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给排水设计说明书

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2020年4月19日
文档仅供参考

制冷机房设计说明书

题 目: 制冷机房设计说明书
所属系、部 : 建筑工程学院
年级、 专业: 空调101
姓 名: 游勇
学 号: 08031001
指 导 教 师: 樊荔
完 成 时 间: 11月15日

目　　录
1. 设计任务…………………………………………………………………………2
1.1 工程概况……………………………………………………………………2
1.2 设计依据……………………………………………………………………2
1.3 设计基础资料………………………………………………………………2
1.4 设计参数……………………………………………………………………2
1.5 设计内容……………………………………………………………………2
2. 设计方案…………………………………………………………………………2
2.1.方案列举……………………………………………………………………3
2.2.方案比较……………………………………………………………………3
2.3.方案结论……………………………………………………………………4
2.4.方案概述……………………………………………………………………4
3.设计计算书……………………………………………………………………...5
3.1.室内给水系统计算…………………………………………………………5
3.2.室内排水系统计算…………………………………………………………6
3.3.热水计算……………………………………………………………………9
3.4.建筑消防计算……………………………………………………………..11
4.设计总结及心得…………………………………………………………………13

1设计任务书
1.1工程概况
该设计对象是本市修建一幢宿舍，总共6层，总面积2310m2，每层设一个卫生间，卫生间设备见图纸。水工程的设计任务是该建筑工程中的给水（含消防用水）、排水及热水供应单位工程项目。

1.2设计依据
设计规范：《高层民用建筑防火规范》GB50045— ；
《建筑给排水设计规范》GBJ15-- ；
《建筑给排水设计手册》 ；
《给排水标准图集》；
建筑设计资料：包括底层建筑平面图；

1.3设计基础资料
该设计为宿舍给排水工程设计。宿舍楼为框架结构，共6层，建筑一层层高为3.6m，标准层层高为3m，室内地坪比室外地坪高0.3m.。详细情况见所提供的平面图纸。
城市给水排水管道现状：本建筑北侧（入口侧）为城市街道，有城市给水干管做为该建筑的水源，管径DN300，可提供的水压为200kPa，管顶埋深为-1.0m；建筑物南面为小区道路侧，有小区排水管道，管径DN300，管顶埋深为-2.0m。

1.4设计参数
选用学生最高生活用水定额： qd=140m3/（人·d）；
最大小时生活用水量：Qh=10.08×2.8/24=1.176m3/h；
最高日用水量： Qd=72×140/1000=10.08m3/d,；
小时变化系数： kh=2.8；
每间宿舍:m=6人；
1.5设计内容
要求设计建筑给排水工程，并与土建工程配套，具体包括：
1.建筑生活给水系统的设计;
2.建筑消防系统的设计;
3.建筑排水系统的设计 ；
4.建筑热水系统的设计；

二．设计方案
2.1方案列举
根据《建筑给排水规范》GB50015- 3.3条规定，给水系统选择有如下：
① 应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置；
② 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.60MPa；
③ 高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。
给水方式的列举：
（1）直接给水：室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间均能满足建筑物内部用水需求。
（2）设水箱给水：室外管网中水压降低而不能保证建筑物上层用水时，可设水箱给水。
（3）设水泵给水：室外给水压力大部分时间满足不了室内需求，且建筑物内部用水量较大较均匀时，可单设水泵增压。
（4）设置水泵和水箱联合给水：室外给水管网中压力低于或周期性低于建筑内部给水管网所需水压，而且建筑内部用水量又很不均匀时，宜采用水泵水箱联合给水。
（5）气压给水：不适用与用水量大和要求水压稳定的用水对象。
2.2方案的比较：
给水方式
优点
缺点
直接给水
直接向低层给水。
由于室外管网压力低，不能向高层给水
设水箱给水
用水高峰期室外管网不能保证上层用水时，可由水箱供水。
要确定水箱容积，需要一天内流量及压力逐时资料，难于得到资料。
设水泵给水
给水量大、给水稳定。多台水泵变速运行可节约电耗量。
电耗消耗高
设置水泵和水箱联合给水
出水量稳定，工作效率高、供水可靠。
技术要求高、设备费用高。
气压给水
灵活性大、容易搬迁、不会受污染、有利消除的噪音和抗震。
水压不稳定、用水量小。
（1） 分区方式
方案一. 由市政网管直接供水一到三层，四到六层由水泵和水箱联合给水。
方案二. 由水箱直接供水，在夜晚用水量较少时市政管网的水压能够将水压送至屋顶水箱，

分区方式
特点
优点
缺点
方案一
利用网管压力送至三层，水箱可补水 ，压力稳定，供水可靠。
水箱可及时补水，有调节作用。
设备费用高
方案二
在市政管网压力周期性不足时使用
较充分利用市政管网压力；单设水箱容积不会过大，供水压力比较稳定。
水箱容积不大
2.3方案结论
经过设计方案的长期运行费用低、利用资源、综合考虑，本设计方案选用方案一。
根据本建筑的实际情况，火灾前期由高位水箱供水，由于建筑物高度低于50m，因此后期由消防车直接连接水泵接合器向室内加压供水。
2.4、设计方案概述
（一） 给水工程
已知建筑物北侧（入口侧）为城市街道，有城市给水干管作为该建筑物的水源，有DN300mm的给水干管，高峰用水时可保证最低水压为0.2Mpa。
要充分利用市政管网直接给水是首先要考虑的，建筑内给水方案采用上下分区供水方式，将一至二层分为低压供水区，由室外校园市政给水管网直接供水；三至六层为高压供水区，由室外校园加压给水管网直接供水。
且均采用下行上给方式。
布置方式
由于本设计考虑室外冷水管道与室外消防给水管道共用，故将该建筑的室外给水管布置成独立成环。该环状管网与市政给水管网的连接点共2处，同时设置总水表组、倒流污染防止器。本工程室外给水环网靠墙敷设，不会影响基础。
室外给水管道布置在草坪和人行道下时，覆土深度考虑0.6m，敷设在车行道以下时覆土深度考虑0.7m。
（二） 消防排水
根据《建筑防火规范》，本建筑为其它类建筑（>or=六层），设室内消火栓给水系统。室内消火栓用水量15L/S。室内消火栓系统不分区，采用带消防水泵的消防水箱和校园环状给水管网联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。消防水箱贮存10min消防用水，其进水管由生活水箱的进水箱引分支进水，出水管道接消防泵。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25m。布置如图所示。
（三） 管道的平面布置与管材
建筑内给水工程、排水工程、消防给水工程、管道平面布置见各层平面图。室内给水立管及分户水表设于宿舍浴室门后。给水横支管埋入墙壁。室内生活污水立管设于卫生间内接纳大便器及浴室淋浴器地漏废水。室内生活废水立管设于盥洗槽外侧，接纳盥洗槽排水以及洗衣机地漏废水。底层生活污水立管设于卫生间内，接纳所有污废水。消防立管明装于楼道走廊及楼梯口。室外给水横干管管中心线标高为-0.9米，排水横干管管中心的起始标高为-0.75米，消防横干管管中心线的标高为-1.0米。生活给水管材采用给水聚丙烯PP-R管，排水管材采用硬聚氯乙烯管，消防给水管采用镀锌钢管，外部刷为红色。

三、设计计算
（一）室内给水系统的计算
(1)给水用水定额及时变化系数
查《建筑给水排水设计规范》（ＧＢ50015- ）表3.1.10，学生宿舍学生的最高日生活用水定额为100～150Ｌ，小时变化系数Ｋh为3.0～2.5。据本建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，选用学生的最高日生活用水定额为qd=150L/S，取用水时变化系数Kh=2.0。
(2)最高日用水量
Qd=m*qd=708*150=106.2㎥/d
(3)最高日最大时用水量
Qh=Qd*Kh/T=106.2*2.5/24=11.06㎥/h
(4)设计秒流量按公式
Qg=
本工程为学生宿舍，а=2.5
Qg=
(5)屋顶水箱容积
屋顶水箱供给4—6层生活用水，1—3层的生活用水虽不能由水箱供给，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供应下区用水。故水箱的容积应按1—6层全部用水确定。屋顶水箱的有效容积为（取经验系数为18.8%）
V=Qd*18.8%=106.2*18.8%=20㎥
屋顶水箱选标准图号S151（一） 尺寸为4000*2800* 。有效容积20㎥。水箱位于六楼楼梯间层顶，最低标高23.10M。
（6）室内所需要的压力
1）1—3层室内所需的压力
根据计算用图①，A段1—3层管网水力计算表如表（一）
根据计算用图②，E段1—3层管网水力计算表如表（二）
由表（一）、表（二）可知，1—3层的控制点位于B段三楼立管33的学生宿舍。
该管路的沿程损失∑hy=25.91kpa
该管路局部损失∑hj=30%∑hy=30%*25.91=7.77kpa
因此计算管路的水头损失Hi=∑（hy+hj）=33.68kpa
计算水表损失
因宿舍用水量较小，分户水表选用LXS湿式水表，安装如大样图所示。Qg=0.85L/S=3.06㎥/h,选LXS32c，其最大流量12㎥/h，性能系数Kb=qmax*qmax/100=1.44,则水表损失hd=qg*qg/Kb=13.06*13.06/1.44=7.38Kpa.满足正常见水<24.5Kpa的要求。即H3=7.38Kpa
H1=6.4+0.8-（-0.8）=80kpa
室内所需压力：
H=H1+H2+H3+H4+H5=80+33.68+7.38+50+20=191.06Kpa
室内所需的压力与校园环状给水管网工作压力200Kpa接近，可满足1—3层的供水要求。
2）4—6层室内所需的压力
根据计算用图①。A段4—6层管网水力计算表如表（三）
根据计算用图②。E段4---6层管网水力计算表如表（四）
由表（三）表（四）可知4—6层的控制点位于E段立管25的四楼宿舍，但因高程差12.8m水柱>沿程1.53m水柱的水损，故控制点位于E段立管25的层顶与横干管连接处。
该管路沿程损失∑hy=18.59-6.11=12.58kpa
该管路局部损失∑hj=30%*12.58=3.77kpa
因此计算管路的水头损失 H=∑（hy+hj）=16.35kpa
h=26.10-19.4=6.7m水柱=67kpa
h>H2
故水箱安装高度满足要求。
（7）其余管段水力计算
根据计算用图③，其它管段计算如表（5）

（二）室内排水系统计算
1、设计秒流量公式按
Qp=0.12asqrt(Np)+qmax
本工程为学生宿舍，取a=2.5
若用上式计算排水管网，管段。因连接的卫生器具较计算结果大于该管段所有卫生器具排水流量的总和，则应按管段的所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。
2、A、E段学生宿舍2—6层污废水管段计算
（1）横支管计算
①污水系统每层连接一个淋浴器地漏，N=0.45，一个大便器，N=4.5
如图④
0—1：q=0.15L/S,选用DN50mm,标准坡度i=0.026
1---2：有大便器，选用DN100mm，标准坡度i=0.026
②废水系统每层连接一个盥洗槽 N=1.00,q=0.33L/S，一个洗衣机地漏，N=1.5，q=0.5L/S,如图⑤。
0—1：选用DN50mm,标准坡度i=0.026
2—1：选用DN50mm, 标准坡度i=0.026
(2)立管计算
①污水系统 底层单独排放，故立管仅接纳2—6层污水
其接纳排水当量总数。NW=6*（0.45+4.5）=29.7
Qw=0.12*2.5*sqrt(Nw)+qwmax=3.13L/S
因有大便器，因此污水立管管径DN=110mm (设伸顶通气管)
②废水系统 底层单独排放，故立管仅接纳2—6层。
NF=6*（1.0+1.5）=15
qF=0.12*25*sqrt(NF)+qFmax=1.66L/S
选用DN75mm(设伸顶通气管)
3、B、D段学生宿舍污废水管段计算
（1）横支管计算
污水系统每层连接盥洗槽排水栓、洗衣机地漏、淋浴器地漏、大便器各两个，如图⑥
0—1:盥洗槽排水栓 N=1.00 q=0.33
选用DN50mm i=0.026
1—4:洗衣机地漏 N=1.5 q=0.5L/S ;
q1=0.12*2.5*sqrt(N1)+0.5=0.97L/S>0.83L/S取q1=0.83L/S
选DN75mm i=0.026
2—3：淋浴器地漏 N=0.45 q=0.15
选用DN50mm i=0.026
3—4：大便器 N=4.5 q=1.5
q2=0.12*2.5*sqrt(N2)+1.5=2.17L/S>1.65L/S 取q2=1.65L/S
因有大便器故取DN110mm i=0.026
4—6： N=1+1.5+0.45=2.95
q3=0.12*2.5*sqrt(2.95)+1.5=2.22L/S>1.9L/s 取q3=1.9L/S
因有大便器故取DN110mm i=0.026
5—6同2—3 6—7同3—4
7—8：N=5.7+0.45+4.5=10.65
q4=0.12*2.5*sqrt（10.65）+1.5=2.48L/S〈 3.55L/S取q4=2.48L/S
选用DN110mm i=0.026
8—9：N=10.65+1.5=12.15
q5=0.12*2.5*sqrt（12.15）+1.5=2.55L/S〈 4.05L/S 取q5=2.55L/S
选用DN110mm i=0.026
9—10：N=12.15+1=13.15
q6=0.12*2.5*sqrt（13.15）+1.5=2.59L/S〈 4.38L/S
取q5=2.59L/S选用DN110mm i=0.026
（2）立管计算
Qi=2.59L/S 选用DN110mm（设伸顶通气管)
4、底层污废水管段计算
（1）横支管计算
底层排水系统连接盥洗槽排水栓、淋浴器地漏、洗衣机地漏、大便器各一个，如图所示
0—1：淋浴器地漏 N=0.45 q=0.15
选DN50mm i=0.026
1—4：大便器 N=4.5 qmax=1.5
q1=0.12*2.5*sqrt（N）+1.5=0.12*2.5*sqrt（4.95）+1.5=2.17L/S 〉
1.65L/S
因有大便器，因此取q1=1.65L/S 选DN110mm i=0.026
2—3：盥洗槽排水 N=1.00 q=0.33L/S
选用DN50mm i=0.026
3---4：洗衣机地漏 N=1.5 q=0.5L/S
q2=0.12*2.5sqrt(Nt)+0.5=0.12*2.5*sqrt(2.5)+0.5=0.97L/S>0.83L/S
取q2=0.83L/S 选DN75mm i=0.026
立管：4—5 N总：0.45+4.5+1+1.5=7.45
（2）横干管
Q3=0.12*2.5sqrt(7.45)+1.5=2.32L/S<2.48L/S
选DN100mm（埋地，工作高度≤2m）
5、管理员宿舍污废水计算
（1）横管
0—1洗脸盆 N=0.75 g=0.25L/S 选DN50mm i=0.026
1—2 淋浴器地漏 N=0.45 g=0.15L/S
Q1=0.12*2.5*sqrt(0.75+0.45)+0.25=0.58L/S>0.4L/S Q1=0.4L/S
选DN50mm i=0.026
2—3 大便器 N=4.5 Qmax=1.5L/S
Q2=0.12*2.5*sqrt(0.75+4.5+0.45)+1.5=2.221L/S>1.9L/S Q2=1.9L/S，因内有大便器，故选DN110mm，i=0.026
3—4 ：N总=0.75+0.45+4.5=5.7 Q3=1.9L/S
选用DN=110mm（埋地，工作高度≤2m）
　　　　　　　6、化粪池计算
　　　　　　　已知条件：
N ：化粪池实际使用人数：495人
q ：生活污水量：30升/人·天
t ：化粪池污水停留时间：24小时
α：每人每天污泥量：0.7升/人·天
T ：污 泥 清 掏 周 期：360天
b ：进化粪池新鲜污泥含水率：0.95%
c ：发酵浓缩后污泥含水率：0.90%
K ：污泥发酵后体积缩减系数：0.8
V1 = 495×30×24/ 24×1000= 14.868㎥
V2 =0.7×495×360×(1.00 － 0.95)×0.8×1.2/(1.00 - 0.90)×1000= 59.948㎥
V = 14.868 + 59.948 = 74.816㎥
三、热水计算
选用何种热水供应方式，应根据建筑物的用途、热源的供个给情况、热水用量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较来确定。热水供水方式有如下几类：
按供应范围不同有 集中供热、局部供热、区域供热。
集中供热：在锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热后，经过热水管网输送到整幢或几幢建筑的热水供应系统。集中热水供应系统适应热水用量较大，用水点较集中的建筑，如高级住宅、旅馆等。
局部供热：采用小型加热器在用水场所就地加热，供局部范围内一个或几个配水点使用的热水系统。局部热水供应系统适应于热水用量较小的建筑，如一般性的小型住宅单元、小型餐厅等。
区域供热：在电厂、区域性锅炉房或热交换站将水集中加热后，经过市政热力管网输送到整个建群、居住区、城市街坊或工业企业的热水系统。
本设计是6层的学生集体宿舍楼，热水用量较大、集中。因宿舍内没有热水供应须单独设置热媒系统，为了便于集中维护管理，减少占用建筑面积，把水加热设备设置在地下室，用热水管道输送到各个用水点， 故本设计采用局部供热的热水供应方式。
方案比较：两个方案均设有回水循环系统，从造价上方案（二）造价较大，方案（二）采用燃气生热作为热媒，热媒系统比喻案（一）的电加热系统复杂且有污染产生，电加热方便环保。综合考虑选择方案（一）

（1）根据参考文献【2】能够得出该建筑卫生器具淋浴喷头单个一次用水量为70-100L，一小时用水量为210-300L，小时用水量我们选择270L/h，淋浴喷头总数为6个，因此根据公式
Qh=∑qhnhb/100 得到小时用混合热水量为1620L/h。
（2）设计建筑在四川，冷水采用地面水，水温为7℃.。水加热器出口温度设计为75℃，配水点温度设计为50℃ Qr+Q1=Qh
Qr=(Th-Tl)/(Tr-Tl)×Qh 计算得到热水供热量为1024.41L/h
（3）热水耗热量计算
根据参考文献【3】得
W=QhCb(Tr-Tl)/T
计算小时耗热量为342030KJ
因此根据此结果选出加热设备为
1）容积式加热器
选择SX2-10型电加热器。功率为5.5KW, 容积为10。
2）高区热水压力泵
选ISGK40-250（I），1用1备，流量Q=7.0，扬程H=66m,功率P=7.5KW,效率E=2.8%;
3）低区热水压力泵
选ISGK25-160，1用1备，流量Q=4.0，扬程H=32m,功率P=1.5KW,效率E=32%;
4）循泵的扬程
选择NB6-4型暖水泵 ，1备1用。

(三)消防给水管网计算
1、消防栓布置
该建筑为学生宿舍，分为A、C、E三段，A段长43.9M，宽10.5M；C段长27.3M，宽10.5M；E段长29.3M，宽10.5M；均6层，层高3.2M，按规范要求，应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。
水带长度取25M，展开时的弯曲折减系数C取0.85，消火栓的保护半径R=C*ld+h=0.85*25+3=24.25m
消火栓采用单排布置，其间距S ≤sqrt(R*R-b*b)=sqrt(24.25*24.25-10.9*10.9)=21.66m 取22m
因此，A段走廊布置3个消火栓，C段布置2个，E段布置2个，且A段的1#、2#立管、C段4#、5#立管、E段6#、7#立管能够同时到达B、D段门厅，系统图如图⑩所示。
2、水枪喷嘴处所需的水压
查表，水枪喷头直接选19mm,水枪系数中，Φ=0.0097；充实水柱要求不小于10m，选Hm=12m,水枪试验系数af=1.21
水枪喷嘴所需水压
Hq=af*Hm/(1-Φ*af*Hm)=1.21*12/(1-0.0097*1.21*12)=16.9m水柱=16.9kpa
3、水枪喷嘴的出流量
喷口直径19mm的水枪特性系数B=1.577
Q*h=sqrt(B*Hq)=sqrt(1.577*16.9)=5.2L/S>5.0L/S
4、水带阻力
19mm水枪配65mm水带，衬胶。查表Az=0.00172
水带阻力损失：
hd=Az*Ld*qxh*qxh=0.00172*25*5.2*5.2=1.16m
5、消火栓口所需水压
Hxh=Hq+hd+Hk=16.9+1.16+2=20.06m水柱=200.6kpa
6、校核
消防水箱最低水位高程24.4m,最不利点消防栓口高程21.3m,最不利点消火栓口的净水压力24.4-21.3=3.1m水柱，需设增压设备。
7、水力计算
按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为XL—3 ，出水枪数为2支，相邻消防竖管为XL—2出水枪数为2支。
Hxh0=Hq+Hd+Hk=200.6kpa
Hxh1=Hxho+△H+h=20.06+3.2+0.250=23.51m水柱
1点水箱射流量
qxh1=sqrt(B*Hxh1) Hxh1=qxh1*qxh1/B+Az*Ld*qxh1*qxh1+2

因此
Qxh1=sqrt((Hxh1-2)/(1/b+A*Ld))=sqrt((23.51-2)/(1/1.577+0.00172*25))=5.63L/S

进行消火栓给水系统水力计算时的枝状管路计算如图⑨
计算管段
设计秒流量L/S
管段长度
L
管径
DN
流速
V
水损系数
i
i*l
0--1
5.20
3.2
100
0.60
0.0780
0.250
1--2
10.83
18.1
100
1.31
0.343
6.20
2--3
16.03
100.18
100
1.73
0.602
60.31
∑hy=66.76kpa

管路总水损Hw=1.1hy=1.1*66.76=73.43kpa
消火栓给水系统所需要总水压
Hx=H1+Hxh+Hw=21.3*10+200.6+74.43=487.03kpa
消火栓灭水总用水量 Qx=16.03L/S
水压48.703m水柱

8、消防水箱
消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算
Vf=qxf*Tx*60/1000=15*10*60/1000=9㎥

四．设计总结及心得
在本次建筑给水排水工程课程设计中，我们一组四个人同心协力，分工合作，配合默契，按时完成了图纸的绘制和设计说明书的编写。同时，感谢陈钢军老师在设计中对我们的指导和帮助，使我们得以顺利完成。
在本次设计中，我们熟读所有原始资料（图纸资料和文字资料），认真将书本的知识及老师课堂上授予的各种经验方法加以消化和巩固，严格按照《建筑给水排水规范》的要求，按照各方法及步骤完成设计方案的拟定，管线的布置，轴测图的绘制，各种管道的计算。设计思考和动手的过程中，锻炼了我们解决各类问题的能力，而且提高了理论联系实际和灵活运用的能力。
虽然我们的设计如期完成，但在设计过程中了一些问题，如：生活水箱的计算、消火栓最不利点位置的选择与计算、建筑物底层是否设独立排出管等。不过，老师的耐心指导下经过认真研究老师的设计图纸及查看各种书籍，我们顺利的解决了所有的问题。

设计者：游勇
日 期： /11/15