1、十五层商住楼给水排水工程设计1 设计任务及设计资料1.1 设计任务根据有关部门的批准，新乡某置业有限公司拟建一幢十五层商住楼，该建筑属一类高层建筑，地上一至三层为商场，四层以上为住宅；地下二层为设备用房，地下一层为车库，顶层设有水箱间。室内外高差为0.60m。要求完成该高层住宅楼的建筑给水排水工程设计，并与土建工程配套。具体内容包括三部分：（1） 建筑给水系统设计：生活给水；（2） 建筑消防系统设计：包括消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、灭火器的布置；（3） 建筑排水系统设计：生活排水。1.2 设计依据（1） 建筑设计资料 包括建筑各层平面图、电梯机房平面图、水箱间给排水放大图。（2） 设计规
2、范高层民用建筑设计防火规范GB 5004595、建筑给水排水设计规范GB 500152003、自动喷水灭火系统设计规范GB 500842001等、建筑灭火器配置设计规范GB J14090等。1.3 市政给水排水资料及设计过程1.3.1 给水水源及给水设计采用两路市政给水供给，市政自来水接管管径为DN200，接管标高为地面下1.0m，供水压力为0.27MPa，市政管网不允许直接抽水。建筑内采用独立的生活给水系统。根据设计资料,已知室外给水管网常年水头为27米,不能满足该建筑的用水要求,故室内给水系统采用分区给水方式,分为高低两区。 低区地下23层由城市管网直接供水，采用下行上给供水方式；高区41
3、5层由水泵水箱联合供水，采用上行下给供水方式。但高区最下层（即4层）静水压力超过了0.45MPa, 故在这三层的横支管上设减压阀。高区管道路径为：城市管网-地下贮水池-水泵-层顶水箱-高区各层用水点。为供水安全，高区与低区连通，见图11。图11 给水系统分区图由于市政给水管网不允许生活水泵直接抽水，在地下室内设贮水池和泵房，屋顶阁楼内设水箱，水箱内设水位继电器自动控制水泵运行。整个系统包括引入管，水表节点，给水管网及附件，此外尚包括高区所需地下贮水池，加压泵和屋顶水箱。1.3.2 排水设计室内排水系统采用合流制排水，分两个区进行排放。低区满足不通气的要求，不设通气管；高区4-15层满足伸顶通气
4、的要求，设伸顶通气管。 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、潜污泵、集水井等组成。1.3.3 卫生设施商场设公共卫生间，内有蹲式大便器、洗手盆、污水盆等。住房的餐厅内有洗涤盆；自带卫生间，内设浴盆、洗脸盆、洗衣机及坐式大便器；主卧室内设有单独卫生间，内有坐式大便器、洗手盆以及淋浴。要求有完善的给水排水设施。1.3.4 消火栓系统该建筑属一类建筑，查规范得,室内外消火栓用水量均为30L/S。室内每根立管最小流量为15L/S，每支水枪最小流量为5L/S。最低层消火栓所承受的静压小于0.08MPa,可不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统。栓口动压大于0.5M
5、Pa的采用减压稳压消火栓。 消火栓布置在比较明显, 且经常有人出入使用方便的地方,消火栓箱内均设有远距离启动消防泵的按钮,以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。采用单栓口消火栓，栓口口径为65mm,水枪喷嘴口径为19mm，充实水柱为12m。采用麻质水带，水带直径为65mm，长25m。室外消火栓系统共设两套地上水泵接合器，分设在建筑北、南面，以便消防车向室内消防管网供水。屋顶水箱贮存有10分钟的消防水量(与生活给水箱合用)。火灾延续时间以2小时计。该系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及消火栓泵等组成。1.3.5 自动喷淋系统该建筑采用湿式自动喷水灭火系统,各层均设
6、自动喷水灭火系统,喷头动作温度为68,一般为长方形布置,距墙不小于0.5米,不大于1.8米。卫生间、配电间、值班室和大厅不布置喷头，但配电间和值班室采用固定灭火设施，商场大厅用防火卷帘隔开。自动喷水灭火系统由水源、加压储水设备、喷头、管网、报警装置等组成。1.3.6 管道的平面布置及管材室内给水排水管道及自动喷淋管道的平面布置见平面图,所有立管均设于墙角或管井内,水平干管均设于吊顶之中。给水管的室外部分采用铸铁管，室内部分采用优质UPVC白色塑料给水管。排水管的室外部分用混凝土管,室内部分采用低噪音型白色UPVC排水管。消火栓管道采用铸铁管。自动喷淋管道采用镀锌钢管。2 建筑给水系统设计与计算
7、2.1 设计说明2.1.1 给水方式选择市政外网可提供的常年资用水头为0.27Mpa，远不能满足建筑内部用水要求，故考虑二次加压。经技术经济比较，室内给水系统拟采用泵箱结合的给水方式，分两区：低区由市政供水，高区由水箱直接供水。该方式具有供水可靠；设备及管材较少，投资省；设备布置集中，便于维护管理等优点。2.1.2 给水系统分区本建筑为商住楼，共15层，所选卫生器具给水配件处的最大静水压力为300350kPa，故该建筑供水分两区，地下23层为低区，415层为高区。低区由室外市政管网直接供水，给水管网采用下行上给的方式。为了保证供水安全，高区供水干管成环，给水管网采用上行下给的方式。高区供水干管
8、设在第十五层，供水引自屋顶水箱，高区由水箱直接供水。屋顶水箱间设有一座3.2m水箱。2.1.3 给水系统的组成本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵与水箱等组成。2.1.4 给水管道布置与安装（1）各层给水管道采用暗装敷设，商场管材用给水镀锌钢管，住宅管材均采用给水塑料管（埋地引入管采用给水铸铁管），采用承插式接口，用弹性密封套连接。（2）管道外壁距墙面不小于150 mm,离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距为20-25mm。（3）给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m,交叉给水管在排水管上面。（4）立管通过楼板
9、时应预埋套管，且高出地面1020mm。（5）在立管横支管上设阀门，管径DN50mm时设闸阀，DN50mm或DN =50mm时设截止阀。（6）引入管穿地下室外墙设套管。（7）给水横干管设0.003的坡度,坡向泄水装置。（8）贮水池采用钢筋混凝土,贮水池上布设人孔,基础底部设水泵吸水坑。生活与消防贮水池共用。（9）生活泵设在地下室。所有水泵出水管均设缓闭止回阀，除消防水泵外其他水泵都设减震基础，并在吸水、出水管上设可曲绕橡胶接头。2.2 设计计算2.2.1 生活给水设计标准与参数的确定及用水量计算根据建筑设计资料、建筑性质和卫生设备完善程度，依据建筑给水排水设计规范 （GB 500152003）查
10、的相应用水量标准。（1） 商场 最高日生活用水定额为58L，取7L，K=1.4，12h使用，一层商场面积为434，二与三层商场的面积各为717，总面积为1868。（2） 住宅 最高日生活用水定额为130300L/（人d），取260L/（人d），Kh=2.5，24h使用，每户按4人计，共计768人。计算该商住楼最高日用水量，再由相应的系数求出最大时用水量，总用水量之和即为上述水量之和。所需公式如下： (2.2.1) (2.2.2) (2.2.3)式中 Qd最高日用水量，L/d；m 用水单位数，人或床位数等；Qp平均小事用水量，L/h; Kh时变化系数； Qh最大时用水量，L/h。计算结果见表2-
11、1。表 2-1 生活用水量计算表项目用水类别水量标准/（m/d）用水单位最大日用水量Qd/( m/d)时变化系数Kh最大时用水量Qh/( m/h)供水时间/T生活用水商场7L员工及顾客13.0761.41.52612h住宅260L/（人d）768人199.6802.520.80024h总计212.75622.3262.2.2 室内给水管网水力计算2.2.2.1 设计秒流量根据建筑物性质，设计秒流量公式如下：商场 =0.2*1.5* （2.2.4）住宅 （2.2.5） （2.2.6） （2.2.7）2.2.2.2 低区给水管网水力计算表22说明：（1）坐便器采用低水箱；蹲便器采用脚踏式自闭冲洗阀
12、式的；立式小便器采用自动冲洗水箱；（2）表中括号中的数值系在有热水供应时单独计算冷水或热水管道管径时采用；（3）该建筑洗涤盆和洗手盆均不供热水，部分洗脸盆也不供热水。表22 给水计算用表名称安装高度(mm)额定流量(L/s)当量(n)流出水头(MP)支管管径(mm)洗涤盆10000.322.00.05020洗脸盆10000.150.750.05015洗手盆10000.15(0.10)0.75(0.5)0.05015淋浴器22500.15(0.10)0.75(0.5)0.0500.10015浴盆7000.24(0.20)1.2(1.0)0.0500.07015蹲便器1501.206.000.10
13、00.15025坐便器2500.100.50.02015小便器24000.100.50.02015污水盆10000.201.00.02015低区每层设有一个卫生间，卫生间给水管道计算草图见图21。该供水系统最不利点位0点，计算节点编号见图21。（1）由各管段设计秒流量qg，控制流速在允许流速范围内，查塑料系统给水管水力计算表，可得计算管段管径D和单位长度沿程水头损失。（2）由式hy=iL计算管段的沿程水头损失和总沿程水头损失hy。（3）各项计算结果见表23。图 21 低区给水管网计算草图表 23 13层给水管道水力计算表计算管段编号管段长度L/m卫生洁具当量数当量总数Ng计算秒流量q计/设计秒
14、流量/q和(L/s)qg/(L/s)管径D/mm流速V/(m/s)单位管长水头损失i水头损失iL/kpa046.442.02.00.424/0.40.4201.242.6316.937121.010.750.750.26/0.150.15200.460.420.424231.100.51.251.43/1.351.35401.080.810.890340.490.51.751.497/2.551.497401.191.010.495560.7750.750.750.26/0.150.15200.460.420.325670.800.51.250.33/0.250.25200.781.090.8
15、727114.8270.51.750.397/0.350.35250.660.5862.829891.010.750.750.26/0.150.15200.460.420.4249101.100.51.251.43/1.351.35401.080.810.89010110.490.51.751.497/2.551.497401.191.010.4954110.423.750.58/2.950.58251.121.560.65511124.87.250.808400.650.321.53612引22.914.51.142400.900.6013.740管段沿程水头损失累计hy（kPa）40.51
16、22.2.2.3 高区给水管网水力计算高区给水管网计算草图见图22，计算立管有四条JL/1、Jl/2、JL/3、JL/4, 其余管段中JL/5同JL/3，JL/6同JL/4，JL/7同JL/1，JL/8同JL/2，计算节点编号见图22。根据公式（2.2.7）先求出平均出流概率U0，再查得对应的c值代入公式（2.2.6）求出同时出流概率U，然后代入公式（2.2.5）就可以求得管段的设计秒流量，进而可求得hy。管材为给水塑料管。计算结果见表24表28。表24 高区立管JL/1水力计算表管段编号卫生器具当量数当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量qg（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）单位
17、管长水头损失i（kPa/m）管长L（m）水头损失iL（kPa） 0-12.02.01000.4201.050.7033.7802.657 1-10.750.751000.15150.750.5641.7951.012 1-22.75620.341151.722.5000.2400.600 2-30.22.95600.354151.782.5801.0002.580 3-46.08.95380.665201.721.6801.2002.016 4-51.210.15330.670201.741.7005.0368.561 5-620.30240.974251.470.8903.0002.670
18、6-730.45201.218321.080.4003.0001.200 7-840.60181.461321.450.6683.0002.004 8-950.75161.619401.100.2513.0000.753 9-1060.90151.827401.190.3003.0000.900 10-1171.05141.977401.180.3583.0001.074 11-1281.20132.111401.250.3803.0001.140 12-1391.35132.375401.390.4503.0001.350 13-14101.50122.436401.480.5263.000
19、1.578 14-15111.65122.679501.000.1873.0000.561 15-16121.80122.923501.140.2453.0000.735管段沿程水头损失累计hy（kPa）31.391表25 高区立管JL/2水力计算表管段编号卫生器具当量数当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量qg（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）单位管长水头损失i（kPa/m）管长L（m）水头损失iL（kPa）0-10.50.51000.10150.500.2751.8920.5201-26.06.5500.65201.731.6501.3152.1702-30.757.25480
20、.696201.841.9004.1587.9003-414.50401.16321.000.4003.0001.2004-521.75361.600400.900.2173.0000.6515-630.00331.98401.200.3613.0001.0836-737.25302.23401.350.4163.0001.2487-844.50272.40401.480.5003.0001.5008-954.75242.63401.560.5983.0001.7949-1062.00222.73401.750.6863.0002.05810-1169.25202.77401.790.7013
21、.0002.10311-1276.500192.91401.810.7413.0002.22312-1383.75183.01501.140.2453.0000.73513-1491.00173.09501.190.2603.0000.780管段沿程水头损失累计hy（kPa）25.965表26 高区立管JL/3水力计算表管段编号卫生器具当量数当量总数Ng同时出流概率U（%）设计秒流量qg（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）单位管长水头损失i（kPa/m）管长L（m）水头损失iL（kPa） 0-16.06.00 1001.20 321.05 0.400 1.670 0.668 1-20.7
22、56.75 851.15 321.03 0.396 1.581 0.626 2-30.57.25 480.70 320.69 0.181 5.263 0.953 3-414.50 401.16 321.00 0.400 3.000 1.200 4-521.75 361.60 400.90 0.217 3.000 0.651 5-630.00 331.98 401.20 0.361 3.000 1.083 6-737.25 302.23 401.35 0.416 3.000 1.248 7-844.50 272.40 401.48 0.500 3.000 1.500 8-954.75 242.6
23、3 401.56 0.598 3.000 1.794 9-1062.00 222.73 401.75 0.686 3.000 2.058 10-1169.25 202.77 401.79 0.701 3.000 2.103 11-1276.50 192.91 401.81 0.741 3.000 2.223 12-1383.75 183.01 501.14 0.245 3.000 0.735 13-1491.00 173.09 501.19 0.260 3.000 0.780 管段沿程水头损失累计hy（kPa）17.622表27 高区立管JL/4水力计算表管段编号卫生器具当量数当量总数Ng同时
24、出流概率U（%）设计秒流量qg（L/s）管径DN（mm）流速V（m/s）单位管长水头损失i（kPa/m）管长L（m）水头损失iL（kPa） 0-10.750.75 1000.15150.75 0.564 1.795 1.012 1-20.20.95 950.18150.80 0.603 0.999 0.602 2-36.06.95 450.63201.62 1.520 1.781 2.707 3-41.28.15 400.65201.68 1.620 1.460 2.370 1-42.02.00 1000.4201.05 0.703 0.973 0.684 4-510.15 330.67201
25、.74 1.700 4.446 7.558 5-620.30 240.974251.47 0.890 3.000 2.670 6-730.45 201.218321.08 0.400 3.000 1.200 7-840.60 181.461321.45 0.668 3.000 2.004 8-950.75 161.619401.10 0.251 3.000 0.753 9-1060.90 151.827401.19 0.300 3.000 0.900 10-1171.05 141.977401.18 0.358 3.000 1.074 11-1281.20 132.111401.25 0.380 3.000 1.140 12-1391.35 132.375401.39 0.450 3.000 1.350 13-14101.50 122.436401.48 0.526 3.000 1.578 14-15111.65 122.679501.00 0.187 3.000 0.561 15-16121.80 122.923501.14 0.245 3.000 0.735 管段沿程水头损失
