建筑给水排水工程课程设计

建筑给水排水工程课程设计

《建筑给水排水工程》课程设计

指导书

南京工业大学环境学院

市政工程系201*年12月

《建筑给水排水工程》课程设计指导书

一、课程设计的目的：

1）通过课程设计加深对建筑给水排水工程课程内容学习的理解，巩固学习成果。2）培养和提高计算能力、设计和绘图的水平；

3）培养在教师辅导下，基本能独立完成一幢多层建筑给水和排水系统的设计。二、设计内容1.设计内容

建筑给水排水工程课程设计内容主要根据“建筑给水排水工程课程设计教学大纲”而定，其内容如下：（1）生活给水系统（2）生活排水系统（3）雨水排水系统（4）管线综合2.设计要求

要求学生绘制给水排水平面图、系统图或流程图及部分大样图（如水箱间、卫生间等），主要为计算机绘图，并且编制设计说明书计算书。三、课程设计步骤和方式1.了解工程概况和设计原始资料

（1）通过建筑施工图（建筑总平面图、各层平面图、立面图、剖面图、卫生间大样图等），了解该建筑的位置、建筑面积、占地面积、层数、层高、各个房间的使用功能、客房床位数、餐厅就餐人次等，并了解室内最冷月平均气温。从结构施工图上了解其结构形式，墙、梁、柱的尺寸等。（2）了解建筑的水源情况，建筑附近城市给水管网的位置、埋深、管径、常年可保证的最低水压。（3）了解该城市生活污水处理情况，有无城市生活污水处理厂、城市排水管网的排水体制、建筑附近城市排水管网的位置、埋深、管径等。2.准备设计规范与标准图集3.确定最佳方案

在进行给排水现状调研的基础上，根据设计原始资料和有关的规范，考虑给水系统、排水系统、雨水系统的设计方案，对各个方案进行比较（适用范围、优点、缺点），并绘出图式，确定采用的最佳方案。4.管网布置及绘制草图

根据采用的方案进行各系统管网布置并绘制草图（给水排水平面图和系统图），以作为计算的依据和其他专业工种（建筑、结构、电、空调等）配合时的依据。5.水力计算

各系统进行计算，计算成果列于表格之中，并标注于草图上。6.绘图根据草图绘制各层给水排水平面图和系统图、卫生间给水排水平面图系统图，高位水箱给水排水大样图等。7.编制说明书

包括目录、设计原始资料、各系统方案选择、各系统计算过程、主要设备与材料表、小结、主要参考文献等内容。

四、设计内容（以办公楼生活给水系统为例）1.给水系统设计

给水系统一般由引人管、水表节点、升压和贮水设备(水泵、贮水池、高位水箱等)、管网(干管、立管、支管等)、给水附件等组成。2.给水方式的选择

根据城市给水管网的水压，确定给水方式。如市政管网水压随时满足供水要求，则可考虑采用简单给水方式。不然则考虑水箱供水分区给水方式。3.管道布置和敷设

（1）确定城市管网接管点的位置，自接管点开始布置引入管和水表节点。室外给水管网一般是生活一消防共用系统，因此在建筑四周应布置给水环网。

（2）管道布置力求长度最短，沿墙、梁、柱平行敷设,干管尽量靠近用水量最大处。

（3）管道一般暗装。横干管敷设于技术层内或吊顶中或管沟内，立管设于给排水管道竖井里，支管可敷于吊顶、墙体、地板找平层、管井内。

（4）在技术层、吊顶中给水管道、排水管道及电缆等交叉时，一般是电缆在上面，其次是给水管、排水管。在卫生间和厨房内，热水支管在给水支管上面。

（5）给水管不能敷设在排水沟、烟道、风道内，不允许穿越壁柜、橱窗、大小便槽等。（6）给水管道穿越墙和楼板时，应预留孔洞。穿水池、水箱处应预埋防水套管。（7）管道应采取防振隔音、防冻、防露等措施。5.管材和附件（1）给水管材

室内生活给水管材推荐采用交联聚乙烯管（PEX）、聚丙烯管（PP）、钢塑复合管等，室外给水管道采用PE管或球墨铸铁管、钢塑复合管等，卫生间宜采用铜管或不锈钢管。这些管道都具有卫生条件好、水力条件好、强度高、寿命长等优点、它们是镀锌钢管的替代管材。（2）给水附件

1）控制附件：常用的有闸阀（用于DN>50mm的管道及环网上）、截止阀（用于DN≤50mm的管道上）、球阀、蝶阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀、浮球阀等，材质一般与管材一样，即塑料、铜、不锈钢等。

2）配水附件：常用的有配水龙头、盟洗龙头、混合龙头、淋浴器等，材质有塑料、不锈钢、铜镀铬等。6.设计计算（1）用水量计算

确定生活用水定额qd及小时变化系数kh。根据设计原始资料了解建筑物性质，按《规范》确定每床、每个工作人员、办公楼每人每班、餐厅每人次、理发室每顾客每次、每公斤干衣的用水定额及小时变化系数，列于生活用水是计算表中，洗衣房每日所洗干衣数量综合指标可按3.2~4.0kg/（床d）计。绿化、道路浇洒及水景等用水及未预见用水可按以上各项之和的10%计,空调循环冷却补充水、锅炉房补充水按实计，列于生活用水量计算表中。（2）计算生活用水量：1）最高日用水量为

Qdmqd1000式中Qd为最高日用水量（m3/d）；m为用水单位数（床、人、人次、……等）；qd为最高日生活用水定额（L/（床d）……等）。2）最大小时用水量为

QhQdKhT式中Qh为最大小时用水量（m3/h）；T为用水时间（h），Kh为小时变化系数，按《建筑给水排水设计规范》确定。

各项用水量列于生活用水量计算表中，并计算总用水量。给出表格。（3）给水管网计算

1）根据草图选择最不利配水点，确定计算管路，在流量变化处进行节点编号，将各计算管段长度列于水力计算表中。低区计算管路为最不利配水点到引入管与城市给水管道的连接点。2）根据卫生洁具当量数计算各管段设计秒流量，公式为

qg0.2NgKNg

式中qg为计算管段的给水设计秒流量（L/s）；Ng为计算管段的卫生洁具给水当量总数；α、K为根据建筑物用途而定的系数，按《规范》确定。3）冷水管网水力计算。

冷水管网流速干管1.0~1.5m/s，支管0.8~1.2m/s。根据各管段的设计秒流量和流速，查冷水水力计算表，确定各管段的直径和计算管路的沿程水头损失。沿程水头损失按下式计算为

Hyil

式中Hy为管段的沿程水头损失（mH2O）；i为管段单位长度的水头损失（mH2O/m），查冷水水力计算表；L为计算管段长度（m）。局部水头损失按沿程水头损失的25％~30%估算。4）汁算低区由城市给水管网直接供水所需的水压为

H＝H1+H2+H3+HB

式中H为低区由城市给水管网直接供水冷水管网所需的水压（mH2O）；H1为低区最不利配水点与引人管和城市给水管网的连接点之间的标高差（m）；H2为引入管和城市给水管网的连接点至最不利配水点的总的水头损失（mH2O）；H3为最不利配水点所需的流出水头（mH2O）；HB为设计秒流量通过水表的水头损失（mH2O）。

低区水压（H）与城市给水管网常年可保证的最低水压（H0）相比较，H0H≥1~3mH2O，方能满足安全供水。

3.选择水表，计算水表水头损失

水表流量以通过水表的设计秒流量小于或等于或接近于某水表的公称流量，以此来确定水表的口径。

室外水表一般是蝶翼式水表，水流通过水表产生的木头损失按下式计算：

2QBHB210

Qmax式中HB为水流通过水表产生的水头损失（kPa）；Qmax为所选蝶翼式水表的最大流量（m3/h），可以查水表技术参数；10为螺翼式水表通过最大流量时的水表水头损失（kPa）。

QB同式（6-12）。水表的水头损失计算值应不超过水表水头损失规定值。对于螺翼式水表，正常供水时HB≤12.8kPa，消防时HB≤29.4kPa。4.）屋顶水箱容积计算水箱有效容积为

vy′=vsb+vf′+vs′

式中vy′为高位水箱的有效容积（m3）；vsb为高位水箱的调节容积（m3），vs′为高位水箱事故贮水量（m3），vs′=Qhg。

根据生活用水容积计算生活用水水深，确定水箱最高水位为

Z3=Z+hs

式中Z3为水箱最高水位标高（m）；hs为水箱生活贮水高度（m），即

hsVVs"

LBsb式中L、B同公式（6-8），Vsb和Vs′同公式（6-16）。保护高取250mm（净尺寸）。

扩展阅读：建筑给水排水工程课程设计

生活给水系统方案设计、计算及说明

一、、给水方式的选择

室外保障水压（从地面算起）H0=0.35MPa，四层建筑，层高为3米，所以，H=120+（4-2）*40+3*10=0.23KPa..得H

由室外给水管网直接供水，利用室外管网压力供水，为最简单、经济的给水方式，一般单层和层数少的多层建筑采用这种供水方式。适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑。该给水方式特点：可充分利用室外给水管网水压，节约能源，减少水质受污染的可能性。但室外管网一旦停水，室内立即断水供水可靠性差。

二、用水定额的确定

最高日生活用水定额qd,查表可得，宿舍最高日生活用水定额为100~150L.

三、管材的选用、布置和敷设

1、管材选用塑料管。

2、选用四根立管。JL-1为拖布池和盥洗槽供水。JL-2为盥洗槽供水。JL-3为大便器供水。JL-4为小便槽供水。

3、给水管埋地-1.1m。

4、管道布置基本要求：一、确保供水安全和良好的水利条件，力求经济合理。二、保护管道不受损坏。三、不影响生产安全和建筑物的使用。四、便于安装维修。

5、布置形式：该建筑选用枝状的由下向上的下行上给式布置形式。单向供水，节省管材，造价低。水平干管设在中间技术层内。

6、敷设形式：给水立管采用明装形式，安装维修方便，造价低。给水支管选用暗装形式，不影响室内的美观、整洁。

四、给水管网的水力计算

设计方案：4层集体宿舍，每层给水管上连接有拖布池1个（每个当量为1，额定流量为0.2L/S）。盥洗槽水龙头共8个（每个当量为1.5，额定流量为0.3L/S）。大便器共6个（每个当量为0.5，额定流量为0.1L/S）。4米小便槽1个（每米当量为0.25，额定流量为0.05L/S）。（α=2.5）

JL-1给水管网水力计算当量设计管径流速每米管管段管段沿程水管段沿计总数秒流DN(mm)（m/s）长沿程长度头损失程水头算Ng量qg水头损L(m)hy=iL(KPa)损失累管失i计∑hy段(KPa/m)（KPa）编号

0-110.5250.760.27911-22.50.79320.790.22912-341320.980.3413-45.51.17400.70.1234-5111.654010.2535-616.52.86501.10.2136-72215.72701.50.317

JL-2水管网水力计算计当量设计管径流速每米管管段算总数秒流DN(mm)（m/s）长沿程长度管Ng量qg水头损L(m)段失i编(KPa/m)号0-11.50.61250.920.3911-230.866320.830.25812-34.51.0573210.3613-461.22321.190.4514-57.51.365400.780.235-6151.929401.180.3536-722.52.364500.880.1437-8304.428701.150.28

JL-3管网水力计算计算当量设计管径流速每米管管段管段总数秒流DN(mm)（m/s）长沿程长度编号Ng量qg水头损L(m)失i(KPa/m)0-10.50.35200.880.5611-210.5250.760.27912-31.50.61250.920.38913-420.71251.090.5514-52.50.79251.20.6415-630.87320.850.27836-761.22321.150.4837-891.51400.950.2238-9121.74401.10.39JL-4管网水力计算0.2790.2290.340.360.750.632.170.2790.5080.8481.2081.9582.5884.758管段沿程水管段沿头损失程水头hy=iL(KPa)损失累计∑hy（KPa）0.390.2580.360.450.61.050.421.60.390.6481.0081.4582.0583.1083.5285.128管段沿程水管段沿头损失程水头hy=iL(KPa)损失累计∑hy（KPa）0.560.560.2790.8390.3891.2280.551.7780.642.4180.8343.2521.444.6920.665.3522.78.052

计算当设计管径流速每米管管段管段沿程水管段沿管段量秒流DN(mm)（m/s）长沿程长度头损失程水头编号总量qg水头损L(m)hy=iL(KPa)损失累数失i计∑hyNg(KPa/m)（KPa）0-110.5250.760.27971.9531.9531-220.7251.060.50731.5213.4742-330.86320.850.2730.814.2843-441320.980.3472.386.664注：

1、设计秒流量的计算:此建筑为宿舍，所以设计秒流量公式采用qg=0.2αNg^(1/2)。

2、每层：Ng=1*1+8*1.5+6*0.5+1*1=17

4层：Ng=17*4=68

总管设计秒流量：qg=0.2*2.5*68^(1/2)=4.12L/s=14.84m^3/h显然，上述设计秒流量计算值大于其中任一个卫生器具的额定流量，小于所有卫生器具额定流量的叠加值，则计算结果不需调整。3、总管水表的确定：查附录1-2，按设计秒流量选用常用流量，选取LXS-50N螺翼式水表，常用流量15m^3/h,满足14.84m^3/h的要求。4、建筑层高为每层3米。

5、大便器和小便槽均采用低位冲洗水箱。6、给水管在图上用单实线表示。

JL-1

JL-2

JL-3

7

JL-4

生活排水系统方案设计、计算及说明

一、管材的选用、布置与敷设1、管段材料：塑料管。

2、选用四根立管。PL-1为拖布池和盥洗槽排水，PL-2为盥洗槽排水，PL-3为大便器排水，PL-4为小便槽排水。

3、给水管道敷设有明装和暗装两种形式，该设计立管采用明装形式，便于安装，造价低。支管采用暗装形式，美观、整洁。

4、室内排水管道的布置和敷设在保证排水畅通，安全可靠的前提下，还应兼顾经济、施工、管理、美观等因素。

二、卫生器具的布置和敷设

卫生间和公共厕所内的地漏应设在地面最低处，易于溅水的卫生器具附近。地漏不应设在排水支管顶端，以防止卫生器具排放的固形杂物在最远卫生器具和地漏之间的横支管内沉淀。

三、通气管的作用

1、保护存水弯水封，使水系统内的压力与大气取得平衡。2、使水管内排水畅通，形成良好的水流条件。

3、将新鲜空气补入排水管内，试管内进行换气（预防因室外管道系统积聚有害气体而损伤养护人员、发生火灾和腐蚀管道等隐患）

4、降低排水系统噪音。

四、建筑底层单独排放

由于底层横管等在立管来水量较大时，将产生强烈的冲击流，形成回流现象又是会将存水弯中的水喷溅至卫生器具中甚至于喷出卫生器具的事故。

五、排水管网水力计算

方案设计：4层集体宿舍，每层排水管上连接有拖布池1个（每个当量为1，额定流量为0.33L/S）。盥洗槽水龙头共8个（每个当量为1，额定流量为0.33L/S）。大便器共6个（每个当量为4.5，额定流量为1.5L/S）。4米小便槽1个（每米当量为0.5，额定流量为0.17L/S）。（α=1.5）

PL-1排水管网水力计算表计算管段编号排水当量总数Np0-111-242-383-4125-616-74设计秒流量管径de(mm)qp(L/S)0.33500.69750.84750.95750.33500.6975坡度i0.0250.0150.0150.0150.0250.015

PL-2排水管网水力计算表计算管段编号排水当量总数设计秒流量管径de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-150.33750.0151-2100.89750.0152-3151.03750.0154-550.33750.015

PL-3排水管网水力计算表计算管段编号排水当量总数设计秒流量管径de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-14.51.51100.0121-292.041100.0122-313.52.161100.0123-4182.261100.0124-522.52.351100.0125-6272.441100.0126-7542.831100.0127-8813.121100.0129-104.51.51100.01210-1192.041100.01211-1213.52.161100.01212-13182.261100.01213-1422.52.351100.01214-15272.441100.012

PL-4排水管网水力计算表计算管段编号排水当量总数设计秒流量管径de(mm)坡度iNpqp(L/S)0-121.02750.0151-241.38750.0152-361.46750.0154-521.02750.015注：

1、计秒流量的计算：此建筑为宿舍，所以设计秒流量公式采用qp=0.12α*Ng^(1/2)+qmax。

2、每层：Np=1*1+1*8+4.5*6+0.5*4=38

4层：Np=38*4=152

总管设计秒流量：qp=0.12*1.5*152^(1/2)+1.5=3.72L/S

查表5-8，选用立管管径de110mm,因设计秒流量3.72小于表5-8中de110mm排水塑料管最大允许水流量4.0L/S，所以不需要设专用通气立管。

3、建筑层高为每层3米。

4、大便器和小便槽均采用低位冲洗水箱。5、给水管在图上用单虚线表示。

六、化粪池的选择

方案设计：化粪池使用总人数N为500人，使用卫生器具人数占总人数的百分比α为70%，每人每日污水量q为20L/(人*d)，每人每天污泥量a为0.4L/（人*d），污水在化粪池内停留时间t为12h,污泥清掏周期T为180d。（化粪池据建筑物净距不小于5m，采用矩形化粪池。）（分区排污）

所以，化粪池容积

V=αN/（qt/24+0.48a*T）

计算得V=15.6m^3。所以选用6号化粪池。

PL-1

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PL-4

消防系统方案设计、计算及说明

一、消火栓给水系统的给水方式

选择设水箱的消火栓给水方式。宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或是由生活泵向水箱补水）采用。由水箱贮存10min的消防水量，灭火初期由水箱供水。

二、消火栓布置

1、保护半径R>=((12^2+3^2)^(1/2))/2=6.18m,取R=6.18m

2、保证每一个防火分区同层有3支水枪的充实水柱同时达到任何部位，其布置间距按下列公式计算：S2

六、消火栓水压计算

方案设计：4层男生宿舍楼，消防给水系统，采用口径65mm的单出口消火栓和麻质水带，水枪喷口直径19mm，水龙带长Ld为20m，水枪充实水柱取Hm为8m。

消火栓口所需水压按下列公式计算

Hxh=Hq+hd+Hk

Hq=af*Hm*10/(1-Ψ*af*Hm)qxh=(BHq)^(1/2)Hd=Az*Ld*qxh^2*10水枪喷嘴处的水压水带的水头损失消火栓口水头损失消火栓口的水压Hq，KPaHd，KPaHk，按20KPa计Hxh，KPa算。15.8521.520200注：1、查表得af=1.19Ψ=0.0097B=1.577Az=0.0043

2、水枪射流量qxh值小于5L/S，所以水枪射流量取5L/S计算。

XL

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