建筑给排水设计说明书.docx
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建筑给排水设计说明书
重庆大学本科学生课程设计任务书
课程设计题目
重庆市某住宅建筑给排水工程
学院
城市建设与环境工程学院
专业
给水排水工程
年级
2010级
已知参数和设计要求:
a)建筑资料:
重庆市某住宅位于重庆市沙坪坝区凤天路旁,共有九层,每层7户,每户建筑面积约为60~70平方米,共有1#,2#,3#三种户型。
其中1#和3#户型为二室二厅一厨一卫,2#户型为一室二厅一厨一卫。
每户厨房内设一套洗涤盆,卫生间内分别设蹲式大便器一个,淋浴器一个,洗脸盆一个。
b)给水水源:
室外给水干管位于建筑物的南面和北面的小区道路上,距建筑物外墙约8米,管径DN200,市政管网水压为320-450KPa,管网为长高压管网,管中心标高为-2.00米左右。
小区总给水干管保证有两股水源进水。
c)污水排放:
该建筑的污废水需经局部无害化处理后,方可进入市政污水管。
本建筑物南、北面的小区道路旁各有的DN300高密度聚乙烯(HDPE)塑料雨水管和污水管,距离建筑北面外墙5米之外,管底标高分别为雨水-2.20米,污水-2.70
d)建筑工作图:
底层、标准层、屋顶平面图;厨卫大样图;建筑正、背、侧立面
学生应完成的工作:
a)对本建筑进行给水排水及消防给水管道设计,屋面雨水排出由建筑学工种负责定位,由给水排水工种校核管径及布置管道。
b)手工绘制设计图纸两张(A1):
●底层、标准层及屋面给水排水及消防给水平面图一张(包括水箱间大样图);
●给水排水及消防给水系统图(轴测图)一张(包括厨房、卫生间给水排水大
c)按学校要求标准撰写计算说明书一册(≥15页):
设计题目,设计原始资料,设计任务,设计依据,采用方案的理由,必要的水力计算与构筑物的计算与选用,管道材料、接口形式及主要设备材料表等。
目前资料收集情况(含指定参考资料):
①王增长主编,《建筑给水排水工程》(第五版),中国建筑工业出版社;②中华人民共和国国家标准《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003),中国计划出版社;③中华人民共和国国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),中国计划出版社;④中国计划出版社编《建筑制图标准汇编》,2003年1月,中国计划出版社;⑤国家建筑标准设计《给水排水标准图集》合订本:
S1,S2,S3,中国建筑标准设计研究所编制。
课程设计的工作计划:
D1:
准备设计工具,熟悉建筑工作图,初步确定给排水及消防给水方案,画出生活及消防给水系统原理图。
D2:
画出生活给水、生活污废水、雨水及消防给水系统计算草图。
D3:
画出给水排水厨房、卫生间及水箱间大样;D4:
进行生活给水、生活污废水、雨水及消防给水系统计算。
D5:
做图,写计算说明书。
任务下达日期2014年9月2日
完成日期2014年11月20日
指导教师(签名)
学生(签名)
建筑给水排水课程设计
一、设计原始资料
1、设计目的
课程设计是学生在完成“建筑给水排水工程”理论学习后,将理论用于实践的重要环节。
通过课程设计,巩固已学的基础课及专业课知识,训练学生综合运用所学的知识分析与解决实际问题,培养学生独立完成多层建筑室内给水排水、雨水及消防给水工程设计的能力。
要求通过课程设计使学生熟悉多层建筑室内给水排水、雨水及消防给水管道的设计原则、步骤和方法以及设计说明书的内容与编制方法。
以常见的典型低层建筑——7-9层住宅作为本课程教学任务,课程设计要求给排水及消防系统明晰,并应用少量简单的给排水构筑物及设备。
2、设计题目
重庆市某住宅建筑给排水工程
3、设计原始资料
1)工程概况
重庆市某住宅位于重庆市沙坪坝区凤天路旁,共有九层,每层7户,每户建筑面积约为60~70平方米,共有1#,2#,3#三种户型。
其中1#和3#户型为二室二厅一厨一卫,2#户型为一室二厅一厨一卫。
每户厨房内设一套洗涤盆,卫生间内分别设蹲式大便器一个,淋浴器一个,洗脸盆一个。
2)给水水源
室外给水干管位于建筑物的南面和东面的小区道路上,距建筑物外墙约8米,管径DN200,市政管网水压为320~450KPa,管网压力周期性不足,管中心标高为-2.00米左右。
小区总给水干管保证有两股水源进水。
3)污水排放
重庆市目前正在建设污水处理厂和城镇三级污水管网,该建筑的污废水仍需进行局部无害化处理后,方可进入市政污水管。
本建筑拟采用粪便污水与生活废水合流排放,经化粪池处理后,再进入市政污废水管道的生活污水排放方式。
本建筑物南、北面的小区道路旁各有的DN300高密度聚乙烯(HDPE)塑料雨水管和塑料污水管,距离建筑北面外墙5米之外,管底标高分别为雨水-2.20米,污水-2.70米。
4)建筑图纸
●一层平面图
●标准层平面图
●屋顶平面图
●各户型大样图
●建筑剖面图和立面图
4、设计内容
1)给水、排水、雨水及消防给水管道设计
2)绘制设计图纸
●一层、标准层、屋面层给水、排水、雨水及消防给水平面图一张
●给水排水及消防给水系统图一张(给水节点详图及施工大样图如室内卫生设备安装、水表节点、室内消火栓、管道穿墙基础大样、化粪池等图可采用或参考标准图集。
可以不绘出,但应给出标准图的编号)。
●厨房、卫生间及水箱间的给排水管道大样图(含平面图、剖面图或系统图)
3)说明书
●说明书内容包括:
设计题目,设计原始资料,设计任务,设计依据,采用方案的理由,必要的水力计算与选用,管道材料与接口形式及主要材料表等。
5、设计步骤
1)明确设计任务
根据设计原始资料,熟悉建筑平面图、剖面图,了解各层卫生器具设置位置及数量,从本专业的角度校核(上下层卫生间尽可能在同一垂直平面上,卫生器具布置尽可能靠近并在同一直线上,要有利于施工等),若不合理应与建筑工种协商。
2)给水排水管线布置
根据管线布置原则,进行生活给水、生活污废水,雨水及消防系统的管线布置,并在此基础上,绘制计算草图。
3)设计计算
管道定线及管材选定后,即可进行水力计算,其步骤如下:
●生活给水
①确定用水量标准qd及时变化系数kh
②计算最高日用水量Qd
③计算最大时用水量Qh及平时用水量Qp
④根据计算草图,在流量变化处标明节点,进行编号及划分计算管段
⑤根据卫生器具数量及给水当量数确定各计算管段设计秒流量qg
⑥进行水力计算,按流速范围根据设计秒流量计算各管段的管径和水头损失,列于水力计算表中。
⑦水表选择及水表水头损失的计算
⑧屋面水箱计算
●消防给水
①根据《建筑设计防火规范》规定,确定消火栓系统相关技术参数
②确定消火栓直径,水枪喷嘴口径及水龙头带直径、长度
③水枪喷嘴所需水压Hq计算
④水龙带水头损失hd计算
⑤消火栓口所处需水压Hxh
⑥进户管处消防给水所需总压力(mH2O)
⑦水泵接合器设置
●排水工程
①管道水力计算
②化粪池的计算
●雨水工程
布置雨水管,采用外排水系统。
计算雨水立管管径。
4)绘制平面图及系统图
要求按A1图纸,手工绘制,图纸表达应正确,图面应清晰,字迹应工整。
●平面图
①卫生器具以图例表示。
②管道以图例表示,应注明管径,排水管道还应注明坡度、坡向。
③给水、排水、雨水、消防给水管道立管应分别编号。
④平面图数应与设置卫生器具的建筑物层数相对应,如果一些楼层的卫生器具与管道布置相同时,可只画一层和相应的标准楼层的平面布置图,并说明哪些层楼给排水管道布置相同。
⑤一层平面应画出给水引入管与污水、废水及雨水排出管的位置,检查井、阀门井、水表井及化粪池的位置、尺寸等,并标注相应的技术参数和设备规格。
⑥一层平面图还应绘出室外消火栓、水泵结合器以及消防引入管位置,并标注相应的技术参数和设备规格。
⑦绘制卫生间、厨房、屋顶水箱等在楼层平面图中表达不清部位的大样图,大样图一般应包括平面、剖面、系统图等。
●系统图
①按工程制图的标准分别绘制给水系统图、排水系统图。
②若各层卫生器具与管道布置相同时,可只绘一层和标准层的给排水管道,并说明其余各层同该层。
③系统图中应标出各楼层标高、管道直径、长度及横管的标高,排水管道还应注明坡度、坡向,管道起坡点的标高。
5)编写设计说明书
说明书应按上述设计步骤编写,还应包括前言、目录、摘要、关键词、正文、总结、参考文献。
说明书中应有必要的方案比较分析及设计草图、计算表格,总页数应不少于15页。
6、时间分配见下表
序号
设计内容
天数
1
熟悉设计任务书及有关资料、图纸
0.5天
2
建筑给水排水方案优选并绘制设计草图
1.0天
3
设计计算
1.0天
4
绘制建筑给水排水平面及系统图
1.5天
5
整理说明书
1.0天
6
合计
5天
7、主要参考资料
1.太原工业大学等编《建筑给水排水工程》(第五版),中国建筑工业出版社;
2.陈耀宗等主编《建筑给水排水设计手册》,中国建筑工业出版社,1992年;
3.姜文源主编《建筑灭火设计手册》,中国建筑工业出版社,1997年;
4.核工业部第二研究设计院主编《给水排水设计手册》第1,2,10,11册,中国建筑工业出版社,2001年;
5.《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水》,中国建筑标准设计研究所,2003年;
6.《全国通用给水排水标准图集》,S1,S2,S3;
7,《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003),中国计划出版社;
8,《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)。
二、给水系统
2.1给水系统布置原则
根据规范,室内生活给水管道宜布置成枝状管网,单向供水。
给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。
给水管道不宜穿越橱窗、壁柜、给水管道不得穿过大便槽和小便槽,且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。
塑料给水管道在室内宜暗设。
明设时立管应布置在不易受撞击处,如不能避免时,应在管外加保护措施。
塑料给水管道不得布置在灶台上边缘;明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m,距燃气热水器边缘不宜小于0.2m。
达不到此要求时,应有保护措施。
根据以上规定,在建筑物平面图上进行给水管网的布置。
水井中,各户水管间间距200mm,便于水表和阀门的安装。
洗脸盆和盥洗槽的冷水给水点标高为450mm,具体安装图详见标准图集99S304。
蹲便器的冷水给水点标高为500mm,具体安装图详见标准图集99S304。
淋浴器的冷水给水点标高为900mm,具体安装图详见标准图集99S304。
洗衣机的高度一般不超过1000mm,将洗衣机的冷水给水点标高设置为1200mm。
1)尽量利用外部给水管网的水压直接供水。
在外部管网水压和流量不能满足整个建筑物用水要求时,则建筑物下层利用外网水压直接供水,上层可设置加压和流量调节装置供水。
2)除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外,一般情况消防给水系统宜与生活和生产给水系统公用一个系统,但应注意生活给水管道水质不能被污染。
3)生活给水系统中,卫生器具处的静压力不得大于0.60MPa。
各分区的最低卫生器具处的配水点静水压不得大于0.45MPa,(特殊情况下不得大于0.55MPa),水压大于0.35MPa的入户管,宜设减压或调压装置。
4)生产给水系统的最大静水压力,应根据工艺要求、用水设备、管道材料、管道配件、附件、仪表等工作压力确定。
5)消火栓给水系统最低处火栓,最大静水压力不应大于1.0MPa,如果大于0.50MPa应采取减压措施。
2.2给水方式的比选
该建筑有9层楼,由于多层、高层建筑对消防给水的安全可靠要求严格,故该建筑独立设计生活给水系统、消防给水系统。
市政提供水压为0.32-0.45MPa,管中心标高为-2.00米左右,可以估算第9层的压力H=120+40*(n-2)kPa=120+40*(9-2)=400kPa,管网压力周期性不足,可设置屋顶水箱解决。
同时底层住户可能出现水压过大的情况,应设减压阀。
该建筑内设置有专用的水井,各用户的水表设置在该用户所在的楼层的水井里,该建筑其他地方不适合给水管的布置。
为了解决管网供水周期性不足的问题,采用设屋顶水箱供水的供水方式。
备选方案:
方案一:
单设屋顶水箱的供水方式。
该方式供水安全性好,供水稳定,但水箱中水质易受污染,屋顶荷载增加。
方案二:
市政直接供水,前5层每层的入户管上安装减压阀。
该供水方式直接简单,但是减压阀易坏,检修不便,维护费用高。
方案三:
市政直接供水,前5层总的引入管上安装减压阀。
该供水方式直接简单,且减压阀数量少,便于检修和维护。
方案四:
环状布置。
供水稳定最强,但是管线复杂,造价高,不易维护管理。
由于是多层的住宅,没有必要做成环状管网。
综合考虑,选用方案一。
2.3给水设计流量和水力计算
2.3.1相关参数的确定:
住宅用水量定额及小时变化系数如下表:
住宅
类别
卫生器具设置标准
用水定额(L/人·d)
小时变化系数Kh
普
通
住
宅
Ⅰ
有大便器、洗涤盆
85~150
3.0~2.5
Ⅱ
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备
130~300
2.8~2.3
III
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、集中热水供应(或家用热水机组)和沐浴设备
180~320
2.5~2.0
别墅
有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、洒水栓,家用热水机组和沐浴设备
200~350
2.3~1.8
根据该住宅的情况,选择qd=250L/人·d,Kh=2.5,平均每户按3.2人计算。
根据规范:
卫生器具
淋浴器
洗脸盆
蹲式大便器
双格洗涤盆
洗衣机
当量总数
当量数
0.75
0.75
0.50
1.00
1
流量
0.15
0.15
0.10
0.20
0.2
DN
15
15
15
15
15
户型1
1
1
1
1
1
4
户型2
1
1
1
1
1
4
户型3
1
1
1
1
1
4
户型1
户型2
户型3
标准层户型数
4
2
1
各户型当量总数
16
8
4
标准层当量总数为:
16+8+4=26
给水系统图
2.3.2最高日用水量Qd
Qd=mqd(L/d)
式中:
m——用水单位数(人),每户平均按3.2人计,
根据计算可得Qd=(7×3.2×9-3.2)×250/1000=49.6m3/d,
2.3.3最大时用水量Qh及平均时用水量Qp
Qh=
(L/h)
Qp=
(L/h)
式中:
T——建筑物每日用水时间,采用T=24h
Qh--最大小时用水量,m3/h;
Kh--时变化系数;
Qp--平均时用水量,m3/h。
计算可得Qh=49.6×2.5/24=5.17m3/h
2.3.4水力计算
(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(%);
αc--对应于不同U0的系数;
Ng--计算管段的卫生器具给水当量总数
根据U0查表可得αc的值
(3)计算管段的设计秒流量:
给水立管部分
总给水当量
U
设计秒流量(L/s)
DN(mm)
De(mm)
V(m/s)
i(m/m)
管道长度(m)
水头损失(m)
28
0.209
1.17
32
40
1.15
0.045
2.9
0.169
56
0.153
1.72
40
50
1.03
0.028
2.9
0.105
84
0.129
2.17
50
63
0.82
0.014
2.9
0.052
112
0.114
2.56
50
63
0.97
0.018
2.9
0.067
140
0.104
2.92
50
63
1.1
0.023
2.9
0.086
168
0.097
3.25
50
63
1.23
0.028
2.9
0.105
196
0.091
3.57
50
63
1.35
0.033
2.9
0.124
224
0.086
3.87
50
63
1.47
0.039
2.9
0.147
252
0.083
4.17
70
75
1.08
0.018
2.9
0.067
室内管道部分
户型
总给水当量
U
设计秒流量(L/s)
DN(mm)
V(m/s)
i(m/m)
L(m)
水头损失(m)
户型一
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
0.7
0.054
1.25
0.93
0.23
20
0.61
0.271
2.2
0.077
2.00
0.76
0.30
20
0.79
0.422
3
0.164
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
0.7
0.051
户型二
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
1.8
0.131
1.25
0.93
0.23
20
0.61
0.271
2
0.070
2.00
0.76
0.30
20
0.79
0.422
3.9
0.213
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
0.5
0.036
户型三
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
9.7
0.711
1.25
0.93
0.23
20
0.61
0.271
0.8
0.028
2.00
0.76
0.30
20
0.79
0.422
0.3
0.016
0.75
1.00
0.15
15
0.75
0.564
2.3
0.168
2.3.5给水引入管的设计流量确定
当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时,应取建筑物内的生活用水最高日最大时流量作为给水引入管的设计流量。
给水管距建筑外墙1.5m。
Q=5.65m3/h
故,引入管管径为Dn=50mm,流速V=0.8m/s
给水引入管干管埋深0.7m
屋面生活水箱计算
1生活水箱有效容积Vsb宜按用水人数和最高日用水定额确定,即
Vsb=Qd=49.6m3
式中:
Vsb——水箱的有效容积(m3);
②生活水箱尺寸
水箱置于屋面楼梯间顶上,初定长L=6m,宽B=4m,
生活水箱贮水高度hs
hs=
=49.6/(6×4)=2.07m保护高取0.3m。
式中:
L——水箱的长(m);B——水箱的宽(m)。
③生活水箱最低水位标高Zs
Zs=H1+H2+H3+HB=23.2+0.92+5+0.1=29.22m
式中:
Zs——生活水箱最低水位标高(m);
H1——室内最不利配水点的标高(m);
H2——水箱生活用水出口至最不利配水点的管道总水头损失(mH2O);
H3——最不利配水点所需的流出水头(mH2O);
HB——水流通过分户表的水头损失(mH2O)。
④计算水箱进水口处所需水压H,并与室外管网水压Ho进行比较
H=(Zs+hs+0.15-Zo)+h2+h3+hB
=29.22+2.07+0.15+2+0.93+3=37.37m
式中:
H——水箱进水口处所需水压(mH2O);
0.15——水箱进水管安装位置距最高水面高度;
Zo——室外引入管起点的管中心标高(m);
h2——室外水表井至水箱进水口处管道总水头损失(mH2O);
h3——水箱进水口处所需的流出水头(mH2O);
hB——水流通过建筑物总水表的水头损失(mH2O)。
市政管网供水压力为320-450Kpa,能够满足。
三、消防系统
3.1相关参数的确定
根据《建筑设计防火规范》规定,大于等于8层的住宅应采用两股水柱,消火栓用水量5L/s,每股水柱最小流量2.5L/s,每根立管最小流量为5L/s,同时使用水枪数量2支。
消火栓直径采用50mm,水枪喷口口径采用16mm,水龙带长25没、直径50mm。
消防系统布置图
3.2消火栓保护半径的计算
R=C·Ld+Hmsina
式中R--消火栓保护半径,m;
Ld--水带长度,m;本设计中取最大值25m。
C--水带展开时的弯曲折减系数,一般取0.8~0.9,本设计中采用0.8;
Hm--水枪充实水柱长度,m;根据本次设计条件,查表得Hm=10m。
因此,消火栓的保护半径为
R=C·Ld+h=
=27.1m
3.3水枪喷嘴所需水压Hq计算
Hq=
(mH2O)
式中:
Hq——水枪喷嘴造成设计充实水柱长度所需水压(mH2O);
Hm——充实水柱长度,取Hm=10m;
af——水枪实验系数,查表得:
Hm=10m时,
=1.20;
φ——与水枪喷嘴口径有关的阻力系数,查表得:
采用DN16时,
=0.0124。
则水枪喷嘴处压力
:
=
水枪喷嘴的出流量:
Qxh1=(0.793×14)0.5=3.33L/s
式中B--水枪水流特性系数,查表得:
采用DN16喷嘴,B=0.793;
满足水枪射流量大于2.5L/s的要求
3.4水龙带水头损失hd
=
×
×
(4.4)
式中hd--水带阻力损失,m;
Az--水带阻力系数;
Ld--水带有效长度,本设计中为25m;
qxh--水枪喷嘴出流量,L/s。
本设计中,16mm的水枪配50mm的衬胶水带,查表可知50mm的水带阻力系数Az值为0.00677。
因此,水带阻力损失为:
hd=
×
×
==0.00677×25×3.32=1.87m
3.5消火栓口所处需水压Hxh
Hxh=Hq+hd+Hk
式中Hxh--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;
消防最不利情况布置图
Hxh1=Hq1+hd1=14.1+1.87=15.97mH2O
3.6进户管处消防给水所需总压力(mH2O
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