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1、给排水设计计算书一、设计任务及设计资料山西运城拟建一幢9层普通酒店，总建筑面积近6117.85m，客房有一室一套及二室一套两种类型。每套设卫生间，内有淋浴器、洗脸盆、座便器各一件，共计128套，260个床位。另外，18层各设洗消间，内有两件洗涤盆，共8套。该设计任务为建筑工程中的给水、排水及热水供应单项设计项目。所提供的资料为：1. 该建筑物共9层，另有地下室一层层高3.9m，一层层高为3.6m，28层及地下室层高均为3.3m，9层顶部设高度为4.05m，。地下室设250m消防水池和成品生活水箱，九层楼顶设消防水箱。室内外高差为0.45m，冰冻深度为0.8m。2. 该城市给水排水管道现状为：在
2、该建筑南侧城市道路人行道下，有城市给水干管可作为建筑物的水源，其管径为DN300，常年可提供的工作水压为210Kpa，节点管顶埋深为地面以下1.0m。城市排水管道在该建筑北侧，其管径为DN400，管顶距地面下2.0m，坡度i=0.005，可接管检查井位置见图中的有关部分。二、设计过程说明1. 给水工程根据设计资料，已知室外给水管网常年可提供的工作水压为210Kpa，故室内给水拟采用上下分区供水方式。即13层及地下室由室外给水管网直接供水，采用下行上给方式，412层为设水泵、水箱联合供水方式，管网上行下给，因为城市给水部门不允许从市政管网直接抽水，故在建筑地下室内设贮水池。屋顶水箱设水位继电器自
3、动启闭水泵。2. 排水工程为减小化粪池容积和便于以后增建中水工程，室内排水系统拟使生活污水和生活废水分质分流排放，即在每个竖井内分别设置两根排水立管，分别排放生活污水和生活废水。3. 热水供应工程室内热水采用集中式热水供应系统，竖向分区与冷水系统相同：下区的水加热器由市政给水管网直接供给冷水，上区的水加热器由高位水箱供给冷水。上下两区采用半容积式水加热器，集中设置在底层，水加热器出水温度为70，由室内热水配水管网输送到各用水点。蒸汽来自该建筑物附近的锅炉房，凝结水采用余压回水系统流回锅炉房的凝结水池。下区采用下行上给供水方式，上区采用上行下给供水方式。冷水计算温度为10计。生活污水经化粪池处理
4、后，在与生活废水一起排至城市排水管网。4. 消防给水本建筑属二类建筑，设室内外消火栓给水系统。室内、室外消火栓用水量分别为20L/s、20L/s，每根竖管最小流量10L/s，每只水枪最小流量5L/s。室内消火栓系统不分区，采用水箱、水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。高位水箱贮存10min消防用水，消防泵及管道均单独设置。每个消火栓口径为65mm单栓口，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12m水，采用麻质水带直径65mm，长度20m。消防泵直接从生活-消防合用水池吸水，火灾延续时间以2h计。5管道平面布置及管材给排水及热水立管均设于竖井内，下区给水的水平干管、
5、热水的水平干管及回水干管，消防给水的水平干管和排水横干管等均设于地下室天花板下面。消防竖管暗装。屋顶水箱的进水横管、容积式水加热器供水管等均设于闷顶中。给水管的室外部分采用给水住铸铁管，室内部分采用镀锌钢管。排水管的室外部分用混凝土管，室内部分用排水铸铁管。三、设计计算1. 室内给水系统的计算（1） 给水用水定额及小时变化系数按建筑物的性质和室内卫生设备的完善程度，查设计规范GB50015-2003建筑物名称单位最高日生活用水定额（L）小时变化系数Kh使用时数（h）宾馆客房每床位每日2504002.52.024选用Qd=300L/(床.d)，小时变化系数Kh=2.5。（2） 最高日用水量Qd=
6、 mqd(1+15%)=2683001.15/1000m/d=92.46m/d（3） 最大小时用水量Qh= QdKh/ T=92.462.5/24m/h=9.63m/h（4） 设计秒流量=0.2a根据建筑物用途而定的系数a，查设计规范GB50015-2003表3.6.5建筑物名称a值宿舍（、类）、旅馆、招待所、宾馆2.5本工程旅馆=0.22.5=0.22.5 L/s=11.53 L/s=41.5 m/h（5） 屋顶水箱容积本工程水泵自动启动供水安全系数1.52.0内采用，取2水泵出水量m3/h（无水箱，高峰用水量，即设计秒流量，有水箱按最大时用水量）取12.6水泵1h内最大启动次数,48次，取
7、6安全系数启动次数水泵出水量生活水箱容积2612.61.05消防储水量的容积按10min室内消防水量计算室内消火栓用水量20L/s消防时间10min消火栓用水量消防时间消防水箱容积201012水箱净容积=13.05，按标准图集选取。（1） 室内所需的压力引入管起点到配水最不利点位置高度所需的静水压9.1mH2o=91Kpa水头损失1.363.77=82.9 Kpa水表水头损失配水最不利点所需的流出水头查表2-1，15Kpa=91+82.9+7.7+15=196.6 Kpa市政给水管网工作压力210Kpa，可满足13层供水要求。下区13层管网水力计算顺序编号管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当
8、量当量总数设计秒流量l/sDNmmVm/s单阻IKpa管长Lm沿程水头损失I LKpa备注当量浴盆洗脸盆座便器自至n/N1.00.80.5N1234567891011121314101n/N1/1.01.00.2151.173.540.51.7709管路当量按冷热水单独流量对应的当量值计算910按冷热水总流量对应的当量值计算910按给水铸铁管水力计算表查用212n/N1/1.01/0.81.80.36201.122.160.40.86323n/N1/1.01/0.81/0.52.30.46201.433.491.03.49434n/N2/2.02/1.62/14.60.92320.970.82
9、3.02.46545n/N4/4.04/3.24/29.21.52321.592.143.06.42656n/N6/6.06/4.85/3.013.81.86401.481.544.97.55767n/N12/1212/9.612/6.027.62.63501.240.8283.93.23878n/N18/1818/14.418/9.041.43.22501.511.141921.66989n/N36/36.836/28.836/1882.84.55701.280.58652.9310910n/N114/171114/114114/573429.251001.210.3194213.4063.
10、77上区412管网水力计算顺序编号管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量l/sDNmmVm/s单阻IKpa管长Lm沿程水头损失I LKpa备注当量浴盆洗脸盆座便器自至n/N1.00.80.5N1234567891011121314101n/N1/1.01.00.2151.17212n/N1/1.01/0.81.80.36201.12323n/N1/1.01/0.81/0.52.30.46201.43434n/N2/2.02/1.62/14.60.92320.97545n/N4/4.04/3.24/29.21.52321.59656n/N6/6.06/4.85/3.013.8
11、1.86401.48767n/N8/8.08/6.48/418.42.14401.7878n/N10/10.010/8.010/5232.4501.13989n/N12/12.019/9.612/627.62.63501.2310910n/N14/1414/11.214/7.032.22.84501.33111011n/N16/1616/12.816/836.83.03501.41121112n/N18/1818/14.418/941.43.22501.531.1798.710.26131213n/N36/3636/28.836/1882.84.55800.920.2512.50.631413
12、14n/N54/5454/43.254/27124.25.57801.180.36211.64.2151415n/N108/108108/86.4108/86.4248.47.88801.590.736.24.5319.62=1.3（6.12+19.62）=33.46 Kpa6.12支管阻力损失=15Kpa+=33.46+15=48.46h+水箱高度满足要求（2） 室内所需的压力加压水泵是为412层给水管网增压，供水箱不直接给管网，故水泵出水量按最大时用水量12.6m3/h（3.5L/s）计。由钢管水力计算表可查得；当水泵出水侧3.5 L/s时，DN=80，v=0.7，i=0.155，水泵吸水
13、侧DN=100，v=0.4，i=。由系统图可知，压水管长度为62.2m，其沿程损失=0.15562.2=9.64 Kpa，吸水管长度为1.5m，其沿程损失=0.0391.5=0.06 Kpa，故水泵的总水头损失（9.64+0.06）1.3=12.61 Kpa。水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差46.14m=461.4 Kpa。取水箱进水浮球阀的流出水头损失20 Kpa水泵扬程=12.61+461.4+20=494.01 Kpa，流量为12.6m3/h。（3） 地下室内贮水池容积本设计上区为设水泵、水箱的给水方式，因为市政给水管网不允许水泵直接从管网抽水，故地下室设生活消防共用贮水池。水泵出水
14、量，取12.6水池进水量水泵最长连续运行时间生产事故备用水量消防储备水量，=144进入水池的进水管管径取DN50mm，按流速1.0m/s估算进水量，=7.64m3/h。水泵运行时间应为水泵灌满水箱的时间，在该时段水箱仍在向配水管网供水，此供水量即水箱的出水量按最高日平均小时来估算，为151.2/24=6.3，则=0.17h=10min贮水池容积=（12.6-7.64）0.17+144=0.84+144=144.8校核：水泵运行间隔时间应为水箱向管网配水时间，仍以平均小时用水量估算，则，=7.640.17=1.3。可见水池进水大于水泵出水（1.30.84）。贮水池的调节容积亦可按最高日用水量的百
15、分数进行估算。2. 消火栓给水系统计算该建筑长39.6m，宽度为14.5m，高度为37.1m，按规范要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。消火栓的保护半径为：=16+3=19mC水带展开时的弯曲折减系数，取0.8水带长度,20水枪充实水柱侧斜45时的水平投影距离，取3消火栓采用单排布置，其间距为：=16.99b消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度（6）加走廊的宽度（2.5）据此应在走廊上布置4个消火栓 间距为17m，才能满足要求。另外消防电梯的前室也许设消火栓。消火栓口所需的水压水枪喷嘴处的水压水带的水头损失消火栓栓口水头损失取20实验系数充实水柱高度68
16、1012161.191.191.21.211.24阻力系数水枪喷水口径1316190.01650.01240.0097水枪喷嘴的出流量=5.2L/s5水枪水流特性系数水枪喷水口径131619220.3460.7931.5772.836水带阻力损失=2.33水带长度水带阻力系数水带材料水带直径506580麻织0.015010.00430.0015衬胶0.006770.001720.00075=16.9+2.33+2.0=21.23m=212.3 Kpa最不利点消火栓静水压力为：41.5-34.4=7.1m= 71 Kpa，按高层建筑民用建筑设计防火规范规定，可不设增压设施。按照最不利点消防竖井和
17、消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为x1，出水枪数为2支，相邻消防竖管为x2，出水枪数为2支。=21.23+3.0+0.241=24.47m1点的水枪射流量为：=5.83L/s进行消火栓水力计算时，按支状管路计算，配管水力计算成果见下表计算管段设计秒流量管长DNViil0-15.231000.60.08040.2411-25.2+5.83321001.270.32410.372-311.03151001.270.3244.863-422.063.61002.541.294.644-522.06231002.541.2929.6749.54管路总水头损失为=54.49消火栓给水系统所需总水压应
18、为：=639.19按消火栓灭火总用水量：22.06，选消防水泵根据室内消防用水量，应设置2套水泵接合器（为保证消防车通过水泵接合器向消火栓给水系统供水灭火，水泵接合器的数量按室内消防用水量计算确定，每个水泵接合器进水流量可达到10-15L/s，一般不少于2个）3. 建筑内部排水系统的计算本建筑内卫生间类型、卫生器具类型相同，采用生活污水和生活废水分流排放（1）生活污水排水立管底部与出户管连接处的设计秒流量（分集中和不集中） =0.122.5+2.0=5.612为层数，6为座便器排水当量数，2为每根立管每层接纳座便器的数量，按下表选择排水立管。排水立管最大允许排水流量通气情况管径50751001
19、25150普通伸顶通气1.02.54.57.010设有专用通气立管通气5.091425特质配件伸顶通气6913采用DN125普通伸顶通气管的单立管排水系统。出户管管径h/D=0.6，DN=150，相应坡度为0.007时，其排水量为8.46，流速为0.78。满足要求。（2）生活废水排水立管底部与出户管连接处的设计秒流量（分集中和不集中） =0.122.5+1.0=3.850.75为洗脸盆排水当量，12为层数，3为浴盆排水当量数，2为每根立管每层接纳座便器的数量，按上表选择排水立管。采用DN100普通伸顶通气管的单立管排水系统。出户管管径h/D=0.5，DN=100，相应坡度为0.025时，其排水
20、量为4.17，流速为1.05。安全可靠，满足要求。4. 建筑内部热水系统的计算（1） 热水量按要求取每日供应热水时间为24小时，取计算用的热水温度为70，冷水温度为10，由课本表9-3取60的热水用水定额为150。则：下区（即13层）的最高日用水量为：=18.9m3（60热水）126下区为床位数上区（即412层）的最高日用水量为：=56.7（60热水）378为上区床位数折合成70热水的最高日用水量=15.75=47.2570时最高日最大时用水量：下区按126个床位计，按下表取值为7.59，上区按378个床位计，按下表取值为5.28旅馆的热水小时变化系数值床位数15030045060090012
21、006.845.614.974.584.193.90住宅的热水小时变化系数值居住人数100150200250300500100030005.124.494.133.883.703.282.862.48则：=7.5915.75/24=1.38=5.2847.25/24=2.89再按卫生器具1h用水量计算：下区浴盆数目为36套，上区浴盆数目为108套，b=50%，热水混合系数=（40-10）/（70-10）=0.5，查表9-4，=250（40），代入公式9-2得：=0.52503650%=2250=0525010850%=6750比较和，和，两者结果存在差异。为供水安全起见，取较大者作为设计小时用
22、水量，即=1.38，=2.89。（2） 耗热量将已知数据代入公式（9-4）：=4190（70-10）1.38=346932=4190（70-10）2.89=726546（3） 热水配水管网计算热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相同。但查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。下区热水配水管网水力计算计算表顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量l/sDNmmVm/s单阻IKpa管长Lm沿程水头损失I Lm浴盆洗脸盆自至1.00.8N123456789101110110.80.16200.56600.60.036212111.80.36250.7367.40.7
23、0.047323223.60.72320.8560.630.182434447.21.34401.1286.930.2615456610.81.64401.3730.45.60.17656121221.62.32501.1869.32.70.187767181832.42.85700.8625.917.50.453878363664.84.03701.250.911.50.5851.921mH2o下区总水头损失：19.211.3=24.97 Kpa水加热器出口至最不利点配水龙头的几何高差为：6.3+0.8-（-2.5）=9.6m=96 Kpa则下区热水配水管网所需水压为：H=96+25+15=
24、136 Kpa,室外管网供水水压可以满足要求。上区热水配水管网水力计算计算表顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量l/sDNmmVm/s单阻IKpa管长Lm沿程水头损失I Lm浴盆洗脸盆自至1.00.8N123456789101110110.80.16200.56600.60.036212111.80.36250.7367.40.70.047323223.60.7232434447.21.34405456610.81.64406568814.41.9507671010182.1250878121221.62.3250989141425.22.515010910161628.
25、82.6870111011181832.42.85700.8625.95.60.145121112363664.84.03701.250.92.70.137131213545497.24.93801.02287.50.21141314108108194.46.971000.8413.450.50.6771.252mH2o上区总水头损失：12.51.3=16.25 Kpa水箱中生活贮水最低水位42.9，与最不利点配水点的几何高差为42.9-（33.3+0.8）=8.8 mH2o（即作用水头）。此值即为最不利点配水龙头的最小静水压。水箱出口至水加热器的冷水供水管，管径取为DN100，其亦按6.97
26、计，查冷水管道水力计算表得知v=0.81，i=13.9，l=52.4，其阻力位13.952.4/1000=0.73 mH2o。从水箱出口水加热器最不利点配水水龙头，总水头损失为：12.51.3+0.731.310=25.74，再考虑15 Kpa的流出水头后，此值远小于作用水头8.8 mH2o。故高位水箱的安装高度满足要求。（4） 回水配水管网计算按公式（9-17）：,F为配水管网计算管道的管道展开面积，计算F时，立管均按无保温层考虑，干管均按25mm保温层厚度取值。下区配水管网计算管路的为：=0.3943（11.5+17.5）+0.34562.7+0.1508（0.8+3.0）+0.13273
27、=14.82，=0.675/。然后从第8点开始，按公式（9-18）依次计算出各点的水温值，将计算结果列于下表第7栏内。例如：=70, =70-0.68=70-0.680.394311.5=66.92；=66.92-0.68=66.92-0.680.394317.5=62.23。根据管段节点水温，取其算术平均值得到管段平均温度值，列于下表第8栏中。管道热损失按公式（9-16）计算计算管段起点温度计算管段终点温度计算管段周围空气温度可按表9-14确定其中D取外径,K取41.9则有将计算结果列于表弟11栏中下区配水管网的总热损失: =5900代入公式（9-19）可得总循环量：=5900/4190（7
28、0-60）=0.142L/s即管段7-8的循环流量为0.142 L/s。因为配水管网以节点7为分界两端对称布置，两端的热损失均为9426.7。按公式9-21对进行分配=0.1420.5=0.071 L/s见P255下区热水管网热损失及循环流量计算节点号管段编号管长管径外径保温系数接点水温平均水温空气温度温差热损失循环流量123456789101112259.932-33.0320.0423060.072040.07669.20.027360.213-43.0400.048060.362040.36764.80.027460.514-50.8400.048061.062041.06705.50.
29、0274.80.6561.65-4，1.8400.048061.512041.51472.00.0244，-2，计算方法同立管4-2过程见下表1466.60.0245-62.7500.060.661.922041.92357.70.051662.236-4，0.8400.048062.192042.19213.20.024，-2，计算方法同立管4-2过程见下表1492.50.026-717.6700.080.664.582044.583285.40.071766.927-811.5700.080.668.462048.462346.90. 142870下区侧立管水力计算表节点号管段编号管径外径
30、保温系数接点水温平均水温空气温度温差管长热损失12345678910112，60.852，-3，320.423060.992040.993684.53，61.123，-4，400.48061.272041.273782.14，61.421466.62，61.572，-3，320.423061.712041.713696.63，61.843，-4，400.48062204237954，62.15，1492.5然后计算循环流量在配水、回水管网中的水头损失。取回水管径比相应配水管径管段管径小1-2级，如下表。管路管段编号管长管径循环流量沿程水头损失流速水头损失之和mm/m配水管路2-33320.02
31、70.180.540.031.33.266=4.253-58.6400.0270.090.7740.035-62.7500.0510.060.1620.036-717.5700.0710.030.5250.027-811.5700.1420.111.2650.04回水管路2-511.6200.0272.8132.60.111.339.42=51.245，-6，2.7320.0510.441.190.066，-717.5500.0710.111.9250.047，-810500.1420.373.70.07（5） 选择循环水泵按公式9-24：下区循环流量大于0.142按公式9-25： Kpa循环
32、回路通过配水管路的水头损失循环回路通过回水管路的水头损失根据、选择循环泵，均选用G32型管道泵（流量2.4m3/h、扬程12mH2o，功率0.75KW）5. 建筑内部雨水系统的计算（1） 普通外排水设计计算根据屋面坡向和建筑物里面要求等情况，按经验布置立管（民用建筑812m，工业建筑1824m），划分并计算每根立管的汇水面积按雨水量计算公式：或（L/S）屋面设计汇水面积，当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L/S104m2当地降雨历时为5min时的小时降雨厚度，mm/h设计重复期为1年时的屋面渲泄能力系数，设计重复期为1年，屋面坡度小于2.5%时，取1.0，屋面坡度大于2.5%时，取1.52.
33、0。雨水立管最大设计秒流量管径75100125150200最大设计泄流量L/S919294275（2） 天沟外排水设计计算注：为了排水安全可靠，天沟应有不小于100mm的保护高度，天沟起点水深不小于80mm。屋面天沟为明渠排水，天沟水流速为：天沟水流速度，m/s水力半径，m天沟坡度，0.003天沟粗糙度系数，与天沟材料及施工情况有关。各种抹面天沟n值天沟壁面材料n水泥砂浆光滑抹面0.011普通水泥砂浆抹面0.0120.013无抹面0.0140.017喷浆抹面0.0160.021不整齐表面0.020豆沙沥青玛 脂抹面0.025例：某车间全长90m，利用拱型屋架及大型屋面板构成天沟，天沟为矩形，沟
34、宽B=0.35m，积水深度为H=0.15m，天沟坡度i=0.006，天沟表面铺设豆石，n=0.025，屋面渲泄能力系数k1=2.0，当地5min暴雨强度见下表，验证天沟是否设计合理。5min暴雨强度设计重复期 年1231241792111. 天沟过水面积=0.35*0.15=0.05252. 天沟水流速度=0.081m=0.58m/s3. 天沟的允许泄流量=0.0525*0.58=0.03045 m3/s=30.45 L/S4. 每条天沟的汇水面积F=45*18=8105. 汇水面积F上的雨水设计流量设计重复期1年=2.0*810*124/1000=20.09 L/S设计重复期2年=2.0*8
35、10*179/1000=29 L/S设计重复期3年=2.0*810*211/1000=34.18 L/S设计的天沟可以满足设计重复期为2年的雨水量6.按30.54查上表，DN150满足要求。（3） 内排水设计计算为简化计算，将雨水斗和雨水管道的最大允许泄流量换算成不同小时降雨强度情况下最大允许汇水面积。令简化为渲泄能力系数最大允许泄流量L/S取决于5min小时降雨厚度的系数小时降雨厚度与系数N的关系mm/h5060708090100110120140160180200N726051.445403632.73025.722.520181.雨水斗根据屋面坡向和建筑物内部墙、梁、柱的位置，合理布置雨
36、水斗，计算每个雨水斗的汇水面积，根据当地5min降雨厚度，查附录7-1确定雨直径。雨水斗最大允许泄流量L/S雨水斗直径75100125150200单斗系统9.515.522.531.551.5多斗系统7121826392.连接管连接管管径一般与雨水斗相同，直接选用。3.悬吊管计算悬吊管汇水面积F，查附录7-2确定悬吊管管径和坡度。当屋面坡度大于2.5%，渲泄能力系数1时，应将实际汇水面积折算成相当于=1时的汇水面积。当该地5min降雨厚度100时，应将汇水面积折算成相当于=100的汇水面积，再查附录7-2确定悬吊管管径和坡度。4.立管连接1根悬吊管时，与悬吊管管径相同，且满足雨水立管最大设计秒
37、流量。连接2根悬吊管时，应先计算汇水面积，再根据5min降雨厚度，附录7-3确定立管管径。5.排出管排出管一般与立管管径相同。6.埋地管埋地管坡度不小于0.003。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同，计算埋地管汇水面积F，查附录7-4和7-5确定埋地管管径和坡度。例P139：某工业厂房雨水内排水系统, 悬吊管对称布置，每跟悬吊管连接2个雨水斗，每个雨水斗的实际汇水面积为432。设计重复期为1年，屋面渲泄能力系数=1.5，该地5min降雨厚度=60mm/h。采用密闭式排水系统，计算确定各管段管径。1.求每个雨水斗考虑渲泄能力系数时的汇水面积=F=1.5*432=6482. 求每个雨水斗相当于100mm/h的汇水面积=/100=388.83.选择雨水斗查附录7-1的多斗系统，=60mm/h，选用DN=100mm的雨水斗。4.连接管管径连接管管径与雨水斗直径相同，DN=100mm5. 悬吊管管径为排水畅通，悬吊管坡度取0.0
