(適用於工科和理科專業)
主題名稱
副標題主題
學院(系)
專業化產業
學生姓名
XXXXXX環境科學與工程學院給水排水工程XXX學號XXXX
2008
2008年3月19日
壹、畢業設計(論文)的背景(包括文獻綜述)
1986以來，隨著建築行業的發展和建築給排水專業的快速發展，成為給排水專業不可或缺的獨特組成部分。
在此期間，專業團隊積累了壹定的經驗，並接受了設計、施工和安裝管理人員的專業培訓。在技術方面，積累了以往的實踐經驗，借鑒了國外的新技術，專業技術有了明顯的突破和發展，特別是建築給排水中消防給水系統的發展。組織上，成立了全國建築給水排水工程標準與技術委員會和中國民間學會給水排水學會建築給水排水專業委員會。近年來，學術活動活躍，國際技術交流加強。1996年召開全國建築給水排水青年工程師會議，舉辦中日學術交流會，參加國際給水排水會議(W PC)，加強技術聯系。此外，我國建築給排水產品和設備的發展也促進了建築給排水技術的發展。建築給排水技術的發展涉及科學研究、工程實踐(設計安裝)、產品開發等諸多方面。近年來，高層建築的給排水日益增多，如即將在上海浦東建設的金茂大廈(88層，420m)和上海環球金融中心(96層，465m)，推動了建築給排水技術的發展。在國內，這方面的科研基礎工作做得比較少，但在工作實踐中，特別是在設計方面，已經達到了壹定的水平。在產品開發上，也不斷引進先進國家的技術。為了在我國經濟條件下將傳統的給排水工程與社會可持續發展有機地結合起來，我國正在積極發展水產業作為21世紀給排水工程的新發展。還要求建築給排水舒適、衛生、安全、可靠。
1供水
1.1供水模式
在住宅小區的供水方式中，逐漸發展成多種形式。傳統屋頂水箱供水系統具有可靠、簡單、降低用水量峰值以緩解用水供需矛盾、充分利用市政供水管網壓力、節省投資和維護方便等優點。但也存在水質易汙染、水壓不足、抗凍性差、影響建築物外觀、增加結構荷載等問題。按照上海市的規定，規模超過400人的新建住宅小區多層住宅不宜使用水箱，可采用水池、水泵等供水方式。
高層建築的給水方式中，壹般有串聯給水方式和並聯給水方式兩種。
1.2加壓設施
在我國城市給水管網中，管網最不利部位的水壓≮0。1M Pa，城市水廠供水發展速度滯後於住宅和公共建築。此外，管道老化，承壓能力下降，大部分建築需要局部加壓蓄水調節。國內常用的加壓設施有水泵、氣動給水設備和變頻調速給水設備，後兩種技術的應用已日趨成熟。
1.3解壓縮模式
在高層建築中，主要采用減壓閥、水箱、水泵三種方式進行豎向分區供水。目前應用最廣泛的是減壓閥，克服了占地大、噪音大、二次汙染、成本高的缺點。在生活給水系統中，通常采用彈簧減壓閥。生活給水系統要求衛生潔具的最大靜水壓力≯0。6M Pa，住宅樓、賓館、醫院等小區的壓力要控制在0。3- 0.35M Pa，而辦公樓等只在白天活動的建築壓力要控制在0。35- 0.45M Pa。在消防給水系統中，目前我國大多采用比例減壓閥對消防給水系統進行分流。消火栓給水系統控制最多
不利消火栓處的最大靜水壓力≯0。80M Pa，自動噴水滅火系統控制管網中的工作壓力≯ 1.20mpa..
1.4儲水裝置
在外部管網供水不足的情況下，應設置鋼筋混凝土儲水池，底部和內壁鋪設白瓷磚。位於屋頂的調節水箱在材料和加工方法上是多樣化的，包括鍍鋅、搪瓷、復合鋼板，以及塗有塑料、玻璃鋼和不銹鋼的水箱，目的是克服水箱的二次汙染，減輕結構重量和施工不便。
1.5節水技術
我國人均淡水資源不多，水汙染使得節水成為壹項非常重要的任務。在建築給排水方面，主要是推廣建築中的節水附件和水路。節水配件包括液壓沖洗水箱配件、二檔沖洗馬桶配件、屋頂水箱配重逆止閥、液壓多功能閥、給水衛生潔具配件，可具有限流、自動調溫、高溫限制功能。配件的改進也側重於節水和防止漏水。在建築中水設計中，汙廢水分流，廢水經生化處理後回用，用於沖廁用水和循環冷卻水補水。為了節約用水和保護環境，中國的北京、深圳等城市已經明確要求汙水回用。
1.6設計秒流量計算生活用水量
從1990到1995，中國對城市生活用水定額進行了新的研究。收集了全國55個城市的歷史數據和77個住宅小區的測試數據，提出了不同城市和地區居民生活用水量和綜合生活用水量的建議值。
生活給水管道設計秒流量給出了《建築給水排水設計規範》中的平方根和同時使用百分率兩個公式。近年來，當用水規律符合發達國家用水特點時，提出按美國Hunt法(概率法)計算設計秒流量和熱水設計秒流量。
1.7按質量供水
在建設現代人居環境和高品質生活社區的過程中，人們對飲用水的質量提出了更高的要求。為了提高飲用水的質量，我國最初用小型家用凈水器處理飲用水，其主要方式是用活性炭吸附過濾，但使用時很難控制濾料的更換。近年來出現了“高品質飲用水”的概念，是指能夠達到直接飲用水質量標準的水，包括超純水、純凈水、蒸餾水、礦泉水和深度處理水。優質飲用水的水源來自城市自來水或地下礦泉水，其處理工藝包括離子交換、超濾、膜過濾、蒸餾、消毒滅菌等。供水方式有桶裝供水和管道分質供水兩種。桶裝供應是在居民區設立集中優質供水站，送到居民家中或自己取用，目前占多數。上海住宅小區已建成分質管道供水系統。該技術采用臭氧氧化、活性炭吸附、預塗膜精細過濾、微電解、紫外線殺菌，可去除對人體有害的有機物，特別是致癌、致畸、致突變物質，同時保留水中對人體有益的礦物質和微量元素。優質飲用水經過凈化後送到每壹個廚房，變頻恒壓供水系統，管道末端循環。
1.8振動隔離和噪音預防
水泵隔振技術取得了壹些進展。除了臥式泵，還解決了立式泵的隔振元件，開發了橡膠隔振器和彈簧隔振器。泵管道中還使用了柔性橡膠接頭，以防止振動和噪音。
已經開發了大直徑柔性接頭、可彎曲彎管和變徑接頭，以增加附件的功能，並促進管道的設計、布局和安裝。
在水泵的出水管上，應安裝消聲止回閥，防止水錘和噪音。生活給水管道中水流速度的控制是當管徑小於等於≤25mm時，水流速度控制在0。0.8~ 1.2m？s；管徑>:25mm時，流量控制在≯2。0m？s .
2熱水
2.1熱水供熱方式及設備
熱水的加熱方式包括直接加熱和間接換熱。在使用熱水鍋爐的供熱設備中，主要有燃氣熱水鍋爐和燃油熱水鍋爐。壹般來說，壹次換熱的效率高於二次換熱。目前國內開發的全自動高效熱水鍋爐，基本解決了位於樓上的熱水鍋爐的安全問題，因此適用於南方沒有供熱管網的地區。在直接供暖方面，太陽能的利用也取得了壹些進展。這兩年，國內熱水供應、供暖方式、設備等問題討論了很多次。
在間接加熱模式中，蒸汽和熱水是使用的主要熱媒。換熱設備的理論有了壹定的發展，容積式熱水的設計提出了“湍流加熱”的概念，即增加熱媒和熱水的流量，以提高熱媒對管壁的放熱系數和管壁對熱水的放熱系數，從而提高傳熱效果。在二次加熱設備中，有分流式容積式換熱器、半容積式換熱器和半瞬時式換熱器。在設計中，已經認識到要綜合考慮設備的安全性和先進性，以及設備的壹次性投資和占地面積，合理經濟地選擇采暖設備。
2.2熱水供應的設計和計算
在綜合供熱水的地方，最大小時熱水用量的計算有壹個合理的認識。熱媒耗量的計算可以反映出口加熱設備的熱水生產能力、熱媒的加熱能力和蓄熱能力之間的關系。還有計算系統熱量的最大極限法和循環水的簡易計算法。
在系統設計中，應註意保持供水壓力和水溫的平衡和穩定，以達到舒適和節約用水的目的。在冷熱水壓力平衡中，應註意控制水頭損失，註意水暖設備的設置位置，合理選擇冷熱水豎向分區。在穩定水溫的控制上，選擇合適的水暖設備自動調溫裝置，處理好熱水的機械循環系統。
2.3熱水系統的節能
熱水供應系統的節能問題到了壹個新的位置，其節能措施包括:提高供水溫度，降低水溫，采用混合水龍頭或溫控器，減少熱量損失，選用優質保溫材料，改進供熱方式，選用高效換熱設備。
2.4熱水的水質處理
主要是防止熱水結垢，損壞設備和管道，降低傳熱效率。當用水量大、水質差時，集中熱水供應系統的水質應軟化後再加熱。除加藥處理外，還應采用靜電處理技術、電子處理技術和磁化處理技術，以保證循環熱水水質的穩定。
此外，熱水中的軍團菌問題也引起了關註。中國改進了熱水器或儲水罐的容積和結構，並采取了壹定的條件來抑制細菌和軍團菌的生長。
3排水
3.1排水立管水量設計理論
塑料排水管的推廣應用深化了排水立管通水能力設計理論的探討。有三種觀點:壹種是水膜重力流理論，假設立管內水流的壓力波動不大，不會破壞器具的水封，從而產生立管設計流量的負荷極限值；二是否定循環水膜重力流的計算公式。在循環水膜流條件下，建立了立管氣流運動的能量方程，由此得到的立管位移結果是矛盾的。第三，認為水膜周圍的重力流狀態是為了流量計算而高度假設的水流狀態，對計算來說是保守可行的，但對建立氣流運動的能量方程來說是不全面的。在這方面，國內還缺乏大量的實驗和實踐來驗證。控制立管通水能力的關鍵是立管內的壓力，它與上述因素如排水量、管壁粗糙系數、水流速度等有關。
3.2排水和通風技術
主要目的是提供排水中氣體的逸出，達到通風的作用；防止排水系統水封的負虹吸和正飛濺，保證空氣的流通；迅速保持排水通暢和安靜。其通風方式包括內(外)通風和貫通式通風。進行了通風閥和帶特殊配件的單立管排水系統的開發。通風閥用於補充空氣，防止管道內的氣體進入室內，目前處於工程實踐階段。《特殊配件單立管排水系統設計規範》已經出臺，立管通水能力提高，立管數量減少。但這種產品現在僅限於鑄鐵產品。
3.3屋面雨水排水問題
通過多年的工程實踐經驗，對屋面雨水排水技術有了全面的了解和系統的研究。設計中明確了管道系統中的水流狀態是壓力流排水還是重力流排水。這兩種設計方法都包含在我國屋面雨水排水設計中
規定。
3.4 .小型生活汙水的局部處理和消毒
我國南方已在壹定範圍內安裝了建築生活汙水處理設備，這也對建築給排水設計提出了新的要求。建築生活汙水與城市汙水有壹定的區別，處理後的排放標準也有自己的特點。在處理工藝中，常采用接觸氧化法、A2O法和SBR法降低BOD、COD和氨氮。處理結構可位於建築物的室外地下或地下室內，材料為混凝土、玻璃鋼或鋼結構。施工汙水處理也需要考慮臭氣排放處理。
在汙水消毒方面，氯片在南方廣泛使用；在北方地區，二氧化氯協同消毒裝置用於電解生產ClO 2混合氣體。
3.5衛生潔具
生活水平的提高對潔具提出了新的要求，更加註重舒適性、可靠性、靜音性和節能性，現在出現了各種高規格、休閑的潔具。許多國外知名廠商也進入中國生產各種新產品。4建築消防技術
4.1消火栓給水系統
建築消防設計已成為建築給排水的重要組成部分。在消火栓給水系統中，更註重撲救初期火災，常采用恒壓泵維持系統的正常高壓。增加小口徑自救水槍，提供非消防專業人員。
使用。分區內設有減壓閥、多出口泵和穩壓閥，保證消火栓的水壓和出水量。為保證滅火裝置能及時投入運行，加強了工作泵和備用泵之間的自動切換裝置。
4.2自動噴水滅火系統
高層、超高層和大型工業建築的發展，加強了自動噴水滅火技術的應用。自動噴水滅火設施設在火災易發區、疏散通道、人員密集場所、火災易發區、人員不易疏散的場所和需要噴水降溫的場所。在高層建築中，對於玻璃幕墻、中庭回廊、自動扶梯口和普通防火卷簾，采用噴頭加密方式代替水幕。高架倉庫引進國外大型水滴噴頭和ESFR噴頭，將噴水滅火的目的從“控火”引入“滅火”。
4.3氣體滅火
積極應用鹵代烷的替代品。目前氣體滅火劑和滅火系統日益多樣化，包括FM 200、CEA、IN ERGEN、Trio-dide等。此外，水噴霧應用於電氣滅火，泡沫噴霧應用於車庫滅火，擴大了自動噴水滅火系統的應用範圍。
5管道和設備
5.1管道和連接方式
在給水方面，熱鍍鋅鋼管、給水塑料管、金屬塑料復合管相繼出現。硬質PVC是積極推廣應用的化工建材，克服了管道的腐蝕問題，水流阻力小，重量輕，安裝方便。這些新材料已應用於熱水供應和飲用水系統。
在排水方面，建設部於1989頒布了《建築排水用硬聚氯乙烯管材技術規範》，在100m m以下的建築內部排水工程中推廣應用U型聚氯乙烯管材，經過多年的工程實踐，解決了管道的熱脹冷縮、耐熱、耐老化等技術難題。現在，重點放在接縫防漏、排水噪聲控制和塑料管在高層建築中的應用。還有減少噪音傳播的復合塑料管，防止高層火災蔓延的防火套管，離心鑄造或球墨鑄鐵管。管道的連接包括柔性連接，如RK型、RP型、STL型和ZPR型柔性接口。
5.2建築給排水設備
在氣壓供水技術中，有強制液壓自動供氣方式，包括供氣罐的高位設置和低位設置；可以緩解和調節熱水的體積膨脹，也可以用於消防水量的調節和壓力控制。在變頻調速供水技術中，出現了變壓變量供水設備、多點控制恒壓變量供水設備、用於生活和消防系統的雙恒壓供水設備、變頻調速與氣動水箱相結合的變頻氣動供水設備。在水泵產品中，有低重心、低出口的立式泵，有兩個或兩個以上出口的多出口泵，有適合消防給水的流量-揚程曲線平滑的泵等等。在換熱器的生產中，采取了提高熱媒流量使加熱盤管振動形成局部紊流區、增加導流擋板、分離水的加熱區和儲存區、減小加熱水的橫截面、設置循環泵在加熱過程中不斷循環、利用蒸汽冷凝水的余熱等改進措施。此外，我國已經能夠生產供水減壓閥，並積累了壹定的試驗數據。潛水泵在排水中得到了廣泛的應用，研制了壹種具有撕裂功能和研磨裝置的無堵塞排水泵。當地的水處理設備，如隔油池和沈澱池，已經成為壹個系列。地漏生產有多種形式，多通道、防溢、快開、可調、側墻等。建築內生活汙水處理和中水處理設備有多種產品可供選擇。遊泳池水處理綜合設備，開始應用機械造波和
水力造波技術及設備。在循環冷卻水系統中，冷卻塔的生產已達到國際水平，並有相應的水質處理和穩定設備。
6其他方面
6.1工程建設標準
過去規範的編制周期長，內容過於簡單，技術嚴重滯後。近年來，規範修訂力度加大。在有建築給水排水技術強制性規範的同時，完成了10多項推薦性規範，填補了國內工程建設標準的空白。在標準圖的施工中，不斷增加新的內容，並經常進行修改和更新，以增強可操作性。及時反映建築給排水的技術水平，提高整體專業水平。
6.2 CAD技術的應用
CAD技術已經廣泛應用於設計師。給排水專業有很多應用軟件包。在計算機繪圖中，它可以在繪制平面圖的同時自動生成和顯示透視圖，使平面和立體更加直觀。該軟件還可以生成平面圖後的透視圖。在軟件的開發上，突出了專業特色，都是基於AutoCAD，但是軟件在計算和優化方面還沒有得到很好的發展。軟件處於初級繪圖應用階段。
6.3智能建築中的給排水設計
重視建築自動化系統，利用計算機技術對給排水設備進行測量、監控和自動控制。給排水專業主要對衛生設備和消防設備提出監控要求。在供水系統中，建議對流量、壓力(壓差)、溫度和液位進行監視、控制、測量和記錄。在排水系統中，建議可以測量、記錄和堵塞流量。在滅火系統中，提出了監測方式和位置，可以及時反映運行狀態。
自動化系統起步較晚，但現在已有智能建築設計標準。在居民小區，遠程水表已經廣泛應用於供水計量。由於產品規格較少，投資較大，限制了給排水自動控制的要求。
我國建築給排水的發展，必須不斷總結經驗，吸收國外新技術，創建建築給排水技術體系，把建築給排水工程技術提高到壹個新的水平。
二、畢業設計(論文)方案介紹(主要內容)
江蘇電話設備通信樓建築給排水及消防設計給排水及消防施工圖設計及編制，各系統初步設計說明書及計算書的擴充；外語翻譯。
本建築工程位於江蘇省揚州市，西臨新城河，北靠文昌西路。該建築地下兩層，地上13層，總建築面積29000平方米，地上建築面積22900平方米，地下建築面積69000平方米，高度59.5米，屬於壹類高層建築。
二層為非機動車車庫；有戰時人防物資倉庫、水池、泵房、強弱電間等。在地下室；壹層和二層是客戶接待服務；三樓是食堂和餐廳；四樓是會議活動室；五到七層是呼叫中心；八至九樓辦公室；11至13層為資料室；屋頂上有壹層計算機房。
I)與供水相關的初步計劃
本工程為滿足生活和消防用水，由市政給水管道供水，從北側文昌西路市政給水管道接出，市政水壓為0.16Mpa。
供水方式分區，地下室、壹層、二層由市政管網直接供水，二層及以上采用水泵與水箱相結合的“市政管網-儲水箱-加壓水泵-屋頂水箱-用水點”供水系統。
水池和水泵房位於地下室的中央。
2)與排水相關的初步計劃
生活汙水、廢水室內外合流，經化糞池預處理後就近排入市政汙水管網系統。
餐廳廢水經隔油池除油，地下車庫廢水經隔油池提升至室外，排入市政管網。屋面雨水采用重力流雨水系統，直接排入附近的雨水檢查井。
三)初步滅火計劃
1，自動滅火系統
因此，本工程除建築面積小於5平方米的衛生間、不適宜水滅火的電氣設備間和與室外相通的開敞式廊道外，均設置自動噴水滅火系統，按中等危險等級計算布置。
報警閥組集中布置在地下壹層水泵房內。
噴淋水通過噴淋泵直接從消防水池中抽取，屋頂設消防水箱，室外設水泵耦合器。當消防水箱靜壓不滿足要求時，設置增壓穩壓泵系統。
此外，所有數據室、電池室和變電站擬采用七氟丙烷FM200氣體滅火系統。
首層柴油發電機房采用水噴霧滅火系統。
2.滅火栓系統
消火栓用水通過消防泵直接從消防水池抽取，屋頂設消防水箱，室外設水泵接合器。每層樓配有滅火螺栓滅火系統。
消火栓出口壓力大於0.5MPa時，擬采用減壓穩壓消火栓
當消防水箱靜壓不滿足要求時，設置增壓穩壓泵系統。
3.消防水池
由於本工程只有壹個進水口，為保證消防安全，設置了壹個消防水池。消防水池位於地下室水泵房。其大小根據自動噴水和滅火栓保護時間的用水量確定。
4、滅火器配置
本項目所有樓層均配置滅火器。辦公區按中等風險等級配置，機房區按嚴重風險等級配置。強弱電間、電梯機房、控制室、變電所應增設滅火器。
四)人民防空工程的初步方案
本工程地下室有壹個人防材料倉庫。應設置自動噴淋和滅火系統。給排水及消防系統的設計計算應參照人防工程相關規範的具體要求。
三、畢業設計(論文)的主要參考文獻
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