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毕业论文网 > 毕业论文 > 土木建筑类 > 给排水科学与工程 > 正文

南京江北新区某办公大楼建筑给排水设计毕业论文

 2022-01-26 11:23:36  

论文总字数:26382字

19届毕业设计(论文)

题 目:南京市江北新区某办公大

楼建筑给排水设计

专 业:给排水科学与工程

班 级: 给水1501

姓 名: 张宇

指导老师: 尤朝阳

起讫日期:2018/12-2019/6

2019年06月

目录

1.项目概述 3

1.1项目背景概述 3

1.2给水情况概述 3

1.3排水情况概述 3

1.4雨水情况概述 4

1.5消防情况概述 4

2.给水系统设计与计算 4

2.1方案比较 4

2.2给水方案的确定 5

2.3给水管材的确定 5

2.4给水管道的敷设 5

2.5给水系统水力计算 6

2.6各种厕所水力计算 15

2.7减压措施 18

2.8贮水池设计 19

2.8给水泵以及水表的选择 19

2.9水表的选择 20

3.排水系统设计与计算 20

3.1排水方式的确定 20

3.2排水管材的确定 20

3.3排水系统水力计算 20

3.4各厕所排水系统水力计算 23

3.5集水坑以及潜污泵的选择 27

4.雨水系统设计与计算 27

4.1设计暴雨强度 27

4.2汇水面积 27

4.3雨水量计算 27

4.4雨水立管的管材、管径确定 28

4.5雨水斗得选用 28

4.6雨水溢流量的计算 28

5.室内消火栓系统设计与计算 29

5.1建筑的分类与耐火等级确定 29

5.2消防给水系统的设计 29

5.3消火栓给水系统管材及附件的确定 30

5.4消火栓的布置 30

5.5水枪喷嘴处所需的水压 31

5.6水枪喷嘴的出流量 31

5.7水带阻力 32

5.8消火栓口所需的水压 32

5.9消火栓系统水力计算 33

5.10消火栓系统减压措施 35

5.11消火栓系统水泵以及稳压设备的选择 36

5.12消防水箱的确定 36

5.13消防贮水池的确定 36

5.14水泵接合器 36

6.自动喷水灭火系统的设计与计算 37

6.1火灾危险等级的确定 37

6.2系统设计参数的确定 37

6.3灭火系统的确定 37

6.4湿式系统的喷头选型 37

6.5 自喷系统管材的确定 37

6.6自喷系统的水力计算 37

6.7减压措施 44

6.8水泵以及稳压设备的选择 44

7.泵房的设计与计算 45

7.1各系统水泵的选择 45

7.2各系统水泵的尺寸 45

7.3机组基础设置 45

1.项目概述

1.1项目背景概述

该建筑位于南京江北新区某办公大楼,建筑属高层公共建筑公,共十层,建筑总高度为59m,地上十层,地下一层。

1.2给水情况概述

建筑的北侧、南侧43M处分别有一市政给水管道经过,管顶标高为-1.5M,管径为DN200,供水最低压力为25M水头。

由于高层建筑对给水的安全可靠性要求比较高,本设计采用独立的生活给水系统、消防给水系统。对于生活给水系统,如果只采用一个分区给水,对于底层,会导致水压过大,水龙头开启时,水流喷溅严重,严重浪费水资源;且底层配水点水压过大,易产生水锤,损坏管道及附件。故本设计采用1~4层有市政给水管网直接供水、5~10层采用变频泵在给水泵房加压后供水。且不设置高位水箱,避免水质常见存放变质以及二次污染。

1.3排水情况概述

建筑北侧50M处分别有一市政污水管,管顶标高为-2.0M

根据《建筑给水排水工程》第七版,排水系统分为合流制与分流制。分别指生活废水与生活污水独立或一起排水。该建筑为高层公共建筑,结合每层卫生器具的数量、用途等因素,本设计采用合流制。

每个连接大便器的排水横支管末端分别设计检查口,方便维修管段;每根排水立管分别设置通气管。

考虑到上层排水时的各种情况,防止1层排水污水淤积,本设计将采用1层单独排水的设计来避免该情况。

1.4雨水情况概述

建筑北侧58M处分别有一市政雨水管,管顶标高-3.0M。

屋面雨水由雨水斗收集,经雨水落水管,排至建筑外雨水检查井,最终排入市政雨水管。考虑到建筑的美观,本设计于建筑内部设置雨水落水管。

1.5消防情况概述

屋顶设有不锈钢消防水箱,地下层设生活消防水池并有水泵房,并有自动报警装置。建筑因为是公共建筑,所以除设有消水栓系统外,还设有自动喷水灭火系统。

自动喷水灭火系统:该建筑为一类公共建筑,火灾危险等级为中危险级Ⅰ级,宜采用湿式自动喷水灭火系统。

室内消火栓系统:室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。室内消防给水管道应布置成环状。

2.给水系统设计与计算

2.1方案比较

根据市政管网的给水压力以及该建筑的结构布置等情况,本设计可选用一下两种方案:

1.采用变频水泵加压供水,不设置高位水箱

通过流量来确定电机的转速,从而使水泵的流量、扬程、功率满足各时间段的不同给水流量要求,低压区采用市政管网给水,高压区采用变频泵水泵供水。

优点:不需要设计高位水箱,建筑的载重设相比简单,避免了由于水箱的存在使得生活用水变质或二次污染;工作人员操作简单,设计自动化程度高;水压稳定,避免了高压产生的水锤现象,损坏管段以及用水器具。

缺点:不适合作为大流量供水设备,设计是对于水、电的设计要求更高。

2.采用加压泵和高位水箱供水

该方案低压区任是由市政给水管网给水,高压区由加压泵由贮水池加压供给用水器具以及高位水箱。

优点:系统简单、设备安装简单、管理维修方便。

缺点:由于高位水箱的存在,对于建筑的结构等方面有了更高的要求,且水箱易造成二次污染。

根据该建筑的实际情况,本设计采用变频泵加压供水

2.2给水方案的确定

小区以市政给水管网为水源,管网供水最低压力为25M水头,由经验公式可计算得到,考虑到供水安全性能问题,该建筑采用1~4层有市政给水管网直接供水、5~10层采用变频泵在给水泵房加压后供水。该建筑得供水为上行下给供水。

2.3给水管材的确定

查阅《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版),第3.4.2、3.4.3条例,与该设计相结合,采用塑料给水管,即PPR管,热熔连接。

2.4给水系统水力计算

本建筑为公共建筑,建筑地上面积为13190.4m2,每人使用面积按4 m2计算,人数总计为3300人。

查阅《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版),表3.1.10,该建筑的最高日用水定额取50L每人每班,使用时数取8,小时变化系数取1.2,则该建筑的最高日用水量为165m3/d。最大小时用水量为24.75 m3/h.

第一部分、由生活给水泵供水的水力计算

1.给水管道设计秒流量计算

该建筑的生活给水设计秒流量,应按下式计算:

式中: ----本设计中采用1.5

2.管道的卫生器具给水当量

卫生器具当量如下表所示:

卫生器具

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

盥洗池

给水当量

0.75

0.5

0.5

0.5

0.75

额定流量(L/S)

0.15

0.1

0.1

0.1

0.15

3.设计秒流量计算

计算草图:

(详见文件给水计算草图)

管道的卫生器具给水当量总数与设计秒流量计算(按最不利管道计算)如下表所示

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

0.75

0.15

2-3

2

1.5

0.3

3-9

3

2.25

0.45

4-5

1

0.5

0.1

5-6

2

1

0.2

6-7

3

1.5

0.3

7-8

4

2

0.4

8-9

5

2.5

0.47

9-10

3

5

4.75

0.65

11-12

1

0.5

0.1

12-13

2

1

0.2

13-14

3

1.5

0.3

14-15

4

2

0.4

15-10

4

1

2.5

1.67

10-16

3

4

1

5

7.25

2.32

16-17

6

8

2

10

14.5

4.64

17-18

9

12

3

15

21.75

6.96

18-19

12

16

4

20

29

9.28

19-20

15

20

5

25

36.25

11.6

20-21

18

24

6

30

42

13.92

21-22

18

24

6

30

42

13.92

4.管道流速和管径的设计与计算

,生活给水管道的水流速度,宜按下表采用

公称直径(mm)

15~20

25~40

50~70

≥80

水流速度(M/S)

≤1.0

≤1.2

≤1.5

≤1.8

各卫生器具连接管公称直径如下表所示

卫生器具

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

盥洗池

连接管公称直径(mm)

15

15

25

15

15

给水管道流速与管径的设计如下表所示:

管段编号

设计秒流量

管径

流速

1-2

0.15

15

0.85

2-3

0.3

20

0.96

3-9

0.45

25

0.92

4-5

0.1

15

0.57

5-6

0.2

20

0.64

6-7

0.3

20

0.96

7-8

0.4

25

0.82

8-9

0.47

25

0.96

9-10

0.65

25

1.32

11-12

0.1

25

0.20

12-13

0.2

25

0.41

13-14

0.3

25

0.61

14-15

0.4

25

0.82

15-10

1.67

40

1.33

10-16

2.32

50

1.18

16-17

4.64

70

1.21

17-18

6.96

80

1.39

18-19

9.28

100

1.18

19-20

11.6

100

1.48

20-21

13.92

100

1.77

21-22

13.92

100

1.77

经校核,该设计可以采用该计算数值。

5.管道沿程水头损失和局部水头损失计算

本设计横支管采用塑料给水管,即PPR管,热熔连接。高层建筑给水立管采用铸钢管。给水管道的沿程水头损失可按下式计算

管道沿程水头损失和局部水头损失计算如下表所示,其中局部水头损失按沿程水头损失的20%计算:

管道编号

设计秒流量(l/s)

管径(mm)

海登威廉系数

单位长度水头损失i

管长

管段沿程水头损失(kpa)

沿程水头损失累计(kap)

1-2

0.15

15

140

0.72

700

0.51

0.51

2-3

0.3

20

140

0.64

700

0.45

0.96

3-9

0.45

25

140

0.46

850

0.39

1.35

4-5

0.1

15

140

0.34

750

0.26

1.60

5-6

0.2

20

140

0.30

750

0.23

1.83

6-7

0.3

20

140

0.64

750

0.48

2.31

7-8

0.4

25

140

0.37

750

0.28

2.59

8-9

0.47

25

140

0.50

120

0.06

2.65

9-10

0.65

25

140

0.91

4000

3.62

6.27

11-12

0.1

25

140

0.03

950

0.03

6.29

12-13

0.2

25

140

0.10

950

0.10

6.39

13-14

0.3

25

140

0.22

950

0.21

6.60

14-15

0.4

25

140

0.37

738

0.27

6.87

15-10

1.67

40

140

0.53

597

0.31

7.18

10-16

2.32

50

140

0.33

800

0.26

7.44

16-17

4.64

70

100

0.43

8000

3.40

10.85

17-18

6.96

80

100

0.47

6000

2.82

13.66

18-19

9.28

100

100

0.27

4000

1.08

14.74

19-20

11.6

100

100

0.41

4000

1.63

16.38

20-21

13.92

100

100

0.57

4000

2.29

18.66

21-22

13.92

100

100

0.57

70450

40.25

58.91

由上表可得,给水管道得沿程水头损失为,。

6.生活给水泵的选择

当水泵与室外给水管网间接连接,从贮水池抽水时

式中:---该设计中取2m。

故该设计的生活给水泵的扬程为

取55米扬程,设计流量为13.92l/s.

为供水安全,本设计采用1用1备供水,单泵的扬程为70m,设计流量为14l/s。

故泵的型号为:65MSX5-11,额定流量为15l/s,额定扬程为75m

二、市政管网直供的水力计算

1.给水情况说明

小区以市政给水管网为水源,管网供水最低压力为25M水头,由经验公式可计算得到,考虑到供水安全性能问题,该建筑采用1~4层有市政给水管网直接供水。

2. 管道的卫生器具给水当量总数与设计秒流量计算(按最不利管道计算)

计算草图

管道的卫生器具给水当量总数与设计秒流量计算(按最不利管道计算)如下表所示

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

0.75

0.15

2-3

2

1.5

0.3

3-9

3

2.25

0.45

4-5

1

0.5

0.1

5-6

2

1

0.2

6-7

3

1.5

0.3

7-8

4

2

0.4

8-9

5

2.5

0.47

9-10

3

5

4.75

0.65

11-12

1

0.5

0.1

12-13

2

1

0.2

13-14

3

1.5

0.3

14-15

4

2

0.4

15-10

4

1

2.5

1.67

10-16

3

4

1

5

7.25

2.32

16-17

6

8

2

10

14.5

4.64

17-18

9

12

3

15

21.75

6.96

18-19

12

16

4

20

29

9.28

19-20

15

20

5

25

36.25

11.6

3.管道流速和管径设计

设计依照条例如上文所示,设计结果如下表所示

管段编号

设计秒流量

管径

流速

1-2

0.15

15

0.85

2-3

0.3

20

0.96

3-9

0.45

25

0.92

4-5

0.1

15

0.57

5-6

0.2

20

0.64

6-7

0.3

20

0.96

7-8

0.4

25

0.82

8-9

0.47

25

0.96

9-10

0.65

25

1.32

11-12

0.1

25

0.20

12-13

0.2

25

0.41

13-14

0.3

25

0.61

14-15

0.4

25

0.82

15-10

1.67

40

1.33

10-16

2.32

50

1.18

16-17

4.64

70

1.21

17-18

6.96

80

1.39

18-19

9.28

100

1.18

19-20

11.6

100

1.48

经校核,该管段的流速均满足《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版),第3.6.9条例,该设计可以采用改该计算数值。

4. 管道沿程水头损失和局部水头损失计算

管道编号

设计秒流量(l/s)

管径(mm)

海登威廉系数

单位长度水头损失i

管长

管段沿程水头损失(kpa)

沿程水头损失累计(kap)

1-2

0.15

15

140

0.72

700

0.51

0.51

2-3

0.3

20

140

0.64

700

0.45

0.96

3-9

0.45

25

140

0.46

850

0.39

1.35

4-5

0.1

15

140

0.34

750

0.26

1.60

5-6

0.2

20

140

0.30

750

0.23

1.83

6-7

0.3

20

140

0.64

750

0.48

2.31

7-8

0.4

25

140

0.37

750

0.28

2.59

8-9

0.47

25

140

0.50

120

0.06

2.65

9-10

0.65

25

140

0.91

4000

3.62

6.27

11-12

0.1

25

140

0.03

950

0.03

6.29

12-13

0.2

25

140

0.10

950

0.10

6.39

13-14

0.3

25

140

0.22

950

0.21

6.60

14-15

0.4

25

140

0.37

738

0.27

6.87

15-10

1.67

40

140

0.53

597

0.31

7.18

10-16

2.32

50

140

0.33

800

0.26

7.44

16-17

4.64

70

100

0.43

4000

1.70

9.14

17-18

6.96

80

100

0.47

4000

1.88

11.02

18-19

9.28

100

100

0.27

4000

1.08

12.10

19-20

11.6

100

100

0.41

60000

24.47

36.57

由上表可得,给水管道得沿程水头损失为,则,

5.给水系统所需压力的校核

满足市政管网的给水压力,经校核:故该建筑1-4层的给水设计符合要求。

2.6各种厕所水力计算

分别计算每种卫生器具不一样的厕所,分别有:3~10层男厕所、3~10层女厕所、2层男厕所、1~2层女厕所、1层男厕所,共5种类型。

3~10层男厕所水力计算:

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

管径

流速

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

0.75

0.15

15

0.85

2-3

2

1.5

0.3

20

0.96

3-9

3

2.25

0.45

25

0.92

4-5

1

0.5

0.1

15

0.57

5-6

2

1

0.2

20

0.64

6-7

3

1.5

0.3

20

0.96

7-8

4

2

0.4

25

0.82

8-9

5

2.5

0.47

25

0.96

9-15

3

5

4.75

0.65

25

1.32

10-11

1

0.5

0.1

25

0.20

11-12

2

1

0.2

25

0.41

12-13

3

1.5

0.3

25

0.61

13-14

4

2

0.4

25

0.82

14-15

4

1

2.5

1.67

40

1.33

15-16

3

4

1

5

7.25

2.32

50

1.18

3~10层女厕所水力计算

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

管径

流速

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

 

 

 

0.75

0.26

15

0.85

2-3

2

 

 

 

1.5

0.3

20

0.96

3-4

3

 

 

 

2.25

0.45

25

0.92

4-6

4

 

 

 

3

0.52

25

1.06

5-6

1

 

 

 

0.75

0.26

20

0.48

6-12

5

 

 

 

3.75

0.58

25

1.18

7-8

 

1

 

 

0.5

0.1

25

0.20

8-9

 

2

 

 

1

0.2

25

0.41

9-10

 

3

 

 

1.5

0.3

25

0.61

11-12

 

4

1

 

2.5

0.4

25

0.96

12-13

5

4

1

 

6.25

0.75

30

1.06

2层男厕所水力计算

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

管径

流速

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

 

 

 

0.75

0.15

15

0.85

2-3

2

 

 

 

1.5

0.3

20

0.96

3-9

3

 

 

 

2.25

0.45

25

0.92

4-5

 

 

 

1

0.5

0.1

15

0.57

5-6

 

 

 

2

1

0.2

20

0.64

6-7

 

 

 

3

1.5

0.3

20

0.96

7-8

 

 

 

4

2

0.4

25

0.82

8-9

 

 

 

5

2.5

0.47

25

0.96

9-14

3

 

 

5

4.75

0.65

25

1.32

10-11

 

1

 

 

0.5

0.1

25

0.20

11-12

 

2

 

 

1

0.2

25

0.41

12-13

 

3

 

 

1.5

0.3

25

0.61

13-14

 

3

1

 

2

0.4

25

0.82

14-15

3

3

1

5

6.75

0.78

30

1.10

1~2层女厕所水力计算

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

管径

流速

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

1-2

1

 

 

 

0.75

0.15

15

0.85

2-3

2

 

 

 

1.5

0.3

20

0.96

3-4

3

 

 

 

2.25

0.45

25

0.92

4-6

4

 

 

 

3

0.52

25

1.06

5-6

1

 

 

 

0.75

0.15

20

0.48

6-11

5

 

 

 

3.75

0.58

25

1.18

7-8

 

1

 

 

0.5

0.1

25

0.20

8-9

 

2

 

 

1

0.2

25

0.41

9-10

 

3

 

 

1.5

0.3

25

0.61

10-11

 

3

1

 

2

0.4

25

0.82

11-12

5

3

1

 

5.75

0.72

30

1.02

1层男厕所水力计算

管道编号

卫生器具数量

当量总数

设计秒流量(L/S)

管径

流速

卫生器具名称

洗手盆

蹲便器

坐便器

小便器

盥洗池

Ng=0.75

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.5

Ng=0.75

1-2

1

0.75

0.15

15

0.85

2-3

2

1.5

0.30

20

0.96

3-10

3

2.25

0.45

25

0.92

4-5

1

0.75

0.15

15

0.85

5-6

1

1

1.25

0.25

20

0.80

6-7

2

1

1.75

0.35

20

1.11

7-8

3

1

2.25

0.45

25

0.92

8-9

4

1

2.75

0.50

25

1.01

9-10

5

1

3.25

0.54

25

1.10

10-15

5

1

3.25

0.54

25

1.10

11-12

1

0.5

0.10

25

0.20

12-13

2

1

0.20

25

0.41

13-14

3

1.5

0.30

25

0.61

14-15

3

1

2

0.40

25

0.82

15-16

3

3

1

5

1

7.5

0.82

30

1.16

2.7减压措施

查规范,最低处卫生器具给水配件的净水压力控制在0.35~0.45MPa之间。

则本设计第十层的动水压力为

一次推出各层流量:

楼层

动水压力

剩余压力

减压阀规格

减后水压

10

0.3386

0

9

0.3916

0.053

8

0.4446

0.106

7

0.4976

0.159

6

0.5506

0.212

设置减压阀

0.20

5

0.6036

0.265

设置减压阀

0.20

2.8贮水池设计

本建筑为公共建筑,设每个办公室有3~4人,估算该办公楼有200人值班,该建筑的最高日用水量为10m3,最大小时用水量为1.5 m3。则贮水池的容积为6.18 m3,考虑到各种未预见水量,取6.5 m3。尺寸为2X2X2.5(m)。

2.8给水泵以及水表的选择

生活给水泵的选择:

当水泵与室外给水管网间接连接,从贮水池抽水时

式中:---水泵扬程

---贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所计算的静水压,该设计中为43.8m

---水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失

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