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1、24 层住宅的建筑给排水设计北京石油化工学院北京石油化工学院本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告题目名称：题目名称： 24 层住宅的建筑给排水设计层住宅的建筑给排水设计 题目类型：题目类型： 机械工程设计类机械工程设计类 学生姓名：学生姓名： 邱斌斌邱斌斌 专专 业：业： 环境工程环境工程 学学 院：院： 机械工程学院机械工程学院 年年 级：级： 2014 指导教师：指导教师： 吴莉娜吴莉娜/讲师讲师 2014 年年 3 月月 11 日日24 层住宅的建筑给排水设计一、选题背景、研究意义及文献综述1、选题背景一般来讲，任何建筑都必须进行给排水设计，这与建筑使用的安全性和舒适
2、性密切相关。随着建筑业的发展、建筑给水排水专业迅速发展, 已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。技术方面, 我国管理人员积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术,专业技术有了明显的突破和发展, 其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出。组织方面, 成立了全国建筑给水排水工程标准技术委员会和中国土木学会给水排水学会建筑给水排水委员会。近年来学术活动踊跃, 并加强了国际间的技术交流。建筑给排水专业早已成为中国乃至世界的潮流专业。随着近年来我国经济的飞速发展，城市土地资源的日益稀少，高层建筑犹如雨后春笋般冒出来，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
3、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、多层建筑物的给水排水工程的范畴。对于高层建筑来说，它对供水水量、水压和对供水的安全程度以及对排水的可靠性等方面的要求都很高；同时，高层建筑的功能复杂，失火可能性大，失火后蔓延迅速，人员疏散及扑救困难。因此，高层建筑室内给排水、消防给水工程在设计方面，都比一般室内给排水工程、消防给水提出了更高的要求。同时，展望未来，节能减排绿色建筑，这是社会发展的趋势，为了使传统的给排水工程与社会可持续发展在我国的经济条件下有机结合, 我
4、国正积极发展水工业,作为给水排水工程在 21 世纪的新发展。其中也要求建筑给排水向舒适、卫生、安全可靠发展。2、研究意义高层住宅建筑已成为各大城市最为常见的建筑，而其给排水工程的设计也成了人们所共同关注的焦点。合理的高层建筑给排水的设计本着节能减排的原则对其安全性有全面的考虑，如对其消防给水做出了可靠保证以及对各楼层中各个存在安全隐患及突发问题制定了多种可行措施。为每个住户营造一个卫生、安全、舒适的住宅环境。24 层住宅的建筑给排水设计3、文献综述随着人们生活水平的提高和科学技术的进步,人们对住宅的厨房、卫生间置得是否合理, 成为人们选择小康住宅的重要标准之一。其设计的主要方面有厨房、卫生间、
5、食堂的给水、建筑消防系统、排水的设计及管道敷设、管材选用。3.1 建筑给水系统3.1.1 供水方式为了保证用户有足够的水量, 管网须有一定的水压, 但是给水水压必须适当, 如果太低, 满足不了用户的要求;如果过高,又要耗费大量财力。因此, 要恰当地确定城镇给水的水压。给水水压的确定应根据城镇的布局、地形条件和用户情况等因素确定。对居民来说, 生活饮用水管网上的最小水压(地面以上), 根据给水设计规范按建筑层数来确定, 一层为 10m, 二层为 12m, 二层以上每增高一层增加 4m。而对于新建住宅区规模在 400 户以上多层住宅, 不宜采用水箱供水方式, 可采用水池水泵等给水方式。因此本设计采
6、用并联直接给水方式。如图 1 所示。图 1 并联直接给水方式 1 水池；2水表；3变速水泵；4止回阀；5阀门；6水箱；7用水设备3.1.2 所需压力选择给水方式，可按建筑物的层数粗略估计所需最小服务压力值，从地面算起，一般建筑物一层需要 100kPa，二层为 120kPa,三层及三层以上的建筑物，24 层住宅的建筑给排水设计每增加一层增加 40kPa1。要满足建筑内给水系统各配水点单位时间内使用时所需的水量，给水系统的水压应保证最不利点配水点具有足够的流出水头。如图 2 所示，其计算公式如下：H = H1 + H2 + H3 + H4H建筑内部给水系统所需压力，kPa；H1引入管起点至最不利配
7、水点位置高度所需要的静水压，kPa；H2引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa;H3水流通过水表时的水头损失，kPa;H4最不利配水点所需的最低工作压力，kPa;图 2 建筑内部给水系统所需的压力3.1.3 所需水量给水系统用水量根据用水定额、小时变化系数和用水单位数，按下式计算：24 层住宅的建筑给排水设计式中 最高日用水量，L/d；用水单位数；最高日生活用水定额，L/(人d） ；平均小时用水量，L/h；建筑物的用水时间，h；小时变化系数；最大小时用水量，L/h。3.1.4 给水设计秒流量建筑内给水管道设计秒流量的确定方法世界各国都做了大量的研究。归纳起
8、来有以下三种：经验法、平方根法、概率法。当前我国使用的生活给水管网设计秒流量的计算公式：住宅生活给水管道设计秒流量计算公式2式中 计算管段的设计秒流量，L/s；计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%；计算管道卫生器具给水当量总数；一个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。3.1.5 增压设施在我国城市供水管网中, 管网最不利处的水压要求0. 1M Pa1,对于大多数建筑的供水来说都需要局部加压和水量的贮存、调节。我国常用的增压设施是水泵、气压给水设备和变频调速给水设备, 后二者技术的运用已日趋成熟。24 层住宅的建筑给排水设计3.1.6 减压方式在高层建筑中主要运用减压阀、水箱、水泵三种方式
9、来进行给水的竖向分区。现在大多采用减压阀他有占地少、噪音小、无二次污染、造价低等优点。生活给水系统中常采用弹簧减压阀。在消防给水系统中, 我国目前多采用比例式减压阀来分区。消火栓给水系统控制最不利消火栓处的最大静水压力0. 80M Pa1, 自动喷水灭火给水系统控制管网内的工作压力1. 20M Pa1。3.2 建筑消防系统3.2.1 消防给水系统的分类和选择高层建筑必须设置独立的消防给水系统，其分类如下：按消防给水压的不同，可分为高压和临时高压消防给水系统；按消防给水系统给水范围的大小，可分为区域集中高压消防给水系统和独立高压消防给水系统；按消防给水系统灭火方式的不同，可分为消火栓给水系统和自
10、动喷水灭火系统。根据设计要求，该建筑中需要同时设置消火栓给水系统和自动喷水灭火系统时，应该优先选用两类系统独立设置方案。3.2.2 消防给水方式消防给水系统有分区、不分区两种给水方式。本设计采用分区并联消防给水方式。如图 3 所示。24 层住宅的建筑给排水设计图 3 并联分区消防给水方式1水池；2I 区消防水泵；3II 区消防水泵；4I 区水箱；5II 区水箱；6I 区水泵接合器；7 II 区水泵接合器；8水池进水管；9水箱进水管24 层住宅的建筑给排水设计3.3 建筑排水系统3.3.1 高层建筑排水系统的主要技术要求高层建筑排水系统主要包括卫生器具和生产设备受水器、排水管道、清通设备、提升设
11、备、污水局部处理构筑物、通气系统等。高层建筑排水设计应满足生活生产需要，充分发挥它的作用。因此。该设计的排水系统需满足以下几个条件：（1）该系统能迅速且畅通地将污废水水排出室内；（2）保持管道内部气压的稳定，使有毒有害气体不进入室内，室内的环境卫生有好的保障；（3）合理地布置室内各管道，尖端顺直。3.3.2 排水设计秒流量其计算公式为式中 计算管道排水设计秒流量，L/s；计算管段卫生器具欧水当量总数；计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水量，L/s；根据建筑物用途而定的系数。3.3.3 高层建筑排水系统的分类和选择污废水排水系统通气的好坏直接影响着排水系统的正常使用，按系统通气方式和立管数目
12、，建筑内部污废水排水系统分为单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。单立管排水系统又有三个类型，分别为无通气管的单立管排水系统（适用于非常简单、底层建筑的排水系统） 、有通气的普通单立管排水系统（适用于一般多层建筑） 、特制配件单立管排水系统（适用于多层、高层建筑） 。双立管排水系统适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统适用于生活污水和生活废水分开排出室外的各类多层、高层建筑。另外还有新型排水系统，像压力流排水系统和真空排水系统。根据该建筑的情况和各组件的适用条件，采用双立管排水系统。如图 4 所示24 层住宅的建筑给排水设计图 4 污废水双立管排水系统3.3.4 排水系
13、统组成 该建筑排水系统的组成包括卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、潜水泵、集水井等；通气系统包括专用通气管和伸顶通气管。3.4 管道敷设3.4.1 给水管道的敷设1. 管道布置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。基本要求是保证供水安全可靠、力求经济合理；保护管道不受损坏；不影响生产安全和建筑物的使用；便于安装，不影响美观。2. 管道敷设给水管道的敷设有明装、暗装两种形式。明装即管道外露，其优点是安装维修方便，造价低，但外露的管道影响美观，表面易结露、积灰尘；暗装即管道隐蔽，其优
14、点是管道不影响室内的美观、整洁，但施工复杂。维修困难，造价高。本设计采用暗装。引入管进入建筑内有两种情况，一是从建筑物的浅基础下通过，另一种是穿越承重墙或基础。该设计采用穿基础。如图 5 所示：24 层住宅的建筑给排水设计图 5 引水管穿越基础进入建筑物3.4.2 消防给水管道的布置建筑内消火栓给水管道布置应满足下列要求：1. 是内消防竖管管径不应小于 DN100；2. 高层厂房应设置独立的消防给水系统，室内消防立管应连城环状；3. 闸门的设置应便于管网维修和适用安全。3.4.3 排水管道的敷设1. 排水管道的布置与敷设室内排水管道的敷设应满足以下要求：排水畅通，水利条件好；保证没有排水管道房
15、间或场所的正常使用；保证排水管道不受损坏；室内环境卫生条件好；施工安装、维护管理方便；占地面积小，总管线短、工程造价低。2. 通气系统的布置与敷设采用专用通气立管与排水立管连接，如图 6 所示：24 层住宅的建筑给排水设计图 6 专用通气立管与排水立管相连的自循环3.5 管材、设备选用3.5.1 管材及连接方式1. 给水管材在给水方面, 热浸镀锌钢管、给水塑料管和金属塑料复合管相继出现。硬聚氯乙烯是积极推广应用的化学建材, 它克服了管道的锈蚀问题, 水流阻力小、重量轻、安装方便。这些新材料已开始应用到热水供应、饮用水系统中。2.排水管材排水管材应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管
16、及相应管件。排水铸铁管有刚性接口和柔性接口两种，为使管道在内水压下具有良好的曲挠性和伸缩性，以适应建筑楼层间变位导致的轴向位移和横向曲挠变形，防止管道裂缝、折断，建筑内部排水管应采用柔性接口机制排水铸铁管。其连接方法 如图 7 所示。24 层住宅的建筑给排水设计图 7 不锈钢带卡紧螺栓连接排水铸铁管连接方法排水塑料管目前在建筑内部广泛使用的是硬聚氯乙烯塑料管。具有重量轻、不结垢、不腐蚀、外壁光滑、容易切割、便于安装、可制成各种颜色、投资省和节能的优点。3.5.2 卫生器具设备的选用为满足卫生清洁的要求，卫生器具一般采用不透水、无气孔、表面光滑、耐腐蚀、耐磨损、耐冷热、便于清扫，有一定强度的材料制造。为防止祖大污物进入管道，发生堵塞，除了大便器外，所
