建筑给水排水工程课程设计计算说明书.pdf

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1、西安建筑科技大学课程设计（论文）第 1 页 共 44 页 目录 1 绪论.2 1.1 设计任务.2 1.2 设计要求.2 1.3 原始资料.2 2 系统选择与管道布置.3 2.1 给水系统.3 2.2 热水系统.4 2.3 消防系统.5 2.4 污废水排水系统.6 2.5 雨水排水系统.7 3 设计计算.10 3.1 室内给水系统的计算.10 3.2 热水系统计算.19 3.3 消防给水系统计算.22 3.4 排水系统的计算.28 3.5 雨水系统的计算.31 4 材料设备表.33 5 心得体会.35 6 参考文献.36 附录 1 给水管道水力计算表.37 附录 2 热水管道水力计算表.40

2、附录 3 排水管道水力计算表.41 附录 4 消火栓管道水力计算表.44 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 2 页 共 44 页 1 绪论 1.1 设计任务 据有关部门批准的设计任务书，西安市青龙小区拟建 8 幢商品住宅楼，其中 5 号楼 8 层，层高 3.00 米。平面结构见附图。热水由家用热水器供应。该楼设室内消火栓给水系统。1.2 设计要求（1）说明书完整、条理清楚、编排合理、语言规范、准确、简练、工整、装订整齐。（2）所用公式及计算方法应注明来源，使用理由，说明各符号的意义，单位及参数选择理由。（3）图纸应能正确表达设计意图，图面布置合理，图面整洁、规范、线条清晰，符合制图标准，并用

3、工程字注文，标注齐全。（4）独立思考，遵守纪律，按时作息，独立完成。1.3 原始资料 （1）该楼位于西安城区内，地形平坦。为级非自重湿陷性黄土，工程地质条件良好。室外地面标高-0.45m。（2）该楼的四周距墙 3 米处有小区给水管，管径 DN150，管中心标高为-1.30m，该处最小水压为 0.45MPa。（3）热水由每户的家用燃气热水器供给。（4）室内污废水合流排出，该楼的四周距墙6米处有小区污水管，管径为 300m，最小埋深 1.5 米。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 3 页 共 44 页 2 系统选择与管道布置 2.1 给水系统 2.1.1 供水方式 非高层建筑主要的给水供水方式及其

4、特点、适用范围如下：（1）直接给水方式 特点：系统简单，安装维护方便；投资省，节约能源；无调节、储备水量。适用范围：适用于单层和多层建筑；高层建筑中下部的几层；室外管网能满足使用要求的各用水点。（2）单设水泵 特点：系统较简单，维护管理也较方便；无高位水箱荷载；投资尚可；不节能；对动力保证要求较高；从室外管网直接吸水时，无调节水量；当采用变频调速技术时，费用较高。适用条件：室外管网水压经常不足；建筑物不宜或无法设置高位水箱；若用普通水泵，须用水均匀。（3）单设水箱 特点：系统较简单、安装维护较方便；节能有一定的调节、储备水量，供水较可靠；投资尚可；高位水箱增加荷载。适用范围：室外管网压力周期不

5、足的多层建筑（白天不足，晚间有保证）；日用水量较小的多层建筑（否则水箱容积太大）；室内要求压力稳定的多层建筑，允许设置水箱的多层建筑；根据建筑给水排水设计规范 GB50015-2003(2009 年版)对给水系统选择的要求：（1）应利用室外给水管网的水压直接供水。当室外给水管网的水压和（或）水量不足时，应根据卫生安全、经济节能的原则选用贮水调节和加压供水方案；（2）给水系统的竖向分区应根据建筑物用途、层数、使用要求、材料设备性能、维护管理、节约供水、能耗等因素综合确定；（3）不同使用性质或计费的给水系统，应在引入管后分成各自独西安建筑科技大学课程设计（论文）第 4 页 共 44 页 立的给水管

6、网。本设计中的建筑为商品住宅楼，楼高为 8 层，层高 3.00 米。该楼的四周距墙 3 米处有小区给水管，本设计给水系统利用市政管网水压直接供水，供水干管埋地，供水方式采用下行上给式的直接排水方式。该建筑为一栋两单元式住宅，设两条引入管，由于建筑物的性质和特点，因此引入管从建筑物南侧小区给水干管引入，考虑供水安全可靠性，在引入管上设旁通管。这种给水方式简单，经济，适合于多层建筑，可以满足本设计中建筑的用水要求。管道布置见平面图。2.1.2 给水系统管材 目前我国给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等，焊接钢管耐压，抗振性能好，重量比铸铁管轻；铸铁管性脆，重量大，但耐腐蚀，经久耐用，价格低

7、；近年来给水塑料管取得了很大的进展，有硬聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管等，塑料管具有耐化学腐蚀性能强，水流阻力小，重量轻，运输安装方便，节约能源等优点。本设计中室内给水系统只管支管的管材采用聚丙烯塑料管（PP-R管），管道工作压力为 0.90MPa，室外引入管及立管均采用不锈钢管。2.2 热水系统 2.2.1 供水方式 本设计中不采用热水集中供应，热水由每户的家用燃气热水器供给，热水器布置在厨房或者卫生间内，应该尽量避免靠近冰箱和燃气，管道只可在热水器接出口处出现三通，当穿过客厅、餐厅、卧室时要靠墙敷设。管道布置见平面图。2.2.2 热水系统管材 热水管道的工作压力和工作温度不得大于

8、产品标准标定的允许工西安建筑科技大学课程设计（论文）第 5 页 共 44 页 作压力和工作温度，应选用耐腐蚀、安装连接方便可靠、符合饮用水卫生要求的管材及相应的配件，一般可采用薄壁铜管、薄壁不锈钢管、三型无规共聚聚丙烯（PP-R）管、铝塑复合管等。当选用塑料热水管或塑料和金属复合热水管时，应符合以下要求：（1）管道的工作压力应按相应温度下的允许工作压力选择。（2）管件宜采用和管道相同的材质。（3）定时供应热水的系统因其水温周期性变化大，不宜采用对温度变化敏感的塑料热水管。（4）设备机房内的管道不应采用塑料热水管。经过综合考虑，本设计中热水管材采用聚丙烯（PP-R）热水管。2.3 消防系统 2.

9、3.1 供水方式 本设计中建筑为民用建筑。根据规范可知，每单元室内外消防流量为 5L/s，充实水柱不能小于 10 米，因此本设计中充实水柱取 10m，水枪喷嘴流量 2.5L/s，消防立管管径为 DN100。由于本设计中楼层为 8层，室外给水管网提供的水量和水压在任何时候均能满足室内消火栓给水系统的用水要求，所以本设计中消防给水系统由室外给水管网直接供水。管道布置见平面图。2.3.2 消防系统消火栓配置及管材 消火栓要求布置在明显，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，其间距不大于 50m，本设计中设 1 根消防立管，消火栓设在每层楼电梯前室，采用双阀双出口消火栓，室内消火栓箱

10、内均设有远距离启动消防泵的按钮。在建筑物屋顶设一个试验消火栓，以利于消防人员经常试验和检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑物火灾的波及。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 6 页 共 44 页 消防管道因为其承受的压力较大，一般采用镀锌钢管，管径大于DN100 的一般采用无缝钢管。考虑到阻燃，塑料管道在消防中很少采用。本设计中消防管道材料采用焊接钢管。2.4 污废水排水系统 2.4.1 排水体制和通气方式（1）生活排水系统分为生活污水排水系统和生活废水排水系统，其中生活污水排水系统排除大便器、小便器以及与此类似的卫生设备产生的污水；生活废水排水系统排除洗脸、洗澡

11、、洗衣和厨房产生的废水。本设计中采用生活污水和生活废水合流制排水体制。按照室内排水横支管所设位置，可将排水系统分为异层排水系统和同层排水系统。同层排水主要特点有产权清晰，卫生器具布置不受限制，没有预留孔洞，排水噪音小等优点，适用于各种卫生间，主要是在当下层为卧室厨房，生活饮用水池，遇水燃烧的场所。异层排水是指室内卫生器具的排水支管穿过本楼层楼板后接下层的排水横管，再接入排水立管的敷设方式，优点是排水通畅，安装方便，维修简单，土建造价低，配套管道和卫生器具市场成熟。结合本建筑的特点和性质，排水系统采用异层排水。（2）建筑内部排水管道内是水气两相流，为了使排水管道系统内空气流通，压力稳定避免因管道

12、内压力波动使有毒气体有害气体进入室内，需要设置与大气相通的通气管道系统。通气系统有排水立管延伸到屋面上的伸顶通气管、专用通气管以及专用附件。本设计采用有通气的普通单立管排水系统，排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通，即设置普通单立管伸顶通气。管道布置见平面图。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 7 页 共 44 页 2.4.2 排水系统管材 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的管件。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、耐磨和耐高温性能好的优点，缺点是造价高适用于建筑高度超过 100 米的高层建筑、对

13、防火等级要求高的建筑物；目前在建筑内部广泛应用的排水管是硬聚氯乙烯塑料管（简称UPVC 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，同时也有强度低、耐温性能差、立管噪声大、暴露于空气中易老化、防火性能差等缺点。本设计中排水管采用 U-PVC 塑料管，横支管坡度采用标准坡度0.026。2.5 雨水排水系统 2.5.1 雨水排水方式（1）根据建筑给水排水设计规范 GB50015-2003(2009 年版)，原则是屋面雨水应该迅速、及时的将屋面雨水排至室外雨水渠道或地面上。选择雨水排水系统应着眼于安全又经济的原则进行考虑，安全的含义是指能够迅速

14、的、及时的将屋面雨水排至室外，屋面溢水频率低，室内管道不漏水，地面不冒水。为此，密闭式系统优于敞开式系统，外排水系统优于内排水系统。考虑到本建筑屋面汇水面积不大，且楼层较低、雨水量较小，因此本设计中屋面雨水排水系统采用普通外排水系统，降落到屋面上的雨水沿屋面流入雨水斗、沿连接的立管排放至室外散水。（2）雨水斗是一种雨水由此进入排水管道的专用设置，设在天沟西安建筑科技大学课程设计（论文）第 8 页 共 44 页 或屋面的最低处，重力式雨水斗有 65 式、79 式和 87 式三种。根据建筑给水排水工程（第六版）这三种雨水斗在满足安全的前提下，主要考虑其经济的原因，即造价低和寿命长，87 式雨水斗造

15、价偏低，寿命较长，且 87 式雨水斗具有进出口面积比最大，斗前水位最深，掺气量少，水力性能稳定能迅速排除屋面雨水的优点。综合各方面原因，87 式雨水斗具有造价低，寿命长，水力条件好等优点，因此结合本建筑的特点，本设计采用 87 式雨水斗重力外排水系统。管道布置见平面图。2.5.2 雨水排水系统管材 排水的管材都可以用于雨水排水系统，由建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（2009 年版）可知，雨水排水管材应该符合以下规定：（1）重力流排水系统多层建筑宜采用建筑排水塑料管，高层建筑宜采用耐腐蚀的金属管、承压塑料管；（2）满管压力流排水系统宜采用内壁较光滑的带内衬的承压排水铸铁管、承压塑

16、料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于满管压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于 0.15MPa；（3）小区雨水排水系统可选用埋地塑料管、混凝土管或钢筋混凝土管、铸铁管等。排水管材主要包括排水铸铁管和排水塑料管，二者的特点如下：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、耐磨和耐高温性能好的优点，缺点是造价高适用于建筑高度超过 100 米的高层建筑、对防火等级要求高的建筑物；塑料管 建筑内部广泛应用的排水管是硬聚氯乙烯塑料管（简称西安建筑科技大学课程设计（论文）第 9 页 共 44 页 UPVC 管），

17、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，同时也有强度低、耐温性能差、立管噪声大、暴露于空气中易老化、防火性能差等缺点。由于塑料管具有价格便宜，且施工简便，水力条件好等优点，结合本建筑的特点和考虑到规范要求，本设计采用塑料管。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 10 页 共 44 页 3 设计计算 3.1 室内给水系统的计算 3.1.1 设计参数的确定 本设计中建筑为居民住宅楼，每户人数按 3.5 人计算。一层 4 户，共 8 层，所以该居民住宅楼总的人数大约为 3.5*4*8=112 人。根据建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（

18、2009 年版）知道本建筑内有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备，所以本住宅楼类型为普通住宅类，最高日用水定额为 130300 L/(人d)，小时变化系数为 2.82.3。本设计中按照老师的要求按照学号进行内插得出定额及时变化系数，学号为 31 号，是班级学号最大的，所以得出该设计的最高日用水定额取 300 L/(人d)，使用时间为 24h，取K?=2.3。3.1.2 最高日和最大时用水量计算 33112 300 1033.6/ddQmqmd （3-1）33.6/2.33.2224hndQk QT m?/h （3-2）式中：dQ为最高日用水量 L/d；m为用水单位数，人或床位数等

19、，工业企业建筑为每班人数；dq为最高日生活用水定额 L/(人d)；hQ为最大小时用水量 L/h；hK为小时变化系数。3.1.3 设计秒流量公式 卫生器具按照最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称为室西安建筑科技大学课程设计（论文）第 11 页 共 44 页 内给水管网的设计秒流量，以此可以达到给水管网水力计算的目的，即确定各管段管径、管网的水头损失和给水系统所需压力。该建筑物为普住宅楼，查 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（2009年版），可知：（3-3）式中：0U生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率，%；0q最高用水日的用水定额，L/(人d)；m用水人数，

20、人；hK时变化系数；T用水小时数，h。由平均出流概率可以计算出同时出流概率，见下式。0.491(1)*100(%)cgNUNg （3-4）式中：U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；c对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率（0U）的系数；gN计算管段的卫生器具给水当量总数。表 3-1 c与0U的对应关系 0U(%)2c/10 0U(%)2c/10 1.00 0.323 4.00 2.816 1.50 0.697 4.50 3.263 2.00 1.097 5.00 3.715 2.50 1.512 6.00 4.629 3.00 1.939 7.00 5.555 3.50 2.374

21、 8.00 6.489 0h0q*m*100(%)(0.2*3600)gKUNT西安建筑科技大学课程设计（论文）第 12 页 共 44 页 通过计算出的同时出流概率和给水当量可以计算出设计秒流量，见下式。gq=0.2*gUN （3-5）式中：gq设计秒流量，sL/；gN给水当量总数；0.2一个卫士器具给水当量的额定流量，L/s。根据管道布置确定最不利配水点，对最不利配水点所在管段进行编号，如图 3-1；西安建筑科技大学课程设计（论文）第 13 页 共 44 页 图 3-1 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 14 页 共 44 页 根据草图的管段编号查表得各用水器具的用水当量 Ng，从而求出各

22、管段的总当量数，再根据公式求出各管段的设计秒流量，计算结果见下表：表 3-2 计算管段设计秒流量 管道 编号 卫生器具名称数量 当量总数 设计秒流量qg(L/s)大便器 浴盆 淋浴器 洗脸盆 洗涤盆 洗衣机 0.5 1.2 0.75 0.75 1.0 1.0 01 1 0.50 0.10 12 1 1 1.50 0.25 23 1 1 1 2.00 0.29 34 1 1 1 2 2.50 0.32 45 1 1 1 2 3.00 0.35 67 2 1 1 2 1 6.45 0.52 78 4 2 2 4 2 2 12.90 0.75 89 8 4 4 8 2 2 25.80 1.08 91

23、0 12 6 6 12 4 4 38.70 1.34 1011 16 8 8 16 6 6 51.60 1.56 1112 20 10 10 20 8 8 64.50 1.76 1213 24 12 12 24 10 10 77.40 1.94 1314 28 14 14 28 12 12 90.30 2.11 1415 32 16 16 32 14 14 103.20 2.27 3.1.4 系统所需的水压（1）公式及参数含义 H=21HH+543HHH （3-6）其中：H为建筑内部给水系统所需的压力，至室外引入管起点轴线算起，m；H1为引入管起点至最不利点位置高度所要求的静水压,m；H2为计

24、算管路的沿程和局部水头损失之和，m；H3为水流通过水表时的水头损失，m；西安建筑科技大学课程设计（论文）第 15 页 共 44 页 H4为最不利点所需的最低工作压力，m；H5为安全水头，按 2 米计，m。（2）沿程损失计算 给水管网的水头损失计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分。沿程损失计算公式如下：hi=iL （3-7）式中：h沿程水头损失,kPa；L管道计算长度,m；i管段单位长度水头损失,kPa/m。表 3-3 生活给水管道的水流速度 公称直径（mm）1520 2540 5070 80 水流速度（m/s)1.0 1.2 1.5 1.8 具体计算过程附表，计算结果见表 3.3 表 3-

25、4 最不利管路水压计算校核 管道编号 管径/mm 管长/m 流速(m/s)单位沿程损失/m 沿程损失/kpa 累计沿程损失/kpa 01 20 1.07 0.57 0.34 0.37 0.37 12 20 3.25 0.79 0.45 1.46 1.82 23 20 5.95 0.91 0.59 3.51 5.33 34 25 2.55 0.65 0.25 0.63 5.95 45 25 1.34 0.72 0.29 0.39 6.35 67 25 10.00 1.06 0.60 6.04 12.39 78 32 3.00 0.93 0.35 1.06 13.45 89 40 3.00 0.8

26、6 0.23 0.70 14.15 910 40 3.00 1.06 0.35 1.04 15.19 1011 50 3.00 0.79 0.16 0.47 15.66 1112 50 3.00 0.9 0.20 0.59 16.24 1213 50 3.00 0.99 0.23 0.70 16.94 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 16 页 共 44 页 1314 50 3.00 1.08 0.27 0.82 17.76 1415 50 16.00 1.16 0.31 5.02 22.79 （3）局部损失的计算 生活给水管道的配水管的局部水头损失，有根据管道的连接方式采用的管(配)件当量

27、长度法计算法或按照管网沿程水头损失百分数计的估算法。当管道的管(配)件当量长度资料不足时，可按下列管件的连接状况，根据管网的沿程水头损失的百分数取值，本设计中按照沿程损失的 30%计算。30%*fihh （3-8）式中：fh管道局部水头损失；ih管道沿程水头损失。（4）水表的选择及水头损失的计算（含分户水表和总水表）水表水头损失的计算是在选定水表的型号后进行的，选表的选择包括确定水表类型及口径。水表的类型应该根据各类水表的特征和安装水表的管段通过水流的水质、水量、水压、水温等情况选定。在每层入户前安装分户水表，在引入管上安装总水表。本设计中，两水表均采用旋翼式，根据管段的设计秒流量确定水表的型

28、号分别 LXS-25C 与 LXS-40N 的旋翼式水表。考虑到水量的特征，如果选用与管径相同的水表，将十分浪费，且计量不准确；其中LXS-40N 的公称管径是 60mm，而两边管道的管径为 50mm，在此需要加设变径装置。水表的水头损失可按下式计算：2gdbqhK （3-9）式中：dh为水表的水头损失，kPa；gq为计算管段的给水设计流量，m/h；西安建筑科技大学课程设计（论文）第 17 页 共 44 页 bK为水表的特性系数，一般由生产厂家提供，也可按下 式计算，其中旋翼式水表如下：2max100bQK （3-10）式中：maxQ水表的过载流量，m/h。对于分户水表，选用 LXS-25C

29、型水表，maxQ=7 m/h，得出：2max49=0.49100100bQK 221.87=7.14 kpa24.50.49gdbqhK 所以分户水表在正常使用时满足条件。对于入户水表采用 LXS-40N，maxQ=30 m/h，得出：2max900=9010010bQK 2239.06=16.95 kpa29.490gdbqhK 所以入户水表在正常使用和消防时均能满足条件。（5）总水压计算 H=21HH+543HHH （3-11）式中：H为建筑内部给水系统所需的压力，至室外引入管起点轴线算起，m；H1为引入管起点至最不利点位置高度所要求的静水压，m；考虑最不利点卫生器具水嘴离地 0.7 米。

30、H2为计算管路的沿程和局部水头损失之和，m；H3为水流通过水表时的水头损失，m；西安建筑科技大学课程设计（论文）第 18 页 共 44 页 H4为最不利点所需的最低工作压力，m；H5为安全水头，按 2 米计，m。所以：H=23+2.963+0.788+7+2=35.751 m 表 3-5 最不利配水点所需要的总压力计算结果见表 沿程损失(m)2.28 局部损失(m)0.68 水表损失 分户水表 流量(m/h)水表 型号 过载 流量(m/h)公称直径(mm)常用 流量(m/h)水表损失(m)0.79 1.87 LXS-25C 7 25 3.5 0.714 入户水表 流量(m/h)水表 型号 过载

31、 流量(m/h)公称直径(mm)常用 流量(m/h)水表损失(m)8.17 LXS-50N 30 60 15 0.074 最不利点静压(m)23.00 最不利点所需压力(m)7.00 最不利点所需供水压力(m)33.75（6）水压的校核 由设计资料可知，该楼的四周距墙 3 米处有小区给水管，管径DN150，管中心标高为-1.30m，该处最小水压为 0.45MPa，即室外管网可以提供的最小水压为 45 米。因为：35.751 m 45m 所以通过校核，满足要求。（7）减压计算 对于静水压力大于 0.35Mpa 的入户管或是配水横管，宜设减压阀或调压措施。1 层分户水表前的压力为 45-0.5-1

32、-1.3-0.42=41.78 m 35 m 所以选用 Y110-25 的减压阀，阀前压力为 0.42Mpa，阀后压力为西安建筑科技大学课程设计（论文）第 19 页 共 44 页 0.3Mpa。2 层分户水表前的压力为 41.78-3=38.78 m35 m 所以选用 Y110-25 的减压阀，阀前压力为 0.388Mpa，阀后压力为0.3Mpa。3 层分户水表前的压力为 38.78-3=35.78 m35 m 所以选用 Y110-25 的减压阀，阀前压力为 0.356Mpa，阀后压力为0.3Mpa。4 层分户水表前的压力为 35.78-3=32.78m 35 m，因此不用设置减压阀。3.2

33、热水系统计算 3.2.1 热水计算草图 在进行热水计算的时候，对两个单元进行的户型进行编号，其中左边为第一单元，右边为第二单元，从左至右分别为 A,B,C,D 四个户型。图 3-2 A 户型热水布管草图 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 20 页 共 44 页 图 3-3 C 户型热水布管草图 图 3.4 B、D 户型热水布管草图 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 21 页 共 44 页 3.2.2 热水流速要求 在进行热水计算的时候，由于热水的流速具有下表的限制，因此在设计管径的时候需要满足流速要求，以达到最好的水力条件和效果。表 3-6 热水管道的水流速度 公称直径（mm）1520 2

34、540 50 水流速度（m/s)0.8 1.0 1.2 3.2.3 热水计算结果 热水计算过程见附表，计算结果见下表（其中编号按照最后一个卫生器具向加热器逐次增大，且洗涤盆由于流量小，直接按照塑料管最小管径值 de20 确定其管径）：表 3-7 A 户型计算结果 计算管段编号 设计秒流量(L/s)流速(m/s)管径 de(mm)01 0.10 0.32 20 12 0.25 0.79 20 23 0.29 0.58 25 34 0.32 0.66 25 45 0.37 0.74 25 由于四个户型的热水器具所连接的顺序一致，虽然户型不同，但是计算结果一致，见下表。表 3-8 B、C、D 户型计

35、算结果 计算管段编号 设计秒流量(L/s)流速(m/s)管径 de(mm)01 0.10 0.32 20 12 0.25 0.79 20 23 0.29 0.58 25 34 0.32 0.66 25 45 0.37 0.74 25 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 22 页 共 44 页 3.3 消防给水系统 3.3.1 消火栓系统的布置 消火栓系统布置包括室内消火栓布置原则和管网布置原则，具体要求如下：（1）室内消火栓布置原则 消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达；消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于 3

36、0m，裙房不应大于 50m；消火栓栓口离地面高度宜为 1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直；消火栓应采用同一型号规格。根据建筑给水排水设计手册消火栓的栓口直径本设计中采用消火栓为 SN50，管径为 DN50，龙带接口为 KN50，水枪喷嘴口径选用 16mm，水带长度选用 25m。临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施；消防电梯间前室应设消火栓；建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用消火栓，保护本建筑免受其他建筑火灾的影响。（2）管网布置原则 消火栓给水管道的安装原则与生活给水管道基本相同，不同之处是消火栓给水系统的管网应呈环状管网

37、布置；消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位；室内消火栓给水管道应采用阀门分成若干独立段，阀门的布置，应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一根；当竖管超过 4 根时，西安建筑科技大学课程设计（论文）第 23 页 共 44 页 可关闭不相邻的两根。阀门应有明显的启闭标志。本设计拟采用在消火栓竖管两端各设一个阀门，竖管中间再设一个，即每根竖管设 3 个蝶阀。（3）水泵接合器 根据建筑给排水防火规范7.4.5 条规定，水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为 1540m。n=qQ（个）（3-12）式中：n水泵接合器的个

38、数（个）；Q室内消火栓消防用水量 L/s）;q每个水泵接合器的供水流量（L/s），一般取 1015L/s。由于 Q=8.58L/s，所以 n=1。本设计室内消火栓消防系统设置 1 个 SQX-100 型地上式水泵接合器。3.3.2 栓口所需水压的计算（1）消防立管的确定 消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R3LLd （3-13）式中：R为消火栓保护半径，m；dL为水带敷设长度，m；考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系数 0.8；3L为水枪充实水柱长度的平面投影长度，m。因此，消火栓的保护半径为：R3LLd=250.8727 m 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 24 页 共 44 页

39、消火栓竖管尽量靠近柱或墙，同时满足上述要求，本设计设 1 根消火栓立管。（2）根据建筑给水排水设计手册规范可知，确定最小充实水柱长度H?=10m；（3）根据建筑给水排水设计手册可知，79 层的住宅建筑消火栓用水量为 5L/s，同时使用的水枪数量为 2，每只水枪最小流量为2.5L/s，每根竖管的最小流量为 5L/s。根据 建筑给排水防火规范，本设计中消火栓系统采用 DN5016的直流水枪，水带长 25m，直径为 DN50，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的，所以本设计中选择衬胶水带。（4）水带的水头损失；(从后面的计算中得出消火栓水枪的出流量为 3.3L/s，因此可以计算出栓口压力)水带

40、阻力损失：dhzAdL2xhq （3-14）式中：dh为水带阻力损失，m；zA为水带阻力系数；dL为水带有效长度，m；xhq为水枪喷嘴出流量，L/s。本设计中为 16mm 的水枪配 50mm 的衬胶水带，查表可知 50mm的水带阻力系数zA值为 0.00677。因此，水带阻力损失为：dhzAdL2xhq0.00677253.321.824 m(5)计算消火栓栓口所需压力 消火栓口所需水压：kdqxhHHHH (3-15)式中：zhH为消火栓口的水压，m；西安建筑科技大学课程设计（论文）第 25 页 共 44 页 qH为水枪喷嘴处的压力，m；dH为水带的水头损失，m；kH为消火栓栓口水头损失，按

41、 2m 计算。水枪喷嘴处水压 qH10fmH(1fmH)（3-16）式中：qH为水枪喷嘴处水压，mOH2；f为水枪实验系数；mH为水枪充实水柱，m；为水枪系数。经过查表可知，水枪喷口直径选 16mm，水枪系数值为 0.0124，充实水柱取mH=10m，单个水枪的设计流量 3.3L/s。4m=1.19+80 0.01*fH（）水枪实验系数f值为 1.198。因此，水枪喷嘴处所需水压为：qH10fmH(1fmH)1.19810.00（10.01241.19810.00）14.07015mH2O140.7kPa 3.3.3 水力计算 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 26 页 共 44 页 消防管

42、道计算草图 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 27 页 共 44 页（1）根据室内消火栓用水量及每根竖管最小流量初步确定立管、干管管径；根据规范要求，消防竖管不宜小于 100mm 且不宜变径，因此查表初定消防立管管径为 DN100mm。（2）按照最不利点消防竖管和消火栓流量分配要求，确定最不利和次不利消防竖管及出水枪数支数，根据最不利点栓口压力和沿程损失计算最不利支管次不利点的压力及出流量，计算次不利管段起点的压力及其出流量，计算过程如下：根据规范，按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，本设计中最不利消防竖管出水枪数为 2 支。1 点的水枪射流量：11qxhBHq （3-17）1=3.

43、3/sxhqqBHL 由于是双阀双出口，因此将最不利的两只水枪，即是最高层的一个水箱的两只水枪流量相加，为：q=2*3.3=6.6L/s（3）计算系统的水头损失 对管段进行编号计算，系统的损失计算结果如下：表 3-9 最不利管段损失计算 计算管段 设计秒流量（L/s）管长（m）管径 DN（mm）流速（L/s）单位长度沿程损失（kpa）本段沿程损失（kpa）01 3.3 3.00 100 0.64 0.09 0.26 12 6.6 20.40 100 1.09 0.23 4.77 23 6.6 14.50 100 1.09 0.23 3.39 沿程损失（kpa）8.41 西安建筑科技大学课程设计

44、（论文）第 28 页 共 44 页 局部损失=累积沿程损失*10%（kpa）0.84 累积损失（kpa）9.25 （4）计算系统所需压力 消火栓给水系统所需总水压为：Hx=H1+Hxh+Hw 23.4+14.07+0.0925=38.40 mOH2 消火栓总用水量Q?6.60L/s 表 3-10 消火栓系统压力计算 局部损失 0.084 累计损失 0.93 消火栓栓口压力 14.07 消火栓栓口静压 23.40 消火栓系统所需压力 38.40 消火栓系统所需流量 6.60（5）压力校核 通过计算可知，消火栓给水系统所需总水压为 41.42m，因为 41.42 m 45 m。所以，经验证外网压力

45、能满足消火栓的动压和静压要求。根据建筑给水排水防火设计规范消火栓给水系统的分区原则为小于 1Mpa 不用分区，小于 0.5Mpa 不用减压。本建筑给水压力最大为 0.45Mpa0.5Mpa，所以不用进行减压计算和设置。具体计算过程见附录消防。3.4 排水系统的计算 建筑排水系统分为生活排水系统和屋面雨水排水系统。生活污、废水合流排入市政污水排水管，屋面雨水排入市政雨水排水管。其中西安建筑科技大学课程设计（论文）第 29 页 共 44 页 建筑内部排水体制分为合流制和分流制两种。根据环保的要求，结合室外排水系统的设置，由于市政排水集中至城市污水处理厂处理，所以本设计中建筑的生活排水系统采用合流制

46、，即：生活污、废水不进行局部处理，合流排出室外管网。地下室集水坑，设潜污泵排水。屋面雨水为外排水系统，雨水经屋面雨水斗收集后由管路输送直接排至室外。本设计中建筑内部排水系统主要包括以下几部分：（1）卫生器具和生产设备受水器：洗脸盆，洗手盆，浴盆，大便器，小便器，污水盆，洗涤盆，地漏等；（2）排水管道系统:主要由排水管，存水弯，横支管，立管，埋地横支管，排出管等组成；（3）清通设备:清通设备有检查井，清扫口，检查口；（4）污水提升设备；（5）通气管系统，本设计中采用伸顶通气。3.4.1 排水设计秒流量计算 排水设计秒流量按公式：max0.12ppqNq （3-18）式中：pq为计算管段排水设计秒

47、流量，L/s pN为计算管段卫生器具排水当量总数；maxq为计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流 L/s；为根据建筑物类别而确定系数，本建筑为小区生活住宅，取 1.5。当用上述设计秒流量计算公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，这时应按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为排西安建筑科技大学课程设计（论文）第 30 页 共 44 页 水设计秒流量。横管最大设计充满度规定如下：生活排水管道：管径125mm，最大设计充满度为 0.5；管径150200mm，最大设计充满度为 0.6。根据规定，建筑内部排水管的最小管径为 50m

48、m，凡是连有大便器的支管，其最小管径为 110mm，厨房的立管管径最小为 75mm。根据 建筑给水排水工程 第五版可查得各卫生器具的排水流量、排水当量和排水管的管径如下：表 3-11 用水器具的基本参数 用水器具 额定流量(L/s）当量数 连接管径 de(mm)浴盆/混合水嘴 1.00 3.00 50 大便器/冲洗水箱 1.50 4.50 100 洗脸盆/双阀 0.25 0.75 50 洗涤盆/混合水嘴 1.00 3.00 50 淋浴器/混合水嘴 0.15 0.45 50 家用洗衣机 0.50 1.50 50 管段编号见平面图，各管道的设计秒流量等设计结果见附表。3.4.2 排水立管的计算 计

49、算包括立管所连的总当量数和计算管段的设计秒流量，立管设有伸顶通气立管，通气立管的管径与排水里管道的管径一致，按不超过排水立管最大允许排水流量确定管径，计算结果见附表。3.4.2 排水横干管的计算 计算污水横干管内容包括排出管设计秒流量、管径、坡度、流速的确定，其中与卫生器具连接的支管采用标准规定的排水管径确定。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 31 页 共 44 页 通过塑料排水管水力计算表，确定各个计算管段的管径，计算结果见附表。3.5 雨水系统的计算 本设计中屋面雨水排水，采用雨水斗外排水的方式，排水管选用UPVC 排水管，雨水斗选用 87 式，单斗布置。雨水通过雨水斗、雨水斗连接管、悬

50、吊管、立管及埋地横管等，接入市政雨水排水管。3.5.1 汇水面积的计算 雨水汇水面积的计算主要包括屋面总面积、雨水立管的根数及每根立管的汇水面积的计算。屋面汇水面积应按屋面的水平投影面积计算；高出屋面的侧墙的汇水面积计算，按侧墙面以及侧墙之间的平面位置与高度差，作调整系数为 50%的汇水面积折算；经计算本设计中屋顶总面积为 534.46m?.本建筑共分为两个单元，根据建筑给水排水设计新规范：每个单元至少设置 2 根雨水立管；相邻两根立管的间距保持在 812 米；塑料雨水立管管径至少 de110。本设计中共设置了 5 根雨水管，雨水立管分别为 YL1-YL5，由于立管间距并不满足 812 米的条