某学校宿舍给排水课程设计-

一、概述
（一）设计任务
本次建筑给水排水工程课程设计是为一栋学生宿舍做给水、排水、消防三部分的设计。

根据设计任务书要求，该学生宿舍总建筑面积约７６００Ｍ２，有管理员宿舍及东西向四人学生宿舍及南北向学生宿舍。

管理员宿舍设独立卫生间，内有淋浴器喷头、洗脸盆、坐便器各一件。

四人学生宿舍设独立卫生间，内有电热水器（自备）喷头，独立卫生间内有蹲便器一件及双口水嘴盥洗槽一件。

此外门厅处布有开水房。

共计177个宿舍708个床位。

（二）原始资料
建筑所在的街区位置：建筑总平面图（包括建筑费劲给水派水管道位置，窨井位置，地面标高线等）；各层平面图。

该建筑A、C、E三段，每段七层。

每层层高3.2米，均为学生宿舍。

B、D两段：每段三层，层高3.2米，一层为门厅及管理员宿舍。

二层为活动室。

三层为学生宿舍。

没间宿舍需设分户水表。

生活水箱及消防水箱分别设于C段七层楼梯间层顶和七曾楼顶。

室外标高-0.2米，室内地面为0.0米。

该建筑的城市给水排水管道现状为：在该建筑的两侧道路有校园环状给水管道可作为建筑水源，其管径为DN200。

可靠水压为20米，非供水高峰时可达到35米。

接点埋于地面以下0.6米，需设总水表；城市排水管道在该建筑东南侧，起管径为DN300，窨井沟底标高为-2.5米。

该建筑需设化粪池。

（三）资料分析
该建筑形状分为五段、形状较不规整，故给水、排水及消防方案的设置各段都不太一样。

其中B、D段同为门厅、管理员宿舍、活动室及部分学生宿舍，功能及建筑布置一致，故B、D段的给排水布置一致。

B段从C段引水，D段从E 段引水。

排水方面，A、C、E三段的二---七层设伸顶通气排水管，底楼单独排放。

B、D段门厅处设干粉灭火器，其余部分可依靠A、C、E的消火栓水枪到达，故不设消防支管。

二、设计方案概述
（一）给水工程
根据设计资料已知室外校园给水管网可靠的工作水压为20米水柱。

故建筑内给水拟采用上下分区供水方式，即A、C、E段1---3层及B、D段由室外校园
环状给水管网直接供水，采用下行上给方式；A、C、E段4---7层设水箱供水，因非用水高峰时段，校园环状给水管网供水工作压力可以达到35米水柱，故不设水泵。

管网上行下给。

为防止停水时1---3层无水可用，故在水箱的出水管的C段处与1---3层的管网设一闸阀连接。

此闸阀常闭，仅在停水时由管理人员打开。

（布置如各层平面图所示）
（二）排水工程
为便于日后增建的中水系统工程的运行，建筑内部排水系统拟使生活污水和生活废水分质排放。

即每间宿舍设一废水立管及一污水立管。

（B、D段三层学生宿舍因构造特殊仅设一伸顶生活污水排放立管，排放所有生活废水）。

为防止堵塞，将A、C、E段二---七层的生活污水、生活废水分设立管排入化粪池，底层的生活污废水合设横埋地横干管单独排如窨井。

每个窨井约接受六根污废水立管排出管。

所有污废水经化粪池处理后，直接排入校园排水管网。

（三）消防排水
根据《建筑防火规范》，本建筑为其他类建筑（>or=六层），设室内消火栓给水系统。

室内消火栓用水量15L/S。

室内消火栓系统不分区，采用带消防水泵的消防水箱和校园环状给水管网联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。

消防水箱贮存10min消防用水，其进水管由生活水箱的进水箱引分支进水，出水管道接消防泵。

每个消火栓口径为65mm,单栓口水枪喷嘴，口径19mm,充实水柱为12m水柱，采用衬胶水带，直径65mm，长度25m。

布置如图所示。

（四）管道的平面布置与管材
建筑内给水工程、排水工程、消防给水工程、管道平面布置见各层平面图。

室内给水立管及分户水表设于宿舍浴室门后。

给水横支管埋入墙壁。

室内生活污水立管设于卫生间内接纳大便器及浴室淋浴器地漏废水。

室内生活废水立管设于盥洗槽外侧，接纳盥洗槽排水以及洗衣机地漏废水。

底层生活污水立管设于卫生间内，接纳所有污废水。

消防立管明装于楼道走廊及楼梯口。

室外给水横干管管中心线标高为-0.9米，排水横干管管中心的起始标高为-0.75米，消防横干管管中心线的标高为-1.0米。

生活给水管材采用给水聚丙烯PP-R管，排水管材采用硬聚氯乙烯管，消防给水管采用镀锌钢管，外部刷为红色。

三、设计计算
（一）室内给水系统的计算
(1)给水用水定额及时变化系数
查《建筑给水排水设计规范》（ＧＢ50015-2003）表3.1.10，学生宿舍学生的最高日生活用水定额为100～150Ｌ，小时变化系数Ｋh为3.0～2.5。

据本建筑物的性质和室内卫生设备之完善程度，选用学生的最高日生活用水定额为qd=150L/S，取用水时变化系数Kh=2.0。

(2)最高日用水量
Qd=m*qd=708*150=106.2㎥/d
(3)最高日最大时用水量
Qh=Qd*Kh/T=106.2*2.5/24=11.06㎥/h
(4)设计秒流量按公式
Qg=0.2аsqrt(Ng)
本工程为学生宿舍，а=2.5
Qg=0.5sqrt(Ng)
(5)屋顶水箱容积
屋顶水箱供给4—7层生活用水，1—3层的生活用水虽不能由水箱供给，但考虑市政给水事故停水，水箱仍应短时供应下区用水。

故水箱的容积应按1—7层全部用水确定。

屋顶水箱的有效容积为（取经验系数为18.8%）V=Qd*18.8%=106.2*18.8%=20㎥
屋顶水箱选标准图号S151（一）尺寸为4000*2800*2000 。

有效容积20㎥。

水箱位于七楼楼梯间层顶，最低标高26.10M。

（6）室内所需要的压力
1）1—3层室内所需的压力
根据计算用图①，A段1—3层管网水力计算表如表（一）
根据计算用图②，E段1—3层管网水力计算表如表（二）
由表（一）、表（二）可知，1—3层的控制点位于B段三楼立管33的学生宿舍。

该管路的沿程损失∑hy=25.91kpa
该管路局部损失∑hj=30%∑hy=30%*25.91=7.77kpa
所以计算管路的水头损失Hi=∑（hy+hj）=33.68kpa
计算水表损失
因宿舍用水量较小，分户水表选用LXS湿式水表，安装如大样图所示。

Qg=0.85L/S=3.06㎥/h,选LXS32c，其最大流量12㎥/h，性能系数Kb=qmax*qmax/100=1.44,则水表损失hd=qg*qg/Kb=13.06*13.06/1.44=7.38Kpa.满足正常用水<24.5Kpa的要求。

即H3=7.38Kpa
H1=6.4+0.8-（-0.8）=80kpa
室内所需压力：
H=H1+H2+H3+H4+H5=80+33.68+7.38+50+20=191.06Kpa
室内所需的压力与校园环状给水管网工作压力200Kpa接近，可满足1—3层的供水要求。

2）4—7层室内所需的压力
根据计算用图①。

A段4—7层管网水力计算表如表（三）
根据计算用图②。

E段4---7层管网水力计算表如表（四）由表（三）表（四）可知4—7层的控制点位于E段立管25的四楼宿舍，但因高程差12.8m水柱>沿程1.53m水柱的水损，故控制点位于E段立管25的
层顶与横干管连接处。

该管路沿程损失∑hy=18.59-6.11=12.58kpa
该管路局部损失∑hj=30%*12.58=3.77kpa
所以计算管路的水头损失H=∑（hy+hj）=16.35kpa
h=26.10-19.4=6.7m水柱=67kpa
h>H2
故水箱安装高度满足要求。

（7）其余管段水力计算
根据计算用图③，其他管段计算如表（5）
（二）室内排水系统计算
1、设计秒流量公式按
Qp=0.12asqrt(Np)+qmax
本工程为学生宿舍，取a=2.5
若用上式计算排水管网，管段。

因连接的卫生器具较计算结果大于该管段所有卫生器具排水流量的总和，则应按管段的所有卫生器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量。

2、A、E段学生宿舍2—7层污废水管段计算
（1）横支管计算
①污水系统每层连接一个淋浴器地漏，N=0.45，一个大便器，N=4.5
如图④
0—1：q=0.15L/S,选用DN50mm,标准坡度i=0.026
1---2：有大便器，选用DN100mm，标准坡度i=0.026
②废水系统每层连接一个盥洗槽 N=1.00,q=0.33L/S，一个洗衣机地漏，N=1.5，q=0.5L/S,如图⑤。

0—1：选用DN50mm,标准坡度i=0.026
2—1：选用DN50mm, 标准坡度i=0.026
(2)立管计算
①污水系统底层单独排放，故立管仅接纳2—7层污水
其接纳排水当量总数。

NW=6*（0.45+4.5）=29.7
Qw=0.12*2.5*sqrt(Nw)+qwmax=3.13L/S
因有大便器，所以污水立管管径DN=110mm (设伸顶通气管)
②废水系统底层单独排放，故立管仅接纳2—7层。

NF=6*（1.0+1.5）=15
qF=0.12*25*sqrt(NF)+qFmax=1.66L/S
选用DN75mm(设伸顶通气管)
3、B、D段学生宿舍污废水管段计算
（1）横支管计算
污水系统每层连接盥洗槽排水栓、洗衣机地漏、淋浴器地漏、大便器各两个，如图⑥
0—1:盥洗槽排水栓 N=1.00 q=0.33
选用DN50mm i=0.026
1—4:洗衣机地漏 N=1.5 q=0.5L/S ;
q1=0.12*2.5*sqrt(N1)+0.5=0.97L/S>0.83L/S取q1=0.83L/S
选DN75mm i=0.026
2—3：淋浴器地漏N=0.45 q=0.15
选用DN50mm i=0.026
3—4：大便器N=4.5 q=1.5
q2=0.12*2.5*sqrt(N2)+1.5=2.17L/S>1.65L/S 取q2=1.65L/S
因有大便器故取DN110mm i=0.026
4—7：N=1+1.5+0.45+4.5=5.7
q3=0.12*2.5*sqrt(5.7)+1.5=2.22L/S>1.9L/s取q3=1.9L/S
因有大便器故取DN110mm i=0.026
5—6同2—3 6—7同3—4
7—8：N=5.7+0.45+4.5=10.65
q4=0.12*2.5*sqrt（10.65）+1.5=2.48L/S〈3.55L/S 取q4=2.48L/S
选用DN110mm i=0.026
8—9：N=10.65+1.5=12.15
q5=0.12*2.5*sqrt（12.15）+1.5=2.55L/S〈4.05L/S 取q5=2.55L/S
选用DN110mm i=0.026
9—10：N=12.15+1=13.15
q6=0.12*2.5*sqrt（13.15）+1.5=2.59L/S〈4.38L/S
取q5=2.59L/S选用DN110mm i=0.026
（2）立管计算
Qi=2.59L/S 选用DN110mm（设伸顶通气管)
4、底层污废水管段计算
（1）横支管计算
底层排水系统连接盥洗槽排水栓、淋浴器地漏、洗衣机地漏、大便器各一个，如图所示
0—1：淋浴器地漏N=0.45 q=0.15
选DN50mm i=0.026
1—4：大便器N=4.5 qmax=1.5
q1=0.12*2.5*sqrt（N）+1.5=0.12*2.5*sqrt（4.95）+1.5=2.17L/S 〉1.65L/S
因有大便器，所以取q1=1.65L/S 选DN110mm i=0.026
2—3：盥洗槽排水N=1.00 q=0.33L/S
选用DN50mm i=0.026
3---4：洗衣机地漏N=1.5 q=0.5L/S
q2=0.12*2.5sqrt(Nt)+0.5=0.12*2.5*sqrt(2.5)+0.5=0.97L/S>0.83L/S
取q2=0.83L/S 选DN75mm i=0.026
立管：4—5 N总：0.45+4.5+1+1.5=7.45
（2）横干管
Q3=0.12*2.5sqrt(7.45)+1.5=2.32L/S<2.48L/S
选DN100mm（埋地，工作高度≤2m）
5、管理员宿舍污废水计算
（1）横管
0—1洗脸盆N=0.75 g=0.25L/S 选DN50mm i=0.026
1—2 淋浴器地漏N=0.45 g=0.15L/S
Q1=0.12*2.5*sqrt(0.75+0.45)+0.25=0.58L/S>0.4L/S Q1=0.4L/S
选DN50mm i=0.026
2—3 大便器N=4.5 Qmax=1.5L/S
Q2=0.12*2.5*sqrt(0.75+4.5+0.45)+1.5=2.221L/S>1.9L/S Q2=1.9L/S，因内有大便器，故选DN110mm，i=0.026
3—4 ：N总=0.75+0.45+4.5=5.7 Q3=1.9L/S
选用DN=110mm（埋地，工作高度≤2m）
6、化粪池计算
已知条件：
N ：化粪池实际使用人数：495人
q ：生活污水量：30升/人·天
t ：化粪池污水停留时间：24小时
α：每人每天污泥量：0.7升/人·天
T ：污泥清掏周期：360天
b ：进化粪池新鲜污泥含水率：0.95%
c ：发酵浓缩后污泥含水率：0.90%
K ：污泥发酵后体积缩减系数：0.8
V1 =495×30×24/24×1000= 14.868㎥
V2 =0.7×495×360×(1.00 －0.95)×0.8×1.2/(1.00 - 0.90)×1000= 59.948㎥
V = 14.868 + 59.948 = 74.816㎥
(三)消防给水管网计算
1、消防栓布置
该建筑为学生宿舍，分为A、C、E三段，A段长43.9M，宽10.5M；C段长27.3M，宽10.5M；E段长29.3M，宽10.5M；均七层，层高3.2M，按规范要求，应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。

水带长度取25M，展开时的弯曲折减系数C取0.85，消火栓的保护半径R=C*ld+h=0.85*25+3=24.25m
消火栓采用单排布置，其间距S ≤sqrt(R*R-b*b)=sqrt(24.25*24.25-10.9*10.9)=21.66m 取22m
因此，A段走廊布置3个消火栓，C段布置2个，E段布置2个，且A段的1#、2#立管、C段4#、5#立管、E段6#、7#立管能够同时到达B、D 段门厅，系统图如图⑩所示。

2、水枪喷嘴处所需的水压
查表，水枪喷头直接选19mm,水枪系数中，Φ=0.0097；充实水柱要求不小于10m，选Hm=12m,水枪试验系数af=1.21
水枪喷嘴所需水压
Hq=af*Hm/(1-Φ*af*Hm)=1.21*12/(1-0.0097*1.21*12)=16.9m水柱=16.9kpa
3、水枪喷嘴的出流量
喷口直径19mm的水枪特性系数B=1.577 Q*h=sqrt(B*Hq)=sqrt(1.577*16.9)=5.2L/S>5.0L/S
4、水带阻力
19mm水枪配65mm水带，衬胶。

查表Az=0.00172
水带阻力损失：
hd=Az*Ld*qxh*qxh=0.00172*25*5.2*5.2=1.16m
5、消火栓口所需水压
Hxh=Hq+hd+Hk=16.9+1.16+2=20.06m水柱=200.6kpa
6、校核
消防水箱最低水位高程24.4m,最不利点消防栓口高程21.3m,最不利点消火栓口的净水压力24.4-21.3=3.1m水柱，需设增压设备。

7、水力计算
按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为XL—3 ，出水枪数为2支，相邻消防竖管为XL—2出水枪数为2支。

Hxh0=Hq+Hd+Hk=200.6kpa
Hxh1=Hxho+△H+h=20.06+3.2+0.250=23.51m水柱
1点水箱射流量
qxh1=sqrt(B*Hxh1) Hxh1=qxh1*qxh1/B+Az*Ld*qxh1*qxh1+2
所以
Qxh1=sqrt((Hxh1-2)/(1/b+A*Ld))=sqrt((23.51-2)/(1/1.577+0.00172*25 ))=5.63L/S
进行消火栓给水系统水力计算时的枝状管路计算如图⑨
计算管段
设计
秒流量
L/S
管段
长度
L
管径
DN
流速
V
水损
系数
i
i*l
0--1 5.20 3.2 100 0.60 0.07
80
0.25 0
1--2 10.8
3 18.1 100 1.31 0.34
3
6.20
2--3 16.0
3
100.
18
100 1.73 0.60
2
60.3
1
∑
hy=66.76kpa
管路总水损Hw=1.1hy=1.1*66.76=73.43kpa
消火栓给水系统所需要总水压
Hx=H1+Hxh+Hw=21.3*10+200.6+74.43=487.03kpa
消火栓灭水总用水量 Qx=16.03L/S
水压48.703m水柱
8、消防水箱
消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算
Vf=qxf*Tx*60/1000=15*10*60/1000=9㎥
四．设计总结及心得
在本次建筑给水排水工程课程设计中，我们一组四个人同心协力，分工合作，配合默契，按时完成了图纸的绘制和设计说明书的编写。

同时，感谢陈老师在设计中对我们的指导和帮助，使我们得以顺利完成。

在本次设计中，我们熟读所有原始资料（图纸资料和文字资料），认真将书本的知识及老师课堂上授予的各种经验方法加以消化和巩固，严格按照《建筑给水排水规范》的要求，按照各方法及步骤完成设计方案的拟定，管线的布置，轴测图的绘制，各种管道的计算。

设计思考和动手的过程中，锻炼了我们解决各类问题的能力，并且提高了理论联系实际和灵活运用的能力。

虽然我们的设计如期完成，但在设计过程中了一些问题，如：生活水箱的计
算、消火栓最不利点位置的选择与计算、建筑物底层是否设独立排出管等。

不过，老师的耐心指导下通过认真研究老师的设计图纸及查看各种书籍，我们顺利的解决了所有的问题。

设计者：
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目录
一、概述
（一）设计任务
（二）原始资料
（三）资料分析
二、设计方案论述
（一）给水工程
（二）排水工程
（三）消防工程
（四）管道的平面布置及管材三、设计计算
（一）室内给水系统计算（二）室内排水系统计算（三）室内消火栓系统计算四、设计总结及心得。