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1、精选优质文档-倾情为你奉上台州学院2012届毕业设计 学号： 台 州 学 院毕业设计计算书设计题目： 台州学院科研教学楼建设工程 设计编号： BYSJ-02-JS-07 学 院：建筑工程学院 专 业：给水排水工程 班 级：2008 级（1）班 姓 名：俞 潇 彬 指导教师：刘 树 元 完成日期：2012年 4月15日 答辩日期：2012年 4月18日专心-专注-专业台州学院科研教学楼给水排水设计学生姓名： 俞潇彬 指导教师：刘树元（台州学院建筑工程学院，2008级1班）摘要：本工程位于台州市，无冻土情况，地上11层，地下1层 (人防和设备层)，主要功能为双层机械停车、科研、办公、储藏、阅览、活
2、动、会议、手术、实验等，总建筑面积约为11300平方米，属于一类重要科研楼，设计共分为六个部分，分别为：生活给水系统设计排水系统设计消火栓系统设计自喷系统设计雨水系统设计和人防系统设计。生活给水系统设计包括各层给水平面图系统图及泵房大样图；排水系统设计包括各层排水平面图及排水系统图；消火栓系统设计包括各层消火栓平面图及消火栓系统图；自喷系统设计包括各层自喷平面图及自喷系统图；雨水系统设计包括各层雨水平面图及雨水系统图；人防系统设计包括人防系统平面图及人防系统图。本文通过设计计算，为该工程的给排水专业设计提供了有效的数据依据。关键词：科研教学楼；给水；排水；设计The Research Teac
3、hing Building Water Supply and drainage Design Of Taizhou UniversityStudent: Xiaobin Yu Adviser: Shuyuan Liu (College of Civil Engineering and Architecture, Taizhou University) Abstract: The design is a Eleven layer research teaching building water supply and drainage design,No permafrost conditions
4、.The main function for double mechanical research,office,storage,reading,activities,meetings,operation,experiment,A total construction area of about 11300square meters,Is a kind of important scientific research building,Design is divided into six parts,respectively:living water supply system design,
5、the drainage system design, fire hydrant system, automatic sprinkler system design design, system design and system design of civil air defense.Living water supply system design including the layer to horizontal plane diagram, system diagram and pump house detail drawing; drainage system design incl
6、uding the layer drainage plan and drainage system; fire hydrant system design including all levels of fire hydrant layout and fire hydrant system diagram; automatic sprinkler system design including the layer flowing planar graph and automatic sprinkler system diagram; system design including the la
7、yer of water layout and rainwater system diagram; air defense system design including air defense system plan and civil air defense system.This article through design calculation, for the water supply and drainage engineering design provides an effective basis.Key words: Research teaching building;
8、water supply; drainage; design目 录建筑给水排水设计1 工程概况本工程位于台州市，无冻土情况，地上11层，地下1层 (人防和设备层)，主要功能为双层机械停车、科研、办公、储藏、阅览、活动、会议、手术、实验等，总建筑面积约为11300平方米，属于一类重要科研楼，相对标高及绝对标高详见建筑图所示。市政采用低压供水，供水压力在0.40MPa，供水管管径为DN150;消防给水市政压力满足要求，设室外消防给水管道，用水量满足室外消防用水要求；市政排水管道齐备，标高能满足建筑排水要求；雨水统一收集进入市政雨水系统。2 建筑给水系统2.1 给水系统的确定2.2 用水量计算根据设
9、计所给资料，该工程为科研教学楼，最高日用水定额qd取40L/（人天），小时变化系数Kh取1.5。学生均人数为30人，共11层。最高日用水量：；平均时用水量：；最大时用水量：。式中：Qd最高日用水量，L/d； m用水单位数，人或床位数； qd最高日用水定额，L/（人天）； Qp平均时用水量，L/h； T建筑物的用水时间，h； Kh小时变化系数； Qh最大是用水量，L/h。2.3 给水管网水力计算进行给水管网最不利管段的水力计算，目的是算出各管段的设计秒流量，根据各管段的长度以及每个管段的当量数，进而根据水力计算表查出各管段的管径，每米管长沿程水头损失，计算管段沿程水头损失，最后算出管段水头损失之
10、和，进而根据水头损失算出所需压力。2.3.1科研教学楼设计秒流量计算当前我国使用的科研教学楼生活给水管道设计秒流量公式是：式中：qg计算管段设计秒流量，L/s； 根据建筑物而定的系数； Ng计算管段上卫生器具的当量总数，根据卫生器具种类和数量。建筑物名称值建筑物名称值幼儿园、托儿所、养老院门诊部、诊疗所办公楼、市场学校1.21.41.51.8医院、疗养院、休养所集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆客运站、会展中心、公共厕所2.02.53.0表3-1 根据建筑物用途而定的系数（）值查表得：系数值取1.8。即设计秒流量为：根据规定，各卫生器具的给水当量如下：浴盆=1.0，洗脸盆=0.75，坐便=0.5，洗
11、涤盆=1.0，洗衣机水嘴=1.0。生活给水管道的水流速度一般可按下表选取。但至少大于0.6m/s，最大不超过2m/s。生活给水管道的水流速度 表2-2公称直径（mm）15202540507080水流速速（m/s）1.01.21.51.82.3.2 科研教学楼各区生活给水管网水力计算科研教学楼低区给水管网水力计算表 表2-3-1管段编号卫生器具名称、当量、数量计算设计秒流量qg（L/s）管径D(mm)流速v(m/s)管长（m）单位水损i（kPa/m）管段沿程水损hy（kPa）累计水损hy（kPa）大便器0.5洗手盆0.75洗涤盆1.0小便器0.5 淋浴0.750-130.54 400.43 4.
12、40 0.06 0.25 0.25 1-2331.80 500.92 2.40 0.52 1.24 1.49 2-333132.05 501.05 2.00 0.52 1.03 2.52 3-444132.13 501.09 0.90 0.25 0.22 2.74 4-544162.27 501.15 1.60 0.25 0.39 3.13 5-6771162.46 700.64 2.20 0.07 0.16 3.29 6-15773162.55 700.66 14.60 0.07 1.05 4.34 7-82221.82 500.93 7.10 0.52 3.67 3.67 8-94442.
13、12 501.08 7.10 0.25 1.74 5.41 9-156662.35 700.61 10.50 0.07 0.76 6.17 10-11111211.82 700.47 0.20 0.05 0.01 0.01 11-16322222.09 700.54 20.00 0.05 0.98 0.99 12-13111.35 401.07 2.70 0.22 0.59 1.58 13-143211.82 500.93 2.70 0.52 1.40 2.97 14-1753222.10 501.07 22.00 0.25 5.39 5.39 15-16131331123.01 700.78
14、 3.79 0.10 0.38 10.88 16-17161553143.25 700.85 3.79 0.13 0.50 12.37 17-18201875143.47 700.90 11.79 0.13 1.54 19.31 图2-3-1 科研教学楼低区给水管网水力计算简图科研教学楼中区给水管网水力计算表 表2-3-2管段编号卫生器具名称、当量、数量管径D(mm)流速v(m/s)管长（m）每米管长沿程水头损失i（kPa/m）管段沿程水损hy（kPa）累计水损hy（kPa）大便器0.5洗手盆0.75洗涤盆1.0小便器0.5浴盆 1.0淋浴 0.75当量总数Ng计算设计秒流量qg（L/s）1-
15、232.25 0.45 250.92 3.2 0.39 1.24 1.24 2-4771614.25 2.33 501.19 3.9 0.25 0.96 2.19 3-4212.50 0.47 320.59 3.1 0.14 0.42 2.62 5-61112.00 1.62 500.83 11.5 0.12 1.37 3.98 6-123336.00 1.93 500.99 7.2 0.52 3.72 7.71 7-83336.00 1.93 500.99 9.2 0.52 4.76 12.46 8-1155510.00 2.15 501.09 3.5 0.25 0.86 13.32 9-1
16、02224.00 1.80 500.92 7.1 0.52 3.67 16.99 10-114448.00 2.05 501.04 3.9 0.25 0.96 17.95 11-1299918.00 2.47 700.64 8.4 0.07 0.60 18.55 12-1312121224.00 2.67 700.69 2.3 0.07 0.17 18.72 4-137731616.75 2.43 700.63 14.7 0.07 1.06 19.78 13-431919311840.75 3.12 700.81 2.1 0.10 0.21 18.92 14-15222.00 1.62 500
17、.83 3.0 0.12 0.36 19.28 15-4463127.25 2.01 501.02 19.0 0.52 9.82 29.10 16-17222.00 1.62 500.83 3.0 0.12 0.36 29.46 17-4563127.25 2.01 501.02 19.0 0.52 9.82 39.28 18-19222.00 1.62 500.83 3.0 0.12 0.36 39.64 19-2363127.25 2.01 700.52 19.0 0.05 0.93 40.57 20-221112.25 1.65 500.84 18.5 0.12 2.20 42.77 2
18、1-2225116.00 1.93 500.99 11.7 0.52 6.05 48.82 22-23361118.25 2.06 501.05 2.4 0.25 0.59 49.41 23-4699131115.52.38 700.62 2.10.0720.15 49.56 24-252221.62 500.83 30.1190.36 49.92 25-2963127.252.01 501.02 190.5179.82 59.74 26-2821.50.37 250.75 70.2791.95 61.70 27-2832.250.45 320.56 9.20.1371.26 62.96 28
19、-2953.750.58 320.72 20.1810.36 63.32 29-476812112.19 501.12 2.10.2450.51 63.83 30-3131.50.37 250.75 30.2790.84 64.67 31-325341.80 500.92 1.70.5170.88 65.55 33-35430.52 320.65 180.1813.26 68.81 34-3532.250.45 320.56 210.1372.88 71.68 32-35521261.93 500.99 10.40.5175.38 77.06 35-48591211.252.21 501.12
20、 2.10.2450.51 77.57 36-37111.251.54 500.78 30.1190.36 77.93 37-4211121.62 500.83 12.30.1191.46 79.40 38-40430.52 320.65 11.10.1812.01 81.40 39-4010.750.26 250.53 11.80.1882.22 83.62 40-4153.750.58 320.72 8.40.1811.52 85.14 41-4253.750.58 320.72 2.30.1810.42 85.56 42-491615.751.92 500.98 2.10.2450.51
21、 86.07 43-441919311840.753.12 700.81 3.790.2410.91 86.99 44-4525224318483.28 700.85 3.790.2741.04 88.03 45-463125551855.253.43 700.89 3.790.2741.04 89.06 46-4740346811970.753.72 700.97 3.790.3651.38 90.45 47-48464271011981.753.91 701.02 3.790.3651.38 91.83 48-495151812119934.09 701.06 3.790.3651.38
22、93.21 49-50525781212098.754.18 701.09 23.160.46810.84 104.05 图2-3-2 科研教学楼中区给水管网水力计算简图2.3.3 科研教学楼各区给水管网压力计算系统所需压力按下式计算：式中：H系统所需水压，kPa； H1贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa； H2管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的25%； H3水表的水头损失，kPa； H4最不利配水点的流出水头，kPa。低区：计算局部水头损失hj：hj =30%hy=0.319.31=5.793kPa所以，计算管路的等回头损失为：H2=（hy+hj）=
23、19.31+5.793=25.103kPa。所以给水管网所需压力H：校核低区所需压力：市政供水压力为0.40MPa，能满足低区供水压力要求。中区：计算局部水头损失hj：hj =30%hy=0.3104.05=31.215kPa所以，计算管路的等回头损失为：H2=（hy+hj）=104.05+31.215=135.265kPa。所以给水管网所需压力H：2.4 设备的计算和选择2.4.1贮水池计算本设计中区采用设水泵的给水方式，因为市政给水管网不容许水泵直接从管网抽水，故在地下室设置贮水池，贮水池容积按下式计算：式中：V贮水池有效容积，m3； Qb水泵出水量，m3/h； Qj水池进水量，m3/h；
24、 Tb水泵最长连续运行时间，h； Tt水泵运行的间隔时间，h； Vf消防贮备水量，m3； Vs生产事故备用水量，m3。在资料不足时，贮水池的容积亦可按照最高日用水量的20%25%确定，如按20%确定，则V=52820%=105.6m3。本设计中，低区利用市政管网压力供水，故需计算中区变频调速水泵的设备选型数据要求。管段水头损失计算 表2-4-1管段流量（m3/h）管径（mm）流速（m/s）单阻i（kPa/m）管长（m）水头损失（kPa）吸水管侧10.8501.140.2450.50.1225压水管侧10.8501.140.245102.625.137合计h25.2595变频调速供水方式，水泵的
25、出水量要满足系统高峰用水要求，故中区水泵的出水量应按中区给水系统的设计秒流量确定，已知设计秒流量为4.18L/s。 生活泵的扬程HbH=H1+H2+H4H1为贮水池最低水位至最不利配水点的标高差，最不利点（10层卫生器具）标高为（37.9+1.2）m，(41.7+4.0)m=45.7m(贮水池的最低水位为-4.0m）；H2为水泵吸水管路和压水管路的总水头损失：1.25（25.3+7.2）=40.6kPa=4.06m（局部水头损失取沿程水头损失的25%）；H4为最不利配水卫生器具流出水头，按10m计算。则有H=46.9+4.06+10=60.96m按Qs=3.0L/s，H=61mH2O，选用50
26、MSL7-5.5型立式多级泵2台，一用一备。水泵性能：Qs=3.75L/s，H=67.9mH2O，电动机功率N=5.5kW。3 建筑消防系统3.1 消火栓系统的确定根据设计条件，参照高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）（2005年版）（以下简称高规）及自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）（2005年版），确定该建筑为一类建筑，火灾危险等级为中危险级一级。根据高规，该建筑需要设置室内消火栓给水系统，室外消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。同一时间的火灾次数按一次计。根据高规第7.3.3规定，火灾持续时间按3小时计算，自动喷水灭火系统火灾持续时间按1小时计算。根据高规第7
27、.2.2规定，室内消火栓用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30L/s。其中消防给水市政压力满足要求，设室外消防给水管道，用水量满足室外消防用水要求。即室外消火栓用水量由市政消防给水满足。根据自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）第5.0.1规定，自动喷水灭火系统的喷水强度为6L/minm2，作用面积为160m2，经计算自动喷水灭火系统消防用水量为L/s。所以消防用水总量为40+16=56L/s。3.1 室内消火栓给水系统3.1.1消火栓的布置本设计建筑总高度46.5m，属于中危险级，按要求，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。本设计中消火栓系统采
28、用DN6519的直流水枪，25m长DN65的麻织水带。消火栓保护半径可按下列计算公式计算： 式中：R消火栓保护半径，m； C水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.80.9； Ld水带长度，m； h水枪充实水柱长度的平面投影长度，m；h=0.71Hm，对一般建筑由于两楼 板间的限制，一般取h=3.0m，在本设计中取10m。因此，消火栓的保护半径为：=250.851031.25m消火栓布置间距采用下式计算： 式中：S消火栓间距，m； R消火栓保护半径，m； B消火栓最大保护宽度，m。3.1.2消火栓口所需的水压（1）水枪喷嘴处水压： 式中：Hq水枪喷嘴处水压，kPa； Hf垂直射流高度，m； 与水枪
29、喷嘴口径有关的阻力系数，可按经验公式计算； Hm水枪充实水柱高度，m； af实验系数af=1.19+80（0.01Hm）。经查表，水枪喷口直径选19mm，充实水柱取Hm=12m。因此，水枪喷嘴处所需水压为：=mH2O=169kPa。（2）水带阻力水带阻力损失： 式中：hd水带阻力损失，kPa； Ld 水带有效长度，m； Az水带阻力系数； qxh水枪的射流量，L/s。本设计中，19mm的水枪配65mm的麻织水带。查表可知65mm的水带阻力系数值为0.00430，水枪水流特性系数B=1.577。水枪喷嘴实际出流量：=5.16 L/s因此，水带阻力损失为：0.00430255.1621028.62
30、kPa。因此，消火栓口所需水压： 式中：Hxh消火栓口的水压，kPa ； Hq水枪喷嘴处的压力，kPa； Hd水带的水头损失，kPa； Hk消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。所以：169+28.62+20=217.62kPa。3.1.3 校核设置的消防贮水高位水箱最低水位42.5m，最不利点消火栓栓口高程41.2m，则最不利点消火栓口的静水压力为42.5-41.2=1.3m=0.3MPa0.7MPa，按照高规，第7.4.7.2条规定，需要设增压设施。增压设施选用带小型气压罐的补压装置。使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁，用气压罐增压调节容积又很小，综合考虑两方面的因素，增压设施采用稳压泵和小
31、型气压罐联合使用，将其设置在屋顶气压罐给水间里。消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵，对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。稳压泵的压力可根据系统压力而确定，稳压泵的压力可根据系统压力而确定，一般稳压泵的压力比主泵高0.1Mpa0.2MPa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍1.2倍。对于稳压泵的流量，我国高规第7.4.8条增压设施应符合下列规定：对消火栓给水系统不应大于5L/S；对自动喷水系统不应大于1L/s。稳压泵的运行有三个压力控制点，稳压上限点为稳压泵停止运行其数值相当于消防给水系统正常压力值；稳压下限点稳压泵启动，系统压力小于稳压上限点5mH2O；主泵启动点，消防主要工作泵
32、启动，其数值小于稳压下限点1015 mH2O。在该工程中稳压泵的流量按1.0 L/s设计，这是因为系统的渗透量小，稳压泵的流量设计过大，将延迟消防主泵的启动，以至于不能启动。稳压泵：流量为：Q=1.0 L/s； 扬程为：21.76(42.5-41.2)=20.46mH2O所以选用GDR3220型管道泵。流量为1.0 L/s时，扬程21m，功率0.75kW。气压罐的容量理论上应为两只水枪和五个喷头30s的用水量，即（25+51）30=450L。隔膜式气压水罐选为SQL100*0.60，450L，详参图集98S205。在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高，完全能
33、满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。3.1.4消火栓水力计算根据规范，按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为x1，出水枪数为3支，相邻消防竖管为x2，出水枪数为3支。次相邻竖管出水枪数为2支。169+28.62+20=217.62kPa=21.76mH2O=h21.763.60.21725.577mH2O（为1点和2点的消火栓间距，为12管段的水头损失）1点的水枪射流量：5.64L/s进行消火栓给水系统水力计算时，按图4.1以枝状管路计算，配管水力计算成果见表4.1。管路水头总损失为：Hw41.21.1=45.32kPa消火栓给水系统所需总水压为Hx=H1
34、+Hxh+Hw(42.5+4+1.1)10+217.6+45.32=738.92kPa消火栓总用水量Qx36.63L/s，故选用消防泵型号为：HBD(HWL)5/40型2台，一用一备。（Q40L/s，H50m，N45kW）。3.1.5其他设施的设计（1）水泵接合器水泵接合器的设置数量按室内消防水量计算确定，该建筑室内消火栓用水量为40L/s，每个水泵接合器的流量按15L/s计，故设置3个水泵接合器。消防水泵接合器安装与建筑外墙上，以满足明显、使用方便的要求。（2）消火栓的减压当消防水泵工作时，消火栓处的压力不能超过1.0MPa, 当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。故科研教学
35、楼每层均采用普通型消火栓。（3）消防水箱消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算：601000=36.6310601000=21.98m3。为避免水箱容积过大，按建筑设计防火规范，选用消防水箱贮水量18m3。消防水箱内的贮水由生活提升泵从生活水池提升充满备用。（4）消防贮水池消防贮水池的设计详见4.3自动喷水灭火系统。3.2 自动喷水灭火系统根据规范，该建筑为中危一级，设计喷水强度为6L/minm2，作用面积为160m2，喷头距墙不小于0.6m，不大于1.8m。喷头按正方形布置，间距设置为3.6m，最小间距为1.8m。3.2.1自喷系统的布置采用湿式闭式标准喷头，采用下喷。报警阀进出口的控
36、制采用信号阀，报警阀设在地面高度1.2m。自喷系统设置水泵接合器，每个水泵接合器的流量按1015L/s计算。自喷系统的设计流量取为理论流量的1.3倍，即1.316=20.8L/s，取21L/s，自喷系统设置2个水泵接合器，型号同消火栓系统。3.2.2自喷系统水力计算自喷系统水力计算的目的在于确定管网各管段管径、计算系统所需的供水压力、确定高位水箱的安装高度和选择消防泵。本设计采用作用面积法进行管道水力计算。（1）喷头出水量计算：qK 式中：q 喷头出水量，L/min； K喷头流量系数，标准喷头K=80； P喷头工作压力，MPa。（2）管段的设计流量计算管段的设计流量是从最不利点的喷头开始，逐个
37、算出各喷头节点的出流量和各管道中流量，直至喷头的出流量达到公式4.6所示最大允许值为止。管道中的最终设计流量应满足公式Q（1.151.30）Q 式中： Q管道设计流量，L/s； Q理论流量，L/s，为喷水强度与作用面积的乘积。（3）自喷系统水力计算本设计计算最不利用水点位于10层。使用作用面积法对自喷系统进行水力计算。每个喷头的喷水量为L/min=1.33L/s作用面积内的设计秒流量为=181.33=23.94L/s理论秒流量为L/s比较与，设计秒流量为理论秒流量的1.22倍，符合要求。作用面积内的计算平均喷水强度为L/（minm2），此值大于规定要求6L/（minm2）。按公式推求出喷头的保护半径=2.19m，取R=2.19m。作用面积内最不利点处4个喷头的所组成的保护面积为=（=24m2每个喷头保护面积=/4=24/4=6m2其喷水强度q=80/6=13.33 L/6.0 L/管段总损失管道沿程水头损失计算：hALQ2 式中：h计算管段沿程水头损失，m； A比阻值，S2/L2； L计算管段长度，m； Q 计算管段流量，L/s。科研教学楼自喷枝状管道水力计算表 表3-2-2管段编号DN(mm)dj(mm)喷头数Q（L/s）比阻A（L/s）L(m)h(kPa)12252610.94 0.43670 2.60 1.01 23323532.83 0.