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1、本科生毕业设计（论文）开题报告题 目： 综合楼给水排水设计 学 院： 建筑工程学院 系 土木工程 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 一、 选题的依据及意义 本设计选题依据：学校对给排水专业学生的培养方案而定，作为即将毕业的我们，应该对自己的专业有更深刻的了解，也应该更多的去学习如何将所学知识运用到实践中去。因此，本设计选择课题为高层综合楼给排水设计。一般来讲，任何建筑都必须进行给排水设计，这与建筑使用的安全性和舒适性密切相关。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。该设计建筑共有18层，是以公共餐厅、办公及高档旅馆为主题的综合楼，几乎涉及了建筑给排水
2、设计的所有内容。我希望此次设计达到以下几点目标：（1）通过毕业设计，巩固自己所学的基础理论和专业知识，加强自己的基本技能，使自己的知识体系综合起来，以达到学以致用，独立完成建筑给排水设计的目的。（2）通过毕业设计，掌握资料获取、处理数据和计算机应用等方面的能力，培养自己的实践能力、创新能力和独立思考意识。（3）通过毕业设计，了解社会生产实际中的问题，及时发现自己知识的缺陷和漏洞，补充自己没有掌握的知识，为以后的工作打好坚实的基础。二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 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。我国建筑给排水积累了实践经验
3、，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。此外，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,高层建筑给排水日趋增加,例如上海在浦东建成的金茂大厦和上海国际环球金融中心。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。国内外对建筑给排水的研究目前主要集中在两个方向，分别是节水新技术和节能新技术。1、节水新技术（1）推广使用优
4、质管材、阀门由于传统镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，且长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费，同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PPR管、PE管、PVCU管等能很好的解决此类问题。阀门是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般情况，截止阀比闸阀关的严，闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时，我们就应当选用更能够节水的阀门。（2）推广使用节水型卫生器具和配水器具一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如，通常淋浴喷头每分钟喷水约25L，而节水型喷头则每分钟只需要约9L水，可见卫生器具和配水器具的节水性能直接
5、影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时除了要考虑价格因素和使用对象外，还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。另外很有很多研究已经相当成熟的方法，可用于设计中，例如：真空节水技术、控制超压出流、合理设置贮水池等方法。2、节能新技术 在注重节能减排的今天，建筑给排水设计中也应该时时有节能减排思想，以适应现代建筑发展的要求。目前关于节能新技术的研究很多，也出现了很多可用于实际工程的节能方法，下面我们注重介绍几种：（1）高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进
6、水直接引人贮水池中，白白损失掉了HO，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把HO全部转化成负压，甚不经济合理。在高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施，如: 公共浴室、洗衣房、汽车库、美发厅等这部分用水量占建筑物总用水盘相当大的比例，如果全部由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。（2）注意生活给水管道中的减压节流问题给水管道中往往存在着出水压力过大的向题，容易发生超压出流，造成水资源和能源的浪费。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300kPa400kPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20kPa一30kPa 的前提条件下所得的。若不采取减
7、压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的45倍。随之带来了水盘浪费、水压过高的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂等问题。（3） 生活给水系统和消防给水系统两者分开设置在高层建筑给水设计中，把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置。因为两种给水系统对水压的要求不同。按规定：生活给水系统按静水压力不大于300kPa400kPa分区为宜，消防给水系统按静水压力不大干800kPa 分区为宜。故若按消防要求水压值分区时，将使得生活给水管道超压而造成超最供水等问题；若常年用减压阀降压节流，又势必造成电能浪费；若按生活给水水压要求分区，则会相对增加水泵机组数目。所以，无论从节
8、能节流还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置。这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能量浪费。（4） 合理选用变频水泵在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命
9、令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电10%一40%。三、 本课题研究内容（一）工程概况 本工程为江西有色综合楼工程. 大楼主楼十八层（不包括地下层），地下一层，地下一层为设备层、车库，一层为餐厅、大堂，二至三层为办公室，四至十七层为客房，十八层为大会议室，屋顶机房层设电梯机房、高位水箱。 主楼建筑高度60.00米，裙房建筑高度11.00米，地下室一层层高4.20m。 根据大楼的性质用途及建设单位的要求，室内有完善的给排水供应系统及集中热水供应系统，热水供应采用电加热热水机组，该大楼要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓给水系统和自动喷水灭火系统以及
10、灭火器，每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。生活水泵要求自动启动。空调补水按10 m3/h计。（二）给水水源 该大楼以城市管网为水源，从东侧及北侧城市道路干管中取水，低水压约为0.32MPa。（三）排水条件 城市排水管网为雨、污分流，污、废合流制排水系统，室内生活污水需经化粪池处理后或经污水处理设备处理后才允许排入城市下水道。城市排水管网在东侧及北侧城市道路下。（四）建筑图纸1、各层平面图2、剖面图设计内容主要完成下列设计（一）计算部分1、最高日最高时用水量、储水池容积，高位水箱容积和设置高度。2、给水（包括冷、热水）管网设计秒流量计算，管网水力计算，确定水泵流量及扬程，并选定水泵。3
11、、排水系统水力计算，化粪池容积。4、消防给水设计流量，消防系统管网（包括消火栓、自动喷淋）水力计算，消防泵的选择。（二）设计图纸1、室内冷热水给水、排水、消防工程设计图（包括平面布置图和系统图）。设计要求 通过毕业设计，使学生熟悉并掌握高层建筑给排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，掌握各系统的计算方法和施工要求，掌握设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。其设计深度为施工图阶段。四、本课题研究方案本建筑物所有给水排水均按高层建筑给排水要求进行设计。需要设计给水系统、排水系统、消防系统、热水系统几个部分，现对以上需要设计的系统进行分析定案。一
12、、建筑给水系统（1）高层建筑给水系统竖向分区对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免因建筑低层配水点静水压力过大，而对管道及配件造成破坏，需要进行竖向分区。本工程已知市政给水管网可保证资用水头为32mH2O，室外给水管网只能满足建筑下部供水要求，故分区如下：建筑低区可利用室外给水管网的压力直接供水；14层为低区，511层为中区，618为高区。（2） 高层建筑给水方式比较与选择方案比较：目前高层建筑给水方式较多用的是设水泵、水箱的给水方式，气压供水设备，叠压供水方式以及分区供水方式等。 高位水箱供水方式包括水泵和水箱，高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。水箱内的水由
13、设在泵房内的离心水泵供给。高位水箱给水方式具有以下优点:一是水箱内可储备一定水量,供水比较安全可靠;二是水压稳定，可选用定速泵;三是泵启动次数较少,效率较高;四是设备费和运营费较低。其主要缺点:一是水箱的设置占用了一些建筑面积，增加了高层建筑结构的复杂性;二是水质较易受到污染。 气压罐给水方式。气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为一钢制密闭容器,供水时利用容器内空气的可压缩性存储和调节水量,并将罐内储水压送到一定的几何高度,达到节能的目的;二是水泵机组采用软启动和循序启动,从而实现无塔供水。气压罐供水的主要优点:一是一般不需要水箱和水塔,荷载大大减小,尤其适用地展区的高层建筑;二是罐
14、内水质不易受污染;三是基建投资较省;四是便于集中管理,较易实现自动控制。其主要缺点:一是供水压力不稳,常出现周期性的波动;二是气压罐容积有限,储水较少,因而水泵启动频繁,且水泵在变压状态下工作,不仅效率低,而且增加了设备的运行费用,编短了水系的使用寿命;三是由于气压的有效容积较少,其储水和调节水量的作用远不如高位水箱,因而供水可靠性较差。 叠压供水方式：采用水泵直接从室外管网抽水，优点是可以不用设贮水池，缺点是因水泵直接从室外管网抽水，会使外网压力降低，影响附近用户用水，严重时还可能造成外网负压，在管道接口不严密时，其周围土壤中的渗漏水会吸入官网，污染水质。 经比较，考虑到供水的可靠性、安全稳
15、定性，以及设备的简单易行，本课题给水方式为水泵水箱减压阀分区供水方式。 （3）给水管网的布置要求和布置形式基本要求基本上有以下四点：1、 确保供水安全和良好的水力条件2、 确保管道不受损害3、 不影响生产安全和建筑物的使用4、 便于安装维修。（4）水量的确定经查规范计算得：中区用水量为104.44m3 高区用水量为90.92m3本工程生活水源取自市政给水管网，从市政给水管网上引入给水管，在建筑物外围连成环状后分别直接供水、接入地下室生活水池。生活水池的容积计算：按最高日用水量的25%计算，水池只贮存中、高区需加压的水中区：是客房，kh=2.5-2.0 取2.2 高区：客房kh取2.2 会议厅取
16、1.3 所以生活水池容积为117.4+111.115=228.515m3 取230m3 屋顶水箱的容积计算:按最高日最高时用水量（不包括空调用水）的至少50%计算，取60%，即，取水箱容积为11m3 。（5)建筑热水供应系统系统 该住综合楼应有集中的热水供应系统，热水供应采用电加热热水机组，热水的分区和冷水一样，分为低、中、高区。热水系统采用开式立管全循环如热水供应系统。水由生活高位水箱流入水加热器，利用自身压力进入高区，采用并列的上行下给式供给高、中、低区。在低区底层横干管汇流，高、中区竖管底设置减压阀，然后利用循环泵回流。二、建筑消防系统消火栓给水系统包括由室外给水管网直接供水的消防给水方
17、式、设水箱的消火栓给水方式、设水泵和水箱的消火栓给水方式。前者适用于水量和水压比较稳定且能满足消防用水要求的情况；中者适用于室外管网一天中有一定时间能保证消防水量的情况；后者适用于水压不能满足要求的情况。鉴于本设计的情况，拟采用设水泵、水箱的消火栓给水方式，应分别设置室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统。室内消火栓给水管网可分为环状管网和枝状管网。环状管网内的消防用水是双向流动的。在设置分隔阀门的条件下，环状管网在管网的任一段损坏时，系统的其余部分仍能正常工作，因而安全性好，同时其水力条件也比枝状管网好。所以规范对楼层较多、高度较高、起火后容易蔓延的建筑，以及室内消火栓用水量较大、消火栓数量
18、较多的建筑都要求将室内消火栓给水系统管网布置成环状。因此，本设计也采用环状网布置形式。 自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统和水幕系统等。本设计拟采用湿式自动喷水灭火系统管材的选用室外埋地管采用给水铸铁管；消火栓管道采用焊接钢管；（若压力超过1.0MPa时,采用无缝钢管）；自喷管道采用内外壁热镀锌钢管。 该建筑属一类高层建筑,根据高层民用建筑设计防火规范GB50045-95的规定,高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统：一类综合楼火灾延续时间为3h。该大楼要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓给水系统和自动喷水灭火系统以及灭火器
19、，每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。根据条件，由于有2路水源，故室外消防可以由市政直接供给。室内消火栓系统根据高层民用建筑设计防火规范（GB-50045-2005），消火栓给水系统的用水量如下表所示：高层建筑类别建筑高度（m）消火栓用水量（）每根竖管最小流量（）每支水枪最小流量（）室内室外综合楼（一类建筑）40301551）是否分区 根据高层民用建筑设计防火规范（GB-50045-2005）第7章第7.4.6.5所示：室内消火栓栓口处的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.0 MPa时，应采取分区给水系统；消火栓栓口的出水压力大于0.5 MPa时，应采取减压措施。根据本建筑的高度，
20、室内消火栓栓口处静水压力没有达到1.0 MPa，故消防系统不分区。2）消火栓给水系统的给水方式 本建筑是高层建筑，屋顶可设高位水箱，故本设计采用设水池-水泵-水箱的消火栓给水方式。室内消防依据规范应设置成环状管道，故在18层吊顶内和地下一层上部设置环状管供水。3）确定室内消火栓系统用水量 由上表中规范规定可知，本建筑室内消火栓用水量为40L/s。 自动喷淋系统 本建筑属于高层建筑，根据高层建筑设计防火规范，本建筑为综合楼，为一类建筑，消防等级为中危级考虑，则设计喷水强度8L/min*m2，作用面积为160m2，喷头工作压力为0.1MPa，最不利点不应低于0.05MPa；根据自动喷水灭火系统设计
21、规范（GB50048-2005），民用建筑系统设计参数如下表所示：火灾危险等级净空高度（m）设计喷水强度（）作用面积（）轻危险级4160中危险级I级6II级8严重危险级I级12260II级16 消防水池、水箱的位置及容积的确定 1）消防水池布置在地下室水泵房旁。根据高层民用建筑设计防火规范（GB-50045-2005）第7章第7.3.3条，本建筑的室外消防用水量由室外给水管网来满足，室外消防用水量为：3033600=324000L=324。消防水池的有效容积仅满足在火灾延续时间室内消防用水量即可，火灾延续时间按3h计，自动喷水灭火系统按1h计算。则： 室内消火栓用水量：4033600=4320
22、00L=432 自动喷淋用水量：816060=76800L=76.8 则消防水池的容积为： 432+76.8=508.8，设计取509。 实际消防水池容积为：5091.15=585500因此分为两个独立使用的消防水池。 2）消防水箱布置在屋顶机房层内。a)有效容积：消防水箱贮水量应满足10min消防流量的要求，室内消防栓用水量和喷淋水量之和。即：消火栓： 401060=24000L=24；自动喷淋：816010=12800L=12.8。则消防水箱有效容积为：24+12.8=36.8，室内消防用水量大于25L/S，消防水箱存水量大于18，取其有效容积为18。设计尺寸为：LBH=5m3m1.5m。
23、取水深1.3m。b)设置高度 根据高层民用建筑设计防火规范（GB-50045-2005）第7.4.7.2条要求，当建筑高度不超过100m时，高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力不低于0.07MPa，即高位水箱距最不利消火栓的高差不小于7m。本设计高位水箱箱底标高为64m，距最不利消火栓的高差为64m-56.9m=7.1m，大于7m，满足规范要求，不需设增压设备。 三、排水系统设计高层建筑的排水系统组成应满足以下三个要求： 1）系统能迅速通畅地将污废水排到室外。2）排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生。3）管线布置合理，简短顺直，工程造价低。 室内污水采用合流
24、制排放，排水立管采用双立管排水系统，这种系统是有一根排水立管和一根专用通气立管组成。双立管排水系统是利用排水立管和另一根立管之间进行气流交换，也郊外通气。这种系统具有良好的排水性能和通气性能，适用于污废水合流的各类高层和高层建筑。一楼的生活污废水单独排出；地下室地坪排水应设集水坑和提升装置，地下室的污废水经污水泵提升后直接排出，排出管的横管段应有坡度坡向出口。屋面雨水经雨水斗收集后采用重力流雨水系统，直接排入就近雨水检查井。五、研究目标、主要特色及工作进度通过文献查阅，了解高层建筑给排水工程的新技术、新材料与新设备的使用情况；熟悉相关设计规范，熟练掌握高层建筑给排水工程设计的基本理论、方法和步
25、骤；了解工程图绘制的基本要求及成套图纸的基本构成，学习掌握施工图的绘制法方法，熟练运用CAD绘图技术。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，运用所学知识解决实际问题的能力等。毕业设计进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备注1设计准备,熟悉资料2014.3.32014.3.92方案确定，初步完成开题报告2014.3.102014.3.163方案修改，完成开题报告2014.3.172014.3.234给排水管道布置和计算2014.3.312014.4.65消火栓系统及灭火器布置和计算2014.4.72014.4.136自动喷淋系统布置和计算2014.4.142014.4.20
26、7绘制给排水平面和系统图2014.4.212014.4.278绘制消火栓平面和系统图2014.4.282014.5.49绘制自动喷淋平面图2014.5.52014.5.1110绘制自动喷淋平面和系统原理图2014.5.122014.5.1811绘制水泵房大样和卫生间给排水大样2014.5.192014.5.2512整理设计计算、说明书2014.5.262014.6.113毕业设计答辩2014.6.22014.6.8六、参考文献1、建筑给水排水工程教材2、建筑给水排水设计规范 【2009版GB50015-2003】3、高层民用建筑设计防火规范 【2005版GB50045-95】4、建筑设计防火规范 【GB50016-2006】5、自动喷水灭火设计规范 【2005版GB50084-2001】6、建筑灭火器配置设计规范 【GB501402005】7、汽车库、修车库、停车厂设计防火规范【GBJ50067-97】8、全国通用给水排水标准图集 【合订本S1、S2、S3、S4、S5】9、给水排水设计手册 【第1、2、10、11、12册】10、建筑给水排水设计手册11、全国民用建筑工程设计技术措施（给水排水） 2009版12、其他现行的有关规范和规定
