毕业论文-洲株市翰林书城给水排水工程设计.doc

分类号 TU99 单位代码 11395 密 级 学 号 学生毕业设计题 目株洲市翰林书城给水排水工程设计作 者院 (系)建筑工程系专 业给水排水工程指导教师答辩日期2012年 06 月 10 日榆 林 学 院毕业设计诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人毕业设计与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日69榆林学院本科毕业设计摘 要本设计为株洲市翰林书城给水排水工程设计，内容包括高层建筑给水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、灭火器的配置、室内排水系统和雨水系统的设计。室内给水系统采用分区给水方式，地下一层至五层为低区，由市政给水管网直接供水,采用下行上给的方式供水；六至十四层为高区，采用屋顶水箱和水泵联合供水，供水方式为上行下给；消火栓给水系统采用临时高压给水系统；自动喷水灭火系统采用预作用式喷水灭火系统；灭火器统一采用手提式泡沫灭火器；排水系统采用污水和废水分流制，生活废水直接排入市政废水管网，生活污水经化粪池局部处理后再排入市政排水管网。雨水排水采用单斗内排水方式，雨水斗采用87式雨水单斗。关键词：给水系统；消火栓系统；自动喷水灭火系统；室内排水系统；雨水系统 The Water-Supply and Drainage Engineering of the Hanlin Bookstore of ZhuZhouABSTRACT This project is the water-supply and drainage engineering of the Hanlin bookstore of ZhuZhouIt includes the design of high-rise buildings water supply-system, hydrant system , automotive sprinkling system , configuration of the fire extinguisher, sewerage system and rain water systemThe interior water-supply system adopt the way of subregion，the-15rd floor is the low district，the source is the municipal water-supply net-workThe 614rd floor is the high district，which source is the tank of the roof and water pumpThe hydrant system adopt temporary high-pressure system.The automotive sprinkling system adopt pre-action water fire extinguishing system.The configuration of the fire extinguisher adopt portable type of foam fire extinguisher.The sewerage system uses the sewage and the waste water separate-sewage system,the waste sewage to disperse into the municipal drainage pipe network directly.The sanitary sewage disperses into the municipal drainage pipe network after disposed in the septic tankThe rain water system adopt the union drainage system of indoorKey words: water supply-system；hydrant system; automotive sprinkling system; sewerage system; rain water system目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1给水系统11.2消火栓系统21.3自动喷水灭火系统21.4灭火器的配置31.5室内排水系统31.6雨水系统4第2章 高层建筑给水系统设计与计算52.1 设计说明52.1.1 给水方式选择52.1.2 给水系统分区52.1.3 给水系统的组成52.1.4 给水管道布置与安装52.2 设计计算62.2.1 给水计算基本数据62.2.2 室外给水管网水力计算8第3章 高层建筑消防系统设计与计算213.1 设计说明213.1.1 设计参数213.1.2 消防系统设计213.1.3 消防管道布置与安装223.2 消火栓给水系统的设计与计算233.2.1 消火栓的布置233.2.2 水枪喷嘴处所需水压233.2.3 水枪的射流量243.2.4 水带的水头损失243.2.5 消火栓口所需的水压253.2.6 校核263.2.7 水力计算263.2.8 消防泵的选择273.2.9 水泵接合器的选择283.2.10 室外消火栓的选择283.2.11 减压孔板的选择283.2.12 消防高位水箱303.2.13 消防贮水池303.3 自动喷水灭火系统的设计与计算313.3.1 设计参数的确定313.3.2 水力计算323.3.3 自喷泵的选择计算362.3.4 校核最不利喷头373.3.5 水泵接合器的选择383.3.6 减压孔板的选择383.4 灭火器配置的设计与计算393.4.1 灭火器的设置要求393.4.2 设计参数393.4.3设计计算40第4章 高层建筑室内排水系统设计与计算424.1 设计说明424.1.1 排水方式的选择424.1.2 排水系统分区424.1.3 排水系统组成424.1.4 排水管道及设备安装要求424.2 设计计算454.2.1 设计规定454.2.2 排水管道水力计算474.2.3 通气管道管径计算574.2.4 化粪池容积的计算584.2.5 集水井和排污泵的计算594.2.6 室外排水管60第5章 高层建筑雨水系统设计与计算615.1 设计说明615.2 设计计算615.2.1.暴雨强度615.2.2.雨水立管的布置615.2.3.雨水斗的选用625.2.4.悬吊管的选用635.2.5.立管的选用645.2.6.埋地管的选用64第6章 结 论66参考文献67致谢69第1章 绪论1.1.给水系统拟设定两种方案：（1）下层直接供水，上层设水泵和水箱的联合供水方式；（2）下层直接供水，上层采用变频水泵加压供水的方式。两种方案的比较：名称优点缺点第一种方案 停水、停电时上层可延时供水，供水可靠 一次性投资较低。技术成熟安装维护麻烦，投资较大，振动、噪声干扰较大设有水箱，会产生水质的二次污染第二种方案不设水箱，减少了二次污染供水水压趋于稳定，节省能源一次性投资很大变频调速器价格昂贵、技术复杂结合实际情况,第二种方案工程造价高，不易操作管理和维护，而且现阶段的变频技术存在一定的缺点。第一种方案虽然存在二次污染的问题，但易于操作管理和维护，工程造价低，在管理妥善的情况下，二次污染的问题易于解决，更何况，书城本身对水质的要求不是非常严格，故本设计采用第一种方案。 具体方案按以下说明实施：建筑物地下一层到五层采用城市管网直接供水。考虑到水泵工作时的噪声较大，故将水泵设在地下室中。所以六层以上采用地下室水泵机组与屋顶水箱的联合分区供水。根据规范：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低处卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。所以初步计划其中低压区地下一层到五层为一个区，高压区六层到十四层为第二个区。每个区的最低卫生器具的静水压大于0.35MPa时，设支管减压阀，阀后压力为0.20MPa。书城无需供应热水，故本设计不进行热水系统的相关计算。1.2.消火栓系统方案选定：高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。本建筑高度大于50m，宜采用消防水泵和屋顶水箱联合供水，消防水池设于地下室。具体描述：室外消火栓用水量为20L/s，室内消火栓用水量为30 L/s，每根竖管的最小流量是15 L/s，每只水枪的最小流量是5 L/s，火灾延续时间为3h。室内消防栓的间距不超过120m,且距离高层建筑外墙不大于40m。消防栓管采用内外壁热镀锌钢管，口径DN小于100mm的丝接，否则采用沟槽式管件连接。消防立管设置在楼梯间、管道井内，消火栓应该尽量靠近利观。室外给水管道布置成环状，设两根进水管，一用一备。1.3.自动喷水灭火系统拟设定两种方案：（1）湿式自动喷水灭火系统；（2）预作用自动喷水灭火系统。两种方式的优缺点比较如下：名称优点缺点第一种方案灭火速度快，扑救效率高系统简单，施工、管理方便建设投资低，管理费用少，节约能源 管网中充满了有压水，渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用 适用于环境温度4t70的建筑物第二种方案管网中平时不充水，发生火灾时，自动排气充水，减小了管网的压力负荷系统更加先进可靠，适用于干式和湿式系统所能使用的任何场所 ，且适用范围广 比干式和湿式系统多了一套自动探测报警和自动控制系统系统比较复杂、投资较大，一半用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑结合实际情况，本设计采用第二种方案，即预作用自动喷水灭火系统。自喷消防管采用内外壁热镀锌钢管，口径DN小于100mm的丝接，口径DN大于100mm采用沟槽式管件连接。1.4.灭火器的配置 灭火器是最基本的灭火设施，根据规范要求，本设计统一采用手提式泡沫灭火器。 地下一层灭火器设置点数为11个，14层灭火器设置点数为16个，514层灭火器设置点数为5个。1.5.室内排水系统拟设定两种方案：（1）传统的排水：卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管；（2）同层的排水：卫生器具不穿楼板，在同层内接入立管。两种方式的优缺点比较如下：名称优点缺点第一种方案 卫生器具选择性较大且造价较低 安装技术简单，一般的安装人员就可以应付卫生器具穿越楼板进入他户，产权模糊 噪音干扰，上层用水下层的噪声很大漏水问题，一旦上层发生漏水问题，维修就比较困难。第二种方案 房屋产权明晰，管道检修可在本户内进行 卫生器具布置不受限制 排水噪音小，干扰小卫生器具的选择性较小，一般都会采用某专业品牌的卫生器具造价较高安装技术要求高，需要专业的安装技术人员结合实际情况，书籍遇水容易受损。若采用第二种方案，需设横干管将污废水引向管井，不仅所需管材较多，增加工程造价，且管段连接处易发生渗漏，不利于书籍等资料的保护。所以，本设计采用第一种方案。具体阐述如下：为了防止污废水倒流到第一层，一层专门设立排水立管，并接入上部排水系统污水干管的通气管，采用污水、废水分流制系统。因为城市排水管道为污水与雨水合流排水管道，所以地面以上生活污水、废水经化粪池处理后，分别排入城市排水管道和城市污水管道。1.6.雨水系统雨水排水采用内排水单斗雨水系统，以达到外观简单精美的效果。所有排水管材按照高层建筑排水规范采用PPI承压1.0MPa排水管排水。地下室废水经集水坑收集、潜污泵(固定自耦式安装)提升后排出。污水排水干管、雨水排水干管均敷设于设备层中。雨水斗采用87式雨水单斗。第2章 高层建筑给水系统设计与计算2.1 设计说明2.1.1 给水方式选择 市政给水管网可提供的常年资用水头为0.35MPa，远不能满足建筑内部用水要求，故考虑二次加压。经技术经济比较，室内给水系统采用水泵与水箱结合的供水方式；且因为市政给水管网不允许直接抽水，故须设置地下室贮水池。生活贮水池与消防贮水池分开设置。2.1.2 给水系统分区本建筑高度为56.8m，地下一层，地上14层。所选卫生器具给水配件处的最大静水压力为50150kPa,故本建筑竖向供水分为两个区，-15层为低区，614层为高区。低区由室外市政管网直接供水给水管网采用下行上给式。为了保证安全供水，高区供水干管布置成环状网。给水管网采用上行下给式。水引至屋顶水箱，通过各自干管减压阀供水。屋顶设水箱间，生活高位水箱与消防高位水箱分开设置。2.1.3 给水系统的组成本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵和水箱配水设施和计量仪表等组成。2.1.4 给水管道布置与安装（1）各层给水管道采用安装敷设，引入管采用给水钢管，室内给水管均采用给水塑料管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接；（2）管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm，支管距墙、梁、柱净距为2025mm； （3）给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面；（4）立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面1020mm；（5）在立管横支管上设阀门。管径DN50mm时设闸阀，管径DN50mm时设截止阀；（6）引入管穿地下室外墙设套管；（7）给水横干管设0.003的坡度，坡相泄水装置；（8）贮水池采用不锈钢板焊接而成；（9）生活泵设在地下一层，所有水泵出水管均设缓闭止回阀，除消防泵外其它水泵均设减震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。2.2 设计计算2.2.1 给水计算基本数据根据设计资料、建筑性质和卫生设备的完善程度，依据建筑给水排水设计规范，可查得相应的用水量标准。宿舍（带盥洗室、浴盆） 宿舍共有168间，2床/间，且设阳台，用水定额为150L/（pd），时变化系数2.5，供水时间24h。办公室 大空间办公室面积为2417.1=410.4,办公人数按公式N=A/a确定，A为总面积，a=0.2p/。大空间办公室人数N=0.2410.4=82.08人，取N=82人，办公室总人数=52+2+82=136人；用水定额为50L/（人班），时变化系数1.2，供水时间为10h。娱乐厅 面积为369，人数确定方法同（此处a=0.3 p/），人数N=0.3369=110.7，取N=110人；用水定额为15L/（pd），时变化系数1.2，供水时间为10h。会议室 四层会议室总面积为406.66，人数确定方法同，其人数为122人；十四层会议室人数为10人；用水定额为8L/( 座位次)，时变化系数1.2，供水时间4h健身厅 面积为222，人数确定方法同，其人数为67人，周末时为100人；用水定额为50L/( 人次)，时变化系数1.2，供水时间为12h。多功能厅 面积为335.4，人数确定方法同，其人数为N=0.2335.4=67.08人，取N=67人，周末时取N=80人；用水定额为6L/( 人次)，时变化系数1.2，供水时间为8h。咖啡厅 面积为117.5，人数确定方法同，其人数为N=0.2117.5=23.5人，取N=24人，周末时，取N=30人；用水定额为15L/( 人次)，时变化系数为1.2，供水时间为10h。食堂 假设所以住宿的人都在食堂就餐，人数为336人；用水定额为25L/( 人次)，时变化系数为1.2，供水时间为12h。书城（顾客与员工） 总面积为6591，顾客人数确定方法同，其顾客人数为N=0.26591=1318.2人，取N=1318人，周末时取N=1600人；书城里面的员工数为336-136=200人，所以，书城中的总人数为1600+200=1800人；用水定额为8L/( pd)，时变化系数1.2，供水时间为12h。停车库地面冲洗水 停车库共80个停车位，每个车位的尺寸取6m2.5m，停车库的面积约1200，每天冲洗三次；用水定额为3L/(次)，时变化系数为1.0，供水时间为8h。洗衣房 干衣量以60kg/d计，用水定额为80L/kg，时变化系数为1.2，供水时间为8h。锅炉房冷却水流量为2.0，供水时间为12h。中央空调循环冷却水流量为7.5，供水时间为12h。高低区用水量分别见表2-1、表2-2。表2-1 高区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额Qd（m/d）Kh供水时间（h）Qmax(m/h)1宿舍336人150L/（pd）50.4002.5245.2502会议室（十三层）10人1次8L/(座位次)0.0801.240.0243办公室136人2班50L/（人班）13.6001.2101.6324未预见水量按上述各项之和的5%3.2041.0240.1345合计67.2847.040表2-2 低区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额Qd（m/d）Kh供水时间（h）Qmax（m/h）1停车库1200m3次3L/（m次）10.8001.081.3502洗衣房60kg/d80L/Kg4.8001.280.720续表3书城（员工及顾客）1800人8L/(pd)14.4001.2121.4404咖啡厅30人3次15L/（p次）1.3501.2100.162 5多功能厅80人2次6L/（p次）0.9601.280.1446娱乐厅180人3次15L/（p次）8.1001.2100.9727健身厅100人3次50L/（p次）15.0001.2121.5008会议室（四层）122人1次8L/(座位次)0.9761.240.2939食堂336人3次25L/（p次）25.2001.2122.52010未预见水量按上述各项之和的5%4.2831.0240.17811合计89.9499.6692.2.2 室外给水管网水力计算（1）环网计算最高日用水量 =2.012+7.512+67.284+89.949=271.23设计秒流量查水力计算表，选用DN125的给水钢管，流速v=0.59m/s，1000i=6.294（2）引入管及水表选择从供水的安全可靠性考虑，选用两根引入管，且每根引入管均应承担75%的管网流量。流速v=0.45m/s，1000i=3.740水表选择亦是根据为准，查建筑给水排水设计手册（第一版）表15.4-1，选用LXS-80旋翼式冷水表，公称直径DN80，最大流量为70，公称流量为35，最小流量为1400L/h，始动流量为300L/h。水表水头损失的计算公式为 式中，水表的水头损失，kPa； 计算管段的给水设计流量， 水表的特性系数，旋翼式的特性系数按式计算，其中，为水表的过载流量，。水表LXS-80旋翼式冷水表的水头损失为=7.92 kPa，满足正常用水时24.5kPa的要求，即=7.92kPa。 表2-3 LXS-80旋翼式冷水表的外形尺寸型号DNLBH连接螺纹mmd（in）D(in)LXS-8080370280253法兰160 4M18注：1in=2.54cm（3）校核室外管网管径 校核消防时管网管径最大流量为。由水池进水管流速1.2m/s而定，=11.37L/s。查高层建筑给水排水设计手册（第二版）表3-5=30L/s。所以，Q=41.37L/s，因此室外管网流速为1.29m/s2.5m/s，满足要求。（4）屋顶水箱容积 本建筑供水系统水泵自动启动供水。据规范，每小时最大启动为48次，取=6次。安全系数C可在1.52.0内采用，为保证供水安全取C=2.0。614层之生活用冷水由水箱供给，-15层的生活用冷水虽然不由水箱供给，但考虑到市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下区设连通管），故水箱容积应按地下一层到十四层全部用水确定。又因水泵向水箱供水不与配水管网连接，故选水泵出水量与最高日最大时用水量相同，即=9.669+7.04=16.71。水泵自动启动安全可靠，屋顶水箱的有效容积为：屋顶水箱钢制，查02S101矩形给水箱（GJBT-565,2006年版），选用02S101（2#）2.4m，箱体尺寸为1400mm1400mm1200mm，有效水深0.8m。（5）地下室内贮水池容积 本设计高区为设水泵、水箱的给水方式，因为市政管网不允许水泵直接抽水，故地下室设生活贮水池。其容积V（-）+且（-）。式中，V贮水池有效容积，m； 水泵出水量，； 水池进水量，； 水泵最长连续运行时间，h； 水泵运行的间隔时间，h； 生产事故备用水量，m。 进水池的进水管径取DN50，按管中流速为1.1m/s估算进水量，则由给水钢管水力计算表知=2.4L/s=8.64。因无生产用水，所以=0。水泵运行时间应为水泵灌满屋顶水箱的时间，在该时段屋顶水箱仍在向配水管网供水，此供水量即屋顶水箱的出水量。按最高日平均小时来估算，为，则=1.39/（16.71-6.55）=0.14h=8.2min，取9min。贮水池的有效容积为：V（-）+=(16.71-8.64)0.14+0=1.13 m校核：水泵运行时间间隔应为屋顶水箱向管网配水（屋顶水箱由最高水位下降到最低水位）的时间。仍然以平均小时用水量估算，。满足的要求。参照高层建筑给水排水设计手册（第二版），“在计算生活贮水量（包括调节和安全备用水量）时，可采用按日用水量的百分数估算，但不得小于全日用水量的。”此处，生活贮水量按最高日用水量的13%计算，则V=271.2313%=35.3 m经比较，二者相差太大，考虑停水时贮水池仍能暂时供水，其容积按后者考虑，即贮水池有效容积V=35.3m，取V=36 m。生活贮水池钢制，尺寸为6m6m1.2m，有效水深1.0m。2.2.3 室内给水管网水力计算1）低区给水管网水力计算 图2-1 低区（-15层）给水管网水力计算用图由上图，低区管网水力计算成果如表23所示。图中节点6表示洗衣房。根据给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水，洗衣房每公斤干衣的给水流量为0.36，=1.5 。则洗衣房的最大日最大时流量为=32.4，取洗衣房的给水管的设计秒流量=32.4=9L/s。室内给水管全部采用PVC塑料管。查建筑给水排水工程（第五版）附录2.3，得：DN100，v=1.08m/s，i=0.11kPa/m。则=iL=0.114.3=0.473kPa。参照给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水（第二版）表1-20，在低区管网水力计算过程中，设计秒流量的计算采用公式式中，设计秒流量，L/s；根据建筑物用途而定的系数，本设计中，取=1.5；计算管段的卫生器具给水当量总数。注：使用上式进行相关计算时，应注意以下两点：（1）如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；（2）如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。表2-4低区室内给水管网水力计算表管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数N设计秒流量q（L/s）DNv（m/s）单阻i（kPa/m）管长（m）沿程水头损失（kPa）蹲便器洗脸盆坐便器小便器拖布盆洗菜盆0.50.56.00.51.02.20912.20.44201.180.86635.530.741210.50.15150.750.5640.80.452321.00.30200.790.4221.50.6334212.00.50250.760.2790.80.22451212.50.60250.910.3861.00.39562213.00.70251.060.5071.00.51673213.50.80251.210.6431.00.64784214.00.90320.880.2821.00.28895214.51.00320.980.3400.40.1491752116.71.29321.280.5423.21.73101110.50.15150.750.5640.80.45111221.00.30200.790.4222.30.971213121.50.40201.050.7031.00.701314222.00.50250.760.2791.00.281415322.50.60250.910.3861.00.391516423.00.70251.060.5071.00.511617523.50.80251.210.6430.40.261701041110.21.60400.960.2430.70.17181910.50.15150.750.5640.80.45192021.00.30200.790.4221.80.76续表2021211.50.40201.050.7030.70.492122222.00.50250.760.2790.70.202223232.50.60250.910.3860.70.272324243.00.70251.060.5070.70.362425253.50.80251.210.6430.70.452526264.00.90320.880.2820.70.20260274.51.00320.980.3400.40.14272810.50.15150.750.5640.80.45282921.00.30200.790.4221.50.632930212.00.50250.760.2790.80.2230311212.50.60250.910.3861.00.3931322213.00.70251.060.5071.00.5132333213.50.80251.210.6431.00.6433344214.00.90320.880.2821.00.283405214.51.00320.980.3403.71.260115872119.22.19500.830.1413.20.450110.50.15150.750.5640.80.451221.00.30200.790.4221.30.5523121.50.40201.050.7031.00.7037222.00.50250.760.2793.61.014511.00.20150.990.9400.80.7556111.50.30200.790.4221.00.4267212.00.40201.050.7030.40.287114214.00.90320.880.2820.80.238911.00.20150.990.9400.80.75910111.50.30200.790.4221.00.421011212.00.40201.050.7030.40.2811126226.01.22321.200.4844.01.93121362126.51.27321.250.5200.70.36131462227.01.32400.790.1730.70.12续表141562327.51.37400.820.1851.10.20151663328.01.41400.840.1921.20.23161764328.51.46400.870.2040.80.16171865329.01.50400.900.2170.80.171819663210.01.58400.95