建筑给水排水工程课设.docx
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建筑给水排水工程课设
第一章设计任务书
一、课程设计的目的和要求
课程设计是建筑给水排水工程课程教学中一个十分重要的实践环节,课程设计的目的是为了培养提高学生综合运用在校所学的基础理论、基础知识和基础技能解决工程实际问题的能力,以达到总结、巩固扩大和深化所学的知识;培养和调动学生学习的主动性和积极性;激发学生创新精神;使学生进一步了解我国基本建设方面的政策,提高学生对国家建设的责任感。
通过课程设计的综合训练,培养提高学生调查研究、查阅文献、收集运用知识的能力;综合分析、制定设计方案的能力;并进一步培养提高学生的计算。
绘图、运用工具书和编写说明书的技能,以及运用计算机计算、绘图的能力。
二、设计题目:
武汉某大学教学楼建筑给水排水工程设计
三、设计资料:
该大学位于武汉市区,交通方便,市区给水排水管道设备齐全。
本设计为武汉某大学教学楼进行给水、排水、消防设计。
该建筑为教学楼,共十二层,每层层高为3.5m,室内外高差为0.45m,总共高为43m。
建筑平面图见附图。
市政给水管网常年保证水压为300KPa。
四、设计步骤和设计方法
(一)收集、熟悉设计资料
在进行设计之前,应对设计任务书提供的有关资料和建筑图纸进行分析、研究。
深入领会任务书的内容和要求;了解建筑物的平面位置、用途、高度、层数。
熟悉整幢大楼的平面布置、建筑设备布置;了解建筑物周围城市给水、排水管道的布置,城市供水状况,给水管径、埋深、水压、水量,排水管径、排水方向,管材,城市污水处置等。
应设法收集补充有关的基础资料,如建筑给水排水设计规范、手册、标准图集;有关高层建筑给水排水设计、建筑消防设计等方面的专业书籍和中英文参考文献。
(二)确定设计方案
选择设计方案应从以下几个方面进行经济技术比较:
供水(或排水)的安全可靠性、经济实用性(包括造价、施工和运行费用等方面)、施工和运行维护管理的可行性及简便性。
在选择设计方案时,应符合我国现行的设计规范的有关要求,还应尽可能考虑美观、保护环境、节水节能等方面,注意尽可能采用新方法、新技术、新材料、新装备。
1、生活给水方式的确定:
应根据市政给水管道供水水量、水压资料;大楼的高度、各楼层供水要求、给水设备的质量、供应等情况;对供水安全性等的要求,确定采用并列分区或是串联、减压分区给水方式;确定分区高度。
应使设计不但满足供水安全性的要求,而且节能、节水。
2、排水方式的确定:
根据城市水资源状况、污水回用要求、建筑高度、卫生设备的数量及我国排水设备的质量、性能、供应等情况;确定采用建筑合流制还是建筑分流制,采用单立管还是双立管、新型单立管系统。
污水是否需要采用化粪池或隔油池处理后再排入市政污水管道。
应使设计排水安全,通气效果好,可有效防止水封破坏,设备简捷,施工方便。
3、消火栓系统给水方式的确定:
确定是否需要在高度上分区供水,设计应充分满足供水安全性的要求。
(三)进行管道平面布置
注意要遵守给水排水设计规范的有关规定,并尽可能符合给水排水设计手册的要求,同时还应根据实际情况尽量将管道布置得简洁、方便、美观。
给水横管尽量布置在的地下室、设备层。
管道应走直线。
(四)进行管道系统的水力计算
将有关资料中的重要数据摘录备用。
(五)制图
1、管道平面图,在建筑平面图基础上绘制,比例1:
100或1:
125;
2、轴测图,比例1:
100或1:
125;
3、卫生间详图、水泵房详图,比例1:
50。
(六)编写说明书、计算书
1、说明书的主要内容为:
目录、正文。
(1)目录:
要求说明书与计算书分别撰写。
第一部分为:
设计说明书,第二部分为设计计算书,标题层次清晰,按三级标题编写(即:
1…、1.1…、1.1.1…)。
目录中的标题应与正文中的标题一致。
每一章节后应标明起始页码;
(2)正文:
正文主体:
设计规模(建筑总面积、总用水量)说明、设计方案的比较和确定;
方案设计说明:
说明设计原理并进行方案选择,阐明为什么要选择这个方案(包括各种方案的分析、比较)以及所采用方案的特点。
要求论理正确、论据确凿、逻辑性强、层次分明、表达确切。
各个系统设计情况:
管道设备(尤其是给水引入管和排水排除管、水泵、加热设备)平面布置的原则方法;主要管道、设备的选择;
设计、计算的依据、方法:
应根据设计规范、手册、教材或有关文献;
技术参数的选择:
包括生活用水、消防栓用水;排水定额;消防设备口径、充实水柱高度、水带长度、火灾延续时间等;
2、计算书的主要内容包括:
各个系统的管道、设备的详细流量计算、水力计算;计算方法、计算公式、计算表格和计算简图。
四、设计要求与设计成果
学生在教师指导下独立、准时完成设计任务,努力提高设计质量。
设计的每个阶段(平面布置、水力计算、制图)完成后,必须经指导教师审批后才能进行下一阶段的设计。
设计图纸在初步拟定后,必须经指导教师审批后才能上墨线或打印。
图纸要用国家统一的制图标准,主次分明,图面规范、清晰、美观。
设计计算说明书必须用学校统一纸张书写。
要求简明扼要,文句通顺,书写工整,卷面要整洁,手写一律用黑或蓝黑墨水。
1、设计说明书、计算书(不少于4000字);
2、设计图纸不少于4张.
第二章设计说明书
2.1建筑给水工程
在初步确定给水方式时,对层高不超过3.5m的民用建筑,给水系统所需的压力H(自
室外地面算起),可用经验估算:
1层为100kPa,2层为120kPa,3层以上每增加1层,增
加40kPa,对于层高超过3.5m的建筑,上述值应适当增大。
根据原始设计资料,本教学楼
为十二层建筑,每层层高3.5m,根据经验估算,要满足第六层用水需求,给水系统所需的压力至少为520kPa,而市政管网常年可提供的可用水头为0.3Mpa(即300kPa),显然不能满足用水要求,故考虑二次加压。
由于屋顶水箱间标高为44.5m,若直接采用水泵-水箱给水系统,虽然最低卫生器具给水配件的静水压满足要求,但未能有效利用市政管网水压,浪费流量,同时,屋顶水箱容积相对过大,增加建筑负荷和投资费用。
室外给水管网常年可提供的可用水头为0.3Mpa,可考虑直接向较低的几层供水。
经方案比较,室内给水系统拟采取分区供水方式,分为上、下两个区。
考建到市政管网引入管以及水表节点等其他附件的水损,以及供水可幸安全性和管理维护的方便,5层及5层以上为上区。
4层及4层以下为下区。
上区采用上行下给供水方式,即城市管网一地下贮水池一水泵一层顶水箱联合供水。
下区采用下行上给供水方式,即城市管网直接供下区各用水点。
2.2建筑排水工程
根据原始贷料,该教学楼每层有两处卫生间,共十二层,用水处较集中,考虑到运行管理维护的方便,因此选用生活污水采用有通气的普通单立管排水系统,两处卫生间分别设置四套单立管排水系统,排水立管设置结合通气管。
2.3建筑消防工程
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)中的5.1.1条,本建筑属于二类建筑.据8.2.1条,设室内、室外消火栓给水系统。
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)中的3.3.2条以及3.5.2条,室内、室外消火栓用水量分别为15L/s、25L/s,每根竖管最小流量10L/s.每支水枪最小流量5L/s.室内消火栓系统不分区,采用水箱和水泵联合供水的临时加压给水系统,每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。
高位水箱存10min消防用水,消防水泵及管道均单独设置。
每个消火栓口径为65mm单栓口,水枪喷嘴口径19mm,充实水柱为13m,采用帆布麻质水带直径65mm.长度25m.消防泵直接从消防水池吸水,火灾延续时间以2h计.
第三章管道布置
3.1给水管道的布置
3.1.1管道布置
给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、酒风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。
进行管道布置时,不但要处理协调好各种相关因素的关系,还要满足以下基本要求:
1.确保供水可靠性,满足良好的水力条件,力求经济合理。
2.保护给水管道的正常使用。
3.保护建筑物的使用功能和生产安全。
4.便于管道安装与维修
3.1.2管道敷设
1.给水管道敷设形式
根据建筑对卫生、美观方面的要求,给水管道敷设一般分为明设和暗设两类。
明设是指管道沿墙、梁、柱、天花板下暴露敷设。
其优点是造价低,施工安装和维护修理均较方便。
缺点是由于管道表面积灰、产生凝结水等影响环境卫生,而且管道外露影响房屋内部美观。
暗设是将管道直接埋地或埋设在墙槽、楼板找平层中,或隐蔽敷设在地下室、技术卖层、管道井、管沟或吊顶内。
管道暗设卫生条件好、美观,但是造价高,施工复杂、维修困难。
2.给水管道敷设要求
给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝和变形缝,必须穿过时应采取相应措施。
如给水
横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞,暗装管道在墙中敷设时,也应预留墙槽,以免临时打洞、刨槽影响建筑结构的强度。
管道预留孔洞和墙槽的尺寸见教材《建筑给水排水工程》表1-6。
塑料给水管道在室内宜暗设。
3.给水管道选材
生活给水采用塑料给水管。
给水系统的平面图,系统图和卫生间详图见附图
3.2消防管道的布置
3.2.1室内消火栓布置
根据《消防给木及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)可知,室外消火栓布置应满足下列要求:
1.设有消防给水的建筑物,其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓。
2.室内消火栓的布置,应保证有两支水枪的充实水柱可同时达到室内任何部位(建筑高度小于或等于24m,且V<5000m3的库房可采用1支),均用单出口消火栓布置。
3.栓口离地面高度为1.lm,其出水方向应向下或与设置消火栓的墙面呈90度。
4.消防电梯前室应设室内消火栓.
3.2.2室外消火栓布置
1.建筑室外消火栓的数量应根据室外消火栓设计流量和保护半径经计算确定,保护半径不应大于150.0m每个室外消火栓的出流量宜按10L/s~15L/s计算。
2.室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置,且不宜集中布置在建筑一侧。
建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数不宜小于两个。
3.人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓,且距出入口的距离
不宜小于5m.并不宜大于40m。
4.停车场的室外消火栓宜沿停车场周边设置,且与最近一排汽车的距离不宜小于7m,距加油站或油库不宜小于15m.
5.甲、乙、丙类液体储存罐和液化烃罐罐区等构筑物的室外消火栓,应设在防火堤或防护墙外,数量应根据每个罐的设计流量经计算确定,但距罐壁15m范围内的消火栓,不应计算在罐可使用的数量内。
6.工艺装置区等采用高压或临时高压消防给水系统的场所,其周围应设置室外消火栓,数量应根据设计流量经计算确定,且间距不应大于60.0m.当工艺装置区宽度大于120.0m时,宜在该装置区内的路边设置室外消火栓。
3.2.3消防给水管道布置要求
根据《消防给木及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)可知,给水管道布置应满足下列要求:
1.室内消火栓超过10个且室内消防用水量大于15L/s时,室内消防给水管道至少应有两条引人管与室外环状管网连接,并应将室内管道连成环状或将引人管与室外管道连成环状。
2.室内消防管道管径应根据系统设计流量、流速和压力要求经计算确定;室内消火栓竖管管径应根据竖管最低流量经计算确定,但不应小于DN100。
3.消防给水管道的设计流速不宜大于2.5m/s。
4.超过五层的多层民用建筑应设置消防水泵接合器。
3.3排水管道的布置
3.3.1.排水管道布置原则
1.排水畅通,水利条好。
2.保证设有排水管道房间或场所的正常使用。
3.保证排水管道不受损害。
4.室内环境卫生条件好。
5.施工安装、维予管理方便。
6.占地面积小,总管线短、工程造价低。
3.3.2排水管道的连接
1.卫生器具排水管与排水横支管连接,宜采用90度斜三通。
2.排水管道的横管与或立管连接,宜采用45度斜三通或45度斜四通和顺水三通或顺水四通。
3.排水立管与排出管端部的连接,宜采用两个45度弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90度弯头或90度变径弯头。
第四章设计计算书
4.1室内给水系统的设计
4.1.1给水用水定额及时变化系数。
在《建筑给水排水设计规范(2009版)》(GB50015--2003)表3.1.10,教学楼学生的最高日生活用水定额为40~50L,使用时数为8~9h,小时变化系数Kh=1.2~1.5.
4.1.2用水量计算
(1)已知教室为49平方米时,所能容纳的学生人数为40人;教室为74.2平方米的教室容纳的学生人数为76人。
1~2层的学生人数为544人;3~12层的学生人数为6240人,由此可得该教学楼所能容纳的学生人数为6784人。
(2)生活给水量定额qa=40(L/(人·天)),时变化系数Kh=1.5
Qd----最高日用水量
/d
m----建筑物用水单位数,人
qd---最高日用水量定额,(L/(人•天))
Qh---最大时用水量L/s
Kh----时变化系数
T---9h
4.1.3生活贮水池的计算
市政给水管网不允许水系直接从管网抽水,所以设地下室贮水池,根据《建筑给水排水设计规范(2009 版)》(GB50015-2003)3.7.3, 贮水池的有效容积应按进水量与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,即
采用不锈钢水池,长X宽X高=5x5x2.5=62.5
有效水深2.2m,有效容积55
。
根据规范,低位水池进水管设计流量按照建筑物最高日最大时用水量12.56L/s确定。
以流速不超过1m/s为前提,采用钢塑复合管,取生活水池进水管管径150mm,管内流速为0.711m/s.
4.1.4高位水箱的计算
由于采用分区供水,1~4由管网直接供水,5~12层生活用水由水箱供给,考虑市政给水事故停水,水箱容积按整个建筑全部生活用水量确定,采用水池~水泵~水箱的供水方式。
水泵出水量取最大时用水q=45.23m3/h
根据《建筑给水排水设计规范(2009)》(GB50015-2003),水泵联动提升进水水箱的生活用水调节容积,不宜小于最大时用水量的50%。
所以:
水箱采用钢制,尺寸为长X宽X高=4x3x2.2=26.4
有效水深1.9m,有效容积22.8
4.1.5水力计算
1)低区水力计算:
根据《建筑给排水设计规范(2009年版)》GB50015-20033.1.14条,每层两个卫生间,每个卫生间有两个洗涤盆,给水当量为0.8,五个洗手盆,给水当量为0.5,十个冲洗水箱浮球阀大便器,给水当量为0.50,四个手动小便器,给水当量为0.5。
由《建筑给水排水工程》课本查表1-13本建筑为教学楼可确定
根据计算用下图1—1
1~4层给水管网水力计算简图
可得1~4层室内水力计算见下表一
表一:
低区给水管网水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
设计秒流量q(L/s)
管径DN(mm)
流速v(m/s)
单阻i(kPa/m)
管长L(m)
沿程水损(kPa)
累计(kPa)
1~2
1.5
0.44
25
0.670
0.224
1
0.224
0.224
2~3
2
0.51
25
0.775
0.290
1
0.290
0.514
3~4
2.5
0.57
25
0.865
0.354
1
0.354
0.868
4~5
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
1.278
5~6
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
1.749
6~23
4
0.72
32
0.710
0.191
4.4
0.839
2.588
7~8
0.5
0.25
20
0.660
0.314
0.7
0.220
0.220
8~9
1
0.36
20
0.946
0.591
0.7
0.413
0.633
9~10
1.5
0.44
25
0.670
0.224
0.7
0.157
0.790
12~11
0.5
0.25
20
0.660
0.314
0.7
0.220
0.220
11~10
1
0.36
20
0.946
0.591
0.7
0.413
0.413
10~13
2.5
0.57
25
0.865
0.354
3.2
1.132
1.923
13~14
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
2.333
14~15
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
2.804
15~16
4
0.72
32
0.710
0.191
1
0.191
2.994
16~23
4.5
0.76
32
0.750
0.210
1
0.210
3.204
17~18
1.5
0.44
25
0.670
0.224
1
0.224
0.224
18~19
2
0.51
25
0.775
0.290
1
0.290
0.514
19~20
2.5
0.57
25
0.865
0.354
1
0.354
0.868
20~21
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
1.278
21~22
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
1.749
22~23
4
0.72
32
0.710
0.191
4.1
0.781
2.530
23~24
12.5
1.27
40
0.762
0.166
3.5
0.581
3.785
24~25
25
1.80
40
1.080
0.303
3.5
1.062
4.847
25~26
37.5
2.20
50
0.836
0.158
3.5
0.554
5.400
26~27
37.5
2.20
50
0.836
0.158
27.4
4.335
9.735
27~28
75
3.12
50
1.186
0.263
40
10.539
20.274
计算局部水头损失
计算管路总水头损失
计算水表水头损失:
本建筑只需在进户管段q27~28安装一个总水表,总水表选用LXL旋翼式水表,该水表承担建筑所有用水,应该按照设计总流量Q总=12.56L/s=45.23
/h.查《建筑给水排水工程》课本表1-2可选水表LXL-100常用流量为60m3/h,过载流量为120m3/h
水表的水头损失
低区水力校核:
最不利管段高度3x3.5+0.8(配水嘴距离地面高度)=11.3m
H1=11.3-(-0.6)-(-0.45)=11.3+0.6(室外管网管径)+0.45(室外地坪高度)=12.35m
H2=Hj+Hi=1.3Hi=1.3x20.274=26.356kpa
H3=14.21kpa
H4=5m(安全水头)
H1+H2+H3+H4=123.5+26.356+14.21+50=214.066kpa<300kpa满足要求
2)高区水力计算
根据下图1-2
5~12给水管网水力计算简图
可得5~12室内给水计算表二
表二:
高区给水管网水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
设计秒流量q(L/s)
管径DN(mm)
流速v(m/s)
单阻i(kPa/m)
管长L(m)
沿程水损(kPa)
累计(kPa)
1~2
1.5
0.44
25
0.670
0.224
1
0.224
0.224
2~3
2
0.51
25
0.775
0.290
1
0.290
0.514
3~4
2.5
0.57
25
0.865
0.354
1
0.354
0.868
4~5
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
1.278
5~6
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
1.749
6~23
4
0.72
32
0.710
0.191
4.4
0.839
2.588
7~8
0.5
0.25
20
0.660
0.314
0.7
0.220
0.220
8~9
1
0.36
20
0.946
0.591
0.7
0.413
0.633
9~10
1.5
0.44
25
0.670
0.224
0.7
0.157
0.790
12~11
0.5
0.25
20
0.660
0.314
0.7
0.220
0.220
11~10
1
0.36
20
0.946
0.591
0.7
0.413
0.413
10~13
2.5
0.57
25
0.865
0.354
3.2
1.132
1.923
13~14
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
2.333
14~15
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
2.804
15~16
4
0.72
32
0.710
0.191
1
0.191
2.994
16~23
4.5
0.76
32
0.750
0.210
1
0.210
3.204
17~18
1.5
0.44
25
0.670
0.224
1
0.224
0.224
18~19
2
0.51
25
0.775
0.290
1
0.290
0.514
19~20
2.5
0.57
25
0.865
0.354
1
0.354
0.868
20~21
3
0.62
25
0.940
0.410
1
0.410
1.278
21~22
3.5
0.67
25
1.015
0.471
1
0.471
1.749
22~23
4
0.72
32
0.710
0.191
4.1
0.781
2.530
23~24
12.5
1.27
40
0.762
0.166
3.5
0.581
3.785
24~25
25
1.80
40
1.080
0.303
3.5
1.062
4.847
25~26
37.5
2.20
5
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- 关 键 词:
- 建筑 给水 排水工程
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