苏州市某十七层办公楼给排水设计开题报告

1. 研究目的与意义

设计（论文）的研究背景：

随着城市的快速发展，城市的公共建筑蓬勃发展。为了满足城市用户对公共建筑的需求，并做到在给水、排水等方面的经济合理、安全可靠，必须对该建筑进行给排水工程规划与设计。

设计（论文）的目的和意义：

2. 研究内容和预期目标

1、毕业设计任务

本次毕业设计任务包括英文给排水专业技术资料笔译（原文由指导教师提供），一栋高层办公楼（地下1层,为汽车库，地上17层,为办公，建筑高度68.2米，总建筑面积约23346平方米）的给排水工程设计，具体内容包含：（1）外文技术资料翻译；（2）办公楼室内生活给水系统、室内排水系统、屋面雨水系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统设计；（3）办公楼室外给水、消防、雨水、污水管网规划设计；（4）办公楼给排水系统（可取室内某一系统）的工程概预算。

2、要求

（1）英文专业技术资料翻译

内容为英文专业技术资料笔译（1篇）。

（2）设计计算说明书

设计计算说明书主要内容包括：对所涉及各给排水系统的比选（如给水系统加压方式、分区方式、各系统管材及附件、管线及设备布置方案等的比选，要求简要列出各可选方案的优缺点，同时说明本工程特点及选用某种方案的理由）、管网计算草图和水力计算表、设备选型计算、工程概预算（可选择某一给排水系统做相关预算）等。

3. 研究的方法与步骤

研究方法及步骤
1、根据设计要求，查阅相关给水设计资料、规范和期刊，外文资料查阅、翻译。
2、明确设计任务书，收集城市现状、水文、地质、气候等所需资料，研究该地区新建水厂的常用设计方案，为毕业设计的后续工作做准备。
3、整理资料后做初步设计，拟定方案，进行多方面（技术、经济、安全等）比较，优化设计。请教指导老师，选定设计方案或对原选定方案略作修改。
4、编写设计计算说明书，根据设计内容给出概算书，并给出毕业设计成果的初稿并上传系统。请教指导教师，讨论设计图及设计合理性，进一步完善设计。
5、成果定稿后按照制图要求完善设计图，完成CAD制图部分及手绘制图部分，打印并装订毕业设计说明书（含外文翻译），完成设计成果的定稿，上传系统，并由指导老师审阅。
6、整理所有设计相关成果，完成毕业设计的纸质材料，准备毕业答辩。

设计方案：
1.给水方式的比较
（1）变频给水方式
变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大。
用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。
优点：
① 采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速快。
②均配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
② 对水泵均为软启动，延长设备寿命，消除了启动电流对电网的冲击。
④根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。当一台泵运转六小时或二十四小时，自动切换到另一台。
⑤最大的特点为双恒压控制，生活消防可公用的一套设备，为用户节约投资。而且一机两用，大大地提高了使用效率。
⑥结构紧凑，占地面积小 ，安装快，投资省，运行稳定。无污染。
缺点：在用水量突变时，反应稍有迟顿，且在有少量用水时，机器不能完全处于休眠状态。
（2）恒速泵 高位水箱供水方式
当室外给水管网水压经常不足、室内用水不均匀、室外管网不允许水泵直接吸水而建筑物允许设置水箱水时，常采用水泵水箱联合给水方式。水泵从储水池吸水，经加压后送入水箱。因水泵供水量大于系统用水量，水箱水位上升，至最高水位时停泵。此后由水箱向系统供水，水箱水位下降，至最低水位时水泵重新启动。
这种给水方式由水泵和水箱联合工作，水泵及时向水箱充水，可以减小水箱容积。同时，在水箱的调节下，水泵能稳定在高效点工作，节省电耗。在高位水箱上采用水位继电器控制水泵启动，易于实现管理自动化。储水池和水箱能够储备一定水量，增强供水的安全可靠性。
优点
① 各区供水自成系统，互不影响，供水较安全可靠；
② 各区升压设备集中设置，便于维修、管理，能源消耗较少。
③ 水泵、水箱并联供水系统中，各区水箱容积小，占地少。
④ 气压给水设备和变频调速泵并联供水系统中，无需水箱，节省了占地面积。
缺点
① 水泵型号较多，水箱占用建筑使用面积；
② 上区供水泵扬程较大，总压水线长；
③由气压给水设备升压供水时，调节容积小，耗电量较大，分区多时，高区气压罐承受压力大，使用钢材较多，费用高；
③ 由变频调速泵升压供水时，设备费用较高，维修较复杂。
（3）气压给水方式
在系统处于稳定状态下，由于气压罐内水排出带走一部分气体，罐内压力降低，当降低到一定压力时，压力传感器发出信号，通过电控箱开启电磁阀，排出罐内的水，当水位降到下限时，电磁阀关闭，液位传感器发出信号，控制补水泵开始工作，给气压罐补水补气。
当水位达到上限时，实水泵停止，但罐体内压力未达到所定的最高工作压力时，电磁阀开启，罐体排水。当水位达到下限时，补水泵再次启动，这样循环多次，直到罐内压力、水位都达到所规定的位置时补水泵停止，保证罐内随时保持额定工作压力和额定水位。
优点：
① 灵活性大，使用位置不受约束，便于荫蔽。
② 装置、拆开都很便利。成套设备均在工厂出产现场会集拼装。
③ 占地面积小，工期短。土建费用低。完成了自动化操作便于保护办理。
④气压水罐为密闭雄。高层供水不光水质不易污染，一起还有助于消除给水体系中水锤的影响。
缺点：调理容积小。贮水量少，通常调理水最仅占总容积的20%’-30%。又为压力容器，所以耗用钢材较多。变压式气压供水设备供水压力改变较大。对给水附件的寿数有必定的影响。气压给水设备的耗电量较大，一是因为调理水量小。无负压供水设备水泵发动频繁、发动电流大;二是水泵在最大作业压力和最小作业压力之间作业。均匀功率低。
经过比较最后选用恒速泵 高位水箱供水方式
2.排水方式比较
1）排水流态选择
(1)重力流排水：
重力流排水系统是雨水由天面天沟汇集后经过雨水斗下接的立管靠重力自流排出。这种系统管线并不能被水完全充满。水沿立管管壁流下时，一般情况下只占立管断面的一部分，甚至小部分为水，一部分为空气。重力流排水系统是传统的屋面排水方式。具有设计施工简易，运行安全可靠的特点，其缺点是管道设置相对较多，占据空间位置较多。
重力流雨水系统, 需要控制系统的流量在所设计的重力流态范围之内。否则, 超流量的雨水进人系统, 流态会超越重力无压流, 剧烈的压力波动会对系统造成破坏, 发生诸如立管损坏、室内检查井冒水等安全事故。
（2）压力流排水
压力排水管是指内部承压的排水管道，常见的有虹吸雨水管、污水泵排出管。
（3）负压流排水
负压收集系统是利用排水的原理，将排放的污水，抽吸到管网内快速传输到后端污水处理设备。单相流负压系统主要是由负压井、负压管网、负压站等组成，突破了重力流管网施工的限制。管径细、埋深浅，工程量小、施工周期短，见效快。无需提升泵和检查井，施工灵活。
经过比较最后选用地面以上重力流，地下室排水采用压力流
2）排水方式选择。
建筑内部排水方式的确定，应根据污水性质、污染程度、室外排水体制、中水 系统开发、综合利用情况等因素来考虑。
(1)采用分流制排水的情况：
①两种污水合流后会产生有毒有害气体或其他有害物质时。
②医院污水中含有大量致病菌或含有放射性元素超过排放标准规定浓度时。
③不经处理和稍经处理后可重复利用的水量较大时。
④建筑中水系统需要收集原水时；餐饮业和厨房洗涤水中含有大量油脂时。
⑤工业废水中含有贵重工业原料需回收利用及含有大量矿物质或有毒和有害物质需要单独处理时。
⑥锅炉、水加热器等加热设备排水水温超过40℃时。
(2)采用合流制排水的情况：
① 城市有污水处理厂而生活废水不需回用时。
②生产污水与生活污水性质相似时。
经过比较最后选用合流制
3）通气方式选择
（1）伸顶通气
排水立管与最上层排水横支管连接处向上垂直延伸至室外作通气用。通气管的管径应与排水立管管径相同。但是在最冷月平均气温低于零下十三度的地区，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处，将管径放大一级。
（2）专用通气立管通气
专用通气立管仅与排水主管连接，为污水主管内空气流通而设置的垂直通气管道。
（3）环形通气立管通气
环形通气管曾称辅助通气管公共建筑集中的卫生间或盥洗室内横支管上承担的卫生器具数量超过允许负荷时才设置。设置环形通气管时，必须用主通气立管或副通气立管逐层将环形通气管连接。
经过比较最后选用专用通气立管通气。
4.消防系统设计
1）供水系统选择
（1）高压给水系统
水压和流量在任何时间和地点均能满足灭火时所需压力和流量，系统中不需设置加压设备的消防给水系统。
（2）临时高压给水系统
系统内最不利点周围的平时水压和水量不能满足消防时所需要求，火灾时需起动消防水泵，才能保证系统流量和压力对消防时的要求，如水池水泵水箱消防给水系统
经过比较最后选用临时高压给水系统
2）分区方式选择
（1）串联方式
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、隔音要求高；③供水可靠性差。
（2）并联方式
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。
（3）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。
经过比较最后选用减压阀供水方式。
5. 热水系统设计
由于本工程为办公楼，由于热水需求量较小，不采用集中热水系统，不作为本次设计范围。

4. 参考文献

1.建筑给水排水与节水通用规范gb55020-2021

2．建筑节能与可再生能源利用通用规范gb55015-2021

3.消防设施通用规范gb55036-2023

5. 计划与进度安排

（1）1～2 周 毕业实习（与毕业设计同步开展），加深对实际工程的感性认识，为毕业设计作准备。

（2）1 周 外文技术资料查阅及翻译，熟悉设计资料（主要是建筑设计图纸）、准备设计所需的相关资料（规范、标准图集、设计手册、相关书籍等）。

（3）2～3周 进行各给排水系统方案设计，完成后交由指导老师审阅，改进直至再审通过。