建筑给排水毕业设计(DOC).doc

'前言毕业设计是对我们在大学四年里学习成果的考验。通过毕业设计来训练我们综合应用所学课程和知识的能力。在老师指导下，独立完成高层建筑给排水工程的设计，让我们熟悉并掌握高层建筑给排水，消防，热水供应工程的设计内容，方法，步骤；从而学会并掌握根据原始资料正确地选定设计方案，熟练地掌握各个系统的计算和施工设计的要求，了解并掌握设计说明书编写内容和编写方法。在**、**等老师的带领下，我们进行了为期三个月的高层建筑给排水毕业设计。此次毕业设计的目的是根据所提供的基础设计资料和图纸，独立完成高层建筑给水、排水、消防给水、以及热水供应工程的设计.从而了解建筑给排水方案比较原则和方法,掌握冷水、热水、消防给水、排水的计算方法以及设计说明书的编写和施工设计图的设计与绘制方法。在此次设计中,要感谢**、**老师的悉心指导,以及其他同学的帮助,我才能够顺利完成本次设计。初次独立完成高层建筑给排水的设计,错误和问题是难免的,望老师多批评指正。第一篇设计任务书及设计资料1.设计任务书某跃层住宅建筑工程等级：一级，设计使用年限：50年，结构形式采用框支框架+框肢剪力墙，建筑层数：33F/吊1F/-2F；建筑高度：平层上98.6米/平层下9.5米；耐火等级：一级；抗震设防烈度：6度；建筑类别：平顶层以上33层为一类高层住宅、平顶层以下吊1层为一类高层住宅的裙楼，-2F为车库。要求根据建筑红线范围的建筑图，完成该跃层住宅的给排水、消防，以及建筑室外综合管网设计。根据基础资料，合理确定建筑给水系统、排水系统及消防系统的设计方案；布置各系统的管道和设备；绘制各系统计算草图并进行设计计算；进行增压和贮水设施设计计算和设备选型、设备用房（如泵房、水箱间）设计；绘制工程设计图纸至少12张（按A1计），编写设计说明书和计算书。2.设计资料 本建筑为一类高层住宅。要求完成该建筑的室内外给水、热水、雨水、污水工程和室内消防工程设计。设计应符合现行规范的规定。设计应包括各系统的方案比较与确定，管网布置，水力计算，图纸等内容。1．生活给水：市政供水压力为0.60MPa。车库内设有生活加压设备（已建）一套，中区加压供水设备供水压力0.90MPa，高区加压供水设备供水压力1.20MPa。2．消防给水：本建筑由已建的消防水池（有效容积920m3）及室内消火栓泵（一用一备）、喷淋泵（一用一备）提供消防用水。本建筑的室内消火栓供水压力为1.30MPa，喷淋管的供水压力为1.40MPa。本建筑屋顶需设高位消防水箱一座。3．雨污分流、污废合流。市政污水管径DN400，管底标高低于道路标高3.00m。市政雨水管径为DN600，管底标高低于道路标高2.50m。第二篇设计说明书1.室内给水系统本建筑为33层的跃层住宅建筑，建筑总高度为108.1米，平顶层以上98.6米/平顶层以下9.5米，平顶层以上33层为一类高层住宅、平顶层以下吊1层为一类高层住宅的裙楼，-2F为车库。根据《建筑给排水设计规范》规定各个分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45m，故本建筑应考虑分区。由于城市市政管网的供水压力为0.60MPa，因此考虑将-2～10层分为低区,11～19层分为中区,20～33层分为高区。具体见下表：分区低区中区楼层-2～1011～2021～33高度（m）38.52940.61.1系统的选择1.1.1给水方式方案优选因为城市市政管网的供水压力为0.60MPa远不能满足用水要求，采用市政管网供水仅仅能够供给低区用水需求，故需要二次加压。根据本建筑的具体情况。以及对水质﹑水量及水压的要求，适用于本建筑的供水方式有水泵水箱联合供水，变频泵供水及气压供水设备三种，先对着三种供水方式进行比较。 1)水泵水箱联合供水①　水箱水泵串联供水优点：无需设置高压水泵和高压管线，水泵可保持在高效区工作，能耗较少，管道布置简洁，较省管材。缺点：供水不安全，下区设备的故障将直接影响上层供水，各区水箱水泵分散设置，维修不方便，且要占用一定的建筑面积，水箱容积大，将增加结构负荷和造价，二次污染严重。②　水泵水箱并联供水优点：各区供水自成系统互不影响，供水安全可靠，各区加压设备集中，便于维修管理，运行动力费用经济。缺点：水泵台数多，高区水泵杨程较大水管线较长，设备费用增加；分区水箱占建筑楼层若干面积，给建筑房间布置带来困难，减少使用面积，影响经济效益③　使用减压阀供水优点：水泵数量少，占地少，且集中设置，便于维修管理，管线布置简单，投资省，减压阀比减压水箱更节省占地面积，可使建筑面积充分发挥经济效益，同时也可以避免由于管理不善原因引起的二次污染。缺点：水泵动力费用高；减压阀质量问题。小结： 由以上各种方式的优缺点可以比较，减压阀供水方式的缺点较少，由于本栋建筑有两层商铺，水箱过多会占用商铺面积，还会带来噪音，并且串联水箱供水若低区发生事故，高区供水将受到直接影响，供水可靠性较低，建筑中部设水箱方案给予淘汰。于是最终考虑减压阀供水作为必选方案。2)变频泵供水①　变频泵减压阀供水优点：系统简单，设备费用低，无水箱负荷。缺点：供水可靠性不好。②　变频泵并联供水优点：独立的给水系统，互不影响，供水安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用经济；无水箱，便于结构的设计，也可以增加运业收入。缺点：需要一套价格较贵的变频调速控制装置，投资大。③　变频泵串联供水优点：与变频泵并联相似缺点：与并联方式相比运行费用增加，设有水箱，增加结构负荷，，有可能引起二次污染。考虑的因素为建筑的供水安全性和运行费用，以及设备费用，供水安全性为首要考虑因素，因此我以变频泵并联供水为一备选方案。3)气压罐供水 ①　气压罐并联供水优点：灵活性大，可设置在任何高度，施工安装方便，便于扩建﹑改建和拆迁，土建费用低；水质不易污染；投资省，建设周期短。土建费用低；便于实现自动控制，不需专业人值班管理；便于集中管理。气压给水设备可以设置在任何高度，对于防震有一定的意义。缺点：水压力变化幅度大，调节容积小，运行费用高，加工制造需要一定的技术。②　气压罐减压阀供水优点：一次性投资较小，管理方便，节省空间。缺点：减压阀的技术问题。③　气压罐串联供水优点：灵活性大，可设置在任何高度，施工安装方便，便于扩建﹑改建和拆迁，土建费用低；水质不易污染；投资省，建设周期短。土建费用低；便于实现自动控制，不需专业人值班管理；便于集中管理。气压给水设备可以设置在任何高度，对于防震有一定的意义。缺点：水压力变化幅度大，调节容积小，运行费用高，加工制造需要一定的技术；供水安全性差。我们主要从建筑的供水安全性﹑运行费用以及设备费用来考虑，供水安全性为首要考虑因素，因此我们以气压罐并联供水作为以备用方案。 备选方案有屋顶水箱的减压阀供水2）变频泵并联供水3）气压泵并联供水1.1.2给水方式经济比较由于本建筑的-2F～10F层有市政管网直接供水，因此该部分不考虑经济比较，只对中高区部分进行不同方案的经济比较。考虑设备使用10年，计算各个方案的经济费用。经过经济比较，虽然变频和气压罐供水的优点也很多，但经综合比较造价较高，因此采用屋顶水箱减压阀供水方式供水。1.2系统分区方式及系统组成《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003)规定：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：1）各个分区最低卫生器具配水点的静水呀不宜大于0.45MPa，特殊情况下不大于0.55MPa。为了该建筑用户用水的舒适性，采用0.40MPa左右为分区压力。2）各个分区最不利陪水电的水压应满足用水水压的要求。本建筑分区情况如下：-2F～10F为低区，由市政管网直接供水；11F～19F为中区，由高位水箱经过减压采用上行下给方式供水；20F～33F为高区，由高位水箱采用上行下给的方式直接供水。真个系统的组成包括：引入管﹑水表节点﹑给水管网和附件，此外，还包括高﹑中区所需的地下生活水箱﹑加压泵﹑屋顶高位水箱。1.3生活给水系统水力计算表①　给水支管水力计算给水支管系统图见图3-1，给水管网系统水力计算结果见表3-1。2热水系统 2.1系统选择建筑内部热水供应系统按热水供应范围，可分为局部热水供应系统﹑集中热水供应系统和区域热水供应系统。1)局部热水供应系统优点：热水输送管道短，热损失小；设备﹑系统简单，造价低；维护管理方便﹑灵活；改建﹑增设较容易。缺点：小型加热器热效率低，制水成本较高；使用不够方便舒适；每个用水场所均需设置加热装置，占用建筑总面积大。2)集中热水供应系统优点：加热和其他设备集中设置，便于集中维护管理；加热设备热效率高，热水成本较低；各热水使用场所不必设置加热装置，占用总面积较少；使用较为方便舒适。缺点：设备﹑系统较复杂，建筑投资较大；需要有专门维护管理人员；管网较长，热损失较大；一旦建成之后，改建﹑扩建较困难。3)区域热水供应系统优点：便于集中统一维护管理和热能的综合利用；有利于减少环境污染；设备热效率和自动化程度高；热水成本低，设备总容量小，占地面积少；使用方便舒适，保证率高。缺点：设备﹑系统复杂，建设投资高；需要较高的维护管理水平；改建﹑扩建困难。主要从造价和维护方面考虑，局部热水供应系统设备﹑系统简单，造价低；维护管理方便﹑灵活。根据综合考虑，最终决定采用局部热水供应系统。2.2热源选择由于本地区无城市热源管网，热源为天然气和电，经过经济比较，可知天然气比较便宜，因此采用天然气作为热源，则每个住户采用直流快速式燃气热水器。3消防系统3.1室外消防系统 根据《高层民用建筑设计防火规范》规定：本建筑为一类高层建筑，耐火等级为一级，室外消火栓用水量为30L/s。考虑在室外给水环网上设置3个室外消火栓（地上式），每个消火栓的用水量为10L/s。3.2室内消防系统根据规范规定：本建筑室内消火栓的用水量为20L/s，充实水柱取12m，水枪喷嘴流量为5.2L/s，最不利情况为同一根立管上同时出水两股水柱，消防立管的管径为DN100。3.2.1系统方案优选①　水泵水箱供水优点：设备集中便于管理，占地少，投资省，没有水箱可少占空间。缺点：减压阀容易坏，供水安全性差。②　多级多出水水泵供水优点：设备集中便于管理，占地少，没有水箱可少占空间，供水安全可靠，可根据需要的水压供水。综合以上比较，根据以上比较以及结合本建筑的实际情况，我们科采用分区减压供水方式供水，充分利用其转换层，且现在的减压阀质量提高，只要我们加强管理，就可以将其缺点克服，而尽量不采用多级多出水水泵供水方式，可以节省投资，采用减压阀供水方式。3.2.2分区方式及系统组成 根据规范规定：当建筑高度在80m以内时，可采用一次供水的室内消火栓给水系统。火灾时，由高压消防泵向管网系统供水灭火。为了灭火时便于操作水枪，在主立管下部动水压力超过0.5MPa的消火栓处设置减压装置。当建筑高度超过80m或消火栓处的静压超过0.8MPa是，应进行分区，并按各分区分别组成本区独立的消防给水系统供水灭火。根据本建筑的实际情况，将本建筑消防系统分为两个区，分区如下：-2～16为低区，由高区经过减压供水；17～33为高区，由消防主泵直接供水。前十分钟由高位水箱供水，十分钟后由消防泵供水。室内消火栓系统的组成包括：水枪﹑水带﹑消火栓﹑消防管道和水源，此外，还包括高区所需的消防水池﹑消防水泵﹑和高位消防水箱。3.2.3消防水箱的设计与消防泵的选择该建筑每支水枪最小流量不应小于5L/s，消火栓口径选用65mm，水枪喷嘴口径选用19mm，配直径65mm的水带，长为25m的衬胶水带，消防竖管管段采用DN100mm的管径（经验证各管段v小于2.5m/s）。消火栓口处所需的水压按公式：=计算。式中——消水栓口的水压；；——水枪喷嘴处的压力；；——水带的水头损失；；——消火栓栓口水头损失，按20计算。其中水枪喷嘴处所需水压由所选的水枪口径和充实水栓条件，按公式：计算。式中——实验系数=1.19； ——规范中要求的最小水枪充实水柱长度，（m）；——与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，当(水枪喷嘴口径)为19mm时，=0.0097。当时，=1.19。则，水枪喷嘴的出流量按公式：计算。式中——水枪的射流量，L/S；B——水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关。当为19mm时，B＝1.577则则取5.0L/s。水带阻力损失按公式：计算。式中——水带沿程水头损失（kPa）——水带长度，（m）；——水带阻力系数。——水枪喷嘴的射流量（其值不小于每只水枪最小流量）（L/S）。当水带直径65mm，水带材料为麻织时，=0.00172则 则管路总水头损失为：消火栓给水系统所需总水压为：按消火栓灭火总用水量：选用2台单级卧式离心清水泵作为消防水泵，一用一备。流量范围16.77L/s～33.33L/s，杨程为140m，根据室内消防用水量，设置2套水泵接合器。消防水箱的消防贮水量：3.3自动喷洒系统3.3.1建筑火灾危险等级本建筑属于轻危级。选用湿式自动喷水系统。3.3.2自动喷水灭火系统的组件,配件及设施1.自动喷水灭火系统组件包括洒水喷头,水流指示器、水力警铃、延迟器、火灾探测器、报警阀组、压力开关、中央控制装置等组件和末端试水装置，以及管道，供水设施。2.控制管道静压的区段宜分区供水或设减压阀,控制管道动压的区段宜设减压孔板或节流管。3.设有泄水阀,排气阀和排污口。3.3.3基本设计数据根据火灾危险等级选择设计参数为：设计喷水强度:4.0L/min.消防用水量:20L/s作用面积:160喷头工作压力:3.3.4系统组件1.喷头本设计中选用闭式喷头，DN15mm，，其喷头实际保护面积为，喷头特性系数为0.135，喷头处压力为100kPa。 2.报警阀报警阀的作用是开启和关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。有湿式、干式、干湿式和雨淋4种类型。湿式报警阀用于湿式自动喷水灭火系统；干式报警阀用于干式自动喷水灭火系统；干湿式报警阀是有湿式、干式报警阀依次连接而成，在温暖季节用湿式装置，在寒冷季节用干式装置；雨淋阀用于雨淋、预作用、水幕、水喷雾自动喷水灭火系统。3.水流报警装置a.水力警铃：主要用于湿式喷水灭火系统，宜装在报警阀附近（其连接管不宜超过6m）。当报警阀打开后，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。b.水流指示器:除报警阀组控制的喷头只保护不超过防火分区面积的同层场所,每个防火分区,每个楼层均应设水流指示器当水流指示器入口前设置控制阀时,应采用信号阀。c.压力开关安装于延迟器和水力警铃之间的管道上。在水力警铃报警的同时，依靠警铃管内水压的升高自动接通触点，完成电动警铃报警，向消防控制传送电信号或启动消防水泵。4.火灾探测器火灾探测器是自动喷水灭火系统的重要组成部分。它布置在房间或走道的天花板下面，其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算而定。5.延迟器延迟器是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃（或压力开关）之间。用来防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报。6.末端试水装置每个报警阀组控制的最不利点喷头处,应设置末端试水装置,其他防火分区,楼层的最不利点处,均应设置直径25mm的试水阀。末端试水装置应由试水阀,压力表以及试水接头组成,试水接头出水处出水口的流量系数,应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。3.3.5系统布置本建筑采用湿式自动喷水系统，根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084－2001）规定，自动喷水灭火系统应设报警阀组。轻危险级湿式系统、预作用系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过500只。每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。根据规范，每个报警阀控制500个喷头,每个报警阀最高和最低的喷头高差不超过50m，报警阀后压力不超过1.2MPa压力。 由于本建筑喷淋面积较小、防火分区较少，因此喷头高差较大，所以初分为3个报警阀。报警阀组布置如下：-2F～2F共用一个报警阀组，报警阀设于2F，低区。3F～18F共用一个报警阀组，报警阀设于2F，中区。19F～34F共用一个报警阀组，报警阀设于2F，高区。各防火分区均设置了水流指示器及信号阀，其信号均送入消防控制中心进行处理，火灾发生时，前十分钟由屋顶消防水箱供水，最不利点压力为0.05MPa；十分钟后由喷淋泵供水，最不利点压力为0.10MPa。3.3.6喷头布置根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084－2001）规定，自动喷水灭火系统喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表3.2.3的规定，且不宜小于2.4m。同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距表3.2.3喷水强度（L/min.m2）正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头的最大保护面积（m2）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.5202.2注：仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。结合本建筑实际工程概况，各层均设自动喷水系统，除厨房喷头动作温度为98℃，其它喷头动作温度均为68℃。除地下车库采用直立型喷头外，其余处均采用吊顶型喷头。喷头布置轻危险级：4.5m×4.5m，喷头距离墙不小于0.6m，不大于2.2m，根据实际情况调整喷头距离。为定期进行安全检查，在各个湿式报警阀组控制的最不利层设置末端试水装置，其余层均设置泄水阀，废水排入专设的废水立管内，有组织排入室外雨水检查井内或-2层的集水坑中。3.3.7自动喷水灭火系统调压 根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084－2001）规定，自动喷水灭火系统配水管道的工作压力不应大于1.20MPa；轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa，系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。为了使各层喷头出流量接近设计值，尽量布水均匀，防止在大压力下流量过大致使消防水量快速用完，保证喷头出流时间，需在各报警阀组下面几层配水支管里流的水流指示器前装设减压孔板，以降低压力。由于水泵扬程较高，高区报警阀放在泵房内其压力会超过规定的1.2MPa。根据规范要求，减压孔板设置应符合下列规定：1）应设在直径不小于50mm的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍；2）孔口直径不应小于设计管段直直径的30％，且不应小于20mm；3）应采用不锈钢板材制作。根据以上要求，经过准确计算，在各层装设减压孔板减压。自动喷水灭火系统减压孔板一览表表3.2.5楼层-2-1123孔径（mm）3535363637楼层45678孔径（mm）3738383940楼层910111213孔径（mm）4041424345楼层1415孔径（mm）（2）为了保证最不利点喷头在水箱工况的工作压力，需要在屋顶水箱间增设增压稳压装置。详细计算见设计计算书，具体设备型号见设备表。'