建筑給排水畢業(yè)設計.doc

前言 畢業(yè)設計是對我們在大學四年里學習成果的考驗。通過畢業(yè)設計來訓練我們綜合應用所學課程和知識的能力。在老師指導下，獨立完成高層建筑給排水工程的設計，讓我們熟悉并掌握高層建筑給排水，消防，熱水供應工程的設計內容，方法，步驟；從而學會并掌握根據原始資料正確地選定設計方案，熟練地掌握各個系統(tǒng)的計算和施工設計的要求，了解并掌握設計說明書編寫內容和編寫方法。在*、*等老師的帶領下，我們進行了為期三個月的高層建筑給排水畢業(yè)設計。此次畢業(yè)設計的目的是根據所提供的基礎設計資料和圖紙，獨立完成高層建筑給水、排水、消防給水、以及熱水供應工程的設計.從而了解建筑給排水方案比較原則和方法,掌握冷水、熱水、消防給水、排水的計算方法以及設計說明書的編寫和施工設計圖的設計與繪制方法。在此次設計中,要感謝*、*老師的悉心指導,以及其他同學的幫助,我才能夠順利完成本次設計。初次獨立完成高層建筑給排水的設計,錯誤和問題是難免的,望老師多批評指正。第一篇 設計任務書及設計資料1. 設計任務書 某躍層住宅建筑工程等級：一級，設計使用年限：50年，結構形式采用框支框架+框肢剪力墻，建筑層數：33F/吊1F/-2F；建筑高度：平層上98.6米/平層下9.5米；耐火等級：一級；抗震設防烈度：6度；建筑類別：平頂層以上33層為一類高層住宅、平頂層以下吊1層為一類高層住宅的裙樓，-2F為車庫。要求根據建筑紅線范圍的建筑圖，完成該躍層住宅的給排水、消防，以及建筑室外綜合管網設計。 根據基礎資料，合理確定建筑給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的設計方案；布置各系統(tǒng)的管道和設備；繪制各系統(tǒng)計算草圖并進行設計計算；進行增壓和貯水設施設計計算和設備選型、設備用房（如泵房、水箱間）設計；繪制工程設計圖紙至少12張（按A1計），編寫設計說明書和計算書。2. 設計資料本建筑為一類高層住宅。要求完成該建筑的室內外給水、熱水、雨水、污水工程和室內消防工程設計。設計應符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。設計應包括各系統(tǒng)的方案比較與確定，管網布置，水力計算，圖紙等內容。1 生活給水：市政供水壓力為0.60MPa。車庫內設有生活加壓設備（已建）一套，中區(qū)加壓供水設備供水壓力0.90MPa，高區(qū)加壓供水設備供水壓力1.20MPa。2 消防給水：本建筑由已建的消防水池（有效容積920m3）及室內消火栓泵（一用一備）、噴淋泵（一用一備）提供消防用水。本建筑的室內消火栓供水壓力為1.30MPa，噴淋管的供水壓力為1.40MPa。本建筑屋頂需設高位消防水箱一座。3 雨污分流、污廢合流。市政污水管徑DN400，管底標高低于道路標高3.00m。市政雨水管徑為DN600，管底標高低于道路標高2.50m。第二篇 設計說明書1. 室內給水系統(tǒng) 本建筑為33層的躍層住宅建筑，建筑總高度為108.1米，平頂層以上98.6米/平頂層以下9.5米，平頂層以上33層為一類高層住宅、平頂層以下吊1層為一類高層住宅的裙樓，-2F為車庫。根據建筑給排水設計規(guī)范規(guī)定各個分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45m，故本建筑應考慮分區(qū)。由于城市市政管網的供水壓力為0.60MPa，因此考慮將-210層分為低區(qū),1119層分為中區(qū),2033層分為高區(qū)。具體見下表：分區(qū)低區(qū)中區(qū)樓層-21011202133高度（m）38.52940.61.1 系統(tǒng)的選擇1.1.1 給水方式方案優(yōu)選 因為城市市政管網的供水壓力為0.60MPa遠不能滿足用水要求，采用市政管網供水僅僅能夠供給低區(qū)用水需求，故需要二次加壓。根據本建筑的具體情況。以及對水質水量及水壓的要求，適用于本建筑的供水方式有水泵水箱聯(lián)合供水，變頻泵供水及氣壓供水設備三種，先對著三種供水方式進行比較。1) 水泵水箱聯(lián)合供水1 水箱水泵串聯(lián)供水優(yōu)點：無需設置高壓水泵和高壓管線，水泵可保持在高效區(qū)工作，能耗較少，管道布置簡潔，較省管材。缺點：供水不安全，下區(qū)設備的故障將直接影響上層供水，各區(qū)水箱水泵分散設置，維修不方便，且要占用一定的建筑面積，水箱容積大，將增加結構負荷和造價，二次污染嚴重。2 水泵水箱并聯(lián)供水優(yōu)點：各區(qū)供水自成系統(tǒng)互不影響，供水安全可靠，各區(qū)加壓設備集中，便于維修管理，運行動力費用經濟。 缺點：水泵臺數多，高區(qū)水泵楊程較大水管線較長，設備費用增加；分區(qū)水箱占建筑樓層若干面積，給建筑房間布置帶來困難，減少使用面積，影響經濟效益3 使用減壓閥供水優(yōu)點：水泵數量少，占地少，且集中設置，便于維修管理，管線布置簡單，投資省，減壓閥比減壓水箱更節(jié)省占地面積，可使建筑面積充分發(fā)揮經濟效益，同時也可以避免由于管理不善原因引起的二次污染。缺點：水泵動力費用高；減壓閥質量問題。小結：由以上各種方式的優(yōu)缺點可以比較，減壓閥供水方式的缺點較少，由于本棟建筑有兩層商鋪，水箱過多會占用商鋪面積，還會帶來噪音，并且串聯(lián)水箱供水若低區(qū)發(fā)生事故，高區(qū)供水將受到直接影響，供水可靠性較低，建筑中部設水箱方案給予淘汰。于是最終考慮減壓閥供水作為必選方案。2) 變頻泵供水1 變頻泵減壓閥供水 優(yōu)點：系統(tǒng)簡單，設備費用低，無水箱負荷。 缺點：供水可靠性不好。2 變頻泵并聯(lián)供水優(yōu)點：獨立的給水系統(tǒng)，互不影響，供水安全可靠；水泵集中，管理維護方便；運行動力費用經濟；無水箱，便于結構的設計，也可以增加運業(yè)收入。缺點：需要一套價格較貴的變頻調速控制裝置，投資大。3 變頻泵串聯(lián)供水優(yōu)點：與變頻泵并聯(lián)相似缺點：與并聯(lián)方式相比運行費用增加，設有水箱，增加結構負荷，有可能引起二次污染?？紤]的因素為建筑的供水安全性和運行費用，以及設備費用，供水安全性為首要考慮因素，因此我以變頻泵并聯(lián)供水為一備選方案。3) 氣壓罐供水1 氣壓罐并聯(lián)供水優(yōu)點：靈活性大，可設置在任何高度，施工安裝方便，便于擴建改建和拆遷，土建費用低；水質不易污染；投資省，建設周期短。土建費用低；便于實現(xiàn)自動控制，不需專業(yè)人值班管理；便于集中管理。氣壓給水設備可以設置在任何高度，對于防震有一定的意義。缺點：水壓力變化幅度大，調節(jié)容積小，運行費用高，加工制造需要一定的技術。2 氣壓罐減壓閥供水優(yōu)點：一次性投資較小，管理方便，節(jié)省空間。缺點：減壓閥的技術問題。3 氣壓罐串聯(lián)供水優(yōu)點：靈活性大，可設置在任何高度，施工安裝方便，便于擴建改建和拆遷，土建費用低；水質不易污染；投資省，建設周期短。土建費用低；便于實現(xiàn)自動控制，不需專業(yè)人值班管理；便于集中管理。氣壓給水設備可以設置在任何高度，對于防震有一定的意義。缺點：水壓力變化幅度大，調節(jié)容積小，運行費用高，加工制造需要一定的技術；供水安全性差。我們主要從建筑的供水安全性運行費用以及設備費用來考慮，供水安全性為首要考慮因素，因此我們以氣壓罐并聯(lián)供水作為以備用方案。備選方案 有屋頂水箱的減壓閥供水 2） 變頻泵并聯(lián)供水3） 氣壓泵并聯(lián)供水1.1.2給水方式經濟比較由于本建筑的-2F10F層有市政管網直接供水，因此該部分不考慮經濟比較，只對中高區(qū)部分進行不同方案的經濟比較?？紤]設備使用10年，計算各個方案的經濟費用。經過經濟比較，雖然變頻和氣壓罐供水的優(yōu)點也很多，但經綜合比較造價較高，因此采用屋頂水箱減壓閥供水方式供水。1.2系統(tǒng)分區(qū)方式及系統(tǒng)組成建筑給排水設計規(guī)范（GB 50015-2003)規(guī)定：高層建筑生活給水系統(tǒng)應豎向分區(qū)，豎向分區(qū)應符合下列要求：1） 各個分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點的靜水呀不宜大于0.45MPa，特殊情況下不大于0.55MPa。為了該建筑用戶用水的舒適性，采用0.40MPa左右為分區(qū)壓力。 2）各個分區(qū)最不利陪水電的水壓應滿足用水水壓的要求。本建筑分區(qū)情況如下：-2F10F為低區(qū)，由市政管網直接供水；11F19F為中區(qū)，由高位水箱經過減壓采用上行下給方式供水；20F33F為高區(qū)，由高位水箱采用上行下給的方式直接供水。真?zhèn)€系統(tǒng)的組成包括：引入管水表節(jié)點給水管網和附件，此外，還包括高中區(qū)所需的地下生活水箱加壓泵屋頂高位水箱。1.3生活給水系統(tǒng)水力計算表1 給水支管水力計算給水支管系統(tǒng)圖見圖3-1，給水管網系統(tǒng)水力計算結果見表3-1。2 熱水系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)選擇建筑內部熱水供應系統(tǒng)按熱水供應范圍，可分為局部熱水供應系統(tǒng)集中熱水供應系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應系統(tǒng)。1) 局部熱水供應系統(tǒng)優(yōu)點：熱水輸送管道短，熱損失?。辉O備系統(tǒng)簡單，造價低；維護管理方便靈活；改建增設較容易。缺點：小型加熱器熱效率低，制水成本較高；使用不夠方便舒適；每個用水場所均需設置加熱裝置，占用建筑總面積大。2) 集中熱水供應系統(tǒng)優(yōu)點：加熱和其他設備集中設置，便于集中維護管理；加熱設備熱效率高，熱水成本較低；各熱水使用場所不必設置加熱裝置，占用總面積較少；使用較為方便舒適。缺點：設備系統(tǒng)較復雜，建筑投資較大；需要有專門維護管理人員；管網較長，熱損失較大；一旦建成之后，改建擴建較困難。3) 區(qū)域熱水供應系統(tǒng)優(yōu)點：便于集中統(tǒng)一維護管理和熱能的綜合利用；有利于減少環(huán)境污染；設備熱效率和自動化程度高；熱水成本低，設備總容量小，占地面積少；使用方便舒適，保證率高。缺點：設備系統(tǒng)復雜，建設投資高；需要較高的維護管理水平；改建擴建困難。主要從造價和維護方面考慮，局部熱水供應系統(tǒng)設備系統(tǒng)簡單，造價低；維護管理方便靈活。根據綜合考慮，最終決定采用局部熱水供應系統(tǒng)。2.2熱源選擇由于本地區(qū)無城市熱源管網，熱源為天然氣和電，經過經濟比較，可知天然氣比較便宜，因此采用天然氣作為熱源，則每個住戶采用直流快速式燃氣熱水器。3 消防系統(tǒng)3.1室外消防系統(tǒng) 根據高層民用建筑設計防火規(guī)范規(guī)定：本建筑為一類高層建筑，耐火等級為一級，室外消火栓用水量為30L/s?？紤]在室外給水環(huán)網上設置3個室外消火栓（地上式），每個消火栓的用水量為10L/s。3.2室內消防系統(tǒng)根據規(guī)范規(guī)定：本建筑室內消火栓的用水量為20L/s，充實水柱取12m，水槍噴嘴流量為5.2L/s，最不利情況為同一根立管上同時出水兩股水柱，消防立管的管徑為DN100。3.2.1 系統(tǒng)方案優(yōu)選1 水泵水箱供水優(yōu)點：設備集中便于管理，占地少，投資省，沒有水箱可少占空間。缺點：減壓閥容易壞，供水安全性差。2 多級多出水水泵供水優(yōu)點：設備集中便于管理，占地少，沒有水箱可少占空間，供水安全可靠，可根據需要的水壓供水。綜合以上比較，根據以上比較以及結合本建筑的實際情況，我們科采用分區(qū)減壓供水方式供水，充分利用其轉換層，且現(xiàn)在的減壓閥質量提高，只要我們加強管理，就可以將其缺點克服，而盡量不采用多級多出水水泵供水方式，可以節(jié)省投資，采用減壓閥供水方式。3.2.2 分區(qū)方式及系統(tǒng)組成 根據規(guī)范規(guī)定：當建筑高度在80m以內時，可采用一次供水的室內消火栓給水系統(tǒng)?；馂臅r，由高壓消防泵向管網系統(tǒng)供水滅火。為了滅火時便于操作水槍，在主立管下部動水壓力超過0.5MPa的消火栓處設置減壓裝置。當建筑高度超過80m或消火栓處的靜壓超過0.8MPa是，應進行分區(qū)，并按各分區(qū)分別組成本區(qū)獨立的消防給水系統(tǒng)供水滅火。根據本建筑的實際情況，將本建筑消防系統(tǒng)分為兩個區(qū)，分區(qū)如下：-216為低區(qū)，由高區(qū)經過減壓供水；1733為高區(qū)，由消防主泵直接供水。前十分鐘由高位水箱供水，十分鐘后由消防泵供水。室內消火栓系統(tǒng)的組成包括：水槍水帶消火栓消防管道和水源，此外，還包括高區(qū)所需的消防水池消防水泵和高位消防水箱。3.2.3 消防水箱的設計與消防泵的選擇該建筑每支水槍最小流量不應小于5L/s，消火栓口徑選用65mm，水槍噴嘴口徑選用19mm，配直徑65mm的水帶，長為25m的襯膠水帶，消防豎管管段采用DN100mm的管徑（經驗證各管段v小于2.5m/s）。 消火栓口處所需的水壓按公式： = 計算。式中 消水栓口的水壓； 水槍噴嘴處的壓力； 水帶的水頭損失；消火栓栓口水頭損失，按20計算。其中水槍噴嘴處所需水壓由所選的水槍口徑和充實水栓條件，按公式： 計算。式中 實驗系數=1.19；規(guī)范中要求的最小水槍充實水柱長度，（m）； 與水槍噴嘴口徑有關的阻力系數，當(水槍噴嘴口徑)為19mm時， =0.0097。當時， =1.19。則，水槍噴嘴的出流量按公式： 計算。式中 水槍的射流量，L/S；B 水槍水流特性系數，與水槍噴嘴口徑有關。當為19mm時，B1.577則則取5.0L/s。水帶阻力損失按公式： 計算。式中 水帶沿程水頭損失（kPa）水帶長度，（m）；水帶阻力系數。水槍噴嘴的射流量（其值不小于每只水槍最小流量）（L/S）。當水帶直徑65mm，水帶材料為麻織時，=0.00172則 則 管路總水頭損失為：消火栓給水系統(tǒng)所需總水壓為：按消火栓滅火總用水量：選用2臺單級臥式離心清水泵作為消防水泵，一用一備。流量范圍16.77L/s33.33L/s，楊程為140m，根據室內消防用水量，設置2套水泵接合器。消防水箱的消防貯水量：3.3 自動噴灑系統(tǒng)3.3.1建筑火災危險等級本建筑屬于輕危級。選用濕式自動噴水系統(tǒng)。3.3.2自動噴水滅火系統(tǒng)的組件,配件及設施1.自動噴水滅火系統(tǒng)組件包括灑水噴頭,水流指示器、水力警鈴、延遲器、火災探測器、報警閥組、壓力開關、中央控制裝置等組件和末端試水裝置，以及管道，供水設施。2.控制管道靜壓的區(qū)段宜分區(qū)供水或設減壓閥,控制管道動壓的區(qū)段宜設減壓孔板或節(jié)流管。3.設有泄水閥,排氣閥和排污口。3.3.3 基本設計數據 根據火災危險等級選擇設計參數為：設計噴水強度:4.0L/min. 消防用水量:20L/s 作用面積: 160 噴頭工作壓力:3.3.4 系統(tǒng)組件 1.噴頭 本設計中選用閉式噴頭，DN15mm，其噴頭實際保護面積為，噴頭特性系數為0.135，噴頭處壓力為100kPa。2.報警閥報警閥的作用是開啟和關閉管網的水流，傳遞控制信號至控制系統(tǒng)并啟動水力警鈴直接報警。有濕式、干式、干濕式和雨淋4種類型。濕式報警閥用于濕式自動噴水滅火系統(tǒng)；干式報警閥用于干式自動噴水滅火系統(tǒng)；干濕式報警閥是有濕式、干式報警閥依次連接而成，在溫暖季節(jié)用濕式裝置，在寒冷季節(jié)用干式裝置；雨淋閥用于雨淋、預作用、水幕、水噴霧自動噴水滅火系統(tǒng)。3.水流報警裝置a.水力警鈴：主要用于濕式噴水滅火系統(tǒng)，宜裝在報警閥附近（其連接管不宜超過6m）。當報警閥打開后，具有一定壓力的水流沖動葉輪打鈴報警。b.水流指示器:除報警閥組控制的噴頭只保護不超過防火分區(qū)面積的同層場所,每個防火分區(qū),每個樓層均應設水流指示器當水流指示器入口前設置控制閥時,應采用信號閥。c.壓力開關安裝于延遲器和水力警鈴之間的管道上。在水力警鈴報警的同時，依靠警鈴管內水壓的升高自動接通觸點，完成電動警鈴報警，向消防控制傳送電信號或啟動消防水泵。4.火災探測器火災探測器是自動噴水滅火系統(tǒng)的重要組成部分。它布置在房間或走道的天花板下面，其數量應根據探測器的保護面積和探測區(qū)面積計算而定。5.延遲器延遲器是一個罐式容器，安裝于報警閥與水力警鈴（或壓力開關）之間。用來防止由于水壓波動原因引起報警閥開啟而導致的誤報。6.末端試水裝置每個報警閥組控制的最不利點噴頭處,應設置末端試水裝置,其他防火分區(qū),樓層的最不利點處,均應設置直徑25mm的試水閥。末端試水裝置應由試水閥,壓力表以及試水接頭組成,試水接頭出水處出水口的流量系數,應等同于同樓層或防火分區(qū)內的最小流量系數噴頭。3.3.5系統(tǒng)布置本建筑采用濕式自動噴水系統(tǒng)，根據自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范（GB500842001）規(guī)定，自動噴水滅火系統(tǒng)應設報警閥組。輕危險級濕式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)一個報警閥組控制的噴頭數不宜超過500只。每個報警閥組供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50m。根據規(guī)范，每個報警閥控制500個噴頭,每個報警閥最高和最低的噴頭高差不超過50m，報警閥后壓力不超過1.2MPa壓力。由于本建筑噴淋面積較小、防火分區(qū)較少，因此噴頭高差較大，所以初分為3個報警閥。報警閥組布置如下：-2F2F共用一個報警閥組，報警閥設于2F，低區(qū)。3F18F共用一個報警閥組，報警閥設于2F，中區(qū)。19F34F共用一個報警閥組，報警閥設于2F，高區(qū)。各防火分區(qū)均設置了水流指示器及信號閥，其信號均送入消防控制中心進行處理，火災發(fā)生時，前十分鐘由屋頂消防水箱供水，最不利點壓力為0.05MPa；十分鐘后由噴淋泵供水，最不利點壓力為0.10MPa。3.3.6噴頭布置根據自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范（GB500842001）規(guī)定，自動噴水滅火系統(tǒng)噴頭應布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災熱氣流并有利于均勻布水的位置。直立型、下垂型噴頭的布置，包括同一根配水支管上噴頭的間距，應根據系統(tǒng)的噴水強度、噴頭的流量系數和工作壓力確定，并不應大于表3.2.3的規(guī)定，且不宜小于2.4m 。同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距 表3.2.3噴水強度（L/min.m2）正方形布置的邊長（m）矩形或平行四邊形布置的長邊邊長（m）一只噴頭的最大保護面積（m2）噴頭與端墻的最大距離（m）44.44.5202.2注：僅在走道設置單排噴頭的閉式系統(tǒng)，其噴頭間距應按走道地面不留漏噴空白