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计算书cw
目录
一、设计任务与设计资料
二、设计过程说明
1、给水工程
1.1给水方式及其选择
1.2给水管道的布置与敷设原则
1.3给水管材和附件
2、消防给水
2.1消火栓给水系统的布置
2.2消火栓布置
3、排水工程
3.1污废水排水系统
3.2屋面雨水排水系统
3.3排水管材与附件
三、设计计算
1、室内给水系统的计算
1.1用水量标准及用水量计算
1.2管网水力计算
2、消防给水系统的计算
2.1消火栓系统的设计计算
2.2消防立管与环管的计算
2.3室外消火栓和水泵接合器的选定
3、室内排水系统的计算
3.1排水定额
3.2横支管计算
3.3立管和排出管计算
4、屋面雨水排水系统计算
四、参考文献
一、设计任务与设计资料
根据设计任务书要求，新疆某城市拟建一幢五层居民住宅（带半地下室）。
为三单元30户住宅，每户卫生间内有低水箱坐式大便器1套，洗脸盆1个，淋浴器1套，厨房内有洗涤盆1个，阳台有洗衣机1个。
该住宅按每户3.5人考虑，共105人。
该设计任务为建筑工程设计中的给水（包括消防给水）、排水（包括雨水）等设计项目。
本次课设所提供的资料为：
1、建筑物各层平面图及剖面图。
该建筑物共5层，另有半地下式一层。
除地下室为3.5m外，1—5层层高为2.9m，屋面为斜屋面，屋脊高度为16.3m。
室内外高差为1.2m,当地（新疆乌鲁木齐）冰冻深度为1.33m。
2、市政资料：
市政给水管网常水压为0.30MPa。
该建筑周边均设有市政给水管线，雨、污排水管线。
二、设计过程说明
1、给水工程
1.1给水方式及其选择
由于市政管网平均自由水压为0.30MPa（30mH2O），按建筑层数粗略估计，自室外地面算起，所需最小保证压力值，一般一层10mH2O，二层12mH2O，三层及三层以上每增加一层增加4mH2O，所以市政管网的水压值一般能满足6层以下的供水，1至5层由市政管网直接供水，满足供水要求。
综上，本设计系统选择：
对于本设计来说，属于低层居民住宅，对水质要求一般。
城市给水管网水压一般能满足生活用水要求，所以采取直接供水的方式。
1.2给水管道的布置与敷设原则
1.2.1引入管至少两条，宜从建筑物不同侧的两条城市管道上接入，在室内将管道连成环状或贯通状双向供水。
若条件不能满足，可采取设贮水池（箱）或增设第二水源等安全措施。
如本设计即是采用从建筑物两侧接入。
如果只能同侧接入，两根引入管之间的间距不得小于10m。
水表节点设于引入管上。
1.2.2保护管道不受损坏。
给水埋地管道应避免布置在可能受重物压坏处，管道不得穿越生产设备基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，如需穿过，应采取保护措施。
为防止管道腐蚀，管道不允许布置在烟道、风道、和排水沟内，不允许穿大、小便槽，当立管位于小便槽端部≤0.5m时，在小便槽端部应有建筑隔断措施。
1.2.3给水管道一般暗装。
横干管敷设于技术层内或吊顶中或管沟内，立管设于给排水管道竖井里，支管可敷于吊顶、墙体、地板找平层。
1.2.4给水管道穿越墙和楼板时，应预留孔洞。
穿水池、水箱处应预埋套管。
1.2.5布置管道时其周围要有一定的空间，以满足安装、维修的要求。
需进人检修的管道井，其通道不宜小于0.6m。
1.3给水管材和附件
1.3.1给水管材
室内均采用PP-R塑铝稳态管（产品符号CT/T201-2005要求），管道压力等级S4；连接方式：
热熔。
由甲方据实际情况确定。
室外给水采用PE-RT型聚乙烯管。
1.3.2给水附件、调节和控制附件
常用的阀门有：
截止阀（用于DN≤50㎜的管道上）、闸阀（用于DN>50㎜的管道上）、蝶阀、自动排气阀、安全阀等。
2、消防给水
2.1消火栓给水系统的布置
2.1.1本设计采用直接供水的消防—生活共用给水方式。
2.1.2室内消防给水管网的进水管不应少于两根。
当其中一根发生故障时，其余的进水管仍能保证设计要求的消防流量和水压。
2.1.3阀门的设置应便于管网维修和使用安全，检修关闭阀门后，停止使用的消防立管不应多于1根，在一层中停止使用的消火栓不应多于5个。
2.1.4水泵结合器应设在消防车易于到达的地方，同时还应考虑在其附近15～40m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。
水泵结合器的数量应按室内消防流量确定；每个水泵结合器进水流量可达到10～15L/s，一般不少于2个。
2.2消火栓布置
按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。
消火栓间距布置应满足下列要求:
2.2.1消防立管的布置，应能保证同一层内相邻竖管上两个消火栓的充实水柱同到达室内任何部位。
对于本设计中这类小户型单元式住宅每层设置一个消火栓，相邻上下层可以提供规范所要求第二股水柱。
能够满足扑救火灾的需要。
每根消防竖管的直径，应根据一根竖管要求的水柱股数和每股水量，按上下相邻消火栓同时出水计算，但不应小于100m。
S2≤22bR
式中S2：
消火栓间距（2股水柱达到室内任何部位），m；
R：
消火栓保护半径；
b：
消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。
2.2.2消火栓口距地面安装高度为1.0m，栓口宜向下或与墙面垂直安装。
消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。
建筑物设有消防楼梯时，其前室应设有消火栓。
在建筑物屋顶应设1个消火栓，以利于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。
在寒冷地区，屋顶消火栓可设在顶层出口处、水箱间或采取防冻技术措施。
2.2.3消火栓的分区
本设计最底层静压小于0.8MPa采用不分区系统。
根据规范，室内消防流量取5L/S，取充实水注12m，水枪喷嘴流量5L/s，最不利情况同一立管上同时出水两股水注，消防立管管径为DN100mm。
2.2.4消防管道布置
室内消防给水管道应成环状，进水管不应少于两条，消防竖管的布置，应保证同层相邻竖管上的水枪的充实水柱同时到达到室内任何部位，其根数与间距由计算决定，但消防竖管的最大间距不宜大于30米。
3、排水工程
3.1污废水排水系统
3.1.1排水系统的选择
选择分流和合流排水系统，应根据污水性质、污染程度，结合当地排水系统及综合利用与处理情况确定，通常就近有城市污水管道时，可选择室内合流到排水系统，附近或城市无污水管道时，应选用分流制排水系统。
本设计采用污废水合流。
3.1.2排水管道的布置
在排水系统确定后，可进行排水管道的布置，排水管道的布置应满足水力条件最佳，便于维护管理，保护管道不易受损坏，保证使用安全以及经济和美观的要求，并考虑与其它管道综合布置要求。
3.1.3系统的组成
本系统由卫生洁具、排水管道、检查井、清扫口、室外排水管道、检查口等组成。
排水横支管与排水立管的连接配件要求采用45°斜三通，立管与排出管的连接配件要求采用45°弯头，若采用新型排水系统，则应采用特制配件。
立管上应每隔两层设置一个检查口，其设置高度规定离地面为1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。
当悬吊在楼板下面的污水横管上有二个及二个以上的大便器或三个以上的卫生器具时，应在横管的起端到上层地面设置清扫口。
在埋地横管上隔一定距离需设检查口，横管上的检查口放置在检查井中，检查井设备距离，一般为20-25m。
3.1.4通气管的装设
根据规范本设计采用普通伸顶通气管。
伸顶通气管的设置高度与周围环境、当地的气象条件、屋面使用情况有关，伸顶通气管高出屋面不小于0.3m,但应大于该地区最大积雪厚度；屋顶有人停留时，高度应大于2m。
本设计选用后者。
3.2屋面雨水排水系统
3.2.1雨水排水系统的选择
选择建筑物屋面雨水排水系统时应根据建筑物的类型、建筑物的结构形式、屋面面积大小、当地气候条件以及生活生产的要求，经过技术经济比较，本着既安全又经济的原则选择雨水排水系统。
建筑屋面内排水和长天沟外排水一般采用重力半有压流系统，大型屋面的厂房，库房和公共建筑内排水，宜采用虹吸式有压流系统，檐沟外排水宜采用重力无压流系统。
本设计采用普通外排水系统。
3.2.2雨水排水系统的组成
普通外排水室内由檐沟和敷设在建筑物外墙的立管组成。
室外由排出管，埋地管以及附属构筑物（检查井、检查口井，排气井、雨水口等）。
排出管与下游埋地干管在检查井中宜采用管顶平接，埋地管最小管径为300mm。
检查井选用d630mm塑料排水检查井，雨水口为平箅式单箅雨水口。
3.3排水管材与附件
3.3.1管材：
排水管均采用PVC-U排水管,每层设阻火圈。
3.3.2附件：
常用有存水弯：
P形,S形；地漏：
普通地漏，两用地漏；清扫口与检查口。
存水弯和地漏的水封高度应大于50MM.
三、设计计算
本建筑供水为四层居民住宅供水，根据《建筑给排水设计规范》（09年）GB50015-2003，按建筑物性质和卫生设备的完善程度，该住宅为普通住宅Ⅱ类，住宅每户按3.5口人计，用水定额选180L/（人·d），时变化系数为Kh=2.5，供水时间为24小时。
1、室内给水系统的计算
1.1用水量标准及用水量计算
①最高日用水量：
Qd=mqd
式中Qd:
最高日用水量，L/d；
m:
用水单位数，人或床位数；
qd:
最高日生活用水定额，L/人·d，L/床·d，或L/人·班。
查规范知：
m=105人，qd=180L/（人·d）
则：
Qd=mqd=（105×180）L/d=18.9
/d
②最大小时生活用水量:
Qh=QdKh/T
式中Qh：
最大小时用水量，L/h；
Qd：
最高日用水量，L/d；
T：
24h；
Kh：
小时变化系数，按《规范》确定。
则：
Qh=QdKh/T=（18.9×2.5）/24=1.97
/h
1.2管网水力计算
①设计秒流量：
查规范知各用水器具当量数如下：
坐便器：
Ng=0.5;洗涤盆：
Ng=1.0；洗脸盆：
Ng=0.75；淋浴器：
Ng=0.75；洗衣机水嘴：
Ng=1.0.
计算管段最大用水时卫生器具的给水当量平均出流计算:
U0=[q0×m×Kh）/（0.2×Ng×T×3600）]×100%
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，qd=180L/（人·d）
m:
用水人数，人；
T：
24h；
Kh：
小时变化系数，按《规范确定》
：
每户设置的卫生器具给水当量数，最不利最大时为4；
则U0=2.5%
卫生器具给水当量的同时出流概率：
式中αc：
对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（U0）的系数，查《建筑给水排水工程》表2-5得，当U0=3%时，αc=0.01512
Ng:
计算管段的卫生器具给水当量总数
住宅生活给水管道设计秒流量计算：
qg=0.2×U×Ng
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
按照上述计算步骤可求出所有管段的设计秒流量，查给水塑料管水力计算表确定管径，流速和单位长度沿程水头损失i。
②给水管网水力计算
以五楼厨房用水最远距离为最不利点计算。
图一：
给水系统计算草图:
水力计算表
计算
管段
编号
管段
长度（m）
卫生器具数量
当量
总数Ng
同时出流概率U（%）
设计秒流量qg（L/s）
管径
DN
（mm）
流速
v
（m/s）
每米管长沿程损失i（Kpa）
管段沿程损失Py（Kpa）
洗衣机N=
1.0
洗脸盆
N=
0.75
座便器
N=
0.5
沐浴器N=
0.75
洗涤盆
N=
1.0
1—2
5.5
1
1.0
100
0.20
15
0.99
0.940
5.17
2—3
0.6
1
1
2.0
77
0.30
20
0.79
0.422
0.25
3—4
1.3
1
1
1
2.75
68
0.37
25
0.61
0.188
0.24
4—5
0.6
1
1
1
1
3.5
55
0.38
25
0.61
0.188
0.11
5—6
14.0
1
1
1
1
1
4.0
49
0.39
25
0.61
0.188
2.63
总沿程水头损失
=8.40
③给水管网和水表水头损失的计算：
给水管道的沿程水头损失：
hi=i×L
式中hi：
沿程水头损失，kPa;
L:
管道计算长度，m;
i:
管段单位长度水头损失，kPa/m
给水管道的局部水头损失：
Σhj=30%Σhi=0.3×8.40=2.52kPa
因此计算管路的水头损失为：
H2=Σ（hi+hj）=8.40+2.52=10.92kPa
③水表水头损失计算
宅建筑用水量较小，分户水表选用LXS湿式水表，分户水表安装在5-6管段上.5-6=0.35L/s=1.26/h,查表LXS旋翼湿式水表技术参数得，选20mm口径的分户水表，其常用流量为2.5m3/h>q7—12，过载流量为5m3/h。
所以分户水表的水头损Hd=qg^2/Kb=1.26^2/（5^2/100）=6.35kPa
④给水系统所需压力计算
H=H1+H2+H3+H4
式中H:
建筑内给水系统所需的水压，kPa;
H1:
引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa；
H2:
引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa；
H3:
水流通过水表的水头损失，kPa；
H4:
富裕水头，kPa；
因此给水系统所需压力H=14.0×10+10.92+6.35+50=207.27kPa
由于该系统所需水压小于市政给水水压300kPa，因此满足要求。
2、消防给水系统的计算
2.1消火栓系统的设计计算
①消火栓间距确定
消火栓的间距应保证同层内任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达,本设计采用单排1股水柱。
该住宅每个房间长度为6.50m走廊宽度为1.90m。
消火栓间距S≤
消火栓的保护半径R=C·Ld+h
式C：
水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9，本设计中取0.85;
Ld：
水带长度，取20m;
h：
水枪充实水柱倾斜45度时的水平投影长度，m,h=0.71Hm
b：
消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度m，为8.2m
代入数据得：
R=C·Ld+h=17+3.0=20.0m
S≤18.15m，本设计中取S=18m
结合该住宅的尺寸，据此地下室至1-5层楼每层布置3个消火栓。
②消防管道系统所需水压计算
Hxh=Hq+hd+Hk，kPa
式中Hq：
水枪喷嘴处的压力，kPa
Hd：
水带的水头损失，kPa
Hk：
消火栓栓口水头损失，按20kPa计算
查《建筑给排水工程》（第六版），低层建筑物室内消火栓用水量，知该住宅消火栓用水量为5L/s,同时使用水枪数量为1支，每只支水枪最小流量为5L/s,本设计中采用5.5L/s；每根竖管最小流量为5L/s。
据此选用直径65mm的消火栓，充实水柱长度Hm=12m,水枪喷口直径df=19mm。
水枪喷嘴处的压力Hq
Hq=
，kPa
分别查系数af值表、系数φ值表得af=1.21，φ=0.0097
代入数据得：
Hq=169.0kPa
水带的水头损失hd
hd=AzLdq2xh×10
式中Ld：
水带长度，m，本设计中取20m
Az：
水带阻力系数，查水带阻力系数Az值表得0.00712
qxh：
水枪射流量，L/s，本设计中为5.3L/s
代入数据得：
hd=4.2kPa
代入数据得：
Hxh=Hq+hd+Hk=169.0+4.2+20=193kPa=19.3mH2O
2.2消防管网水力计算
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x1，出水枪支为2支，相邻的消防竖管为x2，出水枪支为2支。
Hxh0=Hq+hd+Hk=19.3mH2O=193kPa
Hxh1=Hxh0+ΔH+h=19.3+0.241+2.9=22.441mH2O
h----0~1管段的水头损失
ΔH----0和1点的消火栓间距，本设计中为3.0m;
1点的水枪射流量qxh1因为qxh1=
Hxh1=qxh12/B+Az·Ld·qxh12+2
所以qxh1=
=5.6L/s
进行消火栓给水系统水力计算时，按图二以支状管路计算，
消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
设计秒流量q（L/s）
管长L（m）
DN
V（m/s）
i（kpa/m）
i·L（kpa）
0-1
5.5
2.9m
100
0.63
0.0892
0.490
1-2
5.5+5.6=11.1
13.9m
100
1.27
0.324
4.50
2-3
11.1
15.2m
100
1.27
0.324
4.92
hy=9.91kPa
管路总水头损失为Hw=9.91×1.1=10.90kPa
消火栓给水系统所需总水压Hx=10Hz+Hxh+hxg
=10*[16.9-（-1.33）]+19.83+10.90=213.03kPa
由于此压力小于300kPa，故满足要求。
3、室内排水系统的计算
本建筑排水系统采用合流制，各排水立管排出室外后均进入检查井后进入化化粪池，停留一段时间后再排入市政排水系统。
3.1排水定额
Qp=（85%-90%）Qd
=0.85×18.9=16.06
/d
3.2横支管计算
排水设计秒流量：
式中qp：
计算管段排水设计秒流量（L/S）；
：
计算管段的卫生器具排水当量总数；
α：
根据建筑物性质用途而定的系数，本设计取1.5；
qmax：
计算管段上最大一个卫生器具的排水流量（L/s）.
生活污水水力计算表
管段
编号
卫生器具种类与数量
排水当
量总数
设计秒
流量q
（L/s）
管径
De
（mm）
坡度
i
洗涤盆
洗衣机
洗脸盆
坐便器
淋浴器
=
1.0
=1.5
=
0.75
=
4.5
=
0.45
0-1
1
0.75
0.30
50
0.006
1-2
1
1
5.25
0.56
110
0.011
4-3
1
0.45
0.27
50
0.006
2-6
5
5
5
28.5
9.60
110
0.015
7-8
1
1.5
0.72
90
0.007
8-9
5
7.5
3.60
110
0.015
10-11
1
1.0
0.51
90
0.007
11-12
5
5.0
2.55
110
0.012
4、化粪池的计算
化粪池容积的计算
V=V1+V2
式中：
V：
化粪池总容积（m3）
V1：
污水部分容积（m3）
V2：
污泥部分容积（m3）
其中：
式中：
N：
化粪池设计总人数3.5×6×5，
q：
每人每日污水量可采用0.85×200L/人·d（合流制）
:
使用卫生器具人数占总人数的百分比，住宅取70%
a:
每人每天污泥量[L/（人·d）]，采用合流制，取0.7L/人·d。
t:
污水在池中停留时间，保证最大小时流量在池内停留时间不小于12小时，本设计24小时。
T:
污泥清掏周期，根据污废水温度和当地气候条件，并结合建筑物性质确定。
本次设计6个月,180天。
b:
新鲜污泥的含水率，取95%
c:
发酵污泥的含水率，取90%
K:
污泥发酵后体积缩减系数，取0.8；
m:
清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取1.2
对该建筑物：
V1=0.7×3.5×6×5×0.85×180×24/（24×1000）=11.24m3
V2=0.7×0.7×3.5×6×5×180×（1-0.95）×0.8×1.2/（1-0.9）1000=4.445m3
则V=V1+V2
=11.24+4.445=15.690m3
（2）化粪池的选择
污泥清挖周期180d，污泥停留时间24h,故选用《给水排水标准图集》化粪池标准图，矩形Z10-40SQF号化粪池，容积为20m3，长6.48m，宽3.24m，图集号为02s701，p84。
4、屋面雨水排水系统计算
暴雨强度q=1.17（1+0.82lgP）/（t+7.8）ˇ0.63
重现期P=5年
屋面集水时间t=5min
雨水量Q=φFq/10000（L/s）
式中Q：
屋面雨水设计流量，L/s
F：
屋面设计汇水面积,m2
q；当地暴雨强度
φ:
径流系数，屋面取0.9.
因为新疆地区暴雨强度较小，因此泄水量均偏小，所以根据建筑平面结构布置立管，立管管径均选取DN100。
四、参考文献
1.王增长主编.建筑给水排水工程.中国建筑工业出版社.2005
2.中华人民共和国国家标准.高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）
3.中华人民共和国国家标准.建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）
4.李玉华、苏德俭主编.建筑给水排水工程设计计算.中国建筑工业出版社.2006
5.建设部建筑设计院编著.刘振印主审.建筑给水排水工程设计实例.中国建筑工业出版社
6.陈耀宗主编.建筑给水排水设计手册.北京：
中国建筑工业出版社.2001
7.GB50084—2001自动喷水灭火系统设计规范[S].北京：
中国计划出版社，2005.
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