建筑给水排水课程设计

建筑给水排水课程设计

题目：上海六层建筑给排水设计

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课程设计时间：

《建筑给水排水工程》课程设计任务书及指导书

一、设计资料

（1）建筑资料

上海地区六层住宅建筑。建筑各层平面及总平面图。建筑物为六层住宅，采用钢筋混凝土框架结构，层高为3m，室内外高差为0.1m。

（2）水源资料

上海地区六层住宅建筑。建筑各层平面及总平面图。每户卫生间内设低水箱坐式大便器、洗面盆、浴缸，厨房内设有洗涤盆、煤气灶台台面标高离地面700毫米。室外DN300给水管，北面进水,管芯离地面1.0米。白天最低水压0.17Mpa，晚上10点-4点水压为0.3Mpa。污水集中排入其北面的污水干管，接管点高程为－

2.5m（相对室内地面标高）。

二、设计内容

1．设计计算书一份，包括下列内容

（1）分析设计资料，确定建筑内部的给水方式及排水体制。

（2）考虑厨厕内卫生器具的布置及管道的布置与敷设。

（3）室内外管道材料、设备的选用及敷设安装方法的确定。

（4）建筑内部给排水系统的计算。

（5）其它构筑物及计量仪表的选用、计算。

（6）室外管道定线布置及计算（定出管径、管坡等数据及检查井底标高，井径）。

2．绘制下列图纸

（1）各层给排水平面图（1:50）。

（2）系统原理图

（3）厨厕放大图（1:50）。

（4）主要文字说明和图例等。

设计说明书

（一）给水方式的确定

单设水箱供水4—6层，市政管网直接供水1—3层

由设计任务资料得知，白天最低水压0.17Mpa，晚上10点-4点水压为0.3Mpa。污水集中排入其北面的污水干管，接管点高程为－2.5m（相对室内地面标高）。查规范得知，3层及以下的单位给水供水宜直接市政供水，而4到6层得用户则有水箱供水。

优点：系统简单，投资省，充分利用室外管网水压，节省电耗，拥有贮备水量，

供水的安全可靠性较好。缺点：设置高位水箱，增加了建筑物的结构荷载，降低经济效益，水压长时间持续不足时，需增大水箱容积，并有可能出现断水。

总的来说，整个系统由室外管网供水，下行上给。这种方式不仅节省了材料费用，并且免除了水泵带来的动力费用以及水箱造成的建筑物经济效益降低的问题。（二）给水系统的组成

整个系统包括引入管、水表节点、给水管网和附件等。

系统流程图为：市政给水管网→室外水表→管道倒流防止器→室外给水环网→户用水表→室内管网

（三）管材及附件的选用

1、给水管材

生活给水管道与室外环网采用不锈钢管，其余配水管采用PP-R给水塑料管。2、给水附件

DN>50mm的管道及环网上设置闸阀，DN<50mm的管道上设置截止阀。

（四）施工要求

1、室外管道

室外管道采用DN100不锈钢管连接成环状，连接形式为法兰连接，埋设在地下0.7m处，向建筑物内部供水。

2、室内管道

（1）室内管道PP-R给水塑料管采用热熔连接的形式。

（2）室内管道立管采用明装的形式装设在水表间内，支管采用暗装的形式埋在空心墙或暗敷于地板凿平层中。同时在管道施工时，注意防漏、防露等问题。（3）给水管与排水管平时、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m；交叉处给水管在上。

（4）管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用d+50mm-d+10mm，管道穿越楼板时应预埋金属套管。

（5）管道外壁之间的最小间距，管径DN≤32时，不小于0.1m；管径大于32mm 时，不小于0.15m。

二、排水工程设计

（一）污废水排水工程设计

1、排水体制的选择

根据本工程实际排水条件，该建筑采用污废水合流排水系统排入城市污废水管道。

由于本工程层数较少，采用伸顶通气立管。

2、排水系统的组成

由卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、伸顶通气管等组成。

排水系统流程图为：卫生器具及排水设备→排水管网→室外排水→市政排水管网（未包括通气系统）。

3、管材的选择

排水管材采用U-PVC排水管，粘接连接。

4、清通设备

（1）排水横管上上设置清扫口，宜将清扫口设置在楼板或地坪上，且与地面相平。排水横管起点的清扫口与其端部相垂直的墙面距离不得小于0.15m。

（2）立管上设置检查口，在底层和顶层设置，并且满足在地面以上1.0m ，高于该层卫生器具上边缘0.15m 的要求。 5、检查井

排水检查井井径不小于0.7m ，取为0.7m 。 6、通气帽

通气帽距屋面的距离取2m 。 7、排水管道的敷设

（1）排水立管穿越楼层时，预埋套管，套管比通过的管径大50-100mm ； （2）立管每层设置伸缩器于排水支管汇合处三通以下； （3）排水立管穿越楼层应设置阻燃圈。 （二）雨水排水工程设计 1、设计方案

采用檐沟外排水系统，适用于普通住宅，一般公共建筑；其优点是不需要在室内架空管道排至雨水管，排水安全性高，需要的管材较少，节约费用；缺点是影响建筑外观。 2、系统的组成

由87型雨水斗、雨水管道、室外雨水管道、雨水检查井等组成。 3、管材的选择 选用承压塑料管

设计计算书

1、室内冷水系统的分区计算

（1）系统分区。竖向分两个区：3层及以下为低区，4层~6层为高区。

（2）用水量标准及用水量计算。在建筑物北面有城镇给水管道和城镇排水管道（分流制），据调查了解白天最低水压170kpa ，但深夜用水低峰时可达300kpa ；每户厨房内设洗涤盆一个，厕所内设坐式大便器，洗脸盆、浴盆及用水龙头（供洗衣机用）各一个。每户设水表一个，整幢住宅楼设总表一个。

根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003，查得各种用途的给水定额、使用时间和小时变化系数进行计算。高、低区生活用水量计算表如下。 最高日用水量公式：

10000

q m Q d ?=

，额定流量0q 取200（L/人*天）

最高日最大时用水量计算公式：

T K Q Q h

d h ?=

， h K 取2.5

取每户3.5人，高区最高日用水量 ()d m Q h /2.4100020025.333

=÷???=；设计

水箱储水周期为2天，则水箱体积为8.4立方米；水箱安装高度，距离地面1.5

米；水箱尺寸，长×宽×高=2×2×2.5=103m 有效容积=2×2×2.2=8.83m ；所以，

选择标准水箱：方形，长宽高分别为2m 、2m 、2.5m ，总容积为3

10m 。

2、冷水管网计算

此建筑为住宅建筑，管网设计按卫生器具按配水点最不利情况组合出流的最大短时流量，即设计秒流量计算。

1）根据住宅配置的卫生器具给水当量，使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，按下式计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率：

000.23600

h

g q m K U N T ??=

???

0U -生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）；

0q 最高用水时的用水定额； m-每户用水人数；

h K 小时变化系数；

g N -每户设置的卫生器具给水当量数；

T-用水时数（h ）；

0.2-一个卫生器具给水当量的额定流量（L/s ）。

2）根据计算管段上的卫生器具给水当量总数，按下式计算出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率：

0.49

1(1)C g g

N U N α+-=

U-计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率（%）；

C

α对应于不用0

U 的系数，按下表取用；

g N 计算管段的卫生器具给水当量总数。

给水管段卫生器具给水当量同时出流概率计算系数C α

3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流概率，按下式计算得计算管段的设计秒流量：

0.2g g

q U N =

g q -计算管段的设计秒流量，L/s

4)、设计流速

生活或生产给水管道的水流速度宜按下表采用：

公称直径（mm ） 15-20 25-40 50-70 ≥80 水流速度（m/s ） ≤1.0 ≤1.2 ≤1.5 ≤1.8

5）、确定管径。根据已经计算出的各管段设计流量，初步选定管道设计流速，公式如下：

4g

q d V π=

d —管道直径，m

g

q —管道设计流量，m 3/s

V —管道设计流速，m/s

6）、沿程水头损失。计算公式如下

1.85 4.87 1.85105f h j g h C d q L --=

f

h —沿程水头损失，KPa

L —管道长度，m

h C —海澄-威尔系数，如下表

j d —管道计算内径，m g

q —管道设计流量，m 3/s

局部阻力损失:按管道的连接方式，按管网的沿程水头损失的百分数取值 给水管道选不锈钢管

管道类别 塑料管、内衬塑管

铜管、不锈钢管

普通钢管、铸铁管

140

130

100

1——3层给水管网轴测图见附页

1层--3层给水管网水力计算表

管段管段长

度（mm）

卫生器具

当量

总数

同时

出流

概率

U（%）

设计秒

流量

（L/s）

管径

（mm）

每米管长

沿程水头

损失i

(KPa/m

)

流速v

（m/s）

管段沿

程水头

损失

（KPa

）洗脸盆

N=0.75

大便

器

N=0.5

浴缸

N=1

洗

衣

机

N=1

洗

涤

盆

N=1

1—2 700 1 1 100 0.2 15 0.94 0.99 0.658 2—3 700 1 1 1.5 85 0.26 20 0.331 0.68 0.232 3—4 250 1 1 1 2.5 65 0.33 20 0.506 0.868 0.127 4—5 1000 1 1 1 1 3.25 57 0.37 25 0.165 0.56 0.165 5—6 1000 1 1 1 1 1 4.25 50 0.42 25 0.206 0.64 0.206 6—7 3000 2 2 2 2 2 8.5 35 0.59 32 0.133 0.58 0.399 7—8 3000 3 3 3 3 3 12.75 30 0.77 32 0.215 0.76 0.645 8—9 700 6 6 6 6 6 25.5 22 1.12 40 0.133 0.672 0.093 10—4 2750 1 0.75 100 0.2 15 0.94 0.99 2.585

合计 5.109

卫生器具安装高度水力损失

卫生器具距离地面高度

（mm）

管径（mm）

每米沿程水头损

失i（KPa）

管段沿程水头损

失（KPa）

洗衣机800 15 0.94 0.752 大便器470 15 0.94 0.442 浴缸2000 15 0.94 1.880 洗脸盆800 15 0.94 0.752 洗涤盆700 15 0.94 0.658 总计 4.484

低区校核

水头损失为(5.109+4.484)×1.3=12.47KPa；最不利流出水头为100KPa，水表水头损失为20KPa，倒流防止器水头损失为30kPa。

所以，室内所需的压力为：12.47+100+20+30=162.47kPa

市政给水压力为170kPa，满足低区供水要求。H=162.47KPa＜170KPa 符合底层供水由市政管网直接供水设计方案。

高区(4-6层)计算：

4层--6层给水管网轴测图见附页

4层--6层给水管网水力计算表

管段管段长

度（mm）

卫生器具

当量

总数

同时

出流

概率

U（%）

设计秒

流量

（L/s）

管径

（mm）

每米管长

沿程水头

损失

i KPa/m

流速

（m/s）

水头损

失

（KPa）洗脸盆

N=0.75

大便

器

N=0.5

浴缸

N=1

洗

衣

机

N=1

洗

涤

盆

N=1

①—②700 1 1 100 0.2 15 0.94 0.99 0.658

②—③700 1 1 1.5 85 0.26 20 0.331 0.68 0.232

③—④250 1 1 1 2.5 65 0.33 20 0.506 0.868 0.127

④—⑤1000 1 1 1 1 3.25 57 0.37 25 0.165 0.56 0.165

⑤—⑥1000 1 1 1 1 1 4.25 50 0.42 25 0.206 0.64 0.206

⑥—⑦3000 6 6 6 6 6 25.5 22 1.12 40 0.133 0.672 0.399 ⑩—④2750 1 0.75 100 0.2 15 0.94 0.99 2.585

合计 4.371

高区设计秒流量为3.5L/s；总水头损失为,1.3×4.37=5.681kPa，约为0.57mH2O，

则六层最不利卫生器具出流点H=1.5+（3-2）-0.57=1.93mH2O >1.53mH2O,满足

最不利点出水要求。

减压措施设置。经计算，各层配水管横支管的水压均小于0.35MPa，按规范要求，

可不设置减压阀或调压措施。

室外管网水力计算。引入管及水表选择。

室外环网正常工作时流量为

2

Q qgd Qhg

=+

Q-正常工作时室外环网的流量，L/s；

qgd-低区给水管网的设计秒流量，L/s；

Qhg-高区的最大小时用水量，L/s。

根据流量Q，流速v≤1.5m/s确定环网管径。

经计算得，Q=2.92+2x2.79=8.5L/s 所以，本住宅的给水引入管设计秒流量为8.5L/s ，选用DN150的钢丝网骨架HDPE 复合给水管，坡度i=0.005。水表选用LXL 水平螺翼式水表，水表口径与引入管同径。

3、生活排水系统计算

（一）生活污废水排水 排水设计秒流量公式：

max

0.12p p q N q α=+

p q -计算管段排水设计秒流量，L/s ；

Np-计算管段的卫生器具排水当量总数；

α-根据建筑物用途而定的系数，本设计取1.5；

max q 计算管段上最大一个卫生器具的排水流量，L/s 。

建筑排水塑料管排水横干管的最小坡度和最大设计充满度 外径（mm ） 最小坡度 标准坡度 最大设计充满度 50 0.012 0.026 0.5 110 0.004 0.026 0.5 125 0.0035 0.026 0.5 160 0.003 0.026 0.6 200 0.003

0.026

0.6

卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径

序号 卫生器具名称 排水流量(L/s)

当量 排水管最小管径

(mm)

1 洗脸盆 0.25 0.75 32～50

2 淋浴器 0.15 0.45 50

3 低水箱冲落式坐

便器 1.5 4.5 100 4 家用洗衣机 0.5 1.5 50 5

双格洗涤盆

1

3

50

卫生间排水横支管计算：

按式计算排水设计秒流量，其中，取1.5，卫生器具当量和排水流量按表选取。

管段编号 洗衣机Np=1.5 坐便器Np=4.5

浴缸Np=3.0 洗脸盆Np=0.75 排水当量总数Np max q (L/s)

排水量（L/s ）

管径de

（mm ）

坡度

1—2 1 1.50 0.50 0.720 50 0.035 2—3 1 1 6.00 1.50 1.941 100 0.020 3—4 1 1 1 9.00 1.50 2.040 100 0.020 10—4 1 0.75 0.25 0.406 50 0.035 4—5 1

1 1

1

9.75

1.50

2.062 100 0.020

排水系统立管水力计算

（1）卫生间排水立管的水力计算：

立管接纳的排水当量总数为：Np ＝9.75×6=58.5

设计秒流量按照下式计算：p q =0.12α*Np ? +max q = 0.12*1.5*58.5? + 1.5=2.877 L/s 。 因有大便器，根据课本表5-8选用管径为100mm 的螺旋管，其通水能力为6.3L/s ，大于计算的设计秒流量，因此不需要设立单独的通气立管，采用伸顶通气的形式。为保证排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取D125，取标准坡度，查表可知符合要求。 （2)厨房排水立管的水力计算：

立管接纳的排水当量总数为：Np ＝1×6=6设计秒流量按照下式计算：

p q =0.12α*Np ? +max q = 0.12*1.5*6? +0.33 =0.77L/s

根据课本表5-8选用管径为75 mm 的螺旋管，其通水能力为1.7L/s ，大于计算的设计秒流量，因此不需要设立单独的通气立管，采用伸顶通气的形式。为保证排水畅通，立管底部和排出管放大一号管径，取De110，取标准坡度，查表可知符合要求此立管接纳的排水当量总数为：Np=3.75×5=18.75则立管最下部管段排水设计秒流量为：

0.12 1.518.75 2.5 3.28

p q =??+=L/s

查表得，选用立管管径de =110mm ，因设计秒流量为3.28 L/s ，小于排水塑料管最大允许排水流量4.0 L/s ，所以不需要设专用通气立管，立管直接伸顶通气即可。

厨房废水排水

厨房间排水横支管计算：

按式计算排水设计秒流量，其中，取1.5，卫生器具当量和排水流量按表选取。

管段编号 洗衣机Np=1.5 坐便器Np=4.5 浴缸Np=3.0 洗脸盆

Np=0.75

洗涤

盆

Np=1

排水当量总数Np max q (L/s)

排水量

（L/s ）

管径

de （mm ） 坡度

11—5

1 1 0.33 0.51 50 0.035

此立管接纳的排水当量总数为：Np=1x6=6

则立管最下部管段排水设计秒流量为：441.065.112.0=??=p q L/s

查表得，选用立管管径de =100mm ，因设计秒流量为0.441L/s ，小于排水塑料管最大允许排水流量4.0 L/s ，所以不需要设专用通气立管，立管直接伸顶通气即可。 2层或底层污废水横干管选DN100，相应坡度为0.01时，排水流量和流速都满足要求，安全可靠。

（二）雨水排水

屋面雨水采用重力流，单斗排水的密闭式系统。 （1）暴雨强度计算

上海市暴雨强度公式为：

()()6514.045.5lg 7932.645.9++=

t T q

其中，重现期T 取5年，降雨历时t 取5min ，则有q=3.06L/（s*100㎡） 因本住宅采用天沟集水，而且阳台雨水管与天面雨水管直接连接，可能会造成沟沿溢水会流入室内，所以暴雨强度应该乘以1.5的系数，则：

()

()6514.045.5lg 7932.645.9++=

t T q ×1.5，即q=4.59L/（s*100㎡）

2） 雨水量计算和雨水斗选用 考虑雨水斗距离和竖井数量，本住宅共设置4根雨水管和4个雨水斗。根据屋面情况，分为4个汇水面积，如下：

计算得，每个雨水斗的汇水面积为20㎡。每个雨水斗的设计排水量为： Q1=QF ψ=0.9×4.59×(17.5864／100)=0.727 L/s

查《建筑给水排水设计手册》得，单斗系统雨水斗口径为100mm 时，最大排水能力为12L/s ，大于设计排水量0.8262L/s ，所以选用DN100的87型雨水斗。 （3）选用室外排水管管径和单斗系统雨水斗口径一样为DN100.

查《建筑给水排水设计手册》得，单斗系统雨水斗口径为100mm 时，最大排水能力为12L/s ，大于设计排水量4.16L/s ，所以选用DN100的87型雨水斗。

建筑给排水课程设计主要工程量汇总表

序号 项目名称 型号规

格

单位 单价 数量 总价 备注 3

水表

DN100 块 50

旋翼式焊接法兰

水表

4 洗脸盆组400 白瓷

5 浴缸个1200 白瓷

6 洗涤盆个350 白瓷

7 低水箱大便器个800 白瓷

8 地漏DN50 个30 塑料

9 水龙头DN15 个30 全铜

10

PPR管塑料给水

管

DN15 米 3.1 110 341 粘接

11 塑料给水

管

DN20 米 3.2 130 416 粘接

12 塑料给水

管

DN25 米 4.69 30 140.7 粘接

13 塑料给水

管

DN32 米7.6 30 228 粘接

14 塑料给水

管

DN40 米13.5 5 67.5 粘接

15

塑料给水

管

DN50 米15 15 225 粘接

U-PVC

管

塑料排水

管

DN50 米 5.3 40 212 粘接

16 塑料排水

管

DN75 米9.5 50 475 粘接

17 塑料排水

管

DN100 米9.5 25 237.5 粘接

19 塑料排水

管

DN110 米10 2 20 粘接

20 铸铁排水

管

DN125 米12 2 24 粘接

总计5246.7

主要参考资料以及相关文献：

1、《建筑给水排水工程》教材；

2、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003；

3、《给水排水设计手册》。

这次的课程设计是对我们讲课本上的知识应用到实际工程中的一次考核，我更加理解了本课程的重点难点，以及他在实际工作中的重要作用，培养了我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力。在设计中，通过和同学们的共同探讨，在老师的细心帮助指导下，我们都取得了很大的进步，使我能够充满热情的投入到设计中；同时还要感谢我的同学们。最后还要感谢相关资料的编著者。感谢您们为我们提供一个良好的环境，使本次设计圆满完成。