给排水毕业设计开题报告.docx

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给排水毕业设计开题报告

毕业设计开题报告

论文题目：

曲江一号住宅楼水系统设计

一、立项依据

1.设计目的及意义

（1）通过此次毕业设计，使我可以进一步加深所学的基础理论、基本知识和专业技能，使之系统化、综合化；

（2）此次毕业设计着重培养了我独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际问题的能力；

（3）通过毕业设计加强对我们资料获取、实验方法、数据资料的综合处理，计算机应用等最基本的工作实践和科研能力的培养；

（4）由于近年来我国城市土地资源日趋紧张，小高层住宅渐成城市房地产开发的主要模式，选择此课题十分有意义。

二、研究内容（学生填写）

本工程为拟在陕西省西安市新建一小区其中一栋18层的住宅楼，总高度为54.8米,其中建筑高度为54m,总建筑面积为6160.05m2。

本建筑为18层钢筋混凝土框架结构，两种户型，A型建筑面积140.44m2，B型建筑面积164.56m2,层高3米。

水源来自市政管网，管径DN100，常年可供水压0.5MPa,水质符合饮用水标，且在市政水引入管装有倒流防止器。

室内排水管道自流入室外水井。

每户设有卫生间和盥洗室，卫生间设有洗手盆、蹲式大便器等卫生器具。

设计拟解决的实际问题

（1）建筑给水

无负压给水设备是否允许设置

变频给水设备的优化问题（节能问题）

新型管材的技术经济比较及适用性研究

高层分区供水的优化问题

（2）消防系统

消火栓系统的的给水方式

消火栓系统的设置

材料选择

消防系统的分区方式

（3）排水系统

排水管道的敷设

建筑排水允许的最大流量

地漏的设置

防止水封破坏的措施

排水管材的使用

雨水的排水与利用

三、指导教师意见（指导教师填写）

签名：

年月日

附录

华阴十冶新区水系统设计

吴剑凯

（宝鸡文理学院地理科学与环境工程系，陕西宝鸡721007）

摘要：

该设计为华阴十冶新区小区建筑给水排水设计，设计内容包括给水系统设计，排水系统设计，热水系统设计等三部分。

由于该建筑高度52.8米，市政管网压力0.50MPa,无法满足压力要求，故采用分区供水。

给水分区为高、低区，6-18层为高区,1-5层为低区。

高区由高位水箱-减压阀联合供水，低区利用市政管网直接供水。

排水采用污废水合流的方式。

给水管和排水管分别采用PP—R管和UPVC管，热水系统都采用镀锌钢管。

关键词：

高层建筑；给水；排水；给水分区

ThewatersystemdesignisfortheTenSmeltingArchitecturalinHuaYin

（BaojiuniversityofartsandscienceDepartmentofgeographicalscienceandenvironmentalengineeringshanxibaojiseventwoonezeroonethree）

ABSTRACT：

ThewaterdrainagedesignisforthenewcitydistrictTenSmeltingArchitecturalinHuaYin,whosecontentincludethreeparts：

watersystemdesign,drainagesystemdesign,hotwatersystemdesign.Becausetheheightofthebuildingis52.8meters,thepressureofmunicipalpipelineis0.50MPa,whichcannotsatisfypressurerequirements,asaresultusingzoningwatersupplyisnecessary.Watersupplyforhighandlowareadivision,6-18layerforhigharea,1-5layersforlowarea.Higharea’swatersupplydependsonhighwatertank-pressurereducingvalvebyjoint,andlowarea’swatersupplydependsonusingmunicipalpipelinenetworkdirectly.Drainageisonthemixingwayofsewageandwastewater.Heatingsupplydependsontheuseofconventionalindoorheatingradiator.WatersupplypipesandwaterdrainpipesusePP-RpipesandUPVCpipes,andhotwatersystemusegalvanizationsteeltube.

Keywords:

highbuilding;Watersupply；drainage；Separatewatersupplysystem

1设计说明书

高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本理论和计算方法在某些方面是相同的，但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂，以及所受外界条件的限制等，高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上，还是广度上，都超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴，并且有以下一些特点高层建筑给水排水设备的使用人数多，瞬时的给水量和排水流量靠的水源，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善处理排水管道的通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。

下面就高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下：

1、高层建筑层数多、高度大。

给水系统及热水系统中的静水压力很大，为保证管道及配件免受破坏，必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区，加设减压设备以及屋顶水箱，使系统运行完好。

2、高层建筑对防噪声、防震等要求较高，但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。

以保证管道不漏水，不损坏建筑结构及装饰，不影响周围环境，使系统安全运行。

1.1生活给水系统

根据有关设计相关资料，建筑物的性质、用途、层高及设计要求，结合室外城市管网能够提供的水压，确定给水系统的方式及组成。

1.1.1相关规范

摘自（《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003））：

a.卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。

b.高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：

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

（2）水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；

（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。

c.建筑高度不超过100m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，宜采用垂直串连供水方式。

d.住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设置在户内的水表，宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。

1.1.2竖向分区

由《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）第1.0.3条知：

建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。

对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。

合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。

目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。

我国《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）第3.3.5规定：

各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。

根据规范要求，并结合该住宅楼层数、功能及室外供水压力，将该建筑竖向分为2个供水区。

本工程已知市政给水管网可保证资用水头为20mH2O，室外给水管网只能满足建筑低区供水要求，故分区如下：

低区可利用室外给水管网的压力直接供水；6～18层为高区。

1.1.3方案确定

对于分区的高层建筑，给水系统的供水方式应进行方案比较，方案比较可遵循供水技术可靠、经济合理的原则，从中选出两个可行性方案进行比较优缺点。

十冶新区小区住宅楼给水系统竖向分为2区，其中低区由市政管网直接供水，高区给水需进行二次加压。

屋顶设置高位水箱，水泵统一加压，利用减压阀减压，上区供下区用水。

这样的话供水较可靠，设备与管道较简单，投资较节省，设备布置较集中，维护管道较方便。

1.1.4管道布置与敷设

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等因素的影响。

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）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理

（2）保护管道不受损坏

（3）不影响生产安全和建筑物的使用

（4）便于安装维修

本设计十冶新区住宅楼给水管道的敷设：

低区给水系统利用市政管网压力直接供水，采用下行上给的供水方式，给水立管布置在墙角、柱边，并由土建装饰处理。

高区采用上行下给的供水方式，高区的水平横干管敷设在18层的吊顶内。

主立管置于管道井内，横支管在地下敷设。

给水管道与其他管道之间留有一定的距离，以防止给水管水质被污染，同时便于安装检修。

引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。

给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1m。

管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。

1.2生活热水系统

1.2.1相关规范

高层建筑热水系统的分区，应遵循如下原则：

（1）与给水系统的分区应一致，各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应；当不能满足时，应采取保证系统冷热水压力平衡的措施。

（2）当采用减压阀分区时，应保证各分区热水的循环。

a.当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时，宜采用开式热水供应系统或采取稳压措施。

b.当卫生设备有冷热水混合器或混合龙头时，冷、热水供应系统在配水点处应有相近的水压。

c.循环管道应采用同程布置的方式，并设循环泵，采取机械循环。

d.膨胀管上严禁装设阀门。

e.在设有高位加热贮热水箱的连续加热的热水供应系统中，应设置冷水补给水箱。

（注：

当有冷水箱可补给热水供应系统冷水时，可不另设冷水补给水箱）

1.2.2竖向分区

a.冷水补给水箱的设置高度（以水箱底计算）应保证最不利处的配水点所需水压。

b.冷水补给水管的设置，应符合下列要求：

（1）冷水补给水管的管径，应按热水供应系统的设计秒流量确定。

（2）冷水补给水管除供给加热设备、加热水箱、热水贮水器外，不宜再供其它用水。

（3）有第一循环的热水供应系统，冷水补给水管应接入热水贮水罐，不得接入第一循环的回水管、锅炉或热水机组。

1.2.3方案确定

（1）热水供应系统类型的选择，应根据使用要求、耗热量、用水点分布、热源种类等因素确定。

考虑到局部热水供应系统热效率低，热水成本高，使用不够方便舒适，而本住宅楼热水用量大，对热水供应要求较高，并要求热水使用方便舒适，故采用集中热水供应方式。

（2）热源的选择

该住宅楼附近有表压为0.25MPa的蒸汽热源，故采用蒸汽做集中热水供应系统的热媒。

1.2.4热水管道的布置与敷设

热水管道的布置与敷设除了应满足给（冷）水管布置敷设的要求外，还应注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题，热水管道的敷设可参照《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）中的设计要求。

a.热水管道系统，应有补偿管道热胀冷缩的措施。

b.上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置，下行上给配水系统，可利用最高配水点放气；系统最低点应设泄水装置。

c.下行上给式系统设有循环管道时，其回水立管可在最高配水点以下（约0.5m）与配水立管连接。

上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。

d当需计量热水总用水量时，可在水加热设备的冷水供水管上装冷水表，对成组和个别用水点可在专供支管上装设热水水表。

有集中供应热水的住宅应装设分户热水水表。

水表的选型、计算及设置应符合本规范3.4.17条、3.4.18条、3.4.19条的规定。

e热水横管的敷设坡度不宜小于0.003。

f塑料热水管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施。

1.3排水系统

1.3.1相关规范

a.建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统：

（1）建筑物使用性质对卫生标准要求较高时；

（2）生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时；

（3）生活废水需回收利用时。

b.下列建筑物排水应单独排水至水处理或回收构筑物：

（1）公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水；

（2）洗车台冲洗水；

（3）含有大量致病菌，放射性元素超过排放标准的医院污水；

（4）水温超过40℃的锅炉、水加热器等加热设备排水；

（5）用作中水水源的生活排水。

1.3.2排水系统的确定

建筑内部排水体制有分流须独立设置，所谓分流与合流通常是指粪便污水与生活废水是分流设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。

制和合流制两种。

对城市排水系统而言，粪便污水和生活废水统生活污水。

所谓分流制是指雨水和粪便污水、生活废水分流，所谓合流是指雨水和粪便污水、生活废水合流。

根据规范要求，建筑排水系统的选择有以下几个要点：

（1）分流或合流排水系统的选择，应根据污水性质、污染程度、结合室外排水体制和有利于综合利用与处理的要求确定。

（2）生活污水一般须经化粪池处理，此时粪便污水宜与生活废水分流；当排往污水处理厂时，宜合流排出。

（3）当建筑物内设置中水系统时，生活废水与生活污水应分流排出。

（4）含有毒和有害物质的生产污水，含有大量油脂的生活废水，以及经技术经济比较认为需要回收利用的生产废水、生活废水等均应分流排出。

（5）建筑物雨水应单独排出。

工业废水如不含有机物，而带大量泥沙、矿物质时，应经机械处理后方可排入室内密闭系统雨水管道。

在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时，应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素，通过经济技术比较确定。

综合以上因素，本住宅楼室内污水采用合流制排放，排水立管采用双立管排水系统，这种系统是有一根排水立管和一根专用通气立管组成。

双立管排水系统是利用排水立管和另一根立管之间进行气流交换，也郊外通气。

这种系统具有良好的排水性能和通气性能，适用于污废水合流的各类高层和高层建筑。

住宅排水立管在设备层汇合后沿墙柱排出室外，商场污水单独排出。

泵房

内设污水坑，安装潜水泵，由水坑内水位自动控制水泵的运行。

1.3.3排水管道的布置与敷设

高层建筑的排水管道的布置应满足良好的水力条件，还需考虑维护的方便，保证管道正常运行以及经济和美观的要求。

（1）排水顺畅、水力条件好

为使排水管道系统能够将室内产生的污废水以最短的距离、最短的时间排出室外，应采用水力条件好的管件和连接方法。

排水支管不宜太长，尽量少转弯，连接的卫生器具不宜太多；立管宜靠近外墙，靠近排水量大、水中杂质多的卫生器具；排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。

（2）保证设有排水管道房间的正常使用

在某些房间布置排水管道时，要保证这些房间或场所正常使用，如横支管不得穿越贵重商品仓库、通风小室和变电室；不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面，也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调场所的上方。

（3）保证排水管道不受损坏

为使排水系统安全可靠的使用，必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。

如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道；管道穿过承重墙和基础是应有预留孔洞；埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；湿陷性黄土地区横干管应设在地沟内；排水立管采用柔性接口；塑料排水管道应远离温度高的设备和装置，在汇合配件处设置伸缩节等。

（4）室内环境卫生条件好

为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活生产环境，管道不得穿越卧式、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧式相邻的内墙；商品住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户；排水立管仅设置伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底垂直距离小于下表规定的最小距离时，底部支管应单独排出。

（5）施工安装、维护管理方便

为便于施工安装，管道距楼板和墙应有一定的距离。

为便于日常维护管理，排水立管宜靠近外墙，以减少埋地横干管的长度；对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物，管道需要经常冲洗，排水支管较多，排水点的位置不固定的公共餐饮的厨房、公共浴池、洗衣房、生产车间可以用排水沟代替排水管。

应按规范规定设置检查口或清扫口。

如铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10m，塑料排水立管宜每6层设置一个检查口。

但在建筑物的最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口；检查口应在地（楼）面以上1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。

在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上，宜设置清扫口。

在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。

清扫口宜设置在楼板或地坪上，且与地面相平。

在水流偏转角大于45°的排水横管上，应设置检查口或清扫口。

当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的距离大于表1的数值时，应在排出管上设置清扫口。

表1排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井的最大允许长度

管径（mm）

50

75

100

>100

最大长度（m）

10

12

15

20

（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。

2设计计算书

2.1给水系统的计算

该建筑用独立的生活给水系统，建筑内采用分区供水的方式。

生活给水系统分成高、低两个供水区域。

1～5层由室外给水管网直接供水，管网布置成下行上给式；6～18层为高区，管网布置成上行下给式，由高位水箱和水泵联合供水。

2.1.1　生活用水量计算

查阅《给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水》（第二版），有大便器、洗涤盆、沐浴设备、热水供应的居民住宅楼用水定额在170L/（人·d）～300L/（人·d）之间，在本设计中取用250L/（人·d），时变化系数Kh=2.5，用水时间T=24h。

每户人口定为3人，用水人数为3×6×15+3×4=282人

高区最高日用水量Qd=282×250／1000=70.5m3/d

高区最高日最高时用水量Qh=Kh×Qd／T=2.5×70.5／24=7.34m3/h

低区用水全部由市政给水管网直接供给，对高位水箱容积的计算无贡献。

2.1.2　屋顶水箱容积计算

该建筑屋顶水箱采用生活，消防合用，为了使水箱中的水经常保持流动更新，又要保证消防用水不被动用，水箱示意图如下：

水箱的进水出水管分设在两侧也是为了避免水流短路。

消防出水管口距水箱底≥50mm,以防止沉淀物进入配水管网,出水管上用阻力较小的旋启式止回阀，以保证止回阀开启所需的压力。

采用水箱水位与水泵连锁，在水箱侧壁安装浮球式液位指示器，可以根据水箱水位自动控制水泵的开闭。

图2-1屋顶水箱

给水管

生活用水

消防用水

消防贮水量的计算公式为：

式中Vx----消防水箱容积，m3；

qx----室内消防用水总量，L/s；

Tx----火灾初期时间，按10min计。

查阅《给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水》（第二版），本住宅楼室内消火栓用水量20L/s,室外为15L/s，自动喷洒系统喷水量为20L/s，故室内消防总用水量为qx=40L/s。

水箱的消防贮水量Vx=60×40×10/1000=24m3

生活贮水量的计算公式为：

式中Vs──水箱的有效容积，m3；

qb──水泵出水量,m3/h；

Kb──水泵1h内最大启动次数，一般选用4～8次/h；

──安全系数，可在1.5～2.0内采用。

选qb＝1.2Qh＝1.2×7.34m3/h=8.81m3/h取C为2.0，Kb为6，

水箱生活贮水量为VS=2×8.81／4×6＝0.73m3，取为1.0m3

则高位水箱的容积为V=Vx+Vs=24+1.0=25m3

选用3.2m×3.2m×2.7m=27.6m3（包括0.2m超高）的水箱。

2.1.3地下室贮水池容积计算

贮水池为生活和消防合用水池，应考虑消防用水不被动用的措施。

在这里采用在水池中设置溢留墙的形式。

水池的进水口不能被淹没，进出水管布置在水池壁的不同侧面，以避免水流短路。

其有效容积为生活调节容积，消防贮水容积和安全用水容积之和。

生活调节容积取最大日用水量的25%，安全容积取最大日用水量的10%。

即V=Vs+Vx+Vb

生活贮水量为Vs=25%Qd=0.25×70.5=17.63m3

消防贮水量为消火栓2小时，自动喷洒1小时，

Vx=60×20×120/1000+60×20×60/1000=144+72=216m3

安全贮水量为Vb=10%Qd=0.1×70.5=7.05m3

则V=Vs+Vx+Vb=17.63+216+7.05=240.68m3

选用10m×8m×3.3m=264m3（包括0.25m超高）的贮水池。

2.1.4给水管网的计算

2.1.4.1设计秒流量的计算

依据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）第3.6.4和3.6.5条要求：

高区为住宅，设计秒流量采用下式计算：

式中

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----一个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。

式中αc---对应不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0）的系数，见《建筑给水排水工程》（第五版）表2.3.1；

式中U0----生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率；

q0----最高用水日的用水定额；

m----用水人数，人；

Kh----变化系数；T----用水小时数，h。

2.1.4.2高层管网水力计算

（1）低区给水管网水力计算：

低区给水所需压力为：

H=H1+H2+H3+H4

H1=2.9+1.5=4.4mH2O=44kPa

H2=1.3∑hy=1.3×14.19=18.44kPa

H4=50kPa（即最不利点水龙头的最低工作压力）

选用LXS-32C旋翼湿式水表，其公称直径为32mm，过