长沙理工大学建筑给排水毕业设计

'长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）2005届毕业设计（论文）第二册题目：长沙市兵站建筑给水排水工程班级：河给01－1班学号：200113020119姓名：刘艳平指导教师：徐学2005年5月目录摘要i第一章　设计说明书一、室内外给水工程1二、室内热水工程1三、室内外消防工程2第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）四、室内排水工程3五、主要材料表4第二章设计计算书第一节冷水给水系统的设计计算7一、室内给水系统的分区及计算7二、室外冷水管网水力计算23第二节室内热水给水系统的设计计算24一、耗热量、热水量的计算24二、室内热水管网水力计算27第三节消防给水系统设计计算37一、消火栓给水系统的设计计算37二、闭式自动喷水灭火系统的设计计算40三、气体灭火系统的设计计算44四、灭火器的设计计算45第四节排水系统的设计计算47一、室内排水系统的设计计算47二、室外雨水排水系统水力计算60主要参考文献62致谢63摘要摘要：本设计为长沙市兵站建筑给水排水工程，内容包括建筑给水系统、热水系统、消防系统、排水系统和雨水排水系统的设计。室内给水系统采用分区给水方式，地下一层至三层为低区，由市政给水管网直接供水；四至十六层为高区，由屋顶水箱供水。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湿式喷水灭火系统。气体灭火系统采用高压全淹没灭火系统，用火灾探测器进行自动控制；灭火器统一采用干粉型磷酸铵盐灭火器。热水系统的分区与冷水系统保持一致，水加热器集中设置在地下一层。排水系统采用污水和废水分流制排水系统，生活废污水直接排入市政排水管网，生活污水经化粪池局部处理后再排入市政排水管网。雨水排水采用内排水和外排水相结合的混合排水方式。关键词：给水系统　　热水系统　　消防系统　　排水系统　　雨水系统ABSTRACT第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）Abstract：Thisprojectisthewater-supplyanddrainageengineeringofBingZhaninChangSha．ItincludesthedesignofWatersupply-system、firewater-supplysystem、hotwater-supplysystem、seweragesystemandrainwatersystem．Theinteriorwater-supplysystemadoptthewayofsubregion，the-1~3rdflooristhelowdistrict，thesourceisthemunicipalwater-supplynet-work．The4~16rdflooristhehighdistrict，whichsourceisthetankoftheroof．Thefirewater-supplysystemadopttemporaryhigh-pressuresystem．Theautomaticwaterspraysystemadoptwetsspraywaterfireextinguishingsystem．Thegasfire-fightingsystemadoptsthehighpressandfloodsthefireextinguishingsystemcompletely，automaticallycontrolwiththefiredetester．Thehotwater-supplysystemdistrictisconsistentwithcoldwater-supplysystem，Thewaterheatersareestablishedinunderground．Theseweragesystemusesthesewageandthewastewaterseparate-sewagesystem，thewastesewagetodisperseintothemunicipaldrainagepipenetworkdirectly．Thesanitarysewagedispersesintothemunicipaldrainagepipenetworkafterdisposedintheseptictank．Therainwatersystemadopttheuniondrainagesystemofindoorandoutsidesystem．Keyword：Watersupply-systemhotwater-supplysystemfirewater-supplysystemseweragesystemrainwatersystem第一章设计说明书一、室内外给水工程1、室内给水工程（1）系统选择本设计是在长沙市拟建一幢16层的退伍及新兵的接送站，该建筑以城市给水管网为水源。市政给水管道从大楼的西面通过，使宾馆有了可靠的水源。对于这样的高层建筑，市政给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求。该地区的城市管网常年可资用水头为25m，只能满足地区的用水要求，故考虑二次加压，根据设计资料可供选择的供水方式如下：①方案一：水泵—水箱给水方式优点：利用水泵加压及水箱调节水量，由于水箱和水池储有水量，停电和停水时可延长供水时间，水压稳定，供水可靠，管理方便费用低。缺点：运行费用高，安装维护麻烦，投资大，有水泵振动干扰，可能造成二次污染，增加建筑荷载。②方案二：变频泵调速供水优点：屋顶不设置水箱，不破坏建筑美观，减小占地面和减小建筑荷重。与设置高位水箱相比节能。缺点：不能满足消防贮水量，存在小流量和零流量的供水问题；变频泵价格较高。一次性投资高，维护费用也高。综合上述各个系统的优缺点考虑，该建筑给水系统竖向分两区，低区为-1—3层，由市政管网直接供水，高区为4—16第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）层，其中9至16层由高位水箱直接供水，4至8层由高位水箱结合减压阀供水，所以本设计选用方案一供水。（2）室内给水系统的组成室内给水系统组成整个系统包括引如管、水表节点、给水管网和附件等，此外，还包括高区所需的地下贮水池、加压泵、屋顶水箱以及相配套的设备等。（3）增压设备及其构筑物在建筑负一层设一个泵房和贮水池，选在宾馆的南面的市政管网引入处。生活加压泵选IS65-40-250型立式单级单吸悬臂式离心泵2台，一备一用，配套电机功率为15kw。由于市政给水有保证，消防时可减去市政补水，故生活消防合用水池，地下贮水池有效容积为700m3，屋顶水箱有效容积为30.0m3。2、室外给水工程室外管网管径采用DN100，总流量为13.84L/s，经消防流量校核，符合要求。二、室内热水工程（一）系统选择该建筑的功能决定了其对热水供应要求较高，所以采用全天热水供应系统，为保证任何时刻均达到设计水温（出水温度70℃，最不利点温度为55℃），采用机械全循环系统，这种循环系统可以随时迅速获得热水，使用方便。适用于对热水供应要求高的建筑。考虑到国内目前多数方式均为立管循环，既经济又实用，故采用。由于该地区有城市热力管网通过，设计采用容积式水加热器。热媒为蒸汽。为保证冷、热水压力平衡，热水分区同冷水分区，冷水由屋顶水箱下给，供给水加热器，加热设备置于地下一层。（二）热水供应方式　屋顶水箱→水加热器→配水管网→用水点↑　↓←循环水泵　←回水管网（三）系统组成由加热器、配水管网、回水管网、循环水泵及附件等组成（四）主要设备容积式加热器经过耗热量、热水量、极其热源、热媒耗量计算可以得出高低区选用的加热器高区：选1台9#卧式双盘管热交换器，实际容积10.0m3，实际加热面积26.62m2，满足要求。低区：选1台9#卧式单盘管热交换器，实际容积10.0m3，实际加热面积26.62m2，满足要求。（五）热水供应系统的附件1）膨胀管冷水加热后，水的体积要膨胀，如果热水系统是密闭的，在卫生器具不用水时，膨胀水量，必然会增加系统的压力，，有胀裂管道的危险，因此需要设置膨胀管。对于本设计采用的开式上行下给热水系统，膨胀管和系统排气管结合使用，称为膨胀排气管。膨胀管高出屋顶冷水箱最高水面的的高度见设计计算书。本设计地区采用膨胀罐，其容积计算见设计说明书。2）疏水器用蒸汽为热媒的间接加热设备，当热媒通过热交换器后在加热器末端应设疏水器，第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）其作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速的排出凝结水，同时能排出系统中积聚的空气和其他不凝性气体。根据计算书对疏水器实际排水量的计算选用钟型浮子式疏水器疏水器阀孔直径高区选11mm，低区为11mm。符合计算要求。三、室内外消防工程该建筑采用消火栓和喷洒两种保护系统，消防不分区，选择6SA-6型消火栓泵2台，一用一备。为了使消火栓各层压力均接近计算出来的栓口压力（=21.23），当消火栓栓口处压力超过0.49MPa时需设减压孔板，从而保证消火栓正常使用。高位水箱储存10分钟的消防流量，负责火灾的初期灭火供水。消防给水系统采用临时高压给水系统。（一）室内消防系统1、消火栓系统根据该宾馆的性质和相关规范，可知室内消防流量为40L/s，充实水柱为12m，喷嘴流量为5.2L/s，最不利情况同一根立管上同时出水三股水柱。消防竖管的直径按室内消防用水量计算确定。计算出来竖管直径小于100mm时，应考虑消防车通过水泵接合器往室内管网送水的可能性，仍采取100mm。故该设计消防立管管径为DN100。消火栓布置应符合以下要求：①各层均应设置消火栓，且应保证同层内任何部位有两支水枪的充实水柱同时到达。②消防电梯前室应布置消火栓。③消火栓应布置在明显易于取用的地方，栓口离地面高度为1.1m。④根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓间距不应大于30m，裙楼不应大于50m。⑤高层建筑屋顶应设试验消火栓。⑥室内消火栓的栓口直径应为65mm，配备的水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。综合以上要求，该设计选用DN65消火栓，水枪喷嘴口径19mm，麻质水龙带长度L=20m，水枪充实水柱长度Hm=12m。经计算得出消火栓的保护半径为26.5m，消火栓布置间距为25m。依据建筑物结构在裙楼部分布置10根立管，主楼部分布置5根立管，其间距小于30m，符合要求。由于该建筑消防给水系统采用临时高压给水系统。所以在每个消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。具体布置见消火栓系统图。2、自动喷洒系统该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，报警阀设在地下一层，喷洒系统根据一个报警阀服务喷头数不大于800个的原则，则喷洒系统不用分区，各层设有水流指示器，其信号消防控制中心进行处理。本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头，型号为：下垂型ZSTX15/68，连接螺纹ZG1/2＂，最高环境温度38℃，喷头采用3.6m3.6m正方形布置距墙不小于0.5m，不大于1.8m；喷头最大间距3.6m。其布置详图见平面图。3、灭火器的设置根据《全国民用建筑技术措施—给水排水》中表7.73—1，以及灭火器的适用性，为了使该建筑的灭火器的型号相同，故统一选用干粉型磷酸铵盐灭火器。（二）室外消防系统第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）室内消防给水管网应设水泵接合器，当室内消防水泵因检修、停电、发生故障或室内消防用水量不足时，需要利用消防车从室外消火栓、消防蓄水池或天然水源取水，通过水泵接合器送至室内管网，供灭火使用。水泵接合器的设置数量应该按照室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按10~15L/s计算。当计算出来的水泵接合器数量少于两个时，仍应采用两个，以利安全。本设计室内消火栓流量为41.6L/s，故设置3个水泵接合器。型号为SQ100型，水泵接合器与室内管网连接处应设有阀门、止回阀、安全阀等。且水泵接合器应该有明显的标志，并且设于消防车易于取用的的地点，距建筑物外墙的距离不宜小于5m,其周围15~40m范围内应设室外消火栓、消防水池、或有可靠的天然水源。此外，室外消防用水量为30L/s，故设置3个室外地上式消火栓，其型号为SS100-16。（三）系统组成消火栓系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓和水泵接合器组成；自动喷洒系统由洒水泵、配水管网、报警阀装置、水流指示器、喷头、水泵接合器等组成。气体消防采用高压全淹没灭火系统，灭火器选用干粉型磷酸铵盐灭火器。（四）主要设备消防贮水池（与生活共用）消防泵6SA-6型2台，一备一用，电动机功率75kw；喷洒泵125MSLX5-45型立式多级离心泵2台，一备一用，电动机功率45kw。四、室内排水工程1、室内排水系统选择根据环保要求，结合室外排水系统的设置，该建筑采用分流制排水系统。洗涤废水直接排入城市下水道，生活污水经室外化粪池处理后再排入市政排水管网，地下室排水经潜水泵提升后再排除。2、排水系统分区：排水系统的分区同给水系统分两区，高区（4~16层）客房污水、废水在转换层收集，污水通过两根专用排水立管排如化粪池中，废水也通过两根专用排水立管直接排入市政排水管网。低区公共卫生间污、废水分别排放。厨房排水由排水管排至室外经隔油池处理后，然后直接排入市政排水管网。公共浴室废水直接排放。开水间立管由于排水量很小，故不计其排水量。选开水间排水立管管径DN75。由于该建筑高度及每根污、废水立管所承担的排水量较大，为使排水管道中气压波动尽量平稳，防止管道水封破坏，高区设专用通气管，低区裙楼管道设伸顶通气管.3、最小管径满足的条件：公共食堂厨房排水中含有大量的油脂和泥沙，为防止阻塞，实际选用管径应比计算管径大一号，且支管管径不小于75mm，干管管径不小于100mm。因大便器没有十字栏栅，同时排水量大且猛。所以凡连接大便器的支管，即使仅有一个大便器，其最小管径均为100。小便斗和小便槽冲洗不及时，尿垢堵塞管道，因此连接3个及3个以上小便器的排水支管管径不小于75mm。4、系统不但应具有较大的排水能力，而且要控制其管内压力变化值不会导致任一卫生器具的水封破坏。为了满足上述两种情况，排水系统不但应该根据排水用具流量选择合理的管径，同时应按排水管系的具体情况设置通气管系。低区设伸顶通气管，管径为75mm。根据两个及两个以上的污水立管同时和一根通气立管相连接时，应以最大一根通气立管确定，高区专用通气管管径设为110mm，汇合通气管管径为200mm，总伸顶通气管管径为200mm。其计算过程见计算说明书。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）5、系统组成该系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、隔油器、潜污泵、集水井等组成。通气系统包括伸顶通气管、专用通气管、结合通气管、汇合通气管。6、屋面雨水系统选择该建筑由于主楼层数较多，并有裙楼，故该建筑雨水采用天沟外排系统和内排系统的混合雨水排水系统。天沟外排系统通过雨水斗、连接管入排水立管，再经排出管流入裙楼屋面。内排系统通过雨水斗、连接管、悬吊管、立管及埋地横管在地下一层排出，电梯机房及水箱间顶的雨水散排到16层屋面，雨水管道采用UPVC管。雨水斗采用型号79型。7、主要设备及构筑物型号为92S214（四）钢筋混凝土化粪池9-30A01。有效容积为27m3。隔油池容积为1m3。五、主要材料表本次设计经过精心的方案选择和经济效益的比较，同时考虑采用新技术、新材料等的应用，现对本次设计所采用的所有材料进行总结如下表：表1-5-1主要材料表续表1-5-1第二章设计计算书第一节冷水给水系统的计算一、室内给水系统分区及计算：（一）竖向分区：竖向分两区，3层及3层以下为地区，4层及4层以上为高区。（二）用水量标准及用水量计算：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）根据设计资料，建筑物性质和卫生设备的完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》，其用水量标准及用水量见表2-1-1和表2-1-2。1、就餐人数：1500人次/天；2、工作人员：整个大楼工作人员为350人。观景茶楼10人，客房工作人员按每天3班计，每班2人，每层每天共6人，低区工作人员为：350-（10+612）=268人；3、茶楼；座位数按N=A/确定，A为总面积，=1.2~1.6m2/座，取=1.3m2/座；4、洗衣房：湿洗干衣量按S=N·m计算，N为床位数，m=3.2~4.0kg/（床·d）；5、消防补充水：考虑3小时消火栓和1小时喷洒，Qmax==271440L/d6、空调补充水：2.5m3/h。表2-1-1高区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额Qmax(L/d)时变化系数（Kh）Qmax(m3/h)供水时间（h）1客房336400L/（床·d）1344002.011.2242工作人员82100L/（人·d）82002.00.68243茶楼514/1.315L/（座·次）59301.50.74124合计14853012.62表2-1-2低区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额Qmax(L/d)时变化系数（Kh）Qmax(m3/h)供水时间（h）1洗衣房3363.550L/kg588001.511.0382商场19405L/（m2·d）97001.20.97123餐厅150020L/（人·次）300001.53.75124公共浴室100100/（人·次）100002.01.67125工作人员268100L/（人·d）2680002.02.23246茶座、咖啡610/1.315L/（座·次）70381.50.88127消防补充水2714401.05.66488空调补充水600001.02.50249水景等用水按上述之和的15％计697711.02.9124合计54354931.60（三）贮水池的设计计算：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）V=V调+V事故+V消防V调=2.0Qh高区=2.012.62=25.22m3V事故=2.0（Qh高区+Qh低区-消防补充水）=2.0（12.62+31.60-5.66）=77.12m3消防水量考虑1小时的喷洒，3小时消火栓的储水量，则V消防=41.6L/s3h3600+26L/s1h3600=542.88得：V=V调+V事故+V消防=25.22+77.12+542.88=645.22m3设水池容积为700m3,尺寸为16200mm7200mm6000mm（其中高6000mm包括300mm的超高），取贮水池的顶部距离1层楼板（0.000）1m，则水池顶标高为-1.000m，池底标高为-7.200，各水位标高如下：生活最低水位：-2.300m生活最高水位：-6.200+4.900=-1.300m消防最低水位：-6.200+0.5=-6.500m消防最高水位：-6.200+4.4=-2.300m（四）高位水箱的设计计算高位水箱贮水容积由生活调节统计（按最大日水量的5％计）与消防贮水容积（按一类建筑消防贮水量18m3计）计算，则V水箱=Qd5％+18=148.535％+18=25.43m3选择30.0m3方形给水箱（二），尺寸为4400mm3200mm2400mm，有效水深为2.1m，取水箱底部与水箱间地面净空为800mm，则水箱顶部标高64.500+0.8+2.4=67.700mm,水箱底标高64.500+0.8=65.300m，各水位标高如下：生活最低水位：66.600m生活最高水位：67.700-0.300=67.400m消防最低水位：65.300+0.500=65.800m消防最高水位：m（五）生活水泵的选择1、生活水泵流量Qb=1.5~2.0Qh高区取Qb=2.0Qh高区=2.012.62=25.24m3/h查表选管径DN100，V=0.81，1000i=13.9，L=97.74m，则h=il=0.013997.74=1.36m2、生活水泵扬程计算公式：Hb=（Z1-Z0）+H1+H2式中Z1——水箱最高水位标高，Z1=67.400m；Z0——水泵吸水的贮水池最低水位标高，Z0=-2.300m；H1——水泵吸水管和压水管的总水头损失，mH2O；H2——水泵压水管进水箱入口所需流出水头，mH2O。H2=V2/2g=0.812/（29.8）=0.04m得Hb=（67.400+2.300）+1.36+0.04=71.10m选IS65-40-250型立式单级单吸悬臂式离心泵2台，其设计参数为：Q=30m3/h，Hb=78m，电动机功率N=15KW，电机型号160M-2。（六）室内冷水给水管网水力计算：1、设计秒流量公式：qg=式中qg——计算管网的给水设计秒流量，L/s；Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数；第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）——根据建筑物用途而定的系数，取2.5。2、高区冷水管网计算：（1）计算草图见下图。图2-1-1单卫生间立管2/GL图2-1-2双卫生间立管11/GL图2-1-3十六层卫生间立管1/GL第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）图2-1-4高区冷水管网水力计算草图（2）高区冷水管网水力计算如下：表2-1-3高区单卫生间给水管网水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流速m/s洗脸盆坐便器浴盆0~10.731/6.006.001.22251.851~20.921/0.756.751.30251.972~34.5511/1.207.951.41321.393~43.4022215.901.99321.964~53.4033323.852.44401.465~63.4044431.802.82401.686~73.4055539.753.15401.907~83.4066647.703.45501.318~93.4077755.653.73501.419~103.4088863.603.99501.5110~113.4099971.554.23501.6011~123.4010101079.504.46501.6912~133.4011111187.454.68501.7713~A12121295.404.88501.85第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-1-4高区双卫生间给水管网水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流速m/s洗脸盆坐便器浴盆0＇~1＇0.731/6.006.001.22251.851＇~2＇0.921/0.7516.751.30251.972＇~3＇1.15111/1.207.951.41321.393＇~4＇3.4022215.901.99321.964＇~5＇3.4044431.802.82401.695＇~6＇3.4066647.703.45501.316＇~7＇3.4088863.603.99501.517＇~8＇3.4010101079.504.46501.698＇~9＇3.4012121295.404.88501.859＇~10＇3.40141414111.305.27502.0010＇~11＇3.40161616127.205.64701.4711＇~12＇3.40181818143.105.98701.5512＇~13＇3.40202020159.006.30701.6413＇~14＇3.40222222174.906.61701.7114＇~B242424190.806.91701.79表2-1-5茶室制作间冷水给水管网水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流速m/s洗脸盆大便器浴盆洗涤池洗涤盆污水池0~10.731/6.006.001.22251.851~20.921/0.7516.751.30251.972~31.15111/1.207.951.41321.393~43.4022215.901.99321.964~53.4044431.802.82401.695~63.4066647.703.45501.316~73.4088863.603.99501.517~83.4010101079.504.46501.698~93.4012121295.404.88501.859~103.40141414111.305.27502.00第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）10~113.40161616127.205.64701.4711~123.40181818143.105.98701.5512~133.40202020159.006.30701.6413~143.40222222174.906.61701.7114~188.10242424190.806.91701.7915~161.361/1.001.000.20101.7716~171.881/1.0012.000.52201.3817~181.351/1.60113.600.84251.2918~C242424111194.406.97701.81表2-1-6开水间给水立管水力计算表管段编号管段长度水龙头数量N=0.25当量总数N秒流量（L/s）管径(mm)流速（m/s）0＇~1＇4.5010.250.0580.791＇~2＇3.4020.500.10100.882＇~3＇3.4030.750.15101.313＇~4＇3.4041.000.20101.774＇~5＇3.4051.250.25151.245＇~6＇3.4061.500.30151.496＇~7＇3.4071.750.35151.747＇~8＇3.4082.000.40151.998＇~9＇3.4092.250.45201.189＇~10＇3.40102.500.50201.3210＇~11＇3.40112.750.55201.4511＇~12＇3.40123.000.60201.5812＇~D133.250.65201.71表2-1-7十六层卫生间给水管网水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量（L/s）管径(mm)流速（m/s）洗脸盆大便器污水盆小便斗0~13.401/1.001.000.20101.771~20.901/6.0017.001.32321.302~30.902113.001.80321.773~40.903119.002.18401.314~50.754125.002.50401.50第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）9~80.9016.001.20251.828~70.90212.001.73321.707~60.90318.002.12401.286~50.33424.002.45401.4710~110.801/0.750.750.15101.3111~140.2021.500.30151.4912~130.8010.750.15101.3113~140.6121.500.30151.4914~150.5043.000.60201.5815~195.4948152.003.61501.3615~161.3811.000.20101.7716~170.8011/0.501.500.30151.4917~180.80122.000.50201.3218~192.10132.500.60201.5819~E482454.503.69501.40第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）图2-1-5屋顶水箱至最不利点管网水力计算草图第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-1-8屋顶水箱至各用水点水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流量m/s洗脸盆大便器浴盆洗涤盆洗涤池污水池水龙头小便斗污水盆0~14.0212/0.7512/6.0012/1.2095.404.88501.851~28.49363636286.208.46801.532~75.25606060477.0010.921101.013~47.8512121295.404.88501.854~57.95363636286.208.46801.535~68.06606060477.0010.921101.016~72.95848484667.8012.921101.207~8＇2.551441441441144.8016.921101.580＇~1＇8.40242424190.806.91701.791＇~2＇8.40484848381.609.77801.762＇~7＇7.74727272572.4011.961101.123＇~4＇8.0612121295.404.88501.854＇~5＇8.40363636286.208.46801.535＇~6＇8.40606060477.0010.921101.016＇~7＇0.66848484667.8012.921101.207＇~8＇10.181561561561240.2017.611101.638＇~12＇3.403003003002385.0024.421251.829＇~10＇2.10483/0.052/1.0054.503.69501.4010＇~11＇8.702832241/1.001/1.601/1.0032251.907.94801.4311＇~12＇15.9328322411113/0.2532255.157.99801.4412＇7.6032833232411113322640.1525.691251.89第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）~13＇表2-1-9屋顶水箱至最不利点水力计算（见图2-1-1和图2-1-2）管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流速m/s1000i水头损失m洗脸盆大便器浴盆污水盆小便斗水龙头洗涤池洗涤盆污水池1~20.901/6.001/1.007.001.32321.3056.040.0502~30.902113.001.80321.7796.490.0873~40.903119.002.18401.3142.000.0384~50.954125.002.50401.5053.620.0515~195.494/0.758152.003.61501.3633.860.18619~10＇5.504823/0.0554.503.69501.4035.550.19610＇~11＇8.70283224/1.20231/1.601/1.001/1.00251.907.94801.4323.350.20311＇~12＇15.932832242313/0.25111255.157.99801.4423.820.37912＇~13＇7.6032833232423131112640.1525.691251.8923.320.177∑1.367第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）（3）屋顶水箱高度校核：高区最不利用水点处的大便器的几何高度Hz=57.900m，水箱最低出水位至最不利用水点的沿程水头损失为1.367m.，则：总水头损失为：∑h=1.1∑hy=1.11.367=1.777m取水表损失Hb=0.83m最不利点大便器流出水头取5m得：水箱满足最不利用水要求的最低水位H1=Hz+1.3∑hy+Hb+5=57.900+1.777+0.83+5=65.507m<66.600m故屋顶水箱设在66.600m处可满足给水系统要求。（4）冷水管网减压阀计算：减压阀采用两组并联设置，一备一用，轮换工作，轮换周期为3个月。阀前应设置过滤器，减压阀前后应分别设置阀门和压力表，其安装应按阀体的箭头方向与水流方向一致，不得装反。计算草图见图2-1-3。图2-1-6最不利点至减压阀水力计算草图如图2-1-3高区冷水管网计算简图，减压阀减压后最不利点为3＇处立管减压阀后的坐便器处。根据上述各管段的水力计算可得出屋顶水箱最高水位至减压阀处的总水头损失为∑hy=1.952m，最不利点至减压阀出的总水头损失为∑hy＇=0.383，则减压阀前压力：Hy=（Z3-Zy）-∑hy=67.400-32.350-1.952=33.098mH2O减压阀后压力：Hy＇=∑hy＇+h3＇=0.383+6=6.383mH2O减压阀前后压力差△P=33.098-6.383=26.715mH2O=267.15KPa选择Y43H-16型活塞式减压阀。3、低区冷水管网水力计算：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-1-10低区冷水管网水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N秒流量m/s管径mm流速m/s洗涤盆洗涤池污水池大便器小便斗污水盆洗脸盆沐浴器0~367.171/1.601.600.32151.611~20.751/0.750.750.15101.312~50.4721.500.30151.493~40.7510.750.15101.314~50.2821.500.30151.495~60.8543.000.45201.186~70.901/6.0049.001.50321.477~80.952415.001.94321.928~90.903421.002.29401.389~100.904427.002.60401.5610~110.905433.002.87401.7311~191.556439.003.12401.8812~130.9016.001.20251.8213~140.90212.001.73321.7014~150.90318.002.12401.2715~160.90424.002.45401.4716~170.90530.002.74401.6517~181.02636.003.00401.8118~190.9361/1.0037.003.04401.8319~2011.70121476.004.36501.6521~220.751/0.50.500.1081.5722~230.7521.000.20101.7723~240.7531.500.30151.49第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）续表2-1-10第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）4、洗衣机房用水定额为3.06L/s,查规范选用管径DN40,V=1.81m/s。所以图2-1-4中洗衣房46″~47″管段管径选用DN40mm,V=1.81m/s。二、室外冷水管网水力计算：1、室外管网流量、管径的确定：Q总Q低+Q高+Q消防L/s2、水力计算：室外管网流量为13.84L/s，选管径DN100，V=1.62m/s3、进消防、生活贮水池管径：Q水池=Q消防+Q生活=5.66+2.0Q高区=5.66+2.012.62=30.90m3/h选管径DN100，V=0.99m/s。4、水表选择：Q表=Q总75％=13.8475％=10.38L/s=37.37m3/h选水表型号LXL-80N，公称直径DN80，最大流量80m3/h，公称流量40m3/h，则水表损失为：HB=Q表2/Kb=10Q表2/Qmax2=1037.372/802=2.18＜12.8KPa满足要求。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）第二节室内热水系统的计算一、耗热量、热水量的计算：1、耗热量计算（1）式中——设计小时耗热量；——热水小时变化系数；——用水计算单位数，人数或床位数；——热水用水定额，L/（人·d）或L/（床·d）等；——水的质量热容，=4187J/（Kg·℃）——热水温度，=60℃；——冷水温度；——热水密度。（2）式中——卫生器具热水的用水定额，L/h；——同类卫生器具数；b——卫生器具同时使用百分数；其他符号同上式。则：高区：①宾馆客房：=5.463361404187（60-7）0.9832/86400=648585.02W②宾馆员工：=282404187（60-7）0.9832/86400=16565.74W③观景茶楼：=250(60-7)0.983224187100％/3600+120(60-7)0.983244187100％/3600=59394.23W低区：①低区员工：=2268404187（60-7）0.9832/86400=54141.68W②其他：=250（60-7）13100％41870.9832/3600+120（60-7）20100％41870.9832/3600+400（60-7）12100％41870.9832/3600第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）=633336.46W2、热水量计算设计小时热水量可按下式计算：则高区：==10057.80L/h低区：==9543.26L/h3、热源、热媒耗量计算该建筑有市政供热管网，其工作压力（表压）P=196.2KPa，以蒸汽为热媒的水加热设备，蒸汽耗量按下式计算：式中G——蒸汽耗量，Kg/h；K——热媒管道损失附加系数，k=1.05~1.10，取k=1.10；——设计小时耗热量，W；——饱和蒸汽的热焓，KJ/Kg；——凝结水的焓，KJ/Jg，=4.187=4.187133.5=558.96。则（1）高区蒸汽耗量：G高区=3.61.10724544.99/（2725.5-558.96）=1324.32Kg/h（2）低区蒸汽耗量：G低区=3.61.10687478.14/（2725.5-558.96）=1256.57Kg/h4、加热设备的选择本设计选用卧式容积是水加热器，采用钢盘管，热媒压力P（表压）为196.2KPa。（1）加热器容积计算依据规范，加热器贮热量按不小于45min设计耗热量计算，即V≥式中W——设计小时耗热量；——加热器出水水温，=70℃；——冷水水温，=7℃；——水的比热容，=4187J/（Kg·℃）；——容积附加系数，=1.25。则①高区加热器容积：V=0.751.25724544.993600/（70-7）41871000=9.27m3②低区加热器容积：V=0.751.25633336.463600/(70-7)41871000=8.10m3（2）盘管加热面积F=（1.1~1.15）式中w——设计小时耗热量，w；——由于水垢和热媒分布不均匀影响传热效率的系数，一般采用0.6~0.8，第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）本设计取=0.7；k——传热系数，w/（m2·℃）；——热媒和被加热水的计算温度差（℃），按下式计算：式中——计算温度差，℃；、——热媒的初温和终温，℃；、——被加热水的初温和终温，℃；得℃则①高区盘管加热面积：F=1.1724544.99/（0.770094.4）=17.23m2②低区盘管加热面积：F=1.1687478.14/（0.770094.4）=14.86m2综合加热器容积和加热面积考虑，查《建筑给水排水设计手册》中容积式水加热器基本型号：高区：选1台9#卧式双盘管热交换器，实际容积10.0m3，实际加热面积26.62m2，满足要求。低区：选1台9#卧式单盘管热交换器，实际容积10.0m3，实际加热面积26.62m2，满足要求。5、高区膨胀管的设计计算（1）膨胀管的最小管径可查表确定为DN50mm。（2）膨胀管高出水箱的垂直高度按下式计算：式中——膨胀管高出生活饮用高位水箱水面的垂直高度，m；H——水加热器底部至生活饮用高位水箱水面的高度，H=75.4m；——冷水的密度，=999.88Kg/m3；——热水的密度，=983.24Kg/m3。得6、低区膨胀罐的设计计算（1）膨胀罐宜设置在加热设备的冷水进水管或热水回水管上。（2）膨胀罐容积按下式计算：式中——膨胀罐总容积，m3；——加热前积热、贮热器内的密度，=999.88Kg/m3；——热水的密度，=983.24Kg/m3；——膨胀罐出的管内水压力，MPa绝对压力；=管内工作压力+0.1MPa=0.25+0.1=0.35MPa——膨胀罐出管内最大允许压力，MPa绝对压力，岂止可取1.05；第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）——系统内热水总容积，=10.0m3。得二、室内热水管网水力计算：1、设计秒流量公式：，2.5，故2、高区热水给水水力计算（1）计算如下表：图2-2-1高区热水给水水力计算草图第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-2-1高区热水给水水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N设计秒流量L/s管径mm流速m/s1000i水头损失m浴盆洗脸盆洗涤盆洗涤池0~11.881/0.700.700.24200.911487.670.2801~21.3511/1.201.900.48251.011332.120.1802~310.4624/1.0024/0.501137.903.08700.92314.600.3294~50.8010.500.10150.735~80.2021.000.20200.726~70.8010.500.10150.737~80.6121.000.20200.728~37.5942.000.40250.853~926.7324281139.903.16700.95335.290.8960＇~1＇0.9210.500.10150.731＇~2＇1.15111.500.30250.642＇~3＇3.40223.000.60320.693＇~4＇3.40446.001.20401.034＇~5＇3.40669.001.22401.055＇~6＇3.408812.001.73500.886＇~7＇3.40101015.001.94500.997＇~8＇3.40121218.002.12501.088＇~9＇3.40141421.002.29501.179＇~10＇3.40161624.002.45700.7410＇~11＇3.40181827.002.60700.7811＇~12＇3.40202030.002.74700.8212＇~13＇3.40222233.002.87700.8613＇~14＇11.80242436.003.00700.9014＇~15＇8.40484872.004.24800.90第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）续表2-2-1第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）（2）热水箱设置高度校核：已知水箱最低水位标高为66.600m，校核最不利层最不利点（察使之在建洗涤盆）流出水头是否达到其最低作用压力5mH2O。H=57.9+1.32.576+5=66.249m＜66.600m故水箱设于该位置可满足要求。（3）低区热水给水水力计算：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-2-2低区热水给水水力计算表管段编号管段长度卫生洁具数量/当量当量总数N设计秒流量L/s管径mm流速m/s浴盆洗脸盆洗涤盆洗涤池0~10.751/0.500.500.10150.731~40.2821.000.20200.722~30.7510.500.10150.733~40.4721.000.20200.724~54.9042.000.40250.856~514.251/1.201.200.24200.915~143.20413.200.64320.758~91.361/0.700.700.24200.919~105.19111.900.48251.0111~103.2011.200.24200.9110~137.40123.100.72320.8312~130.9610.700.24200.9113~147.13223.800.96321.0914~268.154237.001.32401.1315~160.7510.500.10150.7316~190.5521.000.20200.7217~180.7510.500.10150.7318~190.2121.000.20200.7219~2012.9042.000.40250.8521~220.7510.500.10150.7322~250.5521.000.20200.72第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）续表2-2-2第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）3、热水循环管网计算（1）确定回水管管径：回水管管径比相应热水管管径小1号，隔水水管管径见表2-2-3和表2-2-4。（2）循环流量、附加流量与循环泵选择：①高区：循环流量：=％/=％==附加流量：=％=％10057.80=1508.67L/h=1.51循环泵流量：=3.11+1.51=4.62=1.28L/s②低区：循环流量：=％/=％==附加流量：=％=％9543.26=1431.49L/h=1.43循环泵流量：=2.96+1.43=4.39=1.22L/s（3）各管段循环流量分配：高区单、双卫生间共15根立管，以单卫生间立管内循环流量为1个单位，则共27个单位，1根单卫生间立管内的循环流量占总循环流量的1/27，1根双卫生间立管内的循环流量占总循环流量的2/27，以此方法分配各管段循环流量，水利计算见表2-2-3。低区根据供应热水的卫生洁具个数平均分配循环流量。低区卫生洁具共44个，以每根立管分配到的卫生洁具数分配相应循环环流量，水利计算见表2-2-4。表2-2-3高区循环管道水力计算表（见图2-2-1）续表2-2-3由水力计算Hp=1.30.036=0.0468mHx=1.30.034=0.044m得选择G32型管道泵2台，一备一用，其参数为：Qb=6.0,Hb=10mH2O，电动机功率0.75W。表2-2-4低区循环管道水力计算表（见图2-2-2）由水力计算有：Hp=1.30.933=1.2129mHx=1.32.561=3.3293m得选择G40道泵2台，一备一用，其参数为：Qb=6.9，Hb=15mH2O，电动机功率N=1.1kw。4、热媒系统计算（1）蒸汽管道计算：从前面计算热媒耗量得到：高区蒸汽耗量：Q高区=1324.32低区蒸汽耗量：Q高区=1256.57g/h第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）根据蒸汽管道表压196.2KPa=0.2MPa和控制流速，查《给水排水设计手册常用资料》确定管径：高区：选管道DN100，比压降R=158.6Pa/m,V=28.8m/s低区：选管径DN100,比压降R=143.2Pa/m,V=27.4m/s（2）疏水器至凝结水水箱凝结水管段管径：疏水器至凝结水箱之间的凝结水管按余压凝结水管计算，余压凝结水管的热量为：式中——余压凝结水管的设计热量；——热水供应系统的热损失系数；——设计小时耗热量。得高区：1.251.2724544.993.63.91106KJ/h低区：1.251.2687478.143.63.71105KJ/h查表选高区余压凝结水管管径DN80，低区凝结水管管径DN70。（3）疏水器①热交换器热媒出口端的疏水器的实际排水量为：高区：G=（2~4）Gm=21324.32=3972.96Kg/h低区：G=（2~4）Gm=21256.57=3769.71Kg/h②由于凝结水量较大，一个疏水器不能排除，故高、低区均采用2个同型号、同规格的疏水器并联安装，疏水器直径高区选d=11mm，查表取排水系数A=12.7，则排水量＞3972.96/2=1986.48Kg/h疏水器直径低区选d=11mm，查表取排水系数A=12.7，则排水量＞选用4个同型号、同规格的疏水器，型号：钟型浮子式疏水器，阀孔直径高区d=11mm。第三节消防给水系统设计计算一、消火栓给水系统：1、根据《建筑设计防火规范》和《建筑设计规范》要求，该建筑属一类建筑，室内外消火栓用水量分别为40L/s和30L/s；消火栓间距应保证同层内任何部位有2股水柱同时到达。2、室内消火栓给水系统水力计算（1）消火栓间距：①消火栓保护半径：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）式中R——消火栓保护半径，m；C——水带绽开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9，本设计取C=0.8；Ld——水带长度，Ld=20m；h——水枪充实水柱倾斜时的水平投影距离，对一般建筑（层高为3~3.5m）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；对工业厂房和层高达于3.5m的民用建筑应按h=H·Sin计算。则②消火栓布置间距：消火栓布置间距按下式计算：其中b——消火栓最大保护宽度，m。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓间距不应大于30m，裙楼不应大于50m，满足要求。（2）消火栓给水系统计算：①选用DN65消火栓，水枪喷嘴口径19mm，麻质水龙带长度L=20m，水枪充实水柱长度Hm=12m。②水枪喷嘴射流量：水枪形成12m充实水柱所需压力为查王增长主编的《建筑给水排水工程》得：=1.21，=0.0097，则③水龙带水头损失：式中——水带水头损失，；——水带长度，m；——水带阻力系数，查规范得=0.00430；——水枪射流量，L/s。则故栓口压力式中——消火栓栓口水压，KPa；——水枪喷嘴处压力，KPa；——水带的水头损失，KPa；——消火栓栓口水头损失，按20KPa计算则169+23.3+20=212.3KPa=21.23mH2O④立管管径确定：根据《建筑设计防火规范》规定消防立管考虑3股水柱作用，消防立管流量：，采用DN100立管，V=1.79m/s，1000i=65.06。⑤消防环管计算：根据《建筑设计防火规范》，该建筑室内消防流量为40L/s，水枪射流量为第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）5.2L/s，故考虑发生火灾时能同时供应8股水柱，则消防流量，采用DN150，V=2.21m/s，1000i=58.80。（3）消火栓泵扬程确定：①消防流量：。②水池最低出水位至管网环管管道长度为64.5m，最不利消火栓立管到管网环管长度为68.8m，则沿程水头损失为：局部水头损失按沿程水头损失的10％计，则总水头损失：③消火栓泵扬程：消火栓泵扬程应满足最不利点消防水枪所需压力要求，水泵扬程按下式计算：式中——消火栓泵扬程，；——最不利点水枪喷嘴所需水压，=21.23KPa；——消防水池最不利水位于最不利点消火栓之间的高差，=64.5；——消防水泵吸水口至最不利点消火栓之间的水头损失，=9.06。则消火栓泵扬程为：选择消火栓泵6SA-6型2台，一备一用，其参数为：Q=50.0L/s，=97.0，η=80％，转速n=2950r/min；电动机型号Y280S-2，电动机功率75kw；水泵基础尺寸LB=1415mm640mm。④消火栓减压孔板设计计算：为了使消火栓各层压力均接近=21.23，当消火栓栓口处压力超过0.49MPa时需设减压孔板，从而保证消火栓正常使用。各层消火栓处剩余水头=换算成剩余水头式中——修正后的剩余水头，；——水流通过减压孔板后实际流速，m/s；——设计剩余水头，。查《建筑给水排水设计手册》选择减压孔板孔径，具体计算见表2-3-1。表2-3-1管道减压孔板计算表⑤局部增压设施由计算可知：屋顶水箱无法满足最不利点处的水压要求（最不利点处的栓口压力为7mH2O）,故需设增压设施。选用气压罐型号40UYPMS452.2，最大供水量Qmax=25.8m3第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）/h，最低压力P=0.15MPa，气压罐容积0.67MPa，配套水泵型号2-MS×4，电机功率2.2KW，吸水管管径DN40mm出水口管径DN65mm，排水管径DN25mm，气压罐重量270Kg，泵机组重量475Kg。外形尺寸：M×R×H=2105×1130×2357安装尺寸：C×E×I×J×K×N×Q=319.5×770×485×555×1285×301×920底座尺寸：BL×BM×BX×BY=1600×1000×1000×960⑥消火栓系统水泵接合器设计按照规范规定：每个水泵接合器的流量应按照10~15L/s计算，本设计室内消火栓流量为41.6L/s，故共设置3个水泵接合器，型号为SQ100，此外，室外消防用水量为30L/s，故设置3个室外地上式消火栓，其型号为SS100-16。二、闭式自动喷水灭火系统的设计计算：1、设计基本数据：本建筑物危险等级为中危险及Ⅰ级，故其设计喷水枪度为，作用面积A=160m2，最不利点喷头工作压力为0.05MPa，每个喷头保护面积按12.5m2计算；喷头流量系统K=80。2、喷头的选用与布置：本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头，型号为：下垂型ZSTX15/68，连接螺纹ZG1/2"，最高环境温度38℃，喷头采用3.6m3.6m正方形布置,距墙不小于0.5m，不大于1.8m；喷头最大间距3.6m。3、水力计算：采用作用面积保护法进行设计计算。（1）喷头的出水量按下式计算：式中q——喷头出水量，L/min；K——喷头流量系数，K=80；P——喷头出口处压力，MPa。得设计中除最不利层（16层）喷头出水按0.94L/s计外，其余各层压力均按0.10MPa考虑，出水量为1.33L/s。（2）理论流量按下式计算：式中——理论流量，L/s；——设计喷水强度，=6.0/60=0.1L/（s·m2）；A——作用面积，A=160m2。得（3）设计流量按下式计算：，取，则＞（计算流量）（4）作用面积形状按下式确定：式中——作用面积长边的最小长度，m；A——作用面积，A=160m2。得第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）则作用面积短边B=A/L=160/16=10m。在最不利层（15层）划分最不利作用面积，实际作用面积为A＇=160.78m2＞160m2，满足规范要求。（5）确定管段管径：管径初步按喷头个数确定，沿程水头损失，流速，根据管内允许流速（≯5m/s）进行校核，当校核后管道中的流速大于规定值时放大一号再校核，直至满足要求为止。从最不利点开始，直至水泵吸水池为止，进行水力计算，管段流量仅计算在作用面积内的，作用面积外喷头不计在内，计算草图见图3-3-1，水利计算见表2-3-2。（6）局部增压设施的设计计算根据《高层民用建筑设计防火规范》中规定：气压给水设备的气压罐调节为5个喷头30s的用水量，则气压水罐的设计调节水容积：气压水罐的总容积：选用气压罐型号40UYPMS452.2，最大供水量Qmax=25.8m3/h，最低压力P=0.15MPa，气压罐容积0.67MPa，配套水泵型号2-MS×4，电机功率2.2KW，吸水管管径DN40mm出水口管径DN65mm，排水管径DN25mm，气压罐重量270Kg，泵机组重量475Kg。外形尺寸：M×R×H=2105×1130×2357安装尺寸：C×E×I×J×K×N×Q=319.5×770×485×555×1285×301×920底座尺寸：BL×BM×BX×BY=1600×1000×1000×960（7）选喷洒水泵：湿式报警阀水头损失按下式计算：式中——通过报警阀的水头损失；——报警阀的阻力系数，取=0.00302；——通过报警阀的流量，。得则喷洒水泵扬程查手册选择125MSL×5-45型立式多级离心泵2台，一备一用，其参数为：Q=23.33L/s，Hb=112.5mH2O,转速n=1450r/min,电动机功率45kw。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）图2-3-1自喷管网水力计算草图第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）表2-3-2自喷管网水力计算表（见图2-3-1）第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）三、气体灭火系统的设计计算：1.系统的选择采用临时高压淹没灭火系统。当环境温度为21℃时，储存压力为5.17Mpa，与压力储存装置相比，它更适合管道长，管网复杂的系统。可以有效地克服管道的阻力损失，保证系统末端喷嘴处的压力。同时，高压储存装置可以标准化生产，质量易控制，便于运输和安装，但储存容器中的二氧化碳的温度随储存温度的变化而变化，容器必须能够承受最高储存温度时产生的压力。2.系统的控制方式采用火灾探测器进行自动控制，主要原因是防止电控室、计算机等房间因物人发生短路火灾。根据人员疏散的要求，延迟启动时间25S。3.全淹没系统的计算（1）二氧化碳设计灭火浓度二氧化碳设计灭火浓度不应小于灭火浓度（临界值）的1.7倍，并且规定最小设计浓度为34％，查《高层建筑防火手册》表12-40对于电控室以及空调机房，物质系数Kb＝1.2，设计灭火浓度40％，抑制时间10分钟（2）二氧化碳设计用量的计算式中：M——的设计用量，Kg；Kb——物质系数；0.2——面积系数；0.7——体积系数；A——折算面积，；A0——开口总面积，m2；Av——保护区的总容积，；30——开口补偿系数；A－折算面积，；V——保护区净容积，；Vv——保护区容积，；Vc——保护区非燃烧体或难燃烧体的总体积，；二氧化碳设计用量计算表楼层第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）气体灭火场所二氧化碳设计用量（Kg）负一层空调机房270.98配电室250.42一层消防控制室180.74通信机房473.27由计算可知一层需要的用量最多，故其设计用量以火灾时气体用量最大的一层进行计算，则的设计用量为M＝654.01Kg（3）二氧化碳储量的计算高压二氧化碳的储量应包括设计灭火用水量，管网内和储存器内二氧化碳的剩余量，（设计用量取最大用量的10％计）对高压淹没系统：Km＝1.0，Mv＝0，＝0；根据产品样本提供的数据Ms＝0.1M，二氧化碳的储量计算结果：Mc＝第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）1.1M＝1.1×654.01＝719.41Kg（4）储存容器个数的计算储存容器个数按下式进行计算：式中：N-----储存容器的个数，个；V------单个容器的容积，100L；a-----储存容器中二氧化碳充装率，0.65（Kg/L）。得，储存容器的个数为：N==11.07四、灭火器的设计计算：灭火器是消防部分不可缺少的组成部分，在建设计时应同时设计灭火器，该建筑灭火器的设置可根据《全国民用建筑技术措施—给水排水》、《建筑设计防火规范》及《建筑灭火器配置设计规范》来进行设计。1、灭火器的设置要求（1）灭火器应设置在明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散；（2）灭火器应设置稳固，其铭牌必须朝外；（3）手提式灭火器宜设置在挂钩、托架或灭火器箱内，其顶部离地面高度不应小于1.5m，底部距离地面高度不宜小于0.15m；（4）灭火器不应设置在潮湿或腐蚀性的地点，当必须设置时，应有相应的保护措施；（5）设置在室外的灭火器，应有保护措施；（6）灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。2、灭火器的选择的决定因素（1）灭火器配置场所的火灾种类；（2）灭火有效程度；（3）对保护物品的污损程度；（4）设置点的环境温度；（5）使用灭火器人员的素质。3、建筑危险等级和灭火器的灭火级别民用建筑灭火器的配置场所的危险等级，应根据其使用性质、火灾危险性、可燃物质数量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素来确定，查《建筑灭火器配置设计规范》附录三可知，该建筑灭火器配置场所危险等级为中危险级。火灾种类1~3层商场、餐厅4~16层客房为A类负1层车库、泵房为B类4、灭火器的选择查《建筑灭火器配置设计规范》第三章（灭火器的选择）,为了使该建筑的灭火型号相同，故统一采用干粉型磷酸铵盐灭火器。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）4、灭火器的设置的设计计算（1）灭火器的配置场所计算单元的划分1~3层商场为一个计算单元；车库、泵房各为一个计算单元；4~15层客房各为一个计算单元，16层为一个计算单元。（2）灭火器配置场所的保护面积按使用面积计算。（3）灭火去配置场所所需灭火级别按下式计算。Q＝式中：Q——配置场所所需灭火级别；V——A类火灾或B类火灾的灭火器配置场所相应危险等级灭火器的配置标准（/A或/B）;S——灭火器保护场所的面积，；K——修正系数。计算结果如下：①车库：K＝0.3Q＝＝79.22②1~3层商场：K＝0.3Q＝＝79.61③4~15层客房，K＝0.5Q＝0.5×＝31.97④16层茶楼：Q＝0.5×＝23.76（4）灭火器配置场所所需灭火级别的计算式中：——配置场所所需要灭火级别，A或B——灭火器配置场所中设置点的数量，个。①车库：＝3.96②1~3层商场：＝4.42③4~15层宿舍：＝2.91④16层：＝2.64⑤E类火灾灭火器的设置点的数量按3个设置计算的灭火器级别与《全国民用建筑技术措施－给排水》表7.74－1‘A类火灾配置场所灭火器的配置级别’；表7.74－2‘B类火灾配置场所灭火级别’相比较，均小于灭火器的级别，满足要求。6．设置点及数量的确定第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）各场所的灭火器的设置位置见各层管道平面图。灭火器的距离按照《全国民用建筑技术措施－给排水》表4.75－1和表4.75－3中手提式中危险等级的要求来设置，每个点设一个灭火器具。第四节排水系统设计计算一、室内排水系统设计计算：（一）排水方式的选择：根据环保要求，结合室外排水系统的设置，该建筑采用分流制排水系统。洗涤废水直接排入城市下水道，生活污水经室外化粪池处理后再排入市政排水管网，地下室排水经潜水泵提升后再排除。（二）排水系统分区：排水系统的分区同给水系统分两区，高区（4~16层）客房污水、废水在转换层收集，污水通过两根专用排水立管排如化粪池中，废水也通过两根专用排水立管直接排入市政排水管网。由于该建筑高度及每根污、废水立管所承担的排水量较大，为使排水管道中气压波动尽量平稳，防止管道水封破坏，高区设专用通气管，低区裙楼管道设伸顶通气管。（一）排水系统水力计算：1、高区排水系统计算（1）高区废水管道水力计算1）设计秒流量：①单、双卫生间废水管道设计秒流量，②茶室制作间管道设计秒流量，③十六层卫生间管道设计秒流量，第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）2）横支管计算①卫生间横支管最多接纳1个洗脸盆和1个浴盆，当量Np=3.00+0.75=3.75，qu=1.35L/s>1.25L/s,取。查表选卫生间横支管采用DN75,满足要求。坡度均采用0.025。②茶室制作间横支管最多接纳1个洗涤池、1个洗涤盆和1个污水池。当量Np=3.00+1.00+1.00=5.00，qu=1.54L/s＜1.66L/s。取qu=1.54L/s。查表取制作间横支管采用DN75mm,满足要求，坡度采用0.025。③十六层卫生间洗脸盆所在横支管最多接纳4个洗脸盆。当量Np=0.754=3.00，qu=0.94＜1.00，取qu=0.94L/s。查表选DN75，满足要求。坡度采用0.025。3）高区生活废水水力计算图2-4-1高区Ⅰ排水管网计算草图第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）图2-4-2高区Ⅱ排水管网水力计算草图表2-4-1高区双卫生间生活废水立管水力计算表管段编号卫生器具数量/当量当量总数（Np）设计秒流量qu（L/s）管径(mm)15~164036138.002.839016~216460228.004.6211017~18121245.002.6190第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）18~193636135.002.809019~206060220.004.5611020~218484315.005.2611021~户外148144543.006.59125（2）高区污水管道水力计算1)设计秒流量：①单、双卫生间污水管道设计秒流量，②十六层卫生间大便器所在污水管道设计秒流量，③十六层卫生间小便斗所在污水管道设计秒流量，，2）横支管计算①卫生间横支管最多接纳1个大便器，当量Np=4.50，1.88L/s＞1.50L/s，1.50L/s。查表采用DN110,满足要求。坡度采用0.025。②十六层卫生间大便器所在污水横支管最多接纳8个大便器和1个污水盆，当量Np=4.50×8+1.00=37.00，2.96L/s＜12.33L/s,取2.96L/s。查表选管径DN110，满足要求，坡度采用0.025。③十六层卫生间小便斗所在污水横支管最多接纳3个小便斗和1个污水盆，当量Np=0.30×3+1.00=1.90，0.66L/s＞0.63L/s，取0.63L/s，查表选DN75，满足要求，坡度采用0.025。3）高区污水管道水力计算如下表表2-4-7高区双卫生间生活污水立管水力计算表1、低区排水系统计算（1）低区废水管道水力计算第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）1）设计秒流量公式：，2）低区废水管道水力计算如下表图2-4-3低区厨房非水管道计算草图表2-4-12低区厨房废水管道水力计算表续表2-4-12附注：由于开水间立管排水量很小，故不计其排水量，选立管管径DN75mm。（2）低区污水管道水力计算1）设计秒流量公式：，2）低区污水管水力计算如下表计算草图如下：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）图2-4-5低区污水管道水力计算草图表2-4-11低区卫生间污水管道水力计算表管段编号卫生洁具数量/当量当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径（mm）大便器小便斗污水盆1~21/0.300.3075第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）0.102~320.600.20753~430.900.30754~541.200.40755~651.500.50756~761.800.60757~1461/1.002.800.99758~91/4.504.501.501109~1029.002.2211010~11313.502.3811011~12418.002.5211012~13522.50第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）2.6411013~14627.002.7511014~2266129.802.8111015~1614.501.5011016~1729.002.2211017~18313.502.3811018~19418.002.5211019~20522.502.6411020~21627.002.7511021~226128.002.7711022~23126257.803.3111024~2582238.30第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）2.9911025~23187487.103.7411023~化30136144.904.39110（3）通气管的计算1）低区设伸顶通气管，管径DN75mm。2）根据2根以上污水立管同时和1根通气立管相连接时，应以最大1根通气立管确定，高区专用通气管管径取DN110mm。3）根据汇合通气管管径不应小于所连接的较小1根立管管径，取m=0.25，则汇通气管管径为：高区Ⅰ：高区Ⅱ：总伸顶通气管管径为：高区Ⅰ：高区Ⅱ：（4）化粪池容积的计算1）化粪池实际使用人数：①餐厅人数：1500人/天α=10％②商场顾客：N=A/α=1940/5=388α=10％③工作人员：350人α=70％④客房：336床α=70％⑤茶楼：N=A/α=514/1.3=396人α=10％则实际使用人数N=1500×10％+388×10％+350×70％+336×70％+396×10％=703.6人2）化粪池总容积按下式计算式中——化粪池总容积，；——污水部分容积，；第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）——污泥部分容积，。①污水部分容积按下式计算式中——实际使用人数；——每人每天的生活污水量，取q=20L/(人·d)；——污水在化粪池中停留时间，取t=24h。则②污泥部分容积按下式计算式中——每人每天污泥量，取0.4；——实际使用人数；——污泥清掏周期，天；——进入化粪池中新鲜污泥的含水率，按95％计；k——污泥发酵后体积缩减系数，取0.8；——化粪池中发酵后污泥含水率，按90％计。得化粪池容积：选择92S214（四）钢筋混凝土化粪池9-30A01，结构尺寸L×B×H=7150mm×3100mm×2900mm。（5）集水井及排水泵计算1）排污泵选择发生火灾1小时内按流入地下一层，则火灾1小时后按计，洗衣房排水，按给水量计Q2=11.03m3/h=3.06L/s。选用3台排污泵用于集水井排水，每台泵设计流量为10L/s，采用DN110PVC压水管，V=0.93m/s，1000i=7.28，L=25。得水泵扬程：选用50QW42-9-2.2型潜污泵，其参数为：，H=9m第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程），电动机功率2.2kw，转速n=2840r/min。2）集水井容积的计算集水井用于贮存20min的一台消防泵流量，集水井容积V=10×20×60=12m3，设一个集水井，并考虑0.3的超高，其尺寸为3000mm×2500mm×1900mm。则集水井底标高为：-4.4-1.900=-6.300m。（6）隔油池容积计算式中——隔油池有效容积，；——污水最大秒流量，按营业餐厅计，；——污水在池内停留时间，=10min。则（7）户外排水管选用埋地塑料管DN300，坡度一律采用0.3％。二、室外雨水排水系统设计计算：（一）设计说明：该建筑由于主楼层数较多，并有裙楼，故该建筑雨水采用天沟外排系统和内排系统的混合雨水排水系统。天沟外排系统通过雨水斗、连接管入排水立管，再经排出管流入裙楼屋面。内排系统通过雨水斗、连接管、悬吊管、立管及埋地横管在地下一层排出，电梯机房及水箱间顶的雨水散排到16层屋面，雨水管道采用UPVC管。（二）雨水系统水力计算：1、暴雨强度根据规范要求，设计重现期采用P=1年，降雨历时t=5min，查《建筑给水排水设计手册》得：降雨历时为5min时的暴雨强度q5=2.75L/（s·100m2），小时降雨厚度H=99mm/h。2、雨水立管的布置该建筑根据屋顶分水线（L＜50m）分为4个汇水区域，共设4个雨水斗，雨水立管分别为YL1~YL4；其中YL3YL4的雨水汇集到三层屋面，十五层屋顶花园分2个汇水区域，共设置2个雨水斗，雨水立管分别为YL5~YL6；其中YL6的雨水汇集到三层屋面，3层屋面分5个汇水区域，共设置5个雨水斗，雨水立管分别为YL7~YL11；其中YL3、YL4、YL6三根立管采用天沟外排方式，其余采用单斗内排方式。1、水力计算（1）各立管汇水面积1）YL1~YL3立管：第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）2）YL4立管：3）YL5立管：4）YL6立管：5）YL7~YL8立管：6）YL9~YL11立管：（2）雨水斗查规范，对于79型雨水斗，当H=99mm/h，管径为150mm时，其最大允许汇水面积为1134m2，大于各立管的实际汇水面积，满足泄水要求，所以选用79型雨水斗。（3）连接管连接管选用与雨水斗相同的管径，即DN150mm。（4）立管查规范，当立管管径d=150mm时，最大允许汇水面积为1510m2，大于立管YL1~YL11的实际汇水面积，满足泄水要求，所以选用立管管径DN150mm。（5）埋地管（密封系统）埋地管1连接了YL1、YL2两根立管，实际总汇水面积为285.712=571.42m2，选埋地管管径DN200mm，i=0.0030，其最大汇水面积为601m2，大于实际汇水面积，满足要求。埋地管2连接了YL5、YL7、YL8三根立管，实际总汇水面积为184.16+5722=1328.16m2，选埋地管管径DN2500mm，i=0.0045，最大汇水面积为1333m2，大于实际汇水面积，满足要求。埋地管3连接了YL9~YL11三根立管，实际汇水面积为1092.773=3278.31m2，选埋地管管径DN350mm，i=0.0050，最大汇水面积为3448m2，大于实际汇水面积，满足要求。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）主要参考文献1、上海市建设和管理委员会主编《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003　　中国计划出版社　　2003年版；2、中华人民共和国公安部主编《建筑设计防火规范》GB16-87　　中国计划出版　　2001年版；3、中华人民共和国公安部主编《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95　　中国计划出版社　　2001年版；4、中华人民共和国公安部主编《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001　中国计划出版社　　2001年版；5、中华人民共和国建设部主编《给水排水制图标准》GB/T50106-2001中国计划出版社　　2002年版；6、中华人民共和国建设部主编《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90中国计划出版社　　1997年版；7、王增长主编《建筑给水排水工程》　　中国建筑工业出版社或高等教育出版社　　1998年或2003年；8、陈方肃主编《高层建筑给水排水设计手册》（第二版）湖南科学技术出版社　　2001年；9、《给水排水设计手册》（第二版）第1、2、10、11册中国建筑工业出版　　2000年；10、《全国通用给水排水标准图集》S1、S2、S3中国建筑科学研究院建筑标准设计研究所出版　　1992年；11、张智等主编《给水排水工程专业毕业设计指南》中国水利水电出版社　　2000年；12、谢水波余健主编《现代给水排水工程设计》湖南大学出版社　　2000年。第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）致谢近16周的毕业设计（论文）工作已经接近尾声。通过这次对长沙市兵站建筑给水排水工程的设计，我进一步了解并掌握了建筑给水排水工程设计的主要步骤及方法，培养了综合运用所学知识的能力，锻炼创造了初步的独立分析和解决工程实际问题的能力。将所学理论知识应用到工程实际中，更加加深了对本专业的理解，同时也得到了启发：实际工程中灵活、综合地应用理论知识和基本技能，在长期工作中不断积累经验是非常重要的。在本次毕业设计中，徐学等老师给了我很大的帮助，在此表示十分的感谢。在此次设计中，由于自身水平有限，加之没有多少实际工程设计经验，所以缺点和错误在所难免，衷心希望各位老师、同学批评和指正。此次设计在一个愉快、团结和充实的氛围中完成的。设计过程中，感受到了浓厚的同学情谊和师生友谊，在毕业在即、即将离开母校的时候我的心情感到十分的沉重和伤感，我会永远的记住这段美好的生活，这将是我一生中最大的财富和经历。再次感谢给予我帮助的老师和同学，祝各位老师工作顺利，身体健康！第59页共59页 长沙理工大学2005届给水排水工程专业毕业设计（长沙市兵站建筑给水排水工程）同时也祝愿陪我度过四年大学生活的同学们一路顺风、前程似锦！学生：刘艳平2005年5月30日第59页共59页'