厂房办公楼宿舍建筑给排水系统设计图纸可单独联系.docx
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厂房办公楼宿舍建筑给排水系统设计图纸可单独联系
厂房建筑给排水系统设计
本工程某工厂建筑给排水系统设计，包括三座建筑物：
办公楼、职工宿舍饭堂和工厂车间。
办公楼建筑总高28.5米，共八层，包括生活、消防给水系统和生活污水排水、污水排水系统；职工宿舍饭堂建筑总高10.2米，共两层，包括生活、消防给水系统和生活污水排水、污水排水系统；工厂车间建筑总高12.7米，共三层，包括生活、消防给水系统和生活污水排水、污水排水系统；
本系统水量、水压由工业区市政给水管网两路供水，市政供水压力为0.25Mpa。
供水范围包括办公楼、职工宿舍饭堂、工厂车间内的卫生间、每层办公室；办公楼、职工宿舍饭堂、工厂车间内排水系统采用污、废合流制，所有建筑设备雨水和污水分流制。
按规范规定，塑料排水立管顶端设置检查口，检查口离地高度为1.0m，建筑物内污废水经排水管收集处理后排入厂区的市政管网。
热水系统：
主要供给职工宿舍饭堂和工厂车间热水，60℃生活热水最大小。
热回水系统：
职工宿舍饭堂设计热回水系统。
按照我国《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定，下列建筑物应设置消火栓给水系统并设置DN65的室内消火栓。
第一章绪论
1.1工程背景及意义
随着我国经济的快速发展,工厂企业也开始快速发展。
工厂厂区的给排水设计要求需要满足国家环境保护标准的基本要求,还要考虑材料使用年限、系统占地等与经济效益息息相关的方面,解决给排水设计在生产运行过程中存在的问题,探寻较好的设计方案。
在保证生产效率及环境保护的前提下，降低设计方案的经济成本，提高整套给排水系统的使用效率迫在眉睫，而通过充分的市场调研和前期研究最终总结出合理的概预算方案就显得尤为重要了。
1.2建筑给排水系统设计研究
到目前为止，给排水工程已经发展成为一个综合系统，包括城市给排水，工业给排水和建筑给排水。
随着社会经济发展的需要，中国的给排水工程正在逐步发展。
早期以苏联模式为参考，然后在模仿国外经验的过程中，慢慢探索了符合中国现实的模式。
1950年代初，随着中国工业发展，对水的需求迅速增长，导致城市给排水设施的快速发展，形成了公用事业中相对独立的给排水工程。
在1950年代至1970年代，在计划经济体制下，实施了“先生产，后生活”的发展政策。
供水和排水被归类为生活类型，长期发展缓慢，远远落后于国民经济发展的需要。
在1980年代，中国改革开放，经济建设的快速发展，人民生活水平的不断提高，对水资源的需求不断增长，对水质的需求不断增长，推动了水的快速发展。
供水和排水工程，将供水和排水行业从传统的输水扩展到水处理，并发展成为完整且独立的学科。
排水行业的高速发展，社会人民追求实际应用更好，更合理的系统。
国外其他国家对给排水系统的优化设计等方面的研究相对较早，并积累了大部分的实验数据和实际工程经验。
从1960年代以来，在经验总结和数学分析的基础上，世界范围内逐步建立了各类型的给排水工程系统等方面相关的数学模型，逐渐发展到给排水系统更加合理设计的阶段，最终排水工程以定量和半定量两方面为标志。
另一方面，随着系统分析方法的成熟，计算机软件及绘图软件的发展，对近乎所有的给排水系统进行了优化研究和实践。
从1970年代以来，在欧美，日本等国家/地区，从计算机程序上和供水和排水管道及处理等工程系统两方面上取到重大成果。
更重要的是，它还被使用在以下两大领域：
第一方面是CAD软件用于给排水工程设计；第二方面是给排水系统自动运行管理。
一直以来，给水排水工程的设计，建设，运行和管理都是根据实验经验或工程实例的总结进行的。
由于我国给排水起步较晚，中期发展缓慢，中外之间存在比较大的差距。
但是，中国改革开放后，建筑给排水行业发展迅速。
在学习国外专业知识的基础上，许多给排水专业技术工程师已经开始使用计算机设计及计算优化软件，目前取得的主要成果是数学模型等方面的优化分析和实际运行使用经济模型，这些都说明，我国在给排水工程的设计及实际应用工程案例中已经起到一定的效果，为环境保护及实际节能方面做出贡献。
1.3工程项目概况
1.3.1设计依据
（1）《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019；
（2）《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014；
（3）《建筑设计防火规范》GB50016-2014；
（4）《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001（2005年版）；
（5）《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2005；
（6）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005；
（7）《建筑给水排水及采暖工程施工验收规范》GB50242-2002；
（8）《天津市建筑标准设计图集（2012版）》给水排水专业12S1~S11；
（9）《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014；
（10）业主方提供的任务书及相关专业提供的条件图。
1.3.2设计说明
（1）本项目为多层丙类厂房。
（2）办公楼、职工宿舍、工厂车间饭堂给排水、中水系统：
本工程由市政直接供水，供水压力不小于0.25MPa。
办公楼：
每层建筑面积1782m2，建筑体积为50785m3。
职工宿舍饭堂：
每层建筑面积1300m2，建筑体积为11050m3。
工厂：
建筑总面积为2346.35m2，体积为16575m3。
（3）热水系统：
办公楼：
淋浴用热水采用太阳能热水器供水。
太阳能热水器设于屋顶，设备选型及基础由厂家二次设计及施工，本次设计仅预留管道接口。
业主方应在屋面浇筑前确定太阳能厂家，并由厂家提供设备基础作法。
职工宿舍饭堂：
热水由职工宿舍饭堂楼内水源热泵系统提供，屋顶预留接太阳能系统管道。
工厂：
淋浴用热水采用太阳能热水器供水。
太阳能热水器设于屋顶，设备选型及基础由厂家二次设计及施工，本次设计仅预留管道接口。
业主方应在屋面浇筑前确定太阳能厂家，并由厂家提供设备基础作法。
（4）消火栓系统。
（5）喷淋系统。
（6）灭火器配置：
根据《建筑灭火器配置设计规范》，本工程为中危险级，A类火灾，均配手提式磷酸铵盐干粉灭火器；其中配电间为中危险级，属E类火灾，配手提式磷酸铵盐干粉灭火器。
（9）排水系统.
（10）雨水系统.
1.4工程设计内容
（1）设计计算内容：
办公楼、职工宿舍饭堂、工厂建筑给排水设计计算。
（2）设计图纸绘制
图纸内容包括主要建、构筑物建筑给排水平面图及空视图详图，厂区平面布置图。
要求手绘图、CAD绘图至少各有1张。
第二章建筑给水系统
2.1给水方式选择的原则
（1）充分利用外部给水管网的水压直接供水。
（2）当城镇给水管网的水压和（或）水量不足时,应根据卫生安全、经济节能的原则选用贮水调节和加压供水方式;
（3）当城镇给水管网水压不足,采用叠压供水系统时,应经当地供水行政主管部门及供水部门批准认可;
（4）给水系统的分区应根据建筑物用途、层数、使用要求、材料设备性能、维护管理、节约供水、能耗等因素综合确定;
（5）不同使用性质或计费的给水系统,应在引入管后分成各自独立的给水管网
（6）卫生器具给水配件承受的最大作压力,不得大于0.60MPa。
（7）当生活给水系统分区供水时,各分区的静水压力不宜大于0.45MPa;当设有集中热水系统时,分区静水压力不宜大于0.55MPa。
（8）生活给水系统用水点处供水压力不宣大于0.20MPa,并应满足卫生器具工作压力的要求。
（9）住宅入户管供水压力不应大于0.35MPa,非住宅类居住建筑入户管供水压力不宜大于0.35MPa
（10）建筑高度不超过10m的建筑的生活给水系统,宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式；建筑高度超过100m的建筑,宜采用垂直串联供水方式。
（11）一般情况消防给水系统宜与生活或生产给水系统共用一个系统。
（12）消火栓给水系统最低处消火栓，最大静水压力不应大于0.80MPa，且超过0.50MPa时应采取减压措施。
（13）自动喷水灭火系统管网的工作压力不应大于1.2MPa，最低喷头处的最大静水压力不应大于1.0MPa，其竖向分区按最低喷头处最大静水压力不大于0.80MPa进行控制，若超过0.80MPa，应采取减压措施。
2.2给水管道的布置和敷设
查2019年《建筑给水排水设计标准》有：
（1）室内生活给水管道可布置成枝状管网。
（2）室内给水管道布置应符合下列规定：
①不得穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备或引发事故的房间；
②不得在生产设备、配电柜上方通过；
③不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。
（3）室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧、爆炸的原料、产品和设备的上面
（4）埋地敷设的给水管道不应布置在可能受重物压坏处。
管道不得穿越生产设备基础,在特殊情况下必须穿越时,应采取有效的保护措施。
（5）给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井、排水沟内。
给水管道不得穿过大便槽和小便槽,且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。
给水管道不宜穿越橱窗、壁柜。
（6）给水管道不宜穿越变形缝。
当必须穿越时,应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。
（7）塑料给水管道在室内宜暗设。
明设时立管应布置在不易受撞击处。
当不能避免时,应在管外加保护措施。
（8）塑料给水管道布置应符合下列规定：
①不得布置在灶台上边缘;明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m,距燃气热水器边缘不宜小于0.2m;当不能满足上述要求时,应采取保护措施；
②不得与水加热器或热水炉直接连接,应有不小于0.4m的金属管段过渡。
（9）室内给水管道上的各种阀门,宜装设在便于检修和操作的位置。
（10）给水引入管与排水排出管的净距不得小于1m。
建筑物内埋地敷设的生活给水管与排水管之间的最小净距,平行埋设时不宜小于0.50m;交又理设时不应小于,15m给水管应在排水管的上面。
（11）给水管道的伸缩补偿装置,应按直线长度、管材的线胀系数、环境温度和管内水温的变化、管道节点的允许位移量等因素经计算确定。
应优先利用管道自身的折角补偿温度变形。
（12）当给水管道结露会影响环境,引起装饰层或者物品等受损害时,给水管道应做防结露绝热层,防结露绝热层的计算和构造可按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175执行。
（13）给水管道暗设时,应符合下列规定：
①不得直接敷设在建筑物结构层内；
②干管和立管应敷设在吊顶、管井、管窿内,支管可敷设在吊顶、楼（地）面的垫层内或沿墙敷设在管槽内；
③敷设在垫层或墙体管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm;
④敷设在垫层或墙体管槽内的给水管管材宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材;
⑤敷设在垫层或墙体管槽内的管材,不得采用可拆卸的连接方式;柔性管材宜采用分水器向各卫生器具配水,中途不得有连接配件,两端接口应明露。
（14）管道井尺寸应根据管道数量、管径、间距、排列方式、维修条件,结合建筑平面和结构形式等确定。
需进人维修管道的管井,维修人员的工作通道净宽度不宜小于0.6m。
管道井应每层设外开检修门。
管道井的井壁和检修门的耐火极限和管道井的竖向防火隔断应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定。
（15）给水管道穿越人防地下室时,应按现行国家标准《人民防空地下室设计规范》GB50038的要求采取防护密闭措施。
（16）需要泄空的给水管道,其横管宜设有0.00<0005的坡度坡向泄水装置。
（17）给水管道穿越下列部位或接管时,应设置防水套管
①穿越地下室或地下构筑物的外墙处；
②穿越屋面处；
③穿越钢筋混凝土水池（箱）的壁板或底板连接管道时。
（18）明设的给水立管穿越楼板时,应采取防水措施。
（19）在室外明设的给水管道,应避免受阳光直接照射,塑料给水管还应有有效保护措施;在结冻地区应做绝热层,绝热层的外壳应密封防渗。
（19）敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防冻措施
（20）室内冷、热水管上、下平行敷设时,冷水管应在热水管下方。
卫生器具的冷水连接管,应在热水连接管的右侧。
2.3给水管道的材质选择及要求
根据《给水排水设计手册》第03册设计规范及甲方要求，对给水管道材质及要求进行设计。
（1）给水管道采用采用PP-R管，管系列为S5，PP-R管道采用热熔连接，PP-R管与金属管连接时采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡，该管件与聚丙烯管连接时，采用热熔连接。
管道上的阀门均采用铜质阀门。
热水管采用热水PP-R管，管系列为S3.2。
（2）中水系统的管材及接口等与给水系统相同，管道应为浅绿色，并应在外壁模印或打印“中水非饮用”字样。
中水系统的管道、阀门和水表等必须有中水安全标志。
2.4给水系统说明及计算
2.4.1用水量计算
根据设计规范每人的用水定额，需要确定各个建筑物的用水人数。
本设计项目根据甲方提供资料工厂车间员工300人，其中住宿员工176人。
根据建筑物的性质和卫生器具，计算用水定额最高日用水量与最高时用水量，其中未预见用水量及管网漏失水量按总用水量总和的15%计算。
建筑物用水人数计算见公式（2-1），建筑物最高日用水量见公式（2-2），建筑物最高时用水量见公式（2-3）。
N=A/a（2-1）
式中A—建筑总面积，m2
α—办公楼每人所占面积，m2/人，本工程按照15m2/人计算
N—建筑物用水人数
（2-2）
式中Qd—最高日用水量，L/d
q0—最高日生活用水定额
N—用水单位数
（2-3）
式中Qh——最高时用水量，L/h
T——用水时间，h
Kh——时变化系数
根据建筑物设计资料：
办公楼一共8层，每层建筑面积1782m2，有效面积按60%计算，每层建筑的有效面积是1782m2x60%=1069.2m2，一至八层办公楼人数N=A/a约为570人。
查《建筑给水排水设计标准》，根据公共建筑生活用水定额及小时变化系数表中：
①居室内设卫生间生活用水定额最高150~200升/人·班，时变化系数Kh=2.5~3，使用时数是24h；
②坐班制办公楼生活用水定额是30~50升/人·班，时变化系数Kh=1.2~1.5，使用时数是8~10h；
③工业企业建筑管理人员的最高日生活用水定额可取30L/（人·班）~50L/（人·班）；车间工人的生活用水定额应根据车间性质确定,宜采用30L/（人·班）~50L/（人·班）;用水时间宜取8h,小时变化系数宜取2.5~1.5。
④工业企业建筑淋浴最高日用水定额,应根据现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ1中的车间卫生特征分级确定,可采用40L/（人·次）~60L/（人·次）,延续供水时间宜取1h。
本设计中饭堂宿舍选取生活用水定额是200升/人·班，时变化系数Kh=3.0，使用时数是24h。
办公楼选取生活用水定额是50升/人·班，时变化系数Kh=1.5，使用时数是8h。
工厂车间选取生活用水定额是50升/人·班，时变化系数Kh=2.5，使用时数是8h。
工业淋浴用水定额为60L/（人·次）用水持续时间为1h。
整理计算数据见表2-1：
表2-1各建筑物用水量及计算参数
序号
用水点
用水定额q0
用水单位N
时间（h）
时变化系数Kh
最高日用水量Qd（m3/d）
最高时用水量Qh（m3/h）
1
办公楼
50
570
8
1.5
28.50
5.34
2
职工宿舍
200
176
24
3.0
35.20
4.40
3
工厂
50L/（人·d）
300
8
2.5
15.00
4.69
4
未预见
按合计的15%计算
11.81
2.16
5
总计
90.51
16.60
2.4.2给水方式的确定
根据给水供给原则，在市政供水供给压力可以满足的情况下，直接利用市政供水管网水头压力直接供给，这是最简单，消耗能源最低的给水方式；在市政供水管网水头压力不足的情况下，工厂内部配置供水泵房进行给水。
对建筑物楼层高度进行分析如下：
办公楼一共8层，基础面标高为±0.00m，办公楼总高是28.5m，在不考虑管道水头损失及卫生器具需要压头的情况下，至少需要0.285MPa的水压，但是市政直接供水压力在0.25MPa左右，因此办公楼生活用水及中水供给需要设置供水泵房进行供水。
职工宿舍饭堂：
一共2层，基础面标高为±0.00m，总高是7.8m，估算大概的管道水头损失和自由压头，市政直接供水压力在0.25MPa左右是足够的，因此职工宿舍饭堂生活用水及中水供给可以直接利用市政直接供水，不需外加水泵。
工厂：
一共3层，基础面标高为±0.00m，楼顶高是12.7m，估算大概的管道水头损失和自由压头，市政直接供水压力在0.25MPa左右是足够的，因此工厂生活用水及中水供给可以直接利用市政直接供水，不需外加水泵。
2.4.3给水系统的流量计算
查《建筑给水排水设计标准》，得建筑的生活给水管道的设计秒流量，按下列公式
（2-4）（2-5）展开计算
（2-4）
式中:
U0—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；
qL—最高用水日的用水定额,按本标准表2取用，单位[L/（人·d）]；
m—每户用水人数；
Kh—小时变化系数,按表2-2取用
NG---每户设置的卫生器具给水当量数；
T—用水时数（h）；
0.2---个卫生器具给水当量的额定流量（L/s）。
（2-5）
式中:
U—-计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；
ac—--对应于的系数,按表2-3取用；
Ng---计算管段的卫生器具给水当量总数。
管段的设计秒流量计算按下式（2-6）进行计算
（2-6）
qg——计算管段的设计秒流量，L/s
U—-计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；
Ng—-计算管段的卫生器具给水当量总数。
0.2—1个卫生器具给水当量的额定流量，L/s
表2-2生活用水定额及小时变化系数
卫生器具设置标准
生活用水定额
[L/（人·d）]
使用时数（h）
最高日小时变化系数
Kh
最高
平均
内设卫生间宿舍
150~200
130~160
24
2.5~3.0
坐班制办公室
30~50
25~40
8~10
1.2~1.5
表2-3U0~ac的对应表
U0/%
ac
U0/%
ac
1.0
0.00323
4.0
0.02816
1.5
0.00697
4.5
0.03263
2.0
0.01097
5.0
3.715
2.5
0.01512
6.0
0.04629
3.0
0.01939
7.0
0.05555
3.5
0.02374
8.0
0.06489
另外内设卫生间的宿舍和办公楼生活给水设计秒流量，可以按下式（2-7）进行计算
（2-7）
qg——计算管段的给水设计秒流量,L/s
Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数
α——根据建筑物用途而定的系数，查表2-4
表2-4建筑物用途α值系数
建筑物名称
α值
办公楼
1.5
内设卫生间的宿舍
2.5
2.4.4给水系统的水力计算
给水系统的设计原则按沿程管线最不利的管线进行水力计算，才能保证所有管道水力可以正常使用。
以下分别对办公楼、职工饭堂宿舍、工厂分别计算。
沿程与局部水头损失,可按下式（2-8）（2-9）计算确定，管件局部阻力系数
可以查《给水排水设计手册》第01册。
沿程水头损失按下式计算：
（2-8）
式中
—为沿程水头损失，
；
—为管段长度，
；
—为水力半径，
；
—为管内流速，
；
—为谢才系数。
—单位管长的水头损失,根据流量、管径和流速査《给水排水设计手册》
局部水头损失为：
（2-9）
式中
—局部阻力系数。
査《给水排水设计手册》
办公楼生活给水系统最不利管路见如下图2-1，办公楼中水给水系统最不利管路见如下图2-2。
由图2-1可知，办公楼生活给水最远处的用水点是楼顶喷淋水箱，最不利管路为图2-1中节点编号①~⑩；由图2-2可知，办公楼中水给水最远处的用水点是8楼卫生间冲厕用水点，最不利管路为图2-2中节点编号①~⑨。
图2-1办公楼生活给水系统最不利管路图2-2办公楼中水给水系统最不利管路
职工饭堂宿舍生活给水系统最不利管路见如下图2-3，职工饭堂宿舍中水给水系统最不利管路见如下图2-4。
由图2-3可知，职工宿舍饭堂生活给水最远处的用水点是至楼顶太阳能热水接点处，最不利管路为图2-3中节点编号①~⑧。
由图2-4可知，职工宿舍饭堂中水给水最远处的用水点是至2层4.8m处卫生间冲厕用水点，最不利管路为图2-4中节点编号①~12。
图2-3职工宿舍饭堂生活给水系统最不利管路图2-4职工宿舍饭堂中水给水系统最不利管路
工厂生活给水系统最不利管路见如下图2-5，工厂中水给水系统最不利管路见如下图2-6。
由图2-5可知，工厂生活给水最远处的用水点是至楼顶太阳能热水接点处，最不利管路为图2-5中节点编号①~⑩。
由图2-6可知，工厂中水给水最远处的用水点是10.4m处卫生间冲厕用水点，最不利管路为图2-6中节点编号①~⑩。
图2-5工厂生活给水系统最不利管路图2-6工厂中水给水系统最不利管路
对以上给水系统进行水力计算分析，选取图2-3职工宿舍饭堂生活给水系统最不利管路作为实例分析，系统中其他管道可以按照这种方式逐条展开计算。
图2-3在管道⑥位置开始产生分支管道，管段①~⑥设计采用同一直径管道，管段⑥~⑧需要与预留接太阳能给水管道接口进行对接，其中预留接太阳能给水管道接口是DN50的接口，因此管段⑥~是DN50管道。
其中⑥分支管道有淋浴喷头20个，水龙头56个，沿程水力计算见表2-5
表2-5沿程水力计算表
管段序号
水龙头
（1.5）
淋浴喷头
（0.5）
当量总数Ng
设计秒流量（L/s）
管径（mm）
流速
（m/s）
管长
（m）
沿程水头损失
（m）
6分管
36
14
94
3.9
---
---
---
---
6-8
0
0
0
2.94
DN50
1.5
23.7
1.43
1-6
0
0
0
6.84
DN65
2.05
15.6
0.84
合计
2.27
根据图2-3查《给水排水设计手册》整理需要的局部阻力系数见表2-6。
表2-6局部阻力系数表
90°弯头
DN50的截止阀全开时
异径管DN65-50
等径三通DN65
0.3
0.45
0.16
0.24
各管段局部阻力经计算见表2-7
表2-7局部阻力水力计算表
管段序号
设计秒流量（L/s）
管径（mm）
流速
（m/s）
阻力系数
局部水头损失
（m）
90°弯头
DN50
截止阀
异径管DN65-50
等径三通DN65
6-8
2.94
DN50
1.5
2.4
0.9
0
0
0.38
1-6
6.84
DN65
2.05
1.2
0
0.16
0.24
0.34
合计
0.82
图2-3中预留接太阳能给水管道接口位置标高为+10.8m，节点编号①位
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