孝感某中学拟建一幢5层教学楼给排水设计

目录第一章概论211设计任务212设计资料2121建筑设计资料2122市政基础资料313设计要求314引用规范和标准3第二章方案拟定421给水方案422消防方案423排水方案4第三章管路布置531室内给水管路布置与敷设5311室内给水管路布置5312室内给水管道的敷设632消防管路布置6321室外消火栓的设置6322室内消火栓的设置633排水管路布置7331排水管道布置和敷设的基本原则7332排水管敷设方式8第四章设计计算说明书841给水系统8411给水计算8412高位水箱容积的计算9413设计秒流量的计算10414给水校核16415生活泵扬程及流量计算1642消防计算17421消火栓间距的确定17422消防水力计算17423水泵扬程计算2043排水计算20431排水设计秒流量的计算20432排水立管的计算22433立管底部和排出管计算23434化粪池计算2344贮水池的计算24第五章课程设计总结26第一章概论11设计任务孝感某中学拟建一幢5层教学楼，总建筑面积近5200；建筑高度216M；底层为行政办公及实验室，二至五层为教室。每层设卫生间两处，一处为男女厕所；另一处为男女隔层厕所（一、三、五层为男厕）。男厕内设污水池1个，洗手盆1个，小便槽49M长，便槽蹲位5个；女厕内设污水池和洗手盆各1个，便槽蹲位8个。层顶水箱间一座。要求设计建筑给水排水工程。具体内容包括1、建筑给水系统设计。选择给水方式，布置给水管道及设备；进行给水管网水力计算及室内所需水压的计算；高位水箱容积计算及校核水箱安装高度；绘制给水系统的平面图、系统图及卫生间大样图。2、建筑消防系统设计。消防用水量及高位水箱消防贮水量的计算；布置消防管网；进行消防管道水力计算及消防水压计算；选择消防水泵以及确定稳压系统；绘制消水栓系统的平面图及系统图。3、建筑排水系统设计。排水体制的确定以及排水管道的布置；排水管道水力计算；化粪池的容积计算及选型；绘制排水系统的平面图及系统图。12设计资料121建筑设计资料建筑物一层平面图，二层平面图，三至五层平面图及屋顶平面图及水箱间平面，立面图共5张。本建筑为5层，底层高为42M，二至五层层高为36M，上人屋面，楼梯间屋顶标高为272M，水箱间标高为222M。室内外高差为03M。冻土深度为02M。122市政基础资料（1）给水水源建筑物北侧和西侧有城市市政给水管道，管径为DN300，常年可提供的资用水头为015MPA，管道埋深为室外地面以下05M。（2）排水资料本建筑物西侧有城市排水管道，其管径为DN500，管内底深为室外地面以下15M，管材为钢筋混凝土。（3）未预见水量按日用水量的12计算。实验室用水量按20M3/D计算13设计要求1、设计计算说明书1份2、课程设计图纸课程设计图纸数量不得少于5张，用CAD绘制。图低绘制要求建筑给水排水系统图的绘制按轴测正投影法绘制，管道布置方向应与平面图相对应，并按比例绘制。14引用规范和标准建筑给水排水设计规范GBJ500152003给水排水制图标准GB/T501062001建筑设计防火规范GB500162006第二章方案拟定21给水方案由于市政管网提供水压为015MPA,而本教学楼为五层建筑，在初步设计中，据经验法估算，1层水压100KPA，,2层为120KPA,3层以上每增加1层，水压增加40KPA,显然到第五层管网水压应为025MPA,市政管网压力明显不够，故不能采用外网水压直接供给整栋楼层。而能够直接供水的楼层为首层和第二层。若考虑到市政引入管以及首层给水管的水头损失，以及供水的可靠安全性和管理的方便性等因素，该楼栋宜采用首层由市政管网直接供水，25层采用水泵和高位水箱联合给水方式。22消防方案根据建筑设计防火规范规定，超过5层或体积超过10000M3的教学楼等其他民用建筑，应设置室内消防给水系统，设有消防给水系统的建筑物，其各层均应设置消火栓。很明显，市政管网压力（具体计算将在之后祥叙）满足不了室内消防水压要求。故宜采用设置消防水泵和高位水箱的室内消火栓给水系统。此消防水箱与25层生活生产用水合用。室内消火栓系统不分区，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。消防水箱贮存10MIN消防用水，其进水管由生活水箱的进水箱引分支进水，出水管道接消防泵。每个消火栓口径为65MM,单栓口水枪喷嘴，口径19MM,采用衬胶水带，直径65MM，长度25M。两股水柱同时到达任何地方。由于室内外消防用水量之和超过25L/S时，且仅由高位水箱直接供水达不到消防水压水量要求，故在室外需设置消防水池。23排水方案方案一环形通气管和主通气立管排水系统环形通气管一边接于污水横支管一边接于主通气立管，主通气立管每隔两层用结合通气立管与伸顶通气立管相连。该系统排水条件较好，但设环形通气管耗费管材，施工复杂。方案二专用通气立管污水排水系统设专用通气立管，每隔两层用结合通气立管连接于排水立管，伸顶通气立管污水排水系统通气管伸至设备间屋顶。该系统方案合理，能够满足排水功能，但管耗费管材，施工复杂。方案三采用伸顶通气立管污水排水系统。虽然伸顶通气管通气排污能力较前两者弱，但经之后的计算单设伸顶通气立管已经能满足排水量要求。且单设通气立管施工管理方便，节约成本。结论综合比较采用方案三。排水管初步采用UPVC管。第三章管路布置31室内给水管路布置与敷设311室内给水管路布置（1）引入管的布置建筑物的给水引入管，从配水平衡和供水可靠考虑，宜从建筑物用水量最大处和不允许断水处引入。当建筑物内卫生用具布置比较均匀时，应在建筑物中部引入，以缩短管网向最不利点的输水长度，减少管网的水头损失。引入管一般设置一条，当建筑物不允许间断供水或室内消火栓总数在10个以上时，需要设置两条，并应由城市环形管网的不同侧引入；如不可能时，也可由同侧引入，但两根引入管间距离不得小于10M，并应在接点间设置阀门。生活给水引入管与污水排出管管外壁的水平距离不得小于10M。引入管穿过承重墙或基础时，要预留孔洞，管顶上部预留净空不得小于建筑物的沉降量，一般不小于015M，并作好防水的技术处理。（2）室内给水管道的布置室内给水管道的布置与建筑物性质，建筑物外形、结构状况，卫生用具和生产设备布置情况以及所采用的给水方式等有关，并应充分利用室外给水管网的压力。管道布置时应力求长度最短，尽可能呈直线走向，与墙、梁、柱平行敷设，兼顾美观，并要考虑施工检修方便。给水干管应尽量靠近用水量最大的设备处或不允许间断供水的用水处，以保证供水可靠，并减少管道转输流量，使大口径管道长度最短。室内给水管道不允许敷设在排水沟、烟道和风道内，不允许穿过大小便槽、橱窗及壁柜，应尽量避免穿过建筑物的沉降缝。如果必须穿过时要采取相应的措施。312室内给水管道的敷设室内给水管道的敷设，根据建筑对卫生、美观方面要求的不同，分为明装和暗装两类。（1）明装管道在室内沿墙、梁、柱、天花板下及地板旁暴露敷设。明装管道造价低，施工安装、维护修理均较方便。缺点是由于管道表面积灰、产生凝水等影响环境卫生，而且明装有碍房屋美观。一般民用建筑和大部分生产车间均为明装方式。（2）暗装管道敷设在地下室天花板下或吊顶中，或在管井、管槽及管沟中隐蔽敷设。管道暗装时，卫生条件好，房间美观。标准较高的建筑、宾馆等均采用暗装；在工业企业中，某些生产工艺要求，如精密仪器或电子元件车间要求室内洁净无尘时，也采用暗装。暗装的缺点是造价高，施工、维护均不便。给水管道除单独敷设外，亦可与其他管道一同架设，考虑到安全、施工及维护等要求，当平行或交叉设置时，对管道间的相互位置、距离及固定方法等应按有关管道综合要求统一处理。室内管道具体布置与敷设形式见附图32消防管路布置321室外消火栓的设置室内消火栓有地上式和地下式两种。室外地下式消火栓应有一个直径为150MM或100MM和两个直径为65MM的栓口。消火栓应有明显得标志。室外消火栓的保护半径不应超过150M，间距不应超过120M；在市政消火栓保护半径150M以内，如消防流量不超过15L/S时，可不设室外消火栓；室外消火栓的数量应按室外消防用水量决定，每个室外消火栓的用水量按1015L/S计算。322室内消火栓的设置室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。栓口离地面或操作基面高度宜为11M，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90角；栓口与消火栓箱内边缘的距离不应影响消防水带的连接室内消火栓的间距应由计算确定。高层厂房（仓库）、高架仓库和甲、乙类厂房中室内消火栓的间距不应大于30M；其它单层和多层建筑中室内消火栓的间距不应大于50M；同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。每条水带的长度不应大于25M；室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。建筑高度小于等于24M且体积小于等于5000M3的多层仓库，可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。水枪的充实水柱应经计算确定，甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4层的厂房（仓库），不应小于10M；高层厂房（仓库）、高架仓库和体积大于25000M3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑，车站、码头、机场建筑等，不应小于130M；其它建筑，不宜小于7M；高层厂房（仓库）和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其它建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施；室内消火栓栓口处的出水压力大于05MPA时，应设置减压设施；静水压力大于10MPA时，应采用分区给水系统；设有室内消火栓的建筑，如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓；消防水箱的设置高度应保证最不利消火栓的静水压力。当建筑高度不超过100M时，高层建筑最不利点消火栓进水压力不应低于007MPA；当消防水箱满足所要求的静水压力但不满足消防时，应在消火栓箱中设置尽快启动消防主泵的按钮。消火栓的设置要求详见建筑设计防火规范，在此不再赘述。33排水管路布置331排水管道布置和敷设的基本原则1排水管道的布置本设计中，排水管道的布置原则如下（1）排水路径简捷，水流顺畅；（2）避免排水管道对其他管道及设备的影响或干扰；（3）施工安装方便；（4）排水管道避免排水横支管过长，并避免支管上连接卫生器具或排水设备过多。2排水管道的连接本设计中，排水管道的连接要求如下（1）排水横支管与立管的连接，采用正三通；（2）排水立管在垂直方向转弯处,采用两个45度弯头连接；（3）排水立管与排出管的连接，采用弯曲半径不小于4倍管径的90弯头。3排水管道以及设施的安装本设计中，排水管道以及设施的安装要求如下（1）排水管道的坡度按规范确定；（3）排水管管材采用硬聚乙烯排水管；（6）排水检查井中心线与建筑物外墙距离为3M；（7）排水检查井井径为07M；（8）排水立管上隔层设检查口，检查口距离地面1M，横支管起端设置清口。332排水管敷设方式由于室外最大冻土深度为1米，且排水管埋深应在冻土以上015米，故定室外排水管埋深为地坪下085米，即管内底标高为195米。全部给水配件均采用建设部指定的节水型产品，不得采用淘汰产品,坐便低水箱供水管安装止回阀，排水管穿楼板应预留孔洞，管道安装完后将孔洞严密捣实，立管周围应设高出楼板面设计标高1020MM的阻水圈，塑料排水管穿过楼板时须设阻火圈。第四章设计计算说明书41给水系统411给水计算查规范得，中小学教学楼用水定额为2040L/CAPD，用水时间为89小时，时变化系数为1512。考虑到孝感市的实际情况，本设计取用水定额为30，用水时间为9小时，时变化系数为15，每班人数75人。由于首层单独由市政管网供水，故其用水量单独算出，取每个办公室10个老师，共6间办公室，实验室用水量为20M3/D,则首层最高日用水量QSD10630/100020218M3最大时用水量为（QSD/T）KH218/915363M3/H101L/S根据图纸可知，25层共有教室27间，则最高日用水量为QD（1012）MQD11230752768040L/D6804M3/D（式中012为未预见水量）则平均时用水量QPQD/T68040/97560L/H756M3/H则最大时用水量为QHQPKH（68040/9）1511340L/H1134M3/H式中QD最高日用水量M用水人数Q最高日生活用水定额，L/人DDQP平均时用水量T用水时间QH最大时用水量KH时变化系数412高位水箱容积的计算水箱的有效容积，在理论上应根据用水和进水流量变化曲线确定，但变化曲线难以获得，故常按经验公式确定。由规范可知，当高位水箱为生活用水和消防用水合用时，高位水箱有效容积为生活用水和消防用水两个部分组成。生活调节水量，由水泵联动提升进水时，可按不小于最大时用水量的50计，消防储水量为10MIN室内消防用水量。而查规范得，该建筑室内消防用水量为15L/S则，该建筑高位水箱有效容积应为V113450151060/10001467M3,取水箱水深为25M,保护高为02M出水管距水箱底部高度为005M则水箱底面面积为A1467/（25005）599M2故取水箱底部尺寸为2M3M，则水箱内部尺寸为（长宽高）为3227由于在消防方面，要求最不利点消火栓能有7M静水压力，也就是高位水箱消防用水部分最低水位到本设计第五层消火栓口高差至少为7M。本设计中消火栓口距该楼层地面11M高，标高为161M故高位水箱消防用水部分最低水位标高至少为1617231。而根据规范规定，高位水箱架设为方便管理检修，应有08M的净空高度，水箱间地面标高为222M。若按后者按照规范，则消防水箱底部标高为2220823M。加上出水管005M高度，相对于消火栓的静压为230052305与前者231M相差不大，再加上消防水箱本身具有一定厚度，故取水箱架设高度为08M即可，即消防水箱底部标高为23M。413设计秒流量的计算根据规范规定，对于住宅，集体宿舍，旅馆，宾馆，医院，疗养院，办公楼，幼儿园，养老院，商场，客运站，会展中心，中小学教学楼，公共厕所等建筑，由于用水设备不集中，用水时间长，同时给水百分数随卫生器具数量的增加而减少。为简化计算，将一个直径为15MM的配水水嘴的额定流量02L/S作为一个当量，其他卫生器具的给水定额与之的比值，即为该卫生器具的当量。这样，便可把某一管段上不同类型的卫生器具的流量换算成当量值。规范规定，集体宿舍，旅馆，宾馆，医院，疗养院，幼儿园，养老院，办公楼，商场，客运站，会展中心，中小学教学楼，公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量，按以下公式计算QG02N式中QG计算管段的设计秒流量，L/S；NG计算管段的卫生器具给水当量总数；02以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值，L/S；根据建筑物用途而定的系数参看下表根据建筑物用途而定的系数值建筑物名称值建筑物名称值幼儿园、托儿所、养老院12医院、疗养院、休养所20门诊部、诊疗所14集体宿舍25办公楼、商场15旅馆、招待所、宾馆25学校18客运站、会展中心、公共厕所30对于表中计算，当计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水定额流量时，应采用一个最大的卫生器具给水定额作为设计秒流量；当计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。当NG625MH2O,故消防水箱的架设高度满足最不利点用水水压的要求。415生活泵扬程及流量计算生活水泵所需扬程为贮水池生活用水部分最低水位至高位水箱进水口的距离，再加上管道和水泵水头损失，以及外加适当的安全水头所组成的。按照规范规定，水泵的出水流量可按最大时用水量确定。由411中的计算可知，水泵的出水量宜取最大小时流量为Q1134M3/H315L/S。经计算，向高位水箱供水的给水管道设计秒流量为245L/S，故可取DN70MM塑料管，对应流速为1105M/S，量的该段管长约为35M，则管路损失为H10290013235245/10002/70/10005333053MH2O根据规范要求，以及后面对贮水池的计算结果，取贮水池生活用水部分最低水位标高为3M，则与高位水箱进水口高差为2305（3）2605M取泵自身水损为15M，另外取2M安全水头，则生活泵的扬程为H26050531523008M,取31M。42消防计算421消火栓间距的确定消火栓的保护半径是指消火栓，水带和水枪选定后，水枪上倾角不超过450条件下，以消火栓为圆心，消火栓能充分发挥作用的半径。可按下式计算RLDSKCOS45式中R消火栓保护半径LD水带的总长度，M；本设计取25M，并应乘以水带的弯转曲折系数09；SK充实水柱长度，7M。故消火栓的保护半径为R25097COS452745M当室内只有一排消火栓，且要求两股水柱同时到达室内任何地方时，消火栓的间距按下式计算S2BR式中S22股水柱时消火栓的间距，M；B建筑物的保护宽度，本设计去72MR同上式。故本设计中消火栓的间距为S2265M22745由于本建筑总长90M，故可每层单排布置5个消火栓，3个楼梯间各一个，大厅左右各一个（布置见附图），由于首层实验室右侧墙壁封闭，故实验室要安置2个消火栓，即首层布置6个消火栓，而24层每层布置5个，而第5层以上没有楼梯间了，故第5层只有大厅左右各设一个。具体布置情况见附图。422消防水力计算去掉消防立管上部水平横管，很容易判断出5、4号消防竖管为最不利竖管和次不利竖管。5号消防竖管上的节点1为最不利消火栓。按照规范规定，本建筑内的消防用水量为15L/S，充实水柱长度不小于7M。发生火灾是最不利竖管和次不利竖管应满足分别2根水枪和1根水枪同时出水，每支水枪的最小流量为5L/S。查规范知当充实水柱HM12M、水枪流量QXH151L/S同时满足充实水柱和流量的要求时，水枪喷嘴处的压力HQ165KPA。节点1处消火栓口所需压为HXH11650017225512201962KPA，式中20为消火栓出口水头损失，单位KPA初步确定竖管管径为DN80MM，当消防流量达到10L/S时，管内流速为V4001/3140082199M/S未超过25M/S节点2处消火栓口的压力为HXH2HXH1HIL235KPA式中水的重度H楼层高度I竖管单阻L管长水枪射量为QXH2BLAHKXH1式中HXH消火栓口压力HK栓口水损A水带比阻L水带长度B水枪出流特性系数按照规范水带比阻A值比阻A水带口径（MM）帆布、麻质水带衬胶水带500150100677650043000172水枪出流特性系数B值喷嘴口径MM131619B003460079301577本设计取用65MM口径衬胶水带、19MM口径水枪，则QXH2563L/S1570/20173即最不利消防竖管的流量为107L/S次不利管流量为51L/S,46管段初步采用DN100MM，则V400158/3140122013M/S未超过25M/S根据以上计算，所有消防竖管采用DN80MM镀锌钢管，34、78管段采用DN80MM镀锌钢管，其他水平干管采用DN100MM镀锌钢管。423水泵扬程计算由上面计算，最不利点消火栓口所需压力为1962KPA，则消防水泵提供压力至少为HHXH113（I1L13L34I2L46LS）式中I1对应流量下DN80MM钢管单阻，取0836KPA/MI2对应流量下DN100MM钢管单阻,取045KPA/MLS连接消防水泵与消防横管之间管段的长度，取10M。则H196213（0836（16416）045（1718710）25815KPA即消防水泵出口压力为25815KPA0258MPA，相当于258M水柱。取消防水泵出口水损2M，消防水池最低水位距地面下35M根据贮水池的设置而来，参见贮水池的计算，另取2M的安全水头则消防水泵扬程为H2582352333M43排水计算431排水设计秒流量的计算根据规范规定，住宅、集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、会展中心、中小学教学楼等建筑生活排水管道设计秒流量，按下列公式计算QP012QMAXNP式中QP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，按下表确定建筑物名称集体宿舍、旅馆和其他住宅、宾馆、医院、疗公共建筑的公共盥洗室和厕所间养院、幼儿园、养老院的卫生间值202515本设计中，取值为25。根据表（51），大便槽排水当量，4个蹲位，NP900；小便槽（每米）NP050（这里小便槽按长48M计算，则NP24）；洗手盆NP030；拖布池NP100男厕所中拖布池底部与大便槽直接连通，洗手盆与小便槽直接连通，女厕所中拖布池和洗手盆底部都与大便槽直接连通。如此一来，便可将已有沟槽利用，减少和简化排水管段，从而节约经济成本。排水管道水力计算见表格。管段编号排水当量总数NP管段最大排水量器具排水流量QMAXL/S设计秒流量QPL/S管径DEMM坡度I1210003003957500263427008208950002656100030039575002679270082089500026897502503327500261011