2m3地下室内贮水池容积本设计上区为设水泵、水箱的给水方式，因为市政给水管网不允许水泵直接从管网抽水，故地下室设贮水池。贮水池的调节容积可按最高日用水量的20%-25%确定。如按最高日用水量的25%计，则V=2025%=5m3。 生活贮水池钢制，尺寸为2m1.5m2m,有效水深为1.67m,有效容积5m3。室内所需的压力1、1-3层室内所需的压力根据计算用图3.1，下区1-3层管网水力计算成果表见表3.1图3.1 1-3层给水管给水管网水利计算用图由图3.1、表3.1可知H1=6+1.8 -(-1.5)=9.3mH2O=93kPa(其中1.8为配水嘴距室内地坪的安装高度）H2=1.3hy=1.312.68=16.484kPaH4=60kPa （即最不利点水嘴的最低工作压力）。选LXL-100型旋翼式水表，其最大流量qmax=120m3/h,性能系数为Kb=qmax2/100=1202/100=144。则水表的水头损失hd=q2/Kb=(8.363.6)2/144=6.3kPa,满足正常用水时24.5kPa的要求，即H3=6.3kPa。室内所需的压力:H=H1+H2+H3+H4=93+16.484+6.3+60=175.784kPa室内所需的压力与市政给水管网工作压力240kPa接近，可满足1-3层供水要求，不再进行调整计算。2、4-10层室内所需的压力上区4-10层管网水力计算成果表见表3.2，计算见图3.2图3.2 4-6层给水管网计算用图8由表3.2和图3.2可知h=38.5-7.5=21mH2O=310kPaH2=1.325.96=33.748kPaH4=90kPa即H2+H4=33.748+90=123.748kPa。 HH2+H4水箱安装高度满足要求。地下室加压水泵的选择本设计的加压水泵是为4-10层给水管网增压，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设联通管），故水箱容积应按1-10层全部用水确定。水泵向水箱供水不与配水管网相连，故水泵出水量按最大时用水量2.083m3/h（0.578L/s)计。由给水塑料管水力计算表可查得：当水泵出水管侧Q=0.578L/s时，选用DN25的塑料管，v=0.877,i=0.36246。水泵吸水管侧用DN40，V=0.42，i=0.056。由图3.3可知压水管长度46m，其沿程水头损失hy=0.3624646=16.7kPa。吸水管长度1.4，其沿程水头损失hy=0.0561.4=0.0784kPa。故水泵的管路总水头损失为（16.7+0.0784）1.3=21.8kPa。水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差：38mH2O=380kPa。取水箱进水浮球阀的流出水头为20kPa。故水泵出水量如前所述为2.1m3/h。据此选得水泵FLGR80-160 2台，其中一台备用。 图3.3 水泵选择计算用图 消火栓给水系统计算消火栓的布置据消防给水及消火栓系统技术规程GB 50974-2014第7.4.6条 室内消火栓的布置应满足同一平面有 2 支消防水枪的 2 股充实水柱同时达到任何部位的要求。该住宅总长为23m，设水带长度Ld=20m，展开时的弯曲折减系数C=0.8，由于两楼板间的限制取h=3m。 故消火栓的保护半径应为： R= CLdh=0.820+3=19m所以在走道上布置1个消防栓能满足要求。水枪喷嘴处所需的水压查表，水枪喷口直径选19mm,水枪系数为0.0097；充实水柱Hm要求不小于10m,选用13m,水枪实验系数为1.21水枪喷嘴处所需水压 Hq=aHm/（1-aHm）=1.2113/（1-0.00971.2113）=18.56mH2O=185.6kpa水枪喷嘴的出流量喷嘴直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。水带阻力 19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。本工程亦选衬胶水带。查表知65mm水带阻力系数A值为0.00172。水带阻力损失；hd=ALdqxh2=0.00172205.412=1.0m消火栓所需的水压Hxh=Hq+hd+Hk=18.56+1+2=21.56mH2O=215.6kpaHxh 消火栓口的水压，kpa；Hq 水枪喷嘴处所需水压kpa；hd 水带的水头损失，kpa；Hk 消火栓栓口水头损失，按20kpa计算。校核设置的消防高位水箱最低位高程31.5m，最不利点消火栓栓口高程28m，则最不利点消火栓口的静水压力为38-28=10mH2O=100kPa。按高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。水力计算按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为XL1，出水枪数为1支。 Hxh0=Hq+hd+Hk=21.56mH2O=215.6kpa 1点的水枪射流量 进行消火栓给水系统水力计算时，按图3.4以枝状管路计算，配管水力计算成果见表3.3。 表3.3 图3.4 消火栓给水管网计算用图根据室内消防用水量，应设置2套水泵接合器。消防水箱消防贮水量按存贮10min的室内消防用水量计算 Vf=qxfTx60/1000=201060/1000=12.0结合给水部分容积2m3，共需容积14m318m3所以选择18方形给水箱，尺寸为3500mm3500mm2000mm。满足高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2001版）第7.4.7.1条规定。 参考文献1.王增长主编建筑给水排水工程(第六版)M北京：中国建筑工业出版社 2010.82.中华人民共和国国家标准. 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)(2009年版)北京，中国计划出版社 2010.53.中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GB50016-2006） 北京，中国计划出版社 4.中华人民共和国国家标准. 高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95） 北京，中国计划出版社 20055.中国建筑设计研究院主编. 建筑给水排水设计手册(第二版). 中国建筑工业出版社 2008 6.陈耀宗、姜文源等 建筑给水排水设计手册M，北京：中国建筑工业出版社 2003.5 7.马金主编.建筑给水排水工程。北京，清华大学出版社 20048.张英吕槛主编. 新编建筑给水排水工程.北京：中国建筑工业出版社 2004.9.高明远等主编. 建筑给水排水工程学. 北京：中国筑出版社 2002.16总结经过这两周的学习，本次课程设计即将结束，总的来说，经过这门课的学习收获还是相当大的。回顾这段时间的课程设计，至今我仍感慨万分。的确，从选题到开始做设计，从理论到实践，在两周的实训日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学