建筑给排水设计计算.docx
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建筑给排水设计计算
《正泰商住宅楼给排水》
设计计算说明书
设计题目：
正泰商住宅建筑给排水
系别：
给水排水工程系
专业：
给水排水工程
班级学号：
200900941
学生姓名：
王兴兴
指导教师
2012年4月10日
第一部分课程设计任务………………………………………3
1、设计题目………………………………………………………3
2、设计资料………………………………………………………3
3、设计内容………………………………………………………3
4、设计成果………………………………………………………3
5、参考资料………………………………………………………3
第二部分课程设计说明………………………………………5
1、室内给水系统…………………………………………………5
1、给水方式的选择…………………………………………………5
2、给水系统的组成…………………………………………………5
3、给水管道的安装与敷设……………………………………………5
2、室内消防系统…………………………………………………5
1、消火栓系统………………………………………………………5
2、自动喷水系统……………………………………………………5
三、室内排水系统…………………………………………………6
第三部分课程设计计算说明…………………………………7
1、室内给水系统计算……………………………………………7
（一）用水量计算…………………………………………………7
（二）管网的水力计算……………………………………………7
二、室内消防系统计算…………………………………………9
（一）消火栓布置计算………………………………………………9
（二）自动喷水灭火系统计算………………………………………12
三、室内排水系统计算……………………………………………13
（一）底商排水系统………………………………………………13
（二）标准住宅区的排水系统………………………………………15
第四部分设计小结……………………………………………16
第一部分课程设计任务
一、设计题目
商水县商业街底商住宅楼建筑给排水设计
二、设计资料
1.该楼位于商水县商业街，地处繁华地带，是8层的底商住宅建筑，每层功能如下：
负1和1层为商场，层高3.9和3.5米，2层以上为住宅，层高均为2.9米。
每层的卫生器具设置情况如下：
地下层和一层有各一个公共卫生间，卫生器具有13个自闭式冲洗阀大便器、6个自闭式冲洗阀小便器、2个洗脸盆和一个洗涤盆，二至五层每层有坐便器、洗脸盆、洗涤盆、沐浴设备、洗衣机、洗菜盆各8个。
2.根据建筑物的性质，用途及甲方要求，室内设给排水卫生设备，要求全天供应冷水，不供应热水。
消防给水要求安全可靠，室内各管道尽量采用暗装。
3.给水水源，该建筑物以城市管网为水源，在该建筑物的正北部有一条DN300的市政管网，市政管网的埋深为0.6m，室内外标高差为0.6m，常年可用水头35m,城市管网不允许直接抽水，该城市的冻土深度为0.4m。
4.排水条件：
室内粪便需经化粪池处理后进入城市管网，在楼正北300m处有一DN400的排水管道，起端检查井底比室外地面低2.0m。
5.建筑图纸：
（1）地下层平面图
（2）一层平面图（3）二层平面图标准层平面图
三、设计内容
（一）计算部分
1、给水排水管道系统、设备和构筑物的设计和计算。
2、消防系统设计计算、设备和构筑物的设计和计算。
（二）设计图纸
完成室内给水、排水、消防给水工程至少达到初步设计图纸。
四、设计成果
1、设计说明计算书一份。
2、设计图纸一套，包括：
1设计总说明、图例、设备材料一览表。
2卫生间的平面布置，系统安装图。
3各层平面图。
4给水、排水、消防（含自动喷洒和消火栓）系统图。
五、参考资料
1．现行的《全国通用给排水标准图》或相应的工程所在地的省标准图集。
2.《建筑工程设计文件编制深度规定》
3.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）
4.《建筑给水排水工程》教材。
5.《建筑给水排水工程设计实例》
6.《民用建筑工程给水排水施工图设计深度图样》（04S9001）
7.《给水排水制图标准》2001
8.《建筑防火设计规范》GB50016-2006
9．使用管材的施工技术规程
10、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
11、河南省一户一表，计量出户设计安装图集
第二部分课程设计说明
一、室内给水系统
1、给水方式的选择
根据设计图纸中有水泵房,故选择该最简单、经济的给水方式，给水方式为利用市政管网直接供水，并设有水泵的供水方式.管路图式为下行上给式。
2、给水系统的组成
给水系统由引入管、水表节点、给水管网和给水附件组成，各住户采用“一户一表，水表出户”的给水系统，住宅层按照每户3.5个人进行计算。
3、给水管道的安装与敷设
给水管材采用聚丙烯（PP-R）管。
各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用聚丙烯（PP-R）给水管，采用热熔连接。
管道外壁距离墙面不小于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、柱净距不小于20～25mm。
给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面。
立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面10～20mm。
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。
引入管穿基础用黏土和M5水泥砂浆封口给水横干管设0.003的坡度，坡向泄水装置。
二、室内消防系统
1、消火栓系统
当室内消火栓超过10个且室内消防用水量大于15L/s时，室内消防给水管道至少有两条引入管与室外环状官网相连，考虑到此次涉及的实际情况，消防管网设计为一条引入管，枝状管网可以满足要求。
采用外管网直接供水单设水箱的供水方式。
水龙带长度
为25m的麻质水带，水枪口径DN=19mm，消火栓水枪充实长度不小于7m水柱且消火栓间距应保证两支水枪同时到达任一着火点，即单排双股。
2、自动喷水系统
（1）基本设计数据确定
由表查得危险Ⅱ级建筑物的基本设计数据为：
最不利点喷头工作压力0.10MPa,设计喷水强度为8.0L/（min.㎡）,作用面积160㎡。
（2）喷头布置
根据建筑结构与性质，本设计采用作用温度为68℃闭式吊顶型玻璃球喷头，喷头采用2.6m*3.0m矩形布置，使保护范围无空白点。
（3）作用面积划分
作用面积选定为矩形，矩形面积长边长度：
L=1.2
=（1.2*
）m=15.2m，短边长度为：
10.5m。
最不利作用面积在一层最远点。
矩形长边平行最不利喷头的配水支管，短边垂直于该配水支管。
每根支管最大动作喷头数n=（15.2÷2.6）只=6只
作用面积内配水支管N=（10.5÷3）=3.5只，取4只
动作喷头数：
（4*6）只=24只
实际作用面积：
（15.2*12）㎡=182.4㎡=160㎡
故应从较有利的配水支管上减去3个喷头的保护面积，见图，则最后实际作用面积：
（15.2*12-3*2.6*3.0）㎡=159㎡
三、室内排水系统
室内污（废）合流制，采用伸顶通气系统。
排水管采用硬聚氯乙烯管，立管采用硬聚氯乙烯螺旋消音管。
本建筑污废水经化粪池后排入城市污水管道。
第三部分课程设计计算说明
一、室内给水系统计算
（一）用水量计算
根据设计任务和原始资料，建筑物性质和卫生设备完善程度，依据《建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年版）
按建筑物性质，查表得，地上一层商场的生活用水定额为8L/（d·m2），小时变化系数为1.5，使用时数为12h，二至八层住宅楼，每户生活用水标准为200L/（d·人），小时变化系数为2.5，每层用水人数为3.5×9=31.5人，用水时间为24h，未预见水量按总用水量的10%计算，小时变化系数为1h。
最高日用水量：
根据公式Qd=mqd/1000
其中：
Qd—最高日用水量（m3/d）；
m—用水单位数（人或m2）；
qd—用水定额【L/（人·d），L/（m2·d）】。
最高日最大时用水量：
根据公式Qh=Kh·Qd/T
其中：
Qd—最高日用水量（m3/d）；
T—建筑物内每天用水时间（h）；
Kh—小时变化系数。
由以上数据和公式编制给水管网水量计算表1、2、3
序号
项目名称
用水面积（㎡）
用水定额（L/d.㎡）
Qd（m3/d）
小时变化系数
Qh（m3/d）
供水时间
1
地上一层
1148.34
8
9.1867
1.5
1.1483
12
给水管网水量计算表1
序号
项目名称
用水人数（人）
用水定额（L/d.人）
Qd（m3/d）
小时变化系数
Qh（m3/d）
供水时间
1
二层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
2
三层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
3
四层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
4
五层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
5
六层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
6
七层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
7
八层住宅
31.5
200
6.3000
2.5
0.65625
24
8
未预见水量
上述各项之和的10%
5.3287
1.0
0.222029
24
给水管网水量计算表2
项目名称
Qd（m3/d）
Qh（m3/d）
合计
58.6154
5.9641
给水管网水量计算表3
（二）管网的水力计算
据设计秒流量公式
查表得：
洗涤盆龙头N=1.0,洗脸盆龙头N=0.75，洗衣机水嘴N=1.0，坐便器N=0.5,沐浴器N=1.0。
每户卫生器具的当量总数Ng=4.25，则最大用水时卫生器具当量平均出流概率为
U0=
（%）=
（%）=2.38%
根据U0查表得αc=0.01424
该给水管网系统最不利计算管路的水力计算见水力计算表1，计算草图见给水计算草图1
前编号
后编号
当量（Ng）
qg（L/s）
管径（㎜）
U（%）
流速（m/s）
管长（m）
i（Kpa/m）
Py（Kp）
∑Py（Kp）
0
1
1.00
0.20
20
100.00
0.62
3.06
0.72
2.20
2.2
1
2
1.50
0.25
20
82.47
0.78
0.37
1.09
0.40
2.60
2
3
2.50
0.32
25
64.34
0.58
0.50
0.47
0.24
2.84
3
4
4.25
0.42
25
49.73
0.78
2.70
0.77
2.08
4.92
4
5
8.50
0.61
32
35.60
0.63
2.90
0.37
1.07
5.99
5
6
17.00
0.87
32
25.59
0.94
2.90
0.76
2.20
8.19
6
7
25.50
1.08
40
21.14
0.86
2.90
0.54
1.57
9.76
7
8
34.00
1.26
40
18.49
0.98
2.90
0.71
2.06
11.82
8
9
42.50
1.42
40
16.68
1.13
2.90
0.90
2.61
14.43
9
10
51.00
1.57
40
15.35
1.24
2.90
1.10
3.19
17.62
10
11
59.50
1.70
40
14.31
1.35
2.90
1.29
3.74
21.36
11
12
67.50
1.82
40
13.52
1.46
2.10
1.47
3.09
24.45
12
13
246.00
3.79
70
7.71
1.10
8.25
0.44
3.63
28.08
13
14
543.50
6.10
100
5.61
0.70
34.00
0.11
3.74
31.82
给水管网水力计算表1
=31.82KPa
压力校核：
配水最不利点为沐浴器水头与市政管网高差H=25.5m，压差P1=255KPa
局部压力损失按沿程压力损失的30%计算，总压力损失P2=1.3
=41.37KPa
取沐浴器水嘴的出流压力为P3=60KPa
水表的压力损失P4=3.38KPa
则最不利配水点所需水压为P=P1+P2+P3+P4=151+41.37+60+3.38=255.75KPa
由于城市市政管网常年可资用水压力为35米水柱=350KPa，大于最不利点所需水压，所以设计的给水管网的管径满足要求。
2、室内消防系统计算
（一）消火栓布置计算
1.消火栓的保护半径的计算：
R=0.8
+
=（0.8*25+3）=23m
2.消火栓间距的计算
S≤0.7R=16.1m
根据计算的S值又由建筑物实际位置，设计方案如下：
地下一层和地上一侧商场设置消化栓为每层5个，分别为商场的5个立柱上面：
2至5层居民楼每层设置4个消火栓，分别是每单元两户中间。
（基本上可以满足单排两股的布置）
最不利消火栓栓口所需水压机最不利竖管上消火栓流量的计算。
查表，选定消火栓用水量5L/s，同时使用水枪支数2，每支水枪最小流量2.5L/s，每段竖管最小流量5L/s。
规范要求最小流量
最小充实水柱
栓口直径
喷嘴直径
设计射流量
设计充实水柱
设计喷嘴压力
水带压力损失
设计栓口所需压力
2.5L/s
7.0m
50mm
16mm
2.72L/s
7.0m
93.1kPa
27.8kPa
141kPa
查表得，B=0.793，Ad=0.01501
1--2管段：
=q1=2.5L/s，p1=141kPa;
采用镀锌钢管：
查表DN=60mm，v=0.71m/s，i=0.196
2—3管段：
p2=p1+
+
=141+29+2.9*0.196=170.57kPa
p2=
+
+20=（
）+20
3.03L/s
=3.03+2.5=5.53L/s
查表DN=60mm,v=1.56m/s,i=0.875;
5.53L/s
查表DN=80mm,v=1.11m/s,i=0.358;
3.消火栓系统水力计算表：
设计管
段标号
设计流量Q\（L/s）
管径DN
（Mm）
流速v
（m/s）
管径长度
（L/m）
单位管长压力损失i（kPa/m）
管断延程压力损失（iL/kPa）
1—2
2.5
60
0.71
2.9
0.196
0.57
2—3
5.53
60
1.56
11.6
0.875
10.15
3—4
5.53
80
1.11
16.8
0.358
6.01
4—5
5.53
80
1.11
15.3
0.358
5.48
5—6
5.53
80
1.11
16.8
0.358
6.01
=63.4
28.22
4.消防流量、扬程的计算：
=5.53L/s
=（0.7+0.5+3.5+2.9*3+1.1）*10+1.1*28.22+141=317.04kPa
市政管网提供的水压为35m水柱，所以外网直接供水能满足最不利点最不利情况下的消防要求，需要加设水箱，满足消防前十分钟用水，更加安全可靠。
5.水箱的水量和安装高度的计算：
①水箱水量：
水箱贮存10min的消防水量，灭火时由水箱供水。
--消防水箱贮存消防水量
；
--室内消防用水量（L/s）；
本设计中
=0.6*5.53=3.32
所以设计水箱规格为3m，宽2m，高1m，满足水箱水量的要求。
②水箱的安装位置。
如果把水箱直接放在楼顶，对最不利点产生的压力至少为20kPa，市政管网提供压力为300kPa，基本满足。
（2）自动喷水灭火系统计算
1、水力计算
计算结果见表3-26，其计算公式如下。
（1）作用面积内每个喷头出流量：
q=K
=（1.33*
）L/s=1.33L/s
（2）管道流量：
Q=nq
（3）管段流速：
v=KcQ,Kc值见表3-24；
（4）管道压力损失：
=AL
r，A值见表3-22
2、校核
（1）设计流量校核
作用面积内喷头的计算流量为：
Qs=（21*1.33）L/s=27.93L/s
理论流量：
=（
）L/s=21.2L/s
Qs/Ql=27.93÷21.2=1.3，满足要求
（2）设计流速校核：
表3-26中，设计流速均满足v≤5m/s的要求。
表3-26最不利计算管路水力计算
管段
喷头数
/只
设计流量
/（L/s）
管径
/mm
管段长度
/m
流速
系数
设计流速
/（m/s）
管段比阻
压力损失
/kPa
1-2
1
1.33
25
2.6
1.833
2.44
0.4367
19.3
2-3
2
2.66
32
2.6
1.05
2.79
0.09386
16.6
3-4
3
3.99
32
1.35
1.05
4.19
0.09386
20.2
4-5
6
7.89
70
3.0
0.283
2.23
0.002893
5.4
5-6
12
15.96
100
3.0
0.115
1.84
0.0002674
2.0
6-7
18
23.94
100
3.0
0.115
2.75
0.0002674
4.6
7-8
21
27.93
100
19.5
0.115
3.21
0.0002674
40.7
8-水泵
21
27.93
150
36.2
0.053
1.48
0.00003395
9.6
118.4
（3）设计喷水强度校核
从表3-26中可以看出，系统计算流量Q=27.93L/s=1675.8L/min，系统作用面积为159㎡，所以系统平均喷水强度为：
1675.8/159=10.5L/min＞8L/min，满足中危险Ⅱ级建筑物防火要求。
最不利点处作用面积内4只喷头围合范围内的平均喷头强度：
（1.33*60/3*2.6）L/min=10.23L/min＞8L/min，满足中危险Ⅱ级建筑物防火要求。
3、选择喷洒泵
（1）喷洒泵设计流量：
Q=27.93L/s
（2）喷洒泵扬程相应的压力p：
=（1+β）
=【（1+20%）*118.4】kPa=142.1kPa
=
=（
X
）kPa=23.1kPa
P=P1+P2+Pf=P0+50
=（28.6*10+142.1+23.1+100+50）kPa
=601.2kPa
三、室内排水系统计算
（一）底商排水系统
1、卫生器具的排水流量和当量、排水支管管径、坡度
根据2009年规范得:
卫生器具的排水流量和当量、排水支管管径、坡度如下,
洗脸盆qp=0.25L/SNp=0.75DN50
延时自闭式冲洗阀蹲式大便器qp=1.50L/SNp=4.5DN110
延时自闭式冲洗阀小便器qp=0.10L/SNp=0.30DN50
污水池qp=0.33L/SNp=1.0DN50
坡度均为i=0.0026
2、排水管道系统水力计算
横支管管径的确定方法是先求出设计秒流量qp=0.12αNp0.5+qmax，式中α=2.0
排水横干管水力计算表
前编
号
后编
号
当量
（Np）
流量
（L/s）
管径
（DN）
充满度
h/D
1
2
4.5
2.0
110
0.5
2
3
9
2.22
110
0.5
3
4
13.5
2.38
110
0.5
4
5
13.8
2.39
110
0.5
5
6
14.1
2.40
110
0.5
6
7
14.4
2.41
110
0.5
7
8
14.7
2.42
110
0.5
8
9
15
2.43
110
0.5
9
10
19.5
2.56
110
0.5
10
11
24
2.68
110
0.5
11
12
28.5
2.78
110
0.5
12
13
29.25
2.80
110
0.5
13
14
30.25
2.82
110
0.5
14
15
31
2.84
110
0.5
15
16
35.5
2.93
110
0.5
16
17
40
3.02
110
0.5
17
18
44.5
3.10
110
0.5
18
19
49
3.18
110
0.5
19
20
69
3.46
110
0.5
3、集水池、污水抽升设备
该建筑地下一层污水需要抽升的有泵房，换热站设备，电梯间，自动喷水火系统试水灭火用水的排水。
采用潜水泵，因不排除生活污水排污管道的流量为：
Q=3.46×3600÷1000=12.456m3/h。
再根据所需要的水泵的扬程则选取50WHL—2.2型的污水泵。
其中水泵流量Q=80m3/h。
扬程为22m。
功率为2.2KW。
水泵每隔9分钟开动一次，所以集水池的有效容积为2.5m3。
选取集水池规格为1200×1200×2000。
4、化粪池
住宅人数：
112人，商场600人。
化粪池清掏期为半年，停留时间为24h。
查表选取类型4型，有效容积V1=20H=2mK=2L=5。
保护层容积V2
高度h1=250mmH1=2.5K1=2.5L=5.5.
总容积V3=34.4m3.商场人数600人，选3型有效容积：
V'=12.5H‘=2K’=2L'=3.2。
H1‘=2.5K1’=2.5L’=3.7
V3‘=23.2m3.总V=V3+V3'=57.9总长，宽，高：
H0=2.5m，K
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