建筑给水排水课程设计任务书说明：本任务书仅为同学们参考方便而给出计算过程,并不全面,其中没有包括详细的给水管段、排水管段与消防管段的水力计算过程,请同学们自行参考教科书《建筑给水排水工程》394页设计例题.给水排水课程设计任务书〔例题〕本设计为六层住宅楼〔一梯两户〕,±0=1.5m,层高为3m,市政主供水管道标高为-2.1m,管道内压力为0.26-3.0MPa,另给水管道为钢管,排水管道为塑料管和铸铁管.已知用户的用水定额q0 = 200 L/〔人·d〕,小时变化系数Kh = 2.5,每户按3.5人计.各用户用水末端分布如下：a 厨房洗涤洗盆 1b 洗衣机龙头 1 c 低位水箱坐式大便器 1d 淋浴室龙头〔冷暖双供〕 1e 盥洗室面盆 1f 拖把池龙头 1排水参数：1 坐便器排水口径为φ1002 各地漏直径均为φ503 坚向排水管最小端直径不小于φ100,不附加出层面排气管道设计要求：1 给水系统水力计算书2 排水系统水力计算书3 设计单元室整轴测图〔标明管径〕 / 给水排水设计说明书一、设计过程说明1.1 生活给水工程根据设计资料,已知室外给水管网的最低工作水压为260Kpa,根据建筑给水水压的经验估算公式本设计可采用室外给水管网直接供水,采用下行上给的方式供水,不需要设置水箱.1.2生活排水工程采用生活污水排水系统,用一个排水系统接纳生活污水和生活废水,生活污废水经室外化粪池处理后,再与生活废水一起排至城市排水管网.1.3管道布置与材料各给水排水管道的平面布置见附图.给水管道采用纲管,排水支管和立管采用塑料管,排水横干管采用铸铁管.二、给水管网的水力计算2.1给水管网的水力计算 确定最不利给水管路由轴侧图可以确定配水最不利点为淋浴室喷头,节点编号见图1.故计算管路为0〔淋浴室喷头〕、1〔坐式大便器〕、2〔盥洗室面盆〕、3〔洗衣机龙头〕、4〔厨房洗涤盆〕、5〔拖把池龙头〕、6〔五层结点〕、7〔四层结点〕、8〔三层结点〕、9〔二层结点〕、10〔一层结点〕、11〔一层入户结点〕、12〔市政给水管网进入点〕.确定管径和水头损失由于本设计是普通生活住宅,因此给水管道的设计秒流量采用公式：式中Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数,不同卫生器具的给水当量如表1所示；U——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率,%,U的计算方法如下.式中αc——对应于不同卫生器具的给水当量平均出流概率〔U0〕的系数,具体见表2.表1 卫生器具的给水额定流量、当量、连接管公称管径与最低工作压力给水配件名称额定流量〔L/s〕当量公称管径〔mm〕最低工作压力〔MPa〕厨房洗涤盆0.150.75150.05洗衣机龙头0.201.00150.05坐式大便器0.100.50150.02淋浴室喷头0.150.75150.05盥洗室面盆0.150.75150.05拖把池龙头0.150.75150.05表2αc与U0的对应关系U0〔%〕αc×102U0〔%〕αc×1021.00.3234.02.8161.50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3748.06.489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——用水定额,本设计取200 L/〔人·d〕；m——用水人数,本设计每户按3.5人计；Kh——小时变化系数,本设计取2.5；T——用水时间,取24h.根据公式先计算0-1段,Ng=0.75,U=100%,,查附表可以确定在qg=0.15L/s时,适宜的流速v为0.88 m/s〔据表3确定〕,管径为DN15mm,从而确定单位水头损失i为0.42 kPa/m,再计算沿程水头损失hy=iL=1.68kPa〔其中管长L由图可以确定,列于表4〕,沿程水头损失累计∑hy=1.68 kPa.表3 生活给水管道的水流速度公称直径〔mm〕15-2025-4050-70≥80水流速度〔m/s〕≤1.0≤1.2≤1.5≤1.8表4 计算管段的管长〔m〕管段0-11-22-33-44-55-6长度4.01.02.04.01.05.0管段6-77-88-99-1010-1111-12长度3.03.03.03.08.04.0然后再计算1-2段,Ng=1.25,U=92%,,查附表可以确定在qg=0.23L/s时,适宜的流速v为0.66 m/s,管径为DN20mm,从而确定单位水头损失i为0.95 kPa/m,再计算沿程水头损失hy=iL=0.95 kPa,沿程水头损失累计∑hy=2.63 kPa.然后再计算2-3段,Ng=2.00,U=71%,,查附表可以确定在qg=0.28L/s时,适宜的流速v为0.87 m/s,管径为DN20mm,从而确定单位水头损失i为1.35 kPa/m,再计算沿程水头损失hy=iL=2.70 kPa,沿程水头损失累计∑hy=5.33 kPa.同理再计算3-4、4-5、5-6段,具体数据列于表5.由于6-7为五层结点到四层,又因为所有住户的卫生器具和排列都相同,因此每层的给水当量数相同,故6-7段的给水当量总数为4.50×2=9.00,同理7-8段给水当量总数为4.50×3=13.50,同理计算出8-9、9-10、10-11段的给水当量总数,列于表5中.由于本设计为一梯两户,因此11-12段的给水当量总数为27.00×2=54.00,列于表5中.表5 给水管网水力计算计算管段编号当量总数Ng同时出流概率U<%>设计秒流量qg管径DN流速单位水头损失i沿程水头损失hy=iL沿程水头损失累计∑hy0-10.751000.15150.882.088.328.321-21.25920.23200.660.950.959.272-32.00710.28200.871.352.7012.173-43.00600.36250.680.622.487.814-53.75530.40250.750.750.758.565-64.50480.43250.810.864.3012.866-79.00340.61251.151.644.9217.787-813.50270.73320.770.501.5019.288-918.00240.86320.910.722.1621.449-1022.50210.95321.000.862.5824.0210-1127.00191.03321.081.018.0832.1011-1254.00141.51401.201.024.0836.18再计算局部水头损失∑hj：∑hj =30%∑hy=10.85 kPa.计算管路的总水头损失：H2=∑hy+∑hj = 36.18 + 10.85 = 47.03 kPa.因住宅建筑用水量较小,总水表与分户水表均选用旋翼式里的LXS湿式水表,分户水表和总水表分别安装在5-6和11-12管段上,q5-6 = 0.43 L/s = 1.55 m3/h,q11-12 = 1.51 L/s = 5.44 m3/h.查附录,选20mm口径的分户水表〔LXS-20C〕,其常用流量为2.5 m3/h> q5-6,过载流量为5 m3/h.所以分户水表的水头损失：根据11-12段的流量,查附录,选32mm口径的总水表〔LXS-32C〕,其常用流量为6 m3/h> q11-12,过载流量为12 m3/h.所以总水表的水头损失：hd和均小于水表水头损失的允许值〔表6〕,所以水表的总水头损失为：H3 = hd + = 9.61 + 20.55 = 30.16 kPa表6水表水头损失的允许值表型正常用水消防时旋翼式< 24.5< 49.0螺翼式< 12.8< 29.4由此确定给水系统所需压力H：H = H1 + H2 + H3 + H4式中H1——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压,kPa； H2——引入管起点至最不利配水点的给水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,见表1.因此H = H1 + H2 + H3 + H4=〔16.6 + 2.1〕×10+ 47.03 + 30.16 + 50= 314.46 kPa > 300 kPa因此可以不能采用市政管网直接供水,需要加压水泵,为了节省空间本设计不设置高位水箱,因此所需水泵的扬程由下面公式进行计算：Hb≥H1 + H2 + H3 + H4– H0式中H1——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压,kPa； H2——引入管起点至最不利配水点的给水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,见表1.H0——室外给水管网所能提供的最小压力,本设计为260kPa.因此本设计的所需水泵的扬程要满足下式要求.Hb≥H1 + H2 + H3 + H4– H0即Hb≥〔16.6 + 2.1〕×10+ 47.03 + 30.16 + 50 – 260 = 54.46 kPa为了保证供水的安全,生活水泵的选取可按计算扬程乘以1.05- 1.10 后选泵,因此本设计的最终水泵扬程可选取57.18 - 59.91 kPa；而其流量可按11-12段的流量1.51 L/s乘以1.05- 1.10 后选取,即本设计的最终水泵流量可选取1.58 - 1.66 L/s,即5.69 - 5.98 m3/h.根据标准可以选择50SG10-7.5式管道离主泵,其流量为10 m3/h,扬程为7.5m,电机功率为0.75kw.2.2排水管网的水力计算本建筑内卫生间类型、卫生器具类型均相同.采用生活污水与生活废水合流排放,下面分别计算排水横支管、立管与横干管的管径与坡度. 排水横支管的管径计算由于本设计为住宅楼,因此排水设计秒流量按公式来计算.式中qp——排水设计秒流量,L/s；α——建筑物性质系数,对于住宅取1.5；Np——计算管段卫生器具排水当量总数,不同卫生器具的当量如表7所示；qmax——计算管段上排水量最大的一个卫生器具排水流量,L/s.表7 卫生器具的排水额定流量、当量。