《建筑给水排水工程》
课程设计说明书
课程名称： 建筑给水排水工程
院 系： 能源与环境学院
班 级： 08水-1班
设 计 者： 韩耀刚
学 号： 0862108134
指导教师： 于玲红
设计时间： 20101206--20101217
哈尔滨工业大学课程设计任务书
目 录
第1节设计任务及资料............................................................................................... 5
1.1 设计任务.............................................................................................................. 5
1.2 设计文件及资料................................................................................................... 5
第2节设计说明.......................................................................................................... 5
2.1 室内给水工程 ..................................................................................................... 5
2.2 室内消防工程....................................................................................................... 5
2.3 室内排水工程....................................................................................................... 5
2.4 管道及设备安装要求............................................................................................ 5
第3节设计计算.......................................................................................................... 6
3.1 室内给水工程....................................................................................................... 6
3.2 室内消防工程....................................................................................................... 8
3.3 室内排水工程....................................................................................................... 9
第4节参考资料........................................................................................................ 10
第5节设计总结........................................................................................................ 10
附录............................................................................................................................ 14
附图1 给水计算用图（一）...................................................................................... 14
附图2 给水计算用图（二）...................................................................................... 14
附图3 排水计算用图................................................................................................ 15
附表4 室内给水管网水力计算表............................................................................... 16
第1节 设计任务及资料
1.1 设计任务
拟建一8层住宅(有地下室),设计生活给水系统、消防给水系统和排水系统。
1.2 设计文件及资料
该建筑位于哈尔滨市，见总平面图，共8层，层高3.0m。进水管从建筑北边市政给水管引入，市政管道管径400mm，管顶标高-2.10m。排水管从建筑北部经化粪池处理后排入市政排水管网，窖井沟底标高-2.00m。城市给水管网的可靠水头15m，冰冻线深度1.9m，室内一层地面标高±0.00m，地下室地面标高-3.00m，室外地面标高-0.45m，水箱房净空高>2.2m。每户人口按5人计,每户需装设水表，并装设总水表。
第2节 设计说明
2.1 室内给水工程
本建筑属于普通Ⅱ型住宅，由于市政管网可靠压力仅为150kPa,不能满足不利出水点水头，考虑水箱水泵联合供水方式，水泵直接向高位水箱供水，室内管网由水箱供水，采用下行上给方式。因为市政管网不允许直接抽水，所以在建筑物地下室内设置贮水池。屋顶水箱设水位继电器自动启闭水泵。
2.2 室内消防工程
根据《建筑设计防火规范》（GB50016—20##），本建筑属于二类民用建筑，仅设置室内消火栓给水系统。建筑内同时着火点为1，室内消火栓用水量为5L/s,发生火灾时，有两个消火栓同时出水，每根竖管的流量为2.5L/s。考虑最不利点水压不够，消火栓给水系统采用高位水箱下行上给供水，并在水箱间设置消防加压水泵。高位水箱与生活合用，并设置消防水不被动用的措施。每个消火栓口径为65mm单口拴，水枪喷嘴口径16mm，充实水柱8m，采用麻质衬胶带直径65mm，长度20m。
2.3 室内排水工程
考虑建筑内生活污水占排水的主要部分，采用合流制，并设置化粪池，经室外化粪池处理后再排入城市排水管网。
2.4 管道及设备安装要求
给水系统一律采用塑料给水管，给水立管位于专设的水井内，所有的横干管均设置在地下室的吊顶内。水箱、贮水池位于地下室的水泵间内，高位水箱位于屋顶的水箱间内。总水表装在水泵间的贮水池前，并且其前后设置阀门，泄水管；贮水池进水管、高位水箱进水管，每根立管底部均设置截止阀；贮水池、高位水箱出水管设置止回阀。
排水系统采用铸铁管，每层设置检查口，并且每根立管伸顶通气。
第3节 设计计算
3.1 室内给水工程
1. 给水用水室额及时变化系数
查《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）表3.1.9，本建筑为普通Ⅱ型住宅，用户的最高日生活用水定额为130～300L，小时变化系数
为2.8～2.3。根据本建筑物的性质和地理位置，选用最高日生活用水定额为
＝300L/（人·d），取用水时变化系数＝2.8。每户按5人计。
2. 最高日用水量
3. 最高日最大时用水量
4. 设计秒流量按公式
5. 屋顶水箱容积
本住宅生活高位水箱与消防高位水箱合用，供水系统采用水泵自动启动供水。
生活部分，据规范，水泵一小时最大启动次数
为4～8次，取
；安全系数C可在1.5～2.0内选取，为保证供水安全取C＝2.0。由于8层住宅全部由水箱供水，并且水泵向水箱供水不与配水管网连接，故水泵出水量与最高日最大小时用水量相同，即
。水泵自动启动装置安全可靠，屋顶水箱的有效容积为：
。取
。
消防部分，根据《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）的有关规定，消防水箱应贮存10min的室内消防用水总量，以供扑救初期火灾之用。所以
。最终确定高位水箱的有效容积为
。水箱为钢制，尺寸为
,有效水深
，有效容积
。
6. 地下室内贮水池容积
本设计为水泵－水箱联合给水方式，因为市政管网不允许水泵直接从管网抽水，故地下室设贮水池，且贮水池仅设计调节用水，即
。
先估算水池进水管管径。水泵运行时间应为水泵灌满屋顶水箱的时间，在该时段屋顶水箱仍向配水管网供水，此供水量即屋顶水量的出水量。按最高日平均小时用水量来估算，为
，则
。水泵运行间隔时间应为屋顶水箱向管网配水（屋顶水箱由最高水位下降到最低水位）的时间。仍然以平均小时用水量估算，
，
求得
。
由给水塑料管水力计算表知: 
时，取
，
。进入水池的进水管管径取
。所以求出
。如果采用估算法，按照最大日用水量的15％计算，贮水池体积应
。综合考虑，取水箱体积
。水箱为钢制，尺寸为
,有效水深
，有效容积
。
7. 室内所需的压力
计算用图见附图1，附图2；室内给水管网水力计算表见附表1。经计算后确定的最不利点水头偏大，会使水箱位置偏高，所以调整管径，减小水头损失。经计算，可确定用户水表为LXS-25C型的旋翼式水表。
屋顶高位水箱最低水位为25.70m，满足最不利点出水水头，水箱安装高度满足要求。
8. 地下室加压水泵的选择
水泵的流量在有水箱调节时根据最大时用水流量确定，
。水泵吸水管长4.5m,压水管长40.8m。根据水泵的出流量确定吸水管管径DN70，
，
；压水管管径选用DN50, 
；水泵的计算扬程
，按照系数为1.10，最后取水泵的扬程为
。选择IS50-32-160水泵两台，一台备用。水泵转速2900r/min,流量
，扬程34.3m,效率44％，电机功率3kW。
3.2 室内消防工程
1. 消火栓的布置
由于是单元式住宅，根据《建筑设计防火规范》（GB50016—20##）要求，所以每单元每层设置两个个消火栓，保证任何着火点都能有两支水枪的充实水柱达到。水带长度取20m,展开时折减系数取0.8，则消火栓的保护半径为
。
2. 水枪喷嘴处所需水压
查表，水枪喷口直径选16mm，水枪系数
，充实水柱
,水枪实验系数
。水枪喷嘴处所需水压
3. 水枪喷嘴的出流量
喷口直径16mm的水枪水流特性系数
,
。
4. 水带阻力
16mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，查表知65mm水带阻力系数
，则水带阻力损失为
5. 消火栓口所需的水压
6. 水力计算
由于消防与生活给水系统公用，所以不单独计算，仅在给水系统中加入消防流量。
3.3 室内排水工程
本建筑属于民用建筑，由于生活废水少，污水多，所以采用合流制，并设置化粪池；管材选用排水铸铁管；仅设置深顶通气管。
1. 横支管计算
根据要求，除了连有大便器的横支管采用DN100,i=0.020;其余的横支管管径采用DN50,i=0.035。
2. 立管计算
立管接纳的排水当量总数为
，立管最下部的设计秒流量
，选择DN100的排水铸铁管。
3. 立管底部和排出管计算
所有管段均采用标准坡度。计算用图见附图4，附图5。
4. 化粪池计算
化粪池污水部分容积
，
，按照
选择12号化粪池，有效容积为
。选用钢筋混凝土化粪池，12-75A01占地尺寸
。
第4节 参考资料
《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）
《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）
《给水排水设计手册》（第2册 建筑给水排水）
《给水排水制图标准》（GB/T 50106-2001）
《建筑给水排水工程》（第五版）王增长主编
网易给排水 http://co.163.com
中国供水网http://www.water-china.net
鸿业科技http://www.hongye.com.cn
第5节 设计总结
《建筑给水排水课程设计》是我来到大学里的第一个设计，由于担心自己这个生手1周内不能完成，所以我在第13周就开始准备了。刚开始不知道怎么着手，我首先想到的就是查资料。
第一阶段：资料整理，软件学习
我去图书馆把相关的手册，设计范例统统搬回了寝室，又到互连网上广泛的查阅和下载了相关的规范、标准，并认真的学习和分析。特别是有相当的规范在近期已经出了更新的版本，如《建筑设计防火规范》（GB50016—2006），是20##年12月1日正式施行，而不论是教材还是设计范例都是按照老的规范和标准做的，所以要找出新老规范的差异，体会新规范的用意，并在设计中尽可能的采用新规范进行设计。由于我打算全程用计算机完成，所以还提前复习了AutoCAD2006，为画图做准备；又学习了Excel2007的Visual Basic for Applications，为设计计算的自动化做好准备。这方面我用了将近一周的时间。
第二阶段：正式设计
第14周我开始正式进入设计。定线、画计算图、计算、校核、改图、再计算、再改图，反复的进行了5次，并且进行的很缓慢。
总结原因：
第一， 我定线采用的是计算机绘图，速度慢，并且改图麻烦。
第二， 管线的长度我采用的机器测量，而不是估算长度，虽然很精确，但是却耽误了太多的时间。可以肯定的是估算和精确计算管线长度最后水头损失计算结构相差不会多于0.1米的水头，所以管线长度可以采用估算，以提高设计效率。
第三， 我提出的方案比较多。开始我想采用一户三立管，分户水表集中设置在地下室，一户一立管的方式进行供水，但经过计算，这样设计的成本是最后设计的1.4倍，所以没有采用。但是应看到这种供水的优点是供水安全可靠，水表集中，管理方便。
第四， 关于水头损失的计算。书上课设计手册上关于局部水头损失的折算上说的不够明确。如水表的水头损失也属于局部水头损失的一种，但是却单独算；而止回阀的水头损失却算在折合里面，并且书上关于止回阀的局部水头损失参考数值为0.01～0.35MPa,这个数值就比局部水头损失的总和还要多。
第五， 关于规范和实际设计的问题。规范大多都是采用最保守、最不利情况为设计依据，有时候计算的数值很大，明显不切合实际，实际设计的时候到底时候可以放宽还有待日后继续研究。
第六， 消防给水按照新的规范要求最小出水量为5L/s,按照老规范为2.5L/s。这点我采用的是老规范的要求。因为我考虑住宅发生火灾的规模如果小，水量没必要设置的那么大；如果火灾规模大，人们主要会选择逃生为上，而不是去扑火。
总结经验：
第一， 设计应先确定给水、排水方式，定线，并且应该手工定线，而不是采用计算机定线。定线时应该考虑消防、生活、排水管的位置，水表的安装要求，管与管、墙壁的距离要求，水箱间和水泵间的位置以及与管网的连接。
第二， 定线后应先画计算草图，管线长度可以根据建筑平面图上的尺寸标注估算，允许误差为0.3m。算出总水头损失，继而确定高位水箱的容积和规格、安装高度。如果水箱为合用水箱，计算时候应该考虑好消防部分。计算算表应采用计算机，这样日后改动也能实现智能化。
第三， 校核水箱的安装高度，最终确定位置。这一步一定要十分的准确，否则日后更改会改很多地方。这时可以编写设计说明书，绘制水箱间、水泵间的详图。
第四， 绘制正式的总平面图，标准层平面图，细化局部。
第三阶段：说明书的整理以及错误的改正
设计做完后，我又反复的看了下图纸，发现我们课程设计用图比较老，特别是房间的设计已经很难看到，设计不合理的地方特别多，希望以后能做的设计可以更加贴近实际。这次设计也没有涉及热水、雨水以及自动喷淋，没能充分运用所学知识，高层建筑给排水设计也没有涉及，希望以后能有机会练习到，并从中体会高层与非高层、规范与实际的差别，从而做出可以真正施工的作品！