建筑给水排水工程课程设计计算说明书.docx
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建筑给水排水工程课程设计计算说明书
一.设计任务及设计资料 。
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1.1目的和要求。
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1.2设计题目。
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1.3工程设计依据。
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1.4设计资料。
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二.设计说明书。
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2.1生活给水工程。
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2.2消防给水工程。
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2.3生活排水工程。
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2.4雨水排水工程。
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三.设计计算书 。
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3.1生活给水系统 。
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3.2消防给水系统 。
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3.3生活排水系统 。
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3.4雨水排水系统 。
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四．材料、设备表。
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五．个人小结。
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六．参考文献。
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教师批阅：
设计说明、计算书
一、设计任务及设计资料
1.1目的和要求
1、加深理解和巩固《建筑给水排水工程》所讲授的内容。
2、掌握建筑给水排水的布置、设计及计算的步骤、方法和内容。
3、提高建筑给水排水的设计计算及绘图能力。
4、熟悉并能应用一些常用的设计规范、手册等资料。
5、培养独立的分析问题和解决问题的能力。
1.2设计题目
长沙市荷花园安置小区2栋建筑给水排水工程
1.3工程设计依据
1、市计委、城建局关于同意该建筑建设的批复
2、建筑专业提供的土建设计图纸
3、建设单位提供的市政给排水系统
4、当地自来水公司的有关政策
1.4设计资料
荷花园安置小区项目新建1栋楼相同建筑10幢、2栋楼相同建筑8幢（含1栋、2栋）。
另外有配套的水池、泵房、幼儿园、会所、传达室、物业管理中心及室外变配电等设施。
泵房及其他设备间位于所设计楼栋的北面、距所指定的设计建筑最北最西轴线35m。
本次只设计小区内指定2栋住宅楼的D户型进行室内给水、消防、雨水、排水系统。
建筑长、宽、高尺寸见图。
各卫生器具均不进行热水系统的计算和配管，但定额应按实际条件要求。
住宅楼的消防用电设备为三级负荷供电。
天沟或檐沟宽500mm、深500mm、屋面排水形式自己确定，坡向图上仅为示意，也可按自己的雨水斗的设置方向来确定。
其他未说明的条件见平面布置图。
各住宅部分的条件见下表。
2#楼：
1、本工程为多层住宅楼，共8层，建筑长、宽、高尺寸见图。
地下一层为车库、层高2.2m；1~8层为住宅，层高均为2.8m。
住宅为2室2厅1厨1卫。
每层为六户人家。
厨房内设洗涤池1个（洗涤池类型详见下表）；卫生间内有喷头、大便器、洗脸盆（喷头、大便器类型详见下表）；阳台有洗衣机。
顶层有水箱间；各层功能见图。
2、室外自来水管道由东向西通过，距E轴线3m，DN400，埋深1.2m，供水压力H=280kPa。
室外排水管道DN600，距E轴线7m，埋深2.0m。
室外雨水管道DN600。
水文地质资料可收集、参照长沙市有关资料。
学号尾数
冷、热水供应情况
每户人数
厨房
卫生间喷头、
大便器类型
备注
2班2
供应冷水、热水
4
单格
淋浴喷头、
后排蹲式大便器
不算、
配热水
小区总人员
户型
2600
D
教师批阅：
二、设计说明书
2.1生活给水工程
2.1.1给水方式选择
根据设计资料，采用市政管网作为供水水源，已知室外自来水管道由东向西通过，距2#住宅楼E轴线3m，DN400，供水压力为H=280kPa，住宅为八层，由经验估算法知给水系统所需压力为H=120+40×（8-2）=360kPa>280kPa，而室外自来水管供水压力为280kPa,故需采取增压措施，所以设计采用设水泵的给水方式，因为不允许从市政管网直接抽水，故在建筑物外设贮水池。
2.1.2给水系统组成
生活给水系统由引入管、水表节点、给水管道和给水附件组成。
引入管是一个建筑的总进水管，或称入户管，与室外供水管网连接，本设计采用一条引入管，从建筑浅基础下通过。
水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。
本设计在给水引入管上安装总水表计量建筑物的总用水量，每户单独设水表计算各户用水量。
给水管道系统应该包括干管、立管、支管和分支管，干管是将引入管送来的水输送到各个立管中去的水平管道，立管是将干管送来的水输送到各个楼层的竖直管道，支管将立管送来的水输送给各个配水装置，分支管又称配水支管。
给水附件是指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向或检修用的各类阀门以及各种水龙头和各种仪表等。
2.1.3给水管道选材与布设
生活给水管道采用PVC-U给水管，具有耐化学腐蚀性能强，水流阻力小，重量轻，运输安装方便等优点。
管道布置为枝状，按水平干管敷设位置为下行上给，敷设方式为明装，连接方式为螺纹连接。
每层给水横支管距楼板高1米，卫生器具采用明装，在立管横支管上设阀门，立管通过楼板时应预埋套管，水管与排水管道平行、交叉时，给水管在排水管上面。
2.2消防给水工程
2.2.1系统方案选择
教师批阅：
查表知住宅消火栓用水量5L/s，同时使用水枪数量2支，每支
水水枪最小流量2.5L/s，每根竖管最小流量5L/s。
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006版），设计设置室内消火栓给水系统，配置灭火器，不设自动喷水灭火系统。
室内消火栓系统不分区，采用水泵水箱供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，消防泵及管道均单独设置。
2.2.2消火栓系统组成
消火栓系统由消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、增压水泵和水泵接合器组成。
消火栓设备采用19mm口径直流式水枪配65mm口径水带，水带长度为20m，水带材质为麻织衬胶。
采用单出口消火栓，栓口口径为65mm。
消防管道与消防泵单独设置，消防泵选用两台，一用一备。
消防水池与生活贮水池合用，消防泵直接从消防水池吸水，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量，火灾延续时间以2h计。
消防水箱对扑灭初期火灾有重要作用，在屋顶设置重力自流的消防水箱，安装高度满足最不利消火栓重力出流。
水箱由生活给水泵给水，贮存10min的室内消防用水量。
室外设置两个室外消火栓，与生活给水管道连接。
设置一个水泵接合器，采用地上式，流量为15L/s。
2.2.3给水管道选材与布设
给水管道采用镀锌钢管，连接方式为螺纹连接。
给水管网为枝状，管道靠墙明装，消火栓安装高度为距楼板1.1m。
屋顶设置一个试验消火栓。
2.3生活排水工程
2.3.1排水方式选择
建筑内部排水体制分为合流制和分流制两种，鉴于长沙市现在具备相对完善的污水处理厂，故本设计采用合流制排水系统，生活污废水经化粪池处理后排入室外排水管。
2.3.2排水系统组成
污废水排水系统由卫生器具受水器、排水管道、清通设备、污
教师批阅：
水局部处理器和通气系统组成。
本设计中的卫生器具有洗脸盆，延时自闭冲洗阀大便器，淋浴器，洗涤盆，地漏，厨房单格洗涤房等。
排水管道系统包括排水管，存水弯，横支管，立管，埋地横支管，排出管等。
清通设备有检查井和检查口，检查口离地高度为1m。
污水局部处理器设有处理生活污废水的化粪池。
通气系统可以排除臭气，保持气压稳定，增加新鲜空气。
由于建筑高度及每根立管所承担的排水当量较小，为使排水管道中气压波动尽量平衡，防止管道水封破坏，所以采用排水立管延伸到屋面上的伸顶通气管，并在其顶端装设通风帽，屋顶为上人屋面，通气帽高度为2.0m。
2.3.3排水管道选材和布设
排水管道采用排水PVC-U管，连接方式采用粘结。
管道明装，采用异层排水，排水横支管据楼顶高度为0.3m。
排水立管在垂直方向转弯处，采用两个45o弯头连接，排水立管穿楼板应预留孔洞，安装时设金属防水套管。
排水立管上设检查口，离地面1m，每层设置一个。
埋地横干管上设置检查井，排水检查井井径为0.7m。
车库设置地漏进行排水。
2.3.4化粪池的选择
化粪池不宜设在人们经常活动之处，设计中化粪池设于建筑北侧，即背向大街一侧靠近卫生间的地方，一栋楼设置一个。
化粪池距建筑物的净距不小于5m,因化粪池出水处理不彻底，含有大量细菌，为防止污染水源，化粪池距地下取水构水构筑物不得小于30m。
化粪池的设计主要是计算化粪池的容积，按《给水排水国家标准图集》选用标准图。
2.4雨水排水工程
2.4.1排水方式选择
本设计采用重力流排水系统，排水方式为普通外排水。
降落到屋面的雨水沿屋面集流至檐沟，然后流入隔一定距离设置的雨水斗，进入立管排至埋地的排水管，然后直接排入室外排水管。
屋顶楼梯
教师批阅：
处雨水无组织自由下落。
为防止雨水倒灌进入车库，在建筑南北两侧设置暗沟排水，沟宽300mm，便于清通维护，坡度0.004，在暗沟上间隔适当的距离设置雨水篦子收集雨水。
2.4.2排水系统组成
普通排水系统由檐沟、雨水斗、排水管、检查井等组成。
檐沟宽500mm，深500mm，墙宽为120mm。
雨水斗设置在檐沟的最低处，雨水由此进入排水管道。
2.4.3管道选材与布设
管道采用PVC-U管，连接方式为粘结。
雨水斗直接与立管相连，立管靠墙明装，立管与横管连接处设置雨水检查井。
三、设计计算书
3.1生活给水系统
3.1.1给水用水室额及变化系数
查《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003），2#住宅楼为普通住宅Ⅱ类，最高日生活用水定额为：
130～300L，小时变化系数为：
2.8～2.3。
根据设计原始资料、建筑物性质和卫生设备完善程度，选用最高日用水定额为qd=200L/（人·d），小时变化系数选用2.5，每户4人，每层有6户，共8层。
3.1.2小区最高日用水量及最高日最大小时用水量
Qd=m·qd=2600×200=520000L/d=520m3/h
Qh=
·Kh=520000÷24×2.5=54167L/h=54m3/h
3.1.3设计秒流量
设计秒流量按公式qg=0.2·U·Ng计算。
同时出流概率
按公式
计算。
由公式U0=
求得的平均出流概率U0
教师批阅：
查表获得。
取最高日用水定额为200L/（人·d），小时变化系数选用2.5，每户用水人数为4人，每户设置的卫生器具当量数为8.7，用水时数为24h，计算得平均出流概率U0=1.33%，不在最大用水时平均出流概率参考值范围内，故取U0=2.0%，查表得
=0.01097。
3.1.4给水水力计算用图及给水管网水力计算
注：
1、洗涤池为单格洗涤池。
2、后排蹲式大便器选用延时自闭冲洗阀大便器。
3、本住宅无集中热水供应系统，因此不进行热水配管和计算。
4、卫生器具的安装高度（至上边缘）：
洗涤盆：
1.0m；洗脸盆：
1.0m；淋浴喷头2.2m；蹲式大便器：
0.0m；洗衣机水龙机：
1.0m。
教师批阅：
3.1.5水表选择和系统供水压力计算
水表水头损失允许值（Kpa）
表型
正常用水时
消防用水时
旋翼式
<24.5
<49.0
螺翼式
<12.8
<29.4
分户水表选用LXS湿式水表，分户水表安装在4-5管段上，q4-5=1.2L/s=4.32m3/h，查附录1.1，选用32mm口径LXS-32C旋翼湿式的分户水表，其常用流量6m3/h>4.32m3/h，过载流量qmax为12m3/h，性能参数Kb=qmax2/100，则分户水表的水头损失：
Hd=
=12.96Kpa<24.5Kpa。
总水表选用LXL水平螺翼式水表，总水表分户水表安装在14-15管段上，q14-15=5.01L/s=18.036m3/h，查附录1.1，选用80mm口径LXL水平-80N水平螺翼式的总水表，其常用流量40m3/h>18.036m3/h，过载流量qmax为80m3/h，性能参数Kb=qmax2/10，则分户水表的水头损失：
H’d=
=0.51Kpa<12.8Kpa。
水表的总水头损失为：
H3=Hd+H’d=13.47Kpa。
室外给水管网水压为：
H=H1+H2+H3+H4
式中：
引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H1=（2.8×7+2.05+1）×10=226.5Kpa
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H2=∑h+0.3×∑h=1.3×（8.409+6.18）=18.97Kpa（其中局部水头损失按占沿程水头损失的30%算，室外自来水管水损为6.18Kpa）。
水表总水头损失H3=13.47Kpa；
最不利配水点所需的最低工作压力H4=50Kpa；
室内所需的压力H=H1+H2+H3+H4=226.5+18.97+13.47+50=308.94Kpa
教师批阅：
室外给水管网压力为280Kpa，故需采取增压措施。
3.1.6地下贮水池容积
本设计采用设水泵的给水方式，因为市政给水管网不允许水泵直接从管网抽水，故在引入管上设贮水池。
其中贮水量包括生活用水和消防用水。
其容积计算：
V≥（Qb-Qj）Tb+Vs+Vf且QjTt≥（Qb-Qj）Tb
贮水池中的生活用水量按最高日用水量20%～25%确定，则生活用水量V1=520×25%=130m3。
无生产用水，故Vs=0。
消防贮水池水量用水考虑满足火灾发生2小时的消防用水量来计算：
Vf=3.6×2×5=36m3
贮水池的有效容积V≥V1+Vs+Vf=130+0+36=166m3（有效水深4.8m）。
贮水池尺寸：
L×B×H=7m×6m×5m，地下式水池。
池底标高-6.00m，池顶标高为-1.00m。
生活用水最高水位为-1.20m，最低水位为-5.00m。
消防用水最高水位为-5.00m，最低水位为-6.00m。
3.1.7水泵选择
流量：
给水系统中，无水箱调节时，水泵出水量要求满足系统高峰用水要求，流量以系统的高峰用水量即设计秒流量确定。
q=54m3/h。
扬程:
水泵与室外给水管网间接连接，从贮水池抽水。
Hb>H1+H2+H4=355.47kpa。
据此选用生活水泵FLGR6（H=38.00~40.60m，Q=8.50~12.10L/s，
N=7.5kW）2台，一备一用。
3.2消防给水系统
3.2.1消火栓保护半径
建筑总长39.6m，宽度12.3m，高度22.90m。
根据《建筑防火设计规范》（GB50016-2006）要求，消火栓的间距保证同层的任何部位有1支水枪的充实水柱到达即可。
水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.8，充实水柱长度水平投影Ls取2.8，则消火栓的保护半径为R=C·Ld+Ls=0.8×
教师批阅：
20+2.8=18.8m，所以在每单元楼梯处设置一个消火栓即可。
3.2.2水枪喷嘴处所需水压
水枪喷口直径19mm,水枪系数φ为0.0097；充实水柱Hm要求不小10m，查表得充实水柱长度不能小于10m，故选Hm=12m，水枪实验系数αf为1.21。
水嘴喷嘴处所需水压：
Hq=αf·Hm/（1-φ·αf·Hm）=1.21×12/（1-0.0097×1.21×12）=16.9mH2O=169Kpa。
3.2.3水枪喷嘴的出流量
喷口直径19mm的水枪水枪特性系数B为1.577。
水枪喷嘴的出流量：
=5.2L/s>5.0L/s
3.2.4水带阻力
19mm配带65mm水带，室内消火栓水带材质为衬胶。
查表知65mm水带阻力系数Az值为0.00172。
水带阻力损失
0.00172×20×5.22=0.93m
3.2.5消火栓口所需的水压力
Hxh=Hq+hd+Hk=16.9+0.93+2=19.83mH2O=198.3Kpa
3.2.6校核
设置的消防贮水高位水箱最低水位高程27.80m，最不利点消火栓口高程20.70m，则最不利点消火栓口的静水压力为27.80-20.70=7.10mH2O=71.0Kpa。
按《建筑防火设计规范》（GB50016-2006）规定，无需设增压设施。
3.2.7给水水力计算
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XFL3，出水枪数为2。
设计采用单出口消火栓，即在1点满足水枪重力出流即可。
Hxh1=Hq+hd+Hk=16.9+0.93+2=19.83mH2O=198.3Kpa
进行消火栓给水系统水力计算时，按图以枝状管路计算，配管水力计算成果见表。
教师批阅：
管路总水头损失为Hw=123.012×1.1=135.3Kpa
消火栓系统所需总压Hx应为：
Hx=H1+Hxh+Hw=（20.70-（-6.0））×10+198.3+135.3=600.6Kpa
按消火栓灭火总用水量Qx=30L/s，选消防泵100DL-20*3型2台，1用1备。
Qb=16.67~27.78L/s，Hb=60.00~72.00mH2O，N=30.0kW。
教师批阅：
根据室内消火栓用水量，设置1套水泵接合器。
3.2.8消防水箱计算
消防水箱按贮存10min的室内消防用水量计算。
Vf=qxf*Tx*60/1000=30×10×60/1000=18m3
选用18m3的水箱，尺寸为L×B×H=4000m×2500m×2000m。
3.2.9灭火器计算配置
根据建筑灭火器配置设计规范解读GB50140-2005知住宅火灾种类为A类火灾，危险等级为轻危险级，选择水型灭火器，规格为3L，类别为1A。
每单元每层配置1具1A的手提式灭火器，落地式灭火器设置在楼梯间，置于消火栓下方，既可及时取得灭火器又不会影响安全疏散，
3.3生活排水系统
本住宅设计采用生活污水与生活废水分合流制排放。
污水集中收集至化粪池，经化类池处理合格后，排入市政污水管。
每户设置一根排水立管，管材为塑料管（PVC-U），为了安全排水，出户管为铸铁管。
3.3.1设计秒流量
设计秒流量按公式
计算。
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；
α—根据建筑物用途而定的系数，住宅取1.5；
3.3.2排水水力计算用图及排水管网水力计算
1、横支管计算
教师批阅：
注：
1、为保证排水畅通，为了排水通畅，防止管道堵塞，保障室内环境卫生，规定了建筑内部排水管的最小管径为50mm；
2、大便器排水管最小管径不得小于100mm；
2、立管计算
立管接纳的排水当量数为：
Np=1.72×8=13.76
立管最下部管段排水设计秒流量为：
=0.12×1.5×
+1.2=1.87L/s
选用立管管径de110mm，取通用坡度i=0.012，查表，其设计秒流量小于de110mm排水塑料管最大允许排水流量4.0L/s，故不需要设专用通气立管。
3、立管底部和排出管计算
立管底部和排出管取de110mm，取通用坡度i=0.012，查教材表
教师批阅：
5-1，符合要求。
室外排水管道DN600mm，埋深2.0m，距E轴线7m。
3.3.3化粪池的计算及选型
化粪池有效容积为：
（m3）
其中，N——设计总人数
α——使用卫生器具人数与总人数的百分比，住宅取70%。
q——每人每日排放量，L/（人·d），生活污水与生活废水合流排放，与用水量相同，即250L/（人·d）
a——每人每日污泥量，L/（人·d），生活污水与生活废水合流排出，取α=0.7L/（人·d）
t——污水在化粪池内停留时间，h；取t=12h；
T——污泥清掏周期，d；宜采用90-360d，取100d；
b——新鲜污泥含水率，取b=95%
c——化粪池内发酵后污泥的含水率，取c=90%
K——污泥发酵后体积缩减系数，取K=0.8
m——清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取m=1.2
将b、c、k、m值代入上式，化类池有效容积计算公式简化为
=
=21.32m3
本设计中化粪池位于住宅楼北面，查《给水排水国家标准图集》知在无地下水的情况下，选用8号化粪池（顶面可过车），其有效容
积为25m3,查尺寸得：
L×B×H=6880mm×3640mm×2300mm。
3.4.雨水排水系统
该设计系统采用重力无压流普通檐沟外排水系统檐沟宽500,深500mm。
屋面坡度为2%，雨水沿屋面集流至檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外地面，本设计准备设12个外排水立管，依靠外排水立管外排水，直接伸地接入检查井。
3.4.1暴雨强度
教师批阅：
长沙降雨强度有关资料：
重现期
2
3
4
5
暴雨强度（L/s·104m2）
331
364
387
405
在本设计中重现期P取3年，q为364L/s·104m2，降雨历时t采用5min。
3.4.2汇水面积和雨水量
雨水立管布置：
雨水量按公式
计算
其中，
——屋面径流系数，取0.9；
——每根立管的设计汇水面积；
——降雨历时为5min的暴雨强度。
教师批阅：
3.4.3雨水斗的选型
根据汇水面积及以上计算，查手册，2#住宅楼重力流排水系统选用单斗雨水斗，规格为75mm。
四、材料、设备表
序号
名称
规格
材料
单位
数量
备注
1
生活泵
FLGR6
台
2
一用一备
2
消防泵
100DL-20*3
台
2
一用一备
3
水泵接合器
DN150
个
1
4
分户水表
LXS-32C
个
48
5
总水表
LXL-80N
个
1
6
灭火器
水型3L1A
具
27
包括车库
7
室外消火栓
DN100
铸铁
个
2
8
水龙带
DN65L=20
m
个
27
9
水枪
19mm
铝合金
个
27
10
试验消火栓
DN65
铸铁
个
1
11
消火栓箱
800×650×300
铁皮
个
27
12
洗脸盆
560×140
白瓷
个
48
13
蹲式大便器
690×310
白瓷
个
48
14
地漏
De50
塑料
个
51
包括车库设置的3个
15
淋浴器
个
48
16
检查口
个
48
17
通气帽
De75
塑料
个
6
18
检查井
7000
砼
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