建筑给排水综合设计例题

综合设计例题一、设计任务与设计资料1.设计任务•某城市拟建一栋7层宾馆，总面积5000m2,客房有一室一套及两室一套两种，每套均设有卫生间，内有浴盆，坐便器各一件，共设84套294个床位。本工程设计任务为建筑工程单项工程中的给水（包括消防水），排水及热水供应单位工程项目。2.设计资料（1）建筑设计资料：•建筑物设计总平面图，建筑分层平面图及剖面图。•该建筑为7层，另有地下室一层。除地面上一层层高为3.3m外，2~7层及地下室均为3.0m。7层上设高度为0.8m的闷顶。在对应于门厅的屋顶以上有阁楼2层。水箱可置于第二层阁楼内。室内外高差为1.0m。冻土深度为0.8m。（2）城市给水、排水管道现状：•本建筑物南侧的城市道路宽，有城市给水干管可作为该建筑物的水源。其管径DN300，常年可提供的工作压力为190kPa，管顶埋深为地面以下1.0m。•城市排水管道在本建筑物北侧，其管径DN400，管顶距室外地面以下2.0m。二、设计方案确定1.给水工程•根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压为190kPa，故室内给水方式拟采用上下分区供水方式。即1~3层及地下室由室外给水管网直接供水，采用上行下给方式，4~7层为设水泵、水箱联合供水方式，干管上行下给。因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水，故在建筑物地下室内设储水池。屋顶水箱涉水位继电器自动启闭水泵。2.排水工程•为减小化粪池容积和便于以后增建中水工程，室内排水系统拟使粪便污水与洗涤污水分质分流排放，即在每个竖井内分别设置两根排水立管，分别排放粪便污水和洗涤污水，排出室外后，粪便污水经粪池处理后，再与洗涤污水一起排至城市排水管网。3.热水供应工程室内热水采用集中热水供应系统，即冷水在设于底层的容积室加热器中加热后，经室内热水管网输送到用水地点。蒸汽来自该建筑附近的锅炉房，凝结水采用余压回水系统流回锅炉房的凝结水池，冷水由屋顶水箱供给。热水管网采用下行上给全循环供水方式。每日8：00~24：00共工作16小时。加热器热水温度为70℃，冷水计算温度为10℃。4.消防给水•室内消防给水系统按建筑消防防火规定可采用消防与生活合用消火栓给水系统。设两根消防竖管置于各层门庭及走廊内。•由于给水系统为分区供水，消防栓竖管不分区，故最后确定采用消火栓独立系统，仅高位水箱存有十分钟消防贮水与消火栓管网连通。消防泵独立设置。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴直径为19mm，充实水柱为12m，采用麻织水带直径为65mm，长度为15m。消防泵吸水直接从给水进户管抽吸。5.管道的平面布置与敷设•室内给水，排水及热水立管均于竖井内。下区给水的水平干管，热水的水平干管及回水干管，消防给水的水平干管和排水横干管等均设于地下室天花板下面。消防竖管设于相邻的房间内，明装。屋顶水箱的进水横管，容积式加热器供水管均设于闷顶之中。•给水管的室外部分采用给水铸铁管，室外部分采用镀锌钢管。排水管的室外部分采用灰混凝土管，室内部分采用排水铸铁管。三、设计计算1.室内给水系统（1）给水用水量定额与时变化•根据建筑物的性质和室内卫生设备的情况，由《建筑给水排水设计规范》选用qd=300L/(床.d)，时变化系数Kh=2.0。（2）最高日用水量（3）最高日最大时用水量d/2m.8810003002943ddmqQh/35m.70.2242.883hdhKTQQ（4）设计秒流量g＋kNN0.2αqgg本工程为旅馆，查表得α＝2.5，k=0，故设计秒流量公式可写为ggq0.5N（5）屋顶水箱容积bbsb4KqCV•4～7层得生活用冷水由水箱供水，1~3层生活用冷水虽然不由水箱供水，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供下区用水（上下设连通管），故水箱容积应按供1~7层全部用水确定。3sb27.35V0.61m46bbsb4KqCV消防水箱容积为30m.91000601015100060TqVxxhf水箱总容积为3fsb9.61m9.00.61VV根据水箱间尺寸，选用3.3m×2.1m×1.8m(长×宽×高)水箱，其实际有效容积10.0m3。3bhqQ7.35m/h又因水泵供水管道不与配水管网连接，故选（6）地下室内贮水池容积•本设计上区为设水泵、水箱给水方式，因为市政给水管网不允许直接从管网抽水，故地下室须设生活消防共用贮水池，其容积为sfblbVV)TQ-(QV。水泵运行间隔时间，—；水泵连续运行时间，—；水池进水量，—；水泵出水量，—hThThmQhmQtblb//33经验：dSQV%25~%20，不得大于48h的用水量。（6）地下室内贮水池容积•本设计上区为设水泵、水箱给水方式，因为市政给水管网不允许直接从管网抽水，故地下室须设生活消防共用贮水池，其容积为sfblbVV)TQ-(QV其中，进入水池的进水管取DN50，估算进水量为h/7m.82s/23L78.92405.014.3)hH(2g4dq322L（6）地下室内贮水池容积sgfsVVVVblbblbbsTQQTQTQV)()(lbtlQQTQ。水泵运行间隔时间，—；水泵连续运行时间，—；水池进水量，—；水泵出水量，—hThThmQhmQtblb//33dSQV%25~%20经验：，不得大于48h的用水量。且满足理论：式中：•此值远大于水泵出水量qb＝7.35m3/h，计算上可取(qb-q1)Tb=0。因无生产用水和消防贮备，计算上取Vs=0。但实际上要考虑到水泵不能从市政管网抽水，这就必须贮水池,水箱中生活和消防用水调节容积为9.61m。又考虑到市政给水停水不会造成室内用水困难，故取水箱容积的2倍作为贮水池容积。其尺寸为4.2m×2.6m×1.8m≈20m3。(7)室内所需压力4321HHHHHkpaHkpahHkpamHy15663.1513.1911.98.00.23.61525.153~1),25(321可知及表根据图计算结果见表层管网水力下区图根据计算用图kpaHkpaHQKKQHBBB17891.515669191.5144)6.31.8(144100120100..242max24故因可得水表性能系数查表计算算水表水头损失按下式计•H值与市政给水管网的工作压力190kPa相近,可满足1-3层供水要求,不再进行调整计算。•上区4-7层管网水力计算结果见表5-2，计算用图5-3。•根据图5-3及表5-2可知321323215.30155.15155.153.19.113.1522.54.216.26HHHkpaHHkpaHkpahHkPamHy即水箱最低水位与上行水平干管的高度大于管道水头损失与最不利点流出水头之和，说明水箱安装高度可以满足供水要求。（8）地下室加压水泵的计算如图5-4所示，本设计的加压水泵是为4-7层给水管网增压，即仅供水箱不直接供水到管网工况，故水泵出水量按最大时用水7.35m/h(2.04L/s)。由钢管水力计算表可查得，当水泵出水管侧Q=2.04L/s时，DN80,v=0.41m/s,i=5.8mmH2O/m。水泵吸水管侧，同样可查得DN100,v=0.23,i=1.51mmHO。•压水管长度为45.54m,其沿程水头损失为kpakpaOmHhmkpaOmHhyy4.33.1)02.06.2(02.0002.010005.151.1,5.16.226.010054.458.52'2失为故水泵的管路总水头损其沿程水头损失为吸水管长度•水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差27.20-(-2.84)=30.04mH2O=300.4kPa.水箱进水浮球阀的流出水头取20kpa•故水泵扬程kpaHb8.3374.32204.34.300水泵出水量如前所述为7.35m/h..,)4,/14~7,420~350(20032503其中一台备用两台据此选得水泵kWNhmQkpaHAIS2.室内消火栓给水系统•消火栓口处所需水压kdqxhHhHH其中Hk=0。喷嘴所需水压为查《建筑给水排水设计规范》得B=1.577,水枪喷嘴的流量为sLsLBHqqxh/0.5/2.59.16577.1kpaOmHHaHaHmfmfq1699.161221.10097.011221.111022220.0043155.21.7417.4kPa16917.4186.4kPadzdxhdxhhALqmHOhH查表，得Az=0.0043，水头损失为•按图5-5以枝状管路计算，如图所示，选计算管路并计算管段。配管水力计算结果见表5-3。其中管径因栓口为65，故均选为100。•管路总水头损失为kpaHw1.451.141消火栓给水系统所需总水压H应为选消防泵IS80-50-200两台（一台备用）kWNkpaHsLQ15,550~450,./8.17~3.8sLQkpaHHHHxwxhx/6.152.535.4251.454.1861941为按消火栓灭火总用水量3.建筑内部排水系统•本设计各型卫生间、卫生器具的种类完全一致，仅平面布置不同：每根粪便污水立管、每根洗涤污水立管的当量负荷各自相等。采取分流排放后，则同一卫生间内接入横支管的卫生器具数量较少，故排水横支管可不进行计算。本项计算仅对立管之底部与出户管相连接处的设计秒流量进行校核。（1）粪便污水管立管底部与出户管相连接处的设计秒流量按下式计算。sLqNqpu/75.40.22675.212.012.0max此值大于DN100无专用通气立管排水能力（4.5L/s）,但小于DN100有专用通气立管或主通气立管排水能力(9L/s)。本设计选用排水立管单立管排水系统。•出水管的管径由《建筑给水排水设计规范》查得qu=4.75L/s，h/d=0.6,DN150时相应坡度为0.007,其排水量为8.46L/s(此值大于4.75L/s)、流速为0.78m/s,即安全可用。（2）洗涤污水管立管底部与出户管相连接处的设计秒流量按下式计算。sLqNqpu/17.30.127)375.0(3.012.0max此值小于DN100无专用通气立管的排水能力。本设计选用DN100单立管排水系统。出户管的管径由qu=3.17L/s，查表得h/d=0.5，DN100时，相应坡度为0.02，流速为0.93m/s,通水能力为3.72L/s，既安全可靠。4.建筑内部热水系统（1）热水耗量：•按要求去每日供应热水时间为16h，取计算用的热水供水温度为70℃，冷水温度为10℃，混合水温为40℃。•由表取65℃的热水量定额为150L/(d.床)。h/17m.141642.4016.516QKQC70d/4m.4060551.44107010651.44QC70d/1m.441000150294QC653dRhr3dR3dR为热水的最大日消耗量应算的热水的最大日消耗量计折合热水的最大日耗量为（2）小时耗热量h/3562338kJ107019.4100017.14tCQQBr（3）容积式加热器已知，蒸汽表压为1.96×105Pa，即其绝对压强为2.94×105Pa；相应的饱和温度为ts=133℃。mcmzczj22Pjtttt1070t13393C222K272kJ/(mhC),527Q3562338F(1.1~1.2)1.1521.6mKt0.75272193热媒与被加热水计算温度差为容积式水加热器的传热系数所需加热面积按式（）计算。132530b10.9356233816V22672kg70104.19S154-10V15m,F20.40m.容积式水加热器容