建水课设.docx

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建水课设

四川理工学院课程设计

某综合楼给排水工程设计

学生：

刘川江

学号：

12141020208

专业：

给水排水工程

班级：

12级2班

指导教师：

董建威

四川理工学院建筑工程学院

二○一五年一月

四川理工学院

建筑工程学院课程设计任务书

设计题目：

《某综合楼给排水工程设计》

专业：

给排水工程班级：

2012学号：

学生：

指导教师：

接受任务时间2014.12.01

教研室主任（签名）　　

1．课程设计的主要内容及基本要求

一.课程设计内容：

（A）项目简介

根据有关部门批准的建设任务书，拟在某市修建一综合楼，地上9层，建筑面积约为8000㎡,建筑高度为28.50m。

一层为商业用房，层高4.50米；二至九层为普通住宅，层高3.00米。

（B）设计资料

上级主管部门批准的设计任务书

建筑给水排水设计规范

建筑防火设计规范

高层民用建筑设计防火规范

自动喷水灭火设计规范

建筑设计资料

建筑物各层平面图等。

根据建筑物的性质、用途及建设单位的要求，室内要设有完善的给排水卫生设备。

生活供水要安全可靠，水泵要求自动启闭。

该建筑物要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统和自动喷水灭火系统。

屋面雨水采用内排水系统。

室内管道全部暗敷。

城市给水排水资料

1.给水水源

建筑以城市自来水管网作为给水水源。

建筑物前面道路有一条市政给水可供接管，给水管管径DN200，常年水压不低于200Kpa。

最低月平均气温7℃，总硬度月平均最高值10德国度，城市管网不允许直接吸水。

2.排水条件

本地区有集中污水处理厂，城市污水处理率为85％，城市排水体制为雨水、污水分流制。

市内生活污水需经化粪池处理后排入城市污水管道。

本建筑右后方有一条市政污水管和一条市政雨水管预留的检查井可供接管。

（C）设计内容

要求完成课程设计指导教师提供的电子文件（《某综合楼建筑平面图》）中涉及给排水专业施工图设计所需的全部内容，具体项目包括给排水管道平面布置及系统图（轴测图）、消防管道平面布置及系统图（轴测图）、自动喷水灭火系统管道平面布置及系统图（轴测图）、干粉灭火器平面布置、卫生间给排水大样图；绘制屋顶水箱、水泵房、贮水池等附属构筑物给排水大样图或指明所选标准图集等。

二.设计要求

设计结束时，要求提交如下设计成果：

（一）所有图纸均采用A2或A3工程图，且不少于6张，并采用计算机出图；对每个管道系统进行水力计算，形成水力计算书。

（二）设计说明书、计算书，装订成册。

设计说明书包括工程概述、设计依据、原始资料、建筑给排水各系统的说明（给水排水方式的比较与选择，系统构成，主要设备的型号、规格，管道的布置）。

设计计算书包括最高日用水量，最大时用水量、各系统的水力计算、设备及构筑物的参数计算，并附有足够的计算草图。

要求说明书内容完整、条理分明、计算参数选择合理、计算正确。

要求图纸内容能完整、正确地表达设计的内容，制图符合给水排水工程制图标准，给水排水管线与建筑线分明，图面整洁。

（三）提供纸质成果一式两份（按四川理工学院课程设计（论文）规范编撰）；同时，提供电子文件一份（通过电子邮件发给课程设计指导教师）。

三.其他要求

1、未注明事项，严格按四川理工学院课程设计（论文）管理要求完成，并注意图纸、论文题目名称要与课程设计（论文）任务书的设计（论文）题目一致。

2、课程设计任务书纸质文件最迟在提交课程设计成果前到指导教师处领取，并按要求装入课程设计论文中。

2．指定查阅的主要参考文献及说明

［1］《建筑给水排水工程》，王增长主编，中国建筑工业出版社，第六版

［2］《建筑给水排水设计手册》，陈耀宗等主编，建筑工业出版社，1992年12月第一版

［3］《全国民用建筑设计技术措施—给水排水》，中国建筑标准设计研究所，2003年版

［4］国家给排水标准图集S1，S2，S3

［5］《给水排水工程专业课程设计指南》，李亚峰等编著，化学工业出版社，2003年10月第一版

［6］《建筑给水排水工程设计实例（上）、（下）》，建设部建筑设计院编著，中国建筑工业出版社，2001年4月第一版

［7］《高层建筑给水排水设计手册》，陈方肃主编，湖南技术科学出版社，2001年5月第二版

［8］《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）

［9］《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—2006（2010年版）

［10］《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2003

［11］《给水排水制图标准》GB/T50106—2001

［12］《建筑设计防火规范》GB50016—2006

［13］《泵站设计规范》GB/T50265-97

［14］《建筑灭火器配置设计规范》GB50140－2005

摘要

本设计是九层综合楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统。

本园区生活用水由地下生活水泵房供给，给水系统采用分区供水，由生活水泵房中的微机变频调速水泵机组供水。

排水系统采用污、废水合流制，室内一层及以上污废水重力自流排入室外污水管道，地下室污废水采用潜水泵提升至室外污水井。

污水经化粪池处理后，排入市政污水管。

本建筑雨水采用内排雨水系统，屋面雨水经雨水斗和室内雨水管排至室外雨水检查井。

本工程消火栓给水系统用水由地下消防水泵房供给。

消防水池与自动喷水系统合用。

本工程消防系统为湿式系统，竖向分为两个区：

地下一层至五层为低区;六至二十七层为高区。

在本建筑西侧原有建筑五层顶设置消防水箱，供低区消火栓系统初期灭火用水，与喷洒系统合用。

在建筑屋顶消防水箱间内设置消防水箱，供高区消火栓系统初期灭火用水，与喷洒系统合用。

消火栓系统采用两路供水，水平管与竖向管构成环状。

本工程地下及地上每层均设自动喷水灭火系统，系统用水由地下消防水泵房供给，与室内消火栓系统合用。

消防泵房内设喷洒泵两台，一用一备。

由湿式报警阀直接控制喷洒水泵启动。

关键词：

给水排水工程；高层建筑；综合办公楼；自动喷水灭火系统；节能。

摘要5

前言8

第1部分方案设计说明书9

1.1工程概况9

1.2设计依据9

1.3设计内容9

2.设计任务及设计资料9

2.1设计题目9

2.2设计任务9

2.3设计资料10

2.4设计要求10

3.设计方案的说明10

3.1给水系统11

3.1.1给水设计方案的选择11

3.1.2给水系统的组成12

3.1.3贮存增压设备的选择12

3.1.4给水管道的布置12

3.2排水系统12

3.2.1污废水排水系统的设计13

3.2.2屋面雨水排水系统的设计13

3.3消防系统14

3.3.1消火栓系统的设计14

3.3.2自动喷水灭火系统的设计14

3.3.3气体灭火器系统的设计15

4.室内给水系统的设计计算16

4.1给水定额及时变化系数16

4.2室内给水管网水力计算16

4.2.1用水量计算16

4.2.2水箱容积计算16

4.2.3贮水池容积计算17

4.2.4管网水力计算18

5.室内排水系统的设计计算21

5.1建筑内部污废水排水系统的计算21

5.2屋面雨水排水系统的计算24

6.消防系统的设计计算26

6.1室内消火栓系统的设计计算26

6.1.1消火栓的间距确定26

6.1.2消火栓口处所需压力的确定26

6.1.3消火栓管道管径的确定26

6.1.4消防泵扬程和流量的确定27

6.1.5消防水池和消防水箱容积的确定27

6.1.6消防水箱高度的校核28

6.2自动喷水灭火系统的设计计算28

6.2.1系统的设计数据29

6.2.2自动喷水灭火系统的水力计算29

6.2.3自动喷水灭火水泵的选择30

7.结束语30

参考文献32

致谢辞33

前言

随着经济的快速发展和科学的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。

进入21世纪以来，高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展、高层建筑成为现代化大都市的一种标志。

高层建筑不同于低层建筑，它具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。

所以必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好情况，满足各类高层建筑的功能要求。

高层建筑给排水工程的中心任务是为人们提供方便、卫生、舒适以及安全的生产、生活环境。

本次课程设计主要为某商住楼设计给水系统，排水系统，消防系统以及屋面雨水排水系统。

本工程给水方式采用分区供水方式,给水管网的布置方式为环状式，这样可减小静水压力，提高供水可靠性。

排水系统生活污水与废水一起经化粪处理池处理后排至小区的污水管道，雨水经收集后排入雨水管道。

室内消防给水管网布置成独立的环状管网系统，采用水泵加压与水箱联合给水方式。

根据相关资料与国家标准设计规范，完成某综合楼给排水的设计计算和一系列相关图纸。

通过本次课程设计，加强学生对排水工程理论知识的理解，培养学生的设计思路，并且引导同学深入思考问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。

第1部分方案设计说明书

1.1工程概况

根据有关部门批准的建设任务书，拟在某市修建一综合楼，地上9层，建筑面积约为8000㎡,建筑高度为28.50m。

一层为商业用房，层高4.50米；二至九层为普通住宅，层高3.00米。

1.2设计依据

已批准的初步设计文件；

建设单位提供的本工程有关资料和设计任务书；

建筑和有关工种提供的作业图和有关资料；

国家现行有关给水、排水、消防和卫生等设计规范及规程。

1.3设计内容

本设计包括生活给水系统，排水系统，消火栓系统，自动喷水灭火系统及室外给排水总平面设计。

2.设计任务及设计资料

2.1设计题目

某综合楼给排水工程设计

2.2设计任务

根据所提供的基础设计资料和图纸以及运用所学的建筑给水排水工程的相关知识，进行某市新建某综合楼的给排水设计。

2.3设计资料

根据有关部门批准的建设任务书，拟在某市修建一综合楼，地上9层，建筑面积约为8000㎡,建筑高度为28.50m。

一层为商业用房，层高4.50米；二至九层为普通住宅，层高3.00米。

建筑以城市自来水管网作为给水水源。

建筑物前面道路有一条市政给水可供接管，给水管管径DN200，常年水压不低于200Kpa。

最低月平均气温7℃，总硬度月平均最高值10德国度，城市管网不允许直接吸水。

本地区有集中污水处理厂，城市污水处理率为85％，城市排水体制为雨水、污水分流制。

市内生活污水需经化粪池处理后排入城市污水管道。

本建筑右后方有一条市政污水管和一条市政雨水管预留的检查井可供接管。

2.4设计要求

1.根据建筑物的性质、用途及建设单位的要求，室内要设有完善的给排水卫生设备。

生活供水要安全可靠，水泵要求自动启闭。

该建筑物要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统和自动喷水灭火系统。

屋面雨水采用内排水系统。

室内管道全部暗敷。

2.所有图纸均采用A2或A3工程图，且不少于6张（包括给排水管道平面布置及系统图（轴测图）、消防管道平面布置及系统图（轴测图）、自动喷水灭火系统管道平面布置及系统图（轴测图）、干粉灭火器平面布置、卫生间给排水大样图；绘制屋顶水箱、水泵房、贮水池等附属构筑物给排水大样图或指明所选标准图集等。

），并采用计算机出图；对每个管道系统进行水力计算，形成水力计算书。

3.设计说明书包括工程概述、设计依据、原始资料、建筑给排水各系统的说明（给水排水方式的比较与选择，系统构成，主要设备的型号、规格，管道的布置）。

设计计算书包括最高日用水量，最大时用水量、各系统的水力计算、设备及构筑物的参数计算，并附有足够的计算草图。

要求说明书内容完整、条理分明、计算参数选择合理、计算正确。

要求图纸内容能完整、正确地表达设计的内容，制图符合给水排水工程制图标准，给水排水管线与建筑线分明，图面整洁。

3.设计方案的说明

3.1给水系统

3.1.1给水设计方案的选择

本设计为地上9层，地下1层的高层商住楼，因城市管网常年水压200Kpa，远不能满足用户用水要求，故需考虑加压提升供水。

以“技术先进、供水安全可靠、经济合理”为原则，选择一个合理的给水方式。

常用的给水方式主要有水泵-水箱联合供水、变频泵加压供水和气压供水。

气压给水方式适用于市政管网水压经常不足、供水稳定要求低、不宜设高位水箱的建筑，由于该商住楼对供水稳定有一定要求，故本次设计不考虑采用气压供水方式。

其余两种方案优缺点比较见表

供水方案的比较

水泵-水箱联合供水

变频泵供水

优点

低区由市政管网直接供水，高区由高位水箱直接供给；水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积，水泵出水量恒定，能保持在高效区运行；水泵数量少，设备费用低，管理维护简单；泵房面积小。

低区由市政管网直接供水，高区由高位水箱直接供给；不设置水箱，不占用楼层面积，经济效益好。

缺点

水泵动力费用高

水泵出水量不稳定；水泵数量多，设备费用高，管理维护复杂；占泵房面积大，动力费用高。

通过表中水泵-水箱联合供水与变频泵供水两者之间的比较，通过技术经济、供水安全可靠性分析可确定采用水泵-水箱联合供水方式。

根据GB50015-2009《建筑给水排水设计规范》可知：

高层建筑生活给水系统应竖向分区，且须符合下列要求：

（1）各分区最低卫生器具配水点静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不大于0.55MPa。

各分区最不利配水点的水压应满足用水水压的要求。

建筑物前面道路有一条市政给水可供接管，给水管管径DN200，常年水压不低于200Kpa，所满足（120+40+40=200Kpa）四层楼的水压要求，因此前4层为一个区，后5层为另外一个区。

根据设计资料可知屋顶标高为28.50m，5层到屋顶水箱的高度为28.50-13.50=15.00m，小于0.45MPa，故5F到9F符合规范不用分区的要求。

根据以上分析，得本综合楼分区情况为：

1F～4F为低区，直接由市政管网供水；5F～9F为高区，通过加压供水。

3.1.2给水系统的组成

本次设计整个系统包括引入管、水表节点、给水管网及其附件、生活贮水池、高位水箱、水泵等。

3.1.3贮存增压设备的选择

由于本次采用水箱-水泵联合供水，故在屋顶设置高位水箱，在地下一层设置生活贮水池，采用不锈钢板制成。

生活贮水池进水管选用DN100的钢管，利用水泵从生活贮水池中加压供水，一用一备。

3.1.4给水管道的布置

1.室内管道选取PP-R给水塑料管，采用热熔连接；

2.室内给水立管装设在管道井内，支管采用安装的形式埋在地下楼板内；

3.给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于0.50m和0.15m；交叉处给水管在上方；

4.管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用d+10mm～d+50mm，管道穿过楼板时应预埋金属套管；

5.在立管和横管上设闸阀，当d<=50mm，设截止阀，d>50mm，设闸阀；

6.管道外壁之间的最小间距，管径≤32mm时不小于0.10m；管径>32mm时不小于0.15m。

3.2排水系统

排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作。

它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市的规划和环境保护影响深远。

从各方面综合考虑，结合国家相关规范确定，本次排水系统设计采用分流制。

3.2.1污废水排水系统的设计

室内排水系统由卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气管道等组成。

主要是收集生活污废水，并将其排送至室外，经过隔油池、化粪池等处理后排放到市政污水管网中。

建筑内部污废水排水系统应遵循以下三个原则：

1.系统能迅速畅通地将污废水排到室外；

2.排水管道系统内的气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内良好的环境卫生；

3.管线布置合理，简短顺直，工程造价低。

本次设计为9层商住楼，但由于设置的排水立管数多，每根接收的排水当量较小，故不设置专用通气立管，直接利用排水立管伸顶通气。

排水管道按一下要求进行布置与敷设：

1.排水管材采用硬聚氯乙烯排水管，采用粘接；

2.排水立管在垂直方向转弯处设置2个45°的弯头连接；

3.排水管穿越楼板时应预留孔洞，安装是应设金属防水套管；

4.禁止穿越配电室、发电机房等建筑；

5.排水立管上设置检查口，隔层设置一个，离地面1m，并高于该层卫生器具上边缘0.15m。

3.2.2屋面雨水排水系统的设计

建筑雨水排水系统按照建筑物内部是否有雨水管分为内排水系统和外排水系统；根据建筑物类型、建筑结构形式、屋面面积大小以及生活生产要求，经过技术经济比较，本着既安全又经济的原则，确定本次采用内排水系统。

雨水斗是一种雨水由此进入排水管道的专用装置，设在天沟或屋面的最低处。

重力流雨水斗有65式、79式和87式三种，其实87式雨水斗的进出口面积比最大，斗前水位最深，掺气量少，水力性能稳定，能迅速排除屋面雨水；本次设计主要考虑建筑屋面的雨水排除，高层建筑屋面雨水宜按重力流设计；因此，本次设计采用87式雨水斗，排水管道选用承压塑料管。

3.3消防系统

3.3.1消火栓系统的设计

根据GB50045-05《高层民用建筑设计防火规范》规定：

1.高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统；

2.消防用水可由给水管网、消防水池和天然水源供给；利用天然水源须确保枯水期最低水位时的消防用水量，并应设置可靠的取水设施；

3.室内消防给水量应采用高压或临时高压给水系统；当室内消防用水量达到最大时，其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。

本综合楼为二类高层建筑，室内消火栓用水量为20L/s，室外消火栓用水量为20L/s，每根竖管最小流量10L/s，每只水枪最小流量5L/s。

室内消火栓给水系统由室外环网、消防水池、消防泵、消防管道、消火栓、消防水箱、水泵接合器及控制阀门等组成。

消火栓给水管道系统采用热浸锌镀锌钢管，管径大于DN100mm采用沟槽式连接，管径小于100mm采用四口连接。

消防立管采用DN100mm，消火栓口径为65mm。

水枪喷嘴口径为19mm，水龙带为麻织，直径65mm，长度20m。

3.3.2自动喷水灭火系统的设计

根据GB50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定，自动喷水灭火系统应在人员密集、不宜疏散、外部增援灭火与就生困难的重要性质或火灾危险性较大的场所设置。

自动喷水灭火系统的设计原则应符合：

1.闭式喷头或启动系统的火灾探测器，应能有效探测初期火灾；

2.湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动；

3.作用面积内开放的喷头，应在规定时间内按设计选定的强度持续喷水；

4.喷头洒水时，应均匀分布，且不应受阻挡。

本综合楼采用湿式自动喷水灭火系统，该建筑属于中危险级1级，其设计参数见下表

民用建筑自喷系统设计参数

火灾危险等级

喷水强度（L/min﹒m2）

作用面积（m2）

喷头工作压力（MPa）

正方形布置边长（m）

1只喷头最大保护面积（m2）

喷头与端墙距离（m）

中危险级1级

4

160

0.10

4.4

20

2.2

根据GB50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定，自动喷水灭火系统应设报警阀组。

湿式系统、预作用系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800只，干式系统不宜超过500只。

各层均设置水流指示器及信号阀，其信号均送入消防控制中心进行处理，火灾发生时，前10分钟由高位水箱供水，最不利点压力为0.05MPa；10分钟后由消防泵供水，最不利点压力为0.10MPa。

为定期进行安全检查，在各个湿式报警阀组控制的最不利层设置末端试水装置，其余层均设置泄水阀。

整个系统包括室外环网、消防水池、消防泵、喷洒管道、喷头、消防水箱、控制阀门、水流指示器、湿式报警阀组等。

根据自动喷水灭火用水量，还应设置一套地下式水泵接合器。

自喷管道采用热浸锌镀锌钢管，管径大于DN100mm采用沟槽式连接，管径小于DN100mm采用丝扣连接。

装置喷头的场所应注意防止腐蚀气体的侵蚀，不得受外力碰击，定期消除尘土。

自喷立管装设在管井中，横干管和支管均装设在吊顶内。

3.3.3气体灭火器系统的设计

按照《建筑灭火器配置设计规范》，在配电室、发电机房等电器室不宜采用水灭火的地方采用干粉灭火器（碳酸氢钠），以防止火灾。

干粉灭火器（碳酸氢钠）是一种预制的、可移动、操作方便容易的灭火设备。

其主要有以下优点：

1.占地面积小，可挂靠在任意墙上；

2.重量轻，安装维修方便，可任意移动；

3.灭火操作简单可靠，只需要拉开保险栓便可用。

4.室内给水系统的设计计算

4.1给水定额及时变化系数

根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009版）表3.1.9住宅最高日生活用水定额及小时变化数可知本建筑住宅属于二类住宅，用水定额130～300L/（人﹒d），时变化系数2.8～2.3，用水时间24h；商场用水定额5～8L/m2，时变化系数1.5～1.2，用水时间12h。

本次设计住宅取用水定额250L/（人﹒d），时变化系数2.5；商场取用水定额7L/m2，是变化系数1.3。

4.2室内给水管网水力计算

4.2.1用水量计算

2～9层每层8户人，取每户3.5人，即住宅人数共224人，由原始资料可知1层商场共888m2。

故本建筑最高日用水量Qd：

Qd=224×250+1200×7=64400L/d=64.40m³/d

最高日最高时用水量：

Qh=Qd/T.Kh=56/24*2.5+8.4/12*1.3=6.75m³/h

4.2.2水箱容积计算

由于市政管网压力不足，故采取了水泵-水箱联合供水，本次设计要求供水系统水泵能自动启动供水；每小时最大启动次数kb为4～8，安全系数C可在1.5～2.0之内采用，为保证供水安全可靠，本次设计取kb=6，C=2.0。

则屋顶水箱的容积：

V1=C*qb/4*kb=0.55m³

屋顶水箱钢制，尺寸为1.2m×1m×0.66m，有效水深0.4m，有效容积0.8m3。

4.2.3贮水池容积计算

由于市政管网不允许水泵直接从管网抽水，故需在一层设置生活贮水池。

其容积

且

式中V——贮水池有效容积，m3；

Qb——水泵出水量，m3/h；

Qj——水泵进水量，m3/h；

Tb——水泵最长连续运行时间，h；

Vs——生产事故备用水量，m3；

Tt——水泵运行的间隔时间，h。

进入水池的进水管径取DN70，按管中流速0.85m/s估算进水量，则由给水水力计算表可知Qj=5.98m3/s。

因无生产用水，故Vs=0。

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想配水管网供水，此供水量即屋顶水箱的出水量。

按最高日平均时估算，Qp=Qd/24=64.40/24=2.69m3/h。

则水泵最长连续运行时间

Tb=V1/（Qb-Qp）=0.55/（6.75-2.69）=0.14h=8.4min（取9min）

贮水池的有效容积

V2≥（Qb-Qj）Tb+Vs=（6.75-5.98）*0.14+0=0.112

校核：

水泵运行间隔时间应为屋顶水箱向管网配水的时间，仍以平均小时用水量估算，Tt=V1/Qp=0.55/2.69=0.21h，QjTt=5.98×0.22=1.32m3>（Qb-Qj）Tb=0.07m3的要求。

根据《建筑给水排水设计规范》G