北京市春天花园小区住宅楼给排水系统设计【开题报告】.doc

1、 毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 北京市春天花园小区住宅楼给排水系统设计 一、选题的背景、意义 随着我国综合国力的增强，国际交往的扩大，人民生活水平的日趋提高，现阶段高新技术的应用日趋成熟，特别是先进的建筑设备使我们的给排水设计得到了飞速发展，随着社会各部门生产效率的日益提高，建筑中最大的一类 住宅建筑的设计便相应地产生了一系列变化：不再仅仅追求立面和平面的美观和合理，而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念， 本次设计在选题的过程中，考虑到地区性、建筑性质，选用高层建筑，建筑类别相对高级， 进行建筑给水排水工程的设计，满足人们的生活需要，并且使人们得到舒适、便利生活环境。设

2、计的大体内容是：建筑给水工程、排水工程和消防工程，设计的意义在于满足人们生活用水的同时，要满足室内的消防用水，保证人们居住的安全性。 毕业设计的目的是充分利用所学的现有的知识，完成高层建筑给水排水工程的设计。此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性，进而提高适应实际工作需要的能力。 二、相关研究的 最新成果及动态 伴随改革开放的不断深入，我国的高层建筑及居住小区如雨后春笋般地涌现，建筑给排水技术也因而得到了长足发展。 1 开展用水定额和计算公式研究 (1)建筑给水中

3、如何根据住宅类别、建筑标准、卫生器具完善程度和地区条件确定合理的生活用水定额，关系到人民生活水平的提高和水资源利用问题。近年来住宅设计标准有大幅度调整，增加卫生器具、卫生间设洗衣机位置、局部和集中热水供应增多、一厨两卫，三卫高标准住宅增多、设分户水表计量或一户多表计量，洗浴业、洗车业发展迅速等等均影响住宅用水定额，现研究成果已纳入 2001年版建筑给水排水设计规范中。 (2)多年来我国建筑给水排水设计规范中的给水设计秒流量计算公式一直沿袭平方根法，计算某些建筑物时计算数值偏大，存在明显缺陷和不足。如我们按照目前美、俄等国在计算给水设计秒流量时采用的概率法计算，又因中国人的生活习惯、饮食结构不同

4、，其计算结果也不合理、不科学。因此，目前国内科研工作者对现行的给水设计秒流量计算公式提出了多种修改、修正式，以弥补原计算公式的欠缺和不足。这些新的修正式，结合实践试算，其结果比原计算公式接近用水的实际工况，宏观上步入了概率的计算方法，但现尚 缺乏概率法涉及的计算参数，如高峰期用水定额、高峰期时段历时、用水保证率、传统生活习惯和饮食结构等诸多影响计算式结果的因素，所以采用符合国情的概率法计算给水设计秒流量的工作尚需作大量的调查、统计和科研工作。 2 开展建筑给水水质保障技术研究 (1)提高了生活饮用水水质标准。随着国家经济实力地增长，卫生部修改了 1985年制定的 GB5749-85生活饮用水标

5、准。修改后标准的相关指标比原水质标准有了较大的提高，如浊度由 3 NTU提高到 1 NTU；新增了一个对水中总有机物量的限值指标 耗氧量 (以 CODmn表示 )，限值为 3 mg/L。 “ 标准 ” 提高了，意谓原水处理程度提高、资金投入增加，涉及面较多，需协调处较多。目前，该标准是卫生部发布的。据说，对 “ 标准 ” 规定的水质指标及其带来的各种问题，各部委之间认识还不统一。 (2)为了与各种瓶装商品水，各种功能水区别，同时也从国情出发，建设部制定了CJ94-1999饮用净水水质标准行业标准并已于 2000年 3月 1日起实施。一段时期以来，各种水商品充斥市场。喝什么水好，什么水有益于人体

6、健康 ?众说纷纭，莫衷一是。相信饮用净水水质标准的颁布与实施将有利于居高和生活饮用水管道 分质供水工程的正常发展。由中国建筑设计院、清华大学等 5个单位承担的建设部建筑及居住小区优质饮用水供应技术科研课题已经完成，除上述水质标准成果外，在净化工艺及净水机开发、自动控制、系统设计秒流量公式推导及系统设置、管材、管件等方面均取得了突出成果。 (3)国家科委、建设部设立 “ 建筑 (居住 )区内水质状况调查分析及水质污染途径 ” 的研究课题，并且取得了积极成果。根据污染途径的研究，采用如下防止生活饮用水二次污染的具体措施，是课题成果之一。 淘汰钢筋混凝土和钢板水箱。推荐使用 FRP水箱、搪瓷钢板水箱

7、、不锈钢 水箱及复合钢板水箱。目前市场上又出现自动开闭水箱、充气密闭水箱等新型卫生水箱。 为减少二次污染途径，推荐采用变频调速供水系统，取消传统高位水箱。 如条件允许，推荐直接从市政干管吸水，采用变频调速供水系统，取消贮水池，不仅充分利用了市政供水压力，还消除了水的二次污染源。 推荐选用水质保障设备，如除氟、除铁、除锰设备；推荐选用多种饮用净水设备，如臭氧、活性炭、微滤、超滤纳滤及 KDF活性炭、陶瓷过滤等终端处理设备。 推荐选用多种防二次污染的消毒设备，如臭氧、二氧化氯、次氯酸钠及紫外线等处理设备。 推荐选用防水质污染的新型给水管道 (详见本论文 3)、管道附件如倒流防止器等。 三、课题的研

8、究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 3.1 工程概况 该设计对象是二类民用住宅建筑， 10层，底层是架空层，上面是 10层住宅楼，总建筑高度 31.900米。 3.2 设计基础资料 该设计为高层生活住宅各排水工程设计。住宅楼为框架结构，共 10 层，各层的详细情况见所提供的平面图纸。室外给水管网位于建筑物的北侧，距离外墙为 10米 ，接管点埋深1.6米管径 200mm，管材为铸铁管，常年提供 0.3MPa的水头，室内粪便污水需要经过化粪池处理方可排入市政管网，室外排水管网位于建筑物的北侧，埋深 2米，管径 600mm。管材为加筋 UPVC 管。室外雨水管网位于建筑物

9、的南侧，埋深 2米，管径 800mm。管材为加筋 UPVC管 3.3 设计参数 根据不同地区、不同建筑物的用途查取生活用水定额及小时变化系数；每户人口按 m=4人计算；建筑物的消防用水量按相应的防火规范查取，消防水箱水量为火灾前 10min 的水量，贮水池内的消防水量按火灾延续时间计算确定。 雨水重现期： 2年； 3.4 设计内容 要求设计建筑给排水工程，并与土 建工程配套，具体包括： （ 1）建筑生活给水系统的设计 ; （ 2）建筑消防系统的设计 ; （ 3）建筑排水系统的设计 ; （ 4）建筑雨水系统的设计； 3.5 绘制施工图 完成建筑给排水施工图 7张以上（折合 1#图） （ 1）给排

10、水设计总说明及图例等； （ 2）架空层给排水消防平面图； （ 3） 1 10 层给排水消防平面图； （ 4）屋面平面图； （ 5）厨房、卫生间大样图； （ 6）给水系统图； （ 7）排水系统图； （ 8） 消防系统图； 3.6 设计步骤 本设计需要做生活给水，消防给水，排水等系统。拟采用以下步骤来进行设计： （ 1）进行可行性研究，尤其是各个系统的选型和比较； （ 2）方案选择后进行水量水力的初步计算； （ 3）对各个系统进行计算和负荷，进行设备选型； （ 4）整理计算说明书，完成初步设计图纸的图纸。 三、研究的方法与技术路线： 3.1 给水系统 3.1.1 给水系统方案选择 常用的高层给水方

11、式有： （一）高位水箱供水方式 可分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式。 1、高位水箱并列供水方式 在各分区独立设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。 优点： 1）各区是独立系统，供水安全可靠； 2）水泵集中，管理维护方便； 3）运行动力费用经济。缺点： 1）水泵数量多，高压管线长，设备费用增加； 2）分区水箱占用建筑面积，影响经济效益。 2、高位水箱串联供水方式 水泵分散设置在各区的楼层中，低区的水箱兼作上一区的水池。 优点： 1）无高压水泵和高压管线； 2）运行动力费用经济。缺点： 1）水泵分散设置，占用较大面积，管理维护不便； 2）防震

12、、隔音要求高； 3）供水可靠性差。 3、减压水箱供水方式 整个高层建筑的用水量由底层水泵提升至屋顶总水箱，然后再送至各 分区减压水箱。 优点： 1）水泵数量少，设备费用低，维护管理简单； 2）泵房面积小，减压水箱容积小。缺点：1）水泵运行动力费用高； 2）屋顶水箱容积大，对建筑结构不利； 3）供水可靠性差。 4、减压阀供水方式 以减压阀代替减压水箱。 优点：减压阀不占面积；缺点：水泵运行动力费用高。 （二）气压水箱供水方式 1、气压水箱并列供水方式 2、气压水箱减压阀供水方式 优点：不需高位水箱，不占建筑面积。 缺点：运行动力费用高；贮水量小，水泵启闭频繁。 （三）无水箱供水方式 根据给水系统

13、中用水量情况自动 改变水泵的转速，调整出流量并使水泵具有较高工作效率。 1、变速水泵并列供水方式 2、变速水泵减压阀供水方式 优点：不需高位水箱，不占建筑面积 缺点： 1）设备费用较大； 2）管理水平要求高（设备维修复杂）。 建筑很高，分区数较多时，可根据实际情况混合采用各种供水方式。 本设计为 10 层民用住宅建筑，采用水箱的给水方式。经计算，市政管网 提供的压力只能满足到第五层的用水要求，故必须对生活用水进行提升或加压，以满足高层用水要求，又考虑到低区其他水头损失，所以低区选择 1 4层。 3.1.2 给水管网布置要求 给水管道的布置按供水的可靠程度要求分为枝状和环状。本设计为高层给水，采

14、用分区供水，采用枝状供水。供水干管设在上层下的吊顶内，由上向下供水。 3.1.3 给水系统的组成 建筑内给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置，用水设备和附件。此外还包括地下贮水池、加压水泵及变频给水装置。 变频给水装置包括主工作泵、辅助工作泵、气压罐（自动补气式）、压力开关安全阀、控制柜和管道配件组成。 3.1.4 管道的布置与敷设 干管应布置在用水量大或不间断供水的配水点附近，设两条或两条以上引入管。管 道不得穿越生产设备基础，也不宜穿过伸缩缝、沉降缝，若需穿过，应采取保护措施。管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内。 给水管道的敷设有明装、暗装两种形式。本设计给水立管为明装。给水管

15、与其他管道同沟或共架敷设时，宜设在排水管、冷冻管上面。室外埋地引入管要防止地面活荷载和冰冻的破坏，其管顶覆土厚度不小于 0.7m，并应敷设在冰冻线以下 20cm处。建筑内埋地管在无活荷载和冰冻影响时，其管顶离地面高度与宜小于 0.3m。给水横干管宜有 0.002-0.005 的坡度，坡向泄水装置 3.2 消防系统 3.2.1 消防系统方 案选择 室内消防系统 是 安装在室内，用以扑灭发生在建筑物内初起的火灾的设施。根据火灾统计资料证明，安装室内消防系统是有效的和必要的安全措施。室内消防系统主要有室内消火栓系统、自动喷水消防系统、水雾灭火系统、泡沫灭火系统、二氧化碳灭火系统、卤代烷灭火系统、干粉

16、灭火系统等。 在建筑物内应根据使用要求和贮存物品的性质，设置消火栓系统和其他灭火系统。管网和消火栓、喷头等应布置在取用方便和易着火的地点，例如通常将消火栓设在楼梯间附近。 灭火原理有分割、窒息、稀释、冷却和抑制等。各种灭火剂的灭火原理不尽相同，如水的灭 火原理是冷却、稀释和分割 ,卤代烷灭火则以抑制为主。但为达到灭火的目的，不论用水或其他灭火剂首先必须将火焰覆盖、包围，因此灭火系统射出的灭火剂应有一定的压力和流量。 室内消火栓系统 低层和多层建筑的室内消火栓给水系统，一般用于扑灭建筑物内初起的火灾，扑灭大火则主要依靠室外消防给水系统。高度超过 24 米的建筑物，使用一般消防车救火已极困难，因此

17、，其室内消火栓给水系统应具有扑救大火的能力 根据规范，高度为 10层及 10 层以上的住宅建筑和高度 24米以上的其他民用和工业建筑，称为高层建筑，消火栓静水压力不应大于 80mH2O。本设计建筑高度 31.9米，不超过 50米，属于二类高层建筑，按高层建筑防火规范，二类建筑防火等级不得低于二级。目前，在我国 100米以下的高层建筑中自动喷水灭火系统主要应用于消防要求高、火灾危险性大的场所； 100米以下的建筑主要以消火栓给水系统为主。 50米的高层建筑，一旦发生火灾消防车从室外消火栓或消防水池，通过水泵接合器向室内管道送水仍然可以加强室内的管网供水能力，协助救火。 故本设计选用消防水泵和水箱

18、的室内消防栓给水系统。 3.2.2消防系统的组成 消火栓系统由消防水源、室内消防给水管网、供水设 施、加压贮水设备和室内消火栓等组成。 3.3 雨水系统 3.3.1 雨水系统方案选择 本设计综合考虑内外雨水排水系统的各自优点，在充分考虑适用条件的前提下，使设计即实用又经济。由于本建筑要求美观，因此采用檐沟排水系统，排水立管由十层顶层至地下一层由排出管排入雨水管网。 3.3.2 雨水系统的组成 雨水系统由檐沟、雨水斗、连接管、雨水立管、检查井、埋地排出管组成。管材选用硬聚氯乙烯管（ UPVC）。 3.4 排水系统 3.4.1 排水系统方案选择 排水系统有合流制和分流制两种。合流制排水系统即用同一

19、种 管渠收集和输送各种废水的排水方式。 合流制排水管道系统包括三种形式：直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。 分流制排水系统分不完全分流制系统和不完全分流制系统。 不完全分流制系统只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。污水通过污水排水系统，处理后排入水体，而雨水沿天然地面，街道边沟，水渠等排泄。投资节省。这种体制适用于地形适宜，有地面水体，可顺利排泄雨水的城镇，发展中的城镇，为了节省投资，可以先建污水系统，再完善雨水系统。 2、完全分流制排水系统既有污水排水系统，又有雨水排水系统。生活污水、工业废水通过 污水排水系统排至污水厂，处理后排入水体；雨水通过雨水排水系统直接排入水体。环

20、保效益较好，但是仍然有雨水的初期污染问题，投资较高，新建城市 一般采用完全分流制 本设计建筑为住宅楼，排水主要为卫生间和厨房。从生活废水比重较大、尽量减少化粪池容积和配合以后有可能中水回用等因素考虑，本设计采用分流制，在满足设计要求的前提下，通气方式为采用伸顶通气。 3.4.2 排水系统的组成 该系统由卫生器具，排水管道，检查口，清扫口，室外排水管道，检查井，化粪池，集水井等组成。 3.4.3 排水管道安装要求 排水管材采用硬聚氯 乙烯管（ UPVC） ，与室外排水管连接处设置检查井，检查井至建筑物距离不得小于 3m，并与引入管外壁的水平距离不得小于 1.0m。 排水检查井中心线距离不得小于

21、3m。 当层高小于或等于 4m 时，污水立管和通气立管应每层设一伸缩节。污水横支管、横干管、器具通气管的直线管段大于 2m 时，应设伸缩节，但伸缩节之间最大间距不得大于4m。立管宜每层设一个检查口，离地面 1m 处。 各横支管起端 应设清扫口以便清扫， 排水立管在垂直方向转弯处设两个 45 度弯头连接，排水管穿楼板时应预留孔洞，安装时应设金属防水套管。立管沿墙敷设时，其轴线与 墙距离 L不得小于下列规定： DN50mm， L=100mm； DN75mm，L=150mm.集水井、化粪池参照给排水标准图集，化粪池与建筑物的距离不得小于 5m。 3.5 设计中节能的体现 随着人民生活水平的提高，人们

22、除了对建筑的安全性、耐久性和经济性有一定的要求之外，还对建筑的舒适性、使用性的要求也越加重视，也因此造成了能源的极大浪费，这已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。建筑给排水节能是提高人民生活水平的需要。在当前水源十分紧张的状况下 ,节约建筑水耗显得尤为重要。建筑给排水节能设计是建立在满足合理舒适 要求的前提下 ,通过技术减少水耗 ,提高水源的使用效率 ,满足建筑给排水节能的要求。 城市节水的技术与管理上的进步，主要体现在建筑内生活用水的节约上，就是采用优质管材和连接，供给卫生用水，减少渗漏；使用节水型设备和配件 (夹气水嘴、夹气淋浴头等 )，减少用水量；在公共区域使用全自动开关 (红外线检测

23、控制开关等 )取代传统的易造成水浪费的机械式开关，同时也减少了污染；利用污水处理和回用达到节水目的。 在安全方面，目前仍在我国大量使用的金属镀锌管使用年限稍长便会发生锈蚀，影响水质，危害到人的健康。而欧共体国家的法律对取自管道 和设备的水都有严格规定，这些国家从材料和技术上进行研究，生产出适用于供水系统的塑料管道来保证水质符合卫生方面的要求。这些塑料具有不导电的特性，是抗腐蚀的新型材料。现在国内已有 GEBERIT公司和其它西欧公司的相似产品生产并得到应用，国家有关部门逐步淘汰镀锌管材的强制性法规也在酝酿之中，我们的生活饮用水质将会不断地得到提高。 在设计中，工程师通过技术手段要体现以人为本、

24、为人服务的宗旨。 以 希尔顿 酒店为例 ，所有客房卫生间的管道均在本层 GIS隔墙中通行，在管道井内和立管连接。避免检修维护时到不相关的下层去，保证了入 住宾客的个人私密性。也避免了因管道穿过楼板可能带来的漏水现象。针对管道噪音问题，所有的主干管都采取了隔音消声处理，为客户创造了更安静的环境等。 四、论文详细工作进度和安排 2010.10.31-2010.11.22 完成选题，按照任务书的要求查阅文献 2010.10.23-2011. 01.10 完成文献综述、开题报告、外文翻译； 2010.01.11-2011.03.30 完成 方案布置， 计算说明书、图纸初步完成； 2009.04.01-

25、2011.05.20 完成图纸修改任务，上交所 有资料； 2011.5.19-2011.5.31答辩 五、主要参考文献 1 GB50015-2003，建筑给水排水设计规范 S北京：中国计划出版社， 2003 2 GB50016-2006，建筑设计防火规范 S北京：中国计划出版社， 2006 3 GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范 S北京：中国计划出版社， 2005 4 GB50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范 S北京：中国计划出版社， 2005 5 GB/T50106-2001，给水排水制图标 准 S北京：中国计划出版社， 2002 6 GB50140-2005，建筑灭火

26、器配置设计规范 S北京：中国计划出版社， 2005 7 李玉华等主编建筑给水排水工程设计计算，中国建筑工业出版社， 2006 年 3月出版 8 中国建筑标准设计研究院主编， 建筑给水排水常用设计参数及数据 ，中国建筑标准设计研究院， 2007年 6月出版 9 刘振印主编 建筑给水排水工程设计实例 ，中国建筑工业出版社， 2006年 11月出版 10 中国建筑设计研究院机电专业设计研究院主编，建筑给水排水实用设计资料 1常用资料集，中国建筑工业出版社， 2005年 5月出版 11 全国通用给水排水标准图集 S1、 S2、 S3Z北京：中国建筑科学研究院建筑标准设计研究所出版， 1992 12 李

27、亚峰等，给水排水工程专业毕业设计指南北京 ：化学工业出版社， 2003 13.最新建筑给水排水设计实用手册姜鹤峻主编，吉林电子出版社出版， 2005年 6月出版 14 夏远斌主编 建筑给水排水水力学的图算法 ，中国建筑工业出版社， 2005 年 9 月出版， 15 陈方肃，高层建筑给水排水设计手册 M.湖南：湖南科学技术出版社， 2001 16 建筑给水排水工程第五版，王增长主编 ，中国建筑工业出版 社， 17 李亚峰，建筑给水排水工程 M北京：机械工业出版社， 2006 18 谢水波，余健现代给水排水工程设计 M湖南：湖南大学出版社， 2000 19 张智等，给水排水工程专业毕业设计指南 M

28、北京：中国水利水电出版社， 2000 20 南国英、张志刚给水排水工程专业工艺设计 M北京：化学工业出版社， 2004 21.建筑给水排水设计 CAD图集 1Z 北京：中国电力出版社， 2006 22 李亚峰等，高层建筑给水排水工程北京：化学工业出版社， 2004 23 Removal of Mn2+ions from drinking water by using Clinoptilolite and a Clinoptilolite Fe oxide system S. Amercia： Waterresearch， 2006 24.李玉华、张爱民主编高层建筑给水排水设计黑龙江科学技术出版社， 2002年 25.姜湘山、周佳新 李巍主编实用建筑给水排水设计与 CAD，机械工业出版社， 2004年 6月出版 26.北京市节约用水管理中心，建筑 中水设施运行与管理中国建筑工业出版社， 2008年 6月出版 27.卢安坚主编，美国建筑给水排水设计经济日报出版社， ISBN： 7801806158 28.建设部工程质量安全监督与行业发展司 2007 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇 -给水排水（ 2007JSCS-S），中国建筑标准设计研究院， 2007年 3月出版 29.谭伟建主编建筑给水排水工程（含习题集），中国建筑工业出版社， 2003 年 8月出版