建筑给水排水工程设计设计计算.docx
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建筑给水排水工程设计设计计算
本科毕业设计
绵阳xxxxxxxx楼建筑给水排水工程设计
学院名称：
土木工程与建筑学院
专业名称：
建筑环境与能源应用工程
学生姓名：
学号：
指导教师：
二〇一四年六月
绵阳市尚高2号楼建筑给水排水工程设计
摘要：
本设计为绵阳市的一幢十八层的住宅，该工程的给水排水设计主要包括生活给水设计、消防给水设计和排水设计。
其中生活给水设计包括给水方式的选择、给水管径的计算和选择以及水泵型号的选择。
消防给水设计包括室内消火栓的布置、自动喷淋系统的布置与计算、消防给水管道管径的选择和水泵的选型。
排水设计包括排水管道的布置、排水管道的计算、屋顶雨水排水系统、生活污水的局部处理等设计项目，其中雨水和污水分流排放。
本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。
关键字：
生活给水；排水；消火栓；自动喷淋；
Building2MianyangCityisstillhighbuildingwatersupplyanddrainageengineeringdesign
Abstract:
Thedesignasmianyangsquareahousetotheofficesoftheeighteenfloors,theprojectofwaterdrainagedesignincludesthedrinkingwaterdesign,thefirewatersystemdesignanddrainagedesign.Amongthemthedrinkingwaterdesignincludingthechoiceofthewaysofwatersupply,watersupplypipediameterandofthecalculationoftheselectionandwaterpumptypeofchoice.Thefirewatersystemdesignincludingindoorfirehydrantdecorate,automaticsprayingsystemarrangementandcalculation,firewatersupplypipediameterofchoiceandpumpselection.Drainagedesignincludingdrainagearrangementanddrainagepipecalculation,roofrainwaterdrainagesystem,sewagetreatment,suchasdesignofthelocalprojects.Amongthemtherainandsewageshouldbedischarged.
Thisdesignwitheconomic,environmentalprotection,energysavingfortheprinciple,throughthedesignmethodandfromthepreviousexperience,thereasonabletechnicalmeasurestomakethedesignofeachsystemachievesagooduseeffect.
Keywords:
thedrinkingwater,Drainage；Firehydrant；Automaticspraying；
参考文献39
致谢40
引言
近年来，随着我国经济实力的增强，生活水平的提高，人们对生活质量，特别是生活空间居住环境的要求也在日益提高。
节水节能已经提上日程。
这就要求我们建筑给水排水专业人员更加努力。
在做好合理设计的同时，更应开放思维，提高节水节能意识，为创和谐社会贡献一份力量。
本次毕业设计为高层住宅的给水，排水，雨水，热水，消防系统的设计与计算。
在给水设计中，结合相关的设计资料提供的数据，本着以经济合理为原则，精确选择供水方案。
在给水方面采用多项给水系统和超强节能的变频调速系统，大大增强了给水保障力度，提高了安全系数。
排水方面能结合该建筑的特点、市政条件以及周围建筑环境的特点，在设计中力求保证排水畅通，卫生条件较好。
本设计中住宅卫生间采用同层排水，具有良好的减噪功能，在视觉上更加美观。
在消防方面主要考虑该建筑的防火等级，涉及方面有消火栓系统、自动喷淋系统。
在设计中通过各种方式搜集和整理经验数据以及各种资料，力求使设计更加合理，保证各个系统的正常工作。
但在设计中由于个人能力和相关资料匮乏的原因，导致某些设计不够理想。
本次设计的主要目的：
掌握并能熟练运用计算机绘制给排水施工图。
熟悉建筑给水排水设计《规范》、《手册》、《标准图集》。
掌握工程图设计程序及要求。
掌握按已知条件和设计要求考虑和解决一般高层建筑内给水排水，及消防工程的原则问题和某些具体问题。
通过本设计进一步巩固基本知识，并学会运用基本知识，结合设计规范，理论联系实际，设计出满足使用功能，技术先进且经济合理的给水排水工程项目。
第1章工程概况及设计任务
1.1工程概况
绵阳市准备修建一幢高层住宅，共十八层，均为住宅。
建筑长59.47m，宽21.32m，总高度59.1m，占地面积约902m2，总建筑面积约为15435m2。
根据规范可知：
本建筑为二类高层建筑其耐火极限为中危险级1级。
楼体为框架剪力墙结构。
1.2设计资料
1.2.1建筑设计资料
建筑物地上一层平面图、地上二层平面图、地上二至十八层平面图、屋顶层平面图、建筑剖面图及相关建筑大样图。
1.2.2城市给水排水设计资料
1.《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）（2009年版）；
2.《给排水设计册手》第二册；
3.《室外给排水设计规范》（GB50013—2006）；
4.《高层民用建筑防火设计规范》（GB50045-95）（2005年版）；
5.《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）（2005年版）；
6.《高层建筑给排水设计》黑龙江科学技术出版社；
7.《给排水设计手册》第三册；
8.《建筑给排水工程》中国建筑出版社；
9.建设单位提供的工程建设地周边市政给排水管网资料，市政给水管网水压拟定为0.35MPa；
1.3设计任务
在本次设计中，要求设计的该建筑的给水排水工程的内容如下：
1、建筑冷水给水工程设计
2、建筑消防工程设计
A.消火栓系统工程设计
B.自动喷洒系统工程设计
3、建筑排水工程设计
A.生活污废水排水工程设计
第2章生活给水系统的设计与计算
2.1给水系统的设计
2.1.1给水方式的选择
该建筑为高层住宅楼，市政管网常年所提供的供水压力为0.35MP,只能满足地上一层到五层的用水水压要求。
根据设计资料以及规范中的要求，故采用二次加压，本设计采用变频调速泵并列供水方式，采用无负压变频设备供水方式供水。
综上所述，该建筑的给水系统分低、中、高三个区，具体方案如下：
1～5层为低区，利用市政给水管网直接供水；6～11层为中区，利用变频调速泵加压供水，并设减压装置；12～18层为高区，利用变频调速泵加压供水。
2.1.2给水系统的组成
本建筑给水系统由引入管，水表节点，变频调速泵，给水管道，给水附件，配水装置和用水设备等组成。
2.1.3给水管道布置与安装
1、各层给水管道户外采用吊顶敷设，户内按用户需求采用暗装布管，管材均采用PPR管，热熔连接DN大于75mm的管材采用热熔和法兰连接，与用水器连接时采用丝扣或法兰连接，输水平管均采用法兰连接的衬塑钢管及配件。
2、给水与排水管道平行或交叉时，其距离分别大于0.5m、0.15m；交叉时给水管在排水管上面。
3、立管通过楼板时，应预埋套管且高出地面10～20mm。
4、在立管或横支管上设阀门，管径DN≥50mm时设闸阀；DN≤50mm时设截止阀。
5、引入管采用衬塑钢管，如需穿地下室外墙应设套管。
6、给水横干管设计0.003的坡度，坡向泄水管。
明设的给水立管穿越楼板时，
应采取防水措施。
室内给水管道上的各种阀门，宜装设在便于检修和便于操作的位置。
塑料给水管道不得与水加热器直接连接，应有不小于0.4m的金属管段过度。
7、贮水池采用钢筋混凝土结构，上部设人孔，基础底部设水泵吸水槽，如设有生活水池，应和消防水池分开，可保证消防水量不被动用。
8、生活泵设于泵房内，所有水泵出水管，均设缓闭止回阀，除消防泵外其它水泵均设减震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。
2.2生活给水设计计算
2.2.1生活给水设计标准与参数的确定
根据《建筑给排水工程》第五版表2.1.1查得：
表2-1卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径和最低工作压力
序号
给水配件名称
额定流量
（L/s）
当量
公称管径
（mm）
最低工作压力
（Mpa）
1
洗涤盆，混合水嘴
0.14
0.7
15
0.05
2
浴盆，混合水嘴
0.20
1.0
15
0.05
3
淋浴器，混合水嘴
0.10
0.5
15
0.05
4
洗脸盆，混合水嘴
0.10
0.5
15
0.05
5
家用洗衣机水嘴
0.2
1
15
0.05
6
大便器，冲洗水箱浮球阀
0.10
0.5
15
0.02
2.2.2生活给水设计流量计算
设计秒流量：
根据《建筑给排水工程》（第五版），查表2.3.5可知，办公楼的生活给水设计秒流量按下式公式计算：
（2－1）
式中qg—计算管段的设计秒流量，L/s
Ng—计算管段的的卫生器具给水当量总数
U—计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%。
计算公式如下：
（2－2）
—对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率的系数，查表2-2和2-3
—计算管段的卫生器具给水当量总数。
表2-2
与
的对应关系
（%）
X0.01
（%）
X0.01
1.0
0.323
4.0
2.816
1.5
0.697
4.5
3.263
2.0
1.097
5.0
3.715
2.5
1.512
5.5
4.629
3.0
1.939
6.0
5.555
3.5
2.374
6.5
6.489
表2-3最大用水时的平均出流概率参考值
建筑物性质
参考值
建筑物性质
参考值
普通住宅Ⅰ型
3.4-4.5
普通住宅Ⅲ型
1.5-2.5
普通住宅Ⅱ型
2.0-3.5
别墅
1.5-2.0
2.2.3生活给水管网水力计算表
1、各层D型水力计算：
根据生活给水分区可知，一层至第五层为生活给水低区，六至十一层为生活给水中区，十二至十八层为生活给水高区。
器具均设在卫生间、厨房和浴室。
因此，用水设备包括洗脸盆、洗涤盆、大便器、淋浴、浴盆、洗衣机六类。
由于每层都是相同的所以各楼层给水水力计算见下图：
图2-1第二至十八层D型给水系统图
表2-4D型给水系统水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
同时出流概率U（%）
设计秒流量
（L/s）
公称
直径DN（mm）
流速v（m/s）
每米沿程水头损失i（kPa/m）
管段长L（m）
管段沿程水头损失hy=iL（kPa）
管段沿程水头损失累计
0-1
1
100.00
0.20
15
1.00
0.902
2.90
2.615
2.615
1-2
1.5
82.53
0.25
20
0.65
0.284
2.00
0.567
3.182
2-3
2.5
64.41
0.32
20
0.85
0.461
7.80
3.598
6.781
3-4
3.2
57.15
0.37
20
0.96
0.584
5.45
3.181
9.962
4-5
4.2
50.10
0.42
25
0.64
0.197
2.85
0.563
10.524
5-6
4.9
46.51
0.46
25
0.69
0.229
1.82
0.416
10.941
6-7
8.4
35.89
0.60
25
0.91
0.384
21.80
8.374
19.315
2、各层E型水力计算：
图2-2第二至十八层E型给水系统图
表2-5E型给水系统水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
同时出流概率U（%）
设计秒流量（L/s）
公称直径DN（mm）
流速v（m/s）
每米沿程水头损失i（kPa/m）
管段长L（m）
管段沿程水头损失hy=iL（kPa）
管段沿程水头损失累计
0-1
0.5
100.00
0.10
15
0.50
0.250
2.74
0.685
0.685
1-2
1
100.00
0.20
15
1.00
0.902
9.95
8.972
9.657
2-3
1.7
77.67
0.26
20
0.70
0.320
6.75
2.157
11.814
3-4
2.7
62.05
0.34
20
0.88
0.496
2.25
1.117
12.931
4-5
3.4
55.49
0.38
20
0.99
0.618
1.00
0.618
13.550
5-6
4.9
46.51
0.46
25
0.69
0.229
9.90
2.265
15.815
3、低区给水立管水力计算：
图2-3低区给水立管系统图
表2-6低区给水系统水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
同时出流概率U
设计秒流量（L/s）
公称直径DN（mm）
流速v（m/s）
每米沿程水头损失i（kPa/m）
管段长L（m）
管段沿程水头损失hy=iL（kPa）
管段沿程水头损失累计
7-8
26.6
20.83%
1.11
40
0.66
0.124
3.50
0.433
19.748
8-9
53.2
15.15%
1.61
40
0.97
0.248
3.00
0.743
20.491
9-10
79.8
12.63%
2.02
40
1.21
0.375
3.00
1.124
21.615
10-11
106.4
11.13%
2.37
50
0.90
0.166
28.00
4.647
26.262
11-12
212.8
8.28%
3.53
50
1.34
0.346
5.00
1.732
27.994
4、中区给水立管水力计算：
图2-4中区给水立管系统
表2-7中区给水立管水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
同时出流概率U
设计秒流量（L/s）
公称直径DN（mm）
流速v（m/s）
每米沿程水头损失i（kPa/m）
管段长L（m）
管段沿程水头损失hy=iL（kPa）
管段沿程水头损失累计
7-8
26.6
20.83%
1.11
40
0.66
0.124
3.50
0.433
19.748
8-9
53.2
15.15%
1.61
40
0.97
0.248
3.00
0.743
20.491
9-10
79.8
12.63%
2.02
40
1.21
0.375
3.00
1.124
21.615
10-11
106.4
11.13%
2.37
50
0.90
0.166
3.00
0.498
22.113
11-12
133
10.11%
2.69
50
1.02
0.210
3.00
0.629
22.742
12-13
159.6
9.35%
2.98
50
1.13
0.254
42.00
10.686
33.428
13-结合点
319.2
7.02%
4.48
80
0.81
0.088
5.00
0.438
33.865
5、高区给水立管水力计算：
图2-5高区给水立管系统图
表2-8高区给水立管水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
同时出流概率U
设计秒流量（L/s）
公称直径DN（mm）
流速v（m/s）
每米沿程水头损失i（kPa/m）
管段长L（m）
管段沿程水头损失hy=iL（kPa）
管段沿程水头损失累计
7-8
26.6
20.83%
1.11
40
0.66
0.124
3.50
0.433
19.748
8-9
53.2
15.15%
1.61
40
0.97
0.248
3.00
0.743
20.491
9-10
79.8
12.63%
2.02
40
1.21
0.375
3.00
1.124
21.615
10-11
106.4
11.13%
2.37
50
0.90
0.166
3.00
0.498
22.113
11-12
133
10.11%
2.69
50
1.02
0.210
3.00
0.629
22.742
12-13
159.6
9.35%
2.98
50
1.13
0.254
3.00
0.763
23.505
13-14
186.2
8.76%
3.26
50
1.24
0.300
59.90
17.971
41.476
14-15
372.4
6.61%
4.92
80
0.89
0.104
5.00
0.520
41.996
15-16
691.6
5.22%
7.22
80
1.30
0.211
10.00
2.113
44.109
2.2.4其他
1、水表选择
（1）分户水表按照Q=2.17（m3/h）选择
选用LXSL-20C旋翼立式水表
公称直径20mm最大流量5（m3/h）公称流量2.5（m3/h）
水表的水头损失：
（2－4）
其中
―水表的水头损失
－计算管段的给水流量
－水表的特性系数
Kb=Qmax2/100=52/100=0.25；（2－5）
Hb=Q2/Kb=2.172/0.25=18.84KPa（2－6）
根据《建筑给水排水工程》查表3-6
旋翼式水表正常用水时水头允许值＜24.5KPa
Hb=18.84KPa＜24.5KPa满足要求。
（2）总水表按照Q=30.924（m3/h）选择
选用LXS-80N水平螺翼水表
公称直径80mm最大流量80（m3/h）公称流量40（m3/h）
水表的水头损失：
（2－4）
其中
―水表的水头损失
－计算管段的给水流量
－水表的特性系数
Kb=Qmax2/10=802/10=640；（2－5）
Hb=Q2/Kb=30.9242/640=1.5KPa（2－6）
根据《建筑给水排水工程》查表3-6
螺翼式水表正常用水时水头允许值＜12.8KPa
Hb=1.5KPa＜12.8KPa满足要求。
综上水表总压力为：
H3=1.5+18.84=20.34KP
2、低区最高层给水水压校核
该区所需要的水压为：
H=H1+H2+H3+H4
H—建筑内部给水系统所需要的压力KPa
H1—引入管至配水最不利位置高度所要求的静水压KPa
H2—引入管至配水最不利点给水管路即计算管路的沿程与局部水头损KPa
H3—水流通过水表时水头损失KPa
H4—配水最不利点所需要的流出水头KPa
H1＝13.2×10=132KPa
最不利供水管段的沿程水头损失和局部水头损失为：
（其中局部水头损失按照水头沿程的27%计）
H2=27.99×（1+0.27）=35.55KPa
H3=20.34KPa
H4=60KPa
H=132+35.55+20.34+60=247.89KPa247.89Pa＜350KPa满足要求。
3、中区最高层给水水压校核：
该区的最不利管段水力计算见前表：
该区所需要的水压为：
H=H1+H2+H3+H4
H—建筑内部给水系统所需要的压力KPa
H1—引入管至配水最不利位置高度所要求的静水压KPa
H2—引入管至配水最不利点给水管路即计算管路的沿程与局部水头损KPa
H3—水流通过水表时水头损失KPa
H4—配水最不利点所需要的流出水头KPa
H1＝31.2×10=312KPa
最不利供水管段的沿程水头损失和局部水头损失为：
（其中局部水头损失按照水头沿程的27%计）
H2=33.87×（1+0.27）=43.01KPa
H3=18.84KPa
H4=60KPa
H=312+43.01+18.84+60=435.44KPa
4、高区最高层给水水压校核：
该区的最不利管段水力计算见前表：
该区所需要的水压为：
H=H1+H2+H3+H4
H—建筑内部给水系统所需要的压力KPa
H1—引入管至配水最不利位置高度所要求的静水压KPa
H2—引入管至配水最不利点给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失KPa
H3—水流通过水表时水头损失KPa
H4—配水最不利点所需要的流出水头KPa
其中：
H1＝55.2×10=552KPa
H2＝44.1×（1+0.27）=56.007KPa
H3＝20.34KPa
H4=60KPa
高中区所需的水压为：
H=H1+H2+H3+H4＝552+56.007+20.34+60＝439.17＝695.047KPa
选择水泵的扬程为70m，流量为25.99m3/h。
5、变频调速系统的设计要点与原理：
（1）变频调速水泵应有自动调节水转速泵和软起动的功能，且有过载，短路，过压。
缺相，欠压，过热等保护功能。
（2）水泵工作点应在水泵至高效区范围内。
水泵的调整范围宜在75%－100%的范围内。
在高效区内可调20％。
（3）当用水不均时，为减少零流量的能耗，变频调速水泵宜采用并联配有小型加压泵的小型气压罐在夜间工作供水。
（4）水泵的吸水方式宜为自灌式。
（5）压力传感器应安装在供水干管震动小，水压比较平稳的管段上。
（6）变频调速给水设备应放在环境温度5－40℃，相对湿度在90％以下且有良好的通风环境内。
（7）电控柜顶距建筑物的最低点
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