吉林建筑大学建筑给排水课程设计计算说明书.docx
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吉林建筑大学建筑给排水课程设计计算说明书
吉林建筑大学
课程设计（论文）说明书
课题名称
长春市正大光明城2#楼
室内给水、排水设计、消防设计
院（系）
市政与环境工程学院
专业
给水排水工程101班
姓名
宋天芳
学号
21
起讫日期
7月1日-7月12日
指导教师
2013年7月12日
前言
建筑给水排水是给水排水工程中比较重要的一部分，本次设计说明书就是针对室内给水排水的设计及其计算，从而了解并掌握建筑室内给水排水设计的方法和要求。
水是我们生活中必不可少的一部分，每个人每天必须摄入一定的水量来满足机体的生活需要，因此建筑给水排水也成为我们现在建筑中必不可少的一部分，做好室内给水排水才能让我们的生活更美好。
室内给水排水的设计要合理的安排好给水管道、排水管道和消防管道的布局，计量避免交叉和错乱。
此次设计说明书也就是针对这个问题而做的一次设计。
此次设计主要依据建筑条件图和设计规范、设计手册、技术措施、标准图集设计。
其余参考书详见参考书目。
目录
一、设计指导书
二、设计过程说明
三、室内给水系统计算
四、室内排水系统的计算
五、建筑内部消防系统的计算
六、小结
一、《建筑给排水工程课程设计》指导书
一、收集资料：
气象、土建、水质资料、参考资料
二、设计计算：
根据建筑性质、卫生器具及用水点位置，布置给水、排水管线，根据相应公式计算给水排水流量。
并分别确定其管径、管道坡度、阻力损失等。
三、绘施工图：
1、图纸内容
各系统设计一般由设计说明、平面图、系统图组成（必要时宜带有局部详图）。
A.设计说明
设计图纸上用图线表达不清楚的问题，需要用文字加以说明。
主要内容有：
给水所需总压力；给排水管道采用的管材及接口方式；对管道敷设的技术要求；对施工质量及验收的要求；各系统主要材料、设备的统计等。
B.平面图
平面图是设计图纸的主要部分。
本图应表明给水、排水系统管道（立管，横管、支管）的水平位置及管径、立管编号，管道坡度。
C.系统图
系统图也叫轴侧图，该图表明系统各管道的空间关系，图内除注明管径及立管编号外，还应标明管道标高及坡度。
D.详图
当某些设备的构造或管道的连接情况在以上图中表示不清楚，用文字也说明不清，可将这些部分绘成详图。
E.设备及材料明细表
为方便施工备料，应将工程涉及的管材、阀门、仪表、容器设备等列出并制成明细表。
一般表中项目包括：
编号、名称、型号规格、单位、数量及备注等项目，其中备注栏内主要写明对材料设备有明确要求的生产厂家等。
2.设计图例
为使工程设计图纸，满足设计、报批、施工、存档、交流等方面的使用要求，图面中的线条粗细及符号的表示应尽量做到标准化、统一化。
A.图线、图例
各种管线、管材、阀门、仪表等所用图例均参见《建筑制图统一标准》、吉林省标《暖卫工程设计综合图例》。
B.文字
图纸上标注的文字均应以规范的仿宋字写出，在设计说明中列出的内容应全面、简明、扼要。
3.参考资料
A.《建筑给水排水工程》，王增长主编第五版中国建筑工业出版社。
B.《建筑给排水设计手册》刘文镔主编中国建筑工业出版社。
C.《建筑给排水设计规范》GBJ15-88。
二、设计过程说明
1、生活给水工程
根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压为0.30MPa，而室内保证正常用水所需的水压大于0.30MPa，故室内给水拟采用设水泵贮水池的的供水方式。
即室外管网中的水先进入贮水池，再有贮水池中抽水供给用户。
2、排水工程
由于该小区为普通二类小区，故采用双立管排水系统，污水和废水由一根排水立管统一排出。
为保证污水能够迅速通畅的排出，在每个功能间里设置一根排水立管，该功能间里的污水全部由该排水立管排出，然后由排水干管排进污水井，每两根排水干管共用一个污水井。
3、消防给水
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）3.0.1条，本建筑属于二类建筑。
据7.1.1条，设室内、室外消火栓给水系统。
据7.2.2条，室内消火栓用水量分别为5L/s，每根竖管最小流量5L/s，每支水枪最小流量2.5L/s。
据7.6条，可不设自动喷水灭火系统。
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65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱长度为12mH2O,采用麻质水带的直径为65mm，长度20m。
消防水泵直接从消防水池吸水，消防水池和生活用水水池全由室外管网供水，但是与生活用水水池隔开。
据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）7.3.3条，火灾延续时间以2h计。
4、管道的平面布置及管材
室内给水和消防立管均设于管道井内，排水立管靠近污水量大、杂质多的用水器具。
给水干管引入管设在地下1.2m。
给水管的室外部分采用给水铸铁管，室内采用镀锌钢管。
排水管的室外部分采用混凝土管，室内采用排水塑料管。
设计内容
计算与说明
结果
三、室内给水系统的计算
四、室内排水系统的计算
五、建筑内部消防系统的计算
1、给水用水定额及时变化系数
该建筑一楼为商铺，系统按商场，最高日用水定额5~8L，小时变化系数Kh1.5~1.2。
最高日用水定额为q=6L，小时变化系数Kh=1.4。
该建筑二楼至四楼系统为普通Ⅱ类住宅，居民生活的最高日生活用水定额为130～300L，小时变化系数Kh为2.8～2.3。
据本建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，选用居民的最高日生活用水定额为q=200L/（人·d），取用水时变化系数Kh=2.5。
2、设计秒流量公式确定
商场生活给水管道的设计秒流量计算公式为;
qg=0.2·α·
式中：
qg—计算管段的设计秒流量
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
α—根据建筑物用途确定的系数
α取1.5
如图：
编号,0，1,2，最不利配水口为洗手盆
计算管段编号
当量总数Ng
建筑物系数
Qg
DN
V
i
L
hy
∑h
0-1
0.75
1.5
0.26
20
0.65
0.29
0.62
0.18
0.18
1-2
1.25
1.5
0.33
20
0.86
0.5
1.86
0.93
1.11
计算局部水头损失∑hj：
∑hj=30%∑hi=0.3×1.11=0.333kPa
计算管路的水头损失为：
H2=∑（hi+hj）=0.333+1.11=1.443kPa
住宅生活给水管道的设计秒流量计算公式为：
qg=0.2·U·Ng
式中：
qg—计算管段的设计秒流量
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
设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时出流概率确定。
而管段的卫生器具给水当量同时出流概率与卫生器具的给水当量数和其平均出流概率（U0）有关。
根据数理统计结果卫生器具给水当量的同时出流概率计算公式为：
U=【1+ɑc（Ng-1）0.49】/√Ng×（100%）
式中ɑc——对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0）的系数；
Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数。
ɑc与U0的对应关系
U0（%）
ɑc×102
U0（%）
ɑc×102
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
6.0
4.629
3.0
1.939
7.0
5.555
3.5
2.374
8.0
6.489
计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率计算公式为：
U0=q0×m×Kh／（0.2×Ng×T×3600）
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—最高用水时的用水定额，L/（人·d），取200；
m—用水人数，3.5人；
Kh—时变化系数，取2.5；
Ng—计算管段的卫生器具给水当量总数；
T—用水小时数，h，取24。
建筑物的卫生器具给水当量最大用水时的平均出流概率参考值见下表：
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
由于该建筑为普通住宅Ⅱ型，因此最大用水时的平均出流概率选为3.0。
3、设计秒流量的计算
给水系统的轴测图如下
有轴测图确定配水的最不利点为洗涤盆，故计算管路为3、4、5、…10。
节点编号如图所示。
查表得给水当量：
淋浴器N=0.5,洗涤盆N=1.0，大便器N=0.5，洗脸盆N=0.75，洗衣机N=1.0。
由U0=3.0查表得出对应的ɑc值，代入公式求出同时出流概率U，再代入公式qg=0.2·U·Ng就可求出该管段的设计秒流量。
流速控制在允许的范围内，查表可得管径DN和单位长度沿程水头损失i，由式hi=iL计算出管路的沿程水头损失∑hi。
各项结果如下表:
见附表1
计算局部水头损失∑hj：
∑hj=30%∑hi=0.3×23.74=7.122kPa
计算管路的水头损失为：
H2=∑（hi+hj）=7.122+23.74=30.86kPa
计算水表的水头损失：
因住宅建筑用水量较小，总水表选用螺翼式水表，分户水表采用LXS湿式水表，分户水表和总水表分别安装在6—8和10—11管段上，q6-8=0.37L/s=1.33m3/h，q10-11=1.51L/s=5.43m3/h。
查表1-1，选用15mm的分户水表，其常用流量为1.5m3/h＞1.33m3/h，过载流量Qmax=3m3/h。
所以分户水表的水头损失为:
Hd=q2q/Kb=q2g/（Q2max/100）=1.332/（32/100）=19.65kPa
选口径60mm的总水表，其常用流量为15m3/h＞q10-11，过载流量为30m3/h。
所以总水表的水头损失为：
H′d=q2g/Kb=5.432/（302/10）=0.33kPa
Hd和H′d均小于表中要求的水表水头损失允许值。
水表总水头损失为：
H3=H′d+Hd=19.98kPa
由式计算给水系统所需的压力：
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6
=12.1×10+8.65+30.86+19.98+50+30+21=281.49kPa
4、增压贮水设备的计算
贮水池体积的计算：
贮水池的体积为最高日用水的10%～20%，取为15%。
则V=15%Qd=0.15×3.09×3600×24=40.04m3
按48m3计算
水池尺寸采用4m×4m×3m
满足要求符合。
其中生活水池与消防水池分隔设置，贮水池的底部设置深度为1m，长宽均为1m的集水坑，以保证其有效容积和水泵的正常运行。
设置的生活水泵的扬程为33m，流量为14m3/h。
1、排水设计秒流量公式的确定
该建筑为非集中排水的住宅，则排水设计秒流量的计算公式为：
qp=0.12ɑ√Np+qmax
式中：
qp—计算管段排水设计秒流量L/s；
Np—计算管段卫生器具排水当量总数；
qmax—计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；
ɑ—根据建筑物拥堵而定的系数，取1.5。
2、排水设计秒流量的计算
PL1、PL6、PL7、PL12、PL13、PL17排水立管的系统计算草图如下：
各层横支管的水力计算表
管段
设备名称数量
排水当量
设计秒
管径
坡度i
编号
浴盆
大便器
洗脸盆
总数
流量qp
de
Np=3
Np=4.5
Np=0.75
Np
（L/s）
（mm）
0-1
1
0.75
0.25
50
0.026
1-2
1
1
5.25
1.91
110
0.026
立管的计算：
立管接纳的排水当量总数为
Np=5.25×3=15.75
立管最下部管段排水设计秒流量
qp=0.12ɑ√Np+qmax=0.12×1.5√15.75+1.5=2.21L/s
查表，选用立管管径为DN75mm，为排水通畅，放大管径立管取DN110mm。
PL3、PL4、PL9、PL10、PL15、PL16排水立管的系统计算草图如右：
各层横支管的水力计算表
管段
设备名称数量
排水当量
设计秒
管径
坡度i
编号
大便器
洗脸盆
总数
流量qp
de
Np=4.5
Np=0.75
Np
（L/s）
（mm）
3-4
1
0.75
0.25
50
0.026
4-5
1
4.5
1.5
110
0.026
立管的计算：
立管接纳的排水当量总数为
Np=5.25
立管最下部管段排水设计秒流量
qp=0.12ɑ√Np+qmax=0.12×1.5√5.25+1.5=1.91L/s
查表，选用立管管径为DN110mm，为保持排水畅通，部分放大管径，立管取DN125。
PL2、PL5、PL8、PL11、PL14、PL18排水立管的系统计算草图如下：
各层横支管的水力计算表
管段
设备名称数量
排水当量
设计秒
管径
坡度i
编号
洗涤盆
总数
流量qp
de
Np=2
Np
（L/s）
（mm）
3-4
1
2
0.67
50
0.026
立管接纳的排水当量总数为
Np=2×3=6
立管最下部管段排水设计秒流量
qp=0.12ɑ√Np+qmax=0.12×1.5√6+0.67=1.11L/s
查表，选用立管管径为DN75mm。
由于长春地区最冷月的平均气温低于-13°C,为防止伸顶通气管管口结霜，减小通气管断面面积，应在室内吊顶以下0.3m处将管径放大一级，且伸出屋顶的高度应大于700mm，伸出屋顶高度为1m。
1、消火栓的布置
由于为楼道无走廊的建筑，则在每层的每个楼道里布置一个消火栓即可保证水枪充实水柱长度到达同侧的任何部位。
2、水枪喷嘴处的水压：
查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数＆值取为0.0097；充实水柱长度Hm要求不小于10m，选为12m，水枪实验系数ɑf值为1.21。
水枪喷嘴处所需的水压：
Hq=ɑf·Hm/（1-&·ɑf·Hm）
=1.21×12/（1-0.0097×1.21×12）=16.9mH2O=169kPa
3、水枪喷嘴处出流量
喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。
qxh=√BHq=√1.577×16.9=5.2L/s＞5.0L/s
4、水带阻力
19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。
本工程也选用衬胶水带。
查表知65mm水带阻力系数Az为0.00172.水带阻力
hd=Az·Ld·qxh2=0.00172×20×5.22=0.93m
5、消火栓口所需的水压
Hxh=Hq+hd+Hk=16.9+0.93+2=19.83mH2O=198.3kPa
6、水力计算
消火栓给水管网计算草图如下：
按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为XHL3。
Hxh1=Hxh0+△H+h=19.83+2.8+0.291=22.921mH2O1点的水枪射流量
qxh1=√（Hxh1-2）/（1/B+ALd）=5.60L/s
进行消火栓给水系统计算，计算结果如下表：
消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
设计秒流量
管长L
DN
V（m/s）
i（kPa）
i·L（kPa）
0-1
5.2
2.8
100
0.60
0.104
0.291
1-2
10.8
5.8
100
1.39
0.360
2.09
2-3
10.8
14.3
100
1.39
0.360
5.15
3-4
21.6
14.3
100
2.31
1.07
15.30
∑hy=22.83
管路的总水头损失为
Hw=22.83×1.1=25.11kPa
消火栓给水系统所需的总水压为：
Hx=H1+Hxh+Hw=12.1×10+198.3+25.11=344.41kPa
根据室内消防用水量应设置一套水泵接合器。
8、消防水箱和水池
消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。
Vf=6×5×10×60/1000=18m3
由于消防用水量为21.8L/s＜25L/s，因此消防水箱选用12m3。
选用标准图方形水箱，尺寸为2m×2m×3m。
消防水箱内的贮水由生活用水提升泵从生活用水贮水池提升充满备用。
水箱的高度为2.8m。
消防水池
每个消火栓的流量为5L/s，可持续供水2小时。
则V消防=5×3.6×2=36m3
按48m3计算
消防水池的尺寸采用4m×4m×3m。
H2=1.443kPa
H2=30.86kPa
H3=19.98kPa
H=281.49kPa
ɑ取1.5
qp=2.21L/s
qp==1.91L/s
qp=1.11L/s
Hq=169kPa
hd=0.93m
Hxh=198.3kPa
qxh1=5.60L/s
Hw=25.11kPa
Hx=344.41kPa
小结
通过这么长时间的课程设计，我对室内建筑给水排水方面的知识有了一定的了解。
这对我在以后的学习中有很大的帮助。
在这次课程的设计和计算中，我了解到了要想设计合理的作品，必须细心、认真、一丝不苟。
通过这次的建筑给水排水设计，我充分领略到建筑给排水设计的严谨。
更重要的是设计的步骤，及设计方法。
老师们的细心且耐心的指导给我留下了很深刻的印象，如果没有老师们的指导，这个设计我们是不可能顺利完成的。
因此，我们要对老师们表达由衷的感谢。
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