给排水专业毕业设计开题报告

建筑给水排水毕业设计开题报告

一、选题的依据和意义

本设计选题依据学校对给排水专业学生的培养方案而定。作为即将毕业的我们，应该对自己的专业有更深刻的了解，也应该更多的去学习如何将所学知识运用到实践中去。因此，本设计选择课题为超高压生产办公大楼给水排水设计。

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。为此，必须设置安全可靠的室内消防给水系统，满足各类消防的要求，而且也是高层建筑质量审核中的重中之重。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，这也是世界人们共同认可的，大气环境的污染、地球的变暖已越来越受到人类的广泛关注，需要社会各界的共同努力。

作为即将步入社会的大学生，此次毕业设计能够起到很好的引导作用，通过对一栋高层办公楼的给排水设计，将使我们对实际工程设计流程有更进一步的了解，帮助我们形成设计理念。用老师的话讲，就是通过这次毕业设计使我们毕业后参加工作了能够直接上手。

通过该毕业设计，提高资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力；培养自己理论联系实际的独立工作能力，综合分析、判断的思维能力，运用所学知识解决实际问题的能力等。同时达到对学习成果的综合性总结和检阅，也是以后从事相关工作的最初尝试。 二、国内外研究现状及发展趋势

1986 年以来, 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。

这一时期内, 在专业队伍上已具有积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员。在技术上, 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。在组织上,

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。此外, 这个阶段内我国建筑给排水产品设备的发展也促进了建筑给排水技术的发展。建筑给水排水技术的发展是与科研工作、工程实践(设计、安装)、产品开发等多方面有关。近年来, 高层建筑给排水日趋增加, 例如上海在浦东建成的金茂大厦( 88 层, 420m ) 和上海国际环球金融中心(Shanghai World Finance Center 96 层, 465m ) , 促进了建筑给排水技术的发展。我国在这方面的科研基础工作还做得较少, 但在工作实践中特别是设计方面已处于一定的水平。在产品开发上, 也不断引进先进国家的技术。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。

建筑给排水将和“大水”一样均衡发展，属朝阳行业。小的方面预测是城市中水及雨水利用对建筑的影响，节水系统和设备逐渐应用。热水系统中，太阳能和热泵热水系统将得到长足的发展。随着城市大体量、多功能、超高层建筑的出现，建筑给排水也配套发展。将出现越来越多的系统及功能要求，建筑给排水界将面临越来越多的问题需要解决。另一方面，平面化，中国的小城镇建设使得建筑给排水活动空间更为广阔、深入、普及。国内给排水研究机构（高校、研究所或研究中心）将向产、学、研一体化发展。建筑给排水专业的研究课题及成果将会越来越多。建筑给排水课程的设置将越来越贴近实际，生产和教学之间的脱节情况将大幅度改善。建筑给排水的教授和工程师之间的差异会越来越小。国际上通行的是机电事务所，国内某些大院也在并轨，但这不是建筑给排水的唯一方向。

另外，建筑中水工程是节约用水的好措施，既保护了环境，又极大的提高了水资源的利用效率。建筑中水工程设计应作到安全使用、经济合理、技术先进。对于小型建筑等可实行一些简单可行的废水再利用措施，比如一些学生宿舍楼通过改造洗漱用水的下水管道，收集废水送至楼顶的水箱，作为厕所冲洗用水，也能取得明显的节水效果，这可算作是简单的中水工程。

而使用合格给水管件及配件、推广新型节水设备也是未来的发展方向。为了避免管道及阀门的泄露，应采用合格、合理的管材、阀门，在给排水设计、施工等方面应严格把关，使用正规厂家的合格产品。新型节水龙头、节水型马桶、节水型洗衣机等已推出，这方面的研究一直不断。推广节水器具的使用是开源节流的节水措施之一，以提高广大市民的节水意识，节约宝贵的水资源，解决水资源紧缺问题，节能节水型的设备应为设计首选。

三、本课题研究内容 设计原始资料

（一）工程概况

本工程为供电公司超高压分公司办公大楼。

大楼主体十二层（不包括地下层），地下一层，地下一层为车库、设备层，一层设消防报警中心、调度室，二层为自动化机房，三至十一层为办公室，十二层为多功能会议厅，屋顶机房层设电梯机房、高位水箱。

剖面设计：地下室层高3.90 m，一、二层层高5.40 m，三至十一层层高3.60 m，十二层层高6.00 m。

根据大楼的性质用途及建设单位的要求，室内有完善的给排水系统，该大楼要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓给水系统和自动喷水灭火系统以及灭火器，每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。生活水泵要求自动启动。机房设气体灭火设备。空调补水按8 m3/h计。 （二）给水水源

该大楼以城市管网为水源，从城市道路干管中取水，低水压约为0.28MPa。 （三）排水条件

城市排水管网为雨、污分流，污、废合流制排水系统，室内生活污水需经化粪池处理后或经污水处理设备处理后才允许排入城市下水道。 （四）建筑图纸 1、地下室平面图 2、各层平面图 设计内容 主要完成下列设计 （一）计算部分

1、最高日最高时用水量、储水池容积，高位水箱容积和设置高度。

2、给水管网设计秒流量计算，管网水力计算，确定水泵流量及扬程，并选定水泵。 3、排水系统水力计算，化粪池容积。

4、消防给水设计流量，消防系统管网（包括消火栓、自动喷淋）水力计算，消防泵的选择。

（二）设计图纸 1、给排水总平面布置图

2、室内给水、排水、消防工程设计图（包括平面布置图和系统图）。 四、本课题研究方案 （一）建筑给水系统 1、给水系统的分区及其原则

建筑给水系统应尽量利用外部给水管网水压直接供水。在外部供水压力不能满足建筑物和居住小区的水压要求时，则下层建筑物应利用外部水压供水，而上层建筑物则采取加压和流量调节装置供水。根据《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）,高层建筑生活给水系统竖向分区压力应符合下列要求：1)各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa；2）静水压大于0.35MPa的配水横管，宜设减压或调压设施；3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。

本设计以城市管网为水源，从城市道路干管中取水，低水压约为0.28MPa。考虑一定的水头损失，市政管网可供1~4层，5~12层采用水泵加压供水。需水泵供水楼层层高为31.2m，满足最不利配水点压力要求，则不用再进行分区。故本设计低区为1~4层，高区为5~12层。 2、给水方式的选择

合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素如技术因素包括：供水可靠性，水质，对高层建筑给水系统的影响，节水节能效果，操作管理，自动化程度等；经济因素包括：基建投资，年经费用，现值等；社会和环境的因素包括：对建筑里立面和城市观瞻的影响，对结构和基础的影响，占地面积，对环境的影响，建设难度和建设周期，抗寒防冻性能，分期建设的灵活性，对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。

几种给水方式的比较如下：

层设消防报警中心、调度室，二层为自动化机房，三至十一层为办公室，十二层为多功能会议厅，屋顶机房层设电梯机房、高位水箱。考虑到该大楼以城市管网为水源，从城市道路干管中取水，低水压约为0.28MPa。考虑一定的水头损失，市政管网可供1~4层，5~12层采用水泵加压供水，同时考虑到不占用建筑物上层面积，减少结构荷载，故选择不设高位水箱的分区无水箱供水方式。 3、各区用水量的确定

经计算，总建筑面积约为12400m2，根据《建筑给水排水设计规范》 （GB 50015-2003），办公场所有效面积为总建筑面积的60%，办公楼每人每班最高日用水量为30~50L,设计取40L/人∙班，时变化系数1.2~1.5，设计取1.5，工作时间为8~10小时，设计取10小时，有效面积为每人5~7m2，设计取6m2/人。则：

办公面积为：11330⨯60%=6798m2； 建筑内人数为：6798/7=972，取980；

最高日用水量Q=980⨯40=39200l/班=39.2m3/班； 最高日最高时用水量Qh=

39.2

⨯1.5=5.9m3/h。 10

各区用水量计算见下表，其中未预见用水量按最高日用水量的10%~15%计,设计取10%。

4、生活水箱容积的确定

生活水箱布置在地下室的水泵房内，主要是用以满足高区用水要求。根据规范要求，生活水箱的容积按最高日供水量的20%~25%计，设计取20%。则水箱容积为：

（21.8+2.18+8⨯9）⨯20%=20m3，式中，8⨯9为空调补水水量。取水箱尺寸

为4⨯2.5⨯2.5m3，水箱架高0.8m，则水箱底标高为-4.7m，水箱顶部标高为-2.2m。 5、加压设备的选择

估算水泵扬程为：地下室高度+顶层高度+20~30m=4.7+49.2+20=73.9m。则初选水泵型号为IS100-65-250的变频调速离心泵，水泵扬程为80m，转速为1450r/min，轴功率为30.3kW，电动机功率为37kW，效率为72%。

（二）建筑消防系统 1、室外消防系统

为确保消防给水安全，高层建筑室外消防管网的进水管不宜少于两条，并宜从两条市政给水管道引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。室外消防给水管道应布置成环状，环状管网进水管不应少于两条，环状管网应采用阀门分成若干独立段。消火栓至高层建筑外墙的距离为5~40m，距路边距离不宜大于2m。

根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB-50045-2005），消火栓给水系统的用水量如下表所示：

2、室内消火栓系统

1）是否分区 根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB-50045-2005）第7章第7.4.6.5所示：室内消火栓栓口处的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.0 MPa时，应采取分区给水系统；消火栓栓口的出水压力大于0.5 MPa时，应采取减压措施。

根据本建筑的高度，室内消火栓栓口处静水压力没有达到1.0 MPa，故消防系统不分区。

2）消火栓给水系统的给水方式 本建筑是高层建筑，屋顶有高位水箱，故本设计采用设水泵、水箱的消火栓给水方式。

3）确定室内消火栓系统用水量 由上表中规范规定可知，本建筑室内消火栓用水量为30L/s。

4）对于高层建筑中的重要办公楼，其楼内还应设消防卷盘。消防卷盘一般设置在走道、楼梯口附近等显眼便于取用的地点，其栓口直径宜为25mm，胶管内经不小于19mm，胶管长度不应超过40m，一般可取25、30m，水枪喷嘴直径不应小于6mm，一般取8mm。 3、自动喷淋系统

1）本建筑属于高层建筑，根据高层建筑设计防火规范，本建筑为重要办公楼，为一类建筑，消防等级为中危二级。本设计中设置独立的自动喷淋灭火系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50048-2005），民用建筑系统设计参数如下表所示：

位、人员不易疏散部位以及需喷水降温的地点。系统采用湿式自动喷水灭火系统，由湿式报警阀装置、闭式喷头和管道等组成。自动控制报警阀安装在地下室。喷头采用闭式下垂型喷头，由于本建筑防火面积较大，喷头总数超过800个，因而系统作竖向分区，系统的每个竖向分区都单独设置自动控制报警阀，每组报警阀喷头数按不大于800个计。 3）供水方案 根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50048-2005），本设计喷淋系统的工作压力小于等于1.2MPa，不进行分区，给水方式为水池、水泵及水箱的联合供水方式。屋顶水箱最低水位标高为53.00m，最不利喷头处的标高为48.2m，则高差为4.8m，所以不能满足最不利喷头处的水压需要，设计采用一套隔膜式气压罐增压稳压设备，调节水容量为150L。

4、消防水池、水箱的位置及容积的确定

（1）消防水池布置在地下室水泵房旁。根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB-50045-2005）第7章第7.3.3条，本建筑的室外消防用水量由室外给水管网来满足，室外消防用水量为：30⨯3⨯3600=324000L=324m3。消防水池的有效容积仅满足在

火灾延续时间内消防用水量即可，火灾延续时间按3h计，自动喷水灭火系统按1h计算。则： 消火栓用水量：40⨯3⨯3600=432000L=432m3

自动喷淋用水量：8⨯160⨯3600⨯1.3=99840L=99.84m3 则消防水池的容积为： 432+99.84=531.84m3，设计取540m3。 （2）消防水箱布置在屋顶机房层内。

a)有效容积：消防水箱贮水量应满足10min消防流量的要求， 即：消火栓： 30⨯10⨯60=18000L=18m3；

自动喷淋：8⨯160⨯10=12800L=12.8m3。

则消防水箱有效容积为：18+12.8=30.8m3，根据规范规定，一类高层建筑屋顶水箱容积不应小于18m3，则取其有效容积为18m3。设计尺寸为：L⨯B⨯H=5m⨯3m⨯1.5m。取水深1.3m。

b)设置高度 根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB-50045-2005）第7.4.7.2条要求，当建筑高度不超过100m时，高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力不低于0.07MPa，即高位水箱距最不利消火栓的高差不小于7m。本设计高位水箱箱底标高为53.00m，距最不利消火栓的高差为53m-44.3m=8.7m，大于7m，满足规范要求，不需设增压设备。 5、灭火器的设置

本设计各个楼层均应布置灭火器。办公区域按中危险等级配置，机房区域按严重危险等级配置，强弱电间、电梯机房、控制室以及变电所均应加设灭火器。采用手提式灭火器，最大保护距离为20m。 （三）建筑排水系统

根据实际情况、建筑性质、规模、污水性质、污染程度，结合市政排水制度与处理要求综合考虑，本设计排水系统采用雨、污分流，污废合流的排水系统。室内生活污水经化粪池处理后或经污水处理设备处理后排入城市下水道。雨水采用独立的排水系统，设专门的雨水立管将雨水排入市政排水管道。

1、污废水排水系统

在本设计中，考虑建筑物高度，排水立管较长、水量大的缘故，常常会引起管道内的气压波动较大，并极有可能形成水塞，在哦成卫生器具溢水或水封破坏，从而使下水道中的臭气侵入室内，污染环境。因此，在本设计中设置专用通气管。

考虑到该大楼主体十二层（不包括地下层），地下一层，地下一层为车库、设备层，一层设消防报警中心、调度室，二层为自动化机房，三至十一层为办公室，十二层为多功能会议厅。需利用排水立管与另一根立管之间进行气流交换，所以选择适用于污废水合流的的各类高层建筑的双立管排水系统。而地下室积水经地沟排至集水坑，再通过潜

污泵提升排至室外。

2、雨水排水系统

本设计采用内、外排水结合的排水方式，雨水采用87式重力流排水，雨水排至地面散水后进入市政雨水管网。 五、研究目标、主要特色及工作进度

本毕业设计能够起到很好的引导作用，通过对一栋高层办公楼的给排水设计，将使我们对实际工程设计流程有更进一步的了解，帮助我们形成设计理念。同时，提高我们对资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力；培养自己理论联系实际的独立工作能力，综合分析、判断的思维能力，运用所学知识解决实际问题的能力等。同时达到对学习成果的综合性总结和检阅，也是以后从事相关工作的最初尝试。 用老师的话讲，就是通过这次毕业设计使我们毕业后参加工作了能够直接上手。

六、参考文献

1、陈春喜 《高层建筑给排水及消防设计》 中州煤炭 2003(02)

2、文艳 《浅谈高层建筑的给排水设计——以某高层建筑的设计实践为例》 城市建设与商业网点 2009(15)

3、徐化新 《高层建筑给排水系统设计的探讨》 福建省三建工程有限公司 2008, (3)

4、蔡森 《对于高层办公大楼给排水设计分析》 珠海市建筑设计院 2011, (34) 5、赵建兵 《高层建筑给排水设计分析》 深圳大学建筑设计研究院 2011, (26) 6、建筑给水排水工程教材

7、《建筑给水排水设计规范》 【2009版GB50015-2003】 8、《高层民用建筑设计防火规范》 【2005版GB50045-95】 9、《建筑设计防火规范》 【GB50016-2006】 10、《自动喷水灭火设计规范》 【2005版GB50084-2001】 11、《建筑灭火器配置设计规范》 【GB50140－2005】 12、《汽车库、修车库、停车厂设计防火规范》【GBJ50067-97】

13、《给水排水设计手册》 【第1、2、10、11、12册】