建筑给水排水工程课程设计.docx
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建筑给水排水工程课程设计
2011级建筑给水排水工程课程设计任务书
一、设计任务
兰州市新建人民武装部综合楼，要求进行给排水设计：
1.建筑给水工程（5层）；
2.建筑排水工程（5层）；
3.消火栓工程（7层）；
二、设计文件及设计资料
1.设计任务书；
2.相关设计手册及规范：
《建筑设计防火规范》；《建筑给水排水设计规范》；《给水排水设计手册》（第2册）；《建筑给水排水标准图集》。
3.与设计相关的建筑条件图（一层、标准层）
4.室内外高差为0.7米；冻土深度为1.03米。
5.一层标高：
±0.000；层高3.6米，屋面均为上人屋面。
三、课程设计组成及装定顺序
（一）说明书采用A4纸打印，一级标题均用黑体小二号字（行间距均为固定值44磅），居中；其余各级标题均用黑体小三号字，左对齐顶格；正文（单独从起始页编号）均用宋体小四号字；行间距均为固定值22磅，首行缩进2字符；页面设置同本任务书）。
（二）设计组成及装定顺序如下：
1.封面（格式见附图，但需取消页眉页脚及页码）
2.设计任务书
3.设计说明计算书
4.设计图纸
顺序：
设计说明书和设计图例、给水平面图、排水平面图、消火栓平面图、给排水大样图、水箱间大样图、给水系统图、排水系统图、消火栓系统图、给水计算草图、排水计算草图、消火栓计算草图。
建施教研室
二0一四年三月一日
2011级建筑给水排水工程课程设计
姓名：
张少东
班级：
水2011（02）
学号：
201101037
指导教师：
张云霞
兰州交通大学环境与市政工程学院
目录
第1章建筑给排水课设任务书………………………………1
第2章建筑给排水课设说明书………………………………2
第3章建筑给排水课设计算书………………………………4
一．建筑给水系统的设计计算……………………………4
二．建筑消防系统的设计计算……………………………7
三．建筑排水系统的设计计算……………………………11
第4章参考文献………………………………………………15
第5章致谢……………………………………………………15
设计计算说明书
工程概要：
本工程名称为安塞潘人民武装楼给排水设计，该建筑物为普通五层办公综合楼，五层都有相似的公共卫生间，但不同的是一层有餐厅，四层有两个独立卫生间，层高3.6m,建筑总高度18m，室内外高差为0.7m。
一、供水方案的选择
（一）、直接给水方式：
优点：
由室外给水管网直接供水，是最简单、最经济的给水方式，系统简单，可以充分利用室外管网的压力，节约能源。
缺点：
系统内部无贮备水量，室外管网停水时室内立即断水。
适用条件：
当室外管网的水压水量能经常满足用水要求建筑内部给水无特殊要求时，采用此方式。
（二）、设水泵、水箱联合给水方式：
优点：
水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积，又因水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效区运行。
缺点：
系统复杂，管理麻烦；投资较大，水箱供水易造成二次污染，有可能影响水质，对健康更加重视的当代人，存在这种影响的给水方式不宜提倡。
适用条件：
当室外给水管网压力低于或经常不满足建筑给水管网所需水压。
经核实计算，本设计由于楼高较低，采用直接给水方案即可，室外管网供水压力为0.30Mpa.
二．给水管道的布置和敷设
布置原则：
1．确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理
2．保护管道不受损坏
3．不影响生产安全和建筑物的使用
4．便于安装维修
三．给水管材的选择与维护
管材、连接方式及阀门：
给水管材采用给水铸铁管；
应采用丝扣或法兰连接。
直埋、暗敷在墙体及地坪层内的管道应采用热熔连接。
不得采用丝扣、法兰连接；当管径小于或等于50mm时采用铜制截止阀，大于或等于70mm采用钢制闸阀。
四．排水管材的选择与安装
排水设计：
采用单立管通气排水系统
布置原则：
1．排水通畅，水利条件好
2．保证设有排水管道房间或场所的正常使用
3．保证排水管道不受损坏
4．室内环境卫生条件好
管材及连接：
采用排水塑料管；大多采用胶水黏结，螺旋管一般采用螺纹接头。
设计计算书
一、室内给水系统的计算
1、确定用水定额及时变化系数
根据《建筑给水排水设计规范》表3.1.10，查得下表：
建筑名称
单位
最高生活定额（L）
使用时数（h）
小时变化系数Kh
办公综合楼
每人每班
0.75
8-10
1.5-1.2
选用职工的最高日生活用水定额为
，取用水时变化系数Kh=1.3。
根据规范，公共办公楼的设计秒流量按公式计算:
；其中，取α=1.5则：
2、给水系统水力计算
（1）根据轴测图确定最不利点，如右图
拖布池为最不利点，并依此编号。
（计
算详图见附图）
（2）根据公式
计算，经
查课本表2-1得，拖布池当量为1.5，
额定流量为0.3L/s，最低工作压力为
0.05MPa。
给水当量查《建筑给水排水设计规范》表3.1.14知：
卫生器具
大便器
拖布池
小便器
单发洗脸盆
当量
0.5
1.5
0.5
0.75
（3）水力计算表如下所示：
计算管路局部水头损失∑hj=30%∑hi=0.3*20.778=6.233KPa
所以计算管路的水头损失为：
H2=∑（hj+hi）=6.233+20.778=27.01KPa
（4）计算水表的水头损失：
由于此建筑用水量较小，且为公共建筑，故只需在进水总管上安装一个总水表即可，且选用LXS湿式水表。
安装在15-16管段上。
Q15-16=2.95L/s=10.62m³/h
查附表1-1，选50mm口径的分户水表，其常用流量为15m³/h，15m³/h>Q15-16，过载流量为30m³/h，所以总水表的水头损失为：
hd=qq²/kb=qq²/（Qmax²/100）=10.62²/（30²/100）=12.53KPa
（5）确定给水系统所需压力H
H=H1+H2+H3+H4,依据此公式计算。
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——水流通过水表时的水头损失，KPa；
H4——最不利配水点所需的最低工作压力，KPa。
由以上计算推导可知：
H1=18+1.5=19.5mH2O
H2=6.233+20.778=27.01KPa
H3=hd=12.53KPa
H4=50KPa
所以：
H=H1+H2+H3+H4=19.5*10+27.01+12.53+50
=284.54<0.3MPa所以：
满足要求
二．室内消防系统的计算
1.计划书
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定，此7层办公楼应设置消火栓给水系统，并设置DN65的室内消火栓。
查课本表3-4知：
消火栓用水量为15L/s，每根竖管最小流量为10L/s，每支水枪最小流量5L/s。
根据规范，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给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，高位水箱储存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，水枪喷嘴口径为19mm，充实水柱为12mH2O，采用麻制水带直径65mm，长度20m。
2.设计计算
1.水枪、水带的配备
查表3-4知：
消火栓用水量为15L/s；同时使用水枪数量为2支；每支水枪最小流量为5L/s；每根竖管最小流量为10L/s。
查“室内消火栓、水枪、水带配置表”知：
当每支水枪最小流量为5L/s；配置消火栓口径SN＝65mm；配置水枪口径Φ＝19mm；配置水带直径Φ＝65mm。
2.计算Hm，并校核
查表3-3知：
7层办公楼充实水柱长度不小于10m，取Hm＝12m；
查表3-6知：
当Φ＝19mm时，系数φ＝0.0097；
查表3-7知：
当Hm＝12m时，系数αf＝1.21。
根据公式3-9计算水枪喷嘴处所需水压为：
Hq＝（αf*Hm*10）/（1-φf*Hm）kPa
＝1.21*12*10/（1-0.0097*1.21*12）
＝169kPa
查表3-8知：
水柱水流特性系数B＝1.577，则根据公式3-10可求出孔口出流量：
qxh＝√BHq＝√1.577*16.9＝5.16L/s＞5.0L/s
3.计算保护半径R，间距S
该建筑总长46.44m，宽度15.84m，高度25.9m。
按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006知：
应保证每一个防火分区同层有2支水枪的充实水枪同时到达任何部位S≤（R2-b2）½
并且知道：
R＝C*Ld+h；h＝0.71Hm
水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.8，则消火栓的保护半径为：
R＝C*Ld+h＝0.8*20+0.7*12＝24.52m
S＝（R²-b²）^0.5＝（24.5²-（7.5+2.1）²）^0.5=22.6m
据此应在走道上布置4个消火栓（间距＜22.6m）才能满足要求。
4.水带阻力
19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，本工程亦选衬胶水带。
查表知65mm水带阻力系数Az值为0.00712。
水带水头损失：
Hd＝Az*Ld*qxh2*10
＝0.00712*20*5.16²
＝3.791m=37.91KPa
5.消火栓口所需的水压
Hxh=Hq+Hd+Hk=16.9+3.791+2
=22.691mH2O=226.91KPa
6.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，出水枪数为2支；相邻消防竖管为X2，出水枪数为2支。
Hxh0=Hq+Hd+Hk
=169+37.91+20
=226.91KPa
Hxh1=Hxh0+△H+h
=226+3.6+0.378*10
=299.8KPa
1点枪射流量：
qxhl=√BHq*Hxhl
=qxhl²/B+Az*Ld*qxh²+2qxhl
=（（Hxh1-2）/（1/B+Az*Ld））^0.5
=5.29/0.8812=6L/s
配水管水力计算成果：
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
5.2
3.6
100
0.68
0.108
0.389
1-2
11.2
20.1
100
1.42
0.468
9.407
2-3
11.2
13.8
100
1.42
0.468
6.458
3-4
22.4
12.65
150
1.22
0.208
2.631
4-5
22.4
23
150
1.22
0.208
4.784
∑hy=23.658KPa
管路总水头损失为：
Hw=23.658*1.1
=26.024KPa
消火栓给水系统所需总水压Hx应为：
Hx=H1+Hxh+Hw
=23.3*10+226.91+26.02
=485.93KPa
式中：
H1——最不利控制点的高程
Hxh——消火栓口所需水压
Hw——管路总水头损失
按照消火栓灭火总用水量Qx=22.4L/s，选消防泵150DL-3型2台，一备一用。
Qb=20-35L/s，N=30Kw。
根据室内消防用水量，应设置2套水泵接合器。
7.消防水箱
消防贮水量按存储10min的室内消防水量计算。
Vf=qxf*Tx*60/1000
=20*10*60/1000
=12.0m³
选用15m³方形给水箱，尺寸为3600mm*2400mm*2000mm。
满足《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001版）第7.4.7.1条规定。
消防水箱内的贮水由生活用水充满备用。
8.消防贮水池
消防贮水按照满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即：
Vf=20*2*3600/1000
=144m³
三．室内排水系统的计算
1.基本参数
本建筑内卫生间的类型、卫生器具类型均相同，一楼有餐厅，可采用生活污水和生活废水分流排放。
即餐厅的废水直接排入下水道，而一到五楼的厕所的污水进入建筑附近的化粪池。
计算公式：
qp=0.12ɑ√Np+qmax
（1）
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——计算管段上排水两最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；
ɑ——根据建筑物用途而定的系数，按表5-2确定。
根据表5-2确定后，ɑ取值2.5。
排水当量查《建筑给水排水设计规范》知：
卫生
器具
洗涤盆
厨房
洗菜盆
自闭式冲
洗大便器
小便器
洗手盆
排水
当量
1
2
3.6
0.3
0.3
2.排水水力计算
1>.排水支管.（采用UPVC管）
①连接大便器的支管管径采用110mm，采用标准坡度为0.012；
连接小便器的支管管径采用50mm，采用标准坡度为0.025；
连接洗涤池的支管管径采用50mm，采用标准坡度为0.025；
连接洗菜盆的支管管径采用50mm，采用标准坡度为0.025；
连接洗手盆的支管管径采用50mm，采用标准坡度为0.025。
②2-5层支管分为a段和b段。
a管前半段（无大便器段）：
Np=0.3*3=0.9；qmax=0.1
则：
q1=0.12*2.5*√0.9+0.1=0.38>0.3
所以a段前半段排水设计秒流量为0.3L/s。
理由：
用公式
（1）计算时，若连接的卫生
器具计算结果大于该段所有卫生器具排水
量的总和，则应按所有卫生器具排水流量
的累加值作为排水设计秒流量。
则:
a段前半段qp=0.9=3.6*4=15.3
qmax=1.2L/s
所以：
qp=0.12*2.5*√15.3+1.2=2.37<1.2*4=4.8
所以：
a段后半段qp=2.37L/s，查得相应的管径为D=90mm，采用坡度i=0.011;
b管段（无大便器）：
Np=1+0.3*3=1.9qmax=0.33L/s
所以：
qp=0.12*2.5*√1.9+0.33=0.74>0.33+0.3=0.63
所以：
b管段qp=0.63L/s，查得相应的管径为D=50mm，采用坡度i=0.02;
③1层洗手间与2-5层有所不同：
a管段：
Np=0.3+5*3.6=18.3qmax=1.2L/s
所以：
qp=0.12*2.5*√18.3+1.2=2.48<0.33+1.2*5=6.33
所以：
qp=2.48L/s，查得相应的管径为D=90mm，采用坡度i=0.012;
b管段：
Np=1+0.3*2+0.3*3=2.5
qmax=0.33L/s
所以：
qp=0.12*2.5*√2.5+0.33=
0.8*2+0.33+0.3=0.83<0.1
所以：
b管段qp=0.8L/s，查水力
学计算表得相应的管径为
D=90mm，采用坡度i=0.012。
2>立管（采用铸铁管）
排水系统的立管的排水设计秒流量为：
Np=（0.9+15.3+1.9）*4+1.2+2.5
=76.1
则:
qp=0.12*2.5*√76.1+1.2
=3.82
qp=3.82<<所有卫生器具排水量的累加值，
所以：
qp=3.82，查得相应的管径为
D=100mm，采用坡度为竖直向下。
3>综合列表总结（设伸顶通气管）
①参考编号图如右所示,其中：
ABCD管道为五楼排水管道示意图；
EFHG管道为一楼排水管道示意图；
各个楼层的污水统一进入立管MN，
然后MN通入楼外化粪池，在化粪
池中分解处理。
②排水计算列表如下：
编号
当量总数Np
设计秒流量L/s
管径（mm）
坡度i
A--B
16.2
2.41
90
0.012
D--C
1.9
0.63
50
0.02
E--F
18.3
2.48
90
0.012
G--H
2.5
0.8
50
0.03
M--N
76.1
3.82
100
--
N--P
76.1
3.82
100
0.025
4>一楼餐厅排水计算（采用UPVC管）
A1B1段：
Np=2*5=10
qp=0.12*2.5*√10+0.67=1.62<0.67*5=3.35
所以：
qp=1.62L/s
查水力学计算表知：
D=75mm，坡度i=0.05
综合知：
A1B1，C1D1与D1E1均采用75mm的
UPVC管，横干管坡度采用0.05。
第4章参考文献
参考文献
《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）
《建筑给水排水工程设计计算》
《建筑给水排水设计技术措施》
《建筑给排水设计手册》陈耀宗主编中国建筑工业出版社
《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
第5章致谢
这次的课程设计是对我们讲课本上的知识应用到实际工程中的一次考核，我更加理解了本课程的重点难点，以及他在实际工作中的重要作用，培养了我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力。
在设计中，通过和同学们的共同探讨，在老师的细心帮助指导下，我们都取得了很大的进步，尤其感谢张云霞老师的帮助和耐心指导，使我能够充满热情的投入到设计中；同时还要感谢我的同学们。
最后还要感谢相关资料的编著者。
感谢您们为我们提供一个良好的环境，使本次设计圆满完成。
谢谢您们！
给水水力计算表
计算管段编号
当量总数Ng
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/m）
管长L（m）
管段沿程损失hy=Li（kPa）
累计沿程损失∑hy（kPa）
0-1
1.50
0.37
25
0.696
0.653
3.60
2.351
2.351
1-2
2.00
0.42
25
0.790
0.822
0.60
0.493
2.844
2-3
2.50
0.47
25
0.886
1.011
0.60
0.607
3.451
3-4
3.00
0.52
25
0.980
1.218
5.00
6.090
9.541
4-5
3.50
1.76
50
0.830
0.363
1.00
0.363
9.904
5-6
4.00
1.80
50
0.850
0.378
1.00
0.378
10.282
6-7
4.50
1.84
50
0.866
0.394
1.00
0.394
10.676
7-8
5.00
1.87
50
0.878
0.410
1.60
0.656
11.332
8-9
5.75
1.92
50
0.900
0.426
0.70
0.298
11.630
9-10
6.50
1.96
50
0.920
0.443
0.70
0.310
11.940
10-11
7.25
2.01
50
0.941
0.448
4.30
1.926
13.866
11-12
14.50
2.34
70
0.662
0.329
3.60
1.184
15.051
12-13
22.50
2.62
70
0.745
0.213
3.60
0.767
13.768
13-14
30.25
2.85
70
0.805
0.249
3.60
0.896
14.664
14-15
30.25
2.85
70
0.805
0.249
11.20
2.789
17.453
15-16
34.00
2.95
70
0.835
0.266
12.50
3.325
20.778
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