给排水专业课程设计项目说明指导书.doc

扬州大学

建筑给排水课程设计

题目：扬州市某宿舍给水排水工程设计

院(系)别 水能学院
专 业 建筑环境与能源应用工程
班 级 建环
学 号
姓 名
指引教师
日 期

1. 建筑给水排水设计任务书 1
1.1. 设计题目 1
1.2. 基本规定 1
1.3. 提交成果 1
1.4. 重要参照文献 1
2. 设计方案概述 2
2.1. 给水工程 2
2.2. 排水工程 2
2.3. 消防排水 2
2.4. 管道平面布置与管材 2
3. 建筑内部给水系统 3
3.1. 给水系统方式拟定 3
3.2. 拟定用水定额及时变化系数 3
3.3. 计算水系统所需压力 3
4. 建筑内部排水系统 7
4.1. 设计规定 7
4.2. 水力计算 7
五、热水系统设计 10
5.1热水供应方案拟定 10
5.2热水管道布置与敷设 10
5.3热水供应系统水力计算 10

1. 建筑给水排水设计任务书
1.1. 设计题目
某宿舍建筑给水排水工程设计
该建筑位于扬州市，市政给水管网可提供水压为0.3MPa，供水管DN200mm，位于建筑东侧绿地内，管中心埋深0.40m，建筑物南侧有DN200排水管网，管内底埋深0.85m，建筑内一层地面标高为±0.00m。
平面布置见平面图。
设计者需要完毕该建筑给水系统、排水系统和消防系统和热水系记录算并绘图。
1.2. 基本规定
1、准时独立完毕所规定设计任务与内容。设计中涉及设备与器材需要明确型号与安装规定。设计成果需符合国家现行规范、原则。
2、设计阐明书应涉及工程设计重要原始资料、方案选取分析阐明、重要设备材料选取，设计计算与有关简图、以及重要参照文献资料等。规定内容系统完整，计算对的，阐述简洁明了，文理通顺，数据可靠，图表设计合理详实，装订整洁。
3、设计图纸应能较精确地表达设计意图，图面力求布局合理对的清晰，符合制图原则，专业规范及关于规定，用工程字注文。
1.3. 提交成果
各系统平面图，系统图，厨房卫生间大样图；
设计计算阐明书一份。
1.4. 重要参照文献
《建筑给水排水设计规范》(GB50015-)
《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（）
《给水排水制图原则》（GB/T 50106-）
《给水排水原则图集》
《建筑给水排水设计手册》
《给水排水设计手册》第1、2、11册

2. 设计方案概述
2.1. 给水工程
本工程为盐都市永宁寺僧众宿舍，该宿舍共3层，每间宿舍2位僧人。宿舍卫生间内设一种洗手盆一种淋浴头一种大便器。
该建筑位于盐都市，市政给水管网可提供水压为0.3MPa，供水管DN200mm，位于建筑南侧绿地内，管中心埋深0.40m，建筑物南侧有DN200排水管网，管内底埋深0.85m，建筑内一层地面标高为±0.00m。充分运用市政管网直接给水是一方面要考虑，建筑内给水方案采用由室外市政给水管网直接供水。且均采用下行上给方式。
2.2. 排水工程
依照规定，为减少污废水解决量，采用分流排水系统。宿舍大便器污水排往建筑外化粪池解决，洗手盆淋浴器所有废水水经环保部门批准后可直接排入排水管网。废水和污水分别采用单独立管排往建筑外。
2.3. 消防排水
依照《建筑防火规范》，本建筑为民用建筑（层），耐火级别2级，建筑类别3类。设消火栓给水系统。消火栓用水量10L/S。室内消火栓系统不分区，火灾前期10分钟用水量设于办公楼屋顶水箱内。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm,充实水柱为12m水柱，采用衬胶水带，直径65mm，长度20m。（布置见平面图）
2.4. 管道平面布置与管材
建筑内给水工程、排水工程、消防给水工程、管道平面布置见平面图。
由市政给水管网引入建筑物埋地0.4mDN200铸铁横管设立闸阀和LXS旋翼湿式水表。综合考虑经济、技术、供水可靠性，除建筑物外埋地供水管采用铸铁管，给水立管、横支管都采用塑料管沿墙壁明装敷设。
室内生活污水立管设于宿舍接纳大便器废水。室内生活废水立管设于洗涤池内侧，接纳洗涤池排水，排水管材采用硬聚氯乙烯管。
消防立管明装于楼道走廊。室外生活和消防给水横干管管中心线标高为-0.4米，室内加上地坪标高给水变为0.4米，消防变为0.9米。排水横干管管中心起始标高为-0.85米，室内加上地坪标高变为-0.4米。消防给水管采用普通镀锌铸铁管，外部刷为红色。

3. 建筑内部给水系统
3.1. 给水系统方式拟定
查《建筑给排水设计规范》GB50015-,由规范中条例3.3.3可知，建筑物内给水系统宜按下列规定拟定：
应运用室外给水管网水压直接供水。当室外给水管网水压和（或）水量局限性时，应依照卫生安全、经济节能原则选用贮水调节和加压供水方案；
给水系统竖向分区应依照建筑物用途、层数、使用该规定、材料设备性能、维护管理、节约供水、能耗等因素综合拟定；
不同使用性质或计费给水系统，应在引入管后提成各自独立给水管网。
常用给水方式有：直接供水方式，其长处为供水较可靠，系统简朴，投资省，安装维护简朴，可充分运用外网水压，节约能源；其拟定是内部无贮水量外网停水时内部及时断水。单设水箱供水方式，其长处为供水较可靠，系统较简朴，投资较省，安装、维护较简朴，可充分运用外网水压，节约能源；其缺陷是需设高位水箱，增长构造载荷，若水箱容积局限性，也许导致上、下层同步停水。设水泵水箱供水方式，其长处为水箱储备一定水量，停水停电时可延时供水，供水可靠，可充分运用外网水压，节约能源；安装、维护较麻烦，投资较大；有水泵振动和噪声干扰；需设高位水箱，增长构造载荷。
本次设计采用直接供水方式。
3.2. 拟定用水定额及时变化系数
查《建筑给水排水设计规范》GB50015-，由规范中表可知，僧众宿舍最高日生活用水定额为100~150L ，小时变化系数为3.0~2.5。据本建筑物性质和室内卫生设备之完善限度，选用最高日生活用水定额为：，取小时变化系数=3.0 。
最高日用水量：
最高日最大时用水量：
设计秒流量按公式：
本工程为宿舍(Π类)，a=2.5，因此，
3.3. 计算水系统所需压力
依照给水管道平面布置和系统图，进行水力计算。在轴测图上定出最不利配水点（淋浴器），拟定计算管路，以流量变化处为结点，从最不利配水点开始，进行结点编号。结合平面系统图，给水系统水力计算如下：

图3.1 室内给水系统图

依照各管段卫生器具给水当量总数可求出所有管段设计秒流量，流速应控制在容许范畴内，查附表2-3可得管径DN和单位长度沿程水头损失i，局部阻力折算成当量长度并入沿程损失。该最不利环路各段当量长度如下表所示：

表3.1 当量长度表
表3.1 当量长度表
管段编号
8-9
7-8
6-7
5-6
4-5
3-4
2-3
管件名称
90°弯头
异径
三通
异径
三通
三通
三通

三通
三通
异径
90°弯头
异径

异径

90°弯头

当量长度
2.1
0.6
3.1
0.3
1.8
1.8
1.5

4.6
3.7
0.5
1.2
0.3

0.2

1.8

总计
6.7
6.1
3.6
1.5
2.1
1.8
1.7

由式（2-13）计算出管路沿程水头损失。各项计算成果均列入下表中。

表3.2 层室内给水管网水力计算表
表3.2 给水管网水力计算表
管段编号
卫生器具
卫生器具名称、数量、当量
当量总数
设计秒流量qg(L/s)
DN（mm）
v（m/s）
单阻i（kpa）
管长（m）
沿程水头损失hy=iL（kpa）
当量
淋浴头
洗手池
坐便器
（n/N）
0.5
0.5
0.5
ΣN
1-2
n/N
1/0.5
0
0
0.5
0.35
20
0.92
0.56
3.5
1.96
2-3
n/N
1/0.5
1/0.5
1/0.5
1.5
0.61
25
0.91
0.39
2.7
1.05
3-4
n/N
2/1.0
2/1.0
2/1.0
3.0
0.87
32
0.85
0.27
5.4
1.46
4-5
n/N
4/2.0
4/2.0
4/2.0
6.0
1.22
32
1.2
0.50
5.7
2.85
5-6
n/N
6/3.0
6/3.0
6/3.0
9.0
1.50
40
0.9
0.22
10.1
2.22
6-7
n/N
12/6.0
12/6.0
12/6.0
18.0
2.12
50
0.81
0.21
10.8
2.27
7-8
n/N
18/9.0
18/9.0
18/9.0
27.0
2.60
70
0.68
0.08
12.6
1.01
8-9
n/N
33/16.5
33/16.5
33/16.5
49.5
3.52
80
0.64
0.06
11.8
0.71
Σhy=10.667kpa

要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需水量，给水系统水压（自室外引入管起点管中心标高算起）最不利配水点具备足够流出水头，去计算公式如下：

H:建筑内给水系统所需水压，kPa；
H1：引入管起点之最不利配水点位置高度所规定静水压，kPa；
H2:引入管起点值最不利配水点给水管路即计算管路沿程与局部水 头损失之和，kPa；
H3：水流通过水表时水头损失，kPa；
H4：最不利配水点所需最低工作压力，kPa；（见表2-1）.
由表图、表、可知：H1=7.2+0.8-（-0.4）=8.4mH2O=84kpa（其中0.8为配水嘴距室内地坪安装高度）。
H2=1.3Σhy=1.3×6.725=8.74kpa
H4=50kpa（即最不利点水嘴最低工作压力）
因住宅建筑用水量较小，总水表和分户水表均选用LXS湿式水表，分户表和总水表分别安装在(和⑧管段上，q4=0.87L/s=3.13m3/h，q=2.81L/s=10.116m3/h，查附表1-1，选25mm口径分户水表，其惯用流量3.5m3/h＞q4，过载流量为7m3/h。因此分户水表水头损失：

选口径50mm总水表，其惯用流量为15m3/h＞q8，过载流量为30m3/h。因此总水表水头损失为：
hd和H，d均不大于水表水头损失容许值。水表总水头损失为：

因此。给水系统所需压力H：H=H1+H2+H3+H4=174.1KPa＜300KPa满足规定。

4. 建筑内部排水系统
4.1. 设计规定
为保证管道系统有良好水利条件，稳定管内气压，防止水封被破坏，保证良好室内环境卫生，在设计计算横支管和横干管时，必要满足下列规定。
4.1.1. 最大设计布满度
建筑内部横水管按非满流设计，以便使污废水释放出气体能自由流动排入大气，调节排水管道系统内部压力，按接纳意外高峰流量。建筑物内部排水横管最大设计布满度见表
表4.1 排水横管最大设计布满度
排水管道类型
管径（mm）
最大设计布满度
生活排水管道
≤125
0.5
150~200
0.6
生产废水管道
50~75
0.6
100~150
0.7
≥200
1.0
生产污水管道
50~75
0.6
100~150
0.7
≥200
0.8
4.1.2. 管道坡度
设计中排水管采用塑料管，原则塑料排水管件（三通、弯头）夹角为91.5°，塑料排水横管原则坡度均为0.026.参照《给水排水设计手册02 表（4-16）》
4.1.3. 最小管径
设计中只有洗手盆、小便器、大便器3类卫生器具。参照《给水排水设计手册》，建筑物排出管径不不大于50mm。医院、厨房、浴室以及大便器排放污水水质特殊，其最小管径应不不大于50mm。
4.2. 水力计算
依照《建筑给水排水设计规范》，生活排水管道设计秒流量按公式：
（式5-1）
式中：—计算管段排水设计秒流量，L/s；
—计算管段卫生器具排水当量总数；
—计算管段上排水量最大一种卫生器具排水流量，L/s；
—依照建筑物用途而定系数，按表2.4拟定。
表4.2 依照建筑物用途而定系数值
建筑物名称
宿舍（Ⅰ、Ⅱ）、住宅、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院卫生间
旅馆和其她公共建筑盥洗室和厕所间
值
1.5
2.0~2.5
设计中建筑为宿舍，属于住宿（Ⅰ、Ⅱ）类，因此=1.5。
设计计算及参数
本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相似。采用生活污水与生活废水分流排放。生活污水系统=1.5L/s，生活废水系统，=0.15L/s。
4.2.1. 支管
污水系统分两类。一类每层支管只连接一种大便器，支管管径取DN100，采用通用坡度i=0.020；另一类每层支管上连接两个大便器。
洗手盆排水支管和淋浴器排水支管管径都取DN50，采用通用坡度i=0.035。不需要设专用通气立管。
洗手盆与淋浴器汇合后支管管段排水设计秒流量按公式计算为：

成果不不大于洗手盆和浴盆排水量之和0.10+0.15=0.25L/s，取，查附表5-2，管径为DN75，采用通用坡度i=0.025。不需要设专用通气立管。
4.2.2. 立管
生活污水排水系统每根立管排水设计秒流量为：

其中3为层数，4.5为设冲洗水箱蹲式大便器排水当量，2为每根立管每层接纳坐便器个数。出户管管径选DN100排水铸铁管，h/D=0.5，坡度为0.01时，其排水量为2.58L/s，流速为0.66m/s，满足规定。
生活废水排水系统每根立管排水设计秒流量为：

其中，0.45为淋浴器排水当量，0.3为洗手盆排水当量，3为层数，2为每根立管每层接纳卫生器具个数。出户管管径选DN75排水铸铁管，h/D=0.5，坡度为0.005时，其排水量为0.85/s，流速为0.38m/s，满足规定。因此不需要设专用通气立管，设伸顶通气管即可，管径取DN50，顶伸出屋面0.5m,其顶端装设风帽或网罩，避免杂物落入排水立管。
4.2.3. 排水横干管计算
计算各管段设计秒流量，依照已标注管段查附表5-2，选用适当坡度，计算成果见下表：

表4.3 横支管水力计算表（污水系统1）
管段编号
卫生器具名称
排水当量总数Np
设计秒流量qp(L/s)
管径de（mm）
坡度i
洗手盆
淋浴器
大便器
Np=0.3
Np=0.45
Np=4.5
A—B

6
27
2.44
100
0.012
B—C

12
54
2.82
100
0.015
D—E

6
27
2.44
100
0.012
E—F

12
54
2.82
100
0.015

图4.1 污水系统图

表4.4 横支管水力计算表（污水系统2）
管段编号
卫生器具名称
排水当量总数Np
设计秒流量qp(L/s)
管径de（mm）
坡度i
洗手盆
淋浴器
大便器
Np=0.3
Np=0.45
Np=4.5
a—b

6
27
2.44
100
0.012
c—d

6
27
2.44
100
0.012

图4.2 污水系统图

表4.5横支管水力计算表（废水管1）
管段编号
卫生器具名称
排水当量总数Np
设计秒流量qp(L/s)
管径de（mm）
坡度i
洗手盆
淋浴器
大便器
Np=0.3
Np=0.45
Np=4.5
1—2
6
6

4.5
1.38
100
0.012
2—3
12
12

9
1.54
100
0.015
4—5
6
6

4.5
1.38
100
0.012
5—6
12
12

9
1.54
100
0.015

图4.3 废水系统图

表4.6 横支管水力计算表（废水管2）
管段编号
卫生器具名称
排水当量总数Np
设计秒流量qp(L/s)
管径de（mm）
坡度i
洗手盆
淋浴器
大便器
Np=0.3
Np=0.45
Np=4.5
1—2
6
6

4.5
1.38
100
0.012
3—4
6
6

4.5
1.38
100
0.012

图4.4 废水系统图

五、热水系统设计
5.1热水供应方案拟定
本次对办公楼热水供应采用供应系统为集中热水供应系统，采用间接加热，半循环、下行上给、定期循环热水供水方式，加热和贮热设备选用半容积式水加热器。热水管材均选用聚丙烯管。
5.2热水管道布置与敷设
热水管网同给（冷）管网，有明设和暗设两种敷设方式。铜管、薄壁不锈钢管、衬塑钢管等可依照建筑、工艺规定暗设或明设。热水管道穿过建筑物楼板、墙壁和基本处应加套管，穿越屋面及地下室外墙时，应加防水套管，以免管道膨胀时损坏建筑构造与管道设备。当穿过有也许发生积水房间地面或楼板面时，套管应高出地面50-100mm。热水管道在吊顶内穿墙时，可预留孔洞。下行上给式热水系统设有循环管道时，其回水立管应在最高配水点0.5m处与配水立管连接。
5.3热水供应系统水力计算
5.3.1热水供应系统水力计算
（1）热水量
按规定取每日供应热水时间为8h，取计算用热水温度为70℃，冷水为10℃。查《建筑给排水设计规范》GB-500015-()表5.1.1-1热水用水定额表，取60℃热水用水定额5L/（人·班）。
则最高日用水量为
其中66为员僧人数。
折合成70℃热水最高日用水量为

查《建筑给水排水设计规范》GB 50015—（）表5.3.1办公楼热水小时变化系数表，员工用热水量相对较少，忽视不计。
再按卫生器具1h用数量计算；洗手盆数目3套，取同类卫生器具同步使用百分数70%，，查《建筑给水排水设计规范》GB-500015-()表5.1.1-2卫生器具1次和1h热水用水定额及水温表，办公楼洗手盆小时用水量为50-100L,使用水温为35℃，取50L/h（35℃），则

比较与，两者成果存在差别，为供水安全起见，取两者较大者作为设计小时用水量，即。
（2）耗热量
冷水取用扬州市地下水，其温度为10℃，热水温度取70℃，则耗热量

（3）加热设备选取计算
拟采用半容积式水加热器。设蒸汽表压为1.96×，相相应绝对压强为2.94×，其饱和温度为=133℃，热媒和被加热水计算温差

依照半容积式水加热器有关资料，铜盘管传热系数K为1047w/（m²·℃），传热效率修正系数=0.7，取1.1，水加热器传导面积

半容积式水加热器贮热量应不不大于15min设计小时耗热量，则其最小贮水容积V=15×60×0.012=10.8L
依照计算所得F，V分比对照样本提供参数，选取水加热器型号
5.3.2热水配水管网水力计算
计算用图如图5-1所示。水力计算表如表5-1。

图5-1热水系统水力计算用图
表5-1热水配水管网水力计算表

热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相似。但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。

表3.1 当量长度表
管段编号
8-9
7-8
6-7
5-6
4-5
3-4
2-3
管件名称
90°弯头
异径
三通
异径
三通
三通
三通

三通
三通
异径
90°弯头
异径

异径

90°弯头

当量长度
2.1
0.6
3.1
0.3
1.8
1.8
1.5

4.6
3.7
0.5
1.2
0.3

0.2

1.8

表3.2 给水管网水力计算表
管段编号
卫生器具
卫生器具名称、数量、当量
当量总数
设计秒流量qg(L/s)
DN（mm）
v（m/s）
单阻i（kpa）
管长（m）
沿程水头损失hy=iL（kpa）
当量
淋浴头
洗手池

（n/N）
0.5
0.5
ΣN
1-2
n/N
1/0.5
0
0.5
0.35
20
0.92
0.56
3.5
1.96
2-3
n/N
1/0.5
1/0.5
1.5
0.61
25
0.91
0.39
2.7
1.05
3-4
n/N
2/1.0
2/1.0
3.0
0.87
32
0.85
0.27
5.4
1.46
4-5
n/N
4/2.0
4/2.0
6.0
1.22
32
1.2
0.50
5.7
2.85
5-6
n/N
6/3.0
6/3.0
9.0
1.50
40
0.9
0.22
10.1
2.22
6-7
n/N
12/6.0
12/6.0
18.0
2.12
50
0.81
0.21
10.8
2.27
7-8
n/N
18/9.0
18/9.0
27.0
2.60
70
0.68
0.08
12.6
1.01
8-9
n/N
33/16.5
33/16.5
49.5
3.52
80
0.64
0.06
11.8
0.71
Σhy=10.667kpa
热水配水管网局部水头损失按沿程水头损失30％计算。热水配水管网水力计算管路总水头损失为：7.3×1.3=9.49kPa取10kPa。
水加热器出口至最不利点配水嘴几何高差为：
11.9+0.4-（-0.3）=12.6m=126kPa
考虑50kPa流出水头，则热水配水管网所需水压为：

比温降为 ，其中F为配水管网计算管路管道展开面积，计算F时，立管均按无保温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值。
如图4-2所示，热水配水管网计算管路管道展开面积
F=0.1325×13.5+0.1325×3.6+0.1251×3.4=2.69

然后从第4点开始，按公式依次计算出各节点水温值，将计算成果列于表4-2中第7栏内。例如：
5.3.3选取循环水泵
依照公式
循环水泵流量应满足
依照公式
（式5-3）
其中，则
37.6mm
依照选取循环水泵，选用G32型管道泵（，）
5.3.4蒸汽管道计算
已知总设计小时耗热量为
10860.5kJ/h
蒸汽比热取2167kJ/kg，蒸汽耗量为

蒸汽管道管径可查蒸汽管道管径计算表（），选用管径DN100。