建筑给排水课程设计计算说明书02.docx
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建筑给排水课程设计计算说明书02
科学技术学院
课程设计计算说明书
（工科及部分理科专业使用）
题目：
南昌市某建筑5号楼给排水设计
学科部：
理工学科部
专业：
给水排水工程
班级：
给水排水2009
学号：
7013009025
学生姓名：
王亚军
起讫日期：
2012.12.10～2011.12.15
指导教师：
管晓琴职称：
副教授
学科部主任：
审核日期：
一·给水系统的设计说明与计算：
（一）设计说明
1、给水方式的选择
市政外网可提供的常年资用水头为340kpa，住宅的粗略估计所需最小服务压力值为120+40×6=360kpa>340kpa需要增压，考虑到用水量不大，为减少用地面积，不分区，采用气压水罐和水泵加压气压给水设备供水。
2、给水系统的组成
本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、水泵与气压罐等组成。
3、给水管道布置与安装
1）、各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用给水塑料管，采用承插式接口，用弹性密封连接。
2）、管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm，支管距墙、梁、柱净距为20~25mm。
3）、给水管与排水管道平行、交叉时其距离分别大于0.5和0.15,交叉给水管在排水管上面。
4）、立管通过楼板时应预留埋套管，且高出地面10~20mm
5）、在立管横支管上设阀门，管径DN>50mm时设闸阀，DN≤50mm时设截止阀。
6）、给水干管设0.003的坡度，坡向泄水装置。
（二）、设计计算
1、生活用水量计算
Qd=mqd
Qh=KhQd/T
经查该建筑属于普通住宅Ⅱ型
qd取130~300L/（人·d），Kh取2.8~2.3使用时间24h.（课本P31江西地区可取上限），住宅单位数m按每户3~4人计，取4人/户，则用水人数为4×9×8=288人
最高日用水量：
Qd=mqd=300×288=86400L/d
最高日最高时用水量：
Qh=KhQd/T=2.3×86400/24=8280L/h
2、给水系统水力计算
住宅生活给水管道设计秒流量计算公式：
qg=0.2·U·Ng，查表知：
浴盆水嘴N=1.0，坐便器N=0.5，洗脸盆水嘴N=0.75，洗涤盆水嘴N=1.0.
普通住宅Ⅱ型U0请参考值2.0-3.5,这里取3.0计算则ac=1.939×10-2根据U=（1+ac（Ng-1）0.49）/Ng0.5计算出U、qg。
生活给水管道的水流速度
公称直径（mm）
15～２０
２５～４０
５０～７０
≥80
水流速度（m/s）
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
流速应控制在范围内，查课本附表2-3可得管径DN和单位长度沿程水头损失i。
每根立管上的每层用户都大致一样，所以将每根立管的水力计算沿程水头损失都同于立管1
给水管网水力计算表
计算管道标号
当量总数Ng
U（%）
设计秒流量qg（L/s）
管径DN（mm）
流速v（m/s）
每米管长沿程水头损失i（kpa/m）
管道长度L（m）
沿程水头损失hy=i·L（kpa）
沿程水头损失累积H（kpa）
1~2
0.5
100
0.1
15
0.5
0.275
2.0
0.55
0.55
2~3
1.5
85
0.26
20
0.68
0.331
1.4
0.46
1.01
3~4
2.25
69
0.31
20
0.82
0.454
1.6
0.73
1.74
0~4
1.0
100
0.2
15
0.99
0.94
8.2
7.7
7.7
4~5
3.25
57
0.37
25
0.56
0.165
3
0.50
9.94
5~6
6.5
41
0.53
25
0.80
0.308
3
0.92
10.86
6~7
9.75
34
0.66
32
0.65
0.163
3
0.49
11.35
7~8
13.0
30
0.77
32
0.76
0.215
3
0.64
11.99
8~9
16.25
27
0.88
32
0.86
0.270
3
0.81
12.8
9~10
19.5
24
0.94
32
0.92
0.305
3
0.91
13.71
10~11
22.75
23
1.05
40
0.63
0.117
3
0.35
14.06
11~12
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
13~12
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
1.9
0.22
14.28
14~12
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
15~18
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
16~18
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
1.9
0.22
14.28
17~18
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
19~22
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
20~22
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
1.9
0.22
14.28
21~22
26.0
21
1.09
40
0.63
0.117
10.3
1.20
15.26
12~23
78.0
14
2.18
50
0.83
0.262
27.4
7.72
52.52
18~23
78.0
14
2.18
50
0.83
0.262
5.1
1.34
46.14
22~23
78.0
14
2.18
50
0.83
0.262
21.6
5.66
50.46
23~24
234.0
8
3.74
50
1.42
0.363
3
1.09
149.12
总的沿程水头损失Hy=149.12kpa,
局部水头损失安沿程水头损失的30%计算
Hj=30%Hy=30%×149.12=44.74kpa.
则H2=149.12+44.47=193.86kpa
3、水表的选择
由一根DN50的引入管将市政给水引入建筑内，按引入管内流速约为1.5m/s，估算引入管的流量为3.74L/s=13.5m3/h，选用LXS-50C旋翼湿式水表，公称直径为50mm，最大流量为30m3/h,公称流量15m3/h。
水流经过水表的水头损失为：
hd=100q2g/q2max=100×13.52/302=20.25kpa<24.5kpa符合要求。
引入管设置一LXS-50C旋翼湿式水表，水表组成包括水表、表前表后的阀门、旁通管路、泄空阀。
引入管在水表前均应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。
住宅用水量较小，分户水表选用LXS湿式水表，安装在4~5管段上q4-5=0.37L/s=1.33m³/h，查课本附表1-1选15mm口径的分户水表，其常用流量为1.5m³/h>q4-5，过载流量为3m³/h，则分户水表的水头损失hd=100qg2/q2max=100×1.332/32=19.65kpa。
水流经过水表的水头损失H3=20.25+19.65=39.90kpa,
已知给水干管的标高-1.6m，最不利点安装高度为22.3m，H1=22.3+1.6=23.9m=239kpa,
最不利配水点所需流出水头按H4=60kpa.
则给水系统所需的水压为H=239+193.86+39.90+60=523.76kpa。
4、设备的计算与选择
1）气压水罐的计算
水泵出水量：
qb=1.2Qh=1.2×8.28=9.936m3/h
取aa=1.3nq=6,则气压罐的水调节容积为：
Vq2=Vql=aaqb/4nq=1.3×9.936/24=0.538m3
取ab=0.75β=1.1，则气压水罐总容积为：
Vq=βVql/（1-ab）=1.1×0.538/（1-0.75）=2.37m3
气压水罐的总容积为2.37m3。
2）水泵的选择
一般离心式水泵因其特性曲线平缓，有时满足不了气压水罐供水要求，选用W型旋涡泵或DA型多级离心泵或MS型离心泵较为适宜，因其特性曲线陡直适合气压水罐供水要求。
Hd=H-H0=532.76-340=192.76kpa
水泵应选择低噪声、节能型水泵，水泵扬程可按计算扬程Hd乘以1.05~1.10后选泵。
H·d=1.1×192.76=212.04kpa，可以选用50TSW2级的泵或者DA1-502级的泵。
选用两台泵并联一用一备。
5、管道的布置与敷设
设一条引入管，引入管经水表节点后接入气压罐。
给水管道与其他管道之间留有一定的间距，以防给水管道水质被污染，同时便于安装检修。
考虑到市政管道标高为-1.5m，则室外管网标高取-1.6m。
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。
二·消防系统的设计说明与计算
（一）、设计说明
1、本设计属于底层建筑普通住宅，室外消防栓用水量15L/s,室内消火栓用水量5L/S每根竖管最小流量5L/s,每支水枪最小流量2.5L/s,同时使用水枪数量2支。
2、消防系统的设计
1）、室外消火栓系统为低压制，消防用水由街道上的消火栓提供
2）、室内消火栓系统为临时高压制，系统由蓄水池-消防水泵-屋顶水箱联合供水。
不分区，管网竖向成环状。
管网设置3组水泵接合器，高位水箱一个，消防水池一个。
系统设置消火栓泵2台（其中1台备用）。
消防水泵可由消火栓处启泵按钮直接启动同时向消防中心报警，水泵现场及消防中心均可控制起泵。
消火栓处设有消防卷盘。
主泵停止工作时，备用泵自动投入工作。
3）火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应，火灾10min后消防用水量由消防泵供应。
3、根据《低层民用建筑设计防火规范》GB50049-95（2005年版）7.6条可不设自动喷水灭火系统。
4、根据建筑内壁各部分的使用功能，相应配置手提式干粉灭火器，以配合消防给水灭火系统。
5、消防管道安装与布置
1）、消火栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。
2）、管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式机械接头。
3）、消火栓口径为50mm枪喷口直径16mm，水龙带为麻织，直径50mm，长25m
4）为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.5Mpa的消火栓前设置减压孔板。
5）消火栓口离地面高度为1.1m。
（二）、设计计算
消火栓系统的设计计算
1、消防栓间距
水龙带的有效长度Ld=0.8×25=20m
Hm=（层高-1）/sin450=（3-1）/sin450=3<10m取10m
h=0.71Hm=0.71×10=7.1m
消火栓的保护半径：
R=20+7.1=27.1m
消火栓的保护宽度：
b取6.2m
消防栓的布置间距S=（R2-b2）0.5=（27.12-6.22）0.5=26.4m
消火栓布置间距取26m，则根据实际情况每个楼梯口布置1个双阀双出口型消火栓即可。
2、消防管道系统计算
1）查课本表3-9可得Hq=14.1m，qxh=3.3L/s>2.5L/s故水枪喷射流量为3.3L/s。
水带水头损失计算：
差课本表3-10可得Az=0.015
hd=AzLq2xh=0.015×25×3.32=4.08mH2O=40.8kpa
2）消火栓出口压力计算Hxh=hd+Hq=4.08+14.1=18.81mH2O.
3）考虑2股水柱作用，消防立管Q=3.3×2×2=13.2L/s，选DN100钢管，v=1.52m/s,i=0.4664kpa/m。
4）考略建筑发生火灾时能同时供应3股水柱，消火栓用水量Q=3×6.6=19.8L/s.则消火栓环状给水管采用DN100钢管，v=2.89m/s,i=1.05kpa/m。
5）考虑3股水柱的环状给水管长7.7m，考虑2股水柱的管长133.6m。
沿程水头损失h=7.7×1.05+133.6×0.4664=70.4kpa
6）局部水头损失按沿程水头损失10%计，则总水头损失：
H=1.1h=1.1×70.4=77.44kpa=7.7mH2O
3、消防水池与水箱的计算
Vf=3.6·Qf·T=3.6×（19.8+15）×2=250.56m3取251m3
Vx=0.6Qx=0.6×19.8=11.88m3取12m3
Qf室内消防用水量与室外消防用水量之和
T火灾延续时间取2h
Qx室内消防用水量
4、消防水泵的计算
消防水泵的流量Qxb=Qx/Nx=19.8/1=19.8L/s
N消防水泵的台数
消防水泵的扬程Hxb=Hxh+H+HZ=18.81+7.7+28.2=54.71m可以选择100S90的泵两台，一用一备。
5、水泵接合器
按《民用建筑设计防火规范》GB50045-95规定：
每个水泵接合器的流量应按10-15L/s计算，本建筑室内消防设计水量为19.8L/s,故设置2个水泵接合器，型号为SQB150.
三、排水系统的设计说明与计算
（一）、设计说明
1、排水方式
采用分流制排水系统，雨水采用普通外排水系统，雨水直接排入城市下水道，生活污废水合流经室外化粪池处理后再排入城市下水道。
2、排水系统的组成
由雨水排水系统和生活排水系统组成。
雨水通过雨水斗、连接管、立管及埋地横管等排出室外，接入市政雨水管道系统。
雨水管道采用UPVC管。
生活排水系统包括卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、潜水泵、集水井、化粪池等。
通气系统包括伸顶通气管、专用通气管等。
3排水管道及设备安装要求
1）、排水管材采用硬聚氯乙烯管（UPVC），采用粘接。
2）、排出管与室外排水管连接处设置检查井，检查井至建筑物距离不得小于3m，并与给水引入管外壁的水平距离不得小于1.0m。
3）、当排水管在中间层竖向拐弯时，排水支管与排水立管、排水横管相连接时排水支管与横管连接点至立管底部水平距离L不得小于1.5m；排水竖支管与立管拐弯处的垂直距离h不得小于0.6m。
4）、立管宜每6层设一个检查口。
在水流转角小于1350的横干管上应设检查口和清扫口。
5）集水井、化粪池参照《给排水标准图集》，化粪池与建筑物的距离不得小于5m。
（二）、设计计算
一）、排水系统的计算
1、排水系统选择有通气的普通单立管排水系统。
排水立管向上延伸汇通，穿出屋顶与大气连接，适用于一般多层住宅。
2、立管的计算
立管WL1,WL2,WL3,WL4,WL5,WL7,WL8接纳的排水当量总数为：
Np=（3+0.75+4.5）×7=57.75
立管a取1.5
qp=0.12aNp0.5+qmax=0.12×1.5×57.750.5+1.5=2.87L/s
WL6接纳的排水当量总数为：
Np=（3+0.75+4.5）×7×2=115.5
立管a取1.5
qp=0.12aNp0.5+qmax=0.12×1.5×115.50.5+1.5=3.43L/s
WL9，WL10，WL11，WL12，WL13，WL14，WL15，WL16，WL17接纳的排水当量总数为：
Np=1×7=7
立管a取1.5
qp=0.12aNp0.5+qmax=0.12×1.5×70.5+1.5=1.98L/s
查表5-8（课本），选用管径de110mm,因为设计秒流,1.98L/s，2.87L/s，3.43L/s小于表中de110mm排水塑料管最大允许排水流量4.0L/s，所以不需要设专用通气管。
3、横支管的计算
WL1各层横支管水力计算表
管段编号
卫生器具名称数量
排水当量N
设计秒流量qL/s
管径demm
坡度i
大便器
洗脸盆
地漏
浴盆
4.5
0.75
0.0
3.00
1-2
1
3.00
1.00
75
0.025
2-3
1
1
1
7.5
1.99
75
0.025
4-3
1
0.75
1.67
75
0.025
根据立管1的计算可认为立管1、2、3、4、5、7、8上各层支管的水力计算结果与立管1一样
WL9、10、11、12、13、14、15、16、17上的支管就一条接洗涤盆，设计秒流量为0.33L/s，选管径50mm，坡度0.025.
4、汇合通气管的计算
1）、WL1、2、3、9、10、11汇通一处伸顶排气。
按最大处汇合通气管取管径则：
De≥√（dma2x+0.25∑di2）
=√（1002+0.25×502×3+0.25×1002×2）=130mm
则汇合通气管管径取150mm
2）WL4、5、6、7、8、12、13、14、15、16、17汇通一处伸顶排气。
按最大处汇合通气管取管径则：
De≥√（dma2x+0.25∑di2）
=√（1002+0.25×502×4+0.25×1002×3）=141mm
则汇合通气管管径取150mm
5、首层排水系统计算
1）、首层排水独自排出，根据上述的计算排水管网上的各支管可取DN75，i=0.025。
2）、东西向的横干管：
N=6×9.25=55.5
q=0.12×1.5×55.50.5+1.5=2.84L/s
可选择DN100i=0.012
南北向的横干管：
N=3×9.25=27.75
q=0.12×1.5×27.750.5+1.5=2.45L/s
可选择DN100i=0.012
3）外围收集各立管的横干管：
考虑全部的排水汇集在一起计算
N=9×8×9.25=666
q=0.12×1.5×6660.5+1.5=6.14L/s
可选择DN125i=0.012
6、化粪池的计算
化粪池的容积计算
V=V1+V2=α·N·q·t/24×1000+α·N·a·T·（1-b）·K·m/（1-c）×1000
式中V——化粪池有效容积，m3
V1——污水所占的容积，m3
V2——污泥所占的容积，m3
N——设计总人数等于4×9×8=288人
α——住宅取70%
q——本设计是生活污水与生活废水合流排放则取0.9×300=270L/（人·d）
t——取12h
a——本设计是生活污水与生活废水合流排放则取0.7L/（人·d）
b、c——分别去95%、90%
T——取180d
K、m——分别取0.8、1.2
V1=70%×288×270×12÷（24×1000）=27.216m3
V2=70%×288×0.7×180×（1-0.95）×0.8×1.2÷（（1-0.9）×1000）=12.193m3
V=V1+V2=27.216+12.193=39.41m3
考虑时间及人数的不规定性，则多考虑15%估算容积，则化粪池总有效容积V=1.15×39.41=45.32m3
二）雨水系统的计算
1、降雨强度
根据规范要求，设计重现期采用P=2年，降雨历时5min，查《建筑给排水设计手》表4.2-2得南昌q5=5.10L/s·100m2，H=184mm/h.
2、汇水面积
汇水总面积约为：
F=12.48×16.5+12.6×33=621.72m2
考虑布置6根立管则每根立管的汇水总面积约为：
F0=621.72÷6=103.62取104m2
3、雨水量的计算
按公式Q=ψFq5/10000计算ψ取0.9
Q=ψFq5/10000=0.9×621.72×5.10÷10000=28.5L/s
4、雨水斗及立管的选择
设6根立管则要6个雨水斗则估计每个雨水斗的泄流量约为
Q0=Q/6=28.5÷6=4.75L/S
查课本表6-1可以选择重力流排水系统75mm的最大泄流量5.6L/S。
查附表6-4屋面雨水排水立管可选择DN100的塑料管，至底部横干管选择DN150的塑料管即可。
四、主要参考资料
1、《建筑给水排水工程》（课本）
2、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
3、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
4、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
5、《给水排水标准图集》S1、S2、S3、S4
6、«给水排水设计手册»第一册,第二册,第十册
7、«建筑给水排水设计手册»
8、《全国民用建筑工程设计技术措施（给水排水）》
9、《给排水工程专业毕业设计指南》
10、《AutoCAD给排水设计与天正给排水TWT工程实践》
11、《建筑给排水工程设计计算》。
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