建给课设

《建筑给水排水工程》

课程设计说明书

南昌市12层住宅给水排水工程设计

专业: 给水排水工程 学号: 201220190216 姓名: 龚 悦

2015年6月30日

南昌市12层住宅给水排水工程设计说明书

目录

一、 设计目的.............................................................................................................. 2 二、 设计要求.............................................................................................................. 2

2.1设计要求.......................................................................................................... 2 2.2 工程概况......................................................................................................... 2 2.3设计资料.......................................................................................................... 2

2.3.1 建筑设计资料.................................................................................... 2 2.3.2 城市给水排水设计资料.................................................................... 3 2.4工程设计任务.................................................................................................. 3 三、设计内容................................................................................................................ 3

3.1设计建筑给水系统.......................................................................................... 3

3.1.1给水系统的方案确定........................................................................... 3 3.1.2 给水管网水力计算.............................................................................. 4 3.1.3设计秒流量........................................................................................... 4 3.1.4低区给水管网水力计算....................................................................... 5 3.1.5高区给水管网水力计算....................................................................... 7 3.1.6 水表水头损失计算.............................................................................. 7 3.2设计建筑排水系统.......................................................................................... 8

3.2.1 废水水力计算...................................................................................... 8 3.3.1 排水水水力计算................................................................................ 11 3.3设计建筑室内消火栓给水系统.................................................................... 14

3.1.1消火栓的布置..................................................................................... 14 3.3.2消火栓口所需的水压......................................................................... 15 3.3.3校核..................................................................................................... 16 3.3.4水力计算............................................................................................. 17 3.3.4消防设施计算..................................................................................... 19 3.4设计建筑雨水排水系统................................................................................ 19

3.4.1 建筑雨水的排放方式........................................................................ 19 3.4.2 管道的布置与敷设............................................................................ 19 3.4.3 雨水系统的水力计算........................................................................ 20 3.4.4雨水流量............................................................................................. 20

参考文献...................................................................................................................... 21

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一、设计目的

本次设计在选题的过程中，考虑到地区性、建筑性质，选用高层建筑，建筑类别相对高级，进行建筑给水排水工程的设计，满足人们的生活需要，并且使人们得到舒适、便利生活环境。设计的大体内容是：建筑给水工程、排水工程、热水工程和消防工程，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。

二、设计要求

2.1设计要求

学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：

1、通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关资料，拟定设计方案，（并应注意做好建筑、结构、供热通风空调工程，建筑电气等专业间协调），再经综合技术经济分析，选择合理的设计方案。

2、设计说明书，应包括建筑给水排水工程设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，工艺设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。说明书一般包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。

3、课程设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。图纸不少于 5～6 张。

2.2 工程概况

该楼位于南昌市区，地上十二层。各层均为3m，各层均为住宅，且分为四个单元，每单元均为两户。建筑总高度为38m。

2.3设计资料

2.3.1 建筑设计资料

建筑物地首层平面图、二层平面图、三至九层平面图、十一层平面图、十二层平面图、屋顶平面图、建筑立面图。

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2.3.2 城市给水排水设计资料

1.该楼位于南昌市区，该地区工程地质条件良好，室外地面标高-0.45.00m。 2.城市给水管位于建筑的北面，管径400mm，管顶埋深1.0m，城市可靠供水压0.25Mpa，夜间供水最高压力为0.30Mpa。

5、城市排水管位于建筑的南面，管径500mm，管底埋深2.5m。 6、冰冻线深度m。 7、地下水埋深5m。

2.4工程设计任务

在本次设计中，要求设计的该建筑的给水排水工程的内容如下： （1）建筑给水工程设计 （2）建筑消防工程设计 A. 消火栓系统工程设

（3）建筑排水工程设计

三、设计内容

3.1设计建筑给水系统

3.1.1给水系统的方案确定

该建筑为高层建筑，市政管网所提供的最小资用水头为280kpa, 若只采用一个给水系统供水，建筑低层的配水点所受的静水压力很大，易产生水锤，损坏管道及附件，流速过大产生水流噪音；低层压力过大，开启水龙头时，水流喷溅严重；使用不便，根据《建筑给水排水设计规范》，卫生器具的最大静水压力不宜超过0.45MPa。由于其层数多，竖向高度大，为避免低层配水点静水压力过大，进行竖向分区。据设计资料以及规范中的要求并结合该楼的功能分区，将该建筑在竖向上分为2个供水区，低区为1～6层；高区为7~12；。低区利用市政给水管网供水压力直接供水；高区采用变频水泵加压供水。本设计采用高区每层均设减压阀的供水方式，采用Y型减压稳压阀。阀后压力在0.2MPa左右，使供水达到最大舒适度。

变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式，可以实现水泵流量供水时保持高效运行，使运行更可靠、更合理、更加节能。变频调速水泵具有以下优点：

⑴设备时刻监测供水量，使机组处于高效节能的运行状态。水泵软启动，启动电流小，能耗少。

⑵设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，节省水箱占地面积，

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又可有效的避免水质的二次污染，给水系统也随之相应简化。

⑶水泵软启动，减少了水泵机组的机械冲击和磨损，因而延长了设备的使用寿命。

⑷管理简便、运行可靠。

⑸无负压设备可以充分利用市政管网的压力，并且不会使市政管网产生负压。

⑹无负压供水设备不需设水池，避免二次污染。

前已述及，该建筑给水系统竖向分三个供水区，地上1~6层为低区，利用市政管网供水压力直接供水。1～6层为低区，7~12层为高区。高区采用变频调速水泵供水。机组设置在地下室，给水设备间。 3.1.2 给水管网水力计算

进行给水管网最不利管段的水力计算，目的是算出各管段的设计秒流量，各管段的长度，计算出每个管段的当量数，进而根据水力计算表查出各管段的管径，每米管长沿程水头损失，计算管段沿程水头损失，最后算出管段水头损失之和，进而根据水头损失算出所需压力。

根据设计规范，住宅区为普通住宅Ⅱ，最高日生活用水定额取280L/(人?d)，小时变化系数取Kh=2.5，每户3.5人，使用时数T=24。 3.1.3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公式是：

qg?0.2?U?Ng (3.1)

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水概率，%；

Ng ——— 计算管段的卫生器具的给水当量总数；

0.2 ——— 以一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，而卫生器具的给水当量同时出流的概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率U0有关。根据数理统计结果得卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为：

U?1??c(Ng?1)0.49Ng(%) (3.2)

式中 ?c———对于不同的卫生器具的给水当量平均出流概率U0的系数

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卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率计算公式为： U0?qdmkh(%) (3.3)

0.2?Ng?T?3600式中 U0 ——— 生活给水管道最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率，%；

qd ——— 最高日用水定额，L/(人·d)； m ——— 用水人数，人； kh——— 小时变化系数；

T ——— 用水时间。

U0=280×308×2.5/（0.2×6×24×3600）=2.07 根据查表得U0=2.0时，α=1.097 U=1+1.097×﹙6-1﹚0.49/﹙6）0.5=1.394 q0=0.2×1.394×6=1.67L/s 查表知普通住宅Ⅱ型U0可取U0=2.0 3.1.4低区给水管网水力计算

低区水力计算用图见图3.1.4，计算结果见表3.1.4-1

图3.1.4低区水力计算用图

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表3.1.4-1 低区给水系统水力计算表

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3.1.5高区给水管网水力计算

高区水力计算用图见图3.1.5，计算结果见表3.1.5-1

表3.1.5 高区水力计算用图

表3.1.5-1 高区给水系统水力计算表

3.1.6 水表水头损失计算

计算水表的水头损失，水表的水头损失可按下式计算：

2qghd=

Kb （3.5）

式中 hd—— 水表的水头损失，kPa；

qg—— 计算管段的给水设计流量，m3/h；

Kb—— 水表的特征系数，一般由生产厂提供，也可按下述计算：

2Qmax旋翼式水表：Kb?；

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2Qmax螺翼式水表：Kb?, 其中Qmax为水表的过载流量，m3/h。

10水表的水头损失应满足表3.1.6的规定，否则应适当放大水表的口径。

表3.1.6 水表的水头损失允许值（kPa） 表型 旋翼式 螺翼式 低区分户水表的水表水头损失

Hd=qg2/(Qmav2/100)=4.152/(122/100)=11.96kpa 高区分户水表的水表水头损失

Hd=qg2/(Qmav2/100)=2.782/(122/100)=5.37kpa 水表的总水头损失 H=11.96+5.37=17.33kpa

正常用水时 小于24.5 小于12.8 消防时 小于49.0 小于29.4 H?H1?H2?H3?H4 (3.6)

式中 H—系统所需水压，kPa；

H1—贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa；

H2—管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的25%；

H3—水表的水头损失，kPa；

H4—最不利配水点的流出水头，kPa。

校核低区所需压力：

⑴低区最不利点为大便器，流出水头取20kPa。

H=18×10+30.48+11.96+20=242.44kpa＜250kpa满足要求。

⑵高区生活给水泵的计算与选择

变频调速供水方式，水泵的出水量要满足系统高峰用水要求，故高区水泵的出水量应按中高区给水系统的设计秒流量确定。

由表3.1.5-1高区给水设计秒流量为Q=2.78L/s。 高区最不利点为洗涤盆，流出水头取50kPa。所需压力： H=36×10+5.37+30.48+50=445.85kpa

3.2设计建筑排水系统

3.2.1 废水水力计算

本设计是民用住宅，在此建筑设计给水排水工程时，需要把厨房中的废水管

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道及建筑的污水管道分开处理，所以废水应得单独计算。

废水水力计算用图见图3.2.1，计算结果见污水水力计算用图见图3.3.1

废水水力计算用图见图3.2.1

废水水力计算用图3.3.1

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3.3.1 排水水水力计算

根据《建筑给水排水工程设计规范》，本建筑排水设计秒流量可按下公式计算：

qp?0.12?Np?qmax (5.1)

式中 qp—— 计算管段排水设计秒流量， L/s； 算管段卫生器具排水当量总数；

Np—— 计

qma—— 计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s； x ? —— 根据建筑物用途而定的系数，本建筑设计中?值取1.5。 根据《建筑给水排水设计规范》可查得各卫生器具的排水流量、排水当量和排水管的管径如下：

洗脸盆 Np＝0.75，排水流量为0.25L/s，排水管管径为32～50mm； 淋浴器 Np=0.45，排水流量为0.15L/s，排水管管径为50mm；

大便器（虹吸式低位水箱） Np＝6.0，排水流量为2.00L/s，排水管管径为100mm。

家用洗衣机 Np=1.50，排水流量为0.50L/s，排水管管径为50mm； 根据规定，建筑内部排水管的最小管径为50mm，厨房洗涤盆的排水立管的管径最小为75mm，凡是连有大便器的支管，其最小管径为100mm。

立管1污水水力计算用图见图3.3.1，计算结果见表3.3.1-1

污水水力计算用见图3.3.1

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污水水力计算用图3.3.1-1

立管2污水水力计算用图见图3.3.2，计算结果见表3.3.2-1

污水水力计算用图见图3.3.2

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污水水力计算用图3.3.2-1

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3.3设计建筑室内消火栓给水系统

3.1.1消火栓的布置

本设计建筑总高度38m，属于中危险级，按要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。

本设计中消火栓系统采用DN65×19的直流水枪，25m长DN65的麻织水带。 消火栓保护半径可按下列计算公式计算：

R＝Ld?Ls （4.1）

式中 R —— 消火栓保护半径，m；

m。考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系Ld—— 水带敷设长度，数0.8；

Ls—— 水枪充实水柱长度的平面投影长度，m。

因此，消火栓的保护半径为：

R＝Ld?Ls=25×0.8＋12× sin45°＝28.49m

消火栓布置间距采用下式计算：

S＝(R2?b2) （4.2）

式中 S —— 消火栓间距，m； R —— 消火栓保护半径，m； b —— 消火栓最大保护宽度，m。

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本设计中，消火栓采用单排布置，消火栓最大保护宽度b取11.5m，因此，消火栓间距为：

S＝(R2?b2)＝(28.492?11.52)=26.07m

3.3.2消火栓口所需的水压

⑴水枪喷嘴处水压：

Hq＝10?f×Hm／(1－?×?f×Hm) （4.3）

式中 Hq—— 水枪喷嘴处水压，mH2O；

?f—— 水枪实验系数； Hm—— 水枪充实水柱，m； ? —— 水枪系数。

经过查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数?值为0.0097，充实水柱取

Hm=12m，单个水枪的设计流量5L/s。水枪实验系数?f值为1.21。因此，水枪喷嘴处所需水压为：

Hq＝10?f×Hm／(1－?×?f×Hm) ＝1.21×12／（1－0.0097×1.21×12） ＝16.9mH2O＝169kPa

⑵水带阻力 水带阻力损失：

2 （4.4） hd＝Az×Ld×qxh式中 hd—— 水带阻力损失，m；

Az—— 水带阻力系数；

Ld—— 水带有效长度，m； qxh —— 水枪喷嘴出流量，L/s。

本设计中，19mm的水枪配65mm的麻织水带。查表可知65mm的水带阻力系数Az值为0.00430,b=1.577。水枪喷嘴实际出流量：

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qxh=BHq=1.577?16.9=5.16 L/s>5.0L/s 因此，水带阻力损失为：

2＝0.00430×25×5.162＝2.86m hd＝Az×Ld×qxh因此，消火栓口所需水压：

Hxh?Hq?Hd?Hk (4.5)

式中Hzh───消火栓口的水压，mH2O ；

Hq ───水枪喷嘴处的压力，mH2O； Hd ───水带的水头损失, mH2O；

Hk ───消火栓栓口水头损失，按2mH2O计算。

Hxh?Hq?Hd?Hk＝16.9＋2.86+2＝21.76mH2O

3.3.3校核

设置的消防储水高位水箱最低水位67.4m，最不利点消火栓栓口高程64.8m，则最不利点消火栓口的静水压力为67.4-64.8=2.6mH2O，按照《高规》，第7.4.7.2条规定，需要设增压设施。增压设施选用带小型气压罐的补压装置。使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁,用气压罐增压调节容积又很小，综合考虑两方面的因素，增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用,将其设置在屋顶气压罐给水间里。

消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵，对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。稳压泵的压力可根据系统压力而确定，稳压泵的压力可根据系统压力而确定，一般稳压泵的压力比主泵高0.1Mpa—0.2MPa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍—1.2倍。对于稳压泵的流量，我国《高规》第7.4.8条增压设施应符合下列规定：对消火栓给水系统不应大于5L/S；对自动喷水系统不应大于1L/s。

稳压泵的运行有三个压力控制点，稳压上限点为稳压泵停止运行其数值相当于消防给水系统正常压力值；稳压下限点稳压泵启动，系统压力小于稳压上限点5mH2O；主泵启动点，消防主要工作泵启动，其数值小于稳压下限点10~15 mH2O。

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在该工程中稳压泵的流量按1.0 L/s设计，这是因为系统的渗透量小，稳压泵的流量设计过大，将延迟消防主泵的启动，以至于不能启动。 稳压泵 流量为:：Q=1.0 L/s；

扬程为：21.76－(67.4-64.8)=19.16 mH2O

所以选用GDR32—20型管道泵。流量为1.0 L/s时，扬程21m，功率0.75kW。

气压罐的容量理论上应为两只水枪和五个喷头30s的用水量，但因为自动喷洒系统只在商场设置，用水有市政管网单独提供。故气压罐的容量为两只水枪30s的用水量。即2×5×30=300 L。隔膜式气压水罐选为SQL100*0.60，0.450m3，

??0.75。

在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高，完全能满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。 3.3.4水力计算

根据规范，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x1，出水枪数为3支，相邻消防竖管为x2，出水枪数为3支。次相邻竖管出水枪数为2支。

Hxh0?Hq?Hd?Hk＝16.9＋2.86+2＝21.76mH2O Hxh1=Hxh0＋?H＋h＝21.76＋2.9＋0.217＝24.877mH2O （?H为1点和2点的消火栓间距，h为1~2管段的水头损失） 1点的水枪射流量：

qxh1?BHq1

Hxh12qxh?22?1?Hq1?Hd?1?AzLdqxh1?2?qxh?AL?1zd??2 BB???qxh1?Hxh1?224.877?2??5.44L/s

11?AzLd?0.0043?25B1.577进行消火栓给水系统水力计算时，按图3.3.4以枝状管路计算，配管水力计算成果见表3.3.4-1。

消防水力计算用图见图3.3.4

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消防水力计算用图3.3.2-1

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3.3.4消防设施计算

①消防水箱

消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算：

60/1000=56×10×60/1000=33.6m3 Vx＝qxf?Tx×

为避免水箱容积过大，按《建筑设计防火规范》，选用消防水箱贮水量18m3。 ②消防水池

3600/1000 Vc＝ Qx?Tx ×

VX=42.48×2×3600/1000=305.86m3

由于在火灾延续时间内市政管网能保证连续补水，市政进水管为两根DN300mm，为安全计，按一根补水，其补水量为Q=60L/s，则补水量V=60×3600=21600L=216m3

消防水池的有效容积Vc＝305.86-216=89.86m3。

3.4设计建筑雨水排水系统

3.4.1 建筑雨水的排放方式

根据规范，高层建筑的屋面雨水排水宜按重力流设计。该设计采用雨水外排的排放方式，檐沟排水。

3.4.2 管道的布置与敷设 1.排水管的转向处做顺水连接。

2雨水管应牢固的固定在建筑物的承重结构上。

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3.管材采用承压塑料管。 3.4.3 雨水系统的水力计算

根据规范要求，设计重现期采用3年，降雨历时为5min,查《给水排水设计手册》（二）得, 济南地区 q5=6.26L/(S·100㎡)，降雨厚度H=226mm/h

3.4.4雨水流量 雨水流量按下式计算：

qy?q5?Fw (6.1) 10000式中 Fw——汇水面积，m2； ?——径流系数，屋面?=0.9； q5—— 设计降雨强度，L/(s?ha)。 坡度I=1%

Q y1=626×0.9×8.14/100=0.45L/s Q y2=626×0.9×23.78/100=1.33L/s Q y3=626×0.9×112.44/100=6.28L/s Q y4=626×0.9×29.6/100=1.65L/s Q y5=626×0.9×5.46/100=0.33L/s Q y6=626×0.9×82.74/100=4.62L/s

图3.4.4雨水计算用图

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参考文献

[1] GB50015-2003，建筑给水排水设计规范[S] ．

[2] GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S] ．

[3] 王增长．建筑给水排水工程（第五版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005． [4] 李玉华．建筑给水排水工程设计计算[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xrh3.html