1、PAGE29 / NUMPAGES29建筑給排水計算說明書課程：建筑給水排水工程設計基本容和要求：一、設計資料1工程概況：本工程位于某省市，建筑層數為12層，建筑面積10282.91m2，建筑高度35.40m，標準層高為2.9m，一層地平標高為-1.0m，首層層高為3.7m，設有自行車庫和設備用房。當地冰凍深度為1.0m。本工程按普通住宅二類建筑設室消火栓給水系統。2. 設計資料該城市給水排水管道現狀為：在該建筑北側城市道路人行道下，有城市，其管徑為DN300，常年可以提供的水壓為210kPa，接點管頂埋深為地面以下1.1m。城市排水管道在該建筑北側，其管徑為DN400，管頂距地面下2.0m，

2、坡度i0.005。3. 建筑圖紙：首層、標準層。見附圖。4. 氣候暴雨強度等條件按各位同學家鄉考慮。二、設計主要容1. 高層建筑給水系統方式選擇與設計計算,完成該建筑的給水系統平面圖和系統圖草圖；2. 高層建筑消防系統方式選擇與設計計算,完成該建筑的消防系統平面圖和系統圖草圖； 3. 高層建筑生活排水系統方式選擇與設計計算,完成該建筑的排水平面圖和系統圖草圖；4. 高層建筑雨水排水系統方式選擇與設計計算,完成該建筑的排水平面圖和系統圖草圖；三、基本要求1. 建筑給水、排水、消防、雨水各系統的體制應當合理選擇，注意技術先進性和經濟合理性。2. 根據選定的系統體制，按照相關設計手冊，確定有關的設計

3、參數、尺寸和所需的材料、規格等。3平面圖管線布置合理，并注意各管線交叉連接，注意立管編號。設計重點研究的問題：建筑給水、排水、雨水、消防系統的體制選擇，尤其是消火栓系統的設計計算參考資料推薦：1 王增長，建筑給水排水工程第六版， 19982 高明遠，建筑給水排水工程學 20023 嚴煦世，給水排水工程快速設計手冊 19984 編，建筑給水排水工程規，5 耀宗，建筑給水排水設計手冊， 19926 建筑給水排水設計規（GB50015-2003），建筑設計防火規GBJ16-87，高層民用建筑設計防火規GB50054-2001，自動噴水滅火系統設計規GB50084-2001，室外給水設計規GBJ13-

4、86，室外排水設計規GBJ14-87，建筑中水設計規CECS30：91，居住小區給水排水設計規CECS57：94評分標準：通過課程設計作業提高學生分析、解決實際問題和獨立工作的能力，掌握必要的設計思路、計算方法。提交該建筑給水、消防、排水、雨水系統設計說明書，設計計算書。提交設計建筑給水排水各系統設計草圖。根據設計思路、計算方確性，計算結果準確性，給予成績。題 目： 某高層建筑給水排水工程設計高層建筑給水系統方式選擇與設計計算設計過程說明根據設計資料，已知室外給水管網常年可保證的工作水壓僅為210Kpa，故室給水擬采用上，下分區供水方式。即13層與設備用房由室外給水管網直接供水，采用下行上給方

5、式，412層為設水泵、水箱聯合供水方式，管網上行下給。因為市政部門不允許從市政管網直接抽水，故在建筑物設備房設貯水池。屋頂水箱設水位繼電器自動啟閉水泵。2.設計計算（1）給水用水定額與時變化系數 查建筑給排水設計規GB50015-2003(2009年版)，由規中的表3.1.10可知，普通住宅二類建筑住戶的最高日生活用水定額為130300L，小時變化系數Kh為2.82.3。據本建筑的性質和室衛生設備的完備程度，選用住戶的最高日生活用水定額為q0=200L/（人.d），小時變化系數Kh=2.5，每戶按3.5人計。（2）最高日用水量Qd=mq0=33.6m3/d（3）最高日最大時用水量Qh=（4）設

6、計秒流量按公式=0.2 計算管段的設計秒流量，L/s 計算管段的衛生器具給水當量同時出水概率，% 計算管段的衛生器具的給水當量總數；0.2 以一個衛生器具給水當量的額定流量的數值，其單位為L/s。設計秒流量是根據建筑物配置的衛生器具給水當量和管段的衛生器具給水當量同時出流概率來確定的，而衛生器具的給水當量同時出流的概率與衛生器具的給水當量數和其平均出流概率U0有關。根據數理統計結果得衛生器具給水當量的同時出流概率計算公式為：式中c對于不同的衛生器具的給水當量平均出流概率U0的系數，見下表1-1。表1-1 c與U0的對應關系U(%)c10-2U(%)c10-21.00.3234.02.8161.

7、50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3748.06.489而計算管段最大用水時衛生器具的給水當量平均出流概率計算公式為：U0 生活給水管道最大用水時衛生器具的給水當量平均出流概率，%； 最高日用水定額，L/(人d)；m 用水人數，人； 小時變化系數；T 用水小時數；h。（5）屋頂水箱面積本次設計供水系統水泵自動啟動供水，據式（2-25），每小時最大啟動Kb為4-8次，取Kb=6次，安全系數C可在1.5-2.0采用，為保證供水安全，取C=2.0次4-12層之生活用冷水由水箱供給，1-3層的生活用冷水

8、雖然不由水箱供給，但考慮市政給水事故停水，水箱仍應短時供下區用水（上下區設連通管），故水箱容積應按1-12層全部用水確定。又因水泵向水箱供水不與配水管網連接，故選水泵出水量與最高日最大小時用水量一樣，即=3.5。水泵自動啟動裝置安全可靠，屋頂水箱的有效容積為：V=C/（4Kb）=2.03.5/（4屋頂水箱鋼制，尺寸為2.0。另：如果水泵自動啟動裝置不可靠，則根據建筑給水排水規設計GB50015-2003（2009年版）3.7.5條，不宜小于最大用水時水量50。（6）地下室貯水池容積本設計上區為設水泵，水箱的給水方式，因為市政給水管不允許水泵直接從管網抽水，故地下室設貯水池。其容積V（）+且（）

9、。進入水池的進水管管徑取DN50，按管中流速為1.1m/s估算進水量，如按照最高日用水量的20%計，則V=33.20%=6.72 經比較,二者相差較大,考慮停水時貯水池仍能暫時供水,其有效容積按6.72考慮。生活貯水池鋼制，尺寸為3m3m1m,有效水深0.8m，有效容積7.2（7）室所需壓力1-3層室所需的壓力各用水器具的用水當量如下表所示：衛生器具給水額定流量，當量序號器具名稱額定流量（L/s）當量1洗臉盆0.150.752坐便器0.10.53浴缸0.214淋浴器0.150.755洗菜盆0.216洗衣機0.21根據計算用圖1-1，下區1-3層管網水力計算成果見表1-2圖1-1 1-3層給水管

10、網水力計算用圖根據軸測圖1和初步計算，最不利配水點顯而易見是12層最右洗手間的洗臉盆。故計算管路為0-30，a-f。節點編號如圖所示。計算管段編號當量總數Ng同時出流概率U（%）設計秒流量qg（L/s）管徑DN（mm）流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i（kPa/m)管段長度L（m）管段沿程水頭損失hy=iL（kPa)管段沿程水頭損失累計h（kPa）0-c11000.2150.990.944.213.957 1.2693-20.751000.15150.750.5643.121.760 1.9622-11.25920.23200.580.2880.990.285 0.282 1-c2.256

11、80.306250.460.1232.90.357 0.639c-83.25730.16150.80.6395.670 6.3097-60.51000.1200.260.061.10.066 0.0666-51.25910.2275200.590.312.10.651 0.7175-42.25700.315250.480.132.30.299 1.0164-d3590.354250.510.1431.40.200 1.216d-83590.354250.530.1453.10.450 1.6668-96.25400.5320.490.092.90.261 7.9759-1012.5290.72

12、5400.430.0582.90.168 8.14314-150.751000.15150.750.561.20.672 0.67215-131.25920.23200.610.25610.256 0.92813-e2.25710.3195250.480.1311.40.183 1.111e-242.25710.3195250.480.1311.90.249 1.3620-190.751000.15150.750.5640.50.282 0.28219-181.25910.2275200.560.282.70.756 1.03818-172.25720.324250.520.510.50.25

13、5 1.29317-b3.25750.4875320.510.090.90.081 1.37423-220.751000.15150.750.5641.781.000 122-211.25920.23200.560.2561.10.280 1.28a-b1.25920.23200.560.2564.61.170 2.45b-244.5480.43250.680.2346.41.490 3.9424-256.75390.52320.530.112.90.319 5.325-2613.5280.75400.440.0612.90.176 5.476表1-2 給水管網最不利管段水力計算表所以管路的總

14、水頭損失為：H2=（hj+hi）=13.6191.3=17.770kPa由圖1-1，可知，H1=5.6+0.8-（-1.1）=7.5mH2O=75kPa(其中0.8為室配水嘴距室地坪的安裝高度)。H4=50 kPa（最不利點水嘴的最低工作壓力）。因住宅建筑用水量較小，總水表與分戶水表均選用LXS濕式水表，分戶水表分別安裝在8-9和25-26管段上，=0.5L/s=1.80m3/h，=0.75 L/s=2.7 m3/h。查附表1-1，選20mm口徑的分戶水表，25mm口徑的總水表。計算水頭損失分戶水表：hd=1.802/(25/100)=12.96kPa總水表：hd1=2.72/(49/100)

15、=14.87kPa總水頭損失：H3= hd + hd1 =12.96+14.87=27.83 kPa所需的壓力H=H1+H2+H3+H4=75+17.770+27.83+50=170.6kPa210kPa滿足要求。4-12層室所需的壓力上區4-12層管網水力計算成果見表1-3，計算見圖1-4.圖1-4 4-12層給水管網水力計算用圖計算管段編號當量總數Ng同時出流概率U（%）設計秒流量qg（L/s）管徑DN（mm）流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i（kPa/m)管段長度L（m）管段沿程水頭損失hy=iL（kPa)管段沿程水頭損失累計h（kPa）0-c11000.2150.990.944.2

16、13.957 1.2693-20.751000.15150.750.5643.121.760 1.9622-11.25920.23200.580.2880.990.285 0.282 1-c2.25680.306250.460.1232.90.357 0.639c-43.25630.16150.80.6395.670 6.30915-43590.354250.530.1453.10.450 1.6664-56.25400.5320.490.092.90.261 7.9755-612.5290.725400.430.0582.90.168 8.1436-718.75240.9500.340.02

17、92.90.084 8.9837-825211.05500.380.0352.90.102 9.0858-931.25191.1875500.420.0422.90.122 9.2079-1037.5171.275500.460.0522.90.151 9.35810-1143.75161.4500.550.0612.90.177 9.53511-1250151.5500.570.0722.90.209 9.74412-1356.25141.575500.310.612.91.769 1.76913-14132.75102.655501.010.43213.55.830 7.599表1-3 4

18、-12層給水管網最不利管段水力計算表由圖2和表4可知h=41.20-32.50=9.7mH2O=97kPaH2=1.3(7.599+7.975)=20.24kPa分戶水表采用LXS濕式水表，安裝在4-5管段上，=0.5L/s=1.8 m3/h選口徑20mm，計算水頭損失：分戶水表：hd=1.82/(25/100)=12.96kPa最不利點水嘴最低工作壓力取H4=50kPa。即H2+H3+H4=83.2kPa小于97kPa。水箱安裝高度滿足要求。（8）地下室加壓水泵的選擇本設計的加壓水泵是為4-12層給水管網增壓，但考慮市政給水事故停水，水箱仍應短時供下區用水（上下區設連通管），故水箱容積應按1

19、-12層全部用水確定。水泵向水箱供水不與配水管網相連，故水泵出水量按最大時用水量3.5 m3/h計。由鋼管水力計算表查得：當水泵出水管側Q=3.5m3/h（0.97L/s）時，選用DN50的鋼管，v=0.46m/s,i=0.121kPa/m。水泵吸水管側選用DN70的鋼管，同樣可查得，v=0.277m/s,i=0.0365kPa/m。高層建筑消防給水系統方式選擇與設計計算3.設計過程說明根據高層民用建筑設計防火規GB50045-95（05年版）3.0.1條，本建筑屬二類建筑，據7.1.1條，設室，室外消火栓給水系統。據7.2.2條，室，外消火栓用水量分別為20L/s、20L/s，每根豎管最小流

20、量10L/s，每支水槍最小流量5L/s。據7.6條，可不設自動噴水滅火系統。室消火栓系統不分區，采用水箱和水泵聯合供水的臨時高壓給水系統，每個消火栓處設單獨啟動消防水泵的按鈕，高位水箱貯存10min消防用水，消防泵與管道均單獨設置。每個消火栓口徑為65mm單栓口，水槍噴嘴口徑19mm，充實水柱為12mH20，采用麻質水帶直徑65mm，長度20m。消防泵直接從消防水池吸水，據高層民用建筑設計防火規GB50045-95（05年版）7.3.3條，火災延續時間以2h計 4. 設計計算（1）消火栓的布置該建筑總長度為60.0m，一層寬度為25.3m，標準層寬度為13.7m，標準層高為2.9m，總高度為3

21、5.4m。根據建筑設計防火規，消火栓的設計應保證同層有兩支水槍的充實水柱同時到達任何部位。水帶長度取20m，展開時的彎曲折減系數C取0.8，消火栓的保護半徑為：R=0.820+3=19m消火栓采用單排布置，其間距為S應小于17m。結合建筑結構布局，在每層走道設置4個消火栓也能滿足要求。（2）水槍噴嘴處所需的水壓查建筑給水排水工程P83頁表3-9，水槍噴口直徑選19mm，選取充實水柱為12m，水槍系數為0.0097，水槍實驗系數f為1.21。水槍噴嘴處所需的水壓為：Hq=1.2112/（1-0.00971.2112）=16.9mH2O=169kPa（3）水槍噴嘴的出流量噴口直徑19mm的水槍水流

22、特性系數B為1.577, qxh=5.2L/s大于5.0L/s。（4）水帶阻力19mm水槍配65mm水帶，消火栓多采用襯膠水帶，因其阻力較小。本設計亦選用襯膠水帶。查建筑給水排水工程P84頁表3-10，直徑65mm的襯膠水帶Az=0.00172，水帶阻力損失：hd=AzLdqxh2=0.00172205.22=0.93m=9.3kPa（5）消火栓口所需的水壓 Hxh=Hq+hd+Hk=16.9+0.93+2=19.83mH2O=198.3kPa（6）校核設置的消防貯水高位水箱最低水位高程為39.80m，最不利點消火栓栓口高程為32.80m，則最不利點消火栓口的靜水壓力為39.80-32.80=

23、7.0mH2O=70kPa，符合建筑設計防火規。（7）水力計算圖2-1 消火栓給水管網計算用圖按照最不利點消防豎管和消火栓的流量分配要求，最不利消防管段為離水泵最遠的立管XL-1，出水槍數為2支。最不利配水點所需消火栓栓口水壓Hxh0為198.3kPa，射流量為5.2L/s。Hxh1= Hxh0+H（0和1點的消火栓間距）+h（01管段的水頭損失）=18.51+3.0+0.235=21.74mH2O1點水槍的射流量：qxhl=5.43L/s進行消火栓給水系統的水力計算，按照系統圖2-1計算，配管水力計算結果見下表。表2-1消火栓給水系統配水管水力計算表計算管段設計秒流量q（L/s）管長L（m）

24、DNV（m/s）i（kPa/m）iL（kPa）0-15.22.9 1000.600.08020.2321-25.2+5.43=10.6331.91001.230.3019.602-310.639.11001.230.3012.743-410.63x2=21.265.81002.331.126.504-521.2626.81002.331.1230.02hy=49.08kPa管路總水頭損失為HW=49.081.1=53.99kPa消火栓給水系統所需總水壓HX應為Hx=H1+Hxh+Hw=32.810-（-0.60）10+198.3+53.99=586.29kPa（8）消防水箱按消火栓給水系統總用

25、水量Qx=21.26L/s，選消防泵100DL-3型2臺，1用1備。Qb=20-35L/s,Hb=65.1-51.0mH2O(651-510kPa),N=30kW。根據室消防用水量，設置兩套水泵接合器。（9）消防貯水池消防貯水量按存儲10min的室消防水量計算。V=10/10001060=6m3由于二類建筑住宅消防水箱容積不宜小于6m3，圖集號02S101，尺寸為2200mm2200mm1500mm，容積為7.26m3，滿足建筑設計防火規的要求。消防水箱的貯水由消防水泵提升充滿備用。消防水池的貯存水量按照2h的室消防用水量計算，即V=1023600/1000=72m3。選用鋼筋混凝土貯水池，尺

26、寸為6.0m6.0m2.5m，有效水深為2.2m，有效容積為79.2m3。貯水池底部標高為-0.80m，最低水位為-0.60m。高層建筑雨水排水系統方式選擇與設計計算5.設計過程說明該設計系統采用重力無壓流普通檐溝外排水系統。雨水沿屋面集流至檐溝，然后流入隔一定距離設置的立管排至室外地面。排水立管間距約為812m雨水管道的布置采用外排水系統，排水管的轉向處做順水連接，雨水管應牢固的固定在建筑物的承重結構上管材采用承壓塑料管。參數的確定本次設計的暴雨強度數據來自給水排水設計手冊。6.設計計算暴雨強度根據規要求，設計重現期采用2年，降雨歷時為5min。根據的暴雨強度計算公式計算q： 求得q=334

27、.06L/s由于屋面面積約6013.7=822m2，較小，采用密閉式排水系統雨水斗選用本設計地區為市，查建筑給水排水設計手冊表4.2.2可得：該地區設計重現期P=2a，屋面集水時間為5分鐘，降雨強度為3.34（L/s.100m2）,降雨厚度為159mm/h。根據該地區5分鐘的降雨厚度，查建筑給水排水工程第五版附錄6.6，選用雨水斗型號如下：87式單斗雨水斗，口徑為100mm，雨水斗最大允許匯水面積400m2。 根據建筑結構形式以與屋面雨水匯水面積，結合所選用雨水斗最大允許匯水面積，本設計中，屋面雨水排水系統選用4個87式口徑為100mm的單斗雨水斗，每個雨水斗的實際匯水面積如下：F1=822/

28、4=205.5m2每個雨水斗的泄流量如下： Q10.9205.53.341006.17L/s式中 0.9 屋面雨水的徑流系數； 3.34 地區的降雨強度，單位（L/s.100m2）。（3）連接管計算 連接管管徑與雨水斗的口徑一樣為100mm，且滿足連接管管徑設計要求。（4）立管計算 由于立管只連接一根連接管，因此，立管管徑與相應的連接管管徑一樣為100mm。高層建筑室排水系統方式選擇與設計計算7.設計說明（1）排水方式的選擇 根據環保的要求和現行的規,結合室外排水系統的設置,該建筑采用分流制排水系統，洗滌廢水直接排入城市下水道，生活污水經室外化糞池處理后再排入城市下水道。（2）排水系統分區 因

29、底層橫支管與立管連接處至立管底部的距離小于表4.3.12（建筑給水排水設計規GB50015-2003）規定的最小距離，所以底層應單獨排出。污水管道設伸頂通氣管，高出屋面2.0米。（3）排水系統組成建筑部排水系統的組成應能滿足以下三個基本要求：首先，系統能迅速暢通地將污廢水排到室外；其次，排水管道系統氣壓穩定，有害有毒氣體不進入室，保持室環境衛生；第三，管線布置合理，簡短順直，工程造價低。本建筑排水系統的組成包括衛生器具、排水管道、檢查口、清掃口、室外排水管道、檢查井、化糞池等。通氣系統包括伸頂氣管。生活排水管道或散發有害氣體的生產污水管道，均應將立管延伸到屋面以上進行通氣；建筑物排水系統中有一

30、根或一根以上污水立管伸到屋頂以上通氣時，允許設置不通氣排水立管。不通氣排水立管的最大排水能力，可查規得到；多層建筑，底層的生活排水管道與標準層生活排水管道分開排出時，底層排水管道的排水能力，采用立管工作高度3m時的數值。（4）排水管道安裝要求排水管材采用硬聚氯乙烯管（PVC），采用承插粘接。排出管與室外排水管連接處設置檢查井，檢查井至建筑物距離不得小于3米，并與給水引入管外壁的水平距離不得小于1.0米。立管每兩屋設1個檢查口。在水流轉角小于135的橫干管上應設檢查口或清掃口。化糞池參照給排水標準圖集，化糞池與建筑物的距離不得小于5米。8.設計計算排水管道的布置本設計中，排水管道布置的基本原則如

31、下：（1）排水路徑簡捷，水流順暢；（2）避免排水管道對其他管道與設備的影響或干擾；（3）施工安裝方便；（4）排水管道避免排水橫支管過長，并避免支管上連接衛生器具或排水設備過多。排水管道的連接本設計中，排水管道的連接要求7如下：（1）排水橫支管與立管的連接，采用正三通；（2）排水立管在垂直方向轉彎處, 采用兩個45度彎頭連接；（3）排水立管與排出管的連接，采用彎曲半徑不小于4倍管徑的90彎頭。排水管道以與設施的安裝本設計中，排水管道以與設施的安裝要求如下：（1）排水管道的坡度按規確定；（3）排水管管材采用硬聚乙烯排水管；（6）排水檢查井中心線與建筑物外墻距離為3m；（7）排水檢查井井徑為0.7m

32、；（8）排水立管上隔層設檢查口，檢查口距離地面1m，橫支管起端設置清掃口。由于市政排水管網沒有分別設置污水管和廢水管，所以在此工程項目中不考慮分流，即采用合流排水體制排水，將污水和廢水合用同一管道排出。所以在每戶次衛，主衛，廚房分別設置3根排水立管，連接相應的衛生器具。各衛生器具排水當量見下表:各衛生器具排水流量，當量序號器具名稱排水流量（L/s）排水當量1洗臉盆0.250.752坐便器1.54.53浴缸134淋浴器0.150.455洗菜盆0.3316洗衣機0.51.5圖3-1 排水系統計算草圖橫支管計算按公式 計算排水設計秒流量，其中取=1.5排水立管計算立管接納的排水當量總數為：Np=3.

33、011=33.0 立管最下部管段的排水設計秒流量： qp=0.121.5+qmax=2.03L/s另外五根立管排水設計秒流量分別為3.21L/s，3.10L/s，3.21L/s，2.03L/s，3.10L/s查表，選用立管管徑=100mm，流量q=2.03L/s,因設計秒流量小于建筑給水排水工程P190頁表5-8中排水立管最大允許排水流量4.0L/s, 所以不需要設置專用的通氣管。僅需設計伸頂通氣管。管徑與污水排水管一樣，取100mm。排出管計算立管底部和排出管的管徑一致，取=125mm，查表取通用坡度0.015，最大流量為5.86L/s,流速為0.93m/s，符合要求。化糞池的計算（1）化糞池實際使用總人數：N=70%3.5114=107.8（人）（2）污水容積按下式計算：V1Nqt(241000)式中 V1-污水容積，單位m3； N-使用總人數； q-每人每天排水量，單位L/s； t-停留時間，單位h；-使用衛生器具人數占總人數百分比，住宅取70%。本設計中，每人每天的排水量q為用水量的0.850.95倍，本設計中取220L/s；停留時間t=24h。（3）污泥容積計算：V2NaT(1b)Km(1.00c) 1000式中 V2-污泥容