1、綜合設計例題綜合設計例題一、設計任務與設計資料一、設計任務與設計資料1. 1. 設計任務設計任務 某城市擬建一棟某城市擬建一棟7層賓館，層賓館，總面積總面積5000m2,客房有一室客房有一室一套及兩室一套兩種，每套一套及兩室一套兩種，每套均設有衛生間，內有浴盆，均設有衛生間，內有浴盆，坐便器各一件，共設坐便器各一件，共設84套套294個床位。本工程設計任個床位。本工程設計任務為建筑工程單項工程中的務為建筑工程單項工程中的給水（包括消防水），排水給水（包括消防水），排水及熱水供應單位工程項目。及熱水供應單位工程項目。2. 設計資料設計資料（1）建筑設計資料：）建筑設計資料： 建筑物設計總平面圖，

2、建筑分層平面圖及剖面圖。建筑物設計總平面圖，建筑分層平面圖及剖面圖。 該建筑為該建筑為7層，另有地下室一層。除地面上一層層高為層，另有地下室一層。除地面上一層層高為3.3m外，外，27層及地下室均為層及地下室均為3.0m。7層上設高度為層上設高度為0.8m的悶頂。的悶頂。在對應于門廳的屋頂以上有閣樓在對應于門廳的屋頂以上有閣樓2層。水箱可置于第二層閣層。水箱可置于第二層閣樓內。室內外高差為樓內。室內外高差為1.0m。凍土深度為。凍土深度為0.8m。（2 2）城市給水、排水管道現狀：）城市給水、排水管道現狀： 本建筑物南側的城市道路寬，有城市給水干管可作為該建本建筑物南側的城市道路寬，有城市給水

3、干管可作為該建筑物的水源。其管徑筑物的水源。其管徑DN300DN300，常年可提供的工作壓力為，常年可提供的工作壓力為190kPa190kPa，管頂埋深為地面以下，管頂埋深為地面以下1.0m1.0m。 城市排水管道在本建筑物北側，其管徑城市排水管道在本建筑物北側，其管徑DN400DN400，管頂距室外，管頂距室外地面以下地面以下2.0m2.0m。二、二、 設計方案確定設計方案確定給水工程給水工程根據設計資料，已知室外給水管網常年可保證的根據設計資料，已知室外給水管網常年可保證的工作水壓為工作水壓為190kPa，故室內給水方式擬采用上下，故室內給水方式擬采用上下分區供水方式。即分區供水方式。即1

4、3層及地下室由室外給水管層及地下室由室外給水管網直接供水，采用上行下給方式，網直接供水，采用上行下給方式，47層為設水層為設水泵、水箱聯合供水方式，干管上行下給。因為市泵、水箱聯合供水方式，干管上行下給。因為市政給水部門不允許從市政管網直接抽水，故在建政給水部門不允許從市政管網直接抽水，故在建筑物地下室內設儲水池。屋頂水箱涉水位繼電器筑物地下室內設儲水池。屋頂水箱涉水位繼電器自動啟閉水泵。自動啟閉水泵。2. 排水工程排水工程為減小化糞池容積和便于以后增建中水工程，為減小化糞池容積和便于以后增建中水工程，室內排水系統擬使糞便污水與洗滌污水分質分室內排水系統擬使糞便污水與洗滌污水分質分流排放，即在

5、每個豎井內分別設置兩根排水立流排放，即在每個豎井內分別設置兩根排水立管，分別排放糞便污水和洗滌污水，排出室外管，分別排放糞便污水和洗滌污水，排出室外后，糞便污水經糞池處理后，再與洗滌污水一后，糞便污水經糞池處理后，再與洗滌污水一起排至城市排水管網。起排至城市排水管網。 3. 熱水供應工程熱水供應工程 室內熱水采用集中熱水供應系統，即冷水在設于室內熱水采用集中熱水供應系統，即冷水在設于底層的容積室加熱器中加熱后，經室內熱水管網底層的容積室加熱器中加熱后，經室內熱水管網輸送到用水地點。蒸汽來自該建筑附近的鍋爐房，輸送到用水地點。蒸汽來自該建筑附近的鍋爐房，凝結水采用余壓回水系統流回鍋爐房的凝結水池

6、，凝結水采用余壓回水系統流回鍋爐房的凝結水池，冷水由屋頂水箱供給。熱水管網采用下行上給全冷水由屋頂水箱供給。熱水管網采用下行上給全循環供水方式。每日循環供水方式。每日8：0024：00共工作共工作16小時。小時。加熱器熱水溫度為加熱器熱水溫度為70，冷水計算溫度為，冷水計算溫度為1010。4. 4. 消防給水消防給水 室內消防給水系統按建筑消防防火規定可采用消室內消防給水系統按建筑消防防火規定可采用消防與生活合用消火栓給水系統。設兩根消防豎管防與生活合用消火栓給水系統。設兩根消防豎管置于各層門庭及走廊內。置于各層門庭及走廊內。 由于給水系統為分區供水，消防栓豎管不分區，由于給水系統為分區供水，

7、消防栓豎管不分區，故最后確定采用消火栓獨立系統，僅高位水箱存故最后確定采用消火栓獨立系統，僅高位水箱存有十分鐘消防貯水與消火栓管網連通。消防泵獨有十分鐘消防貯水與消火栓管網連通。消防泵獨立設置。每個消火栓口徑為立設置。每個消火栓口徑為65mm65mm單栓口，水槍噴單栓口，水槍噴嘴直徑為嘴直徑為19mm19mm，充實水柱為，充實水柱為12m12m，采用麻織水帶直，采用麻織水帶直徑為徑為65mm65mm，長度為，長度為15m15m。消防泵吸水直接從給水進。消防泵吸水直接從給水進戶管抽吸。戶管抽吸。 5. 5. 管道的平面布置與敷設管道的平面布置與敷設 室內給水，排水及熱水立管均于豎井內。下區給室內

8、給水，排水及熱水立管均于豎井內。下區給水的水平干管，熱水的水平干管及回水干管，消水的水平干管，熱水的水平干管及回水干管，消防給水的水平干管和排水橫干管等均設于地下室防給水的水平干管和排水橫干管等均設于地下室天花板下面。消防豎管設于相鄰的房間內，明裝。天花板下面。消防豎管設于相鄰的房間內，明裝。屋頂水箱的進水橫管，容積式加熱器供水管均設屋頂水箱的進水橫管，容積式加熱器供水管均設于悶頂之中。于悶頂之中。 給水管的室外部分采用給水鑄鐵管，室外部分采給水管的室外部分采用給水鑄鐵管，室外部分采用鍍鋅鋼管。排水管的室外部分采用灰混凝土管，用鍍鋅鋼管。排水管的室外部分采用灰混凝土管，室內部分采用排水鑄鐵管。

9、室內部分采用排水鑄鐵管。 三、三、 設計計算設計計算1. 1. 室內給水系統室內給水系統 （1）給水用水量定額與時變化）給水用水量定額與時變化根據建筑物的性質和室內衛生設備的情況，由根據建筑物的性質和室內衛生設備的情況，由建筑給水排水設計規范建筑給水排水設計規范選用選用qd=300L/(床床.d)，時變化系數時變化系數Kh=2.0。（2）最高日用水量）最高日用水量（3）最高日最大時用水量）最高日最大時用水量d/2m.8810003002943ddmqQh/35m. 70 . 2242 .883hdhKTQQ（4）設計秒流量）設計秒流量gkNN0.2 qgg本工程為旅館，查表得本工程為旅館，查表

10、得2.5，k=0，故設計秒流量公式可寫，故設計秒流量公式可寫為為ggq0.5N（5）屋頂水箱容積）屋頂水箱容積bbsb4KqCV 47層得生活用冷水由水箱供水，層得生活用冷水由水箱供水，13層生活用冷水雖然不層生活用冷水雖然不由水箱供水，但考慮市政給水事故停水，水箱仍應短時供由水箱供水，但考慮市政給水事故停水，水箱仍應短時供下區用水（上下設連通管），故水箱容積應按供下區用水（上下設連通管），故水箱容積應按供17層全部層全部用水確定。用水確定。3sb2 7.35V0.61m4 6bbsb4KqCV消防水箱容積為消防水箱容積為30m. 91000601015100060TqVxxhf水箱總容積為水

11、箱總容積為3fsb9.61m9.00.61VV根據水箱間尺寸，選用根據水箱間尺寸，選用3.3m2.1m1.8m(長長寬寬高高)水箱，水箱，其實際有效容積其實際有效容積10.0m3。3bhqQ7.35m /h又因水泵供水管道不與配水管網連接，故選又因水泵供水管道不與配水管網連接，故選（6）地下室內貯水池容積）地下室內貯水池容積 本設計上區為設水泵、水箱給水方式，因為市政給本設計上區為設水泵、水箱給水方式，因為市政給水管網不允許直接從管網抽水，故地下室須設生活水管網不允許直接從管網抽水，故地下室須設生活消防共用貯水池，其容積為消防共用貯水池，其容積為sfblbVV)TQ-(QV。水泵運行間隔時間，

12、；水泵連續運行時間，；水池進水量，；水泵出水量，hThThmQhmQtblb/33經驗：經驗：dSQV%25%20，不得大于，不得大于48h的用水量。的用水量。（6）地下室內貯水池容積）地下室內貯水池容積 本設計上區為設水泵、水箱給水方式，因為市政給本設計上區為設水泵、水箱給水方式，因為市政給水管網不允許直接從管網抽水，故地下室須設生活水管網不允許直接從管網抽水，故地下室須設生活消防共用貯水池，其容積為消防共用貯水池，其容積為sfblbVV)TQ-(QV其中，進入水池的進水管取其中，進入水池的進水管取DN50，估算進水量為，估算進水量為h/7m.82s/23L78 . 92405. 014.

13、3)hH(2g4dq322L（6）地下室內貯水池容積）地下室內貯水池容積 sgfsVVVVblbblbbsTQQTQTQV)()(lbtlQQTQ。水泵運行間隔時間，；水泵連續運行時間，；水池進水量，；水泵出水量，hThThmQhmQtblb/33dSQV%25%20經驗：經驗：，不得大于，不得大于48h的用水量。的用水量。且滿足且滿足理論理論 ：式中：式中： 此值遠大于水泵出水量此值遠大于水泵出水量qb7.35m3/h，計算上可取，計算上可取(qb-q1)Tb=0。因無生產用水和消防貯備，計算上取。因無生產用水和消防貯備，計算上取Vs=0 。但實際上要考慮到水泵不能從市政管網抽水，。但實際上

14、要考慮到水泵不能從市政管網抽水，這就必須貯水池這就必須貯水池,水箱中生活和消防用水調節容積為水箱中生活和消防用水調節容積為9.61m。又考慮到市政給水停水不會造成室內用水。又考慮到市政給水停水不會造成室內用水困難，故取水箱容積的困難，故取水箱容積的2倍作為貯水池容積。其尺倍作為貯水池容積。其尺寸為寸為4.2m2.6m1.8m20m3。(7)(7)室內所需壓力室內所需壓力 4321HHHHHkpaHkpahHkpamHy15663 . 1513 . 1911 . 98 . 00 . 23 . 61525. 1531),25(321可知及表根據圖計算結果見表層管網水力下區圖根據計算用圖kpaHkp

15、aHQKKQHBBB17891. 515669191. 5144)6 . 31 . 8(144100120100.242max24故因可得水表性能系數查表計算算水表水頭損失按下式計 H H值與市政給水管網的工作壓力值與市政給水管網的工作壓力190kPa190kPa相近相近, ,可滿足可滿足1-31-3層層供水要求供水要求, ,不再進行調整計算。不再進行調整計算。 上區上區4-74-7層管網水力計算結果見表層管網水力計算結果見表5-25-2，計算用圖，計算用圖5-35-3。 根據圖根據圖5-35-3及表及表5-25-2可知可知 321323215 .30155 .15155 .153 . 19

16、.113 . 1522 . 54 .216 .26HHHkpaHHkpaHkpahHkPamHy即水箱最低水位與上行水平干管的高度大于管道水頭即水箱最低水位與上行水平干管的高度大于管道水頭損失與最不利點流出水頭之和，說明水箱安裝高度可損失與最不利點流出水頭之和，說明水箱安裝高度可以滿足供水要求。以滿足供水要求。（8 8）地下室加壓水泵的計算）地下室加壓水泵的計算 如圖如圖5-45-4所示，本設計的加壓水泵是為所示，本設計的加壓水泵是為4-74-7層給水管層給水管網增壓，即僅供水箱不直接供水到管網工況，故水泵網增壓，即僅供水箱不直接供水到管網工況，故水泵出水量按最大時用水出水量按最大時用水7.3

17、5m/h(2.04L/s)7.35m/h(2.04L/s)。由鋼管水力計算表可查得，當水泵出水管側由鋼管水力計算表可查得，當水泵出水管側Q=2.04L/sQ=2.04L/s時，時，DN80, v=0.41m/s, i=5.8mmHDN80, v=0.41m/s, i=5.8mmH2O/mO/m。水。水泵吸水管側，同樣可查得泵吸水管側，同樣可查得DN100, v=0.23, DN100, v=0.23, i=1.51mmHOi=1.51mmHO。 壓水管長度為壓水管長度為45.54m,45.54m,其沿程水頭損失為其沿程水頭損失為 kpakpaOmHhmkpaOmHhyy4 . 33 . 1)0

18、2. 06 . 2(02. 0002. 010005 . 151. 1,5 . 16 . 226. 010054.458 . 522失為故水泵的管路總水頭損其沿程水頭損失為吸水管長度 水箱最高水位與底層貯水池最低水位之差水箱最高水位與底層貯水池最低水位之差27.20-(-27.20-(-2.84)=30.04mH2.84)=30.04mH2O=300.4kPa.O=300.4kPa.水箱進水浮球閥的流水箱進水浮球閥的流出水頭取出水頭取20kpa20kpa 故水泵揚程故水泵揚程 kpaHb8 .3374.32204 . 34 .300水泵出水量如前所述為水泵出水量如前所述為7.35m/h.7.3

19、5m/h. .,)4,/147,420350(20032503其中一臺備用兩臺據此選得水泵kWNhmQkpaHAIS2.2.室內消火栓給水系統室內消火栓給水系統 消火栓口處所需水壓消火栓口處所需水壓kdqxhHhHH其中其中Hk=0Hk=0。噴嘴所需水壓。噴嘴所需水壓為為查查建筑給水排水設計規范建筑給水排水設計規范得得B=1.577,B=1.577,水槍噴嘴的流量為水槍噴嘴的流量為 sLsLBHqqxh/0 . 5/2 . 59 .16577. 1kpaOmHHaHaHmfmfq1699 .161221. 10097. 011221. 111022220.0043 15 5.21.7417.4

20、kPa169 17.4186.4kPadzdxhdxhhA L qmH OhH查表，得查表，得A Az=0.0043=0.0043，水頭損失為，水頭損失為 按圖按圖5-55-5以枝狀管路計算，如圖所以枝狀管路計算，如圖所示，選計算管路并計算管段。配示，選計算管路并計算管段。配管水力計算結果見表管水力計算結果見表5-35-3。其中管。其中管徑因栓口為徑因栓口為6565，故均選為，故均選為100100。 管路總水頭損失為管路總水頭損失為 kpaHw1 .451 . 141消火栓給水系統所需總水壓消火栓給水系統所需總水壓H H應為應為 選消防泵選消防泵IS80-50-200IS80-50-200兩臺

21、（一臺備用）兩臺（一臺備用） kWNkpaHsLQ15,550450,./8 .173 . 8sLQkpaHHHHxwxhx/6 .152 . 535 .4251 .454 .1861941為按消火栓滅火總用水量3.3.建筑內部排水系統建筑內部排水系統 本設計各型衛生間、衛生器具的種類完全一致，僅平面布本設計各型衛生間、衛生器具的種類完全一致，僅平面布置不同：每根糞便污水立管、每根洗滌污水立管的當量負置不同：每根糞便污水立管、每根洗滌污水立管的當量負荷各自相等。采取分流排放后，則同一衛生間內接入橫支荷各自相等。采取分流排放后，則同一衛生間內接入橫支管的衛生器具數量較少，故排水橫支管可不進行計算

22、。本管的衛生器具數量較少，故排水橫支管可不進行計算。本項計算僅對立管之底部與出戶管相連接處的設計秒流量進項計算僅對立管之底部與出戶管相連接處的設計秒流量進行校核。行校核。 （1 1）糞便污水管）糞便污水管 立管底部與出戶管相連接處的設計秒流立管底部與出戶管相連接處的設計秒流量按下式計算。量按下式計算。 sLqNqpu/75. 40 . 22675 . 212. 012. 0max此值大于此值大于DN100DN100無專用通氣立管排水能力（無專用通氣立管排水能力（4.5L/s4.5L/s）, ,但小但小于于DN100DN100有專用通氣立管或主通氣立管排水能力有專用通氣立管或主通氣立管排水能力(

23、9L/s)(9L/s)。本設計選用排水立管單立管排水系統。本設計選用排水立管單立管排水系統。 出水管的管徑由出水管的管徑由建筑給水排水設計規范建筑給水排水設計規范查得查得qu=4.75L/s=4.75L/s，h/d=0.6,DN150=0.6,DN150時相應坡度為時相應坡度為0.007,0.007,其排水量其排水量為為8.46L/s(8.46L/s(此值大于此值大于4.75L/s)4.75L/s)、流速為、流速為0.78m/s,0.78m/s,即安全可即安全可用。用。 （2 2）洗滌污水管）洗滌污水管 立管底部與出戶管相連接處的設計秒流量立管底部與出戶管相連接處的設計秒流量按下式計算。按下式

24、計算。 sLqNqpu/17. 30 . 127)375. 0(3 . 012. 0max此值小于此值小于DN100DN100無專用通氣立管的排水能力。本設計選用無專用通氣立管的排水能力。本設計選用DN100DN100單立管排水系統。單立管排水系統。出戶管的管徑由出戶管的管徑由qu=3.17L/s=3.17L/s，查表得，查表得h/d=0.5，DN100時，相時，相應坡度為應坡度為0.02，流速為，流速為0.93m/s,通水能力為通水能力為3.72L/s，既安全，既安全可靠。可靠。 4. 建筑內部熱水系統建筑內部熱水系統（1）熱水耗量：）熱水耗量： 按要求去每日供應熱水時間為按要求去每日供應熱

25、水時間為16h，取計算用的熱水供水溫，取計算用的熱水供水溫度為度為70，冷水溫度為，冷水溫度為10，混合水溫為，混合水溫為4040。 由表取由表取6565的熱水量定額為的熱水量定額為150L/(d150L/(d.床床) )。 h/17m.141642.4016. 516QKQC70d/4m.4060551 .44107010651 .44QC70d/1m.441000150294QC653dRhr3dR3dR為熱水的最大日消耗量應算的熱水的最大日消耗量計折合熱水的最大日耗量為（2）小時耗熱量）小時耗熱量h/3562338kJ107019. 4100017.14tCQQBr（3）容積式加熱器）容

26、積式加熱器 已知，蒸汽表壓為已知，蒸汽表壓為1.96105Pa，即其絕對壓強為，即其絕對壓強為2.94105 Pa；相應的飽和溫度為；相應的飽和溫度為ts=133。 mcmzczj22Pjtttt1070t13393 C222K272kJ/(mhC),527Q3562338F(1.11.2)1.1521.6mK t0.75 2721 93 熱媒與被加熱水計算溫度差為容積式水加熱器的傳熱系數所需加熱面積按式（）計算。132530b1 0.93562338 16V22672kg70 104.19S154-10V15m ,F20.40m .容積式水加熱器容積，不考慮備用，可按式（）計算。選用標準圖號

27、容積式水加熱水器兩臺，每臺（4）熱水配水管網）熱水配水管網 計算草圖如圖計算草圖如圖5-6所示。配水管所示。配水管網的水力計算見表網的水力計算見表5-4. 應該說明的是配水管網水力計算中的設計秒流量公應該說明的是配水管網水力計算中的設計秒流量公式與給水管網計算相同，當式與給水管網計算相同，當N4時按時按100%計，但需計，但需查熱水水力計算表。查熱水水力計算表。按照表按照表5-4和圖和圖5-6，配，配水管網中計算管路總水水管網中計算管路總水頭損失為頭損失為34.561.3=44.9kPa,加熱加熱器出水口與最不利供水器出水口與最不利供水點的幾何高差為點的幾何高差為20.8m。則配水管網所需水壓

28、為則配水管網所需水壓為20.810+44.9+15=268kPa. 又因為水箱生活用水量最低水位標高為又因為水箱生活用水量最低水位標高為27.05m，與加熱器，與加熱器出 口 的 幾 何 高 度 差 為出 口 的 幾 何 高 度 差 為 2 6 . 7 m ， 連 接 管 水 頭 損 失 為， 連 接 管 水 頭 損 失 為1.311.943.510=6.2kPa,實有水壓為實有水壓為269.8kPa大于配水管大于配水管網所需水壓網所需水壓268kPa，滿足要求，配水管不需再調整計算。，滿足要求，配水管不需再調整計算。（5）熱水循環管網）熱水循環管網 其熱力計算結果見表其熱力計算結果見表5-5，表，表5-6 ），計算列入該欄內。保溫厚度管外徑（考慮有保溫厚度構成的）和按管外徑（不保溫管段，度取其中保溫管段保溫層厚）計算。欄管段熱損失按式（第欄內。表中第成果列入表故不進行調整。因為。、經計算分別得到即及查表求得按圖即按以下公式計算取面積比降溫法，欄管段起、終點水溫采中第應該說明表2DD30mm1tDLKq4151055655C70C02. 7tC02. 7.tC60.5tC60039tC60.27tC60.18tC60.08tC60tm/C21. 02 .486070t,2m.48F65ftttFTt655s121276543222czh/234kg8