二类高层建筑给排水设计毕业论文.docx
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二类高层建筑给排水设计毕业论文
二类高层建筑给排水设计毕业论文
第1章文献综述1
1.1建筑给排水工程设计的发展历史1
1.2建筑给排水工程在水工业中的地位1
1.3国外高层建筑给排水工程设计研究的状况和主要容2
1)高层建筑生活给水2
2)高层建筑消防给水3
3)高层建筑排水3
4)高层建筑给水排水设计的主要容3
5)给水工程设计的主要容3
6)室消防设计的主要容3
7)排水工程设计的主要容4
第2章建筑给排水设计5
2.1工程概况5
2.2给水设计6
2.3雨水排水系统设计46
2.4建筑消防系统设计48
参考文献58
总结59
第1章文献综述
建筑给排水工程设计的发展历史
任何一门学科要想对其深入了解就得从其历史发展开始。
我国建筑给排水自1949年建国以来,经历了三个发展阶段:
1.房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自1949年至1964《室给水排水和热水供应设计规》开始试行时为止。
其主要标志是我国开始设置给水排水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程。
第一代通过专业培养的建筑给排水专业技术人员走上工作岗位,开始形成自己的专业队伍。
2.室给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年《建筑给水排水设计规》被审批通过时为止。
其主要标志是通过工程实践,对以往机械搬用国外经验并造成失误进行了认真总结和反思,进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。
3.建筑给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。
1986年以来,随着建筑业的发展,建筑给排水专业迅速发展,已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。
在发展阶段,专业队伍上已具备积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员;技术上积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术,专业技术有了明显的突破和发展,其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出;组织上成立了全国建筑给排水工程标准技术委员会和中国土木学会给排水学会建筑给水排水委员会。
近年来,学术活动踊跃,并加强了国际间的技术交流。
建筑给排水工程在水工业中的地位
建筑给排水工程在水工业中有着其自身特有的地位,它是水工业总循环线路的中环节。
建筑给排水发展的快慢直接影响到整个水工业发展。
在日常生活中,每人每天大约需要2L水才能维持正常的生存;加上饮用和清洁卫生方面的需要,至少需要50-200L水才能维持正常的生活。
当前,发达国家的城市居民用量更大,每人每天约需400-500L水,最高的超过800L。
所以,没有足够的生活用水,人们不仅难以维持正常的生活,更谈不上提高物质文化生活水平。
建筑给水工程的任务,主要是解决建筑部的生活、生产、消防用水问题,以满足日常生活、生产、保障人身和财产的安全。
建筑排水工程的任务,主要是把建筑部生活和生产过程中所产生的污水(废水)及时地排到室外排水系统中去,同时解决屋面雨水的排除问题。
建筑室热水工程的任务,主要是将冷水在加热设备集中加热,用管道输送到室各用水点,以满足生产和生活使用热水的需要。
因集中热水供应主要存在于我国北方地区。
此外还有建筑配套设施给水排水工程,其任务主要是汽车库、人防的给排水;为改善生活环境,同时考虑室外的水景给水排水工程设计。
总之,高层建筑给排水工程的中心任务是为建筑提供方便、卫生、舒适和安全的生产、生活环境。
国外高层建筑给排水工程设计研究的状况和主要容
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比,基本理论和计算方法在某些方面是相同的,但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂,以及所受外界条件的限制等,高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上,还是广度上,都超过了低层建筑物的给水排水工程的畴,并且有以下一些特点高层建筑给水排水设备的使用人数多,瞬时的给水量和排水流量靠的水源,以及经济合理的给水排水系统形式,并妥善处理排水管道的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
下面就高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下:
1.高层建筑层数多、高度大。
给水系统及热水系统中的静水压力很大,为保证管道及配件免受破坏,必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区,加设减压设备以及中间和屋顶水箱,使系统运行完好。
2.高层建筑的功能复杂,失火可能性大,失火后蔓延迅速,人员疏散及扑救困难。
为此,必须设置安全可靠的室消防给水系统,满足各类消防的要求,而且消防给水的设计应“立足自救”,方可保证及时扑灭火灾,防止重大事故发生。
3.高层建筑对防噪声、防震等要求较高,但室管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。
以保证管道不漏水,不损坏建筑结构及装饰,不影响周围环境,使系统安全运行。
4.高层建筑给水排水工程设计方法
近年来,随着高层建筑业的快速发展,建筑给水排水工程设计方法也有了不少的改进和更新。
1)高层建筑生活给水
首先,对适用于高层建筑的生活给水设计秒流量计算方法的研究,一直不断地在进行。
经验法,概率法,平方根法等计算方法不断地被修正和改进。
用科学的概率法取代现在仍在使用的平方根法,研究人员在此方面进行了不少尝试。
其次,变频恒压调速供水技术日益成熟,加上减压阀的使用,改善了原来高层建筑“水箱一水泵联合供水”和“水箱减压”方法中出现的“水质二次污染”和“水箱占用大量建筑面积”的状况,同时也达到了节能效果。
再次,在贮水方面,合建水箱的设计方式己越来越少的被采用,取而代之的是生活水池与消防水池分建的设计方式,其中,生活水池也大多倾向于采用不锈钢板等组合式水箱。
2)高层建筑消防给水
首先,因为高层建筑的消防特点是“立足于自救”,因而自动喷水灭火系统的设计更加受到重视,新的《自动喷水灭火系统设计规》己于2001年7月颁布执行。
新的规对设置场所危险等级、设计基本参数、管道水力计算等方面都作出了一些调整。
这些调整都是注入了广大设计人员近年来工作研究实践得出的宝贵经验,以及借签了国外工程设计经验的结果。
其次,消火栓给水系统也在变频分级供水方面进行的有益的尝试和应用。
另外,为保障高层建筑火灾初期消防水压及水量而设计的稳高压系统,先从上海地区得到应用,然后逐步在各地推广开来,其计算及设计手段逐渐成熟,乃至有人建议将稳高压消防给水系统单独列入《高层民用建筑设计防火规》以区别原有的常高压消防给水系统和临时高压消防给水系统。
3)高层建筑排水
排水的输送已不限于重力流和压力流,虹吸流出现在压力(虹吸)式屋面雨水排水系统。
排水塑料管的噪声防治问题上,或采用改变水流状态的方法、或采用改变管道结构型式、或兼用两种方式,都有一定效果。
4)高层建筑给水排水设计的主要容
建筑也迅猛发展,各项工程设计容丰富。
高层建筑给水排水设计的主要容有:
5)给水工程设计的主要容
高层建筑给水工程设计的主要容有:
用水量计算,给水方式的确定,管道设备的布置,管道的水力计算及室所需水压的计算,水池、水箱的容积确定和构造尺寸确定,水泵的流量、扬程及型号的确定,管道设备的材料及型号的选用,施工图的绘制和施工要求。
6)室消防设计的主要容
高层建筑室消防设计的主要容有:
消火栓系统,自动喷水灭火系统,二氧化碳灭火系统,干粉灭火系统,卤代烷灭火系统(现已不让采用),蒸汽灭火系统,烟雾灭火系统等。
以水作为灭火剂的主要有消火栓系统和自动喷水灭火系统.自动喷水灭
火系统又分:
闭式系统(有湿式、干式、预作用、重复启闭预作用四种系统),雨淋系统,水幕系统,自动喷水一泡沫联用系统。
其中闭式系统中的湿式自动喷水灭火系统最为常用。
消火栓给水系统设计包括消防用水量的确定:
消防给水方式确定:
消防栓的位置、消防栓的个数和型号确定;消防水池、水箱的容积确定;消防管道的水力计算及消防水压的计算;消防水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;消防控制系统的确定:
消火栓给水系统的施工图绘制及施工要求。
自动喷水灭火系统设计包括:
方案确定;供水方式确定:
喷头布置;喷头型号的确定;管网水力计算;报警阀、水流指示器的选型;自喷水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;自动控制系统的确定;自喷系统的施工图绘制及施工要求.
7)排水工程设计的主要容
高层建筑排水工程设计容包括:
排水体制的确定,排水方案的确定,排水管道系统的布置,排水管道的水力计算及排水通气系统的计算,卫生设备的选型及布置,局部污水处理,构筑物的选型,屋面雨水排水系统的确定,排水管材的定型,排水系统施工图的绘制和施工要求。
第2章建筑给排水设计
工程概况
1.、建筑所在地:
。
2、建筑性质:
二类高层住宅。
3、结构与基础类型:
钢筋混凝土框架结构,防火等级为中危Ⅱ级。
4、图纸比例:
1:
100图纸数量9。
图纸名称:
1)给排水设计首页设计说明图例;
2)设备夹层给排水平面图地下一层排水消防平面图;
3)一层给排水消防平面图二层给排水消防平面图;
4)三层排水、消防平面图四~二十层给排水消防平面图;
5)屋面排水平面图二十一~二十八层给排水消防平面图;
6)生活给水系统图
7)生活排水系统图
(一);
8)生活排水系统图
(二)雨水排水系统图;
9)消防系统图;
设计依据:
建筑给水排水设计规GB50015-2003(2009年版)。
高层建筑设计防火规GB50045-95(2005年版)。
住宅设计规GB50096-1999(2003年版)。
住宅建筑规GB50368-2005
建筑给水硬聚氯乙烯管道设计与施工验收规程CECS41-2004。
建筑灭火器配置设计规GB50140-2005
自动喷水灭火系统设计规GB50084-2001(2005年版)。
建筑设计防火规GB50016-2006。
建设单位提供的设计要求及设计任务书。
建筑专业所提平.立.剖面图;及各专业所提条件。
建设单位提供的消防批件设计。
本建筑为1#楼,一二层为商业网点,地下夹层为设备层,三至二十八层为住宅,住宅类型为普通Ⅱ类两梯十户住宅。
户型种类:
1.一室一厅一厨一卫。
2.两室两厅一厨一卫。
3.一室一厅一书房一厨一卫。
4.一室两厅一厨一卫。
建筑高度80.40m,占地面积756㎡。
设计围包括给水、排水、消防、喷淋和灭火器配置等设计。
给水设计
1.给水系统的组成
1)一般由引入管、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表等组成。
引入管:
从室外给水管网的接管点引至建筑物的管段,引入管设有阀门和附件。
给水管道:
包括干管、立管、支管和分支管,用于输送和分配用水。
①干管:
是将水从引入管输送至建筑物各分区域的管段。
②立管:
是将水管从干管沿垂直方向输送至各楼层、各同标高处管段。
③支管:
是将水从立管输送至各房间的管段。
④分支管:
是将水从支管输送至各用水设备处的管段。
给水附件:
管道系统中调节水量、水压、控制水流方向、改善水质,以及关断水流,便于管道、仪表和设备检修的各类阀门和设备。
给水附件包括各中阀门、水锤消除器、过滤器、减压孔板等管路。
2.用水定额和水压
本住宅类别属于普通住宅Ⅱ类用水定额250(L/人·d),小时变化系数Kz=2.5
3.系统选择
1)卫生器具给水配件承受的最大工作压力,不得大于0.6MPa。
2)高层建筑生活给水系统应竖向分区,竖向分区应符合下列要求:
①各分区最低卫生器具配水点的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa;
②水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压阀或调压设施;
③各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。
3)本建筑高度80.40m,没有超过100m,采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。
4.管材、附件和水表
1)管道和管件的工作压力不得大于产品的允许工作压力。
2)埋地给水管道采用的管材为给水型U—PVC塑料管,给水立管采用钢塑管,水表后的管道采用PP—R给水塑料管。
PP—R管材特点:
具有耐化学腐蚀性能强,水流阻力小,重量轻,运输安全方便。
钢塑管特点:
除塑料管外还结合了钢管耐压、抗震性能好、单管长、接头少的特点。
3)给水管道阀门采用铜芯阀门当管道公称直径≦DN50时采用截止阀,当≧DN50时,采用闸阀,并且在下列部位设置阀门:
①从居住小区给水干管上接出的支管起端或接户管起端。
②入户管、水表前和各分支立管。
③室给水管道向住户接出的配水管起端。
截止阀:
关闭严密,但水流阻力小,因阻力系数与管径成正比,故只能用于管径≤50mm。
闸阀:
全开时水流直线通过,水流阻力较小,宜在管径>50mm的管径上采用,但水中若有杂质落入阀座易产生磨损和漏水。
5.止回阀要求
在给水管道引入管上设置止回阀,止回阀的阀型选择,应根据止回阀的安装部位、阀前水压、关闭后的密闭性能要求和关闭时引发的水锤大小等因素确定,应符合下列要求:
1)阀前水压小的部位,宜选用旋启式、球式和梭式止回阀。
2)关闭后密闭性能要求严密的部位,宜选用有关闭弹簧的止回阀。
3)要求削弱关闭水锤的部位,宜选用速闭消声止回阀或有阻尼装置的缓闭止回阀。
一般速闭消声止回阀安装在小口径水泵,阻尼缓闭止回阀用于大口径水泵。
4)止回阀的法瓣或阀芯,应能在重力或弹簧力作用下自行关闭。
卧式升降式止回阀和阻尼缓闭止回阀及多功能阀只能安装在水平管上,立时升降式止回阀不能安装在水平管上,其他止回阀均可安装在水平管上或水流方向自下而上的立管上。
水流方向自上而下的立管,不应安装止回阀,气阀瓣不能自行关闭,起不到止回作用。
止回阀用以阻止管道中水的反向流动。
如旋启式止回阀,在水平、垂直管道上均可设置,但因启闭迅速,易引起水锤,不宜在压力大的官道上的管道系统中采用。
6.减压阀要求
给水管网的压力高于配水点允许的最高压力时,应设置减压阀,减压阀的配置应符合下列要求:
1)比例式减压阀的减压比不宜大于3:
1;可调式减压阀的阀前与阀后的最大压差不应大于0.4MPa,要求环境安静的场所不应大于0.3MPa。
2)阀后压力允许波动时,宜采用比利式止回阀;阀后压力要求稳定时,宜采用可调式减压阀。
3)止回阀的公称直径应与管道管径相一致。
4)比例式减压阀宜垂直安装,可调式减压阀宜水平安装。
7.管道布置和敷设
1)室外给水管道的覆土深度,应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。
管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线一下0.15m,行车道下的管线覆土深度不宜小于0.7m。
2)室外给水管道上的阀门,设置阀门井。
3)室生活给水管道布置成枝状管网,单向供水。
4)埋地敷设的给水管道应避免布置在可能受重物亚坏处。
管道不得穿越生产设备基础,在特殊情况下不许穿越时,应采取有效的保护措施。
5)给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井、排水沟、给水管道不宜穿越橱窗、壁柜。
6)给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。
7)塑料给水管在室暗设。
8)室给水管道上的各种阀门,宜装设在便于检修和便于操作的位置。
8.给水管暗设要求
给水管道暗设时,应符合下列要求:
1)不得直接敷设在建筑物结构层;
2)立管应敷设在管径,干管敷设在楼面的找平层或沿墙敷设在管槽;
3)敷设在找平层或管槽的给水管管材采用PP—R塑料管给水管;
4)在地面找平层敷设的管道公称直径不得大于DN25mm。
5)当给水管道穿越屋面、穿底面时安装图。
图2-1给水管道穿地面图
图2-2给水管道穿屋面图
9.管道井尺寸
管道井的尺寸,根据管道数量、管径大小、排列方式、维修条件和采暖管道布置确定。
在管道井给水管竖向排列图
图2-3给水管道井布置图
10.设计秒流量和管道水力计算
1)高层住宅建筑设计秒流量计算
公式
——给水设计秒流量(L/s);
、
——根据建筑物用途而确定的系数,根据下表确定
表2-2
系数α及K值
建筑物名称
α
K
1类
1.05
0.005
住宅
2类
1.02
0.0045
3类
1
0.004
幼儿园
1.2
门诊部
1.4
办公楼
1.5
学校
1.8
0
医院
2
集体宿舍
2.5
部队
3
——计算管段的卫生器具当量总数,根据卫生器具种类和数量计算确定。
卫生器具额定流量、当量、最低工作压力
表2-3
序号
名称
额定流量
当量
最低工作压力
(L/s)
(MPa)
1
洗涤盆
0.2
0.7
0.05
2
洗脸盆
0.15
0.5
0.05
3
洗手盆
0.1
0.5
0.05
4
浴盆
0.2
1
0.05
5
淋浴器
0.15
0.75
0.05
6
大便器
0.1
0.5
0.02
7
洗衣机
0.02
1
0.05
计算秒流量时,如果计算值小于该管段上一个最带卫生器具给水定额流量,应采用一个最大的卫生器具给水定额流量作为设计秒流量。
如果计算值大于该管段上按卫生器具给谁定额流量累加所得流量值时,应按卫生器具给谁定流量累加所得流量值采用。
2)住宅的入户管,公称直径不宜小于20mm。
表2-4
生活给水管道的水流流速
公称直径(mm)
15——20
26——40
50——70
≧80
水流速度(m/s)
≦1.0
≦1.2
≦1.5
≦1.8
3)给水管道的沿程水头损失
公式:
——管道单位长度水头损失(kPa/m);
——管道计算径(m);
——给水设计流量(m³/s);
——海澄—威廉系数。
各种塑料管、衬塑料管
=140;
铜管、不锈钢管
=130;
衬水泥、树脂的铸铁管
=130
普通钢管、铸铁管
=100。
给水管段编号和水力计算表如下:
图2-5给水管道入户系统图
(一)
图2-6给水管道入户系统图
(二)
图2-7给水管道入户系统图(三)
表2-5
建筑排水塑料管排水横管的设计通用坡度2
外径(mm)
通用坡度
50
0.025
75
0.015
110
0.012
125
0.01
160
0.007
生活排水立管最大设计排水能力表2-6
排水立管系统类型
最大排水设计能力(L/s)
排水立管管径(mm)
50
75
110
125
160
伸顶通气
立管与横支管
90°顺水三通
0.8
1.3
3.2
4
5.7
连接配件
45°斜三通
1
1.7
4
5.2
7.4
专用通气管
结合通气管每层连接
—
—
5.5
—
—
专用通气
75mm
介个通气管隔层连接
—
3
4.4
—
—
专用通气管
结合通气管每层连接
—
—
8.8
—
—
100mm
介个通气管隔层连接
—
—
4.8
—
—
主、副通气立管+环形通气管
—
—
11.5
—
—
自循环
专用通气形式
—
—
4.4
—
—
通气
环形通气形式
—
—
5.9
—
—
特殊
混合器
—
—
4.5
—
—
螺旋管+旋流器
普通型
—
1.7
3.5
—
8
单立管
加强型
—
6.3
—
—
图2-8给水管道入户系统图(四)
排水层数在15层以上时,宜乘0.9系数。
5.大便器排水管最小管径不得小于100mm。
6.建筑物排水管最小管径不得小于50mm。
7.多层住宅厨房间的立管管径不宜小于75mm。
8.本建筑因一二楼为商业网点,所以三层住宅采用单独排水,一二层单独排水,
水力计算如下:
图2-9WL——1系统图
表2-7WL——1排水水力计算
立管号
卫生器具
管段
当量
用途系数
设计秒流量
管径
坡度
名称
编号
Ng
α
qL/s
Demm
i
横支管
洗涤盆
0--1
1
1.5
0.51
75
0.02
WL-1
28F
1--2
1
1.5
0.51
110
0.02
27F
2--3
2
1.5
0.58
110
0.02
26F
3--4
3
1.5
0.64
110
0.02
25F
4--5
4
1.5
0.69
110
0.02
24F
5--6
5
1.5
0.73
110
0.02
23F
6--7
6
1.5
0.77
110
0.02
22F
7--8
7
1.5
0.81
110
0.02
21F
8--9
8
1.5
0.84
110
0.02
20F
9--10
9
1.5
0.87
110
0.02
19F
10--11
10
1.5
0.90
110
0.02
18F
11--12
11
1.5
0.93
110
0.02
17F
12--13
12
1.5
0.95
110
0.02
16F
13--14
13
1.5
0.98
110
0.02
15F
14--15
14
1.5
1.00
110
0.02
14F
15--16
15
1.5
1.03
110
0.02
13F
16--17
16
1.5
1.05
110
0.02
12F
17--18
17
1.5
1.07
110
0.02
11F
18--19
18
1.5
1.09
110
0.02
10F
19--20
19
1.5
1.11
110
0.02
9F
20--21
20
1.5
1.13
110
0.02
8F
21--22
21
1.5
1.15
110
0.02
7F
22--23
22
1.5
1.17
110
0.02
6F
23--24
23
1.5
1.19
110
0.02
5F
24--25
24
1.5
1.21
110
0.02
4F
25--26
25
1.5
1.23
110
0.02
图2-10WL——2系统图
表2-8WL——2排水水力计算
立管号
卫生器具
管段
当量
用途系数
设计秒流量
管径
坡度
名称
编号
Ng
α
qL/s
Demm
i
横支管
洗涤盆
0--1
1
1.5
0.51
75
0.02
WL-2
28F
1--2
1
1.5
0.51
110
0.02
27F
2--3
2
1.5
0.58
110
0.02
26F
3--4
3
1.
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