小区4号住宅楼给排水课程设计.doc

XX小区4号住宅楼
给水排水工程设计
1 原始资料
1.1 该楼位于西安城区内，地形平坦。为Ⅱ级非自重湿陷性黄土，工程地质条件良好。室外地面标高-0.30m。
1.2 该楼的四周距墙3米处有小区给水管，管径DN150mm，管中心标高为-1.30m，该处最小水压为0.45MPa。
1.3 热水由每户的家用热水器供给。
1.4 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300mm，最小埋深1.5米。
1.5 该楼8层，层高3.00米。该楼设室内消火栓系统。
2 系统选择、管道布置及设计计算
2.1 给水系统
2.1.1 给水系统概况：
1. 因该楼所在小区给水管最小水压为0.45Mpa，而该楼的高度约为24m，高度远小于45m，所以采用直接给水方式，下行上给式（经校核满足要求）。
2. 引入管设置三条，分别由建筑的不同侧引入。利用市政管网压力直接供水，管材选用钢管。
3. 引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。
4. 给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口。
5. 管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。

2.1.2 用水定额及时变化系数：

2.1.3 用水单位数：

2.1.4 设计计算
1. 最高日用水量
m3/d；
2. 最大时生活用水量
m3/h；
3. 生活给水设计秒流量

4. 管段管内径

5. （查课本附录2.1（P390））水头损失：具体过程见水力计算表（给水）
a: 沿程损失：
b: 局部损失：（按占管网沿程水头损失的30%计算∈（25～30%）

c: 总水头损失：
6. 核算水压
建筑内部管网所需水压公式为：

H：建筑给水引入管前所需水压（kPa）
H1：最不利配水点与引入管的标高差（m）
H1=3×8＋1.3＝25.3 m
H2：建筑内部给水管网沿程和局部水头损失之和（kPa）
H2=61.32 kPa
H3：水表的水头损失（kPa）
因该住宅楼用水量较小，各入户管流量相近，各立管流量都相近，所以取最大值计算选取水表。 （手册P26）
分户水表和总水表分别按最大的入户设计流量和最大立管设计流量选。
入户管道公称直径DN25mm≤50mm 采用LXS-25C湿式水表
立管管道公称直径DN40mm≤50mm 采用LXS-40C湿式水表

书P389 附录1.1
型号
公称口径mm
过载流量m3/h
常用流量m3/h
分解流量m3/h
最小流量h/L
始动流量h/L
最小
读数
m3
最大读数m3
LXS-25C
25
7
3.5
0.35
105
23
0.0001
9999
LXS-40C
40
20
10
1.0
300
56
0.001
99999
LXS-25C的过载流量为7m3/h，所以分户水表的水头损失

LXS-40C其常用流量为10 m3/h＞qQ16-17=5.328 m3/h 过载流量为20 m3/h。

hd和hd`均小于水表水头损失允许值24.5kPa（书P37表2.4.5）满
足。所以单立管水表的总水头损失为：

：最不利处配水点所需流出水头，取 (手册P11)
：不可预见富裕水头，取
所以，建筑内部管网所需水压为：

= 10×25.3＋61.32＋12.11＋20＋20
= 366.43 (kPa)
由于建筑物所需水压为0.36643 Mpa ＜ 0.45 Mpa (小区给水管最小水压)
所以，满足水压要求，可以采用直接供水系统
7. 水力计算见附表“给水系统水力计算表”
8. 管道平面布置及透视效果见大图

2.2 热水系统
由原始材料可知热水由家用热水器供给，采用聚丙烯塑料管。查书P243-244表确定水加热器出口最高水温为60℃和配水点最低水温50℃，冷水计算温度取地面水温度4℃。
2.2.1 热水用水量计算
（采用根据卫生器具和其他热水用水量定额计算法）
对于全日供应热水的住宅，每户设有浴盆时，仅计算浴盆的热水用水量，其它器具的热水用水量不计。（手册P254）

——卫生器具一小时用热水量（60度时），=100（87—130）

——同类型卫生器具数
——同时使用百分数，住宅有浴盆取b=100。（手册P239）
2.2.2 耗热量计算
=4.19 KJ/

2.2.3 热水贮水器容积 （手册P256）

2.2.4 加热设备
因为住宅内每户均有加热设备，用水量较小，固选用容积式电力水加热器。（它具有一定的热水贮水容积，体积较大，使用前需预先加热，耗热损失较大，但它可同时供给多个用水点的热水，便于管理，且耗电功率较小。 （手册P285）
耗电功率为：

qr：热水流量，取小时用水定额为250L（书P241）
V：加热器容积（L）
1.10～1.20：热损失系数，取1.2
T1：热水使用时间 24 （手册P240）
C：比热容 4.187 kJ/kg℃
η：加热器效率 0.95～0.98，取0.95

注： 1. 电力水加热器设有安全可靠的接地措施，总接地电阻不大于0.1Ω泄露电流小于0.25mA。
2. 电源供应满足。
2.2.5 热水管道敷设与保温
1. 热水横管应有不小于0.003的坡度，坡向应考虑便于泄水和排除管道内的气体。
2. 热水管道穿过墙壁和基础时加套管，防止管道胀缩时损坏建筑结构和管道设备。
3. 设固定支座和活动导向支座。固定支座的间距应满足管段的热伸长量不大于伸缩器所允许的补偿量。固定支座之间设活动导向支座。
4. 在配水分干管配水点≥5个时，水加热器进出水口管道上设有阀门。
2.2.6 水力计算见附表“热水水力计算表”
综合表中可知三户的最大损失为0.08m，设流出水头为20kPa，则加热器的安装高度为0.08+20/10=2.08m。
注： 计算过程中，各户分别计算，根据其各自热水管网确定最不利供水点而确定最大水头损失。
2.2.7 热水管道布置见大图。

2.3 污废水排水系统
2.3.1 卫生器具及卫生间
1）卫生器具的选用（书 P168~169）
卫生器具的选用要求：
(1)卫生器具的材质应耐腐蚀、耐摩擦、耐老化，具有一定的强度，不含对人体有害的成分。
(2)设备表面要光滑、不易积污纳垢，玷污后要容易清洗。
(3)在完成卫生器具的功能—如大便器的功能是彻底地清洗掉便器内的粪便和保持便器清洁外，应尽量节约用水和减少噪音。
(4)要便于安装、维修。
(5)如在卫生器具内设有存水弯时，则存水弯要保持一定的水封高度。
选用类型：
①大便器：坐式低水箱虹吸式大便器（标准层卫生间内）
蹲式自闭式冲洗阀大便器（底层卫生间内）
②洗涤盆：双格洗涤盆、普通龙头（厨房内）
③污水盆
④家用洗衣机
⑤淋浴器：普通龙头（标准层卫生间内）
⑥浴盆：普通龙头（标准层卫生间内）
⑦洗手盆：普通龙头(底层卫生间内)
⑧洗脸盆：普通龙头（标准层卫生间内）
2）给水立管占平面尺寸 （手册P183）

管径(mm)
L*B（mm）
25
50*70
20
50*70
32
80*80
40
80*85
3）排水立管占平面尺寸 （手册P183）

管径（mm）
150
100
75
50
L*B （mm）
200*225
150*180
100*150
100*125

4）卫生器具安装高度及要求 （手册P336）
卫生器具的安装高度（手册P336）
序号
卫生称器具名
卫生器具边缘离地面的高度 （mm）
备注
1
落地式污水盆
500
自地面至上边缘
2
洗涤盆
800
自地面至上边缘
3
洗脸盆
800
自地面至上边缘
4
洗手盆
800
自地面至上边缘
5
低水箱虹吸式坐便器
470
自地面至低水箱底
6
自闭式冲洗阀蹲便器
900
自台阶至低水箱底
7
浴盆
480
自地面至上边缘
注：卫生间内卫生器具布置间距
①坐便器到对墙面最小应有460毫米的净距。
②坐便器与洗脸盆并列，从便器的中心线到洗脸盆的边缘至少应相距350毫米，便器中心线离边墙至少为380毫米。
③洗脸盆放在浴缸或大便器对面，两者净距至少为760毫米。
④洗脸盆边缘至对墙应有560毫米。
⑤脸盆的上部与镜子的底部间距为200毫米。
5）卫生器具给水配件距地（楼）面距离 （手册P185）

器

具
坐便器冲落式S型
洗涤池架空式
洗脸盆
浴盆
淋浴器

洗
衣
机
冷水支管
热水支管
冷
水
管
热水管
冷
支
管
热
支
管
距
离（mm）

250

1000

250

450

630

730

900

1000

1000
6）卫生器具排水管穿越楼板留洞尺寸 （手册P186）

卫生
器具
大便器
浴盆
洗脸盆
洗涤池
地漏
50～70mm
100mm
留洞尺寸（mm）
200*200
100*100
150*150
150*150
200*200
300*300
若留圆形洞，则圆洞内切于方洞尺寸

7）排水立管穿楼板预留尺寸
排水立管穿楼板预留尺寸（mm）
管径
50
75~100
125~150
200~300
孔洞尺寸
100×100
200×200
300×300
400×400
8）排水立管管轴与墙面的距离
排水立管管轴与墙面的距离（手册P176）
立管管径
（毫米）
50
75
100
125
管轴与墙面距离（毫米）
50
70
80
90

9）地漏的设置及数量
1.每个卫生间设置1个50mm规格的地漏，在易溅水的卫生器具（如洗脸盆、洗涤池、洗衣机、淋浴器）附近的地面上设地漏。
2.地面应有足够的坡度（不小于0.01）坡向地漏，地漏篦子顶应较该处地面低5～10mm。
10）检查口及清扫口
检查口即可以双向清通的管道维修口，清扫口仅可单向清通。
1.立管每隔二层设置一个检查口，但最低层和有卫生器具的最高层必须设置，若为二层建筑，可仅在底层设置立管检查口。当立管装有已字管时，应在已字管以上面设检查口。
2.立管上设置的检查口，其中心距离地面为1.0米，并应高出该层卫生器具上边缘0.15米。
3.2个及2个以上的大便器或3个及3个以上的卫生器具，在排水横管上应设置清扫口。
4.排水横管的转弯角度小于135o时，应设置检查口或清扫口。
5.当排水管在楼板下悬吊敷设时，可将检查口和清扫口设在上一层楼板面上。为便于清扫，检查口和清扫口距与管道相垂直的墙面的距离不得小于0.2米；若排水管起点设置有堵头的清扫口时，上述距离应增大到0.4米。
2.3.2 排水系统水力计算
1. 卫生器具排水流量、排水当量、排水栓口径和排水横支管管径及相应的最小坡度。
卫生器具的排水流量、当量、排水管管径和管道的最小坡度（手册P341）
序号
卫生
器具
名称
排
水
量
（L/s）
当
量
排
水
栓
（mm）
排水横支管管径（mm）
管道的最小坡度
1
污水盆
0.33
1.00
40
50
0.025
2
洗手盆
0.10
0.30
32
50
0.020
3
洗脸盆
0.25
0.75
32
50
0.020
4
双格洗涤盆
1.00
3.00
50
50
0.025
5
家用洗衣机
0.50
1.50
30
50
0.025
6
自闭式冲洗阀大便器
1.50
4.50
100
100
0.012
7
低水箱虹吸式大便器
2.00
6.00
100
100
0.012
8
淋浴器
0.15
0.45
50
50
0.020
9
浴盆
1.00
3.00
50
50
0.020

2.污水排水管道设计秒流量 （书P169）
计算公式：
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的一个卫生器具的拍水流量，L/s；
——根据建筑物用途而定的系数，住宅、宾馆、医院、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间的值取2.0~2.5（本设计取2.0）。
注：①（若＞∑q排水流量 则=∑q）
②本设计中由于排水横支管及立管所按卫生器具数量很少，其管径按规范可直接给出，如大图上所标，且均采用塑料管道，坡度均取标准坡度，充满度用0.5。
③设计过程中查表均考虑到最小允许流速（DN＜150mm，0.6及最大允许流速，生活污水7.0的限制）
④出户管据墙6米处设有检查井，再通至小区污水管道，小区污水管道管径为300mm，最小埋深1.5mm。
⑤出户管水力计算如下 （标号见大图）。
注：
1）.立管为塑料管（UPVC）,出户管为铸铁管，为了安全排水。
2）.坡度均采用相应管径的标准坡度。
生活污水排水横管的标准坡度和最小坡度(书P171)

管材
管径（mm）
坡度
塑

料

管

标准坡度
最小坡度
50
0.026
0.012
75
0.026
0.007
90
0.026
0.005
110
0.026
0.004
125
0.026
0.0035
160
0.026
0.003
200
0.026
0.003

3）.水力计算表查P339页，附录5.2
4）为了安全排水，所以在施工时污水出户横干管可以统一选取DN200毫米的铸铁管。
5）排水横支管与立管底部不得采用90°连接，可采用45°、60°斜三通或两个45°弯头连接横支管在保证标准坡度的前提下，应尽可能高的敷设。
3.通气管：
设置通气系统目的：
①保护存水弯水封，使排水系统内的压力与大气取得平衡。
②使排水管内的排水通畅，形成良好的水流条件。
③把新鲜空气补入排水管内，使管内进行换气，预防室外管道系统积聚有害气体而损伤养护人员，发生火灾和腐蚀管道的隐患。
④减少排水系统的噪音。
设置方式：本设计采用普通的伸顶通气，应遵循以下原则
①通气管高出屋面不得小于300毫米，但必须大于最大积雪深度。通气管顶端应装设风帽或网罩。
②在经常有人停留的平屋面上，通气管应高出屋面2.0米以上，并应根据防雷要求考虑防雷装置。
③在通气管出口4.0米以内有门、窗时，通气管应高出床顶0.6米或引向无门窗一侧。
④冬季室外采暖温度高于-15oC的地区，通气管顶端可装网形铅丝球；低于-15oC的地区应装伞形通气帽。
⑤通气管出口不宜设在建筑物挑出部分（如屋檐檐口，阳台和雨篷等）的下面。
⑥单立管排水系统的伸顶通气管管径与污水管管径相同。

2.4 雨水排水系统
2.4.1 雨水排水系统设计概要
1. 该设计系统采用重力无压流普通檐沟外排水系统。
2. 雨水沿屋面集流至檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外地面。
3. 阳台设为封闭式，固没有雨水淋入，不需单独设雨水排水系统。
4. 排水立管间距约为8～12m。
2.4.2 设计计算
1. 雨水系统布置简图如下：

屋面雨水平面示意图（1） 屋面雨水平面示意图（2）

女儿墙
雨水斗
檐沟
承水斗

立管

图 普通外排系统

2. 屋面总汇水面积约为：
288 m2+338 m2=566 m2
立管设置位置见上图，总共设置7根立管，=7。
3.每根立管的汇水面积

4.每根立管的泄水量 （书P192）

——屋面径流系数，取0.9；
——每跟管的设计汇水面积；
——降雨历时为5min的暴雨强度。
由于该建筑位于西安市，则查手册P222“我国部分城镇降雨强度表可知，西安市5min降雨强度为q5=2.21(L/s·100m2)=221(L/s·104m2)
（一般性建筑重现期为2～5年，此处取P=3年）。小时降雨厚度为80mm/h。
所以，每根立管的泄水量为：

5. 确定立管管径
采用塑料管，外径×壁厚= 75mm× 2.3mm ，泄流量为5.71L/s＞1.61L/s。（书P401附录6.4）

2.5 消防给水系统
2.5.1 消火栓布置系统概况
1.根据设计原始资料知该楼设室内消火栓给水系统，由室外给水管网直接供水。（因为该建筑高度约为3×8=24m＜45m，水
压应该满足，经校核满足。）
2.按规范要求，住宅7-9层消火栓用水量为5L/s，同时使用水枪2支，每支水枪最小流量为2.5L/s,每根竖管最小流量为5L/s。
3.消火栓设在管径墙壁外（在走道内），并在建筑物屋顶顶层出口处设1个实验消火栓，利于消防人员检查消防给水系统是否能正常运行，且保护建筑物免受邻近建筑火灾的波及；管道设在管井内。
4.消火栓口距地面安装高度为1.1m，栓口向下或与墙面垂直安装。
2.5.2 设计计算
1.消火栓保护半径
根据建筑物平面面积：
一单元选用水带长为15 m，展开时折减系数一般在0.8～0.9（书P67）取0.8，则消火栓的保护半径为：

大于消火栓与建筑物最远处距离，所以满足。
二单元选用水带长为20 m，展开时折减系数一般在0.8～0.9（书P67）取0.8，则消火栓的保护半径为：

大于消火栓与建筑物最远处距离，所以满足。

2.水枪喷嘴所需水压：
水枪喷口直径选16mm（书P63）水枪系数φ值为0.0124（书P71）

充实水柱Hm要求不小于7米（书P67）选Hm=8m，水枪实验系数af值为1.19（书P71）
所以水枪喷嘴处所需水压：

3.水枪喷嘴的出流量：
喷口直径16mm的水枪水流特性系数B为0.793（手册P80）
满足条件
4.水带阻力：
根据新规范，16mm水枪配65mm水带，选用衬胶水带（阻力较小）
水带阻力系数为0.00712。（书P73表3.2.7）则水带阻力损失为：
（考虑最不利情况）

5.消火栓口所需水压：（书P69）

6.校核：
由于采用室外给水管网直接供水方式，则屋顶所设的一支
实验消火栓为最不利点消火栓，其栓口与室外给水管网的高程差
，且消火栓口所需水压为：
。所以最不利点所需压力为;

所以满足。

7. 水力计算
消防管道系统设置简图如右
两立管设于管井中，顶部相连通，各立管上下端均设有阀门，以供检修时用，平时管内无水，为干式消防系统。
按照最不利点消防竖管道和消火栓的流量分配要求设最不利消防竖管为X1，则另一支为X2，如图 ：

则：

填入表中
查P390表钢管水力计算表，根据Q和v查得，管径和单位管长沿程水头损失i值，水力计算过程如下表（v一般1.4～1.8m/s） （书P74）
计算管段
设计秒流量q(L/s)
管长
L（m）
DN
（mm）
v
(m/s)
i
(kPa/m)
i·L（kPa）
0～1
2.93
3
50
1.32
0.869
2.607
1～2
2.93+5.43=8.36
20.4
80
1.69
0.80
16.32
Σhy=18.927 kPa
局部水头损失按沿程损失的10%算 （书P74）
则管路总水头损失为：

消火栓给水系统所需总水压为

所以满足。
3. 水力计算表（见附图）

4. 材料设备表
给水管道
钢管
热水管道
钢管
排水管道
塑料管（铸铁管）
雨水管道
塑料管
消防管道
钢管

5. 参考文献
1. 《建筑给水排水设计手册》（中国建工出版社）
2. 《建筑给水排水工程设计计算》（中国建工出版社）
3. 《建筑给水排水工程》（第五版教材）（中国建工出版社）
4. 课堂笔记及新规范
5.《建筑给水排水设计规范》GBJ50015-2003
6.《给水排水制图标准》
7.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

6. 致谢
首先感谢每位指导教师耐心而细致的指导。通过两周的课程设计，使我提高了很多。我初步了解并且掌握了建筑给排水的设计思路、设计步骤、设计内容等专业理论知识。在设计中，自己也遇到了很多理论知识问题与实际问题，通过各位指导教师的帮助和与同学之间的探讨，最终都得到了很好的解决。通过本次课程设计，我对自己所学的理论知识有了进一步的理解与掌握，在电脑绘图方面得到了很大的提高，大大加强了个人的专业素质，对自己以后的工作与学习都会有很大的帮助。最后再一次真心的感谢各位指导教师！