建筑給水排水工程課程設計

《建筑給水排水工程》課程設計

指導書

南京工業(yè)大學環(huán)境學院

市政工程系201*年12月

《建筑給水排水工程》課程設計指導書

一、課程設計的目的：

1）通過課程設計加深對建筑給水排水工程課程內容學習的理解，鞏固學習成果。2）培養(yǎng)和提高計算能力、設計和繪圖的水平；

3）培養(yǎng)在教師輔導下，基本能獨立完成一幢多層建筑給水和排水系統(tǒng)的設計。二、設計內容1.設計內容

建筑給水排水工程課程設計內容主要根據“建筑給水排水工程課程設計教學大綱”而定，其內容如下：（1）生活給水系統(tǒng)（2）生活排水系統(tǒng)（3）雨水排水系統(tǒng)（4）管線綜合2.設計要求

要求學生繪制給水排水平面圖、系統(tǒng)圖或流程圖及部分大樣圖（如水箱間、衛(wèi)生間等），主要為計算機繪圖，并且編制設計說明書計算書。三、課程設計步驟和方式1.了解工程概況和設計原始資料

（1）通過建筑施工圖（建筑總平面圖、各層平面圖、立面圖、剖面圖、衛(wèi)生間大樣圖等），了解該建筑的位置、建筑面積、占地面積、層數、層高、各個房間的使用功能、客房床位數、餐廳就餐人次等，并了解室內最冷月平均氣溫。從結構施工圖上了解其結構形式，墻、梁、柱的尺寸等。（2）了解建筑的水源情況，建筑附近城市給水管網的位置、埋深、管徑、常年可保證的最低水壓。（3）了解該城市生活污水處理情況，有無城市生活污水處理廠、城市排水管網的排水體制、建筑附近城市排水管網的位置、埋深、管徑等。2.準備設計規(guī)范與標準圖集3.確定最佳方案

在進行給排水現狀調研的基礎上，根據設計原始資料和有關的規(guī)范，考慮給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)的設計方案，對各個方案進行比較（適用范圍、優(yōu)點、缺點），并繪出圖式，確定采用的最佳方案。4.管網布置及繪制草圖

根據采用的方案進行各系統(tǒng)管網布置并繪制草圖（給水排水平面圖和系統(tǒng)圖），以作為計算的依據和其他專業(yè)工種（建筑、結構、電、空調等）配合時的依據。5.水力計算

各系統(tǒng)進行計算，計算成果列于表格之中，并標注于草圖上。6.繪圖根據草圖繪制各層給水排水平面圖和系統(tǒng)圖、衛(wèi)生間給水排水平面圖系統(tǒng)圖，高位水箱給水排水大樣圖等。7.編制說明書

包括目錄、設計原始資料、各系統(tǒng)方案選擇、各系統(tǒng)計算過程、主要設備與材料表、小結、主要參考文獻等內容。

四、設計內容（以辦公樓生活給水系統(tǒng)為例）1.給水系統(tǒng)設計

給水系統(tǒng)一般由引人管、水表節(jié)點、升壓和貯水設備(水泵、貯水池、高位水箱等)、管網(干管、立管、支管等)、給水附件等組成。2.給水方式的選擇

根據城市給水管網的水壓，確定給水方式。如市政管網水壓隨時滿足供水要求，則可考慮采用簡單給水方式。不然則考慮水箱供水分區(qū)給水方式。3.管道布置和敷設

（1）確定城市管網接管點的位置，自接管點開始布置引入管和水表節(jié)點。室外給水管網一般是生活一消防共用系統(tǒng)，因此在建筑四周應布置給水環(huán)網。

（2）管道布置力求長度最短，沿墻、梁、柱平行敷設,干管盡量靠近用水量最大處。

（3）管道一般暗裝。橫干管敷設于技術層內或吊頂中或管溝內，立管設于給排水管道豎井里，支管可敷于吊頂、墻體、地板找平層、管井內。

（4）在技術層、吊頂中給水管道、排水管道及電纜等交叉時，一般是電纜在上面，其次是給水管、排水管。在衛(wèi)生間和廚房內，熱水支管在給水支管上面。

（5）給水管不能敷設在排水溝、煙道、風道內，不允許穿越壁柜、櫥窗、大小便槽等。（6）給水管道穿越墻和樓板時，應預留孔洞。穿水池、水箱處應預埋防水套管。（7）管道應采取防振隔音、防凍、防露等措施。5.管材和附件（1）給水管材

室內生活給水管材推薦采用交聯聚乙烯管（PEX）、聚丙烯管（PP）、鋼塑復合管等，室外給水管道采用PE管或球墨鑄鐵管、鋼塑復合管等，衛(wèi)生間宜采用銅管或不銹鋼管。這些管道都具有衛(wèi)生條件好、水力條件好、強度高、壽命長等優(yōu)點、它們是鍍鋅鋼管的替代管材。（2）給水附件

1）控制附件：常用的有閘閥（用于DN>50mm的管道及環(huán)網上）、截止閥（用于DN≤50mm的管道上）、球閥、蝶閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、安全閥、浮球閥等，材質一般與管材一樣，即塑料、銅、不銹鋼等。

2）配水附件：常用的有配水龍頭、盟洗龍頭、混合龍頭、淋浴器等，材質有塑料、不銹鋼、銅鍍鉻等。6.設計計算（1）用水量計算

確定生活用水定額qd及小時變化系數kh。根據設計原始資料了解建筑物性質，按《規(guī)范》確定每床、每個工作人員、辦公樓每人每班、餐廳每人次、理發(fā)室每顧客每次、每公斤干衣的用水定額及小時變化系數，列于生活用水是計算表中，洗衣房每日所洗干衣數量綜合指標可按3.2~4.0kg/（床d）計。綠化、道路澆灑及水景等用水及未預見用水可按以上各項之和的10%計,空調循環(huán)冷卻補充水、鍋爐房補充水按實計，列于生活用水量計算表中。（2）計算生活用水量：1）最高日用水量為

Qdmqd1000式中Qd為最高日用水量（m3/d）；m為用水單位數（床、人、人次、……等）；qd為最高日生活用水定額（L/（床d）……等）。2）最大小時用水量為

QhQdKhT式中Qh為最大小時用水量（m3/h）；T為用水時間（h），Kh為小時變化系數，按《建筑給水排水設計規(guī)范》確定。

各項用水量列于生活用水量計算表中，并計算總用水量。給出表格。（3）給水管網計算

1）根據草圖選擇最不利配水點，確定計算管路，在流量變化處進行節(jié)點編號，將各計算管段長度列于水力計算表中。低區(qū)計算管路為最不利配水點到引入管與城市給水管道的連接點。2）根據衛(wèi)生潔具當量數計算各管段設計秒流量，公式為

qg0.2NgKNg

式中qg為計算管段的給水設計秒流量（L/s）；Ng為計算管段的衛(wèi)生潔具給水當量總數；α、K為根據建筑物用途而定的系數，按《規(guī)范》確定。3）冷水管網水力計算。

冷水管網流速干管1.0~1.5m/s，支管0.8~1.2m/s。根據各管段的設計秒流量和流速，查冷水水力計算表，確定各管段的直徑和計算管路的沿程水頭損失。沿程水頭損失按下式計算為

Hyil

式中Hy為管段的沿程水頭損失（mH2O）；i為管段單位長度的水頭損失（mH2O/m），查冷水水力計算表；L為計算管段長度（m）。局部水頭損失按沿程水頭損失的25％~30%估算。4）汁算低區(qū)由城市給水管網直接供水所需的水壓為

H＝H1+H2+H3+HB

式中H為低區(qū)由城市給水管網直接供水冷水管網所需的水壓（mH2O）；H1為低區(qū)最不利配水點與引人管和城市給水管網的連接點之間的標高差（m）；H2為引入管和城市給水管網的連接點至最不利配水點的總的水頭損失（mH2O）；H3為最不利配水點所需的流出水頭（mH2O）；HB為設計秒流量通過水表的水頭損失（mH2O）。

低區(qū)水壓（H）與城市給水管網常年可保證的最低水壓（H0）相比較，H0H≥1~3mH2O，方能滿足安全供水。

3.選擇水表，計算水表水頭損失

水表流量以通過水表的設計秒流量小于或等于或接近于某水表的公稱流量，以此來確定水表的口徑。

室外水表一般是蝶翼式水表，水流通過水表產生的木頭損失按下式計算：

2QBHB210

Qmax式中HB為水流通過水表產生的水頭損失（kPa）；Qmax為所選蝶翼式水表的最大流量（m3/h），可以查水表技術參數；10為螺翼式水表通過最大流量時的水表水頭損失（kPa）。

QB同式（6-12）。水表的水頭損失計算值應不超過水表水頭損失規(guī)定值。對于螺翼式水表，正常供水時HB≤12.8kPa，消防時HB≤29.4kPa。4.）屋頂水箱容積計算水箱有效容積為

vy′=vsb+vf′+vs′

式中vy′為高位水箱的有效容積（m3）；vsb為高位水箱的調節(jié)容積（m3），vs′為高位水箱事故貯水量（m3），vs′=Qhg。

根據生活用水容積計算生活用水水深，確定水箱最高水位為

Z3=Z+hs

式中Z3為水箱最高水位標高（m）；hs為水箱生活貯水高度（m），即

hsVVs"

LBsb式中L、B同公式（6-8），Vsb和Vs′同公式（6-16）。保護高取250mm（凈尺寸）。

擴展閱讀：建筑給水排水工程課程設計

生活給水系統(tǒng)方案設計、計算及說明

一、、給水方式的選擇

室外保障水壓（從地面算起）H0=0.35MPa，四層建筑，層高為3米，所以，H=120+（4-2）*40+3*10=0.23KPa..得H

由室外給水管網直接供水，利用室外管網壓力供水，為最簡單、經濟的給水方式，一般單層和層數少的多層建筑采用這種供水方式。適用于室外給水管網的水量、水壓在一天內均能滿足用水要求的建筑。該給水方式特點：可充分利用室外給水管網水壓，節(jié)約能源，減少水質受污染的可能性。但室外管網一旦停水，室內立即斷水供水可靠性差。

二、用水定額的確定

最高日生活用水定額qd,查表可得，宿舍最高日生活用水定額為100~150L.

三、管材的選用、布置和敷設

1、管材選用塑料管。

2、選用四根立管。JL-1為拖布池和盥洗槽供水。JL-2為盥洗槽供水。JL-3為大便器供水。JL-4為小便槽供水。

3、給水管埋地-1.1m。

4、管道布置基本要求：一、確保供水安全和良好的水利條件，力求經濟合理。二、保護管道不受損壞。三、不影響生產安全和建筑物的使用。四、便于安裝維修。

5、布置形式：該建筑選用枝狀的由下向上的下行上給式布置形式。單向供水，節(jié)省管材，造價低。水平干管設在中間技術層內。

6、敷設形式：給水立管采用明裝形式，安裝維修方便，造價低。給水支管選用暗裝形式，不影響室內的美觀、整潔。

四、給水管網的水力計算

設計方案：4層集體宿舍，每層給水管上連接有拖布池1個（每個當量為1，額定流量為0.2L/S）。盥洗槽水龍頭共8個（每個當量為1.5，額定流量為0.3L/S）。大便器共6個（每個當量為0.5，額定流量為0.1L/S）。4米小便槽1個（每米當量為0.25，額定流量為0.05L/S）。（α=2.5）

JL-1給水管網水力計算當量設計管徑流速每米管管段管段沿程水管段沿計總數秒流DN(mm)（m/s）長沿程長度頭損失程水頭算Ng量qg水頭損L(m)hy=iL(KPa)損失累管失i計∑hy段(KPa/m)（KPa）編號

0-110.5250.760.27911-22.50.79320.790.22912-341320.980.3413-45.51.17400.70.1234-5111.654010.2535-616.52.86501.10.2136-72215.72701.50.317

JL-2水管網水力計算計當量設計管徑流速每米管管段算總數秒流DN(mm)（m/s）長沿程長度管Ng量qg水頭損L(m)段失i編(KPa/m)號0-11.50.61250.920.3911-230.866320.830.25812-34.51.0573210.3613-461.22321.190.4514-57.51.365400.780.235-6151.929401.180.3536-722.52.364500.880.1437-8304.428701.150.28

JL-3管網水力計算計算當量設計管徑流速每米管管段管段總數秒流DN(mm)（m/s）長沿程長度編號Ng量qg水頭損L(m)失i(KPa/m)0-10.50.35200.880.5611-210.5250.760.27912-31.50.61250.920.38913-420.71251.090.5514-52.50.79251.20.6415-630.87320.850.27836-761.22321.150.4837-891.51400.950.2238-9121.74401.10.39JL-4管網水力計算0.2790.2290.340.360.750.632.170.2790.5080.8481.2081.9582.5884.758管段沿程水管段沿頭損失程水頭hy=iL(KPa)損失累計∑hy（KPa）0.390.2580.360.450.61.050.421.60.390.6481.0081.4582.0583.1083.5285.128管段沿程水管段沿頭損失程水頭hy=iL(KPa)損失累計∑hy（KPa）0.560.560.2790.8390.3891.2280.551.7780.642.4180.8343.2521.444.6920.665.3522.78.052

計算當設計管徑流速每米管管段管段沿程水管段沿管段量秒流DN(mm)（m/s）長沿程長度頭損失程水頭編號總量qg水頭損L(m)hy=iL(KPa)損失累數失i計∑hyNg(KPa/m)（KPa）0-110.5250.760.27971.9531.9531-220.7251.060.50731.5213.4742-330.86320.850.2730.814.2843-441320.980.3472.386.664注：

1、設計秒流量的計算:此建筑為宿舍，所以設計秒流量公式采用qg=0.2αNg^(1/2)。

2、每層：Ng=1*1+8*1.5+6*0.5+1*1=17

4層：Ng=17*4=68

總管設計秒流量：qg=0.2*2.5*68^(1/2)=4.12L/s=14.84m^3/h顯然，上述設計秒流量計算值大于其中任一個衛(wèi)生器具的額定流量，小于所有衛(wèi)生器具額定流量的疊加值，則計算結果不需調整。3、總管水表的確定：查附錄1-2，按設計秒流量選用常用流量，選取LXS-50N螺翼式水表，常用流量15m^3/h,滿足14.84m^3/h的要求。4、建筑層高為每層3米。

5、大便器和小便槽均采用低位沖洗水箱。6、給水管在圖上用單實線表示。

JL-1

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7

JL-4

生活排水系統(tǒng)方案設計、計算及說明

一、管材的選用、布置與敷設1、管段材料：塑料管。

2、選用四根立管。PL-1為拖布池和盥洗槽排水，PL-2為盥洗槽排水，PL-3為大便器排水，PL-4為小便槽排水。

3、給水管道敷設有明裝和暗裝兩種形式，該設計立管采用明裝形式，便于安裝，造價低。支管采用暗裝形式，美觀、整潔。

4、室內排水管道的布置和敷設在保證排水暢通，安全可靠的前提下，還應兼顧經濟、施工、管理、美觀等因素。

二、衛(wèi)生器具的布置和敷設

衛(wèi)生間和公共廁所內的地漏應設在地面最低處，易于濺水的衛(wèi)生器具附近。地漏不應設在排水支管頂端，以防止衛(wèi)生器具排放的固形雜物在最遠衛(wèi)生器具和地漏之間的橫支管內沉淀。

三、通氣管的作用

1、保護存水彎水封，使水系統(tǒng)內的壓力與大氣取得平衡。2、使水管內排水暢通，形成良好的水流條件。

3、將新鮮空氣補入排水管內，試管內進行換氣（預防因室外管道系統(tǒng)積聚有害氣體而損傷養(yǎng)護人員、發(fā)生火災和腐蝕管道等隱患）

4、降低排水系統(tǒng)噪音。

四、建筑底層單獨排放

由于底層橫管等在立管來水量較大時，將產生強烈的沖擊流，形成回流現象又是會將存水彎中的水噴濺至衛(wèi)生器具中甚至于噴出衛(wèi)生器具的事故。

五、排水管網水力計算

方案設計：4層集體宿舍，每層排水管上連接有拖布池1個（每個當量為1，額定流量為0.33L/S）。盥洗槽水龍頭共8個（每個當量為1，額定流量為0.33L/S）。大便器共6個（每個當量為4.5，額定流量為1.5L/S）。4米小便槽1個（每米當量為0.5，額定流量為0.17L/S）。（α=1.5）

PL-1排水管網水力計算表計算管段編號排水當量總數Np0-111-242-383-4125-616-74設計秒流量管徑de(mm)qp(L/S)0.33500.69750.84750.95750.33500.6975坡度i0.0250.0150.0150.0150.0250.015

PL-2排水管網水力計算表計算管段編號排水當量總數設計秒流量管徑de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-150.33750.0151-2100.89750.0152-3151.03750.0154-550.33750.015

PL-3排水管網水力計算表計算管段編號排水當量總數設計秒流量管徑de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-14.51.51100.0121-292.041100.0122-313.52.161100.0123-4182.261100.0124-522.52.351100.0125-6272.441100.0126-7542.831100.0127-8813.121100.0129-104.51.51100.01210-1192.041100.01211-1213.52.161100.01212-13182.261100.01213-1422.52.351100.01214-15272.441100.012

PL-4排水管網水力計算表計算管段編號排水當量總數設計秒流量管徑de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-121.02750.0151-241.38750.0152-361.46750.0154-521.02750.015注：

1、計秒流量的計算：此建筑為宿舍，所以設計秒流量公式采用qp=0.12α*Ng^(1/2)+qmax。

2、每層：Np=1*1+1*8+4.5*6+0.5*4=38

4層：Np=38*4=152

總管設計秒流量：qp=0.12*1.5*152^(1/2)+1.5=3.72L/S

查表5-8，選用立管管徑de110mm,因設計秒流量3.72小于表5-8中de110mm排水塑料管最大允許水流量4.0L/S，所以不需要設專用通氣立管。

3、建筑層高為每層3米。

4、大便器和小便槽均采用低位沖洗水箱。5、給水管在圖上用單虛線表示。

六、化糞池的選擇

方案設計：化糞池使用總人數N為500人，使用衛(wèi)生器具人數占總人數的百分比α為70%，每人每日污水量q為20L/(人*d)，每人每天污泥量a為0.4L/（人*d），污水在化糞池內停留時間t為12h,污泥清掏周期T為180d。（化糞池據建筑物凈距不小于5m，采用矩形化糞池。）（分區(qū)排污）

所以，化糞池容積

V=αN/（qt/24+0.48a*T）

計算得V=15.6m^3。所以選用6號化糞池。

PL-1

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PL-2

PL-3

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PL-4

消防系統(tǒng)方案設計、計算及說明

一、消火栓給水系統(tǒng)的給水方式

選擇設水箱的消火栓給水方式。宜在室外管網一天之內有一定時間能保證消防水量、水壓時（或是由生活泵向水箱補水）采用。由水箱貯存10min的消防水量，滅火初期由水箱供水。

二、消火栓布置

1、保護半徑R>=((12^2+3^2)^(1/2))/2=6.18m,取R=6.18m

2、保證每一個防火分區(qū)同層有3支水槍的充實水柱同時達到任何部位，其布置間距按下列公式計算：S2

六、消火栓水壓計算

方案設計：4層男生宿舍樓，消防給水系統(tǒng)，采用口徑65mm的單出口消火栓和麻質水帶，水槍噴口直徑19mm，水龍帶長Ld為20m，水槍充實水柱取Hm為8m。

消火栓口所需水壓按下列公式計算

Hxh=Hq+hd+Hk

Hq=af*Hm*10/(1-Ψ*af*Hm)qxh=(BHq)^(1/2)Hd=Az*Ld*qxh^2*10水槍噴嘴處的水壓水帶的水頭損失消火栓口水頭損失消火栓口的水壓Hq，KPaHd，KPaHk，按20KPa計Hxh，KPa算。15.8521.520200注：1、查表得af=1.19Ψ=0.0097B=1.577Az=0.0043

2、水槍射流量qxh值小于5L/S，所以水槍射流量取5L/S計算。

XL

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