本科生畢業設計開題報告華中科技大學畢業設計(論文)開題報告題目名稱:金陽光商城給排水工程設計題目類別：畢業設計--建筑給排水高層設計學院（系）：環境科學與工程學院專業班級：給排水科學與工程0702學生姓名：指導教師：開題日期：20xx年2月21日1.題目來源、目的、意義、國內外基本研究概況題目來源：該題目來源于生產實際，是一個實際工程項目（浩漢世紀花園），由老師布置。目的、意義：由于土地越來越緊張，高層建筑是建筑發展的趨勢之一。本次設計選題為浩漢世紀花園綜合樓建筑給排水設計，通過為本綜合樓設計生活給水系統、建筑消防系統以及建筑排水系統，基本能熟悉給水排水工程設計的全部過程，為今后從事建筑給排水工程設計、施工與管理打下良好基礎，對于以后的實際工作也有一定的指導意義和參考價值。國內外基本研究概況及發展趨勢：（1）高精尖和平面化。隨著城市大體量、多功能、超高層建筑的出現，建筑給排水也配套發展。將出現越來越多的系統及功能要求，建筑給排水界將面臨越來越多的問題需要解決。另一方面，平面化，中國的小城鎮建設使得建筑給排水活動空間更為廣闊、深入、普及。（2）技術發展的多元化，包括高校相應專業的設置。教育部專業設置考慮和國際接軌，水暖合并，培養的是通才，畢業生適合做房地產技術總監、政府建設部門管理官員等。而市場（比如建筑設計院）需要的是更加專業的人才，國內將會有一部分高校為應對市場需求設置建筑給排水專業或在給排水專業課程中早期將建筑給排水分設。國內給排水研究機構（高校、研究所或研究中心）將向產、學、研一體化發展。建筑給排水專業的研究課題及成果將會越來越多。建筑給排水課程的設置將越來越貼近實際，生產和教學之間的脫節情況將大幅度改善。建筑給排水的教授和工程師之間的差異會越來越小。（3）設計機構的多元化。國際上通行的是機電事務所，國內某些大院也在并軌，但這不是建筑給排水的唯一方向。目前格局的建筑綜合設計院將繼續存在（由它存在的理由及空間）。同時，注冊工程師的私人事務所及咨詢公司也將出現，有些甚至會整合在大的工程公司、房地產公司里面。（4）建筑給排水各子系統，設備及材料的多元化，新技術及市場需要催生新系統、新設備、新材料的誕生，高端及低端產品將同時存在，高端產品的市場份額將越來越大。1.1高層建筑給水系統設計與研究概況1.1.1高層建筑給水方式的類型及工作特點高層建筑給水方式又可分為三大類：高位水箱給水方式、氣壓罐給水方式、無水箱水泵直接給水方式。1.1.1.1高位水箱給水方式又可分為：（1）并聯給水方式，這種方式的優點是：各區供水獨立安全可靠，水箱分散設置體積小，有利于結構設計，運行動力費用經濟，水泵集中布置便于維護管理。缺點是水泵臺數多，供水高壓管路長，投資費用高，水箱占用上層建筑的面積較多。（2）串聯供水方式，這種方式的優點是：水泵壓力較均衡，所需揚程小，水錘影響小，能耗合理。缺點是：設備布置分散，占用面積大，管理不便，水泵設在樓層對防震、隔音要求高，上區、水受到下取水控制，供水安全性差。（3）減壓給水方式1）減壓水箱給水方式，優點是：水泵臺數及類型少，所需泵房面積少，投資少，設備集中便于維護管理。缺點是：建筑內部用水均要通過水泵提升至屋面水箱，水泵輸送量大工作時間長運轉費用高，屋頂水箱容積大加建筑負荷，提高了建筑設計和抗震要求，供水安全可靠性差。2）減壓閥給水方式，優點是：減壓閥不占用樓層面積，可以使建筑面積得到更好的利用。缺點是：水泵運行動力費用高，同時為保證供水系統的安全可靠性，應保證減壓閥質量，否則會增加日常維護管理工作量，并影響供水安全。3）垂直立管循序減壓供水方式，這種方式根據分區需要，通過計算將閥安裝于立管相應為止處，使各分區減壓閥承壓相同。這種方式改變了分區減壓閥給水方式各個減壓閥的不同受力狀態，使得設備選型和維護管理簡便。1.1.1.2氣壓罐給水方式可分為氣壓罐并聯給水方式和氣壓罐減壓閥給水方式，氣壓罐給水方式的優點是：不需設高位水箱，不占上部建筑面積。缺點是氣壓罐啟動頻繁，運行費用高。1.1.1.3無水箱水泵直接供水方式，它又可以分為無水箱并聯給水方式和無水箱減壓閥給水方式。（1）無水箱并聯給水方式，這種系統是將設備集中于地下室，各個分區設獨立的供水系統，供水系統安全可靠，便于管理。（2）無水箱減壓閥給水方式，這種系統采用統一的設備供水供水，而在低供水系統安路上設置減壓閥減壓，以保證各區供水所需水壓力。1.1.2給水管網的布置要求（1）確保供水安全和良好的水力條件，力求經濟合理。（2）確保管道不受損壞。（3）不影響生產安全和建筑物的使用。（4）便于安裝維修。1.1.3新型給水管材的類型及使用條件鋼管,它的機械強度最好，可以承受高的內外壓力，管身的可焊性方便制造各種管件、特別能適應地形復雜及要求較高的管線使用。給水鑄鐵管，它能承受較大工作壓力(0．45～1．00MPa)、耐腐蝕、價格便宜，管內壁涂瀝青后較光滑，因而被大量用于外部給水管上。鋼筋混凝土管，節省鋼材，價格低廉，防腐性能好，不會減少水管的輸水能力，能夠承受比較高的壓力，具有較好的抗滲性、耐久性，能就地取材，節省鋼材。資金不足的情況下，應用價值大些。石棉水泥管，重量輕，內壁光滑，通水能力較鑄鐵管大，抗腐蝕性能好，容易鋸斷，加工方便，價格低廉等。玻璃鋼管，具有管輕、強度好、耐腐蝕、水頭損失小等優點，并且運輸、吊裝、連接方便。據已有的資料可知，綜合比較給水玻璃鋼管性能及各種費用，實際建設選用管徑在DN500以上其優勢更突出。PE管，性能特點：衛生條件好。PE管無毒，不含重金屬添加劑，不結垢，不滋生細菌。柔韌性好，抗沖擊強度高，耐強震、扭曲。獨特的電熔焊接和熱熔對接技術使接口強度高于管材本體，保征了接口的安全可靠。PVC－U管，該管材不導熱，不導電，阻燃。突出應用于高腐蝕性水質的管道輸送，質量和經濟效果達到最佳。ABS管，ABS工程塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種化學材料的聚合物。其主要優點耐腐蝕性極強。耐撞擊性極好。ABS管道能在強大外力撞擊下，材質不破裂。韌性強。應用于高標準水質的管道輸送，質量和經濟效果達到最佳。PAP管，好的耐腐蝕性能，管壁內外均不存在銹蝕的問題，且不含有害成分，化學性能穩定。優良的機械性能，防滲漏，耐壓強度較高，工作壓力完全可以滿足多層建筑供水的需要。抗振動、耐沖擊，能有效緩沖管路中的水錘作用，減少管內水流噪音。不用套絲，彎曲操作簡單，管線連接施工方便。PE－X管，優良的耐溫性能，使用的溫度為－70－100℃。優良的隔熱性能和耐壓力。PE－X管導熱系數低，熱量損失小，節約能源。較長的使用壽命。可安全使用50年以上。抗振動，耐沖擊。無污染環境的綠色環保管材，不含任何毒素，也不釋放有害物質，焚燒后只產生水和二氧化碳。PP－R管，無毒、衛生。耐熱、保溫性能好。PP－R管的最高耐熱可達131．3℃，最高使用溫度為95℃，長期使用溫度為70℃，完全可以滿足常用的工業和民用生活熱水和空調供回水系統。同時，PP－R管的導熱系數只有鋼管的1／200，具有良好的保溫和節能性能，還可節省保溫管材的厚度。安裝方便且是永久性的連接。原料可回收，不會造成環境的污染。PP－R管不僅可用于建筑物內的冷熱水系統，而且可用于建筑物內的采暖系統、直飲用水供水系統、中央空調供回水系統、輸送化學介質等。NPP－R管，質量輕、耐熱性能好、耐腐蝕性好、導熱性低、管道阻力小、管件連接牢固。其獨具特性為：優異的力學性能。在安裝和使用過程中不會因偶然的撞擊、敲打或軋壓而造成破壞。線性膨脹系數小。適合采用嵌墻和地坪面層內的直接暗敷設方式。100％的殺菌功能。特別適用于飲用水管網輸水工程。極好的綠色環保產品。1.1.4建筑節能供水新技術及新型貯水設備（1）高層建筑中應充分利用市政給水管網的可用水頭高層建筑，城市管網水壓難以完全滿足其供水要求。某些工程設計中將管網進水直接引人貯水池中，白白損失掉了H0，尤其是當貯水池位于地下層時，反而把H0全部轉化成負壓，甚不經濟合理。在高層建筑的下面幾層常常是用水量較大的公共服務商業設施，如：公共浴室、洗衣房、汽車庫、喂廳、美發廳等這部分用水量占建筑物總用水量相當大的比例，如果全部由貯水池及水泵加壓供水，無疑是一個極大的浪費。例如：某座大廈是32層的綜合性高層建筑，地下1至2層為汽車庫，沖洗汽車用水量為25m3/d；地上1至3層商業服務用水量為25m3/d;4至6層辦公樓用水量為12m3/d;綠化、噴灑及其他用水10m3/d;城市管網水壓可保證供給3層及3層以下的用水，4至6層可由管網間斷供水。若這部分用水全部由地下2層的貯水池通過水泵房負擔，則每年多耗電量約為1.75萬kwh，因此應該重視H0的充分利用[9]。（2）注意生活給水管道中減壓節流問題上文在敘述給水管道出水壓力過大問題時提及到容易發生超壓出流而造成水資源的浪費。而對于節能方面，這一點也往往容易被忽視。因為即使在分區后各區最低層配水點的靜水壓仍高達300kPa-400kPa。而在進行設計流量計算時，衛生器具的額定流量是在流出水頭為20kPa~30kPa的前提條件下所得的。若不采取減壓節流措施，衛生器具的實際出水流量將會是額定流量的4-5倍。隨之帶來了水量浪費、水壓過高的弊病，同時易產生水擊、噪聲和振動，致使管件損壞、破裂。減壓節流的有效措施是控制給水系統配水點的出水壓力，已有設計單位提出在配水點前安裝節流孔板、減壓閥等措施來避免部分供水點超壓，為用戶提供適宜的服務水龍頭，使豎向分區的水壓分布更加均勻[10]。所以在高層建筑給水系統豎向分區后仍應注意減壓節流的問題。（3）生活給水系統和消防給水系統兩者分別單獨設置在高層建筑給水設計中宜把生活給水系統和消防給水系統兩者分別單獨設里，因為兩種給水系統對水壓的要求不同。按規定：生活給水系統按靜水壓力不大于300kPa~400kPa分區為宜，消防給水系統按靜水壓力不大于800kPa分區為宜。故若按消防要求水壓值分區時，將使得生活給水管道超壓而造成超量供水等問題；若常年用減壓閥降壓節流，又勢必造成電能浪費；若按生活給水水壓要求分區，則會相對增加水泵機組數目。所以，無論從節能節流還是節約工程投資、運行管理方便的各個角度來看，均應把生活、消防給水系統分開設置。這樣便于合理確定各給水系統的豎向分區的壓力值，避免造成能量浪費。（4）合理選用變頻水泵在不設調節水箱的供水方式中應選用商效、節能的變速水泵。變速水泵的應用可避免傳統供水系統中按供水最不利情況計算所引起的水量、電能的浪費問題，在各類資源緊缺的今天有著廣闊的前景。同樣，在熱水供應系統中，隨著水泵自控技術及各種監測儀表和新型感溫材料的出現，循環水泵的運行也可采用變流量變揚程的自動控制系統。可以考慮在配水龍頭處裝設簡易的水流指示器或在最遠配水點處裝設感溫元件，把信號傳遞至循環水泵的控制系統，根據熱水的不同配水工況命令水泵時停時轉隨機改變其運行參數，從而節省電耗。采用變頻調速裝置比一般供水設備節電10%~40%[11]。（5）貯水設備貯水池，它是貯存和調節水量的構筑物，水池容積包括生產調節水量、消防儲備水量和生產事故備用水。吸水井，設置吸水井的條件：不需要設置貯水池，又不允許直接從室外給水管網吸水。水箱，它又可以分為高位水箱、減壓水箱、沖洗水箱、斷流水箱。水箱結構：進水管、出水管、溢流管、水位信號裝置、瀉水管、通氣管。高位水箱作用：保證水壓和貯存、調節水量。1.2高層建筑排水系統設計與研究概況1.2.1高層建筑排水系統的主要技術要求（1）系統能迅速地將污水排到室外。（2）排水管道內的氣壓穩定，有毒有害氣體不進入室內，保持室內良好的衛生環境。（3）管線布置合理，簡短順直，工程造價低。1.2.2高層建筑排水系統的分類（1）糞便污水排水系統（2）生活廢水系統（3）冷卻廢水系統（4）雨水系統（5）特種排水系統1.2.3排水管網的布置要求（1）排水管的布置距離應最短，管道轉彎應最少。（2）排水立管應靠近排水量最大和雜質最多的排水點。（3）排水管道不得布置在遇火會引起燃燒、爆炸或損壞的原料、產品和設備的上面。（4）架空管道不得布置在生產工藝或衛生有特殊要求的廠房內，以及食品、貴重商品庫、通風小室和變配電間內。（5）排水橫管不得布置在食堂、飲食業的主副食操作烹調和躍層住宅廚房間內的上方，若實在無法避免，應采取防護措施。（6）生活污水立管不得穿越臥室、病房等對衛生、安靜要求較高的房間，并不宜靠近與臥室相鄰的內墻。（7）排水管道不得穿過沉降縫、煙道和風道、并不得穿過伸縮逢，當受條件限制必須穿過時，應采取相應的技術措施。（8）排水埋地管道，不得布置在可能受重壓易損壞處或穿越生產設備基礎，特殊情況下應與有關專業協商處理。（9）硬聚氯乙烯排水立管（UPVC管）應避免布置在易受機械撞擊處，如不能避免時，應采取保護措施；同時應避免布置在熱源附近，如不能避免，且管道表面受熱溫度大于60℃時，應采取隔熱措施，立管與家用灶具邊凈距應不小于0.4m。硬聚氯乙烯排水管應按規定設置阻火圈或防火套管。1.2.4新型衛生器具、排水管材及其使用情況1.2.4.1衛生器具（1）盥洗用衛生器具1)洗臉盆，一般用于洗臉、洗頭，設置在衛生間、盥洗室、浴室及理發室內。2）盥洗室，設在集體宿舍、車站候車室、工廠車間等公共衛生間內，可供多人使用。（2）沐浴用衛生器具1）浴盆，設置在住宅、賓館、醫院住院部等衛生間或公共浴室。2）淋浴器，多用于工廠、學校、機關、部隊、集體宿舍、體育館的公共浴室。3）淋浴盆，專門收集淋浴排水。4）凈身盆，設置在醫院、療養院和養老院中的公共浴室或高級住宅、賓館的衛生間內。（3）洗滌用衛生器具1）洗臉盆，裝設在廚房或公共食堂內，用來洗滌碗碟、蔬菜的洗滌用衛生器具。2）化驗盆，是洗滌化驗器皿、供給化驗用水、傾倒化驗排水用的洗滌用衛生器具。設置在工廠、科研機關和學校的化驗室或學校的實驗室內，盆體本身帶有存水彎。3）污水盆，設置在公共建筑的廁所、盥洗室內，供洗滌清掃用具、傾倒污廢水的洗滌用衛生器具。（4）便溺用衛生器具，是用來收集排除糞便、尿液用的衛生器具。設置在衛生間和公共廁所內，包括便器和沖洗兩部分。有大便器、大便槽、小便器、小便槽和倒便器5種類型。1.2.4.2管材（1）排水鑄鐵管，包括剛性接口和柔性接口兩種，為使管道在內水壓下具有很好的曲撓性和伸縮性，以適應建筑層間變位導致的軸向位移和橫向曲撓變形，防止管道裂縫、折斷，建筑內部排水管道應采用柔性接口機制鑄鐵管。（2）排水塑料管，目前在建筑內部普遍使用的是硬聚氯乙烯塑料管。具有重量輕、不結垢、不腐蝕、外壁光滑、容易切割、便于安裝、投資省和節能的優點。1.2.4.3附件（1）存水彎，是在衛生器具排水管或衛生器具內部設置的有一定高度的水柱，防止排水管道中的氣體竄入室內的附件。分為P型、S型和S型，P型適用于排水橫管距衛生器具出水口位置較近的情況，S型適用于排水橫管距衛生器具出水口較遠且器具排水管與排水橫管垂直連接的情況，U型適用于水平橫交管。（2）地漏，它是一種內有水封，用來排放地面水的特殊排水裝置，設在經常有誰濺落的衛生器具附近地面、地面有水需要排除的場所或地面需要清洗的場所。可分為普通地漏、多通道地漏、雙杯式地漏、防倒流式地漏。（3）清掃口，安裝在排水橫管上，用于清掃排水更管的附件。（4）檢查口，帶有可開啟檢查蓋，裝設在排水立管及較長橫管段上的附件。1.3高層建筑消防系統設計與研究概況1.3.1建筑消火栓系統的分區標準消火栓口處壓力超過0.8MPa時則需要分區，不然會產生一系列問題。1.3.2高層建筑消火栓系統的組成與供水方式建筑消火栓系統一般由水槍、水帶、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增壓水泵組成。消防供水方式有一下這些：由室外給水管網直接供水的消防給水方式、設水箱的消火栓給水方式、設水箱水泵的消火栓給水方式。1.3.3消火栓系統的管網布置要求（1）當室內消防用水量大于15L/s,消火栓個數多于10個時，室內消防給水管道應布置成環狀，進水管應布置兩條。對于7-9層單元式住宅，允許采用一條進水管。（2）超過六層塔式和通廊式住宅，超過5層或體積大于10000m*3的其他民用建筑，超過四層的廠房和庫房，當室內消防立管多余兩條時，至少應每兩根樹管相連組成環狀管道。（3）消火栓給水管網應與自動噴水滅火管網分開設置。若布置有困難時，可共用給水干管，在自動噴水滅火系統報警閥后不允許設消火栓。（4）閘門的設置應便于管網維修和使用安全，檢修關閉閥門后，停止使用的消防立管不應多于一根，在一層中停止使用的消火栓不應多于5個。（5）水泵接合器應設置在消防車容易達到的地方，同時還應考慮在其附近15-40m范圍內有供消防車取水的室外消火栓或取水池。水泵接合器的數量應按室內消防用水量計算確定，一般不少于兩個。1.3.4建筑消火栓系統的設計方法與步驟(1)根據規范及建筑等級和建筑功能確定消火栓系統消防噴槍使用支數[一般為四~六支噴槍動作，即消火栓系統消防設計流量為20~30L/s；注意消防電梯前室必需布置消火栓（含消防立管）并且該消火栓不計算在動作消防流量之內；根據該參數計算設備間消防水箱的消火栓系統貯水容積-設計流量*消防時間（一般不低于二~三個小時）]和屋面消防水箱容積（一般二類高層消火栓系統為不低于12m3，一類高層為不低于18m3，）；(2)根據建筑高度進行消火栓系統的豎向分區（理論上每個分區建筑高度應不超過100米（原規范為80米），實際工程應用一般根據建筑等級采用60~80米，等級越高分區高度越小）；(3)根據建筑平面布置確定消防立管的設置位置和數量（詳見附件中的參考資料部分）；(4)根據立管布置進行消防系統的平面布置[主要內容為：消防管道井位置、消防立管位置及數量；消火栓位置及配置參數、室外平面布置圖中應繪制水泵結合器（一般每個分區均需要設置）數量及位置、消防器材位置及數量和配置參數、設備間布置-消防泵一般應設置試驗管線，排水進入集水井]（消防立管一般應在各分區建筑室內和室外分別連接成環狀）；(5)繪制消火栓系統給水軸測圖，進行水力計算（確定消防給水流量、管線管徑、各設計管路水頭損失等），選擇消防給水設備（一般選擇成套設備，一般每個消防分區選擇一套設備）；并根據設備（水泵）實際參數（主要為揚程選定值一般會大于計算揚程）結合水頭損失計算結果進行節流孔板的計算（設置節流孔板的目的是保證每個消火栓處的實際出流量為5L/s。實際工程中節流孔板設置依據為消火栓栓口處工作壓力應不超過40~50米水柱）；(6)注意建筑最上一個分區應在建筑屋面設置屋面試驗消火栓；(7)消防器材選擇及數量應根據《建筑消防器材配置設計規范》計算確定（消防器材每個配置點應不少于兩具）；(8)圖紙完善及設計和計算資料整理。1.3.5自動噴灑滅火系統的設置條件和分區標準設置條件：（1）火災危險性較大，起火蔓延很快的場所。（2）容易自然且無人看管的倉庫。（3）對火災要求較高的建筑或個別房間。分區標準：自動噴灑滅火系統中管網壓力超過1.2MPa時，需要分區供水。1.3.6自動噴灑滅火系統的組成與供水方式自動噴灑滅火系統由水源、加壓貯水設備、噴頭、管網、報警裝置等組成。它有以下幾種形式：（1）濕式自動噴水滅火系統（2）干式自動噴水滅火系統（3）預作用噴水滅火系統（4）雨淋噴水滅火系統（5）水幕系統1.3.7自動噴灑滅火系統的管網布置要求(1)自動噴水滅火系統報警閥后的管道上不應設置其他用水設施，并應采用鍍鋅鋼管或鍍鋅無縫鋼管。(2)每根配水支管或配水管的直徑不應小于25毫米。(3)每側、每根配水支管設置的噴頭數應符合下列要求。1)輕危險級、中危險級建筑物、構筑物均不應多于8個。當同一配水支管在吊頂上下布置噴頭時，其上下側的噴頭數各不多于8個；2)嚴重危險級的建筑物不應多于6個。(4)自動噴水滅火系統應設泄水裝置。(5)自動噴水滅火系統管網內的工作壓力不應大于117．7X104帕斯卡（12公斤／厘米2）。1.3.8自動噴灑滅火系統的設計方法與步驟（1）確定噴頭類型和型號，噴頭、管網布置，繪圖。（2）確定管徑（3）選最不利管徑，用特性系數法計算各噴頭、管段的壓力和流量。（4）計算水頭損失（5）校準流速和噴頭強度（6）確定系統壓力，選水泵2.預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案及主要措施。2.1畢業設計任務及要求任務：（1）進行高層綜合性建筑的給水、排水系統設計；（2）進行高層綜合性建筑的消防給水系統設計；（3）編制設計計算書和說明書。要求：（1）通過文獻查閱，了解高層建筑給排水工程的新技術、新材料與新設備的使用情況，選擇其中2-3項用于工程設計方案中；（2）熟悉相關設計規范，熟練掌握高層建筑給排水工程設計的基本理論、方法和步驟；（3）了解工程圖繪制的基本要求及成套圖紙的基本構成，學習掌握施工圖的繪制法方法，熟練運用CAD繪圖技術。2.2建筑概況該項目位于武漢市江夏區文化路與北華街的交匯處，總建筑面積（不含地下室）為30557平方米，其中公建面積4176.1平方米。該一號樓為居民樓，1,2層為商業服務用