建筑给排水课程设计

1第一章设计任务书一、设计任务孝感某中学拟建一幢5层教学楼，总建筑面积近5200㎡；建筑高度21.6m；底层为行政办公及实验室，二至五层为教室。每层设卫生间两处，一处为男女厕所；另一处为男女隔层厕所（一、三、五层为男厕）。男厕内设污水池1个，洗手盆1个，小便槽4.9m长，便槽蹲位5个；女厕内设污水池和洗手盆各1个，便槽蹲位8个。层顶水箱间一座。要求设计建筑给水排水工程。具体内容包括：1、建筑给水系统设计。选择给水方式，布置给水管道及设备；进行给水管网水力计算及室内所需水压的计算；高位水箱容积计算及校核水箱安装高度；绘制给水系统的平面图、系统图及卫生间大样图。2、建筑消防系统设计。消防用水量及高位水箱消防贮水量的计算；布置消防管网；进行消防管道水力计算及消防水压计算；选择消防水泵以及确定稳压系统；绘制消水栓系统的平面图及系统图。3、建筑排水系统设计。排水体制的确定以及排水管道的布置；排水管道水力计算；化粪池的容积计算及选型；绘制排水系统的平面图及系统图。二、设计资料1、建筑设计资料建筑物一层平面图，二层平面图，三至五层平面图及屋顶平面图及水箱间平面，立面图共5张。本建筑为5层，底层高为4.2m，二至五层层高为3.6m，上人屋面，楼梯间屋顶标高为27.2m，水箱间标高为22.2m。室内外高差为0.3m。冻土深度为0.2m。2、市政基础资料（1）给水水源建筑物北侧和西侧有城市市政给水管道，管径为DN300，常年可提供的资用2水头为0.15MPa，管道埋深为室外地面以下0.5m。（2）排水资料本建筑物西侧有城市排水管道，其管径为DN500，管内底深为室外地面以下1.5m，管材为钢筋混凝土。未预见水量：按日用水量的12%计算。三、设计要求1、设计计算说明书1份2、课程设计图纸课程设计图纸数量不得少于5张，用CAD绘制。图纸绘制要求：建筑给水排水系统图的绘制按轴测正投影法绘制，管道布置方向应与平面图相对应，并按比例绘制。3第二章设计方案2.1建筑给水工程在初步确定给水方式时，对层高不超过3.5m的民用建筑，给水系统所需的压力H（自室外地面算起），可用经验估算：1层为100kPa，2层为120kPa，3层以上每增加1层，增加40kPa，对于层高超过3.5m的建筑，上述值应适当增大。根据原始设计资料，本教学楼为五层建筑，底层高为4.2m，二至五层层高为3.6m，根据经验估算，要满足第五层用水需求，给水系统所需的压力至少为250kPa，而市政管网常年可提供的资用水头为0.15Mpa（即150kPa），显然不能满足用水要求，故考虑二次加压。由于屋顶水箱间标高为22.2m，若直接采用水泵-水箱给水系统，虽然最低卫生器具给水配件的静水压满足要求，但未能有效利用市政管网水压，浪费流量，同时，屋顶水箱容积相对过大，增加建筑负荷和投资费用。室外给水管网常年可提供的资用水头为0.15Mpa，可考虑直接向较低的几层供水。经方案比较，室内给水系统拟采取分区供水方式，分为上、下两个区。考虑到市政管网引入管以及水表节点等其他附件的水损，以及供水可靠安全性和管理维护的方便，2层及2层以上为上区，1层为下区。上区采用上行下给供水方式，即城市管网→地下贮水池→水泵→屋顶水箱→上区各层用水点。下区采用下行上给供水方式，即城市管网直接供下区各用水点。2.2建筑消防工程根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014中的5.1.1条，本建筑属于二类建筑。据8.2.1条，设室内、室外消火栓给水系统。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中的3.3.2条以及3.5.2条，室内、室外消火栓用水量分别为15L/s、25L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s。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，消防水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，充实水柱为12mH2O，采用衬胶水带直径65mm，长度25m。消防泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以2h计。2.3建筑排水工程根据原始资料，该教学楼每层有两处卫生间，共五层，用水处较集中，考虑到运行管理维护的方便，因此选用分流制排水系统，即将生活污水与雨水采用两套管道分流排放。4生活污水采用有通气的普通单立管排水系统，两处卫生间分别设置两套单立管排水系统，排水立管设置伸顶通气管，伸顶通气管高出屋面不小于0.3m。第三章管道布置3.1给水管道的布置3.1.1管道布置给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。进行管道布置时，不但要处理协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求。1.确保供水安全和良好的水利条件，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3.1.2管道敷设1.敷设形式给水管道的敷设有明装、暗装两种形式。明装即管道外露，其优点是安装维修方便，造价低。但外露的管道影响美观，表面易结露、积灰尘。暗装即管道隐蔽，如敷设在管道井、技术层、管沟、墙槽或夹壁层中，直接埋地或埋在楼板的夹层里，其优点是管道不影响室内的美观、整洁，但施工复杂，维修困难，造价高。2.敷设要求给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝和变形缝，必须穿过时应采取相关措施。如给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞，暗转管道在墙中敷设时，也应预留墙槽，以免临时打洞、刨槽影响建筑结构强度。3.管材选择生活给水采用给水塑料管。给水系统的平面图见附图一，系统图见附图二，卫生间大样图见附图三。53.2消防管道的布置3.2.1室内消火栓布置根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014要求，设置消火栓给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。消火栓的间距要求应满足下列要求：1.建筑高度≤24m且体积≤5000𝑚3的多层库房，应保证有1支水枪的充实水柱达到同层内的任何部位。2.其他民用建筑应保证每个防火区同层有2支水枪的充实水柱同时到达任何部位。3.消火栓口距地面安装高度为1.1m，栓口宜向下或与墙面垂直安装。4.消火栓应设置在位置明显且操作方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。3.2.2消防给水管道的设置建筑内的消火栓给水管道布置应满足下列要求：1.室内消防竖管管径不应小于100mm。当室内消火栓个数多于10个且消防用水量大于15L/s时，室内消防给水管道应布置成环状，且至少应有两条进水管与室外管道或者消防水泵连接。2.高层厂房（仓库）应设置独立的消防给水系统，室外消防立管应连接成环状。3.设置室内消火栓且层数超过5层的公共建筑，消火栓系统应设置消防水泵接合器消火栓布置平面见附图四，消防给水管道管线布置见附图五。3.3排水管道的布置3.3.1.排水管道布置原则1.排水畅通，水利条好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害4.室内环境卫生条件好5.施工安装、维护管理方便6.占地面积小，总管线短、工程造价低。3.3.2排水管道的连接1.排水横支管与立管的连接采用正三通的方式。62.排水立管咋垂直方向转弯处，采用两个15°弯头连接。3.排水立管与排出管的连接，采用弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头连接。排水系统的平面图见图六，系统图见图七。第四章建筑给水排水设计计算4.1给水管网水力计算4.1.1.给水用水定额及时变化系数查《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版），由规范中的表3.1.10可知，中小学学校教学楼最高日生活用水定额为20～40L/（cap.d）,用水时间为8～9小时，小时变化系数Kh为1.5～1.2。考虑到孝感市的实际情况，本设计取用水定额为30L/（cap.d），用水时间取9小时，小时变化系数Kh为1.5。4.1.2.最高日用水量根据给水设计方案，分为上、下两个区，下区1层直接利勇市政管网供水，2～5层利用高位水箱供水，因此两区最高日用水量分开计算。1层共有6间办公室，取每间办公室12名教师，则1层最高日用水量为:𝑄𝑑1=𝑚×𝑞𝑑=(1+0.12)×6×12×301000=2.42𝑚32～5层共有27间教室，取每个教室70人，则2～5层最高日用水量为:𝑄𝑑2=𝑚×𝑞𝑑=(1+0.12)×27×70×301000=63.50𝑚34.1.3.最高日最大时用水量下区最大时用水量为：𝑄𝑕1=𝑄𝑑1𝑇×𝐾𝑕=2.429×1.5=0.40𝑚3ℎ⁄上区最大时用水量为：𝑄𝑕2=𝑄𝑑2𝑇×𝐾𝑕=63.509×1.5=10.58𝑚3ℎ⁄4.1.4.设计秒流量按公式《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）第3.6.5条，宿舍（I、II类）、旅馆、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、图书馆、书店、客运站、航站楼、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量，应按下式计算：7𝑞𝑔=0.2𝛼√𝑁𝑔本设计为教学楼，取α=1.8，因此计算公式为：𝑞𝑔=0.36√𝑁𝑔4.1.5.屋顶水箱容积由规范可知，当高位水箱为生活水箱和消防水箱共用时，高位水箱的有效容积为生活用水和消防用水两部分组成。当生活调节水量由水泵联动提升进水时，可按照不小于最大时用水量的50%计，消防贮水量为10min室内消防用水量。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》知，该教学楼室内消防用水量为15L/s。2～5层的生活用水由水箱供给，1层的生活用水虽然不由水箱供给，但考虑到市政给水事故停水，水箱仍短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按1～5层全部用水确定。又因水泵向水箱供水不与配水管网连接，故选水泵出水量与最高日最大时用水量相同，即qb=10.98m3/h。因此高位水箱有效容积为V=10.98×50%+15×10×601000=14.49𝑚3屋顶水箱采用钢制，尺寸为3.0m×3.0m×1.9m,有效水深1.7m，有效容积15.3m3。由于高位水箱是生活给水与消防用水共用，因此要求最不利点消火栓的静水压力达到7mH2O，即高位水箱最低水位到5层消火栓口高差至少达到7m。消火栓口安装高度为1.1m，即第5层消火栓栓口的标高为16.1m，因此高位水箱的最低水位标高至少为23.1m。根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）3.7.5条，箱底与水箱间地面板的净距，当有管道敷设时不宜小于0.8m。根据原始设计资料，水箱间地面标高为22.2m，此时高位水箱箱底标高应为23m，再考虑到出水管的安装高度，即高位水箱最低水位标高至少为23.1m。综合以上两方面因素，取高位水箱的箱底标高为23.5m。4.1.6.贮水池容积本设计上区为设水泵、水箱的给水方式，因为市政给水管网不允许水泵直接从管网抽水，故应设置贮水池。据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）3.7.3条，贮水池的有效容积应按进水量与用水量变化曲线经计算确定；当资料不足时，宜按建筑物最高日用水量的20%～25%确定。在本设计中取最高日用水量的25%计，则贮水池容积为：V=25%×65.92=16.48m3。8生活贮水池钢制，尺寸为3.0m×3.0m×2.1m，有效水深1.9m，有效容积17.1m3。4.1.7.给水管道水力计算根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）3.1.14条，洗涤盆给水当量为1.50，洗手盆给水当量为0.75，冲洗水箱浮球阀给水当量为0.50，小便槽穿孔冲洗管（每米长）给水当量为0.25，本设计小便池长度为4.9米，取当量1.23。1）1层室内水力计算见下表。𝐻1=0.8+2.0=2.8𝑚𝐻2𝑂=28𝑘𝑃𝑎（引入管至最不利点位置高度所需的静水压）𝐻2=1.3×29=37.7𝑘𝑃𝑎（总水头损失）𝐻4=20𝑘𝑃𝑎（最不利点水嘴的最低工作压力）选LXS-