住宅建筑给水排水课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 题 目 九层住宅楼给水排水工程设计 姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师 九层住宅楼给水排水工程摘 要 : 本建筑为九层带车库住宅楼，二类普通住宅楼，总高度27.39米。车库层高2.8m。本论文就该建筑给水排水工程进行了设计，主要内容有：给水系统、消防系统、排水系统。给水系统采用分区供水，低区采用市政管网直接供水；高区采用变频调速泵供水。消防系统采用的是消火栓系统，排水系统采用污、废水合流制，并设伸顶通气管。此外还包括了水表选型，消防水泵、消防水箱的设计等内容。关键词 ：住宅楼；给水系统；排水系统；消防系统；目 录专心-专注-专业一、引言 此次设计基本上实现了我

2、们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。设计的大体内容是：建筑给水工程、排水工程和消防工程，设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。设计的依据为相关书籍和设计手册、规范。在设计中，大都按照常规方法，建筑给水排水系统及卫生设备要相对完善，在计算的过程中，尽量使用符合经济流速的管径,以便降低成本，同时要考虑水的漏失、压力情况来选择管材和一些连接管件，以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中，水的漏失量最少，节约水资源。二、设计任务及设计资料（一）

3、设计资料1.工程概况及参数本工程为九层建筑,一层为商铺；,建筑总高度27.39米,建筑面积4095m2。根据高层民用建筑设计防火规范GB5004595规定的分类标准，本工程应为二类高层建筑，耐火等级为二级。其中市政外网的压力为0.25Mpa。2.建筑图纸总平面图；一层平面图； 23层， 49层平面图；阁楼层平面图；屋顶平面图；。（二）设计任务1.计算部分（1）最高日、最大时用水量，高位水箱容积计算和安装高度的校核。（2）给水管网设计秒流量计算。（3）排水系统水力计算。（4）消防系统给水设计秒流量，消防管网水力计算。（6）编写设计计算说明书，工程概况。2.设计图纸：（1）施工设计说明；（2）给排

4、水总平面图；（3）各层的给水、排水、消防、自喷，雨水平面图布置；（4）给水、排水、消防、自喷及雨水系统图；（5）卫生间大样图；（6）水泵房或屋顶消防水箱详图；（7）主要设备材料表。三、给水说明书（一）给水设计说明书1.给水方式的选择由于高层建筑物总高度较大，仅靠室外管网的供水压力，无法满足较高层楼层的用水点的水压要求，工程中一般采用增压设备辅助供水。一般分区内最低卫生器具给水配水件处的静水压力宜控制在以下范围：旅馆、饭店、公寓、住宅等为300350kPa，其他为350450kPa。因城市管网常年可资用水头不能满足用水要求，故考虑二次加压， 根据原始资料，本建筑为住宅楼，建筑总高度27.39米，

5、直接采用水泵-水箱给水方式，下面几层供水压力将超过0.25MP，未能有效利用市政管网水压，浪费能量，同时，屋顶水箱容积过大，增加建筑负荷和投资费用。室外常年可资用水头为0.25MPa表压，可考虑直接向较低的几层供水。经比较，室内给水系统宜采用分区供水方式，分为高，低两区。低区即为13层，直接由市政压力供水。高区部分可以采用的分区方式有：水泵-水箱给水方式，变频调速水泵给水方式，气压给水方式。现就水泵-水箱并列供水方式和变频调速泵并列供水方式进行比较，见表2.1：表3.1 供水方式的比较供水方式水泵-水箱并列供水变频调速泵并列供水优缺点优点各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠；各区升压设备

6、集中设置，便于维修、管理。各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠；各区升压设备集中设置，便于维修管理；无需水箱，节省占地面积。缺点水泵台数多，水泵出水加压高，管线长，设备费用增加；各区水箱占楼层面积，给建筑房间布置带来困难，减少房间使用面积，影响经济效益。上区供水水泵扬程较大，总压水线长；设备费用较高，维修较复杂。综合考虑，采用变频调速泵并列供水方式。2 给水系统组成建筑内部给水系统包括引入管、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。（二）给水计算说明书1.给水用水定额及是变化系数本设计建筑哟给水主要为住宅部分和商场卫生间。参考建筑给排水设计规范（GB50015

7、-2003）的有关规定的用水量标注及时变化系数，本设计中采用的用水量标准见表2-1： 表3.2 用水量表 序号用水类别用水量标准使用单位数使用时间时变化系数1住宅200L/人。d100242.5注：在此住宅用水人数是按每套房3.5人计，每层4户，共9层式中： 最高日用水量，L/d; 用水单位数 最高日生活用水定额，（L/人。d）则：m³未预见的用水量按总用水量的10%计：m³因此本建筑的总用水量为：m³3.最高日最高时用水量式中： 最大小时用水量 小时变化系数 平均小时用水量则：m³/h未预见的用水量按10%的计，则：所以：m³/h4.给水管网

8、水力计算 4.1设计秒流量计算4.1.1住宅生活给水设计秒流量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

9、； 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：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； 由于各管段的流速必须控制在经济流速范围内，根据这个流速范围确定出管道管径，再根据管径求出流速，查建筑给水排水设计手册6给水管道水力计算表，可得计算管段管径、流速和单位长度沿程损失的对应关系。生活给水管道的水流速度是根据建筑给水排水设计规范表3.6.9来确定的，即表2.3。表3.3 生活给水管道的水流速度公称直径（mm）15202540507080水流速度（m/s）1.01.21.51

10、.84.2低区1-3层水力计算图3.1 低区水力计算草图如上草图水利最不利点可能有图上标出的两条（一条为1-9，另一条为1-10），但无法确定是哪条，只能通过计算确定最不利管段。1-9的计算表如下表3.5 低区1-10的水利计算结果计算管段编号当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa0-10.50.1150.50.2751.260.3460.3461-210.2200.530.2060.250.050.3982-31.750.28200.790.4224.832.032.4633

11、-42.50.33250.450.1130.620.072.5064-530.36250.610.1181.460.172.6785-63.50.39320.390.0671.020.0682.756-74.50.45320.390.0673.650.242.997-85.50.49320.490.0990.970.0963.0588-9110.66320.590.1373.770.5163.609-1016.50.81400.480.0716.570.4664.074.2.1计算管段的水头损失根据计算> ,所以可以确定0点为给水最不利点。计算0-9 局部水头损失： 总水头损失：4.2.

12、2水表的选择A分户水表 分户水表安装在图中6-7管段上，0.45L/s=1.62 m3/h。查建筑给水排水工程附录1.1选用LXS-20B旋翼湿式水表。其常用流量为2.5m3/h，过载流量为5 m3/h，1.8 m3/h<2.5 m3/h。所以分户水表的水头损失为：水表水头损失：=10.49kpa<24.56kpa，满足要求。B总表 总表安装在9-10管段上，0.81L/s=2.92 m3/h。查建筑给水排水工程附录1.1选用LXS-32C旋翼湿式水表。其常用流量为6m3/h，过载流量为12 m3/h，2.92 m3/h<6 m3/h。所以分户水表的水头损失为： 水表水头损失

13、：=5.92<24.56kpa，满足要求。水表的总水头损失为: 4.2.3水利核算 局部水头损失按沿程水头损失的30%计，系统所需压力H按如下公式计算：(3.7)式中： H建筑给水系统所需压力，kpa H1引入管至配水最不利点位置高度所需要的静水压力。Kpa H2引入管起点至最不利点的给水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 H4最不利配水点所需的最低工作压力，kpa所以建筑给水系统所需因为市政供水压力为0.25Mpa>0.16Mpa，所以市政管网足够保证管网正常工作压力4.3高区4-9楼给水水力计算图3.2 高区水力计算草图由于此建

14、筑JL-1、JL-2、JL-3、JL-4、JL-5、JL-6相同所以这里只对JL-2进行计算，其他立管参数与之相同。因为地区与低区横支管相同，只有立管长度不同，所以根据低区JL-1计算即可。计算结果见表。表3.6 高区4-9水力计算结果计算管段编号当量总数Ng设计秒流量 /L/s管径DN/mm流速v/ m/s单位水头损失/kPa/m管长L/m管段沿程水头损失hy=iL/ kPa沿程损失累计hy/ kPa0-10.50.1150.50.2751.260.3460.3461-21.0.2200.530.2060.250.050.3982-31.750.28200.790.4224.832.032.

15、4633-42.50.33250.450.1130.620.072.5064-530.36250.610.1181.460.172.6785-63.50.39320.390.0671.020.0682.756-74.50.45320.390.0673.650.242.997-85.50.49320.490.0990.970.0963.0588-9110.66320.590.1373.770.523.609-1016.50.81400.480.0716.570.474.0710-11220.93400.540.0889.370.824.89511-1227.51.04500.380.03511.

16、170.395.2912-13331.15500.390.0313.970.425.714.2.1计算管段的水头损失计算0-7 局部水头损失：总水头损失：4.3.2水表选型A分户水表 水表安装在图中7-8管段，与高区支管的水利条件相同，所以与高区分户水表相同。B总表 总表安装在8-9管段上，0.66L/s=2.3 m3/h。查建筑给水排水工程附录1.1选用LXS-25C旋翼湿式水表。其常用流量为3.5m3/h，过载流量为7 m3/h，2.3 m3/h<3.5 m3/h。所以分户水表的水头损失为： 水表水头损失：=21.16kpa<24.56kpa，满足要求。4.3.3水利核算0点处

17、的淋浴器为给水最不利点，局部水头损失按沿程水头损失的30%计，系统所需压力H按如下公式计算：式中： H建筑给水系统所需压力，kpa H1引入管至配水最不利点位置高度所需要的静水压力。Kpa H2引入管起点至最不利点的给水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 H4最不利配水点所需的最低工作压力，kpa所以建筑给水系统所需压力：。oo四、消火栓系统说明书（一）消火栓系统设计说明1.消火栓选择建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵结合器及增压水泵等组成。结合本工程，参照高层民用建筑设计防火规范确定该建筑为二类建筑

18、，耐火等级不低于二级。根据高层民用建筑设计防火规范，该建筑一至九层需设置室内消火栓给水系统，同一时间的火灾次数按一次计。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第7.3.3规定，火灾持续时间按2小时计算，自动喷水灭火系统火灾持续时间按1小时计算。根据高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-2005）第7.2.2规定，室内消火栓用水量为20L/s，室外消火栓用水量为20L/s，每根立管最小流量10L/s，每支水枪的最小流量为5L/s。此建筑为二类建筑，根据规范要求：室内消防流量取10L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s，最不利情况下最不利立管上同时出两支水枪。

19、消防立管管径为DN100。在屋顶设试压消火栓，消火栓给水管网呈环状布置，各消火栓箱内设消防水泵启动电钮，能直接启动消防泵；设地面式水泵结合器，保证消防安全可靠8。水箱贮存10min消防用水，用变频调速泵供水。双栓双出口消火栓口径为65mm，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12mH2O，采用衬胶水带直径65mm，长度25m。消泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以2h计.。（二）室内消火栓给水系统计算1消火栓的布置该建筑采用的消火栓水带长度取25m,展开时的弯曲折减系数C取0.8，则消火栓的保护半径为： RC*Ldh（4.1）式中： R消火栓保护半径（m）；水龙带敷设长度（m）；水带展开时的弯曲折

20、减系数，一般取0.80.9；水枪充实水柱在水平面上的投影（m），但是由于两楼板间的限制，一般取则：R0.8×25323 m因此，结合本建筑的实际情况布置立管，地下室、一层、和二层，每层布置六个单口单阀消火栓。2水枪喷嘴处所需的水压取充实水柱高度为12m，可查表得出，的值分别为1.21 ，0.0097。则 水枪喷嘴处所需水压：式中： 水枪喷嘴处所需水压； 实验系数； 与水枪平喷嘴口径有关的阻力系数； 水枪充实水柱高度。3水枪喷嘴的出流量 查表可知，喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。则水枪喷嘴的出流量为： 式中： 水枪的舍流量，L/s 水枪水流特性系数； 水枪喷嘴处的压力

21、。故水枪实际喷射流量为5.2L/s。4水带阻力 查表可知，19mm水枪配65mm水带。本工程亦选衬胶水带。查表知65mm水带阻力系数AZ值为0.00172。水带阻力损失为： hdAz*Ld*qx20.00172×25×5.221.16m式中： 水带水头损失，Kpa； 水带阻力系数； 水带长度，m； 水枪的舍流量，L/s；5消火栓口所需水压消火栓口所需压力计算按一下公式计算： 则：6水箱的设置高度水箱应安置屋顶层，根据建筑平面图，屋顶的顶面标高为18.99m，所以水箱的标高为31.198m。7校核设置的消防高位水箱最低水位高程19.29m，最不利点消火栓口高程17.3m，则最

22、不利点消火栓口的静水压力，即时最高点的消火栓压力，其为：19.29-17.3=1.99mH2O=0.20MPa<0.7Mpa 不满足要求按高层民用建筑设计防火规范规定，要设增压设施。8消火栓给水管水力计算按照最不利点消防立管和消火栓的流量分配要求，建筑高度在50以下，按消防立管出水枪支数为2支。由于本设计住宅内的消火栓采用的是双口双阀消火栓，相当于2支单口单阀的消火栓。Hxh1= Hxh0+H（0和1点的消火间距）+h（01管段的水头损失）=20.06+2.2+0.196=22.46mH2O1点的水枪射流量 进行消火栓系统水利计算时，将环状管网看成支状管网计算，计算草图见图4.1，计算结

23、果见表4.1。图4.1 消火栓给水系统计算草图表4.1 消火栓高区给水系统配水管水力计算表计算管段编号管段设计秒流量（L/s）管长（m）管径DN（mm）流速v（m/s）i（kPa/m）沿程水头损失iL（kPa）015.22.81000.60.070.1961210.222.91001.170.286.4122310.215.31001.170.284.2843410.22.491001.170.280.6974510.215.71001.170.284.396iL15.99Kpa局部水头损失按管道沿程水头损失的10%计算，则管道的总水头损失为：所以消防系统需要的总水压（）应为：=390.9KP

24、a按消火栓灭火总用水量Qx=10.4L/s，选消防泵五、排水系统说明书（一）排水系统设计说明1排水方式选择由于本建筑为住宅楼，洗涤废水单独排放，冲洗便器的生活污水和盥洗废水合流。2 系统组成该系统由卫生器具、排水管道、通气管系统、室外排水管道、污水局部处理构筑物等组成。（二）排水系统设计计算1设计秒流量该建筑为商住楼，排水管道设计秒流量按下式计算： 式中： 计算管段的设计流量，L/s；计算管段卫生器具排水当量；计算管段上排水量最大的卫生器具的排水流量，洗脸盆q=0.25L/s，大便器q=1.50L/s，浴盆q=1.0 L/s，洗衣机q=0.5 L/s， 则 qmax=1.50L/s；根据排水建

25、筑物用途而定的系数。注：如果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。 (1)按经验确定某些排水管的最小管径 1）室内排水管最小管径不小于50mm； 2）对于单个洗脸盆、浴盆等最小管径为50mm； 3）公共食堂、厨房干管管径不小于100mm、支管管径不小于75mm； 4）医院洗涤盆或污水池的排水管径不小于75mm； 5）小便槽或连接三个或三个以上手动冲洗小便器的排水管管径不小于7mm； 6）凡连接有大便器的管段不小于mm；2住宅横支管计算按式计算住宅排水设计秒流量，计算出各管段的设计秒流量后查建筑给排水工程附录5.1，确定管径和坡度（均采用标准坡度）。

26、计算结果见表5.2,表5.3,表5.4。图5.1 排水立管WL-1横干管水力计算草图表5.2 排水立管PL-1水力计算表管段编号当量总数Np设计秒流量qp (L/s)管径De (mm)h/D0-10.750.16500.51-24.353.981100.52-34.83.991100.5注：因立管WL-1，WL-6，WL-7，WL-12，WL-13，WL-18相同或对称相同所以，这里就不做一一计算，只对WL-1进行计算。图5.2 排水立管WL-2横干管计算草图表5.3 排水立管WL-2横干管水力计算表管段编号当量总数Np设计秒流量qp (L/s)管径De (mm)h/D010.750.1650

27、0.5124.353.981100.52-34.803.991100.53-46.304.051100.5注：因WL-2与WL-5，WL-8，WL-11，WL-14，WL-17相同或对称相同所以这里就不做一一计算，只对WL-2进行计算，计算结果同样适用于相同管段。图5.3 排水立管WL-3水力计算草图表5.4 排水立管WL-3横干管水力计算表管段编号当量总数Np设计秒流量qp (L/s)管径De (mm)h/D011.000.33500.5注：因WL-3与WL-4，WL-9，WL-10，WL-15，WL-16，相同或对称相同所以这里就不做一一计算，对WL-3的计算结果同样适用于相同管段。3.立

28、管计算（1）通过立管WL-1的排水当量总数为： 立管最下部管段排水设计秒流量为：查建筑给排水工程表5.2.5选用立管管径de110mm，因为秒流量4.39L/s小于表中排水最大允许流量，所以无需另设通气立管，立管WL-6、7、12、17、18与WL-1相同，所以管径与WL-1相同。（2）通过立管WL-2的排水总量为： 立管最下部管段的排水设计秒流量为：查建筑给排水工程（第五版）表5.2.5选用立管管径de110mm，因为秒流量2.99L/s小于表中排水最大允许流量，所以无需另设通气立管，立管WL-5、8、11、14、17与WL-1相同，所以管径与WL-2相同。（3）通过立管WL-2的排水总量为

29、：立管最下部管段的排水设计秒流量为：查建筑给排水工程表5.2.5选用立管管径De110mm，因为秒流量2.99L/s小于表中排水最大允许流量，所以无需另设通气立管，立管WL-4、9、10、12、13与WL-3相同，所以管径与WL-3相同。4.通气立管的计算本建筑带有大便器的排水立管应设置专用通气立管。通气立管的管径应根据排水能力、管道长度来确定，一般不宜小于排水管管径的1/2，根据建筑给水排水设计规范，查得通气立管管径为De90mm。六、结 论本次设计是我首次对建筑给水排水工程进行的系统。通过这次设计的锻炼，深化了我对建筑给水排水工程的认识和理解，也因此使我学到了一些书本上没有的知识和许多实际问题的解决方法，让我掌握了建筑给水排水工程的设计思路、方法，熟悉了许多新规范中的新的要求，更让我熟练掌握了一些计算机知识和软件的应用。从论文的编写过程和排版过程中，我也学到了很多知识。通过本次设计，我发现并克服了一些自身的缺点和不足，在论文和图纸的不断改进中，更深刻的理解到：做任何事情之前，都要有系统的思路和计划，做事情时，还要有严谨的科学态度不要忽略任何一点一滴的小问题，养成端