(完整版)建筑给排水毕业课程设计

目录

第一章生活给水系统................................... - 3 -

1.1资料收集 ....................................... - 3 -

1.2供水方案比选.................................... - 4 -

1.2.1 方案例举与比较 ............................ - 4 -

1.2.2方案确定................................... - 6 -

1.2.3方案设计要求与构件组成..................... - 6 -

1.3 给水管道的布置与敷设 ........................... - 7 -

1.3.1 基本要求.................................. - 8 -

1.3.2 布置形式.................................. - 9 -

1.3.3给水管材................................... - 9 -

1.4 生活给水系统设计计算 .......................... - 10 -

1.4.1 用水量计算............................... - 10 -

1.4.2 给水管网水力计算 ......................... - 11 -

1.5 附属构件的计算................................ - 18 -

1.5.1 水表的计算............................... - 19 -

1.5.2 贮水池容积与水箱容积计算........... ...... - 19 -

1.5.3 水泵的计算............................... - 20 -第二章消防系统设计.................................. - 21 -

2.1消防系统的选择................................. - 21 -2.2消火栓系统的给水方式及用水量................... - 21 -

2.2.1用水量.................................... - 21 -

2.2.2给水方式.................................. - 21 -

2.2.3消火栓系统的组成.......................... - 22 -2.3消火栓给水系统的布置........................... - 22 -

2.3.1消火栓给水管网布置........................ - 22 -

2.3.2消火栓布置................................ - 23 -2.4 消火栓给水系统计算............................ - 24 -

2.4.1确定本系统所需要的消防水枪充实水柱。 ...... - 24 -

2.4.2计算每个消火栓的保护半径.................. - 25 -

2.4.3进行消火栓的平面布置...................... - 25 -

2.4.4管径确定方式.............................. - 25 -

2.4.5消火栓口处所需压力........................ - 27 -2.5消防水泵供水工况............................... - 27 -

2.5.1水箱供水工况.............................. - 30 -

2.5.2水箱高度的校核............................ - 31 -

2.5.3水箱贮水量的计算.......................... - 31 -

2.5.4消防水泵的确定............................ - 32 -

2.5.5贮水池容积的计算.......................... - 32 -

2.5.6气压给水设备计算.......................... - 32 -

2.5.7水泵接合器的计算.......................... - 33 -第三章污废水排水工程设计............................ - 34 - 1资料收集 ........................................ - 34 -

1.1建筑物概况..................................... - 34 -

1.2排水体制 ...................................... - 34 -

2污废水排水工程设计方案........................... - 35 -

2.1设计方案 ...................................... - 35 -

2.2污废水排水工程的设计........................... - 35 -

2.2.1室内污废水排水管道........................ - 35 -

2.2.2室外污废水排水管道........................ - 36 -

2.3污废水排水系统的组成........................... - 36 -

2.4设备及管材..................................... - 36 -

2.4.1设备...................................... - 36 -

2.4.2管材...................................... - 37 -

2.5施工要求 ...................................... - 37 -

3污废水排水系统计算............................... - 38 -

3.1室内排水系统水力计算........................... - 38 -

3.1.1基本规定.................................. - 38 -

3.1.2排水系统横支管水力计算.................... - 40 -

3.1.3排水系统立管水力计算...................... - 43 -

4化粪池的计算..................................... - 44 -

第一章生活给水系统

给水方式即建筑内部给水系统的供水方案。高层建筑给水方式是根据高层

建筑的特点，在技术上保证管中水压值合理。

在高层建筑给水设计中，系统给水方式的选择，关系到整个给水系统的

可靠性。工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，是本设计的中心内

容。因此，本设计根据该综合商务楼的性质，用水器具的设置情况、特点、

建筑结构及结合室外市政水源的情况，进行多方面技术、经济比较。

1.1资料收集

根据上级有关部门的批准的设计任务，拟在天津市建一座办公大楼。总

占地面积为1163，建筑高度为91.9m。地上为24层，地下0层。

各层层高分别为：

首层层高为：4.5 m；

标准层层高：3.6 m；

非标准层层高：4.2 m；

顶层设备间层高：5.2 m；

建筑设计资料

A.建筑物所在街区的总平面图：

B.建筑物首层平面图；

C.建筑物标准层平面图；

D.建筑物非标准层平面图；

E.设备层平面图；

F.卫生间大样图；

G.其他必要的图；

给水水源的地点

该建筑物以城市给水管网为水源，建筑物南侧有一条DN200mm的市政给水管，管顶埋深为1.2m。城市可靠供水压力为300kpa。

1.2供水方案比选

1.2.1 方案例举与比较

本设计结合建筑具体环境提供以下方案：

方案一：下层市政管网供水，上层水池、水泵、水箱联合供水；

方案二：由水池、水泵、水箱联合供水（上行下给）；

方案三：下层市政管网供水，高层由水池、变频泵直接供水（上行下给）。现就以上三个方案的可行性进行论证：

方案一，由于市政管网平均自由水压为30mH2O，按建筑层数粗略估计，自室外地面算起，所需最小保证压力值，一般一层10 mH2O，二层12 mH2O，三层及三层以上每增加一层增加4 mH2O，所以市政管网的水压值一般能满足四层以及四层以下的供水，一至四层由市政管网直接供水，满足供水要求。而五至二十二层由市政管网的水进入水池，然后由水泵把水送至高位水箱，再由水箱向五至二十二层各用水点供水。可保证正常供水并且静压

值满足要求。一至四层采用下行上给，五至二十二层采用上行下给式。方案一可行。

方案二：由水池、水泵、水箱联合供水。因为一至二十二层用水设备不多，所以水由水池通过水泵送至高位水箱，再由水箱向各层供水，并且能保证正常的供水和满足静压值要求，统一采用上行下给式。方案二可行。

方案三：市政管网的水压值一般能满足四层以及四层以下的供水，一至四层由市政管网直接供水，满足供水要求。而四至二十二层层由市政管网的水进入水池，然后由变频水泵直接向四至二十二层的各用水点供水，要求满足各用水点的静压值要求。变频泵的选用，达到了节能的目的。一层至四层采用下行上给式，五至二十二层采用上行下给式。方案三可行。

综上方案一、方案二、方案三对该建筑给水方式均适用，均能满足该建筑物供水要求。现就给水方式提出的三个方案进行比较，然后选出最佳方案。

表1-1 方案比较表 Tab 1-1 scheme comparing forms

方案名称

分析说明

比较项目

方案一方案二方案三

图式说明市政管网的一

部分直接供给

一至四层用水

点，另一部分引

至水池，由恒速

水泵提至水箱

供水。高区：下

行上给式；低城市供水管网的

水引至水池，由

恒速水泵提至水

箱供水，为水池、

水泵、水箱联合

供水，为上行下

给式。

市政管网的一部

分直接供给一至

四层层用水点，

为下行上给式。

另一部分水引至

水池，由变频泵

统一供给四层以

上的用水点。为

区：下行上给式上行下给式。

供水安全可靠性方面仅有水池和水

箱储备一定的

水量，停水停电

时三层以上可

以延迟供水，供

水安全可靠，系

统安全简单，投

资较省，可充分

利用外网水压，

节省电耗。

水池、水箱均能

储备一定的水

量，停水停点时

可延时供水，供

水可靠性较高，

供水压力稳定。

水池储备一定的

水量，停水停点

时可延时供水，

水压稳定，用变

频泵节省电耗。

经济方面水箱的设置，会

造成结构的复

杂性，但水箱增

加的负荷影响

不大。水泵设置

普通泵设备费

用低，初期投资

不会很大。市政

管网直接供水

三层以下的用

水点，可以节省

能耗。设置屋顶屋顶水箱储存整

座楼的用水，则

水箱的容积增

大，会增加建筑

结构的复杂性，

设置屋顶水箱，

初期投资较大。

建筑用水全部由

屋顶水箱供给，

浪费了市政管网

的水压，但供水

可靠。在安装中，

采用变频泵可以

取消屋顶水箱的

设置，降低了屋

顶的负荷。至少

要用量台泵，费

用增加。在该建

筑中由于建筑面

积不大，层数不

高，采用变频泵

供水，大大增加

初期投资，由于

变频泵运行、管

水箱后，水压稳定，水泵启动次数相对减少，出水量稳定，可使水泵高效工作，长期运行费用较低而经济。但有时也需设部分附件，以减小出水点压力过大而造成喷溅，又要增设横支管，这样邮回提高造价和管理水平。另外安装维护麻烦，投资较大，有水泵震动，噪音干扰。管道系统不复

杂，可降低一定

的费用。经济运

行费用与方案一

相差不大，采用

普通泵，设备费

用低，经济适用。

理麻烦，运行管

理费高，另外，

当夜间用水量远

小于白天用水量

时使泵在流量极

小状态下工作，

泵轴功率大量转

化热能使水泵发

生故障，增加维

护费用。

1.2.2方案确定

对于本设计来说，该建筑为办公综合楼，主体的功能是办公楼。结合办公楼的用水特点，办公楼用水有3点：1.用水时间短。办公用水不同于酒店用水和住宅用水，用水时间短，一般按10个小时考虑（8：30～

18：30），而后者用水时间一般为24小时；2.系统需要周期循环。由于非用水时间长达14个小时，在非用水时间内，系统仍然需要不间断运行，不利于节能；3.用水量小。办公楼用水定额为5～8 L人·班，全天用水用量约为30.64 m3,流量8.33m3－1的原则设置。

④水泵结合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇到大火，室内消防水量不足时，供消防车从室外消火栓、消防贮水池或天然水源取水，通过水泵结合器将水送到室内消防给水管网，供紧急灭火时使用。本设计室内消火栓给水管网设地下式消防水泵结合器。水泵结合器的设置数量按室内消防水量计算确定，查询相关资料可得该建筑室内消火栓用水量为40Ls，每个水泵结合器的流量按10-15 Ls计，一般不少于3个。故设置3个消火栓水泵结合器。

○5初步确定室内消火栓给水系统各组件的型号和规格，室内消火栓的口径选直径为65mm的消火栓。水带的长度取25米，水枪的口径取19mm.

2.3.2消火栓布置

按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。

消火栓间距布置应满足下列要求：

①消防立管的布置，应能保证同一层内相邻竖管上两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位。且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。每根消防竖管的直径，应根据一根立管要求的水柱股数和每股水量，按上下相邻消火栓同时出水计算，但不应小于100mm。

②设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面1.1m，栓口出水方向与布置消火栓的墙壁垂直。同时建筑内应选用同一规格的消火栓、水带

和水枪，以方便使用。为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动消防水泵按扭或报警信号装置，设在消火栓箱内以防止被人误动作。

③在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以27m为消火栓保护半径，将消火栓分散布置在楼层走道、楼梯、大厅出入口附近等明显、经常有人走动，易于取用的地方。

消防电梯是消防队员进入高层建筑进行扑救的重要设施，为方便火灾发生时消防队员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟通路，在消防电梯前室设置了消火栓。

在建筑物屋顶应设1个装有压力显示装置的检验用消火栓，以利于消防人员经常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火灾的波及。检验用消火栓充实水柱为12m，水带长度为25m。

在寒冷地区，屋顶消火栓可设在顶层出口处、水箱间或采取防冻技术措施。

2.4 消火栓给水系统计算

首先选定建筑物的最高、最远的三个消火栓作为计算最不利点，并按照消防规范规定的室内消防用水量确定通过个管段的流量，即进行流量分配。最不利点消防竖管和消火栓的流量分配为室内消防计算流量40Ls, 最不利消防竖管出水枪数为3支，次不利消防竖管出水枪数为3支。对于高层建筑，在确定通过个管段流量时，还要考虑以下几个因素：

a 火灾期间消防水流的两种不同工况和流向。火灾初期，由高位水箱向管网供水，此时，水流由上向下；消防泵启动之后，由水泵向管网供水，此时水流自下而上。

b 灭火期间，管网水流运行的不利情况，即管网某段可能发生故障，

消防水流需要绕行。

c 扑救火灾时，消防车通过水泵结合器向管网供水的可能性。水枪充实水柱长度应根据建筑物层高和选定的水枪设计流量通过水力计算确定。

2.4.1确定本系统所需要的消防水枪充实水柱。

设计要求的充实水柱按下式计算：

H

m =（H

1

-H

2

）sin α

式中 H

m

—消防水枪充实水柱高度

H

1

—室内最高着火点离地面的高度

H

2

—消防水枪喷嘴离地面的高度

α—消防水枪的上倾角，一般采用45°，最大不超过60°。

将已知数据代入得：

充实水柱H

m

=(4.5-1)（2?2）=4.95m

水枪充实水柱长度应根据建筑物层高和选定的水枪设计流量通过水力计算确定。《高层民用建筑设计防火规范》要求对建筑高度不超过100m 的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m。本建筑消火栓充实水柱长度取Hm=10m，选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm, 衬胶水龙带长度L=25m。

2.4.2计算每个消火栓的保护半径

消火栓的保护半径:

R=L

p +L

k

式中 R:室内消火栓的保护半径

L

p

：水带敷设长度，m。在宽阔地带按水带总长的90%计算，当

转折多时按水带总长的80%～85%计算，本设计可取配备水带长度85%；

L

k ：充实水柱在平面上的投影长度，L

k

=H

m

cosα

消火栓保护半径Rf=Lp+Lk=0.85×25+10×cos45°=0.85×25+10×1.4142=28.32m.则在消火栓平面布置时，以28m为半径将消火栓分散布置在每个防火分区中。

2.4.3进行消火栓的平面布置

此建筑1到3层部分，每层设置6个消火栓，4层设置4个消火栓，塔楼部分5到22层，每层设置3个消火栓，在建筑的每一层每一点均能有两股充实水柱同时到达。满足防火要求

2.4.4管径确定方式

根据各管段的流量分配，按设计秒流量的公式，选定流速，即可计算各管段的管径，或者查水力计算表确定管径，也可在竖管流量确定的基础上，采用消防管道流速范围中的中、低限来选定管径。消火栓管道系统的沿程水头损失计算方法与给水管网计算相同，其局部水头损失按摩擦损失的10%取。消火栓管道内流速不应大于2.5ms。消火栓系统为环状管网，在进行水力计算时，假设环状管网某段断开，并确定最不利消火栓和计算管路，以枝状管路对消火栓进行计算。

由系统图知，XL-1 号立管为最不利管，XL-2 号立管为次不利，按照最不利点消火栓的流量分配要求，最不利消防立管上出水水枪为3 支，相邻消防立管上出水枪为3 支。

为方便计算和校核，水枪造成10m充实水柱所需的水压Hq及水枪喷嘴的出流量qxh根据其各自公式制成下表，根据水枪口径和充实水柱长度

可查出。

Hm－Hq－qxh技术数据

水枪喷口直径mm

充实水柱m

13 16 19 Hqm

H2O

qxhL

·s

Hqm

H2O

qxhL

·s

Hqm

H2O

qxhL

·s

1 0

14.

9

2.3 14.

1

3.3 13.

6

4.5

查表知水枪流量为4.5Ls＜5 Ls；由规范知一支消火栓流量q2

xh0

应为5Ls。所以需提高工作压力，增大流量。可按下式计算：

Hq= q2xh0B

水枪水流特性系数

水枪喷

口直径mm

13 16 19 22

B 0.346 0.793 1.577 2.836

查表得B=1.577。则实际需要的消火栓口处的压力为Hq= q2

xh0

B=15.85 mH2O。

其实际的充实水柱长度为：

系数 f值

Hmm 6 8 10 12 16

f 1.19 1.19 1.20 1.21 1.24

系数 值表

dfmm 13 16 19

0.0165 0.0124 0.0097

查表得 f =1.20； =0.0097，则

其实际的充实水柱长度为： H

m =H

q

αf （1+

q

）=11.45 mH2O

综合上述消火栓的充实水柱取上述的最大值，即为11.45m

水枪射流量q

zh 与水枪喷嘴压力H

q

之间的关系为：

q

zh

=(B*H

q

)12

式中 q

zh

：水枪射流量

B:水枪水流特性系数，与水枪的喷嘴口径有关，其值可查表

H

q

：消防水枪喷嘴造成充实水柱所需的水压

水带阻力系数

水带材料

水带直径mm

50 65 80

衬胶0．006677 0.00172 0.00075 由上表知衬胶水龙带，当直径为DN65mm时，Az=0.00172；水枪喷嘴实际出流量q

xh0

=5.0Ls。则水流通过水龙带的水头损失hd=0.00172×25×5.02=1.075m

2.4.5消火栓口处所需压力

对于室内消防给水系统：H

xh =H

q

+H

d

+H

k

式中

H

xh

：消火栓口的水压mO

H

q

：水枪喷嘴处的压力，mO

，轴功率90.8KW，电动机功率110KW，效率75%。

2.5.5贮水池容积的计算

此建筑贮水池要保证消防两小时的用水量，又消防的设计秒流量为

44.75。所以消防的有效容积为44.75*2*3600=322.2m3

2.5.6气压给水设备计算

①气压罐内的最低工作压力p1应满足管网最不利处的配水点所需水

压：p

1= －Hs＋ H

xh

＋ H

g－

=－0.023+0.189+0.10897=0.27497MPa。

②气压罐内的最低工作压力p

1

，不得使管网最大水压处配水点的水压大于0.50MPa。

P

2= （P

1

+0.1）α

b

-0.1

式中α

b

为罐内空气最小工作压力与最大工作压力之比（以绝对大气压

力计），一般采用0.65～0.85，本设计中取0.85。则P

2

=0.499MPa,小于0.5，所以合格

③气压水罐内水的调节容积V

q2

：

V

q2=α

a

+q

b

4n

q

式中α

a 为安全系数，宜取1.0～1.3，设计中取1.1；n

q

为水泵在1小

时内的起动次数，一般为6～8次，设计中取7次，

q

b =1.1Q

x

=1.1×45.13=49.634Ls=178.7148m3=3个

水泵接合器的型号：SQ150

水泵接合器的工作压力：P=1.6Mpa；

第三章污废水排水工程设计

1资料收集

1.1建筑物概况

该建筑为91.9m的高层，主要用于办公的非住宅类用房，排水设施主要是卫生间的生活污水。

1.2排水体制

建筑排水中，雨水排水系统是单独设置的。按污水与废水在排放过程中的关系，排水体制分为合流制和分流制两种。其中，合流制排水系统适用于城市有完善的污水处理厂或建筑内部污水负荷较小的情况，而分流制排水系统适用于城市没有污水处理厂或污水厂处理规模较小、建筑内部有中水系统、建筑使用性质对卫生要求较高的情况。故而合流制会使得污水处理厂处理量增加，分流制会使得管网量增加。建筑内部排水系统可分为7种类型：

（1）生活排水系统：是合流制排水系统，排除居住建筑、公共建筑以及工业企业生活间的污水与废水。

（2）生活污水排水系统：排除大便器（槽）、小便器（槽）以及与此相似卫生设备产生的污水。污水经化粪池或居住小区污水处理设施处理后才能排放。

（3）生活废水排水系统：排除洗脸、洗澡、洗衣和厨房产生的废水。生活废水经过处理后，可作为杂用水，用来冲洗厕所、浇洒绿地和道路、冲洗汽车等。

（4）工业废水排水系统：是合流制排水系统，排除工业企业在工艺生产过程中昌盛的污水和废水。

（5）生产污水排水系统：排除工业企业在生产过程中被化学杂质、机械杂质污染较重的工业废水，需要经过处理，达到排放标准后排放。

（6）生产废水排水系统：排除污染较轻或仅水温升高，经过简单处理后可循环或重复使用的较清洁的工业废水。

（7）屋面雨水排水系统：收集并排除降落到多跨工业厂房，大屋面建筑和高层建筑屋面上的雨雪水。

具体采用何种方式排除污水和废水，应根据污、废水的性质、污染程度以及回收利用的价值，结合市政排水系统体制，城市污水处理情况，通过技术经济比较，综合考虑确定。

2污废水排水工程设计方案

2.1设计方案

由于本建筑只有卫生间的生活污水，属于生活污水排水系统的一个系统，采用污水经化粪池处理后，再进入市政污废水管道的生活污水排放方式。

本建筑西侧有一条DN300mm的排水管道，埋深1.0m 。

2.2污废水排水工程的设计

2.2.1室内污废水排水管道

建筑物内排水管道布置应符合下列要求：

1）自卫生器具至排出管的距离应最短，管道转弯应最少；

2）排水立管宜靠近排水量最大的排水点；

3）架空管道不得敷设在对生产工艺或卫生有特殊要求的生产厂房内，以及食品和贵重商品仓库、通风小室、变配电间和电梯机房内；

4）排水管不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道；

5）排水立管不宜穿越橱窗、壁柜；

6）塑料排水管应避免布置在易受机械撞击处，如不能避免时，应采取保护措施；

7）排水管道外表面如可能结露，应根据建筑物性质和使用要求，采取防结露措施；

8）排水管道宜地下埋设或在地面上、楼板下明设，如建筑有要求时，可在管槽、管道井、管窿、管沟或吊顶内暗设，但应便于安装和检修；在气温较高、全年不结冻的低区，可沿建筑物外墙敷设。

2.2.2室外污废水排水管道

（1）设备

主要指起连接作用的室外排水检查井以及污水处理设备。

（2）管网布置原则

1）排水埋地管道，不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；

2）室外排水管道的连接在下列情况下应采用检查井：

a、在管道转弯和连接支管处；

b、在管道的管径、坡度改变处；

3）室外生活排水管道管径≤150mm时，检查井间距不宜大于20m；管径≥200mm时，检查井间距不宜大于30m；

4）生活排水管道的检查井内应做导流槽；

（3）布置方式

室外排水检查井采用砖砌，井径为0.7m；排水检查井中心线与建筑物外墙不小于3m。

2.3污废水排水系统的组成

本建筑污废水排水系统组成包括如下部分：该系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井。通气系统采用伸顶通气管。

2.4设备及管材

2.4.1设备

（1）设置位置

主要附属构筑物为化粪池，设于室外。

（2）各部分参数及材料

选用11-40B01钢筋混凝土覆土型化粪池，有效容积为25m3、隔墙过水孔高孔位、无地下水、地面可过汽车的化粪池。

2.4.2管材

（1）基本要求

排水管材选择应符合下列要求：

1）居住小区内排水管道，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或钢筋混凝土管。当居住小区内设有生活污水处理装置时，生活排水管道

应采用埋地排水塑料管；

2）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管件；

（2）管材选择

本设计考虑排水噪声问题，故室内污水排水管均采用HDPE双壁波纹管，厨房排水管及其排出管采用耐热塑料排水管，室外污废水排水系统均采用DN300的高密度聚乙烯排水塑料管。

2.5施工要求

对室内污废水排水管道根据《建规》4.3、4.5以及4.6节相关要求，装设形式如下：

1）排水立管沿墙敷设时，其轴线与墙面距离（L）不得小于如下述规定：

DN=50mm，L=100mm；DN=75mm，L=150mm；DN=100mm，L=150mm；DN=150mm，L=200mm；

2）排水立管上设置检查口，离地面1.0m，每隔层设一个，各横支管起端设置清扫口，以便堵塞时清通；

3）通气管高出屋面不得小于0.3m，在经常有人停留的平屋面上，通气管口应高出屋面2m，本设计取2.0m；通气管顶端应装设网罩；

4）当污水立管与废水立管合用一根通气立管时，特殊配件可隔层分别与污水立管和废水立管连接，但最低横支管连接点以下应装设结合通气管；

5）在生活排水管道上设置检查口和清扫口应遵循下列规定：

a、塑料排水立管宜每六层设置一个检查口，但在建筑物最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口，当立管水平拐弯