设计说明计算书.docx
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设计说明计算书
1设计任务及资料
1.1设计任务与内容
建筑内部生活和消防给水系统;建筑内部生活污废水排水系统;室内热水供应系统;室内消防供应系统。
1.2设计资料
1.2.1图纸资料
建筑首层平面图;建筑标准层平面图、地下室平面图、顶层平面图、建筑立面图、必要的剖面图、卫生间大样图等。
1.2.2文字资料
(1)本建筑建筑所在地区徐州市,建筑物层数8,有一层地下室。
(2)城市给水管网管径150mm,管顶埋深1.5m,位于办公楼的东侧,与楼间距18m。
城市可靠供水压力26mH2O。
(3)城市排水管网管径500mm,管底埋深2.5m,位于办公楼的东侧,与楼间距15m,冰冻线深度24cm。
2设计说明书
2.1建筑给水工程
根据资料,已知室外给水管网常年可保证水压为260KPa,故拟采用上下分区供水的方式,即1~4层及地下室由室外管网直接供水,采用下行上给式;5~9层为水泵水箱联合供水,管网上行下给式。
因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水,故在建筑物地下室内设置贮水池,屋顶水箱设置水位继电器自动启闭水泵。
2.2建筑排水工程
由于建筑物内卫生间类型,卫生器具类型均相同,采用生活污水和生活废水合流排放。
由于只设一根排水立管,为了排水安全,采取底层单独排放。
2.3建筑消防系统(消火栓系统)
根据《建筑设计防火规范》(GB50016—2006),本建筑室内消火栓用水量为15L/s,发生火灾时,有两个消火栓同时出水,每根竖管的流量为10L/s。
消火栓给水系统采用生活给水系统与消防系统分建的给水方式,消防泵下行上给供水,并在楼顶设置消防水箱以满足火灾初期用水。
每个消火栓水枪喷嘴口径19mm,充实水柱12m,采用衬胶带直径65mm,长度25m。
2.4雨水排水
该办公楼屋顶部分为坡面屋顶雨水排水不需要考虑,另一部分为平面屋顶并设有女儿墙,该部分需要考虑雨水排水,雨水排水为外排,使用檐沟排水并设置雨水落水斗。
2.5管道及设备安装要求
给水系统一律采用给水钢管,横干管均设置在第二层的吊顶内和地下层的吊顶内。
水箱、贮水池位于地下室,高位水箱位于屋顶的水箱间内。
水表装在该建筑物东侧墙外侧水表井内,并且其前后设置阀门,泄水管;贮水池进水管、高位水箱进水管,每根立管底部均设置截止阀;贮水池、高位水箱出水管设置止回阀。
排水系统出户管采用铸铁管,室内排水管采用排水塑料管,横支管采用标准坡度(通用坡度),立管每层设置检查口,并且立管伸顶通气。
3.设计计算
3.1室内给水系统的计算
3.1.1给水用水定额及是变化系数
查《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版),由规范中的表3.1.10可知,办公楼的最高日生活用水定额为30~50L,小时变化系数Kh为1.2~1.5。
根据建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度,选用员工最高日用水定额为
,一天一班,每班10小时。
取用用水变化系数Kh=1.5,查《建筑给排水设计手册》(第二版)知:
办公室的人数应由甲方或者建筑专业提供,当无法获得确切人数时按照5~7
(有效面积)/人计算(有效面积可按图纸算得,若资料不全可按60﹪的建筑面积估算)。
本工程按人均面积7平方米计算。
该八层办公楼面积为4665.6
,则有效面积为
。
总人数约为2799.36/7≈400人
3.1.2最高日用水量
3.1.3最高日最大时用水量
3.1.4设计秒流量按公式
本工程为办公楼,α=1.5
3.1.5屋顶水箱容积
本办公楼供水系统水泵自动启动供水。
每小时最大启动kb为4~8次,取kb=4次。
安全系数C可在1.5~2.0内采用,为保证供水安全,取C=2.0。
5至8层之生活用水由水箱供给,1至4层的生活用水虽然不由水箱供给,但是考虑市政给水事故停水,水箱仍应短时供下区用水(上下区设连通管),故水箱容积应按1至8层全部用水确定。
又因水泵向水箱供水不与配水管网连接,故选水泵出水量与最高日最大小时用水量相同,故
。
水泵自动启动装置安全可靠,屋顶水箱的有效容积为:
屋顶水箱钢制,尺寸为
,有效水深0.5m,有效容积0.5
另:
如果水泵自动启动装置不可靠,则根据《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版)3.7.5条,不宜小于最大用水时水量的50%。
3.1.6地下室内贮水池容积
本设计上区为设水泵、水箱的给水方式,因为市政给水管不允许水泵直接从管网抽水,故地下室设贮水池。
其容积
进入水池的进水管管径取DN25,按管中流速1.04m/s估算进水量,则由给水铸铁管水力计算表知
。
因无生产用水,故
。
水泵运行时间应为水泵灌满屋顶水箱的时间,在该时段屋顶水箱仍在向配水管网供水,此供水量即屋顶水箱的出水量。
在最高日平均小时来估算为
则
贮水池的有效容积为
。
校核:
水泵运行间隔时间应为屋顶水箱向配水管网配水(屋顶水箱由最高水位下降到最低水位)的时间。
仍然以平均小时用水量估算。
另:
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版)3.7.3条,如果没有详细的时间资料或为了方便设计,贮水池的调节容积亦可按最高日用水量的20%~25%确定。
如按最高日用水量20%计,则
经比较,二者相差太大,考虑停水是贮水池能够暂时供水,其容积按后者考虑,即贮水池的有效容积
。
生活贮水池钢制,尺寸为
,有效水深
,有效容积
。
3.1.7室内所需的压力
(1)1~3层室内所需的压力
根据计算用图2—1,下区1~4层管网水力计算成果见表2—1,
表2-11—4层给水管网水力计算表
管段编号
卫生器具名称,数量,当量
当量总数
∑N
设计秒流量q(l/s)
管径DN(mm)
流速v(m/s)
单阻i(kp/m)
管长(m)
沿程损失hy(kp)
洗涤盆
洗手盆
小便器
大便器
饮水器
1.5
0.5
0.5
0.5
0.25
0~1
1
1.5
0.3
20
0.93
1.53
0.5
0.765
续表2—1
1~2
2
3.0
0.52
25
0.94
1.20
1.0
1.2
2~3
2
1
3.5
0.56
25
1.06
1.4
0.5
0.7
3~4
2
2
4.0
0.6
25
1.13
1.59
0.9
1.43
4~5
2
2
1
4.5
0.64
25
1.21
2.0
0.75
1.35
5~6
2
2
2
5.0
0.67
32
0.70
0.5
0.75
0.32
6~12
2
2
3
5.5
0.7
32
0.74
0.5
2.3
1.15
7~8
1
0.5
0.1
20
0.31
0.3
0.9
0.19
8~9
2
1.0
0.2
20
0.62
0.73
0.9
0.65
9~11
3
1.5
0.3
20
0.93
1.55
0.9
4.13
10~11
1
0.25
0.05
15
0.29
0.3
2.7
0.85
11~12
3
1
1.75
0.35
20
1.09
2.04
3.0
3.6
12~13
2
2
3
3
1
7.25
0.81
32
0.86
0.65
1.8
2.34
13~14
4
4
6
6
2
14.5
1.14
40
0.90
0.60
3.6
2.16
14~15
6
6
9
9
3
21.75
1.40
50
0.66
0.237
4.2
0.99
15~16
8
8
12
12
4
29
1.60
50
0.75
0.304
10.35
3.15
16~17
8
8
12
12
4
29
1.60
50
0.75
0.304
15
4.56
17~18
30.83
由图2—1、表2—1可知
其中0.8为配水嘴距室内地面的安装高度。
选LXS—50N型旋翼式水表,其最大流量
,性能参数
。
则水表的水头损失
满足正常用水时<24.5kPa的要求,即
。
室内所需的压力
室内所需的压力与市政给水管网工作压力260kPa接近,可满足1~4层供水需求,不再进行调整。
2)5~8层室内所需的压力
上区5~8层管网水力计算成果见表2—2,计算简图为图2—2。
管段编号
卫生器具名称,数量,当量
当量总数
∑N
设计秒流量q(l/s)
管径DN(mm)
流速v(m/s)
单阻i(kp/m)
管长(m)
沿程损失hy(kp)
洗涤盆
洗手盆
小便器
大便器
饮水器
1.5
0.5
0.5
0.5
0.25
0~1
1
1.5
0.3
20
0.93
1.53
0.5
0.765
1~2
2
3.0
0.52
25
0.94
1.20
1.0
1.2
2~3
2
1
3.5
0.56
25
1.06
1.4
0.5
0.7
3~4
2
2
4.0
0.6
25
1.13
1.59
0.9
1.43
4~5
2
2
1
4.5
0.64
25
1.21
2.0
0.75
1.35
5~6
2
2
2
5.0
0.67
32
0.70
0.5
0.75
0.32
6~12
2
2
3
5.5
0.7
32
0.74
0.5
2.3
1.15
7~8
1
0.5
0.1
20
0.31
0.3
0.9
0.19
8~9
2
1.0
0.2
20
0.62
0.73
0.9
0.65
9~11
3
1.5
0.3
20
0.93
1.55
0.9
4.13
10~11
1
0.25
0.05
15
0.29
0.3
2.7
0.85
11~12
3
1
1.75
0.35
20
1.09
2.04
3.0
3.6
12~13
2
2
3
3
1
7.25
0.81
32
0.86
0.65
1.8
2.34
13~14
4
4
6
6
2
14.5
1.14
40
0.90
0.60
3.6
2.16
14~15
6
6
9
9
3
21.75
1.40
50
0.66
0.237
3.6
0.85
15~16
8
8
12
12
4
29
1.60
50
0.75
0.304
3.6
1.1
表2—25—8层给水管网水力计算表
由表2—2和图2—2可知
即
﹤
水箱安装高度不能满足要求,因此需要加压设备,采用气压罐增压。
3)气压罐容积计算
该住宅最高日最大时用水量为2.7m3/h,则水泵出水量为:
qb=1.2Qh=1.2×2.7=3.24m3/h
取αa=1.3nq=6,则气压罐水调节容积为:
Vq2=αaqb/4nq=1.3×3.24/(4×6)=0.18m3
取αb=0.75、β=1.1,则气压罐总容积为:
Vq=
查设计手册选择型气压罐。
3.1.8地下室加压水泵的选择
如图2所示,本设计的加压水泵为5~8层给水管网增压,但考虑市政给水事故停水,水箱仍应段时供下区用水(上下区设连通管),故水箱容积按1~8层全部用水确定。
水泵向水箱供水时不与配水管网相连,故水泵出水量按最大时用水量2.7m3/h(0.75L/s)计。
由钢管水力计算表可查得:
当水泵出水管侧Q=0.75L/s时,选用DN50的钢管,v=0.79m/s,i=0.562kPa/m。
水泵吸水管侧选用DN40的钢管,同样可查得,v=0.60m/s,i=0.283kPa/m。
由图2—3可知压水管长度36.3m,其沿程水头损失hy=0.118×36.3=42.8kPa。
吸水管长度1m,其沿程水头损失hy=0.283×1=2.83kPa。
故水泵的管路总水头损失为(42.8+2.83)×1.3=59.36kPa。
水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差:
31.5-(﹣2.8)=34.3mH2O=343kPa。
取水箱进水浮球阀的流出水头为20kPa。
故水泵扬程
水泵出水量如前所述为2.7m3/h。
按照系数为1.10,最后取水泵的扬程为46.4m。
选择IS50-32-200两台,其中一台备用。
IS50-32-200水泵转速2900r/min,流量,扬程52.5m,效率38%,电机功率5.5kW。
、
3.2消防栓给水系统计算
3.2.1消火栓的布置
该建筑长32.9m,款14.9m,高37.2m。
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2001版)第7.4.6.1条要求,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。
如图2—4所示。
水带长度取25m,展开时的弯曲折减系数C取0.8,消火栓的保护半径应为:
消火栓采用单排布置时,间距为
据此应在走道上布置3个消火栓(间距<20m)才能满足需求。
由于电梯前室在走廊内,因此不需要单独在电梯前室设置消火栓。
系统图如图2—5所示
3.2.2水枪喷嘴处所需的水压
水枪喷口直径选19mm,水枪系数φ值为0.0097;充实水柱Hm满足不小于10m,选Hm=13m,水枪实验系数αf值为1.21。
水枪喷嘴处所需水压
3.2.3水枪喷嘴的出流量
喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。
3.2.4水带阻力
19mm水枪配65mm水带,衬胶水带阻力较小,室内消火栓水带多为衬胶水带。
本工程选用衬胶水带。
查表知65mm水带阻力系数Az值为0.00172。
水带阻力损失:
3.2.5消火栓口所需的水压
为消火栓口水头损失,按20kPa计算。
3.2.6校核
设置的消防贮水高位水箱最低高程31.2m,最不利点消火栓栓口高程27.5m,则最不利点消火栓的静压力为31.2-27.5=3.7mH2O=37kPa。
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2001版)第7.4.7.2条要求,需增加加压设备,采用气压罐增压。
3.2.7水力计算
按照最不利点消防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2支,相邻消防竖管即x2,出水枪数为1支。
1点的水枪射流量
进行消火栓系统水力计算时,按图2—5以枝状管路计算,配管水力计算成果见表2—3
表2—3消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
设计秒流量
管长L(m)
DN(m)
v(m/s)
i(kPa/m)
i·L(kPa)
0-1
5.2
3.6
100
0.60
0.0804
0.29
1-2
5.2+5.6=10.8
25.8
100
1.25
0.309
7.97
2-3
10.8
11.8
100
1.25
0.309
3.65
3-4
10.8+5.2=16
6.5
100
1.85
0.685
4.45
4-5
16
10.5
100
1.85
0.685
7.2
∑f=
23.56
管路总水头损失为
消火栓给水系统所需总水压Hx应为
消火栓灭火总水量
选用消防泵XBD6/20-SLH型2台,1用1备,压力为0.6Mpa。
根据室内消防用水量,应设置两套水泵接合器。
3.2.8消防水箱
消防贮水量按贮存10min的室内消防水量计算。
选用水箱为钢制,尺寸为
有效水深1.7m,有效容积
消防水箱内的贮水由生活用水提升泵站从生活贮水池提升充满备用。
3.2.9消防贮水池
消防贮水池内的贮水满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算,即
消防贮水池规格为9m×5m×2.5m
3.2.10屋顶试验消火栓水压计算
消火栓系统最不利点充实水柱为12m水压为16.9mH2O,顶层消火栓到屋顶消火栓水头损失为:
h=0.0749×4.2=0.31mH2O
则屋顶消火栓水压为:
查表3-9得屋顶消火栓充实水柱约为8mH2O﹥7mH2O,满足要求。
3.3建筑内部排水系统的计算
3.3.1各层横支管水力计算
按式:
0.12α
+
计算排水设计秒流量,其中,α取2.5,卫生器具当量和排水流量按《建筑给水排水设计手册》(第二版)选取,计算出个管段的设计秒流量后查设计手册,确定管径和坡度(均用标准坡度)。
计算用图见图2—6,计算结果见表2—5。
1.卫生器具的排水量、当量流量及管径:
表2—4卫生器具排水当量及管径
卫生器具名称
排水流量(L/s)
当量
排水管管径(mm)
洗涤盆
0.33
1.0
50
洗手盆
0.1
0.3
50
小便器
0.1
0.3
50
大便器
1.5
4.5
100
饮水器
0.05
0.15
25
表2—5各层横支管水力计算
管段编号
排水当量总数Np
设计秒流量L/s
管径mm
坡度i
1~2
1
0.33
50
0.025
2~3
2
0.66
50
0.025
3~4
2.3
0.78
50
0.025
4~5
2.6
0.81
50
0.025
5~6
2.9
0.84
50
0.025
6~7
3.2
0.87
50
0.015
7~8
3.5
0.89
75
0.015
8~9
3.5
0.89
75
0.015
12~11
4.5
1.5
100
0.012
11~10
9.0
2.4
100
0.012
10~9
13.5
2.6
100
0.012
9~14
17.0
2.74
100
0.012
15~14
0.15
0.05
25
0.025
3.3.2立管计算
(1).立管最下部排水设计秒流量
本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相同。
采用生活污水与生活废水合流排放。
考虑到排水安全性问题,故采取底层单独排放,如图2—6所示。
17.15为每层污水当量,7为层数,0.15为最高层排水当量。
此值小于DN125无专用通气立管的排水量,故采用DN125普通伸顶通气的单立管排水系统。
出户管管径选DN150排水铸铁管,h/D=0.6,坡度为0.006时,其排水量为7.92L/s,流速为0.72m/s,满足要求。
(2)一层排水计算
查表5—8得此值小于DN100的排水立管的最大设计用水能力,故可采用DN100的排水立管排出。
出户管管径选DN100的排水铸铁管。
(3)立管水力计算
按式:
0.12α
+
计算排水设计秒流量,其中,α取2.5,卫生器具当量和排水流量按《建筑给水排水设计手册》(第二版)选取,计算出个管段的设计秒流量后查设计手册,确定管径。
计算用图见图2—6,计算结果见表2—6。
表2—6立管水力计算
管段编号
排水当量总数Np
设计秒流量L/s
管径mm
20~21
102.9
4.54
125
19~20
85.75
4.28
125
18~19
68.6
4.00
125
17~18
51.45
3.65
100
16~17
34.3
3.26
100
14~16
17.15
2.74
100
3.4雨水排水
该办公楼处于江苏徐州地区,该地区暴雨强度公式为
取该地区暴雨设计重现期为2年,由于为硬质屋顶取径流系数
为0.9.汇水时间为15min。
3.4.1汇水面积
F=21.6×(1+2﹪)×14.9=328.3m2
3.4.2雨水设计流量
=
查江苏省工程建设标准《雨水利用工程设计、施工与验收规范》选口径为75mm的雨水斗四只。
雨水排水立管用DN75的塑料管,分别设置在女儿墙边的四个角落。
参考文献
(1).《建筑给水排水设计手册》,陈耀宗、姜文源、胡鹤钧等,中国建筑工业出版社
(2).《建筑给排水实训指导》邓爱华,科学出版社
(3).《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)
(4).《给水排水工程课程设计指南》李亚峰、尹士君主编.化学工业出版社
(5).《给水排水工程标准图集》S1、S2、S3、S4、S5
(6).《建筑给水排水工程设计计算》李玉华,中国建筑工业出版社
(7).《建筑给水排水工程》,郎嘉辉主编,重庆大学出版社1997 TU991/47
(8).《给水排水工程快速设计手册》建筑给水排水工程、刘文镔主编
(9).《给水排水工程快速设计手册》水力计算表 李田、胡汉民主编 TU991-62/39:
5
(10).《建筑和小区给排水》水工业工程设计手册,中国建筑工业出版社2000。
(11).《建筑给水排水工程设计实例1》建设部建筑设计院编著中国建工业出版社
(12).《建筑给水排水工程设计实例2》建筑给排水工程设计实例编委会编,
(13).《给水排水设计手册》第1册常用资料中国市政工程西南设计研究院
(14).《给水排水设计手册》第11册常用设备中国市政工程西北设计研究院主编
(15).《给水排水设计手册》第2册建筑给水排水核工业第二研究设计院主编
(16).《给水排水设计手册》第12册器材与装置中国市政工程华北设计研究院编
(17).《建筑给水排水常用设计规范详解手册》姜文源主编中国建筑工业出版社1996
(18).《建筑给水交联聚乙烯(PEX)管道工程技术规程 DBJ/CT503-99
(19).《建筑给水聚丙烯管道(PP-R)管道工程技术规程 DBJ/CT501-99
(20).《建筑给水硬聚氯乙烯(PVC-U)管道工程技术规程》 DBJ/CT504-99
(21).《民用建筑给水排水设计技术措施》,刘振印、傅文华、张国柱
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