毕业设计--某高层住宅给排水设计


     某高层住宅给排水设计 专 业: 姓 名: 中文摘要 本设计为南方某地区某高层住宅楼建筑给排水设计,建筑高度为53.5米,共十七层,设计内容为建筑给水设计、消防设计、污水设计。其中给水系统中,竖向分两区供水,低区由市政供水,高区采用加压设备供水,其优点在于保障了用水的可靠性、安全性,节能、水质质量高。消防为临时高压系统,其水源供给由地下室消防泵房消防泵供给,同时设置消防增压稳压设备。消防低区架空层至12层采用减压稳压消火栓以防止压力过大无法正常使用。排水系统中设置通气立管,保证排水顺畅。 地下室内消防泵房,生活给水泵房,生活热水锅炉房不在本次设计范围内,本次设计中的上水部分将计算出该栋住宅楼生活给水、消防用水的流量及压力等。 关键词:关键词1 住宅楼 关键词2 给排水 关键词3 设计 关键词4 消防 目录 中文摘要 II 目录 III 第一章 工程资料概况 1 1.1 工程概况 1 1.2 设计要求 1 设计任务 1 第二章 给水系统 3 2.1 给水方案选择 3 2.2 给水水力计算 6 第三章 排水系统 15 3.1 排水方案选择 15 排水系统设计说明 15 3.2 排水水力计算 18 第四章 消火栓系统 24 4.1 消防给水方案 24 4.2 水力计算 27 消防系统计算 27 4.3消防水池、水箱计算 29 第五章 设计总结 31 参考文献 32 第一章 工程资料概况 Equation Chapter 1 Section 1 1.1 工程概况 本设计为南方某地区某高层住宅楼建筑给排水设计,该建筑地下一层,地上十七层,十七层以上加层为电梯维修间和水箱间。设计内容为建筑给水设计、消防设计、排水设计。其中给水系统中,竖向分两区供水,低区由市政供水,高区采用加压设备供水,其优点在于保障了用水的可靠性、安全性,节能、水质质量高。消防为临时高压系统,其水源供给由地下室消防泵房消防泵供给,同时设置消防增压稳压设备。消防低区架空层至12层采用减压稳压消火栓以防止压力过大无法正常使用。排水系统中设置通气立管,保证排水顺畅。 地下一层层高4.2m,1~17 层层高2.9m,一层地坪标高0.000m,该建筑总高度为53.5m。 建筑给水水源来自城市城市自来水公司,市政管网在该建筑物位置压力为0.3Mpa,城市有完善的污水处理厂,大楼排水无需单独处理,但需经化粪池预处理方可接入市政排水管网。 1.2 设计要求 1.2.1某高层住宅楼建筑给排水设计要求 (1)不允许间断供水,并需考虑外网短时停水的应急措施; (2)管道可明装、暗装,立管设置于管道井中,横管设置在地下室、管道设备层或吊顶内,管道不得敷设在风道内; (3)给水引入管应设水表井; (4)室内消防管道应布置成环状,及屋顶水箱。 设计任务 完成该住宅楼的建筑给水排水工程设计,具体分为五部分: ① 建筑给水系统; ② 建筑消防系统(消火栓); ③ 建筑排水系统; 1.2.2 设计文件要求 (1)设计说明书、计算书: 说明书和计算书要分别编写,要求文字简练,书写整齐;计算书要求列计算表,并附有计算简图。 (2)设计图纸: 主要层平面布置图;各系统原理图(包括生活给水、排水、消防); 卫生间大样图。 任务: 完成该住宅楼的建筑给水排水工程设计,具体分为三部分: ① 建筑给水系统; ② 建筑消防系统(消火栓); ⑤ 建筑排水系统; 第二章 给水系统 Equation Section (Next) 2.1 给水方案选择 2.1.1 生活给水系统组成 建筑内部给水系统一般由引入管、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表等组成。 1) 引入管--从室外给水管网的接管点引至建筑内部的管段。 2)水表节点--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。 3)给水管段--给水管段包括干管、立管、支管和分支管,用于运输和分配用水。 4)给水附件--管道系统中调节水量、水压、控制水流方向、改善水质,以及关断水流,便于管道、仪表和设备检修的各类阀门和设备。 5)配水设施--生活、生产和消防给水系统管网终端用水点上的装置。 6)增压和贮水设备--增压和贮水设备包括升压设备和贮水设备。 2.1.2给水方式种类 给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案。合理的供水方案涉及到各项因素,如技术因素、经济因素等。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)。 1、依靠外网压力的给水方式 1)直接给水方式 由室外给水管网直接供水,为最简单、经济的给水方式。适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水建筑额要求。 2)设水箱的给水方式 设水箱的给水方式宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。 2、依靠水泵升压给水方式 1)设把水泵的给水方式 设水泵的给水方式宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。当建筑内用水量较大且均匀时,可以采用恒速水泵供水;当建筑内用水不均匀时,宜采用一台或多台水泵变速运行供水,以提高水泵的工作效率。 2)设水泵、水箱的联合的给水方式 设水箱和水泵的给水方式宜在室外给水管网压力低于或者经常不满足建筑内给水管网所需的水压,且室内用水不均匀时采用。 3)气压给水 气压给水方式即在给水系统中设置气压给水设备,利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性,升压供水。气压水罐的作用相当于高位水箱,但其位置可根据需要设置在高出或低处。该给水方式宜在室外给水管网压力低于或经常不能满足建筑内部给水管网所需水压,室内用水不均匀,且不宜设置高位水箱时采用。 4)分区给水方式 当室外给水管网的压力只能满足建筑下层供水要求时,可采用分区给水方式。 高层建筑分区给水方式又分: 水泵并列分区给水方式:其优点是供水可靠、设备布置集中,便于维护、管理,省去水箱占用面积,能量消耗较少。缺点是水泵数量多,扬程各不相同。 水泵串联分区给水方式:其优点是供水可靠,不占用水箱使用面积,能量消耗较少。缺点是水泵数量多,设置不集中,维护、管理不便,启动时顺序应由下至上。 水泵供水减压阀减压分区给水方式:其优点是设备与管材少,投资省,设备布置集中,省去水箱占用面积。缺点是,供水安全性不理想,低区水压损失大,能量消耗多。 2.1.3给水方式选择原则 1)尽量利用外部给水管网的水压直接供水。在外部管网水压和流量不能够满足整个建筑用水要求时,则建筑下层应利用外网水压直接供水,高层可设置加压和流量调节装置供水。 2)除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外,一般情况消防给水系统与生活或生产给水系统共用一个系统。但应注意生活给水管道水质不能被污染。 3)生活给水系统中,卫生器具处静水压力不得大于0.60MP。各分区最低卫生器具喷水点静水压力不宜大于0.45MP(特殊情况下不宜大于0.55MP),水压大于0.35MP的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设备。 一般最低卫生器具给水配件的静水压力应控制在以下数值范围内: (1)旅馆、招待所、宾馆、住宅、医院等晚间有人住宿和停留的建筑,在0.30~0.35MP范围; (2)办公楼、教学楼、商业楼等晚间无人住宿和停留的建筑,在0.35~0.45MP范围。 4) 生产给水系统的最大静水压力,应根据工艺要求、设备用水、管道材料、管道配件、附件、仪表等工作压力确定。 根据以上质料和原则,本工程采取水泵并联分区给水(分高区和中区,低区市政直接供水),并且设有生活水箱和生活水泵的给水方式(生活水箱和生活水泵不在本次设计范围内)。 2.1.4给水管道布置与敷设 给水管道布置 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。 1、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。管道尽可能与墙、梁、柱平行,呈直线走向,力求管路简短,以减少工程量,降低造价。 2)保护管道不受损坏。给水埋地管道应避免布置在可能受重物压坏处。管道不得穿越生产设备基础,如遇特殊情况必须穿越时 ,应与有关专业协商处理。同样也不宜穿过伸缩缝、沉降缝,若需穿过,应采取保护措施。 3)不影响生产安全和建筑物的使用。 4)便于安装维修。布置管道时周围要留有一定的空间,以满足安装、维修的要求。需进入检修时的管道井,其工作通道净宽不宜小于0.6m。 2、布置形式 给水管道的布置形式按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式,前者单向供水,供水安全可靠性差,但节省管材,造价低;后者管道互相连通,双向供水,安全可靠,但是管线长、造价高。 给水管道敷设 1、敷设形式 给水管道的敷设设有明装、安装两种形式。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,一般用于对卫生、美观要求没有特殊要求的建筑。安装即管道隐蔽,如敷设在管道井、技术层等,其优点是不影响室内的美观、整洁,但施工复杂,维修困难,造价高,适用于对卫生、美观要求较高的建筑如宾馆、高级公寓等。 2、敷设要求 给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留孔洞,安装管道在墙中敷设时,也应预留墙槽,以免临时打洞、刨槽影响建筑结构的强度。引入管进入建筑有两种方法,一种是从建筑的浅基础下通过,另一种是穿承重墙或基础其敷设方法要满足规范要求。在地下水位高的地区,引入管穿地下室外墙或基础时,应采取防水措施,如设防水套管。室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏,其灌顶覆土厚度不宜小于0.7m,并应敷设在冰冻线以下0.2m处。 管道在空间敷设时,必须采用固定措施,以保证施工方便和供水安全。给水钢管一般每层须安装1个管卡,当层高>5m时,则每层须安装2个管卡。 室外给水管道,应沿区内道路平行于建筑敷设,宜敷设在人行道、慢车道或草地下;管道外壁距建筑物外墙的净距不宜小于1m,且不得影响建筑物的基础。 2.2 给水水力计算 图2-1 管段编号 用水 每户用水 最高日 用水 小时 卫生器具 计算管段 平均出流概率% 户数 人数 用水定额 总人数 变化 洗脸盆 洗涤盆 洗衣机 座便器 浴缸 淋浴器 给水当量 (户) (人) (L/人.d) (人) 系数 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 总数 q0 m Kh Ng U0 1--2 6 4.7 250 28 2.5 8 0.75 6 1 1 0.75 8 0.5 5 0.75 2 0.75 22 4.60 2--3 12 4.7 250 56 2.5 16 0.75 12 1 4 0.75 16 0.5 11 0.75 4 0.75 46.25 4.38 3--4 18 4.7 250 84 2.5 24 0.75 18 1 7 0.75 24 0.5 17 0.75 6 0.75 70.5 4.31 4--5 24 4.7 250 112 2.5 32 0.75 24 1 10 0.75 32 0.5 23 0.75 8 0.75 94.75 4.28 5--6 30 4.7 250 140 2.5 40 0.75 30 1 13 0.75 40 0.5 29 0.75 10 0.75 119 4.26 6--7 36 4.7 250 168 2.5 48 0.75 36 1 16 0.75 48 0.5 35 0.75 12 0.75 143.25 4.24 7--8 42 4.7 250 196 2.5 56 0.75 42 1 19 0.75 56 0.5 41 0.75 14 0.75 167.5 4.23 8--9 48 4.7 250 224 2.5 64 0.75 48 1 22 0.75 64 0.5 47 0.75 16 0.75 191.75 4.23 9--10 54 4.7 250 252 2.5 72 0.75 54 1 25 0.75 72 0.5 53 0.75 18 0.75 216 4.21 10--11 60 4.7 250 280 2.5 80 0.75 60 1 28 0.75 80 0.5 59 0.75 20 0.75 240.25 4.22 11--12 66 4.7 250 308 2.5 88 0.75 66 1 31 0.75 88 0.5 65 0.75 22 0.75 264.5 4.21 12--13 72 4.7 250 336 2.5 96 0.75 72 1 34 0.75 96 0.5 71 0.75 24 0.75 288.75 4.21 13--14 78 4.7 250 364 2.5 104 0.75 78 1 37 0.75 104 0.5 77 0.75 26 0.75 313 4.21 14--15 84 4.7 250 392 2.5 112 0.75 84 1 40 0.75 112 0.5 83 0.75 28 0.75 337.25 4.20 15--16 90 4.7 250 420 2.5 120 0.75 90 1 43 0.75 120 0.5 89 0.75 30 0.75 361.5 4.20 16--17 96 4.7 250 448 2.5 128 0.75 96 1 46 0.75 128 0.5 95 0.75 32 0.75 385.75 4.18 17--18 102 4.7 250 476 2.5 136 0.75 102 1 49 0.75 136 0.5 101 0.75 34 0.75 410 4.20 各节点管段流量及配选管径水损计算表如下: 管段编号 用水 每户用水 最高日 用水 小时 计算管段 用水 计算管段 设计 管道 每米管长沿程水头损失(kpa/m) 管段长度L(m) 管段沿程水头损失hy=iL(kpa) 管段沿程水头损失累计∑hy(kpa) 户数 人数 用水定额 总人数 变化 给水当量 时间 同时 秒流量 公称直径 流速 (户) (人) (L/人.d) (人) 系数 总数 (h) 出流概率 (L/s) (mm) (m/s) q0 m Kh Ng T U=(1+αc(Ng-1)0.49)/Ng1/2 qg=0.2*U*Ng dj V 1--2 6 4.7 250 28 2.5 22 24 0.244 1.07 20 0.478 0.1781 3 0.5342 0.5342 2--3 12 4.7 250 56 2.5 46.25 24 0.174 1.61 20 0.636 0.3022 4 1.2087 1.7429 3--4 18 4.7 250 84 2.5 70.5 24 0.146 2.06 32 0.498 0.1108 4 0.4432 2.1862 4--5 24 4.7 250 112 2.5 94.75 24 0.130 2.46 32 0.918 0.3439 3 1.0318 3.2180 5--6 30 4.7 250 140 2.5 119 24 0.118 2.81 40 0.662 0.1447 3 0.4341 3.6521 6--7 36 4.7 250 168 2.5 143.25 24 0.110 3.15 40 0.847 0.2283 3 0.6849 4.3370 7--8 42 4.7 250 196 2.5 167.5 24 0.104 3.48 50 0.643 0.1056 3 0.3168 4.6537 8--9 48 4.7 250 224 2.5 191.75 24 0.099 3.80 50 0.733 0.1346 3 0.4038 5.0575 9--10 54 4.7 250 252 2.5 216 24 0.095 4.10 50 0.816 0.1640 3 0.4921 5.5496 10--11 60 4.7 250 280 2.5 240.25 24 0.091 4.37 50 0.893 0.1939 3 0.5817 6.1313 11--12 66 4.7 250 308 2.5 264.5 24 0.088 4.66 65 0.488 0.0467 3 0.1400 6.2713 12--13 72 4.7 250 336 2.5 288.75 24 0.085 4.91 65 0.519 0.0522 3 0.1567 6.4280 13--14 78 4.7 250 364 2.5 313 24 0.083 5.20 65 0.548 0.0578 3 0.1733 6.6012 14--15 84 4.7 250 392 2.5 337.25 24 0.081 5.46 65 0.575 0.0632 3 0.1897 6.7909 15--16 90 4.7 250 420 2.5 361.5 24 0.079 5.71 80 0.397 0.0250 40 0.9994 7.7904 16--17 96 4.7 250 448 2.5 385.75 24 0.077 5.94 80 0.562 0.0474 25 1.1860 8.9764 17--18 102 4.7 250 476 2.5 410 24 0.076 6.23 80 0.688 0.0690 50 3.4515 12.4279 注:10-11管段为加压设备至立管长度,取50m设计计算,下同。 所以: 计算该栋住宅楼的高区用水流量为:Q=3.46L/s; 计算管段水头损失为: =1.3×=1.3×12.4=16.12 KPa。 计算水表的水头损失: 住宅建筑用水量较小,分户水表选用LXS湿试水表,分户水表安装在3~4管段上,该管段设计流量为:0.40L/S,即1.44/h 查得:选用15mm口径分户水表,其常用流量为1.5/h大于改管段设计流量。过载流量为3/h,所以分户水表的水头损失为: H3 =。(该水头损失小于水表水头损失的允许值) 所以: +H 4 =56.4+16.12/10+23.49/10+5=65.2mH2O。 设备选型为:=3.46L/s,H=65.2mH2O。 水力计算如下: 管段编号 用水 每户用水 最高日 用水 小时 卫生器具 计算管段 平均出流概率 户数 人数 用水定额 总人数 变化 洗脸盆 洗涤盆 洗衣机 座便器 浴缸 淋浴器 给水当量 (户) (人) (L/人.d) (人) 系数 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 数量 当量 总数 q0 m Kh Ng U0 1--2 6 4.7 250 28 2.5 8 0.75 6 1 0.75 8 0.5 5 0.75 2 0.75 21.25 4.77 2--3 12 4.7 250 56 2.5 16 0.75 12 1 1 0.75 16 0.5 11 0.75 4 0.75 44 4.60 3--4 18 4.7 250 84 2.5 24 0.75 18 1 2 0.75 24 0.5 17 0.75 6 0.75 66.75 4.55 4--5 24 4.7 250 112 2.5 32 0.75 24 1 3 0.75 32 0.5 23 0.75 8 0.75 89.5 4.53 5--6 30 4.7 250 140 2.5 40 0.75 30 1 4 0.75 40 0.5 29 0.75 10 0.75 112.25 4.51 6--7 36 4.7 250 168 2.5 48 0.75 36 1 5 0.75 48 0.5 35 0.75 12 0.75 135 4.50 7--8 42 4.7 250 196 2.5 56 0.75 42 1 6 0.75 56 0.5 41 0.75 14 0.75 157.75 4.50 8--9 48 4.7 250 224 2.5 64 0.75 48 1 7 0.75 64 0.5 47 0.75 16 0.75 180.5 4.49 9--10 54 4.7 250 252 2.5 72 0.75 54 1 8 0.75 72 0.5 53 0.75 18 0.75 203.25 4.48 10--11 60 4.7 250 280 2.5 80 0.75 60 1 9 0.75 80 0.5 59 0.75 20 0.75 226 4.48 11--12 66 4.7 250 308 2.5 88 0.75 66 1 10 0.75 88 0.5 65 0.75 22 0.75 248.75 4.48 管段编号 用水 每户用水 最高日 用水 小时 计算管段 用水 计算管段 设计 管道 每米管长沿程水头损失(kpa/m) 管段长度L(m) 管段沿程水头损失hy=iL(kpa) 管段沿程水头损失累计∑hy(kpa) 户数 人数 用水定额 总人数 变化 给水当量 时间 同时 秒流量 公称直径 流速 (户) (人) (L/人.d) (人) 系数 总数 (h) 出流概率 (L/s) (mm) (m/s) q0 m Kh Ng T U=(1+αc(Ng-1)0.49)/Ng1/2 qg=0.2*U*Ng dj V 1--2 6 4.7 250 28 2.5 21.25 24 0.248 1.05 20 0.318 0.0841 3 0.2523 0.2523 2--3 12 4.7 250 56 2.5 44 24 0.182 1.60 20 0.636 0.3022 2 0.6044 0.8567 3--4 18 4.7 250 84 2.5 66.75 24 0.153 2.04 32 0.415 0.0791 4 0.3163 1.1730 4--5 24 4.7 250 112 2.5 89.5 24 0.137 2.45 32 0.723 0.2212 4 0.8850 2.0580 5--6 30 4.7 250 140 2.5 112.25 24 0.125 2.81 40 0.491 0.0832 3 0.2495 2.3075 6--7 36 4.7 250 168 2.5 135 24 0.117 3.16 40 0.711 0.1650 3 0.4951 2.8026 7--8 42 4.7 250 196 2.5 157.75 24 0.111 3.50 40 0.886 0.2481 3 0.7442 3.5468 8--9 48 4.7 250 224 2.5 180.5 24 0.101 3.65 50 0.664 0.1121 3 0.3364 3.8833 9--10 54 4.7 250 252 2.5 203.25 24 0.097 3.94 50 0.752 0.1411 40 5.6424 9.5257 10--11 60 4.7 250 280 2.5 226 24 0.093 4.20 50 1.114 0.2921 25 7.3026 16.8283 11--12 66 4.7 250 308 2.5 248.75 24 0.090 4.48 50 1.412 0.4528 50 22.6417 39.4700 注:11-12管段为市政管网至立管长度,取50m设计计算。 所以: 计算该栋住宅楼的低区用水流量为:Q=2.77L/s=9.97m³/h; 计算管段水头损失为: =1.3×=1.3×39.5=51.35KPa。 计算水表的水头损失: 住宅建筑用水量较小,分户水表选用LXS湿试水表,分户水表安装在4~5管段上,该管段设计流量为:0.41L/S,即1.47/h 查附录1.1得:选用15mm口径分户水表,其常用流量为1.5/h大于改管段设计流量。过载流量为3/h,所以分户水表的水头损失为: H3 =。(该水损小于水表水头损失的允许值) 所以: +H 4 =16.5+51.35/10+24.01/10+5=29.04mH2O。 设备选型为: =2.77L/s=9.97m³/h,H=29.04mH2O。 故市政供水水压满足要求。 第三章 排水系统 Equation Section (Next) 3.1 排水方案选择 排水系统设计说明 3.1.1排水系统组成 建筑内部排水系统的功能是将人们在日常生活和工业生产过程中使用过的、受到污染的水收集起来,及时排到室外。建筑内部污废水排水系统应能满足以下三个基本要求,首先,系统能迅速畅通地将污废水排到室外;其次,排水管道系统内的气压稳定,有毒有害气体不进入室内,保持室内良好的环境卫生;第三,管线布置合理,简短顺直,工程造价低。其组成如下: 1)卫生器具和生产设备受水器 2)排水管道 排水管道包括器具排水管、横支管、立管、埋地干管和排出管 3)清通设备 污废水中含有固体杂质和油脂,容易在管内沉积、粘附,降低通水能力甚至堵塞管道。为疏通管道保障排水畅通,需设置清通设备。 4)提升设备 工业和民用建筑的地下室、人防建筑、高层建筑的地下技术层和地下铁道等处标高较低,在这些场所生产、收集的污废水不能自流排至室外的检查井,须设污废水提升设备。 5)污水局部处理构筑物 3.1.2排水管材与附件 1管材 建筑内部排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管及相应管件。在选择排水管材时,应综合考虑建筑物的使用性质、建筑高度、抗震要求、防火要求及当地的管材供应条件,因地制宜。 1)排水铸铁管 柔性接口机制排水铸铁管具有强度大,抗震性能好、噪声低、防火性能好、寿命长、膨胀系数小、安装施工方便、美观(不带承口)、耐磨和耐高温性能好的优点。缺点是造价高。 2)排水塑料管 具有重量轻、不结垢、不腐蚀、外壁光滑、容易切割、便于安装、可制成各种颜色、投资省和节能的优点。但塑料管也有强度低、耐高温性能差、立管噪声大、暴露于阳光下的管道易老化、防火性能差等缺点。 2、附件 1) 存水弯 存水弯是在卫生器具排水管上和卫生棋局内部设置的有一定高度的水柱,防止排水管道系统中的气体窜入室内的附件,存水弯内一定高度的水柱称为水封。 2)地漏 地漏是一种内有水封,用来排放地面水的特殊排水装置,设置在经常有水溅落的卫生器具附近、地面有水需要排除的场所或地面需要清洗的场所。 3)清扫口 装在排水横管上,用于清扫排水横管得附件。清扫口设置在楼板或地坪上,且与地面相平。 4)检查口 带有可开启检查盖,装设在排水立管及较长横管段上的附件。 3.1.3排水系统选择与管道布置敷设 建筑内部排水系统的选择和管道布置敷设直接影响着人们日常生活和生产活动,再设计过程中应首先保证排水畅通和室内良好的生活环境,在根据建筑类型、标准、投资等因素,在兼顾其他管道、线路和设备情况下,进行系统的选择和管道的布置敷设。 1 排水系统的选择 1)污废水的性质 根据污废水中所含污染物的种类,确定是合流还是分流。 2)污废水的污染程度 为便于轻污染废水的回收利用和重污染废水的处理,污染物种类相同,按浓度不同的两种污水宜分流处理。 3)污废水综合利用的可能性和处理要求。 2 排水管道的布置与敷设 1)排水畅通,水利条件好 为使排水管道系统能够将室内生产的污废水以最短的距离,最短的时间排出室外,应采用水利条件好的管件和连接方法。排水支管不宜太长,尽量少转弯,连接的卫生器具不宜太多;立管宜靠近外墙,靠近排水量大,水中杂质多的卫生器具;排出管宜最短的距离排出室外,尽量避免在室内转弯。 2)保证设有排水管道房间和场所的正常使用 在某些房间或场所布置排水管道时,要保证这些房间或场所的正常使用。 3)保证排水管道不受损坏 为使排水系统安全可靠,必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道;管道穿过承重墙和基础时应有预留孔洞;埋地管不得不知在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础等。 4)室内环境卫生条件好 为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活、生产环境,管道不得穿越卧室、病房等相对卫生、安静要求较高的房间,并不宜靠近卧室与卧室相邻的内墙;建筑层数较多时,底层恒支管与立管连接处至立管底部的距离比较小时,底部支管应单独排出。 5)施工安装、维护管理方便 为便于施工安装,管道据楼板和墙应有一定的距离。为便于日常维护管理,排水立管宜靠近外墙,以减少埋地横支管长度;对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物,管道需要经常冲洗,排水支管较多排水点位置不固定的建筑可以用排水沟代替排水管。并且,应按规范规定设置检查口或清扫口。 6)占地面积小,总管线短,工程造价低。 3.2 排水水力计算 3.2.1 排水系统水力计算 本建筑排水系统采用合流制,各排水立管排出室外后均进入检查井,然后进入化粪池,停留一段时间后再排入市政排水系统。 排水管道设计秒流量 排水管道设计秒流量按下式计算: qp=0.12α+qmax 式中qp—计算管段排水设计秒流量,L/s; NP—计算管段的卫生器具排水当量总数; α—根据建筑物性质用途而定的系数,住宅、宾馆、疗养院、幼儿园、养老院卫生间的值取1.5;集体宿舍、旅馆和其他公共建筑公共盥洗室和厕所的值取2.0~2.5。本设计低区公共卫生间处2.5,低区和高区住宅处均取1.5; qmax—计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量,L/s 用该式计算排水管网起端的管段时,因连接的卫生器具较少,计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和,这时应该按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。 卫生器具名称 排水流量L/s Np 排水管管径(mm) 浴缸 1.0 3 50 坐便器 1.5 4.5 100 淋浴器 0.15 0.45 50 洗涤盆 0.33 1 50 洗脸盆 0.25 0.75 32—50 3.4.2 高层住宅的排水计算 上层住宅中,各户的厨房均相同,都只有一个洗涤盆,卫生间的卫生器具种类个数也基本相同,仅一户的卫生间布置不同于他户,现仅仅列出一户厨房排水和两种卫生间排水。 1)排水的水力计算(以WL—1为例) a. 排水横干管的计算 管路编号 卫生器具数量 排水当量总数Np 设计秒流量 (L/s) 管径DN (mm) 坡度 备注 洗涤盆Np=1 1--2 1 1 0.33 50 0.026 按卫生器具额定流量计算。 b.立管计算 立管接纳的排水当量总数为 N = 1×13 = 13 立管最下部管段排水设计秒流量 q= 0.12 ×1.5+0.33 =0.98 L/s 虽排水量小,但因厨房排放的污水中含有大量的油脂和泥沙,容易在管道内壁附着聚集,减小管道的过水面积,所以多层住宅厨房的排水立管最小管径最 小为75mm,选用立管管径de75mm,因建筑层数较多,设专用通气立管,通气立管管长超过50m,选用75mm的通气立管。 2)有浴盆的卫生间的水力计算 a.排水横干管的水力计算 管段编号 卫生器具名称数量 排水当量总数 设计秒流量 管径 坡度 备注 坐便器 洗脸盆 浴缸 洗涤盆 淋浴器 Np=4.5 Np=0.75 Np=3 Np=0.3 Np=0.45 1--2 8 8 5 6 2 59.7 0.25 50 0.026 管段1--2,至4--5,由于计算结果 大于该管段卫生器具 排水流量累加值,按累加值计算,3--4管段有大便器,管径不宜小于100 2--3 8 8 6 6 2 62.7 0.25 50 0.026 3--4 8 8 6 6 2 62.7 1.75 110 0.026 4--5 8 8 6 6 2 62.7 1.75 110 0.026 5--6 8 8 6 6 2 62.7 2.02 110 0.026 b.立管计算 立管接纳的排水当量总数为N=62.7×13=815.1 立管最下部管段的排水设计秒流量 q= 0.12 ×1.5√815.1+1.5=6.64L/s 排水立管选用de110mm,通气立管管长超过50m,与污水管管径相同,为110mm。 1)WL—2的计算 a.排水横干管的水力计算 管段编号 卫生器具名称数量 排水当量总数 设计秒流量 管径 坡度 备注 坐便器 洗脸盆 洗涤盆 浴缸 Np=4.5 Np=0.3 Np=0.3 Np=3 1--2 8 8 6 5 55.2 0.33 150 0.026 管段1--2,2--6,3-4,4-5由于计算结果大于该管段卫生器具 排水流量累加值,按累加值计算,2-6,管段有坐便器,管径不宜小于100,横支管连接三个及以上的小便器时管径不宜小于75 2--6 8 8 6 6 58.2 1.83 150 0.026 3--4 8 8 6 6 58.2 0.1 150 0.026 4--5 8 8 6 6 58.2 0.2 150 0.026 5--6 8 8 6 6 58.2 0.27 75 0.026 6--7 8 8 6 6 58.2 1.96 150 0.026 7--8 8 8 6 6 58.2 2.09 150 0.026 b. 立管计算 立管接纳的排水当量总数为N= 58.2×5=291 立管最下部管段的排水设计秒流量 q= 0.12 ×2.5√291+1.5= 6.62L/s 排水立管选用de150mm,设伸顶通气管,满足要求。 2)WL-6的计算 a.排水横支管的计算 管段编号 卫生器具名称数量 排水当量总数 设计秒流量 管径 坡度 备注 坐便器 洗脸盆 洗涤器 浴缸 Np=4.5 Np=0.3 Np=0.3 Np=3 1--2 1 0.3 0.1 50 0.026 管段1--2,2--3,3-6,4-5由于计算结果大于该管段卫生器具 排水流量累加值,按累加值计算,4-5,管段有大便器,管径不宜小于100 2--3 2 0.6 0.2 50 0.026 3--6 2 1 1.6 0.53 50 0.026 4--5 1 4.5 1.5 110 0.026 5--6 2 9 2.4 110 0.026 6--7 2 2 1 12.6 2.48 110 0.026 b.立管计算 立管接纳的排水当量总数为N= 12.6×5=63 立管最下部管段的排水设计秒流量 q= 0.12 ×2.5√63+1.5= 3.88 L/s 排水立管选用de110mm,设伸顶通气管,通水能力为5.4 L/s,满足要求。 3)WL-7的计算 a.排水横干管的计算 管段编号 卫生器具名称数量 排水当量总数 设计秒流量 管径 坡度 备注 坐便器 洗脸盆 洗涤器 浴缸 Np=4.5 Np=0.3 Np=0.3 Np=3 1--2 1 0.3 0.1 50 0.026 管段1--2,2--3,3-5,4-3,5-6,6-7由于计算结果大于该管段卫生器具 排水流量累加值,按累加值计算,6-7,管段有大便器,管径不宜小于100 2--3 2 0.6 0.2 50 0.026 4--3 1 0.3 0.1 50 0.026 3--5 3 0.9 0.3 50 0.026 5--6 3 1 3.9 0.63 50 0.026 6--7 1 3 1 8 2.13 110 0.026 7--8 2 3 1 12.9 2.49 110 0.026 8--9 3 3 1 17.4 2.68 110 0.026 b.立管计算 立管接纳的排水当量总数为N= 17.4×6=104.4 立管最下部管段的排水设计秒流量 q= 0.12 ×2.5√104.4+1.5= 4.57 L/s 排水立管选用de110mm,设伸顶通气管,通水能力为5.4 L/s,满足要求。 3.2.2 化粪池计算 化粪池的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》选用化粪池标准图。化粪池的有效容积可按下式计算: V=αN×10-3 式中 :V—化粪池有效容积,m3 α—使用卫生器具人数占总人数的百分比,与人们在建筑物内停留时间有关,本建筑物低区和高区住宅取为70%,低区办公室取40%,一楼商场取10% N—设计总人数(或床位数、座位数) q—每人每日排水量,L/(人·d),当生活污水与生活废水合流时,同生活用水量标准 t—污水在化粪池内停留时间,h,取12—24h —每人每日污泥量,L/(人·d), 当生活污水与生活废水合流时,取0.7 L/(人·d) T—污泥清掏周期,d,宜取90—360d V住宅 =αN×10-3 =70%×788×[+0.48×0.7×90]×10-3 =58.05m3 V办公 =αN×10-3 =40%×420×[+0.48×0.7×90]×10-3 =8.44m3 V商场 =αN×10-3 =10%×86×[+0.48×0.7×90]×10-3 =0.43m3 V= V高区+V办公+V商场58.05+8.44+0.43=66.92 m3 选择z12-75sf ,容积为75 m3 ,长为12.92m,宽为3.48m,分格 第四章 消火栓系统 Equation Section (Next) 4.1 消防给水方案 4.1.1 消火栓给水系统组成和类型 1、消火栓系统的组成 建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器以及增压水泵等组成。 2、消火栓系统的类型 1)低压消火栓给水系统:在该系统中,市政管网供水量能够满足消防室外用水要求,水压大于等于0.1MP,但不能满足室内消防水压,故需借助消防车从室外消火栓取水灭火或利用室内消防水泵加压后灭火。 在这种系统中,消防管网一般与生产、生活给水合并使用,适用于各类建筑。 2)高压消火栓给水系统:在这种系统中,市政给水网或室外高位水池的供水量和供水压力能满足室内、外消防时的用水要求,一般采用生活、生产合并的给水系统,但当最大供水压力大于0.6MP或者大于平时生产、生活的水压时,系统应分开。 消防给水系统由于与生活、生产合并,其水质应符合生活饮水和生产用水水质标准。 3)临时高压消火栓给水系统:消防给水系统与生活、生产合并时,其水质应符合生活饮水和生产用水水质标准。 4) 无加压泵和水箱的室内消火栓给水系统;当室外给水管网的水压和水量任何时候都能满足室内最不利点消火栓的设计水压和水量时采用。其特点是常高压,消火栓打开即可用。 5)设有水箱的室内消火栓给水系统;常用在水压变化较大的城市或者居住区。当生活、生产用水量达到最大时,室外管网不能保证室内最不利点消火栓的压力和流量;而当生活、生产用水量较小时,室外管网的压力又较大,能向高位水箱补水。因此,常设水箱调节生活、生产用水量,同时储存10min的消防用水量,水箱确保消防用水不被动用的技术措施。 6)设有消防水泵和消防水箱的室内消火栓给水系统:当室外给水管网的水压和水量经常不能满足室内消火栓给水系统的水压和水量要求,或室外采用消防水池作为水源时,室内应该设置消防水泵加压,同时设置消防水箱,储存10min的消防用水量。 3、高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和补救难度等进行分类,并宜符合下表的规定。 建 筑 分 类 表 名称 一类 二类 居住 建筑 高级住宅 十九层及十九层以上的普通住宅 十层至十八层的普通住宅 根据以上原则本次设计消火栓系统选用消防水池+消防泵+消防水箱+增压泵的临时高压消火栓给水系统,对于超压的消火栓采用减压的方法来满足要求,并且保证三个水源(水泵,水泵结合器和水箱)。 4.1.2消火栓给水系统布置的原则 1、消火栓布置原则: 1)保证任何一点均应有两股水柱能够灭火;除设备层均应设消火栓;每个消火栓保护半径25米(计算确定);   2)室内消火栓应设在明显易于取用地点,栓口离地面安装高度为1.1m,栓警信号口宜向下或与墙面垂直安装,同一建筑内应选用同一规格的消火栓、水带和水枪,以方便使用。   3)同一建筑内采用同一规格的消火栓、水带、和水枪为保证及时灭火,每 个消火栓处应设置直接启动消防水泵按钮或报警信号装置。 火栓应设置在使用方便的走道内,宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。建筑物设有消防电梯时,其前室应设消火栓。在建筑物屋顶应设一个检查用消火栓,同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。 消防电梯间前室内应设置消火栓;室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时,应设置减压设施;静水压力大于1.0MPa时,应采用分区给水系统。 2、高层建筑消火栓管道布置原则 1)高层建筑消火栓给水系统应为独立系统,不得与生产、生活给水系统合用,但是水池、水箱可以合用。若水池、水箱合用时应该采取消防用水不得被生活、生产用水占用。 2)室内消防管道布置。为了保证供水安全,应布置成环状,其间消防立管的布置应保证同层相邻的两个消火栓水枪所射出的充实水柱,能够同时到达室内任何部位。但对于层数小于等于18的单元式住宅和层数小于等于18层,每层小于等于8户,建筑面积小于等于650平方米的塔式住宅,按我国《高规》规定允许设一根立管(连接消防电梯前室消火栓的消防立管除外),但必须采用双阀双口消火栓。消防管网的进水管不应少于2根,其中1根不能使用时,其余进水管仍应保证供应需要的水量和水压。但同上述条件相同的塔式住宅,可以布置1根进水管。 每根消防立管的直径按通过消防流量计算确定,但不小于100mm。 3)室内管网阀门布置以便于检修而又不过多影响室内供水为原则。在高层主题建筑检修管道时关闭阀门而停用的立管不多于1根。当管网中立管不少于4根时,关闭阀门使立管检修数量为不相邻的两根。对与高层建筑相接的附属建筑阀门,设置要求与低层建筑室内管网阀门布置要求相同。 4)高层建筑室内给水系统应与自动喷洒灭火系统分别独立设置。但经过计算合理时,可以合用消防泵,这时水泵出水管应分别接至消火栓给水干管和自动喷洒灭火系统干管。切忌把消火栓干管接到自动喷水灭火系统的报警阀后,这是避免因消火栓使用或者故障漏水而使自动喷洒迷惑系统误报警造成损失。 3、消火栓系统分区原则: 高层建筑室内给水系统:建筑高度10层及10层以上的住宅以及超过24m的其他建筑物内,设置的室内消火栓给水系统,称之为高层建筑室内消火栓给水系统。 高层建筑发生火灾时,由于受到消防车水泵压力和水带的耐压强度等的限制,一般不能直接利用消防车从室外水源抽水送到高层部分进行扑救,而主要依靠室内设置的消火栓给水系统来扑救。室内消火栓给水系统主要扑救初期火灾。 4.2 水力计算 消防系统计算 4.2.1:消火栓系统 该建筑火灾危险等级为中危险Ⅱ级,要求有两个消火栓的充实水柱同时到达,取水带长25m,充实水柱12m。 1、消火栓间距的确定 ①水龙带的有效长度:=0.8×25=20m ②水枪充实水柱在地面上的投影长度:=(5.25-1.1)×=5.87m ③消火栓保护半径按下列公式计算 =+=0.8×25+5.87=25.87 m ④消火栓最大保护宽度:=10m ⑤消火栓单排布置时间距按下列公式计算 L===23.86m(取23m) 根据本建筑的平面图,每单元设二个,即可满足要求。 4.2.2:消防管道系统计算 (1) 消火栓口所需压力 选用DN 65mm的消火栓,喷口直径d=19mm,水龙带长度25m,(麻织带)设计充实水柱=12。消火栓出口所需压力,按公式查表计算得 式中 实验系数,阻力系数 水枪喷嘴的出流量L/s>5.0 L/ s, 故消防流量采用5.2L/ s。(喷口直径为19mm的水枪水流特性系数为B=1.577) (2) 水龙带的沿程水头损失 消火栓口处所需压力 (3) 消防管路水力计算 按照最不利消防立管和消火栓的流量分配要求(二类高层建筑,室内消防流量为30L/S、每根立管流量15 L/S,每个栓口流量为5 L/S)。最不利消防立管为,出水枪数为2支,相邻立管即,出水枪数为2支。 H=Hq+VH+h=21.81+5.25+0.03=27.09m H2O ===5.86 L/s =++=25.43+5.25+0.121=30.08 ===6.28 L/s 计算管 段编号 设计 秒流量 qg(L/s) 管径DN (mm) 流速(m/s) 每米管长沿 程水头损失 (kpa/m) 管段长度 L(m) 管段沿程 水头损失 hy=iL(kpa) 管段沿程水 头损失累计∑hy(kpa) 0--1 5.2 100 0.6005 0.057 5.250 0.298648 2.653069 1--2 11.06 100 1.2773 0.230 5.250 1.206425 3.859494 2--3 17.34 100 2.0025 0.528 85.300 45.0385 48.898 3--4 34.68 150 2.0434 0.264 9.650 2.549783 51.44778 管路总水头损失H=51.45×1.1KPa=5.66, 消火栓给水系统所需总水压为:Hx=52.5+1.1+21.81+5.66=81.07 按消火栓总用水量:= 34.68L/s ,可选用消防泵的参数为:流量= 40.0L/s,扬程Hx=82。 4.3消防水池、水箱计算 1 消防水池计算 1) 消火栓系统水量计算 高层民用建筑消火栓系统用水量,根据规范要求室外30L/s,室内40L/s,每根竖管最小流量15L/s,每支水枪最小流量5L/s。 消火栓消防水池消防贮水量按下式确定: (5-1) 式中:--消防用水容积,; --室内、外消防用水量,; --水池连续补充水量,; --火灾延续时间,本建筑为3h。 根据水力计算消火栓系统用水量为41.9L/s,代入上式计算得消火栓消防水池大小为344.5m3。 2消防水箱计算 对按我国《建筑设计防火规范》(GB50016)中规定,底层建筑消防贮水量应储存10min的室内消防用水量。居住建筑的高位消防水箱的消防用水量不小于6m3;当室内消防用水量不大于25,经计算水箱储水量大于12m3,仍可采用12m3;当室内消防用水量大于25L/s,经计算水箱储水量大于18m3,仍可采用18m3。 高层建筑的消防水箱中消防储水量,一类建筑(住宅除外)不小于18m3,二类建筑(住宅除外)和一类建筑中的住宅不小于12m3,二类建筑的住宅不小于6m3。消防水箱的消防贮存水量应下公式确定: (5-2)式中--消防水箱贮存消防水量,m³;--室内消防用水总量,L/s;0.6--单位换算系数。由水力计算可知,消火栓用水量为41.9L/s。Qx=41.9L/s,代入公式5-2得,Vx=25.14L/s。应保证10min的消防水量,故消防水箱的容积为:V=25.14×10×60=15084L=15.1m3 由于本建筑的屋顶水箱间的大小限制,消防水箱的容积选用18m3。选用3m×3m×2m即可满足。 第五章 设计总结 Equation Section (Next) 通过将近1个多月的努力,终于完成了毕业设计,在设计过程中从不停的修改方案到初步确定,从不停计算修改图纸到最终确定各个管径,当中的点点滴滴都将是我以后宝贵的经验。 能够顺利完成本次设计,老师的辅导至关重要。老师在百忙之中每天抽出时间来对我们进行辅导。当每次在设计中遇到问题自己苦思冥想不能解决,同学之间讨论没有结果时,只要找老师去解答,老师都能给你一个完美的解决方法。老师有很丰富设计实际工程的,在他的指导下我能够对实际工程有很多了解,为即将毕业踏上工作岗位的我们做好了预热工作。此外老师对我们的严厉要求也使我在设计中学到了很多东西,使自己在设计过程中不论思考问题的方法还是解决问题的能力都提高了很多。 另外,还要感谢同组同学的帮助,谢谢你们在我遇到问题时能够帮我解决,使我顺利完成了本次设计。我们在互相讨论、研究中不断进步、提高自己的知识和动手水平。 谢谢你们。 参考文献 1 、13J811-1《建筑设计防火规范》图示参考文献2 2 、GB_50974-2014_消防给水及消火栓系统技术规范 3 、建规 GB50016-2014建筑设计防火规范(正式版本) 4 、建筑给水排水设计规范GB 50015-2003(2009年版) 5 、3全国民用建筑工程设计技术措施 2009 给水排水 6 、水工业工程设计手册建筑和小区给水排水 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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