建筑给水排水工程课程设计.docx
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建筑给水排水工程课程设计.docx
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建筑给水排水工程课程设计
建筑给水排水工程课程大作业
学院:
土木建筑工程学院
班级:
环境1401班
姓名:
谢凡14232021
指导教师:
王锦
1.设计基本内容和要求
1.1设计资料
(1)工程概况:
该建筑为一幢7层高的多层建筑,该建筑为一类、耐火等级一级。
该幢楼包括四个单元,各单元各层的建筑结构基本相同(见建筑平面图)。
在该幢建筑物的北侧共建四个出口:
分别对应于每个单元,每个单元的每层有两个住户,每个住户为三室两厅的一套,每套间均设有厨房及两个卫生间。
该幢建筑物总建筑面积为8733.16m2,总高度为20.9m,标准层高为2.9m,一层地坪标高位±0.000m,冻土深度为0.7m。
(2)背景资料
本建筑水源为小区自备井,经给水泵站加压后供给小区各用水点,一层引入管压力不低于0.35MPa。
本建筑±0.00以上排水采用重力排水,±0.00以下采用压力提升排水。
污废水经污水管道收集后排入室外化粪池,经化粪池处理后,排入市政污水管网。
(3)建筑图纸:
首层及标准层。
(4)气候暴雨强度等条件按各位同学家乡考虑。
1.2设计主要内容
(1)多层建筑给水系统方式选择及设计计算,完成该建筑的给水系统平面图和系统图草图;
(2)多层建筑消防系统方式选择及设计计算,完成该建筑的消防系统平面图和系统图草图;
(3)多层建筑排水系统方式选择及设计计算,完成该建筑的排水平面图和系统图草图;
(4)多层建筑雨水系统方式选择及设计计算,完成该建筑的排水平面图和系统图草图;
(5)多层建筑热水系统方式选择及设计计算,完成该建筑的热水平面图和系统图草图;
1.3基本要求
(1)建筑给水、排水、消防、雨水、热水各系统的体制应当合理选择,注意技术先进性和经济合理性。
(2)根据选定的系统体制,按照相关设计手册,确定有关的设计参数、尺寸和所需的材料、规格等。
(3)平面图管线布置合理,并注意各管线交叉连接,注意立管编号。
1.4设计重点研究的问题:
建筑给水、排水、雨水、消防、热水系统的体制选择,尤其是消火栓系统、热水系统的设计计算。
1.5参考资料推荐:
[1]王增长,《建筑给水排水工程》第四版,中国建筑工业出版社1998
[2]高明远,《建筑给水排水工程学》中国建筑工业出版社2002
[3]严煦世,《给水排水工程快速设计手册》中国建筑工业出版社1998
[4]中国建筑工业出版社编,《建筑给水排水工程规范》,中国建筑工业出版社
[5]陈耀宗,《建筑给水排水设计手册》,中国建筑工业出版社1992
[6]《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003),《建筑设计防火规范》GBJ16-87,《高层民用建筑设计防火规范》GB50054-2001,《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001,《室外给水设计规范》GBJ13-86,《室外排水设计规范》GBJ14-87,《建筑中水设计规范》CECS30:
91,《居住小区给水排水设计规范》CECS57:
94
1.6评分标准:
(1)通过课程设计作业提高学生分析、解决实际问题和独立工作的能力,掌握必要的设计思路、计算方法。
(2)提交该建筑给水、消防、排水、雨水、热水系统设计说明书,设计计算书。
(3)提交设计建筑给水排水各系统设计草图。
(4)根据设计思路、计算方法正确性,计算结果准确性,给予成绩。
2.给水系统
2.1设计说明
根据设计资料,已知本建筑的水源为小区自备井,经给水加压泵站加压后供给小区各用水点。
所以室内给水采用水泵加压给水方式,不设水箱。
要求一层引入管压力不小于0.35MPa。
2.2设计计算
(1)给水用水定额及时变化系数
假设一户住4人。
查表2-2可知,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)和沐浴设备的普通住宅的用水定额(最高日)为180~320L/(人·d),小时变化系数Kh为2.5~2.0,使用时间为24h。
根据本建筑的性质和室内卫生设备之完善程度,选用住户的最高日用水定额为qd=260L/(人·d),用水时变化系数Kh=2.0。
该建筑一层标高为-0.00m,层高3.7m,且无用水设备,所以实际居住6层住户。
二~七层为标准层,层高2.9m。
(2)最高日用水量
Qd=m·qd=4×8×6×280/1000=53.76m3/d
(3)最高日最大时用水量
Qh=Qd/T·Kh=53.76/24×2.0=4.48m3/h
(4)设计秒流量
qg=0.2·U·Ng
同时出流概率U=
×100%
该住宅为普通住宅III型,U0参考值为1.5~2.5,取U0为2.5。
查表2-5,得到α的值为1.512×10-2。
(5)室内所需压力
根据图1给水管网水力计算用图,室内给水管网水力计算见表1室内给水管网水力计算表。
图1给水管网水力计算用图
图2给水管网平面图
表格1室内给水管网水力计算表
H1=17.2+0.8-(-0.9)=18.9mH2O=189kPa(其中0.8为配水嘴距室内地坪的安装高度)
H2=1.3×∑hy=1.3×27.53=35.789kPa
H4=50kPa(即最不利点水嘴的最低工作压力)
引入管处选LXL-100型螺翼式水表,其最大流量qmax=120m3/h,性能系数为Kb=qmax2/100=1202/100=144。
则水表的水头损失hd=qg2/Kb=(4.32×3.6)2/144=1.44kPa,即H3=1.44kPa。
每户入水口选择LXS-50N型螺翼式水表,其最大流量qmax=30m3/h,性能系数为Kb=qmax2/100=302/100=9。
则水表的水头损失hd=qg2/Kb=(0.52×3.6)2/9=0.004kPa,可忽略不计。
室内所需的压力
H=H1+H2+H3+H4=189+35.789+1.44+50=276.229kPa
要求一层引入管压力不低于0.35MPa,室内所需的压力小于该值,可满足1~7层供水要求。
(6)地下室加压水泵的选择
本设计的加压水泵是为1~7层给水管网加压,水泵出水量按最大时用水量4.48m3/h(1.24L/s)计。
由于要求一层引入管压力不低于0.35MPa,故水泵扬程为:
Hp=350+2.1=352.1kPa=35.21mH2O(其中2.1为15~16管段沿程水头损失)
根据表格2,选用水泵32LG6.5-15x3(H=45m,Q=6.5m3/h,N=2.2kW)2台,其中1台备用。
表格2LG、DL系列常用水泵规格、型号、参数一览表
3.消防系统
3.1设计说明
《建筑设计防火规范GB50016--2006》中规定:
8.4.3室内消火栓的布置应符合下列规定:
1.除无可燃物的设备层外,设置室内消火栓的建筑物,其各层均应设置消火栓。
单元式、塔式住宅的消火栓宜设置在楼梯间的首层和各层楼层休息平台上,当设2根消防竖管确有困难时,可设1根消防竖管,但必须采用双口双阀型消火栓。
干式消火栓竖管应在首层靠出口部位设置便于消防车供水的快速接口和止回阀;
2.消防电梯间前室内应设置消火栓;
3.室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。
栓口离地面或操作基面高度宜为1.1m,其出水方向宜向下或及设置消火栓的墙面成90°角;栓口及消火栓箱内边缘的距离不应影响消防水带的连接;
4.冷库内的消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内;
5.室内消火栓的间距应由计算确定。
高层厂房(仓库)、高架仓库和甲、乙类厂房中室内消火栓的间距不应大于30m;其它单层和多层建筑中室内消火栓的间距不应大于50m;
6.同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。
每条水带的长度不应大于25m;
7.室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。
建筑高度小于等于24m且体积小于等于5000m3的多层仓库,可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。
水枪的充实水柱应经计算确定,甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4层的厂房(仓库),不应小于10m;高层厂房(仓库)、高架仓库和体积大于25000m3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑,车站、码头、机场建筑等,不应小于13.0m;其它建筑,不宜小于7m;
8.高层厂房(仓库)和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其它建筑,应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮,并应有保护设施;
9.室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时,应设置减压设施;静水压力大于1.0MPa时,应采用分区给水系统;
10.设有室内消火栓的建筑,如为平屋顶时,宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓。
所以本设计采用每单元两根消防立管,每单元每层2个消火栓,布置在电梯的前室。
3.2设计计算
(1)消火栓的布置
该建筑为单元式建筑,每单元均有消防电梯。
所以采用每单元两根独立消防立管,给水方式为设水泵、水箱的消火栓给水方式。
每单元每层设置2个消火栓,布置在消防电梯的前室。
图3消防系统布置平面图(每单元及此图相同)
(2)水枪喷嘴处所需的水压
水枪喷口直径选19mm。
查表3-3,3-6,表3-7,表3-8,表3-9,表3-10,得水枪系数φ值为0.0097;充实水柱Hm要求不低于7m,选Hm=10m,水枪实验系数ɑf值为1.20m。
水枪喷嘴处所需水压:
Hq=ɑf·Hm/(1-φ·ɑf·Hm)=1.20×10/(1-0.0097×1.20×10)=13.58MH2O=135.8kPa
(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。
qxh=
=
=5.01L/s>5.0L/s
(4)水带阻力
19mm水枪配65mm水带,衬胶水带阻力较小,室内消火栓水带多位衬胶水带。
本设计选择衬胶水带。
水带长度为20m。
查表3-10,65mm衬胶水带阻力系数AZ值为0.00172。
水带阻力损失:
hd=AZ·Ld·qxh2=0.00172×20×5.22=0.93m
(5)消火栓口所需的水压
Hxh=Hq+hd+Hk=13.58+0.93+2=16.51mH2O=165.1kPa(Hk为消火栓栓口水头损失,按20kPa算)
(6)校核
设置的消防水箱最低水位高程为25.4m(该建筑处于南方冬季非供暖地区,水箱设置为室外不设水箱间)。
设置的最不利点消火栓栓口高程为17.2+1.1=18.3m,则最不利点消火栓口的压力为25.4-18.3=7.1mH2O=71kPa。
按《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014规定(高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力,当建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa),可不设增压设施。
(7)水力计算
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2支,相邻消防竖管x2,出水枪数为2支。
Hxh0=Hq+hd+Hk=13.58+0.93+2=16.51mH2O=165.1kPa
Hxh1=Hxh0+ΔH(0和1点的消火栓间距)+h(0~1管段的水头损失)
=16.51+2.9+0.22=19.63mH2O
1点的水枪射流量:
qxh1=
Hxh1=qxh12/B+AZ·Ld·qxh12+2
所以:
qxh1=
=
=5.14L/s
进行消火栓给水系统水力计算时,按图示管路计算,配管水力计算结果见表3。
图4消防系统
为保证消防车通过水泵结合器向消火栓给水系统供水灭火,对于建筑消火栓给水管网的管径不得小于DN100。
表格3消火栓给水系统配管水力计算
设有室内消火栓的建筑,如为平屋顶时,宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓。
管路总水
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