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1、建筑给水排水毕业设计论文开题报告 安徽建筑工业学院环境工程学院毕业设计论文开题报告课题名称安徽某高层办公楼建筑给排水工程设计专 业 给水排水工程 班 级 09给排水 班姓 名 张 涛学 号 09203010222指导教师 章 瑾 2012年03月10日1毕业设计 论文 选题依据 选题意义国内外发展现状分析主要参考文献目录 11 选题意义我国水资源人均占有量少空间分布不平衡随着城市化工业化的加速我国水资源的需求缺口也日益增大一方面人口急剧增长对水资源的需求以惊人的速度扩大另一方面工业发展迅速日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源我国水危机状况日趋严重在这样的背景下建筑给水排水工程是以给人们提供
2、卫生舒适经济实用安全可靠的生活与工作环境为目的以合理利用与节约水资源为约束条件研究和解决关于建筑给水热水和饮水供应消防给水建筑排水建筑中水小区给水排水和游泳池等特殊设施的给水排水问题的一门学科近十年来随着科技的进步和建筑给排水工程技术人员的不断创新与实践建筑给水排水工程在理论与工程实践上取得了一些重大科技成果有了明显的技术进步并在2003年4月颁布了新的建筑给水排水设计规范为建筑给水排水工程的进一步发展创造了良好条件为了实现水资源的可持续利用以及适应国民经济和社会发展的需要发挥水资源的多种功能必须搞好建筑节水此外随着土地资源的紧张高层建筑越来越多高层建筑给排水设计成为设计师的必备技能但因其使用
3、人数多给排水结构复杂等原因而难以让设计者掌握所以特选此高层建筑设计作为本人的毕业设计 该设计建筑为某高层办公楼地下一层地上十五层几乎涉及了建筑给排水设计的所有内容我希望通过这次毕业设计能有效的提高自己的基本技能如资料检索文献阅读设计计算绘制图纸编写设计说明等培养自己理论联系实际的独立工作能力综合分析判断的思维能力独立运用所学知识解决实际问题的能力了解社会生产实际中的问题及时补充自己没有掌握的知识达到对学习成果的综合性总结和检阅也是为以后从事相关工作打下良好的基础 12 国内外发展现状分析 1986年以来随着建筑业的发展建筑给水排水专业迅速发展已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分这一时
4、期内在专业队伍上已具有积累了一定经验并经过专业培训的设计施工安装管理人员在技术上积累了以前的实践经验借鉴了国外的新技术专业技术有了明显的突破和发展其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出在组织上成立了全国建筑给水排水工程标准技术委员会和中国土木学会给水排水学会建筑给水排水委员会近年来学术活动踊跃并加强了国际间的技术交流在1996年召开了全国建筑给水排水青年工程师大会举行中日学术交流会并参加了国际给水排水会议WPC等加强了技术联系此外这个阶段内我国建筑给排水产品设备的发展也促进了建筑给排水技术的发展建筑给水排水技术的发展是与科研工作工程实践 设计安装 产品开发等多方面有关近年来高层建筑给排水
5、日趋增加例如上海在浦东将建成的金茂大厦88 层420m和上海国际环球金融中心 Shanghai World Finance Center 96 层465m促进了建筑给排水技术的发展我国在这方面的科研基础工作还做得较少但在工作实践中特别是设计方面已处于一定的水平在产品开发上也不断引进先进国家的技术为了使传统的给排水工程与社会可持续发展在我国的经济条件下有机结合我国正积极发展水工业作为给水排水工程在21世纪的新发展其中也要求建筑给排水向舒适卫生安全可靠发展 121 建筑给水的发展 将符合标准的水送入建筑物内以此来保障建筑物内人们的生活或生产用水是建筑给水的重要任务同时送入建筑物内的水量和水压也一定
6、要符合要求这样才能让建筑物内人们的生活和生产用水得到保障 在建筑物内水的分配方面我国相关部门也做出了明确的规定建筑内的水龙头必须选用瓷片式的且规定禁止使用普通旋启式水龙头因为瓷片式的水龙头不但使用方便而且也能起到节水用水的效果但其也有一定的缺点比如对水流的阻力控制较差且也会影响到水箱的设置高度和给水方式等在节水技术方面就拿大小便的冲洗用水来说已经从水龙头控制转化为光电和红外感应控制在管道连接方面除了给水塑料管采用相应的接口方式外还可采用沟槽式管接头对其管道进行连接沟槽式的连接方式不但拆卸方便而且也会对镀锌层起到保护的作用且在进行安装时也比较方便也不用动用明火耐压方面也比常用的塑料管要高已成为了
7、一种新的接头方式水泵作为建筑给水的重要工具其选择位置也非常的重要有的水泵设置在室内有的则是设置在室外但不论设定在什么地方水泵在运行时都会产生较大的共振和噪音所以建筑给水的水泵必须要采用低噪音的泵建筑给水的水泵可选用机电体化水泵此泵的体积非常小且功率还非常高或者选择防腐浊的不锈钢泵目前我国的水泵隔振技术也发展的非常好以前对水泵进行隔振时总是采用橡胶隔振垫或弹簧减震垫等虽然能起到一定的隔振作用但效果相当不好目前在水泵的隔振方面可以采用复合减震器或钢丝减震器等 建筑给水系统里对水质的要求也是非常高的以前我国的水质标准比较单一水质的标准都是以饮用水的标准为依据的随着技术的不断提高水质标准方面也进行了分
8、类可分为饮用水水质标准杂用水水质标准不同的水质标准也可运用于不同的用途在建筑给水方面对水质的保障技术也是非常重要的为了防止建筑内的回流污染可采取防污隔断阀对其水质进行保护 在建筑物内的居民家家户户都需要进行安装水表水表作为计算水流量的依据可见其重要性以前水表总是在人们的家中进行安装的其水表的计量与水的实际流出量总是不准现在很多都是采用水表出户或先付费再用水的模式这样的方法也能使水的流出量更加准确 122 建筑消防领域的技术发展 建筑消防是建筑给排水技术人员必须重视的一个问题建筑消防要以消火栓给水系统为主向在以前的老式建筑物中很多消防栓都是采用手动阀门进行控制的这种老式的灭火方式经常会存在一定的
9、弊端比如长时间不用遇到突发状况因为阀门老化而无法对其进行打开而且使用起来也很不方便等诸多原因在现代的建筑物中很多都是采用自动喷水系统进行灭火的这种方式不但方便而且遇到突发火灾也能尽快的对火情进行控制对那些存放可燃物体的仓库在采用自动喷水系统的同时可加入泡沫进行联合使用在自动喷水系统中喷头作为其中的一个组件是非常重要的在选材上一定要选好一点的喷头如不锈钢喷头等稳高压消防给水系统要比高压消防给水系统更可靠的一种消防给水系统目前稳高压消防水系统可用于建筑物的室内 123 建筑排水的技术进步 卫生器具作为建筑物内用户居民的主要用水装置其自身的节水性能也比较受到人们的关注建筑中居民的卫生器具配点水处的静
10、水压力一般控制在045055MPa左右即可以前的很多建筑物都是采用平顶的设计如果采用平顶的话屋顶就很容产生积水从而使得的建筑物上层出现渗漏目前虹吸压力式屋面雨水排水系统就解决了这一问题在对屋顶雨水的处理是上显示出了较强的性能从而解决了屋顶积水的这一问题 124 建筑物内热水供应方面的技术发展 在建筑为内如果设置了热水系统的话一定要对其建筑内的热水系统设置干管循环水系统这样也能保障其建筑物内水的水温这样的设置在使用热水时只需放掉支管内的部分冷水就可得到所需要的热水了这样的设计也能起到节约用水的作用如果是高层建筑的话由于干管循环水系统需要的支管较多所以浪费的水量和电量也是很大的所以在设计时尽量采用
11、支管循环的回水系统这样不但能节约用水也能减少资源的浪费如果建筑物内没有热水系统的话这就需要建筑物内的居民自行安装热水器近几年太阳能热水器的使用率非常的高太阳能热水器是利用光热转换的原理把太阳光作为能量把冷水转化为热水同时太阳能热水器的运行费用较低而且使用的时间比较长且不具有危险也没有污染是一个既节能又无污染的光热转换装置使用太阳能热水器能大大的降低资源的浪费同时也是一种再生能源的利用 125 CAD 技术的应用 CAD 技术在设计人员中已推广应用给排水专业出现了多种应用软件包在计算机绘图方面 能做到绘制平面图的同时自动生成并显示出透视图 使平面和三维更直观软件也可在平面绘制后再生成透视图在软件
12、的开发上突出了专业的特点 均以AutoCAD 为平台 但是在计算和优化方面软件还未能较好开发软件处于初级绘图应用阶段 126 智能化建筑中的给排水设计 重视楼宇自动化系统和运用计算机技术对给排水设备进行测量监视及自动控制给排水专业主要对卫生设备及灭火设备方面提出监控要求在给水系统中提出能对流量压力 压差 温度液位的监视控制测量记录 排水系统中 提出能对流量的测量记录阻塞的显示等 消防灭火系统中 提出监控方式监测位置 并能及时反映运行状态 自动化系统起步较晚 但现已有了智能建筑设计标准在住宅区内 给水计量开始推广应用远传水表由于产品规格偏少投资偏大 限制了给排水对自控的要求 为了我国建筑给水排水
13、事业的发展我们必须不断地总结经验吸取国外的新技术创造建筑给水排水技术体系把建筑给水排水工程技术提高到一个新水平13 主要参考文献目录 1中华人民共和国公安部主编建筑设计防火规范GB50016-2006中国计划出版社2006年 2中华人民共和国公安部主编高层民用建筑设计防火规范GB50045-95中国计划出版社2001年 3中华人民共和国公安部主编自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001中国计划出版社2001年 4上海建设和管理委员会主编 建筑给排水设计规范GB50015-2003中国计划出版社2003年 5陈方肃主编高层建筑给水排水设计手册湖南科学技术出版社2001年 6王增长主编建筑
14、给水排水工程中国建筑工业出版社2004年 7中华人民共和国建设部主编给水排水制图标准GBT 50106-2001中国计划出版社2002年 8中国建筑标准设计研究院主编全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水中国计划出版社2003年 9网易给排水httpco163comindex_gpshtm 10水世界中国城镇水网httpchinacitywaterorg 11水网中国httpwateringcn2毕业设计 论文 内容 21 安徽省某高层办公楼该楼每层有公共卫生间若干卫生器具布置见平面图地下一层地上十五层总建筑高度606m室内外高差为15 m冻土深度05m现需进行建筑给水排水设计 22 该建筑一
15、层二层层高48 m315层层高40 m地下一层标高为48 m 23 城市给排水管道现状本建筑物北侧有城市给水管可作为该建筑物的水源其直径200 mm常年可提供的工作压力为028兆帕管顶埋深为地面以下10 m24 该课题分为4个子课题见下表课题名称子课题内容完成人某高层办公楼设计1地上十五层地下一层建筑高度604m建筑给水系统采用无负压给水方式室内外地坪高差为15 m冻土深度05m张涛毕业论文 论文 进行方案 高层建筑给排水工程具有以下特点1高层建筑的给排水量大高层建筑给水排水设备的使用人数较多瞬时的给水量和排水量所以必须具备安全可靠的水源以及经济合理的给水排水系统形式并妥善处理排水管道的通气问
16、题以保证供水安全可靠排水通畅和维护管理方便2高层建筑给水热水消防系统静水压力大如果只采用一个区供水不仅影响使用而且管道及配件容易被破坏因此供水必须进行合理的竖向分区使静水压力降低保证系统的安全运行3高层建筑对防噪声防震等要求较高必须考虑管道的防震防沉降防噪声防水锤防管道伸缩变位防压力过高等措施以保证管道不漏水不损坏建筑结构及装饰不影响周围环境使系统安全运行4高层建筑引发火灾的因素多高层建筑的结构功能复杂失火可能性较大失火后也容易迅速蔓延人员疏散苦难所以必须设置安全可靠的室内消防给水系统满足各类消防的需要而且消防给水的设计应立足自救方可保证即使扑灭火灾也要防止重大事故发生 31 给水系统相关初步
17、方案311 水源本工程由建筑物北侧城市给水管进水以满足生活以及消防用水要求其直径200 mm常年可提供的工作压力为028MPa管顶埋深为地面以下10 m312 给水方案的比较 1给水方式即指建筑内部给水系统的供水方案合理的供水方案应综合工程涉及的各项因素如技术因素包括供水可靠性水质对城市给水系统的影响节水节能效果操作管理自动化程度等经济因素包括基建投资年经常费用现值等社会和环境因素包括对建筑立面和城市观瞻的影响对结构和基础的影响占地面积对环境的影响建设难度和建设周期抗寒防冻性能分期建设的灵活性对使用带来的影响等采用综合评判法确定 2高层建筑给排水竖向分区的方法高层建筑的给水管网必须竖向划分成几
18、个区域通常分区的原则如下充分利用市政给水管网压力所以一般用初估法来计算低区层数高区划分根据静水压力建筑给水排水设计规范规定高层建筑生活给水系统竖向分区对住宅旅馆医院宜为300350 KPa办公楼高层建筑竖向分区根据管道或设备所承受的静水压力为350450 KPa 3根据当前国际高层建筑给水技术发展现状几种常用高层建筑给水方式的比较见下表名称给水方式优点缺点高位水箱供水方式高位水箱并列供水方式在各分区独立设水箱和水泵水泵集中设置在建筑底层或地下室分别向各区供水各区是独立系统供水安全可靠水泵集中管理维护方便运行动力费用经济水泵数量多高压管线长设备费用增加分区水箱占用建筑面积影响经济效益高位水箱串联
19、供水方式水泵分散设置在各区的楼层中低区的水箱兼作上一区的水池无高压水泵和高压管线运行动力费用经济 水泵分散设置占用较大面积管理维护不便防震隔音要求高供水可靠性差减压水箱供水方式整个高层建筑的用水量由底层水泵提升至屋顶总水箱然后再送至各分区减压水箱水泵数量少设备费用低维护管理简单泵房面积小减压水箱容积小水泵运行动力费用高屋顶水箱容积大对建筑结构不利供水可靠性差减压阀供水方式以减压阀代替减压水箱减压阀不占面积水泵运行动力费用高无水箱供水方式变频泵供水方式各区分别设置变频泵从水池抽水向本区供水设备布置集中便于维修和管理中间未设置水箱节省平面所占面积节能耗能少水泵数量多扬程各不相同供水不安全气压给水方
20、式各区分别设置气压供水设备从水池抽水向本区供水由于有气压罐调节供水较变频方式安全设备布置集中便于维修和管理中间未设置水箱节省平面所占面积节能耗能少水泵数量多扬程各不相同无负压变频供水方式进水管与自来水管网直接相连水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水无需建水池节能节资安装简单节省占地面积运行稳定振动小噪音低 噪音值低于50分贝 用途广泛实用性强不产生二次污染功能全智能化程度高增加了输水管长度和造价高区的水泵杨程高需要耐高压的输水管313 给水方案的确定 本建筑共十六层地下一层地上十五层建筑高度为606
21、0m负一层标高- 480m地上一层二层层高48 m315层层高40 m综上所述为充分利用市政管网的压力本设计采用分区供水低区为一至四层直接由市政管网供水中区为五至十层高区为十一至十五层均采用市政管网无负压变频供水设备用水点供水系统该供水方式能有效利用市政管网压力不致造成浪费经过长期实践证明无负压给水设备可节省50以上的兴建水池费用节电2040314 管道布置与敷设 1基本要求确保供水安全和良好的水力条件力求经济合理保护管道不受损坏不影响生产安全和建筑物的使用便于安装维修 2布置形式室内给水管网采用枝状布置单向供水管道尽可能与墙梁柱平行呈直线走向力求管路简短以减少工程量降低造价为了防止冷热水压力
22、的不均匀给水管网应当和热水管网采用相同的布置故本设计采用上行下给式具体布置方式见图313管道敷设 图31 给水系统简图给水管道的敷设有明装暗装两种形式考虑到办公楼对卫生美观的一定要求本设计采用暗装其优点是管道不影响室内的美观整洁水平配水干管敷设在顶层天花板下或吊顶内卫生设备支管敷设在墙内给水横管穿承重墙或基础立管穿楼板时应预留孔洞在墙中敷设时也应预留墙槽给水管宜设计成00020005 坡度坡向泄水处 4管材常用给水管材一般有钢管铜管铸铁管和塑料管等本设计室外给水管采用钢塑复合管SP管螺纹连接或法兰连接其除具有塑料管的优点外还有耐压强度好耐热可曲挠和美观等优点室内给水管立管和各层横直管均采用三型
23、聚丙烯管室内环境卫生条件好施工安装维护管理方便占地面积小总管线短工程造价低 图32 排水系统简图2布置形式系统设污水立管和专用通气立管通气立管与污水立管的管径相同两者之间的连接管为结合通气立管其管径不应小于通气立管管径伸顶通气管的管径与所接污水立管管径相同伸顶通气管高出屋面应03m如若屋顶有人停留时其高度应2m而结合通气管的布置方式需通过计算来确定自卫生器具至排出管的距离应最短管道转弯应最少排水立管宜靠近排水量最大靠近最脏杂质最多的排水点立管尽量不转弯排水支管连接在排出管和排水干管上时连接点距立管底部下游水平距离不宜小于30m且不得小于15m横支管接入横干管竖直转向管段时连接点应距转向处以下不
24、得小于06m排水系统的水平支管安装在楼板下方即异层敷异层敷设是一种传统的敷设方式不占用使用总造价2排水横干管水力计算管径在求得各管段的设计秒流量后根据经济流速查表或计算即可确定管径但为了排水通畅防止管道堵塞保障室内环境卫生规定了建筑内部排水管的最小管径为50mm厨房浴室以及大便器排放的污水水质特殊其最小管径应大于50mm33 消防系统相关初步方案根据高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95本设计建筑属于一类建筑地上部分火灾危险等级为中危险等级级地下室部分为中危险等级级331 消火栓给水系统1消火栓给水系统的给水方式在消火栓给水系统中消火栓口的静水压力不应大于10MPa当大于10MPa时应
25、采用分区给水系统消火栓口的出水压力大于050MPa时消火栓处应设置减压装置一般在消火栓前设置减压孔板以消除各消火栓口处剩余水压当消防水箱静压力不满足要求时即水枪充实水柱长度小于7m时应设增压稳压泵系统本设计采用设水池水泵水箱的消火栓给水系统此建筑无需分区详细布置如图33所示消火栓用水通过消防泵从消防水池直接抽取屋顶设消防水箱室外设水泵接合器各层均设置消火栓灭火系统消火栓给水系统的布置为保证供水安全室内消防管道应布置成环状管网其间消防立管的布置应保证同层相邻的两个消火栓所射出的充实水柱能同时到达室内任何部位为了检查消火栓给水系统是否能正常运行避免本建筑物受临图 33 消火栓给水系统简图近建筑火灾
26、的波及在室内设有消火栓给水系统的建筑屋顶应设置1个消火栓水泵接合器应设在室外便于消防车接管供水地点同时考虑在其周围1540m内有供消防车取水的室外消火栓或储水池水泵接合器间距不宜小于20m以便供水水泵结合其数量应按室内消防用水量和每个水泵接合器的流量经计算确定每个水泵接合器流量为1015Ls消防水池因为不允许消防水泵从室外给水管网直接抽水且只有1根进水管所以地下室设消防水池消防水池的补水时间不宜超过48h消防水池的总容量超过500m3时应分成两个独立的消防水池以便清洗和检修时仍能供应消防用水消防水池的容量可按下式计算4消防水箱高层建筑的消防水箱中消防出水量一类建筑住宅除外不小于18m3为了满足
27、顶层的栓口最低工作压力为7mH2O拟采用气压罐加压作为稳压系统消防水箱气压罐均设置在顶层332 自动喷水灭火系统本设计中除建筑面积小于5平方米的卫生间不宜采用水扑灭的电器设备间及与室外相通的敞廊以外均设置自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统的选择本设计拟采用湿式自动喷水灭火系统该系统结构简单使用方便可靠便于施工容易管理灭火速度快控火效率高比较经济在环境温度不低于4不高于70的建筑物和场所不能用水扑救的建筑物和场所除外都可以采用湿式系统 供水方式自动喷水灭火系统与消火栓给水系统分开设置配水管道的工作压力不大于12MPa支管的工作压力不大于04MPa同样采用水池水泵水箱的联合供水的方式喷淋用水通过喷淋
28、泵从消防水池直接抽取屋顶设消防水箱室外设水泵接合器如图34所示 图34 自动喷水灭火系统简图 3喷头及管网布置本设计采用红色玻璃球洒水喷头动作温度68喷水强度8min-1m-2喷头采用正方形布置同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距应不大于34m且不宜小于24m一般在每个防火分区每个楼层的配水干管起端均应设置水流指示器水流指示器入口前应设置安全信号阀需设置减压孔板的楼层减压孔板设在信号阀前此处压力不宜大于04MPa自动喷水灭火系统应设报警阀组报警阀组一般包括报警阀控制阀试警铃阀放水阀水力警铃压力开关延迟器报警阀前后的压力表等一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800只最高与最低位置喷头其高
29、程差不宜大于50m自动喷水灭火 系统中设有2个及其以上报警阀组时报警阀组前的供水管网宜成环状管网每个报警阀组控制的最不利防火分区或最高楼层的配水支管末端最不利处设置末端试水装置333 管材消火栓系统和自动喷水灭火系统的管道均采用镀锌钢管DN 100螺纹连接DN100卡箍连接34 雨水排水系统相关初步方案本设计采用内排水系统雨水直接排入市政管网降落到屋面上的雨水沿屋面流入雨水斗经连接管悬吊管流入立管再经排出管流入雨水检查井1雨水斗采用87式雨水斗在满足安全的前提下其系统造价低寿命长2连接管连接管的管径不得小雨雨水斗短管的管径且不得小于100mm连接管宜用斜三通与悬吊管联接悬吊管悬吊管管径不得小于
30、其连接管管径悬吊管与立管的连接应采用两个45弯头或90斜三通立管一根立管连接的悬吊管根数不多于两根立管管径不得小于悬吊管管径同时也不宜大于300mm立管宜沿墙柱安装在距地面1m处设检查口立管管材和接口与悬吊管相同排出管排出管管径不得小于立管管径排出管与下游埋地管在检查井中宜采用管顶平接水流转角不得小于135检查井直径不应小于1m深度不应小于07m管材本设计雨水管采用UPVC排水塑料管雨水排水系统的水力计算设计暴雨强度q暴雨强度应根据当地降雨强度公式计算汇水面积F汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算雨水量计算公式35 热水系统相关初步方案351 热源供应设备热源供应设备主要是锅炉当有条件时
31、也可以利用工业余热废热地热和太阳能为热源本设计采用采用能保证全年供热的市政热力管网作为热源352 热水供应系统的选择热水供应系统按供水范围可分为局部热水供应系统集中热水供应系统区域热水供应系统按热水管网循环方式可分为无循环热水供应系统全循环热水供应系统半循环式热水供应系统按热水管网运行方式可分为全日循环热水供应系统定时循环热水供应系统按热水管网循环动力可分为自然循环热水供应系统机械循环热水供应系统按热水供应系统是否敞开可分为闭式热水供应系统开式热水供应系统按热水管网布置图式可分为上行下给式下行上给式分区供水式本设计采用集中全循环全日循环机械循环闭式上行下给式热水供应系统集中热水供应系统加热和其他设备集中设置便于集中维护管理加热设备热效率较高热水成本较低各热水使用场所不必设置加热装置占用总建筑面积较少使用较为方便舒适 图35 热水供应系统简图闭式热水供水方式具有管路简单水质不易受外界污染的优点采用容积式水加热器其具有加热冷水和贮备热水两种功能热水管网采用同程布置各环路的阻力基本平衡不会出现过热或不热的现象是较为理想的布置方式如图35所示353 热水供应系统管道及附件热水管网应采用耐压管材及管件采用三型聚丙烯管系主任签名日期 学院意见分管院长签名日期 2
