1、北方某十六层住宅楼建筑给排水工程毕业设计北方某十六层住宅楼建筑给排水工程毕业设计 北方某十六层住宅楼建筑给排水工程毕业设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 目录 1摘 要- 1 - 2设计任务书- 1 - 2.1设计题目- 1 - 2.2设计数据- 2 - 3设计说明书- 3 - 3.1室内给水系统- 3 - 3.1.1给水系统的竖向分区- 3 - 3.1.2给水系统方案的比较选择- 3 - 3.1.3给水管网布置方式- 5 - 3.1.4给水系统的组成- 5 - 3.1.5设计参数及水量- 5 - 3.1.6加压设备及构筑物- 5 - 3.1.7给水管道的布置与敷设- 6 - 3.2消防给水
2、系统- 6 - 3.2.1消防给水系统的分类- 6 - 3.2.2消防给水系统的选择- 7 - 3.2.3系统的组成- 9 - 3.2.4设计参数- 9 - 3.2.5主要设备- 9 - 3.3室内排水系统- 9 - 3.3.1室内排水系统的分类- 9 - 3.3.2建筑排水系统方案的选择- 10 - 3.3.3系统的组成- 11 - 3.3.4主要设备及构筑物- 11 - 3.3.5排水管道的安装要求- 11 - 3.4雨水排水系统错误！未定义书签。 3.4.1室内排水系统的分类错误！未定义书签。 3.4.2雨水排水的方式错误！未定义书签。 3.4.3系统的组成错误！未定义书签。 3.4.4
3、主要设备错误！未定义书签。 4设计计算书- 12 - 4.1建筑冷水给水系统计算- 12 - 4.1.1设计参数- 12 - 4.1.2生活给水管道设计秒流量- 12 - 4.1.3生活给水管道管径的确定- 13 - 4.1.4给水管网和水表水头损失的计算- 14 - 4.1.5计算简图- 15 - 4.1.6计算结果表- 16 - 4.1.7地下贮水池容积的计算- 17 - 4.1.8生活加压水泵的选择- 18 - 4.2消火栓系统的计算- 19 - 4.2.1消火栓的选定及消防用水量的确定- 19 - 4.2.2消火栓保护半径，布置间距- 19 - 4.2.3消防管的设置- 20 - 4.
4、2.4屋顶水箱的设置与计算- 20 - 4.2.5消火栓及管网的计算- 21 - 4.2.6消防水泵的选择- 22 - 4.2.7水泵接合器的选定：- 22 - 4.2.8消防水池的设计计算- 22 - 4.3建筑内部排水系统的计算- 23 - 4.3.1计算简图- 23 - 4.3.2卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径- 24 - 4.3.3设计秒流量- 24 - 4.3.4相关规定- 24 - 4.3.5水力计算- 25 - 4.3.6化粪池的设计计算- 27 - 4.4屋面雨水计算- 28 - 4.4.1天沟外排水系统- 28 - 4.4.2天沟雨水系统计算表- 29 - 4.4.3
5、雨水系统校核- 29 - 4.4.4雨水斗的选用- 30 - 4.4.5雨水立管选用- 30 - 5概预算- 31 - 参考文献- 33 - 致谢- 34 - 1 摘 要 本设计是某十六层住宅楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统和屋面雨水系统四个部分。 给水系统采用分区供水，一到四层为低区，由市政管网直接供水；五层到十六层为高区，由水泵从地下贮水池加压供水，采用环状供水。 排水系统采用污、废水分流制，坐便器出水经化粪池处理后才能排入市政污水管网；底层单独排水，排水立管仅设伸顶通气管。 消防系统主要采用室内消火栓系统，设两根立管，采用双栓；火灾初期10min消防用水量由屋顶消
6、防水箱供给，消防水箱的水源由消防泵从消防水池抽取；10min后的消防启动消防水泵，从消防水池抽水供消火栓使用。 雨水系统采用天沟外排水，选择直径75 mm的79型雨水斗，雨水直接排入市政污水管网。 冷水给水管、排水管以及雨水管均采用UPVC管，消防系统采用镀锌钢管，热水系统采用PP-R管。 关键词：建筑给排水，高层建筑，给排水管材 2 设计任务书 2.1 设计题目 黄石三江共和城某住宅楼给排水设计 一、目的意义： 课程设计是教学的重要环节和理论教学的延续，通过高层建筑给水排水工程设计，培养学生综合运用建筑给水排水知识，分析问题、解决实际问题的能力，掌握建筑给水排水工程设计的基本要求和基本过程，
7、在解决实际问题的过程中，锻炼中文献检索能力和专业外语的应用能力，掌握计算机工程绘图的基本技能，为毕业后的工作奠定必要的基础。 基础资料：黄石某住宅楼三个单元，其中，1单元4户，2、3单元各3户。 每层共10户，每户4口人。 该住宅楼共10层，第一层为车库，车库层高2 m，其他9层层高均为3 m。 市政给水管网位于该建筑左侧，距左山墙2 m处，标高-0.700 m，管径100，资用水头30 mH2O；右山墙1.5 m处有排水明沟，明沟宽600，深1000，明沟山盖有明沟水泥盖板。 二、主要设计（研究）内容、拟采取的方法、技术路线： 1、建筑生活冷水给水系统的设计； 2、建筑消防系统设计； 3、建
8、筑排水系统系统设计； 4、绘制施工图； 5、编制设计计算说明书，计算机打印； 三、文献查阅指南 一）查阅关键词：建筑给排水，高层建筑，给排水管材 二）查阅期刊： 1、给水排水设计手册 2、给水排水概预算与经济评价手册 3、给水排水制图标准 4、国内外建筑给排水工程设计实例 5、水工程概预算核技术经济评价 6、建筑给水排水工程 7、给水排水 8、中国给水排水 9、水处理技术 10、施工技术 2.2 设计数据： 查给水工程第四版附表1 （中国建筑工业出版社） 得其用水定额如下： 居民用水定额：最高日 160250 L/cap*d 平均日 120190 L/cap*d 综合生活用水定额：最高日 24
9、0390 L/cap*d 平均日 190310 L/cap*d 住宅最高日生活定额及小时变化系数的确定： 本设计为普通住宅：单元1人数为944=144人;单元2,单元3的人数为：934=108人 生活用水定额： qd=200 L(人/d)； 小时变化系数： kh=2.5； 每户均按4口人计算，综合生活用水指标为200 L/Pd,时变化系数为2.5，使用时间为24 h； 消防用水 室内消火栓系统10 L/s，室外消火栓系统15 L/s。 3 设计说明书 3.1 室内给水系统 3.1.1 给水系统的竖向分区 当建筑物的高度很大时，如果给水只采用一个区供水，则下层的给水压力会过大。 竖向分区的高度一
10、般以给水系统中最低卫生洁具处最大静水压力值为依据。 关于这个压力值，目前国内外尚无统一规定，应根据使用要求、管材质量、卫生洁具零件水压性能、维修管理条件，综合高层建筑层数合理安排。 住宅、旅馆、医院一般为300-350 kpa,办公楼一般为350-450 kpa。 3.1.2 给水系统方案的比较选择 考虑到本设计为10层民用建筑，由于采用水箱的给水方式时底层水压较大，容易对卫生器具造成损坏，且流速过大产生水流噪音。 通过查看建筑平面、立面图纸，本设计高层建筑为斜屋顶，若设置屋顶水箱可能造成建筑荷载不够，而且水箱本身占用大量的建筑面积。 以及从建筑美观等方面的综合考虑，在本设计中排除使用水箱或有
11、水箱联合的供水方式，而采用分区无水箱减压的给水方式，并设变频调速装置调节水量。 1，高层建筑给水方式的基本特征是分区加压，当高层建筑竖向分压之后，最重要的问题就是采取何种加压方式，从而确定经济合理、技术先进、供水安全可靠的给水系统。 设计任务书给定了市政管网常年资用水压为0.30Mpa。 根据给水最小所需压力估算方法：第一层0.10 Mpa，第二层0.12 Mpa，二层以上增加一层压力需增加0.04 Mpa。 又由于室外给水管网接管点埋深0.7 m，则： 第五层所需水压为：0.12+0.044+0.70.01 =0.287 Mpa 第六层所需水压为：0.12+0.045+0.70.01 =0.
12、327 Mpa 则： 资用水压 0.287 Mpa0.30 Mpa0.327 Mpa 即市政管网提供的压力只能满足到第五层的用水要求，故必须对生活用水进行提升 或加压，以满足高层用水要求。 一般建筑设计会采用高位水箱和水泵加压供水以及 两者联合的加压方式供水。 基于上述原由，初步拟定以下两个给水方式进行比较选 择。 错误！未找到引用源。 图2-1 2，方案比较： 两种方案都是分区供水，底层由市政资用水头供给； 对高层的供水，方案 （一）由提升泵从水池抽水进屋顶水箱，再由水箱对高层供水。 方案（二）由水泵直接从水池加压供水。 方案 （一）由于采用水箱的给水方式时地层水压较大，容易对卫生器具造成损
13、坏，并且水箱会产生二次污染；另一方面本设计建筑屋顶为斜屋面，屋顶承载能力有限；而且屋顶水箱占地面积大，不美观。 方案（二）供水可靠，水泵集中布置，便于管理；省去屋顶水箱，不会产生二次污染，对建筑荷载要求降低。 综合考虑，本设计选择方案（二）。 3.1.3 给水管网布置方式 给水管道的布置按供水的可靠程度要求分为枝状和环状。 本设计为高层给水，采用分区供水，为保证供水的可靠性，采用环状供水。 供水干管设在分区的下部技术夹层和该分区底层下的吊顶内，由下向上供水。 3.1.4 给水系统的组成 建筑内给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置，用水设备和附件。 此外还包括地下贮水池、加压水泵及变频
14、给水装置。 3.1.5 设计参数及水量 最高日用水定额 130-300 L/（人*d），取qd=200 L/（人*d）； 小时变化系数 2.8-2.3， 取kh=2.5； 使用时间为24h全天供水； 每户人口按m=4人算，则人口总数为单元1为：144人；单元2，单元3为：108人 最高日用水量：Q200144=28.8 m3/d m3/d 最大小时用水量：Qh1 =28.82.5/24=3 m3/h；Qh2=21.62.5/24=2.25 m3/h 3.1.6 加压设备及构筑物 1. 提升水泵 选用单级多吸离心泵两台，一用一备，转速n=2900 r/min，流量,扬程电机型号，效率28.5%。
15、 水泵基础尺寸。 2. 地下贮水池 标准贮水池，取贮水池容积为18m3，定其尺寸为3.03.02.0 （长宽高）。 水池顶部标高为-1.3 m，水位标高为-1.5 m，池底标高为-3.5 m，水泵吸水管中心标高-3.3 m。 水池溢流水排至集水坑，用潜污泵提升排除。 3.1.7 给水管道的布置与敷设 3.1.7.1 管道布置 干管应布置在用水量大或不间断供水的配水点附近，设两条或两条以上引入管。 管道不得穿越生产设备基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，若需穿过，应采取保护措施。 管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内。 给水管道与其他管道和建筑结构的最小间距见下表，需进入检修的管道井，其通道不宜小于
16、0.6 m。 主工作泵、辅助工作泵、压力开关安全阀、控制柜和管道配件组成。 3.1.7.2 管道敷设 1、 给水管道的敷设有明装、暗装两种形式；本设计给水立管为暗装，敷设在管井中。 2、 给水管与其他管道同沟或共架敷设时，宜设在排水管、冷冻管上面，热水管或蒸汽管下面。 具体见上表。 3、 室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏，其管顶覆土厚度不小于0.7 m，并应敷设在冰冻线以下20 cm处。 建筑内埋地管在无活荷载和冰冻影响时，其管顶离地面高度与宜小于0.3 m。 4、 给水横干管宜有0.002-0.005的坡度，坡向泄水装置。 3.2 消防给水系统 3.2.1 消防给水系统的分类 1、
17、按系统供水范围划分 分为独立的室内消火栓给水系统和区域集中的消消火栓给水系统两种。 （1）独立的室内消防给水系统 即每栋高层建筑设置一个室内消防给水系统。 这种系统安全性较高，但管理比较分散，投资也大。 在地震区以及重要的建筑物内宜采用独立的室内消防给水系统。 （2）区域集中的室内消防给水系统 近年来各城市高层建筑发展较快，有些城市出现高层建筑群，因此采用了区域集中的室内高压（或临时高压)消防给水系统，即数栋或数十栋高层建筑物共用一个泵房的消防给水系统。 这种系统便于集中管理，在某些情况下，可节省投资；但在地震区，安全性较差。 2、按建筑高度分类 （1）不分区室内消防给水系统 建筑高度超过24
18、 m，而不超过50 m的高层民用建筑物，一旦着火，消防队使用解放牌消防车，从室外消火栓（或消防水池）取水，通过水泵接合器往室内管道送水，可协助室内扑灭火灾。 （2）分区给水室内消防栓给水系统 建筑高度超过50 m而不超过80 m时，室内消防消火栓给水系统难以得到一般消防车的供水支援，为加强供水安全和保证火场灭火用水，宜采用分区给水系统。 3、按消防给水的压力分类 分为高压消防给水系统和临时高压消防给水系统； 本设计为临时高压消防给水系统。 消防给水管网内平时水压不高，在水泵房内设有高压消防水泵，火灾时启动高压消防水泵，满足管网消防水呀、水量要求。 4、按消防给水系统灭火方式分类 可分为消火栓给
19、水系统和自动喷水灭火系统。 本设计楼层总高低于30 m。 目前，在我国100 m以下的高层建筑中，自动喷水灭火系统主要用于消防要求高、火灾危险大的场所。 因此，本设计选用消火栓给水系统。 不设自动喷水系统。 3.2.2 消防给水系统的选择 1.本设计的对象是10层的小高层，高度不超过30米， 根据规范建筑高度不超过目前，在我国100米以下的高层建筑中自动喷水灭火系统主要应用于消防要求高、火灾危险性大的场所；100米以下的建筑主要以消火栓给水系统为主。 30米的高层建筑，一旦发生火灾消防车从室外消火栓或消防水池，通过水泵接合器向室内管道送水仍然可以加强室内的管网供水能力，协助救火。 故本设计选用
20、设消防水泵和水箱的室内消防给水系统。 此系统适用于室外管网的水量和水压经常不能满足室内消火栓给水系统的初期火灾所需水量和水压的情况。 2.基于以上所述，进行方案比较： 两种方案都设水箱，在火灾发生初期10min用水直接取之于消防给水箱，并设置止回阀。 后期由消防泵加压供水消防。 方案（二）为分区给水设计，高层与低层单独设消防泵，供水可靠，而且低层不需设减压装置。 但消防管网布置复杂，管路较多，阀门众多，费用高；方案 （一）不分区供水，在低层消火栓口设置减压孔板以降低栓口压力。 本设计是10层小高层，层高3米，总楼高不超30米，又根据建筑给排水设计手册规定消防栓的最大静水压力不超过0.8 MPa
21、,本设计无须分区消防供水，用消防泵直接供水满足条件。 所以最终采用方案 （一） 消火栓给水系统简图如下： 错误！未找到引用源。 图3-1 3.2.3 系统的组成 消火栓系统由消防水源，室内消防给水管网，供水设施，室内消火栓等组成。 减压阀，自动稳压消火栓和水泵结合器组成。 3.2.4 设计参数 室内消防用水量：10 L/s； 室外消防用水量：15 L/s； 消防水箱水量为火灾前10 min的水量6 , 贮水池内的消防水量按火灾延续2 h的水量计。 3.2.5 主要设备 1消防水箱 查标准图集，选择装配式钢板给水箱，图集号92SS177，参数：公称容积8 ，有效容积7.4 箱体尺寸 2消防水泵
22、型号为XA40/26A的卧式单级单吸离心泵，一用一备。 其参数为：流量21.62 L/s,扬程80 m，效率70%，转速1450 r/min。 电机型号Y160L-2，功率18.5 KW。 水泵基础：L*B=856 mm*400 mm,总重量102 Kg. 3消火栓 口径为65 mm，水枪喷射口径为19 mm，龙头水带为衬胶，直径65 mm，长20米； 4水泵接合器 室内消火栓消防用水量为21.62 L/s，每个水泵接合器的流量为10-15 L/s，故选用2个水泵接合器即可，采用外墙墙壁式，型号为SQB型，DN100。 3.3 室内排水系统 3.3.1 室内排水系统的分类 1. 按污废水在排放
23、过程中的关系：分为合流制和分流制两种 分流制：指粪便污水与生活废水，在建筑物内部分开用管道排至室外。 合流制：指粪便污水与生活废水在建筑物内部混合用同一根管道排到室外。 根据环保的要求，结合室外排水系统的设置，本设计采用分流制排水系统，洗涤废水直接排入城市下水道，生活污水经化粪池处理后再排入城市下水道。 2.按系统通气方式：分为单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。 单立管排水系统是指只有一根排水立管，没有专门通气立管的系统。 双立管排水系统也叫两管制，由一根排水立管和一根专用通气立管组成。 适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。 三立管排水系统也叫三管制，由三根立管组成，分别为生活
24、污水立管、生活废水立管和专用通气立管。 适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑。 3.3.2 建筑排水系统方案的选择 排水系统不分区，为防止底层的卫生器具可能产生喷溅，底层污、废水单独排除。 根据环保的要求，结合室外排水系统的设置，本设计采用分流制排水系统，洗涤废水直接排入城市下水道，生活污水经化粪池处理后再排入城市下水道。 由于建筑高度及每根污水、废水立管所承担的排水当量数较大，为使排水管道中气压波动尽量稳定，防止管道水封破坏，在建筑屋顶设有伸顶通气管，排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通。 初步拟定排水系统简图为： 图3-2 方案比较： 方案（二）设有专门的通气立管，虽
25、然通气能力较好，但造价明显大于方案 （一）。 本工程采用生活污水和生活废水分流制。 经过计算仅设伸顶通气管即可满足通气要求，所以采用单立管排水系统。 选择方案 （一）。 3.3.3 系统的组成 该系统由卫生器具，排水管道，检查口，清扫口，室外排水管道，检查井，化粪池，集水井等组成。 3.3.4 主要设备及构筑物 化粪池： 选择钢筋混凝土化粪池； 标准图集图集号：92S214 （一）； 型号4-9A01； 有效容积9 ； 池子结构尺寸： 3.3.5 排水管道的安装要求 1排水管材采用硬聚氯乙烯管（UPVC），室外采用 DN300混凝土； 2排水管与室外排水管连接处设置检查井，检查井至建筑物距离不
26、得小于3m，并与引入管外壁的水平距离不得小于1.0 m；排水检查井中心线距离不得小于 3 m，检查井 700*700； 3当层高小于或等于4m时，污水立管和通气立管应每层设一伸缩节。 污水横支管、横干管、器具通气管的直线管段大于2 m时，应设伸缩节，但伸缩节之间最大间距不得大于4 m； 4立管宜每6层设一个检查口，离地面1 m处。 各横支管起端应设清扫口以清扫； 5排水立管在垂直方向转弯处设两个 45 度弯头连接； 6排水管穿楼板时应预留孔洞，安装时应设金属防水套管； 7立管沿墙敷设时，其轴线与墙距离L不得小于下列规定：De50，L=100mm；De75，L=150mm； 8集水井、化粪池参照
27、给排水标准图集，化粪池与建筑物的距离不得小于5m。 4 设计计算书 4.1 建筑冷水给水系统计算 4.1.1 设计参数 黄石是湖北鄂东南重工业城市 查建筑给水排水工程（高教出版社）得本设计为：普通住宅（） 最高日用水定额 130-300 L/（人*d），取200 L/（人*d）； 小时变化系数 2.8-2.3， 取2.5； 使用时间为24 h全天供水； 每户人口按m=4人算，单元1人数为944=144人;单元2,单元3的人数为：934=108人 则：最高日用水量：Q200144=28.8 m3/d m3/d 最大小时用水量：Qh1 =28.82.5/24=3 m3/h；Qh2=21.62.5/
28、24=2.25 m3/h 4.1.2 生活给水管道设计秒流量 当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量计算公式为 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； 0.2-以1个卫生器具给水当量的额定流量的数值，其单位为L/s。 设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率来确定的，而管段的卫生器具给水当量同时出水概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率U0有关。 根据数理统计结果卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为 式中： -对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率U
29、0的系数； Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数。 计算管段最大用水量时卫生器具的给水当量平均出流概率计算公式为 式中，U0-生活给水配水管道的最大用水量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，L/（人d）； m-用水人数，人； Kh-变化系数； T-用水时间，h。 4.1.3 生活给水管道管径的确定 在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径： 式中，-计算管段的设计秒流量，m3/s -计算管段的管径内径，m; -管道中的水流速，m/s 当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响管道系统的技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，
30、并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。 而流速过小，又将造成管材的浪费。 考虑以上因素，建筑物内给水管道流速一般可按表3规定选取，但最大不超过2m/s。 工程设计中也可采用下列数值：接卫生器具的配水支管一般采用0.61.0m/s;横向配水管，若管径超过25 mm，宜采用0.81.2 m/s;环形管、干管和立管宜采用1.01.8 m/s。 4.1.4 给水管网和水表水头损失的计算 1， 给水管道的沿程水头损失 式中，-沿程水头损失，kPa; L-管道计算长度，m; i-管道单位长度水头损失，kPa/m 。 在计算中也可直接使用水力计算表查得，根据由管段的设计秒流量qg，控制流速v
31、在正常范围内，查出管径和单位长度的水头损失i。 2，给水管道的局部水头损失 局部水头损失计算公式为 式中，-管段局部水头损失之和，kPa; -管段局部阻力系数； -沿水流方向局部管件下游的流速； -重力加速度，m/s2。 在实际工程中给水管网的局部水损失一般不详细计算，采用管件当量法计算或沿程水头损失的百分率计。 建筑水一般按30%计算。 4.1.5 计算简图 1JL-1计算简图 图4-1 2JL-5计算简图 图4-2 4.1.6 计算结果表 表4-1 JL-1计算结果表 表4-2 JL-5计算表 H1=8.4+0.8-（-1.30）=10.6 mH2O=106 kPa(其中0.8为配水龙头距室内地坪的安装高度) H2=1.3hy=1.313.016=16.92 kPa H4=50kPa(即最不利点水龙头的最低工作压力)。 选LXL-100型旋翼式水表，其最大流量qmax=120 m3/h,性能
