浦东建设交易署办公楼给排水系统设计.docx
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浦东建设交易署办公楼给排水系统设计
摘要
根据计划任务书要求,本次设计是对浦东某建筑交易署办公楼进行建筑给排水的说明及计算。
该办公楼为四层,建筑内有厕所及厨房,每层的布置不尽相同。
厕所设有坐便器、小便器、喷淋及洗手盆。
每层的厕所所拥有的器具数不同。
厨房有洗涤盆,分双格和单格两种。
该设计任务为建筑工程设计中的生活给水、排水及消防。
其中消防又分消火栓灭火和自动喷淋灭火,排水分污水排水和废水排水。
本办公楼属于裙楼建筑,已有其各层平面图共四层,一、二层层高为4.5m,三、四层层高为3m,没有地下室,水泵设在一楼的水泵房里。
室内外高差为1.0m,水源来自裙楼,在该建筑物的右侧供给,经屋顶自右向左向各层供水。
城市排水管在右侧,各层排水到地下,自左向右排出。
ABSTRACT
Accordingtothemissionbookrequest,thisdesigntothesomeofficebuildingfortradesonPuDongproceedstoconstructtheelucidationforwatersupplyanddrain,andwaterpowerscalculation.Theofficebuildingasfourlayer,containswashroomandkitchensinside,theeachlayerarrangesnottotheutmostsame.Thewashroomestablishesclosestool,urinalandshowerandlavabo.Theowningnumberoftheeachlayerinthewashroomisdifferent.Therearerinsebasinsinkitchen,includingalatticeandtwo.Thedesignmissioncontainslivingwatersupply,drainandfirefightinginthatconstructionengineeringdesign.Amongthemthefirefightingdivideshydranttoextinguishfireandspraytopourtoextinguishfireautomatically,drainingdividesthedirtywaterdiainandwastewaterdrain.
Thisofficebuildingbelongstotheskirtfloorconstructs.therehasbeenitseachlayerplanechartoffourlayers.onelayerortwois4.5meters,threelayerandfouris3meters.Nohavingthegroudfloor,waterpumpisestablishedinthepumphouseofthefirstfloor.Thedistancebetweenindoorandoutsideinhighis1.0meter.Theheadwaterscomesfromtheskirtfloor.Therightsideinthatbuildingsupplieswater.Thesupplywaterductsthroughtherooffromtherightdirectiontoleftistosupplywatertoeachlayer.Drainductsofthecityisintherightside.Drainingtotheundergroundoneachlayerisfromtheleftdirectiontoright.
摘要
ABSTRACT
前言……………………………………………………………………………………………5
绪论……………………………………………………………………………………………6
设计过程说明书………………………………………………………………………………7
第一章建筑给水……………………………………………………………………………8
1.1建筑内部的给水系统……………………………………………………8
1.1.1给水系统的分类和组成…………………………………………10
1.1.2给水方式…………………………………………………………13
1.1.3给水管道的布置和敷设…………………………………………14
1.1.4水质防护…………………………………………………………15
1.2建筑内部给水所需的水压、水量和增压贮水设备………………………16
1.2.1最高日用水量……………………………………………………16
1.2.2最大小时生活用水量……………………………………………16
1.3给水管网计算……………………………………………………………16
1.3.1设计秒流量………………………………………………………16
1.3.2给水管网的水力计算……………………………………………18
第二章建筑消防系统……………………………………………………………………27
2.1消火栓给水系统…………………………………………………………27
2.1.1消火栓给水系统及布置…………………………………………27
2.1.2消火栓给水系统的水力计算……………………………………29
2.2自动喷水灭火系统………………………………………………………32
2.2.1自动喷水灭火系统及布置………………………………………32
2.2.2自动喷水灭火系统水力计算……………………………………34
第三章建筑排水………………………………………………………………………38
3.1排水系统…………………………………………………………………38
3.1.1排水系统的分类…………………………………………………38
3.1.2排水管道的布置和敷设…………………………………………39
3.2建筑内部排水系统的计算………………………………………………42
3.2.1排水定额和设计秒流量…………………………………………42
3.2.2排水管网的水力计算…………………………………………43
小结………………………………………………………………………………………54
谢辞…………………………………………………………………………………………55
参考文献……………………………………………………………………………………56
附录…………………………………………………………………………………………57
前言
本设计是对室内建筑给排水的一次研究及探讨,从某一幢民用建筑的给水、排水和消防的设计过程中,了解、学会、掌握,乃至更进一步研究其设计中着眼点,探讨给排水工程中优缺点,分析其利弊及应该如何解决,或如何避免。
除了本建筑给排设计涉及到的给水、排水、及消防内容外,还将对未涉及到的给排水部分进行更进一步的探讨。
经过本次设计,我将会对给排水工程有更进一步的认识,使自身的理论知识更加丰富对以前的认知不足,而导致的误区,能够修正过来。
为以后可能从事相关专业的工作奠定好基础。
绪论
建筑给水排水是给水排水不可缺少而又独具特色的组成部分。
与城镇给水排水、工业给水排水并列而组成完整的给水排水体系。
建筑给水排水工程又是建筑物的有机组成部分,它和建筑学、建筑结构、建筑供暖与通风、建筑电气、建筑燃气等工程共同构成可供使用的建筑物整体。
在满足人们舒适的卫生条件,促使生产的正常运行和保障人们生命财产的安全方面,建筑给水排水起着十分重要的作用,建筑给水排水的完善程度,是建筑标准等级的重要标志之一。
就目前情况,建筑给水排水由5个部分组成:
1.建筑内部给水排水
建筑内部给水排水是建筑给水排水的主体和基础,它又可分为建筑内部给水,建筑内部排水和热水供应3个部分。
2.建筑消防
消防给水有室外、室内之分,两者在消防用水量的贮存,消防水压的保证等方面关系密切,但不宜分别列入建筑小区给水,因而合并为独立的建筑消防给水。
3.建筑小区给水排水
建筑小区给水排水介于建筑内部给水排水和城镇给水排水之间,从某种意义上,建筑小区是单幢建筑的扩大,又是城镇的缩小,建筑小区和单幢建筑物、城镇有相同、相同之处,但又与它们有所区别。
4.建筑水处理
建筑水处理系指与建筑密切相关,以生活用水和生活污水、废水为主要处理对象的水处理。
具有规模小、就近设置、局部处理等特点。
它既不完全属于建筑内部给水排水,也不完全属于建筑小区给水排水。
5.特殊建筑给水排水
特殊建筑给水排水,有的因建筑地区特殊,如地震区、多年冻土区和胀缩土区等;有的因建筑用途特殊,如人防建筑,矿泉水疗、体育建筑、大会堂、展览馆、高压氧舱等;有的因水质标准特殊,如游泳池、喷水池、等;有的因使用方式特殊,如循环处理。
本次设计的范围仅包括建筑内部给水排水和建筑消防。
设计过程说明
1.给水工程
根据设计资料,已知室外给水管网常年由裙楼供水,故室内给水拟采用上区供水方式。
即自裙楼由此办公楼的屋顶向下供水,管网上行下给。
屋顶不设水箱,也不用给水泵供水。
2.排水工程
化粪池由周围裙楼提供,因此本大楼不考虑化粪池容积。
室内排水系统拟使生活污水与生活废水分质分流排放,即分别排放生活污水与生活废水。
3.消防给水
本建筑属于二类建筑,设室内、外消火栓系统和自动喷水灭火系统。
室内、外消火栓用水量分别为20L/s、20L/s,每根竖管最小流量10L/s,每支水枪最小流量5L/s,室内消火栓系统不分区,采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统,每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。
高位水箱贮存10min消防用水,消防泵及管道均单独设置。
每个消火栓口径为65min双栓口,水枪喷嘴口径19mm,充实水柱为12mH2O,采用麻质水带直径65mm,长度20m。
消防泵直接从消防水池吸水。
该建筑属于中危险级,采用闭式喷水灭火系统,按作用面积法计算。
消防用水量20L/s,设计喷水强度6.0L/min·m2,作用面积采用实际面积,喷头工作压力100kPa。
对走道布置1排喷头的情况,其水力计算勿需按作用面积法进行。
无论此排管道上布置有多少个喷头,计算动作喷头数每层最多按5个计算。
4.管道的平面布置及管材
室内给水、排水里关俊设于竖井内。
给水的水平干管、消防给水的水平干管和排水横干管等均设于各层天花板下面。
消防竖管暗装。
给水管的室外部分采用给水铸铁管,室内采用塑料管。
排水管的室外部分用混凝土管,室内采用塑料管。
第1章建筑给水
1.1建筑内部的给水系统
1.1.1给水系统的分类和组成
建筑内部的给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内,经配水管送至生活、生产和消防用水设备,并满足各用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。
一、给水系统的分类
给水系统按用途可分为三类:
1.生活给水系统
供给人们饮用、盥洗、洗涤、烹饪等生活用水。
其水质必须符合国家规定的饮用水质标准。
2.生产给水系统
供给生产设备冷却、原料和产品的洗涤,以及各类产品制造过程中所需的生产用水、生产用水应根据工艺要求,提供所需的水质、水量和水压。
3.消防给水系统
供给各类消防设备灭火用水。
消防用水对水质要求不高,单必须按照建筑防火规范保证供给足够的水量和水压。
上述3类给水系统可独立设置,也可根据实际条件和需要组合成同时供应不同用途水量的生活、消防;生产、消防;生活、生产和生活、生产、消防等共用给水系统,或进一步按供水用途的不同和系统功能的差异分为:
饮用给水系统、杂用水给水系统(中水系统)、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统和循环或重复使用的生产给水系统等。
系统的选择,应根据生活、生产、消防等各项用水对水质、水量、水压、水温的要求,结合室外给水系统的实际情况,经技术经济比较或采用综合评价法确定。
综合评价法是结合工程所涉及的各项因素,如技术、经济、社会、环境等因素,统筹兼顾、综合考虑的评价方法,对所列的各项因素,并列其优缺点进行定性分析,其评判结果易受人为影响和带主观随意性,为使各项因素都能用统一标准来衡量,目前都采用模糊变换作为工具,用定量分析进行综合评判,其结果更为正确、合理。
近年来模糊综合评判法在各个领域多因素的综合评判方面已被广泛应用。
二、给水系统组成
由下列各部分组成:
1.引入管
自室外给水管将水引入室内的管段,也称进户管。
2.水表节点
水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。
泄水表用以计量建筑用水量。
水表前后的阀门,用以水表检修、拆换时关闭管路,泄水口主要用于系统检修时放空管网的余水,也可用来检测水表精度和测定管道进户时的水压值。
为了使水流平稳流经水表,保证水表的计量准确,在水表前后应有符合产品标准规定的直线管段。
水表及其前后的附件一般设在水表井中,当建筑物只有一条引入管时,宜在水表井中设置旁通管,温暖地区的水表井一般设在室外,寒冷地区为避免水表冻裂,可将水表井设在采暖房间内。
3.给水管道
给水管道包括干管、立管和支管。
此设计中给水管道采用塑料管。
塑料管比起通常给水管道所用的钢管以及铸铁管更易加工、联结,且重量要轻得多,方便运输安装。
不必担心防锈性能,防腐性能也更优越,经久耐用价格低廉。
使用塑料管还可以节省钢材,节约能源,虽然目前在我国给水管道系统中使用还不普遍,主要用于大便器、大便槽、小便槽的冲洗管,但其推广工作正在加速进行。
近年来我国还开发了兼有钢管和塑料管优点的钢塑复合管和以铝合金为骨架,管道内外壁均为聚乙烯的铝塑复合管,除具有塑料管的优点外,还有耐压强度好,耐热、可曲挠和美观等特点,多用于连接卫生器具的给水支管。
生活、消防共用给水系统应采用镀锌钢管,生产和消火栓水管一般采用非镀锌钢管或给水铸铁管,自动喷水灭火系统得分给水管或镀锌无缝钢管,以防管道锈蚀堵塞洒水喷口。
干管连接方法有螺纹连接、焊接和法兰连接,为避免焊接时锌层破坏,镀锌钢管必需用螺纹连接。
给水铸铁管采用承插连接,塑料管则有螺纹、法兰连接,焊接和粘结等多种方法。
4.配水装置和用水设备
如各类卫生器具和用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备,常用的配水龙头有:
球形阀式配水龙头,一般装在洗涤盆、污水盆、盥洗槽等卫生器具上,水流通过时因改变方向,故阻力较大。
旋塞式配水龙头旋转90°即可完全开启,水流直线通过,阻力较小在短时间里可获得较大流量,使用压力宜在1个大气压左右,适用于洗衣房、开水间等用水设备上,其缺点是易引起水锤。
普通洗脸盆水龙头,为单放水型。
单手柄浴盆水龙头,喷头处有转向接头,可转动一定角度,手柄上下移动控制启闭,左右旋转调节水温,提起或按下提拉开关可使冷、热混合水分别从放水口或喷头流出。
5.给水附件
管道系统中调节水量、水压,控制水流方向,以及关断水流,便于管道、仪表和设备检修的各类阀门。
常用的阀门有:
截止阀,关闭严密,但水流阻力较大,因局部阻力系数与管径成正比故只适用于管径≤50mm的管道上。
闸阀,全开时水流直线通过,水流阻力小,宜在管径>50mm的管道上采用,但水中若有杂质落入阀座易产生磨损和漏水。
蝶阀,阀板在90°翻转范围内可起调节、节流和关闭作用,操作扭矩小,启闭方便,结构紧凑,体积小。
止回阀用以阻止管道中水反向流动。
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,不宜在压力大的管道系统中采用;升降式止回阀,靠上下游压差值使阀盘自动启闭,水流阻力较大,宜用于小管径的水平管道上;还有消声止回阀、梭式止回阀、安全阀等。
6.增压和贮水设备
当室外给水管网的水压、水量不能满足建筑用水要求,或要求供水压力稳定、确保供水安全可靠时,应根据需要,在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等增压贮水设备。
1.1.2给水方式
给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案。
合理的供水方案,应综合工程涉及的各向因素如技术因素包括:
供水可靠性,水质,对城市给水系统的影响,节水节能效果,操作管理,自动化程度等;经济因素包括:
基建投资,年经常费用,现值等;社会和环境因素包括:
对建筑立面和城市观瞻的影响,对结构和基础的影响,占地面积,对环境的影响,建设难度和建设周期,抗寒防冻性能,分期建设的灵活性,对使用带来的影响等,采用综合评判法确定。
在初步确定给水方式时,对层高不超过3.5的民用建筑,给水系统所需的压力(自室外地面算起),可用以下经验法估算:
1层为100kPa,2层为120kPa,3层以上每增加1层,增加40kPa。
给水方式的基本类型(不包括高层建筑)有以下几种。
一、直接给水方式
由室外给水管网直接供水,为最简单、经济的给水方式。
适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑。
二、设水箱的给水方式
设水箱的给水方式宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。
低峰用水时,可利用室外给水管网水压直接供水并向水箱进水,水箱贮备水量,高峰用水时,室外管网水压不足,则由水箱向建筑内给水系统供水。
当室外给水管网水压偏高或不稳定时,为保证建筑内给水系统的良好工况或满足稳压供水的要求,也可采用设水箱的给水方式。
室外管网直接将水输入水箱,由水箱向建筑内给水系统供水。
三、设水泵的给水方式
设水泵的给水方式宜在室外给水管网的水压经常不足时采用,当建筑内水量大且较均匀时,可用恒速水泵供水;当建筑内用水不均匀时,宜采用一台或多台水泵变速运行供水,以提高水泵的工作效率。
为充分利用室外管网压力,节省电能,当水泵与室外管网直接连接时,应设旁通管。
当室外管网压力足够大时,可自动开启旁通管的逆止阀直接向建筑内供水。
因水泵直接从室外管网抽水,会使外网压力降低,影响附近用户用水,严重时还可能造成外网负压,在管道接口不严密时,其周围土壤中的渗漏水会吸入管内,污染水质。
当采用水泵直接从室外管网抽水时,必须征得供水部门得同意,并在管道连接处采取必要的防护措施。
以免水质污染。
为避免上述问题,可在系统中增设贮水池,采用水泵与室外管网间接连接的方式。
四、设水泵和水箱的给水方式
设水泵和水箱的给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需的水压,且室内用水不均匀时采用。
该给水方式的优点时水泵能及时向水箱供水,可缩小水箱的调节作用,水泵出水量稳定,能保持在高效区运行。
五、气压给水方式
气压给水方式即在给水系统中设置气压给水设备,利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性,升压供水。
气压水罐的作用相当于高位水箱,但其位置可根据需要设置在高处或低处。
该给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内给水管网所需水压,室内用水不均匀,且不宜设置高位水箱时采用。
六、分区给水方式
当室外给水管网的压力只能满足建筑下层供水要求时,可采用分区给水方式。
室外给水管网水压线以下楼层为低区由外网直接供水,以上楼层为高区由升压贮水设备供水。
可将两区的1根或几根立管相连,在分区处设阀门,以备低区进水管发生故障或外网压力不足时,打开阀门由高区水箱向低区供水。
七、分质给水方式
分质给水方式即根据不同用途所许的不同水质,分别设置独立的给水系统。
饮用水给水系统供饮用、烹饪、盥洗等生活用水,水质符合“生活饮用水卫生标准”。
杂用水给水系统,水质较差,仅符合“生活杂用水水质标准”,只能用于建筑内冲洗便器、绿化、洗车、扫除等用水。
近年来为确保水质,有些国家还采用了饮用水与盥洗、沐浴等生活用水分设两个独立管网的分质给水方式。
生活用水均先入屋顶水箱(空气隔断)后,再经管网供给各用水点,以防回流污染。
饮用水则根据需要,深度处理达到直接饮用要求,再行输配。
1.1.3给水管道的布置与敷设
一、管道布置
给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置因素的影响。
进行管道布置时,不但要处理和协调好各种相关因素的关系,还要满足以下基本要求。
1.基本要求
(1)确保供水安全和良好的水利条件,力求经济合理
(2)保证管道不受损坏
(3)不影响生产安全和建筑物的使用
(4)便于安装维修
2.布置形式
给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式,前者单向供水,供水安全可靠性差,但节省管材,造价低;后者管道相互连同,双向供水,安全可靠,但管线长造价高。
按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式,干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中,由上向下供水的为上行下给式。
干管埋地、设在底层或地下室中,由下向上供水的为下行上给式。
水平干管设在中间技术层内或中间某层吊顶内,由中间向上、下2个方向供水的为中分式。
二、管道敷设
1.敷设形式
给水管道的敷设有明装和暗装两种形式。
明装即管道外露,其优点式安装维修方便,造价低。
但外露的管道影响美观,表面易结露、积灰尘。
暗装即管道隐蔽,如敷设在管道井、技术层、关沟、墙槽、顶棚或夹壁墙中,直接埋地或埋在楼板的垫层里。
2.敷设要求
给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞,暗装管道在墙中敷设时,也应预留墙槽,以免临时打洞、刨槽影响建筑结构的强度。
横管穿过预留洞时,管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量,以保护管道不致因建筑沉降二损坏。
一般不小于0.1m。
给水管采用软质的交联聚乙烯管或聚丁烯管埋地敷设时,宜采用分水器配水,并将给水管道敷设在套管内。
引入管进入建筑内有两种情况,一种时从建筑物的浅基础下通过,另一种是穿越承重墙或基础。
在地下水位高的地区,引入管穿地下室外墙或基础时,应采取防水措施。
室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏,其管顶覆土厚度不宜小于0.7m,并应敷设在冰冻线以下20cm处。
建筑内埋地管在无活荷载和冰冻影响时,其管顶离地面高度不宜小于0.3m。
管道在空间敷设时,必须采取固定措施,以保证施工方便和安全供水。
给水钢立管一般每层须安装1个管卡,当层高>5m时,则每层须安装2个。
三、管道防护
1.防腐
2.防冻、防露
3.防漏
4.防振
1.1.4水质防护
从城市给水管网引入建筑的自来水其水质一般均符合“生活饮用水卫生标准”,但若建筑内部的给水系统设计、施工或维护不当,都可能出现水质污染现象,致使疾病传播,直接危害人民的健康和生命。
因此,必须加强水质防护,确保供水安全。
一、水质污染的现象及原因
1.贮水池的制作材料或防腐涂料选择不当。
2.水在贮水池中停留时间过长。
3.贮水池管理不当。
4.回流污染,即非饮用水或其他液体倒流入生活给水系统。
二、水质防护措施
1.饮用水管道与贮水池不要布置在易受污染处,非饮用水管不能从贮水设备中穿过。
设在建筑物内的贮水池,不得利用建筑本体结构如基础、墙体、地板等,作为池底、池壁、池盖,其四周及顶盖上均应留有检修空间。
埋地应用水池与化粪池之间应有不小于10m的间距,当净距不能保证时,可采取提高饮用水池标高或化粪池采用防漏材料等措施。
2.贮水池若需防腐,应采用无毒涂料;若采用玻
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