建筑给水排水毕业设计要点.docx
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建筑给水排水毕业设计要点.docx
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建筑给水排水毕业设计要点
摘要
本设计的建筑为十八层的办公综合楼,给排水工程设计包括了建筑给水系统设计,建筑排水系统设计,消火栓系统设计,自动喷淋灭火系统设计。
建筑给水系统分为室内冷水系统和室内热水系统,其中室内冷水系统分为三个区:
地下室至四层为低区,采用市政给水管网直接供水;四层至十二层为中区,采用中区变频泵组供水;十三至十八层为高区,采用高区变频泵组供水。
室内热水系统采用局部热水供应系统。
本建筑为一类高层民用建筑,而其建筑高度≥54m,建筑物火灾危险等级为中级危险Ⅰ级。
室内消火栓用水量和室外消火栓用水量分别取20L/s和40L/s,火灾持续时间为3h,自动喷淋系统计算用水量为22.46L/s,火灾持续时间为1h,消火栓系统和自动喷淋系统前十分钟灭火用水由屋顶水箱提供,屋顶设增压与稳压设备。
排水系统采用污废分流制,污水立管采用双立管排水系统,设专用通气管,废水立管采用单立管排水系统。
给水系统均采用PP-R给水管材,消火栓给水系统和自动喷淋灭火系统采用内外热镀锌钢管,排水系统管材采用UPVC排水管。
在地下层设贮水池和加压泵房,地下室另设集水坑,集水坑中设潜污泵,保证污水及时排出。
关键词:
建筑给水排水消防喷淋
Abstract
Thedesignofthebuildingfor18storeyofficebuilding,tothedrainagedesignoftheprojectincludethedesignofbuildingwatersupplysystem,designofbuildingdrainagesystem,thedesignoffirehydrantsystem,automaticsprinklerfireextinguishingsystemdesign.Buildingwatersupplysystemwatersystemandthelifehotwatersystem,whichlifewatersystemisdividedintothreezones:
basementtofourlayerforlowarea,thedirectsupplyofmunicipalwatersupplypipenetwork;fourto12storeysfortheCentralDistrict,thecentralvariablefrequencypumpwater;thirteentoeighteenlayersforhighbyhighfrequencypumpwater.Localhotwatersupplysystemfordomestichotwatersystem.Thebuildingisahigh-risebuilding,andthebuildingheightismorethan54m,thebuildingfiredangerlevelisextremelydangerousingradeI.Indoorfirehydrantwaterandoutdoorfirehydrantwaterweretaken20L/sand40L/s,fireduration3h,automaticsprinklersystemcalculatingwaterconsumption22.46L/s,firedurationfor1h,beforethefirehydrantsystemandautomaticsprinklersystemtenminutesfirefightingwaterisprovidedfromtherooftankroofdesignpressurizationandpressurestabilizingdevice.Sewagedrainagesystemusessewagediversionsystem,sewageriserusingdoubleriserdrainagesystem,dedicatedaerationpipe,wastewaterriserusingsingleriserdrainagesystem.WatersupplysystemarePP-Rwatersupplypipe,firehydrantsystemandautomaticsprinklerfireextinguishingsysteminsideandoutsidethehotgalvanizedsteelpipe,drainagepipeusingUPVCdrainagetube.Intheundergroundlayerdesignstoragetankandpumppressure,undergroundchamberandtheothersetpuddle,setapuddleinthesubmersiblesewagepumptoensuretimelydischargeofsewage.
Keywords:
buildingSupplywaterdrainageFirecontrolSpray
摘要………………………………………………………………………………………i
Abstract…………………………………………………………………………………ii
第1章设计资料…………………………………………………………………………1
1.1建筑设计原始资料………………………………………………………………1
第2章建筑给水系统的设计和计算……………………………………………………2
2.1室内冷水系统的设计…………………………………………………………2
2.1.1室内冷水系统方案的确定………………………………………………2
2.1.3冷水管材及管道设备方案安装要求……………………………………5
2.2室内热水系统的设计…………………………………………………………7
2.2.1室内热水系统方案的确定………………………………………………7
2.2.2热水管材及管道设备安装要求…………………………………………9
2.3室内冷热水系统计算…………………………………………………………11
2.3.1用水量计算………………………………………………………………11
2.3.2水池、水表的计算…………………………………………………………12
2.3.3冷热水管网水力计算……………………………………………………13
2.3.4校核与选泵………………………………………………………………24
2.4热水系统计算……………………………………………………………………27
2.4.1热水用水量计算…………………………………………………………27
2.4.2耗热量计算………………………………………………………………27
2.4.3热损失计算………………………………………………………………28
2.4.4热媒耗量计算……………………………………………………………28
2.4.5加热设备的选择和计算…………………………………………………29
第3章建筑排水系统的设计与计算…………………………………………………31
3.1排水系统的设计………………………………………………………………31
3.1.1排水方案的确定…………………………………………………………31
3.1.2污废水排水系统类型的确定……………………………………………31
3.1.3系统组成…………………………………………………………………32
3.1.4排水管材与管道布置敷设要求………………………………………33
3.2排水系统的计算………………………………………………………………38
3.2.1设计秒流量公式的选用…………………………………………………38
3.2.2室内排水管道水力计算…………………………………………………39
3.2.3通气管管径的确定………………………………………………………50
第4章消火栓系统的设计与计算……………………………………………………51
4.1消火栓系统的设计……………………………………………………………51
4.1.1室外消火栓系统布置要求………………………………………………51
4.1.2室内消火栓系统布置要求………………………………………………52
4.1.3室内消火栓系统布置……………………………………………………56
4.2消火栓系统的计算……………………………………………………………57
4.2.1消火栓系统用水量………………………………………………………57
4.2.2消火栓系统的水力计算…………………………………………………57
4.2.3消防水箱…………………………………………………………………61
第5章自动喷水灭火系统的设计与计算……………………………………………63
5.1自动喷水灭火系统的设计……………………………………………………63
5.1.1自动喷水灭火系统的布置要求…………………………………………63
5.1.2自动喷水灭火系统类型的确定…………………………………………63
5.1.3系统的组成………………………………………………………………64
5.1.4系统自动喷水灭火系统技术参数的组成………………………………64
5.1.5自动喷水灭火系统设计…………………………………………………65
5.1.6喷头选择…………………………………………………………………65
5.2自动喷水灭火系统计算………………………………………………………66
5.2.1设计计算基本参数………………………………………………………66
5.2.2自动喷水灭火系统的水力计算…………………………………………66
参考文献…………………………………………………………………………………71
致谢……………………………………………………………………………………72
第1章设计资料
1.1建筑设计原始资料
图纸资料:
建筑所在地总平面图,建筑底层平面图、首层平面图、二层平面图、标准层平面图、顶层平面图等。
工程概况:
香基综合楼位于湖南省常德市,是一栋集办公、住宅为一体的综合楼。
该楼的设计高度为55.400m,建筑面积为27890m2,建筑体积为88000m3,属一类民用高层建筑,防火等级为中级危险Ⅰ级。
该建筑共18层,地上18层,地下1层。
地下1层的层高为4.800m、主要作为仓库,另有设备用房如水泵房、发电机房、空调机房等。
地上一层至四层为办公;五层-十八层为住宅,5层以上层高为2.9m。
1、给水水源
本建筑以城市市政给水管网为水源,室外给水管网来自主体建筑距东面墙3m处(其管线走向为南北方向),接管点埋深1.7m,管径为DN150mm,管材为给水球墨铸铁管,常年提供的可资用水头为0.30MPa。
2、排水条件
建筑内部粪便污水需经化粪池处理后方可排入城市下水道,室外排水管道位于主体建筑西面,埋深2.3m,管径400mm,钢筋混凝土管。
3、卫生设施
公共用房每层设有公共卫生间,内设蹲式大便器,洗手盆,污水盆等;每套住房自带卫生间,内设浴盆,洗脸盆及大便器,要求有完善的给水排水设施及全天候的热水供应。
4、热源情况
该地区无城市热力管网,需设置热水加热设备。
第2章建筑给水系统的设计与计算
2.1室内冷水系统的设计
2.1.1室内冷水系统方案的确定
(1)由09版《建筑给排水设计规范》GB50015-2003可知:
内部给水系统应尽量利用外部给水管网的水压直接供水。
在外部管网水压不能满足整个建筑或建筑小区的用水要求时,则建筑物的下层或地势较低的建筑,应尽量利用外管网的水压直接供水,上层或地势较高的建筑设置加压和流量调节装置供水。
(2)由本设计资料可知:
市政管网水压为0.3MP,本建筑物的高度为55.4米,因城市管网常年可资用水头远不能满足用水要求,故考虑二次加压,所以必须分区。
(3)给水系统划分的原则:
高层建筑生活给水系统的竖向分区,应根据使用要求,设备材料性能,维护管理条件,建筑层数和室外给水管网水压等,合理而定。
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)3.3.5高层建筑生活给水系统应竖向分区,竖向分区压力应符合下列要求:
1各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa。
2静水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施;
3各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。
(4)因下面几层供水压力将超过0.45MP,容易造成接口损坏,且未能有效利用市政管网水压,浪费能量,同时,屋顶水箱容积过大,增加建筑负荷和投资费用。
室外常年可资用水头为0.30MP,可考虑直接向较低的几层供水。
(5)初步拟定分三区:
低区是负1-4层,中区是5-12层,高区是13-18层。
(6)生活区的给水可以用三种方案:
方案①屋顶水箱的解压阀供水方式;方案②变频泵并联供水方式;方案③屋顶水箱的减压水箱供水方式
方案①屋顶水箱的解压阀供水方式
图1.1由高水箱供给的上行下给式原理图
特点:
该给水方式将高、中两区的用水量全部由设在低层(地下室)的水泵提升至屋顶水箱,高区由屋顶水箱直接供水,中区设减压阀减压后再分送至中区各用水点,低区由市政管网直接供水。
该给水方式水泵数量最少,设置费用低,管理维护简单,水泵房面积小;但该方式水泵运行费用高,供水可靠。
优点:
水泵数量减少,设备费用少,管理维护简单,泵房面小。
不设置减压水箱,不占用楼层面积,经济效益好。
缺点:
设置水箱对建筑物负荷较大,水箱容易引起二次污染影响水质,水泵动力费用高,下区供水压力损耗较大,能源消耗大;减压阀的质量问题。
方案②变频泵并联供水方式
特点:
高区由高区变频泵组供水,中区由中区变频泵组供水,低区由市政管网直接供水。
该给水方式省去了高位水箱,能源省。
优点:
各区独立的给水系统,互不影响,供水安全可靠;水泵集中布置便于管理维护;运行动力费用经济;无水箱,可以减少二次污染现象,便于结构的设计,也可以增加营业收入。
缺点:
水泵型号、数量较多,投资较高,对电源要求高,且需要一套价格较贵的变频调速控制装置。
图2.2变频泵并联供水方式原理图
方案③屋顶水箱的减压水箱供水方式
特点:
该给水方式工作原理与减压阀给水方式相同,不同处在以减压水箱来代替减压阀。
该给水方式水泵数量最少,设置费用低,管理维护简单,设备布置较集中,水泵房面积小,各分区减压水箱调节容积小;但该方式水泵运行费用高,屋顶
水箱容积大,对建筑结构的抗震不利;供水可靠性差。
优点:
水泵数量减少,设备费用少,管理维护简单,泵房面小,设备布置较集中,投资省。
缺点:
对于建筑物负荷较大,下区供水压力损耗较大,能源消耗大;减压水箱易坏且易引起二次污染。
中间设置水箱对于住宅楼经济利益较差。
图2.3减压水箱给水方式原理图
(7)总结:
结合本设计是办公住宅楼,人们对生活水质有较高要求,而设置屋顶水箱容易引起二次污染,故选择方案二变频泵并联供水方式。
即Ⅰ区为-1至4层,采用下行上给供水方式,即市政管网直接供低区各卫生洁具。
Ⅱ区为5至12层,共8层,采用上行下给供水方式,用变频泵供水。
Ⅲ区为13至18层,共6层,采用上行下给供水方式,用变频泵供水。
整个系统的组成包括:
引入管、水表节点、给水管网和附件,此外,还包括高、中区所需要的地下生活贮水池、加压泵。
2.1.2冷水管材及管道设备安装要求
(1)贮存设备
地下贮水池设置在负一层的水池室里,采用不锈钢生活水箱。
(2)管材
引入管和主干管采用钢塑复合管,支管采用无规共聚聚丙烯塑料管(PP-R)。
(3)给水管道布置及设备安装要求
根据《建筑给水排水规范》GB50015-2003(2009年版)结合本设计具体情况管道布置与安装应符合下列要求
1、敷设在室外综合管廊(沟)内的给水管道,宜在热水、热力管道下方,冷冻管和排水管的上方。
给水管道与各种管道之间的净距,应满足安装操作的需要,且不宜小于0.3m。
室内冷、热水管上、下平行敷设时,冷水管应在热水管下方。
卫生器具的冷水连接管,应在热水连接管的右侧。
生活给水管道不宜与输送易燃、可燃或有害的液体或气体的管道同管廊(沟)敷设。
2、室内生活给水管道宜布置成枝状管网,单向供水。
3、室内给水管道不应穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间,并应避免在生产设备、配电柜上方通过。
室内给水管道的布置,不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。
4、室内给水管道不得布置在遇水会引起燃烧、爆炸的原料、产品和设备的上面。
5、埋地敷设的给水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,在特殊情况下必须穿越时,应采取有效的保护措施。
6、给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。
给水管道不宜穿越橱窗、壁柜。
给水管道不得穿过大便槽和小便槽,且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。
7、给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。
如必须穿越时,应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。
8、塑料给水管道在室内宜暗设。
明设时立管应布置在不易受撞击处,如不能避免时,应在管外加保护措施。
9、塑料给水管道不得布置在灶台上边缘;明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m,距燃气热水器边缘不宜小于0.2m。
达不到此要求时,应有保护措施。
10、室内给水管道上的各种阀门,宜装设在便于检修和便于操作的位置。
11、建筑物内埋地敷设的生活给水管与排水管之间的最小净距,平行埋设时不宜小于0.50m;交叉埋设时不应小于0.15m,且给水管应在排水管的上面。
12、给水管道的伸缩补偿装置,应按直线长度、管材的线胀系数、环境温度和管内水温的变化、管道节点的允许位移量等因素经计算确定。
应利用管道自身的折角补偿温度变形。
13、当给水管道结露会影响环境,引起装饰、物品等受损害时,给水管道应做防结露保冷层,防结露保冷层的计算和构造,可按现行国家标准《设备及管道保冷技术通则》GB/T11790执行。
14、给水管道暗设时,应符合下列要求:
(1)不得直接敷设在建筑物结构层内;
(2)干管和立管应敷设在吊顶、管井、管窿内,支管宜敷设在楼(地)面的垫层内或沿墙敷设在管槽内;
(3)敷设在垫层或墙体管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm;
(4)敷设在垫层或墙体管槽内的给水管管材宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材;
(5)敷设在垫层或墙体管槽内的管材,不得有卡套式或卡环式接口,柔性管材宜采用分水器向各卫生器具配水,中途不得有连接配件,两端接口应明露。
15、管道井的尺寸,应根据管道数量、管径大小、排列方式、维修条件,结合建筑平面和结构形式等合理确定。
需进人维修管道的管井,其维修人员的工作通道净宽度不宜小于0.6m。
管道井应每层设外开检修门。
管道井的井壁和检修门的耐火极限和管道井的竖向防火隔断应符合消防规范的规定。
16、给水管道应避免穿越人防地下室,必须穿越时应按现行国家标准《人民防空地下室设计规范》GB50038的要求设置防护阀门等措施。
17、需要泄空的给水管道,其横管宜设有0.002~0.005的坡度坡向泄水装置。
18、给水管道穿越下列部位或接管时,应设置防水套管:
(1)穿越地下室或地下构筑物的外墙处;
(2)穿越屋面处;
注:
有可靠的防水措施时,可不设套管。
(3)穿越钢筋混凝土水池(箱)的壁板或底板连接管道时。
19、明设的给水立管穿越楼板时,应采取防水措施。
20、在室外明设的给水管道,应避免受阳光直接照射,塑料给水管还应有有效保护措施;在结冻地区应做保温层,保温层的外壳应密封防渗。
21、敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防冻措施。
2.2室内热水系统的设计
2.2.1室内热水系统方案的确定
根据《建筑给水排水规范》GB50015-2003(2009年版)结合本设计具体情况热水系统选择应符合下列要求
(1)热水供应系统的选择,应根据使用要求、耗热量及用水点分布情况,结合热源条件确定。
(2)当日照时数大于1400h/年且年太阳辐射量大于4200MJ/m2及年极端最低气温不低于—45℃的地区,宜优先采用太阳能作为热水供应热源。
(3)具备可再生低温能源的下列地区可采用热泵热水供应系统:
1在夏热冬暖地区,宜采用空气源热泵热水供应系统;
2在地下水源充沛、水文地质条件适宜,并能保证回灌的地区,宜采用地下水源热泵热水供应系统;
3在沿江、沿海、沿湖、地表水源充足,水文地质条件适宜,及有条件利用城市污水、再生水的地区,宜采用地表水源热泵热水供应系统。
注:
当采用地下水源和地表水源时,应经当地水务主管部门批准,必要时应进行生态环境,水质卫生方面的评估。
(4)当没有条件利用工业余热、废热、地热或太阳能等自然热源时,宜优先采用能保证全年供热的热力管网作为集中热水供应的热媒。
(5)当区域性锅炉房或附近的锅炉房能充分供给蒸汽或高温水时,宜采用蒸汽或高温水作集中热水供应系统的热媒。
(6)当本规范第5.2.2~5.2.4条所述热源无可利用时,可设燃油(气)热水机组或电蓄热设备等供给集中热水供应系统的热源或直接供给热水。
(7)局部热水供应系统的热源宜采用太阳能及电能、燃气、蒸汽等。
(8)利用废热(废气、烟气、高温无毒废液等)作为热媒时,应采取下列措施:
1加热设备应防腐,其构造应便于清理水垢和杂物;
2应采取措施防止热媒管道渗漏而污染水质;
3应采取措施消除废气压力波动和除油。
(9)采用蒸汽直接通入水中或采取汽水混合设备的加热方式时,宜用于开式热水供应系统,并应符合下列要求:
1蒸汽中不得含油质及有害物质;
2加热时应采用消声混合器,所产生的噪声应符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB3096的要求;
3当不回收凝结水经技术经济比较合理时;
4应采取防止热水倒流至蒸汽管道的措施。
(10)集中热水供应系统应设热水循环管道,其设置应符合下列要求:
1热水供应系统应保证干管和立管中的热水循环;
2要求随时取得不低于规定温度的热水的建筑物,应保证支管中的热水循环,或有保证支管中热水温度的措施;
3循环系统应设循环泵,并应采取机械循环。
(11)设有三个或三个以上卫生间的住宅、别墅的局部热水供应系统当采用共用水加热设备时,宜设热水回水管及循环泵。
(12)建筑物内集中热水供应系统的热水循环管道宜采用同程布置的方式;当采用同程布置困难时,应采取保证干管和立管循环效果的措施。
(13)居住小区内集中热水
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