毕业设计开题报告

论文题目：曲江一号住宅楼水系统设计

一、立项依据

1.设计目的及意义

（1）通过此次毕业设计，使我可以进一步加深所学的基础理论、基本知识和专业技能，使之系统化、综合化；

（2）此次毕业设计着重培养了我独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际问题的能力；

（3）通过毕业设计加强对我们资料获取、实验方法、数据资料的综合处理，计算机应用等最基本的工作实践和科研能力的培养；

（4）由于近年来我国城市土地资源日趋紧张，小高层住宅渐成城市房地产开发的主要模式，选择此课题十分有意义。

二、研究内容（学生填写）

本工程为拟在陕西省西安市新建一小区其中一栋18层的住宅楼，总高度为54.8米,其中建筑高度为54m,总建筑面积为6160.05m2。本建筑为18层钢筋混凝土框架结构，两种户型，A型建筑面积140.44 m2，B型建筑面积164.56 m2,层高3米。

水源来自市政管网，管径DN100，常年可供水压0.5MPa,水质符合饮用水标，且在市政水引入管装有倒流防止器。室内排水管道自流入室外水井。每户设有卫生间和盥洗室，卫生间设有洗手盆、蹲式大便器等卫生器具。

设计拟解决的实际问题

（1)建筑给水

  无负压给水设备是否允许设置

  变频给水设备的优化问题（节能问题）

  新型管材的技术经济比较及适用性研究

  高层分区供水的优化问题

（2）消防系统

  消火栓系统的的给水方式

  消火栓系统的设置

  材料选择

  消防系统的分区方式

（3）排水系统

      排水管道的敷设

  建筑排水允许的最大流量

  地漏的设置

  防止水封破坏的措施

  排水管材的使用 

      雨水的排水与利用

三、指导教师意见（指导教师填写）

签  名：

                                               年  月   日

目  录

1 设计说明书... 5

1.1 生活给水系统... 5

1.1.1相关规范... 5

1.1.2 竖向分区... 6

1.1.3 方案确定... 6

1.1.4 管道布置与敷设... 7

1.2生活热水系统... 7

1.2.1相关规范... 7

1.2.2 竖向分区... 8

1.2.3 方案确定... 8

1.2.4 热水管道的布置与敷设... 9

1.3 排水系统... 9

1.3.1相关规范... 9

1.3.2 排水系统的确定... 10

1.3.3 排水管道的布置与敷设... 11

2 设计计算书... 12

2.1 给水系统的计算... 13

2.1.1　生活用水量计算... 13

2.1.2　屋顶水箱容积计算... 13

2.1.3地下室贮水池容积计算... 14

2.1.4 给水管网的计算... 15

2.1.5 地下室加压水泵的选择... 18

2.2生活热水系统的计算... 19

2.2.1 热水量计算... 19

2.2.2 耗热量计算... 20

2.2.3 热媒耗量计算... 20

2.4 加热设备的选择与计算... 21

2.4.1设计计算依据... 21

2.4.2设计计算过程... 22

2.5 热水管网的水力计算... 23

2.5.1热水配水管网的水力计算... 23

3 排水系统设计计算... 25

3.1 室内排水立管计算... 26

3.2 地下室排污泵选择... 27

参考文献... 28

附 录

1开题报告.... 30

2结题报告.... 33

3答辩报告.... 35

华阴十冶新区水系统设计

吴剑凯

（宝鸡文理学院 地理科学与环境工程系，陕西 宝鸡 721007）

摘 要：该设计为华阴十冶新区小区建筑给水排水设计，设计内容包括给水系统设计，排水系统设计，热水系统设计等三部分。由于该建筑高度52.8米，市政管网压力0.50MPa,无法满足压力要求，故采用分区供水。给水分区为高、低区，6-18层为高区,1-5层为低区。高区由高位水箱-减压阀联合供水，低区利用市政管网直接供水。排水采用污废水合流的方式。给水管和排水管分别采用PP—R管和UPVC管，热水系统都采用镀锌钢管。

关键词：高层建筑；给水；排水；给水分区

The water system design is for the Ten Smelting Architectural in HuaYin

(Bao ji university of arts and science Department of geographical science and environmental engineering  shanxi  baoji  seven two one zero one three)

ABSTRACT：The water drainage design is for the new city district Ten Smelting Architectural in HuaYin, whose content include  three parts： water system design, drainage system design, hot water system design. Because the height of the building is 52.8 meters, the pressure of municipal pipeline is 0.50 MPa, which cannot satisfy pressure requirements, as a result using zoning water supply is necessary. Water supply for high and low area division, 6-18 layer for high area, 1-5 layers for low area. High area’s water supply depends on high water tank-pressure reducing valve by joint ,and low area’s water supply depends on using municipal pipeline network directly. Drainage is on the mixing way of sewage and waste water . Heating supply depends on the use of conventional indoor heating radiator. Water supply pipes and water drain pipes use PP-R pipes and UPVC pipes, and hot water system use galvanization steel tube.

Keywords: high building; Water supply ；drainage；Separate water supply system

1 设计说明书

高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本理论和计算方法在某些方面是相同的，但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂，以及所受外界条件的限制等，高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上，还是广度上，都超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴，并且有以下一些特点高层建筑给水排水设备的使用人数多，瞬时的给水量和排水流量靠的水源，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题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。下面就高层建筑给水排水工程的主要特点介绍如下：

1、高层建筑层数多、高度大。给水系统及热水系统中的静水压力很大，为保证管道及配件免受破坏，必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区，加设减压设备以及屋顶水箱，使系统运行完好。

2、高层建筑对防噪声、防震等要求较高，但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，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。

1.1 生活给水系统

根据有关设计相关资料，建筑物的性质、用途、层高及设计要求，结合室外城市管网能够提供的水压，确定给水系统的方式及组成。

1.1.1相关规范

摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003))：

a.卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6 MPa。

b.高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：

（1） 各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45 MPa，特殊情况下不宜大于0.55 MPa；

（2）水压大于0.35 MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；

（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。

c.建筑高度不超过100 m 的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。建筑高度超过100 m的建筑，宜采用垂直串连供水方式。

d.住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设置在户内的水表，宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。

1.1.2 竖向分区

由《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第1.0.3条知：建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。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，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。

合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。

目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.3.5规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45 MPa，特殊情况下不宜大于0.55 MPa。

根据规范要求，并结合该住宅楼层数、功能及室外供水压力，将该建筑竖向分为2个供水区。本工程已知市政给水管网可保证资用水头为20 mH2O，室外给水管网只能满足建筑低区供水要求，故分区如下：低区可利用室外给水管网的压力直接供水； 6～18层为高区。

1.1.3 方案确定

对于分区的高层建筑，给水系统的供水方式应进行方案比较，方案比较可遵循供水技术可靠、经济合理的原则，从中选出两个可行性方案进行比较优缺点。十冶新区小区住宅楼给水系统竖向分为2区，其中低区由市政管网直接供水，高区给水需进行二次加压。

屋顶设置高位水箱，水泵统一加压，利用减压阀减压，上区供下区用水。这样的话供水较可靠，设备与管道较简单，投资较节省，设备布置较集中，维护管道较方便。

1.1.4 管道布置与敷设

给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。进行管道布置时，不但要处理和协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求：

（1）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理

（2）保护管道不受损坏

（3）不影响生产安全和建筑物的使用

（4）便于安装维修

本设计十冶新区住宅楼给水管道的敷设：

低区给水系统利用市政管网压力直接供水，采用下行上给的供水方式，给水立管布置在墙角、柱边，并由土建装饰处理。

高区采用上行下给的供水方式，高区的水平横干管敷设在18层的吊顶内。主立管置于管道井内，横支管在地下敷设。

给水管道与其他管道之间留有一定的距离，以防止给水管水质被污染，同时便于安装检修。

引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。

给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1 m。

管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。

1.2生活热水系统

1.2.1相关规范

高层建筑热水系统的分区，应遵循如下原则：

（1）与给水系统的分区应一致，各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应；当不能满足时，应采取保证系统冷热水压力平衡的措施。

（2）当采用减压阀分区时，应保证各分区热水的循环。

a.当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时，宜采用开式热水供应系统或采取稳压措施。

b.当卫生设备有冷热水混合器或混合龙头时，冷、热水供应系统在配水点处应有相近的水压。

c.循环管道应采用同程布置的方式，并设循环泵，采取机械循环。

d.膨胀管上严禁装设阀门。

e.在设有高位加热贮热水箱的连续加热的热水供应系统中，应设置冷水补给水箱。（注：当有冷水箱可补给热水供应系统冷水时，可不另设冷水补给水箱）

1.2.2 竖向分区

a.冷水补给水箱的设置高度（以水箱底计算）应保证最不利处的配水点所需水压。

b. 冷水补给水管的设置，应符合下列要求：

（1）冷水补给水管的管径，应按热水供应系统的设计秒流量确定。

（2）冷水补给水管除供给加热设备、加热水箱、热水贮水器外，不宜再供其它用水。

（3） 有第一循环的热水供应系统，冷水补给水管应接入热水贮水罐，不得接入第一循环的回水管、锅炉或热水机组。

1.2.3 方案确定

（1）热水供应系统类型的选择，应根据使用要求、耗热量、用水点分布、热源种类等因素确定。考虑到局部热水供应系统热效率低，热水成本高，使用不够方便舒适，而本住宅楼热水用量大，对热水供应要求较高，并要求热水使用方便舒适，故采用集中热水供应方式。

（2）热源的选择

该住宅楼附近有表压为0.25 MPa的蒸汽热源，故采用蒸汽做集中热水供应系统的热媒。

1.2.4 热水管道的布置与敷设

热水管道的布置与敷设除了应满足给(冷)水管布置敷设的要求外，还应注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题，热水管道的敷设可参照《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)中的设计要求。

a. 热水管道系统，应有补偿管道热胀冷缩的措施。

b.上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置，下行上给配水系统，可利用最高配水点放气；系统最低点应设泄水装置。

c.下行上给式系统设有循环管道时，其回水立管可在最高配水点以下（约0.5m）与配水立管连接。上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。

d 当需计量热水总用水量时，可在水加热设备的冷水供水管上装冷水表，对成组和个别用水点可在专供支管上装设热水水表。有集中供应热水的住宅应装设分户热水水表。水表的选型、计算及设置应符合本规范3.4.17条、3.4.18条、3.4.19条的规定。

e 热水横管的敷设坡度不宜小于0.003。

f 塑料热水管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施。

1.3 排水系统

1.3.1相关规范

a. 建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统：

（1）建筑物使用性质对卫生标准要求较高时；

（2）生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时；

（3）生活废水需回收利用时。

b.下列建筑物排水应单独排水至水处理或回收构筑物：

（1）公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水；

（2）洗车台冲洗水；

（3）含有大量致病菌，放射性元素超过排放标准的医院污水；

（4）水温超过40℃的锅炉、水加热器等加热设备排水；

（5）用作中水水源的生活排水。

1.3.2 排水系统的确定

建筑内部排水体制有分流须独立设置，所谓分流与合流通常是指粪便污水与生活废水是分流设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。制和合流制两种。对城市排水系统而言，粪便污水和生活废水统生活污水。所谓分流制是指雨水和粪便污水、生活废水分流，所谓合流是指雨水和粪便污水、生活废水合流。

根据规范要求，建筑排水系统的选择有以下几个要点：

（1）分流或合流排水系统的选择，应根据污水性质、污染程度、结合室外排水体制和有利于综合利用与处理的要求确定。

（2）生活污水一般须经化粪池处理，此时粪便污水宜与生活废水分流；当排往污水处理厂时，宜合流排出。

（3）当建筑物内设置中水系统时，生活废水与生活污水应分流排出。

（4）含有毒和有害物质的生产污水，含有大量油脂的生活废水，以及经技术经济比较认为需要回收利用的生产废水、生活废水等均应分流排出。

（5）建筑物雨水应单独排出。工业废水如不含有机物，而带大量泥沙、矿物质时，应经机械处理后方可排入室内密闭系统雨水管道。

在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时，应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素，通过经济技术比较确定。

综合以上因素，本住宅楼室内污水采用合流制排放，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。

住宅排水立管在设备层汇合后沿墙柱排出室外，商场污水单独排出。泵房内设污水坑，安装潜水泵，由水坑内水位自动控制水泵的运行。

1.3.3 排水管道的布置与敷设

高层建筑的排水管道的布置应满足良好的水力条件，还需考虑维护的方便，保证管道正常运行以及经济和美观的要求。

（1）排水顺畅、水力条件好

为使排水管道系统能够将室内产生的污废水以最短的距离、最短的时间排出室外，应采用水力条件好的管件和连接方法。排水支管不宜太长，尽量少转弯，连接的卫生器具不宜太多；立管宜靠近外墙，靠近排水量大、水中杂质多的卫生器具；排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。

（2）保证设有排水管道房间的正常使用

在某些房间布置排水管道时，要保证这些房间或场所正常使用，如横支管不得穿越贵重商品仓库、通风小室和变电室；不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面，也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调场所的上方。

（3）保证排水管道不受损坏

为使排水系统安全可靠的使用，必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道；管道穿过承重墙和基础是应有预留孔洞；埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；湿陷性黄土地区横干管应设在地沟内；排水立管采用柔性接口；塑料排水管道应远离温度高的设备和装置，在汇合配件处设置伸缩节等。

（4）室内环境卫生条件好

为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活生产环境，管道不得穿越卧式、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧式相邻的内墙；商品住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户；排水立管仅设置伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底垂直距离小于下表规定的最小距离时，底部支管应单独排出。

（5）施工安装、维护管理方便

为便于施工安装，管道距楼板和墙应有一定的距离。为便于日常维护管理，排水立管宜靠近外墙，以减少埋地横干管的长度；对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物，管道需要经常冲洗，排水支管较多，排水点的位置不固定的公共餐饮的厨房、公共浴池、洗衣房、生产车间可以用排水沟代替排水管。

应按规范规定设置检查口或清扫口。如铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10 m，塑料排水立管宜每6层设置一个检查口。但在建筑物的最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口；检查口应在地(楼)面以上1.0 m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15 m。

在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上，宜设置清扫口。在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。清扫口宜设置在楼板或地坪上，且与地面相平。

在水流偏转角大于45°的排水横管上，应设置检查口或清扫口。当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的距离大于表1的数值时，应在排出管上设置清扫口。

表1排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井的最大允许长度

（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。

2 设计计算书

2.1 给水系统的计算

该建筑用独立的生活给水系统，建筑内采用分区供水的方式。生活给水系统分成高、低两个供水区域。1～5层由室外给水管网直接供水，管网布置成下行上给式；6～18层为高区，管网布置成上行下给式，由高位水箱和水泵联合供水。

2.1.1　生活用水量计算

查阅《给水排水设计手册（第2册） 建筑给水排水》(第二版)，有大便器、洗涤盆、沐浴设备、热水供应的居民住宅楼用水定额在170 L/（人·d）～300 L/（人·d）之间，在本设计中取用250 L/（人·d），时变化系数Kh=2.5，用水时间T=24 h。每户人口定为3人，用水人数为3×6×15+3×4=282人

高区最高日用水量Qd=282×250／1000=70.5 m3/d

高区最高日最高时用水量Qh=Kh×Qd／T=2.5×70.5／24=7.34 m3/h

低区用水全部由市政给水管网直接供给，对高位水箱容积的计算无贡献。

2.1.2　屋顶水箱容积计算

该建筑屋顶水箱采用生活，消防合用，为了使水箱中的水经常保持流动更新，又要保证消防用水不被动用，水箱示意图如下：

水箱的进水出水管分设在两侧也是为了避免水流短路。消防出水管口距水箱底≥50mm,以防止沉淀物进入配水管网,出水管上用阻力较小的旋启式止回阀，以保证止回阀开启所需的压力。采用水箱水位与水泵连锁，在水箱侧壁安装浮球式液位指示器，可以根据水箱水位自动控制水泵的开闭。

               

消防贮水量的计算公式为：

 式中  Vx----消防水箱容积，m3；

      qx----室内消防用水总量，L/s；

      Tx----火灾初期时间，按10 min计。

查阅《给水排水设计手册（第2册） 建筑给水排水》(第二版)，本住宅楼室内消火栓用水量20 L/s,室外为15 L/s，自动喷洒系统喷水量为20 L/s，故室内消防总用水量为qx= 40 L/s。

水箱的消防贮水量Vx=60×40×10/1000=24 m3     

生活贮水量的计算公式为：

式中    Vs ──  水箱的有效容积，m3；

        qb ──  水泵出水量, m3/h；

        Kb ──  水泵1h内最大启动次数，一般选用4～8次/h；

         ──  安全系数，可在1.5～2.0内采用。

选qb＝1.2Qh＝1.2×7.34 m3/h=8.81 m3/h  取C为2.0，Kb为6，

水箱生活贮水量为VS=2×8.81／4×6＝0.73 m3，取为1.0 m3

则高位水箱的容积为 V=Vx +Vs=24+1.0=25 m3

选用3.2 m×3.2 m×2.7 m=27.6 m3 (包括0.2 m超高)的水箱。

2.1.3地下室贮水池容积计算

贮水池为生活和消防合用水池，应考虑消防用水不被动用的措施。在这里采用在水池中设置溢留墙的形式。水池的进水口不能被淹没，进出水管布置在水池壁的不同侧面，以避免水流短路。其有效容积为生活调节容积，消防贮水容积和安全用水容积之和。生活调节容积取最大日用水量的25%，安全容积取最大日用水量的10%。        

即V=Vs+Vx+Vb

生活贮水量为Vs=25% Qd=0.25×70.5=17.63 m3

消防贮水量为消火栓2小时，自动喷洒1小时，

Vx=60×20×120/1000+60×20×60/1000=144+72=216 m3

安全贮水量为Vb=10%Qd =0.1×70.5=7.05 m3

则V=Vs+Vx+Vb=17.63+216+7.05=240.68m3

选用10 m×8 m×3.3 m=264 m3 (包括0.25 m超高)的贮水池。

2.1.4 给水管网的计算

2.1.4.1设计秒流量的计算

依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.6.4和3.6.5条要求：高区为住宅，设计秒流量采用下式计算：

                          

式中

qg----计算管段的设计秒流量，L/s；

 U----计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；

 Ng----计算管段的卫生器具给水当量总数；

 0.2----一个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。

                          

式中 αc---对应不同卫生器具的给水当量平均出流概率(U0)的系数，见《建筑给水排水工程》(第五版)表2.3.1；

                             

式中  U0----生活给水配水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率；

q0----最高用水日的用水定额；

    m----用水人数，人；

 Kh----变化系数；T----用水小时数，h。

2.1.4.2 高层管网水力计算

（1）低区给水管网水力计算：

低区给水所需压力为：

H=H1+H2+H3+H4

H1=2.9+1.5=4.4m H2O =44 kPa

H2=1.3∑hy =1.3×14.19=18.44 kPa

H4=50 kPa（即最不利点水龙头的最低工作压力）

选用LXS-32C旋翼湿式水表，其公称直径为32 mm，过载流量为12 m3/h，常用流量为

 6 m 3/h。性能系数为 =144/100=1.44。

则水表的水头损失  H3=（0.95×3.6）2/1.44=8.12 kPa

则室内所需压力为：H=44+18.44+8.12+50=120.56 kPa

（2）高区给水管网水力计算：                    

1）标准层各户水力计算

计算出两类户型的，见表2

表2  两类户型的

分户水表水头损失：

A户型：选用LXS-20C旋翼湿式水表，其公称直径为20 mm，过载流量为5 m3/h常用流量为3.5m3/h。性能系数为=25/100.则水表的水头损失H3=（0.38×3.6）2/0.25=7.48 kPa

B户型：选用LXS-25C旋翼立式水表，其公称直径为25 mm，过载流量为7 m3/h，

常用流量为3.5m3/h。性能系数为=49/100=0.49。则水表的水头损失H3=（0.48×3.6）2/0.49=6.09 kPa

2）高区供水管网水力计算

a.校核水箱安装高度：水箱最低液位至最不利配水点的位置高差为

     h=64.8-56.2=8.6 mH2O=86 kPa

高区给水管路水头损失为：

     H2=1.3 ∑hy=1.3×14.55=18.92 kPa

分户水表损失 H3=6.09 kPa

最不利卫生器具最低工作压力H4=50 kPa  

则 H2+H3+H4= 75.01 kPa

h＞  H2 + H3 +H4 水箱安装高度符合要求

b.减压阀计算

已知屋顶高位水箱生活用水最低液位标高为64.80 m。减压阀设在技术层的立管上，其减压阀的安装高度=技术层楼板标高+1.20 m=32.20+1.20=33.40 m。

高位水箱生活用水最低液位与减压阀之间高差为64.8-33.4=31.4 m。

减压阀阀前压力(即屋顶水箱生活用水最低液位与17层减压阀处标高差-屋顶水箱至减压阀的水头损失)P1=31.4-0.30×31.4=21.98 m。

阀后压力P2≥减压阀至中区最不利配水点管道水头损失+分户水表水头损失+最不利配水点流出水头-减压阀至最不利点的垂直压力差。减压阀至中区最不利配水点管道水头损失，由表1.5知，其沿程水头损失为1.20 m，取局部损失为沿程损失的25%，则减压阀至中区最不利配水点管道总水头损失为1.2×1.25=1.50 m，P2≥1.50+1.19+5-3.4=4.29 m。取减压阀比值，则阀后压力P2=21.98/4=5.49 m≥4.29 m。

据此，查《给水排水设计手册》(第02册)表13-29选用定比例式减压阀Y43X-16T，定比值4:1，其在管道上的安装如下图所示。

图2-2 减压阀在管道上的安装

2.1.5 地下室加压水泵的选择

水池和泵房设于地下室内，水泵直接将水抽到顶层水箱内。水泵出水量按最大时用水量的1.1倍来确定。即

Qb=1.1×7.34 =8.07 m3/h

查给水管水力计算表得：[i]

当水泵出水量为8.07 m3/h（2.24 L/s）时，水泵的几个水力参数如下表3：

表3  水泵的水力参数

计算水泵扬程：

    Hb≥H1+H2+Hh

    H1—贮水池最高水位至水箱进水口所需的静压力kPa。

    H1=64.90－(－3.0)=67.90m=679.0 kPa

    H2—水泵吸水管和出水管至水箱进水口的总水头损失，其中给水管网局部水头损失为沿程水头损失的30%，故

    H2=1.3×(0.183+23.426)=1.3×23.609=30.69 kPa

    Hh—水箱进水口的流出水头，取为20 kPa

则水泵的扬程为：Hb=H1+H2+Hh=679.0+30.69+20=729.69 kPa=73 mH2O

水泵的出水量为Q=8.07 m3/h

据此查《给水排水手册.第11册.常用设备》选得水泵50 GDL12-15（Q=12  m3/h，H=90 m，R=2900 r/min，N=5.25 kw）2台，其中一台备用。

配备电机型号为Y132S1－2（ N=5.5 kw, R=2900 r/min，功率因数为0.89）。

2.2生活热水系统的计算

2.2.1 热水量计算

根据建筑物性质、用水情况及用水单位数，按照《建筑给水排水设计规范》确定用水定额及小时变化系数，计算出建筑最大日用水量及设计小时用水量。

                           

式中      Qr----设计小时热水量，L/h；

      m----用水单位数，人数或床位数；

       qr----热水用水定额，L/人.d或L/床.d；

       kh----热水小时变化系数。

按要求取每日供应热水时间为24h，取计算用的热水供应水温为70度，冷水温度为5度，查《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)表5.1.1-1，取60度的住宅热水用水定额为100L/(人.d)， kh可根据该规范表5.3.1来取4.49。

则  Qr=4.49×3×2×18×100/（24×10-3）=2.02 m3/h

按卫生器具1h的用水量计算

式中：Qhr--设计小时热水量， l/s;

      qh --卫生器具的热水小时用水定额，l/s,  取带沐浴的浴盆用水量300 l/s (40℃);

      n0--同类卫生器具数目；

      b--同类卫生器具同时使用百分数，取b=70%，（70%-100%）；

      kr --热水混合系数；

而 

式中：tr--热水系统供水温度，℃，取70℃

      tl--冷水温度，℃，取5℃

      th--混合后卫生器具出水温度，℃，取40℃，

    ==0.54

     qh·n0·b

      =0.54×300×24×70%

      =0.75 l/s

2.2.2 耗热量计算

集中热水系统的设计小时耗热量，应根据小时热水量和冷、热水温差计算确定，可按下式计算：

      

式中      Q----设计小时耗热量，kJ/h；

          Qr----设计小时热水量，L/h；

          CB----水的比热KJ/kg·℃,一般取4.19；

           tr----热水温度，℃；

           tL----冷水计算温度，℃。

根据设计原始资料，十冶新区小区住宅楼冷水温度为5℃，热水温度取70℃，则设计小时耗热量计算如下：

       Q=4.19×（70-5）×0.75=204.26 KJ/s=735345 KJ/h

2.2.3 热媒耗量计算

（1）设计计算依据

设计采用蒸汽作为热媒，间接加热，蒸汽耗量按下式计算：

                            

式中      G----蒸汽耗量，kg/h；

      Q----设计小时耗热量，W；

      im----蒸汽热焓，kJ/kg；

      in----蒸汽凝结水热焓，kJ/kg。

（2）设计计算过程

 蒸汽耗量：

2.4 加热设备的选择与计算

在建筑热水供应系统中，加热设备是热水供应的核心。加热设备的选择，应根据使用特点、耗热量、热源情况和燃料种类、维护管理等因素确定。除热水机组外，目前高层建筑常用的间接加热设备有容积式加热器、半容积式加热器、半即热式加热器、快速加热器、加热水箱等。上述设备的计算内容是确定加热设备的加热面积和贮热设备的贮存容积。本设计拟采用容积式水加热器。

2.4.1设计计算依据

（1）加热设备供热量的计算

半容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、热水机组的供热量按设计小时耗热量计算。

（2）传热面积计算

式中      Fp----水加热器的传热面积，m2；

      Q----制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，kJ/h；

      ----由于传热表面结垢影响传热效率的修正系数，一般采用0.6~0.8；

      ----热水系统的热损失附加系数；

      K----传热材料的传热系数，kJ/(m2·h·℃；

     -----热媒和被加热水的计算温差, ℃。

半容积式水加热器的热媒和被加热水的计算温差采用算术平均温差，可按下式计算：

                     

式中    tmc、tmz----热媒的初温和终温，℃；

          tc、tz----被加热水的初温和终温，℃。

（3）贮水容积计算

集中热水供应系统中的贮水器容积，应根据日用水量小时变化曲线、锅炉和水加热器的工作制度、供热量以及自动温度调节装置等因素经计算确定。由于没有上述资料，根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第5.4.10条规定，按该规范表5.4.10计算。

2.4.2设计计算过程

（1）容积式水加热器计算

热水用量： =2700 L/h

半容积式水加热器的铜盘管传热面积按式(2-4)计算，热媒和被加热水的计算温差为=105.4℃，的计算过程如下：

热水供应系统以蒸汽为热媒，绝对压力为0.3 MPa，查《给水排水设计手册》(第02册)表3-13知其饱和温度为132.9℃，对普通容积式水加热器而言，，则

  根据容积式水加热器的有关设备资料，传热系数取K=3140W/m²·℃   ，取；

水加热器的传热面积为：

根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)表5.4.10，容积式水加热器最小贮水容积，按不小于45min设计小时耗热量确定。

容积式水加热器最小贮水容积为：

根据计算所得的中区加热器所需的传热面积及贮水池容积，查《建筑给水排水工程》(第五版)附录7.1，选择6#水加热器一台，换热管，7根，换热面积4.80 m2，贮水容积3.0 m3。

2.5 热水管网的水力计算

热水管网的水力计算的内容是计算配水管网和回水管网的流量、循环流量、确定管径和水头损失，从而选择加压设备，复核生活冷水或热水高位水箱高度。

2.5.1热水配水管网的水力计算

配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。

（1）设计计算依据

 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，设计采用下式计算：

                                                

热水管道流速宜按表2-1选用。热水管径不宜小于20 mm。热水管网的局部水头损失一般可按沿程水头损失的25%~30%估算。

回水管网不配水，仅通过用以补偿配水管热损失的循环流量，故其水头损失的计算是在循环流量求解后进行。

（2）水箱安装高度校核

 水箱最低液位至最不利配水点的位置高差为

      h=64.8-56.2=8.6 mH2O=86 kPa

高区配水管路水头损失为

     H2=1.3∑hy=1.3×2.942=3.82 kPa

水箱出口至水加热器的冷水供水管，管径取40 mm，其中qg 按1.95L/S  计算，则查冷水管道水力计算表得知：v=1.17 m/s，i=0.23，故                       m

最不利卫生器具最低工作压力H4=50 kPa 

 H?++H?=74.75KPa

h＞                      H2 + H4 水箱安装高度符合要求

2.5.2热水回水管网水力计算

比温降/F为，其中F为配水管网计算管路的管道展开面积，计算F时，立管均按无保温层考虑，干管均按25 mm保温层厚度取值。

（1）热水管网水力计算     

    配水管网计算管路管道总的展开面积为F=0.3014+0.7536+2.3550+1.3682+5.8023+0.3140+13.8160=24.7105 m2。

则/F=10/24.7105=0.41℃／㎡。

以节点12为起点，t12=70℃,按公式  ，依次推求出各节点的水温值。

管段热损失计算，其中D取外径，K去41.9，则有=131.6DL（1η）

配水管网总的热损失为

=505.6+1270.6+4026.9+622.0+6790.9+2991.1+6558.9+174.5+7301.2

     +8188.8

   =38430.5 =10.6 KW

配水管网起点和重点的温差Δt取10℃总循环流量

=0.253L/S

即管段11-12的循环流量为0.253 L/S.以节点11为分界点，按公式

对各管段进行分配。

（2）高区配水管网水力计算

高区配水管网计算管路管道总的展开面积为F=0.3014+0.7536+2.3550+1.3682+5.8023+0.3140+16.4850=27.3795 m2。

则/F=10/27.3795=0.37℃/m2。                                   

高区配水管网总的热损失为：

=505.6+1270.6+4026.9+622.0+6790.9+2991.1+6558.9+174.5+7301.2

     +12966.8=43208.5=12.0 KW

配水管网起点和重点的温差取10°C总循环流量

 =120##/（4190×10）=0.286L/S

即管段11-12的循环流量为0.286 L/S.以节点11为分界点，按公式

 对各管段进行分配。

（3）入户水表选择

入户水表分散安装在卫生间或厨房的热水进水管段上，选用智能水表。根据管段流量，参照《建筑给水排水工程》(第五版)附录1.1进行水表选择，水表选择结果如表4所示。

表4入户水表选择表

3 排水系统设计计算

建筑室内废水，污水采用合流制排放。每户的厨房卫生间各有1根立管，既保证了厨房的卫生，又避免了排水管线过长和需要穿墙而过带来的经济费用增长和工程量的增加。整个建筑一共有15根排水立管，每根立管都设伸顶通气管，且高出屋顶0.5 m。3~18层的生活污废水排水立管在2楼上的设备层汇总为5根，沿墙排入地下室顶部，然后5根汇总立管再排到室外污水管网的检查井中。

为了降低立管底部由于水流转向引起的气压波动，保护3层水封不被破坏，在立管底部设跑气装置。1~2层商用楼卫生间的污水管也需在地下室上部汇总为1根后再排出室外。因为每根排出管穿过地下室时都需要做防水处理会增加工程量。地下层的污水汇集到地下污水坑，经污水泵加压提升后排出。

设计秒流量的计算公式采用：

查表  多层住宅采用α=1.5，

 表5 卫生器具的当量、排水流量、连管管径和坡度表

3.1 室内排水立管计算

厨房每根立管接纳的排水当量总数为：Np=3×16=48

厨房污水系统每根立管的排水设计秒流量为：

L/S

则立管管径为de=75 mm；

卫生间每根立管接纳的排水当量总数为：Np=7.2×16=115.2

其污水系统每根立管的排水设计秒流量为：

                L/S

因为有大便器，则立管管径为de=110 mm；

卫生间每根立管接纳的排水当量总数为：Np=8.25×16=132

其污水系统每根立管的排水设计秒流量为：    因为有大便器，则立管管径为de=110 mm；

通气立管管径：为保证排水支管内气压稳定，本设计中通气立管管径与排水立管相同。

3.2 地下室排污泵选择

考虑到地下室净高4 m，选择排污泵型号为IS50-32-160B （Q=5.4 m3/h，H=6.0 m，R=145)。

参考文献

[1]《建筑给水排水设计规范》GB500l5—2003.中华人民共和国住房和城乡建设部.2003

[2]《室外给水设计规范》GB500l3—2006.上海市建设和交通委员会.2006

[3]《室外排水设计规范》GB50014—2006.上海市政工程设计研究总院.2006

[4]《给水排水设计手册》.中国市政工程东北设计研究院.2006

[5]《建筑给水排水工程》（第四版）.中国建筑工业出版社.2001

[6]《建筑制图标准》GB/T50104—2001.中国建筑工业出版社.2010

[7]《给水排水制图标准》.中华人民共和国建设部.2002

[1]

附录

宝鸡文理学院  2012  届本科毕业设计开题报告

论文题目：华阴十冶新区水系统设计

宝鸡文理学院  2012  届本科毕业设计结题报告

论文题目：华阴十冶新区水系统设计

宝鸡文理学院 20##届本科毕业设计答辩报告

论文题目：华阴十冶新区水系统设计