环境管理_建筑给排水及消防设计计算书

设计计算书 建筑给排水及消防设计说明书 组长：胥涛组长：胥涛 组员：李炼组员：李炼 刘一男刘一男 李亚军李亚军 倪康倪康 陈麒聪陈麒聪 黄耀黄耀 阳承志阳承志 成都航空职业技术学院成都航空职业技术学院 建筑给排水及消防 设计计算书 目录 参考资料参考资料1 给水系统的设计与计算给水系统的设计与计算 3 建筑消防系统设计与计算建筑消防系统设计与计算 14 建筑排水系统设计与计算建筑排水系统设计与计算26 设计图纸见附录设计图纸见附录 参考资料参考资料 1.建筑给排水设计规范GB50015-2003 2.建筑设计防火规范 （2006） 3.高层建筑设计防火规范 （2006） 4.灭火器配置设计规范 5.建筑给排水工程 6.建筑给排水设计手册 7有关设备、产品样本 给水系统的设计与计算 1.1建筑给水系统总用水量的计算 1.1.1 竖向分区 竖向分区共分 2 个区：1 6 层为低区，7 18 层为高区。 1.1.2用水量标准 住宅:216 户 人数：800 人，24h 使用，用水量标准取 102 L/人，K=2.0； 洗衣房： 187.2=129.6 m2 厨房 97.2= 37.8 m2 套间 157.2=108 m2 小间 7.24.2=30.24 m2 K=2.5 未预见水量按每日用水量的 15%计算。 生活用水量计算表 项 目 用水类 别 水量标准 L/人. 用水单 位/人 最大时用水 量 Qd（m/d） 时变化 系数 K 最大日用水量 Qmax（m/h） 供水时 间 h 386 洗衣房 1348 25.742.04.2912 厨房 236145.22.024.224 生 活 用 水小间 1185.62.50.5824 小 计 176.5429.07 未 预 见 水 量 26.481.1 总 计 203.0230.17 1.2 贮水池容积计算 本设计高区为设水泵水箱的给水方式，因为市政给水管不允许水泵直接从管网抽水， 故地下设有生活、消防共用贮水池。水池有效容积按下式计算： V = V调节V事故 + V消防 根据表 1-1，该建筑最高日用水量为Qdmax = 203.02 m/d，最高时用水量为Qhmax = 30.17 m/h。 1.2.1 生活生产调节水量 按建筑日用水量的 12%计，V调节 = 12%261.5 31.38 m3 1.2.2 消防水量 按满足火灾延续时间内消防用水量计算，根据高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95）规定，室外消火栓用水量为 30 L/s，室内消火栓用水量为 40.0 L/s，火 灾延续时间Tx = 3 h，自喷用水量为 30 L/s，火灾延续时间Tx = 1 h。则消防贮备水量为 3 1 40 3 360030 1 3600 540 10001000 Vm 1.2.3 事故用水量 考虑市政给水管事故时当地维修时间，事故贮备水量取 2 h 的 116 层的最高时生 活用水量，则有 V事故 = 2 Qhmax = 230.17 60.34 m3 贮水池进水管选 DN 100 的给水钢管，管道流速取 1.0 m/s，进水流量为 hmsLvDQ/26.28/85 . 7 100 . 11 . 0 4 1 4 1 3322 贮水池消防补水量按 3 h 计，则 3 2 78.84326.28mV 贮水池的有效容积为： 3 24.3654060.3484.78535.78Vm 设V = 672m3贮水池 1 座，水池尺寸为 16000 mm14000 mm3000 mm，水池顶部标 高为 -1.00m，水位标高为 -1.30 m，池底标高为 -4.30 m，最低水位标高为 -4.3 + 0.5 =-3.8 m，生活水位标高为 -4.3 + 2.42 + 0.5 = -1.38 m，消防水位标高为 -4.3 + 2.15 + 0.5 = -1.85m。 1.2屋顶水箱容积计算 1.3 屋顶生活给水箱布置平面图 7-18 层之生活用水由水箱供水。故在高、低区立管设连通管，并在管上设置一个电 动阀和减压阀，平时电动阀关闭，当市政给水事故停水时，打开电动阀向低区供水。所 以水箱容积应按供 1 -16 层全部用水确定。水箱容积为生活生产调节容积（按最高日用 水量的 5%计）与消防贮水容积（按一类建筑消防贮水量 18 m3计）之和。 3 max 5%185% 203.2 1828.15 d VQm 查标准图集 S1（上）选择标准方形给水箱，尺寸为 4400 mm3200 mm2400 mm， 水箱的公称容积为V = 30 m3，有效水深为 2220 mm。水箱顶部标高为 62.7 m，水位标高 为 62.3 m，箱底标高为 60.3m 。 1.4室内给水管网水力计算 水井平面布置图 1.4.1 设计秒流量计算 根据建筑物性质，设计秒流量按下式计算： 0.2 ggg qNkN 式中， 计算管段的给水设计秒流量，L/s g q 计算管段的卫生器具给水当量总数 g N 、 根据建筑用途而定的系数 k 1.0.3 gg qN 1.4.2 1 区给水管网水力计算 低区 1、 、 、6 层各设有卫生间，其卫生间给水立管计算草图。该供水系统最不利配水 点为 0 点(即每层蹲式大便器)，所需流出水头为 5 mH2O 采用当量法计算采用当量法计算 计算原理参照建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年版），采用公共建筑采用当量法 基本计算公式 式中： qg-计算管段的给水设计秒流量（L/s） Ng-计算管段的卫生器具给水当量总数 -根据建筑物用途而定的系数：2.5 建筑类型：小区（、类）、旅馆、招待所、宾馆 1区系统图 计算结果： 管段 名称 管道流 量L/s 管长 m 累计当量标注 管径 水力坡降 mH2O/m 流速m/s沿程损失 mH2O 管材 1-20.203.291.00500.0010.170.00PP-R 2-30.202.691.00500.0010.170.00PP-R 3-41.544.389.50500.0531.300.23PP-R 4-51.546.509.50500.0531.300.34PP-R 5-61.541.739.50500.0531.300.09PP-R 6-72.620.1027.50500.1412.220.01PP-R 7-83.040.7137.00630.0611.630.04PP-R 8-93.041.6037.00630.0611.630.10PP-R 10-110.100.870.50200.0300.540.03PP-R 11-120.100.090.50500.0000.080.00PP-R 12-130.201.441.00250.0350.680.05PP-R 13-141.462.138.50500.0471.230.10PP-R 14-31.460.058.50500.0471.230.00PP-R 15-160.003.320.00250.0000.000.00PP-R 16-170.002.690.00200.0000.000.00PP-R 17-181.466.148.50500.0471.230.29PP-R 18-62.120.1018.00500.0951.790.01PP-R 19-60.000.000.00200.0000.000.00PP-R 20-210.200.241.00250.0350.680.01PP-R 21-220.200.441.00250.0350.680.02PP-R 22-230.501.162.50320.0581.040.07PP-R 23-241.460.608.50500.0471.230.03PP-R 24-251.460.238.50500.0471.230.01PP-R 25-261.541.759.50500.0531.300.09PP-R 26-271.540.079.50500.0531.300.00PP-R 27-281.546.579.50500.0531.300.35PP-R 28-71.541.659.50500.0531.300.09PP-R 29-70.000.000.00500.0000.000.00PP-R 30-80.001.400.00500.0000.000.00PP-R 31-120.100.200.50200.0300.540.01PP-R 32-330.300.131.50250.0741.010.01PP-R 33-340.300.921.50250.0741.010.07PP-R 34-350.300.461.50250.0741.010.03PP-R 35-131.370.887.50500.0421.160.04PP-R 36-370.100.200.50200.0300.540.01PP-R 37-380.100.850.50200.0300.540.03PP-R 38-390.100.180.50200.0300.540.01PP-R 39-400.201.361.00250.0350.680.05PP-R 40-411.462.138.50500.0471.230.10PP-R 41-171.460.058.50500.0471.230.00PP-R 42-430.200.221.00250.0350.680.01PP-R 43-440.200.311.00250.0350.680.01PP-R 44-450.501.162.50320.0581.040.07PP-R 45-461.460.608.50500.0471.230.03PP-R 46-471.460.808.50500.0471.230.04PP-R 47-481.500.559.00500.0501.270.03PP-R 48-491.541.829.50500.0531.300.10PP-R 49-501.540.289.50500.0531.300.01PP-R 50-511.540.359.50500.0531.300.02PP-R 51-181.540.109.50500.0531.300.01PP-R 52-180.000.000.00250.0000.000.00PP-R 53-220.300.221.50250.0741.010.02PP-R 54-551.200.206.00500.0331.010.01PP-R 55-561.200.286.00500.0331.010.01PP-R 56-231.200.706.00500.0331.010.02PP-R 57-580.100.190.50200.0300.540.01PP-R 58-590.100.950.50200.0300.540.03PP-R 59-250.200.541.00250.0350.680.02PP-R 60-351.200.206.00500.0331.010.01PP-R 61-370.000.030.00500.0000.000.00PP-R 62-390.100.200.50200.0300.540.01PP-R 63-640.300.121.50250.0741.010.01PP-R 64-650.300.921.50250.0741.010.07PP-R 65-660.300.531.50250.0741.010.04PP-R 66-401.370.817.50500.0421.160.03PP-R 67-440.300.301.50250.0741.010.02PP-R 68-691.200.366.00500.0331.010.01PP-R 69-451.200.706.00500.0331.010.02PP-R 70-470.100.200.50200.0300.540.01PP-R 71-720.100.190.50200.0300.540.01PP-R 72-480.100.360.50200.0300.540.01PP-R 73-500.001.600.00250.0000.000.00PP-R 74-510.000.090.00200.0000.000.00PP-R 75-760.000.000.00200.0000.000.00PP-R 76-510.000.000.00200.0000.000.00PP-R 77-550.000.080.00200.0000.000.00PP-R 78-590.100.200.50200.0300.540.01PP-R 79-661.200.206.00500.0331.010.01PP-R 1.4.3 高区给水管网水力计算 1、高区各层均设有公共卫生间，其卫生间给水立管计算草图见图 1-2。该供水系统 最不利配水点为 2 点(即 18 层蹲式大便器)，所需流出水头为 5 mH2O，计算节点编号见图 1-2； 2、高区套间均设有卫生间，其计算立管有 1 条即 GL1,GL2、GL4、同 GL1，计算节 点编号见图 1-2； 3、高区 15、16、17、18 层宿舍内有 1 条单独计算立管即 GL3，计算节点编号见图 1-2； 4、水力计算方法与过程同低区，各计算结果分别见表 1-2、1-3。 2 区给水管网计算草图 管段 名称 管道流 量L/s 管长 m 累计当量标注 管径 水力坡降 mH2O/m 流速m/s沿程损失 mH2O 管材 1-20.203.291.00500.0010.170.00PP-R 2-30.202.691.00500.0010.170.00PP-R 3-41.544.389.50500.0531.300.23PP-R 4-51.546.509.50500.0531.300.34PP-R 5-61.541.739.50500.0531.300.09PP-R 6-72.620.1027.50500.1412.220.01PP-R 7-83.040.7137.00630.0611.630.04PP-R 8-93.041.6037.00630.0611.630.10PP-R 10-110.100.870.50200.0300.540.03PP-R 11-120.100.090.50500.0000.080.00PP-R 12-130.201.441.00250.0350.680.05PP-R 13-141.462.138.50500.0471.230.10PP-R 14-31.460.058.50500.0471.230.00PP-R 15-160.003.320.00250.0000.000.00PP-R 16-170.002.690.00200.0000.000.00PP-R 17-181.466.148.50500.0471.230.29PP-R 18-62.120.1018.00500.0951.790.01PP-R 19-60.000.000.00200.0000.000.00PP-R 20-210.200.241.00250.0350.680.01PP-R 21-220.200.441.00250.0350.680.02PP-R 22-230.501.162.50320.0581.040.07PP-R 23-241.460.608.50500.0471.230.03PP-R 24-251.460.238.50500.0471.230.01PP-R 25-261.541.759.50500.0531.300.09PP-R 26-271.540.079.50500.0531.300.00PP-R 27-281.546.579.50500.0531.300.35PP-R 28-71.541.659.50500.0531.300.09PP-R 29-70.000.000.00500.0000.000.00PP-R 30-80.001.400.00500.0000.000.00PP-R 31-120.100.200.50200.0300.540.01PP-R 32-330.300.131.50250.0741.010.01PP-R 33-340.300.921.50250.0741.010.07PP-R 34-350.300.461.50250.0741.010.03PP-R 35-131.370.887.50500.0421.160.04PP-R 36-370.100.200.50200.0300.540.01PP-R 37-380.100.850.50200.0300.540.03PP-R 38-390.100.180.50200.0300.540.01PP-R 39-400.201.361.00250.0350.680.05PP-R 40-411.462.138.50500.0471.230.10PP-R 41-171.460.058.50500.0471.230.00PP-R 42-430.200.221.00250.0350.680.01PP-R 43-440.200.311.00250.0350.680.01PP-R 44-450.501.162.50320.0581.040.07PP-R 45-461.460.608.50500.0471.230.03PP-R 46-471.460.808.50500.0471.230.04PP-R 47-481.500.559.00500.0501.270.03PP-R 48-491.541.829.50500.0531.300.10PP-R 49-501.540.289.50500.0531.300.01PP-R 50-511.540.359.50500.0531.300.02PP-R 51-181.540.109.50500.0531.300.01PP-R 52-180.000.000.00250.0000.000.00PP-R 53-220.300.221.50250.0741.010.02PP-R 54-551.200.206.00500.0331.010.01PP-R 55-561.200.286.00500.0331.010.01PP-R 56-231.200.706.00500.0331.010.02PP-R 57-580.100.190.50200.0300.540.01PP-R 58-590.100.950.50200.0300.540.03PP-R 59-250.200.541.00250.0350.680.02PP-R 60-351.200.206.00500.0331.010.01PP-R 61-370.000.030.00500.0000.000.00PP-R 62-390.100.200.50200.0300.540.01PP-R 63-640.300.121.50250.0741.010.01PP-R 64-650.300.921.50250.0741.010.07PP-R 65-660.300.531.50250.0741.010.04PP-R 66-401.370.817.50500.0421.160.03PP-R 67-440.300.301.50250.0741.010.02PP-R 68-691.200.366.00500.0331.010.01PP-R 69-451.200.706.00500.0331.010.02PP-R 70-470.100.200.50200.0300.540.01PP-R 71-720.100.190.50200.0300.540.01PP-R 72-480.100.360.50200.0300.540.01PP-R 73-500.001.600.00250.0000.000.00PP-R 74-510.000.090.00200.0000.000.00PP-R 75-760.000.000.00200.0000.000.00PP-R 76-510.000.000.00200.0000.000.00PP-R 77-550.000.080.00200.0000.000.00PP-R 78-590.100.200.50200.0300.540.01PP-R 79-661.200.206.00500.0331.010.01PP-R 高区生活水箱系统图 1.5 生活水泵的选择 本建筑的生活水泵与室外给水管网间接连接，从水池抽水，故采用下式计算水泵的 扬程： 123b HHHH 其中 H1贮水池最低水位至配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动洒水喷头 位置高度所需的静水压力，kpa； 1 3.862.566.3Hm H2水泵吸水管和出水管至配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动喷水 喷头管路的总水头损失，kpa； H3配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动喷水喷头所需的流出水头， 取水箱进水浮球阀的流出水头为 H3=2m H2o。 本建筑为水泵、水箱联合供水，生活水泵出水量按最高日流量选用，即 3 30.17/ b Qms 选用 PP-RDN125 的管子，流速，。2.27/vm s100078.425i 水泵吸水管长度 36.066.3102.3Lm 总水头损失 2 78.425 102.3 1.31.310.43 10001000 il Hm 所以 66.3 10.43278.73 b Hm 选用 65DL6 立式单吸多级离心泵 2 台（1 用 1 备） ，转速n = 1450 r/min，流量Q = 30 m3/h，扬程Hb = 96.0 m，功率 15 kW，效率 = 62%，电机型号 Y160L-4(B5)，水 泵基础尺寸为 260 mm430 mm。 1.6 室外管网水力计算 室外管网流量由生活水量、未预见水量及消防水量组成， ，选用 PP-RDN125 的管子，流速， 33 maxmax 203.02/ ,30.17/ dh Qmd Qmh2.27/vm s 。100078.425i 1.7 引入管及水表选择 1.8 本楼为综合楼，计算总管的生活给水设计秒流量，应采用加权平均法确定与 k 值， 12 2.5 92.5 1.5 661.5 1.62,0 754 k N 1.8.1生活给水设计秒流量 3 0.20.2 1.627548.90 /32.03/ gg qNkNgL smh 1.8.2消防流量，补水时间按 48 小时计算 建筑总的设计秒流量为生活给水设计秒流量、生产设计流量、消防流量、和未预见 用水量（见表 1-1）之和，即： 3 3 max 40 3600 320 3600 10500 /10.5/ 48 32.03 10.5 1.0543.58/ QL hmh Qmh 根据习惯及从安全角度考虑，该楼给水引入管拟采用两条，且每一条引入管承担的设计 流量为， 3 max 2/32/3 43.5829.05/QQmh 选用管径 125,2.19/ ,100072.710DNvm si 1.7.3 水表选型 水表按Q = 29.05 m3/h ，选水平 LXL80 N 螺翼式水表，公称直径为 80 mm，公称 流量为 40 m3/h，最大流量为 80 m3/h。 640 10 80 10 2 2 max Q kb 22 29.05 1.32 640 B b Q HkPa k 水表水头损失 HB = 1.32 kPa 12.8 kPa，满足要求。 1.9 水压校核 1.8.1 市政管网水压校核 低区 1 点为最不利配水点，其所需水压按下式计算： 1234 HHHHH 其中， 最不利配水点与引入管的标高差，mH2O； 1 H 12 13.50.8( 1.0)15.3HmH O 管路的沿程和局部水头损失之和，mH2O； 2 H 22 1.31.3 1.572.041 y HhmH O 水表的水头损失，mH2O； 3 H 32 1.320.13 B HHkPamH O 最不利配水点所需的流出水头，mH2O； 4 H 42 2HmH O 2 15.32.040.13219.47194.7HmH okPa H值与市政给水管网可资用水头 0.20 MPa 接近，满足低区供水要求，不必再进行调 整。 1.8.2 水箱安装高度的校核 高区最不利配水点为 18 层顶层的 1 点，其几何高度Hz =57.7 m，得水箱出口至最不 利配水点的沿程水头损失为 0.420.4100.3921.22 y hm 局部水头损失按沿程水头损失的 30%计，则总水头损失为 1.31.3 1.221.586 y hhm 水箱满足最不利配水点所要求的最低水位为（流出水头 2 m） 1 257.7 1.5860.132.261.42 z HHhm 水箱生活贮水最低水位标高为 62.3 m 大于H1，满足最不利配水点的水压要求，水箱 安装高度符合要求。 建筑消防系统设计与计算建筑消防系统设计与计算 2.1 消火栓的设计计算 2.1.1 消火栓的用水量 该综合楼属于一类建筑，建筑高度为 61.3 m，根据高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95）规定，室内消火栓用水量为 40 L/s，室外消火栓用水量为 30 L/s。每根 竖管最小流量为 15 L/s，每支水枪最小流量为 5.0 L/s。 底层消火栓所承受的静水压力小于 0.80 MPa，故系统可不分区。选择口径为 65 mm 的消火栓，喷口直径df = 19 mm，麻织水龙带长度Ld = 25 m。 2.1.2 消火栓布置 根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有 2 支消火栓的水枪充实 水柱同时到达。 1、水枪充实水柱长度 取水枪的上倾角= 45，则充实水柱长度按下式计算： 45sin 21 HH Hm 其中， 室内最高着火点离地面的高度，m； 1 HmH5 . 3 1 水枪喷嘴离地面的高度，m； 2 HmH1 . 1 2 则有，mHm54 . 3 45sin 1 . 15 . 3 由于该建筑的建筑高度小于 100 m，根据规范要求，其水枪充实水柱长度Hm不应小 于 10 m。故Hm取为 10 m。 2、消火栓保护半径 消火栓保护半径按下式计算： hLCR d 其中， 水带展开时的弯曲折减系数， 取C8 . 0C 水带长度，25 m d L d L 水枪充实水柱倾斜 45时的水平距离，该建筑层高为 3.6 m，故h = Hm h sin 45= 10sin 45 7.07 m 则有，mR07.2707 . 7 258 . 0 2.1.3 消火栓系统的水力计算 1、消火栓栓口处所需压力的计算 消火栓栓口处所需压力按下式计算： kdqxh HhHH 其中， 水枪喷嘴处压力，kPa； q H 水龙带水头损失，kPa； d h 消火栓栓口水头损失,按Hk = 20 kPa 计算 k H 1）的计算 q H 按公式 kPa 计算 mf mf q H H H 1 10 其中， 实验系数 f 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数 根据水枪喷口直径df = 19 mm，充实水柱长度Hm = 10 m，查建筑给水排水工程 表 4-6、4-7 得 = 0.0097，= 1.20，则有 f 2 10 1.225 13 10 188.318.83 110.0097 1.225 13 fm q fm H HkPamH O H 2）的计算 d h 先按公式计算水枪的射流量，其中B为水枪的水流特性系数，查建筑 qxh BHq 给水排水工程表 4-8 得 B = 1.577，则有 sLsLqxh/0 . 5/63 . 4 58.13577 . 1 再按公式 kPa 计算，其中为水带的阻力系数，查建筑10 2 xhdzd qLAh d h z A 给水排水工程表 4-10 得麻织水带 Az = 0.00430，则有 kPa 9 . 2669 . 2 0 . 52500430 . 0 2 2 OmHhd OmHHxh 2 27.18269 . 2 58.13 2、消防立管管径的确定 考虑到着火时，最不利消防立管上出水水枪数为 2 支，故消防立管的流量为 sLQ/0.1020.5 消防立管选用 DN100PP-R 管，查 pp-r 水力计算表得流速v = 1.73m/s，1000i = 60.129。 3、消防环管径的确定 该建筑室内消防用水量为 40 L/s，故考虑着火点处需要 8 股水柱同时作用，则消火 栓用水量为 sLQ/ 0 . 4080 . 5 消防环状给水管选用 DN150 钢管，查钢管水力计算表得流速v = 2.12 m/s，1000i = 54.271。 4、总水头损失的计算 屋顶试验消火栓到贮水池最低水位的管道长度为 mL 2 . 700 . 58 . 3 4 . 61 底环环管长度为 mL 6 . 129 8 . 2818 8 . 28 0 . 36 则管路的沿程水头损失为 kPaOmHhy 5 . 11225.11 6 . 129 1000 271.54 2 . 70 1000 129.60 2 管路的局部水头损失按沿程水头损失的 10% 计，则总水头损失为 kPaOmHhh y 8 . 12338.1225.111 . 11 . 1 2 2.1.4 消防水泵的选择 1、消防水泵的流量 消防水泵的流量按室内消火栓消防用水量确定，故 sLQ/ 2 . 4380 . 5 2、消防水泵的扬程 消防水泵的扬程按下式计算： zgxhb hhHH 其中， 最不利消火栓栓口处所需压力，mH2O； xh HOmHHxh 2 27.18 管网的总水头损失, mH2O； g hOmHhg 2 38.12 最不利消火栓与水池最低水位的高差，mH2O； z h OmHhz 2 2 . 658 . 34 .61 kPaOmHHb 5 . 95885.95 2 . 6538.1227.18 2 3、消防水泵的选型 根据确定的流量和扬程，选择 150DLS150-20 消防泵 2 台（1 用 1 备） 。流量Q =40.0 L/s，扬程Hb = 120 m，转速n = 1480 r/min，电机功率为 90 kW，电机型号为 Y250M- 4，水泵基础尺寸为 LB = 345 mm510 mm。 2.1.5 消火栓减压孔板的计算 为了使各层消火栓栓口处的压力接近Hxh，需在下层消火栓前设减压设施（采用减压 孔板） ，以降低消火栓栓口处的压力，从而保证消火栓的正确使用（当消火栓栓口处的动 水压力不超过 0.50 MPa 时，可考虑不设减压设施） 。 减压孔板的设计根据最不利立管进行，其余立管均应满足水压要求，而不致于出现水压不足。减 压孔板的选择是根据水泵工况时各层消火栓口的剩余水头来决定的。 1、各层消火栓口的剩余水头 s H 按下式计算： )( xhbs HhzHH 其中， 消防水泵的扬程，mH2O； b HOmHHb 2 120 水池最低水位至计算层消火栓栓口的垂直高度所要求的静水压力，z mH2O； 水池至计算层消火栓的管路沿程水头损失和局部水头损失之和，mH2O； h （mH2O） 1000 129.60 1000 271.54 0 . 361 . 1zh 消火栓栓口处所需压力，mH2O； xh HOmHHxh 2 27.18 （mH2O） hzhzHs73.10127.18120 计算结果见表 1-1。 2、换算剩余水头H 按下式计算： 1 2 v H H s 其中， 为水流通过孔板后的实际流速，消火栓流量Q = 5.0L/s，消火栓管道管径v 为 DN70，则有 sm D Q v/3 . 1 07 . 0 100 . 544 2 3 2 =0.59Hs （mH2O） 2 3 . 1 s H H 根据计算的查建筑给水排水设计手册表 1.5-18 选用减压孔板孔径。计算结果H 见表 2-1。 2.1.6 水泵结合器 按高层民用建筑设计防火规范7.4.5.1 条规定：每个水泵结合器的流量应按 10 15 L/s 计算。本建筑室内消火栓系统设计水量为 40.0L/s，故水泵结合器的数量为 3 个，型号均采用 SQB150。 消火栓系统管道调压孔板的计算表 表 2-1 消火栓标 高标高差 hHsH 孔 径 d 编 号 (m)(m)(m)(m)(m)(mm) 161.465.26.4630.07 257.861.66.2233.91 354.258.05.9837.75 450.654.45.7441.59 547.050.85.5145.42 643.447.25.2749.26 739.843.65.0353.1031.3318 836.240.04.7956.9433.5917 932.636.44.5560.7835.8617 1029.032.84.3164.6238.1217 1125.429.24.0868.4540.3917 1221.825.63.8472.2942.6516 1318.222.03.6076.1344.9216 1414.618.43.3679.9747.1816 1510.113.93.0684.7750.0115 165.69.42.7789.5652.8415 171.14.92.4794.3655.6715 2.2 闭式自动喷水灭火系统的设计计算 2.2.1 管系水力计算 1、设计基本数据 根据自动喷水灭火系统设计规范(GB500084-2001)，此建筑的火灾危险等级属于 中危险 级，故其设计喷水强度为 6 L/minm2,设计作用面积为 160 m2，系统喷头的工作 压力为 0.10 MPa。 2、喷头的选用和布置 标准层住户自喷平面图 地下停车场自喷系统布置 本设计采用作用温度为 68 闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球 喷头。喷头的水平间距一般为 3.1 m，不大于 3.6 m。个别喷头受建筑物结构的影响，其 间距会适当增减，但距墙不小于 0.5 m，不大于 1.8 m 3、水力计算 按作用面积保护法计算： 1) 最不利喷头工作压力为 0.10MPa，其喷头出水量为 0.1331001.33 /qKHL s 2) 划分矩形作用面积为 长边 1.21.216015.2LAm 短边 160 10.5 15.2 A Bm L 3) 在最不利层（16 层）划分最不利作用面积 4) 作用面积内喷头布置为：3.2m3.5m，见图 2-2 中的(a)，按可推 22 2ABR 求出喷头的保护半径为 mR37 . 2 2 5 . 32 . 3 22 则可得到作用面积内任意 4 个喷头所组成的最大、最小保护面积，如图 2-2 中的(b)、 (c)，每个喷头的保护面积为S = R2 = 17.64 m2 2 1 21 . 1 64.17 4 1 37 . 2 37 . 2 4 1 mSRRF 2 2 2 3 3.2 2 3.14 2.37 113.5 3.5 3.23.5 3.21.358 36043604 arctg n R Fm 2 23 11 2.37 3.58.29517.64 1.3580.80 22 FSFm 2 222 4 1.8 2.3790 12.37 1.8 2.371.82.371.80.46 2360 arctg Fm 2 222 5 0.8 2.3790 12.37 0.8 2.370.82.370.80.034 2360 arctg Fm 2 3 2.15Fm 2 222 63 1.8 2.3790 12.37 1.8 3.221.82.371.820.29 2360 arctg FFm 则作用面积内 4 个喷头组成的最大保护面积为： 2 max12 65.44465.44 1.21 4 0.857.36SFFm 作用面积内 4 个喷头组成的最小保护面积为： 2 min12456 48.9248.9 1.21 2 0.80.460.0340.2945.31SFFFFFm 其平均喷水强度为：，与设计喷水强度的 2 4 80 5.58 /(min) 57.36 Lm 2 4 80 7.06 / min 45.31 Lm 差值为 ，符合要求。 6.05.58 7%20% 6.0 7.066 17.7%20% 6 (a) 2 max 8.24 7.9465.40Am 2 min 6.37 7.6748.90Am 停车场自喷平面图 图图 2-22-2 自喷系统作用面积内喷头布置计算草图自喷系统作用面积内喷头布置计算草图 则作用面 2 222 5 0.8 2.41(90arccos) 1 2.41 0.82.410.8 2.410.81.930.910.980.04 2360 Fm 积内 4 个喷头组成的最小保护面积为： 其平均喷 2 min1245 50.06250.061.2520.610.450.0447.10SFFFFm 水强度为：，与设计喷水强度的差值为 2 4 80 6.79 /(min) 47.10 Lm 6.796.0 13% 6.0 20%，符合要求。 图 2-3 自喷水力计算草图 5)水力计算草图见图 2-3，喷头布置为：3.2 m3.5 m，则有 每根配水支管最大动作喷头数： （取n0 = 5） ， 0 15.2 4.8 3.2 n 作用面积内配水支管数： （取N = 3） 10.5 2.9 3.6 N 动作喷头数：个 0 5 315nnN 实际作用面积：160m2 2 1685 . 30 . 32 . 35mA 故应从实际作用面积内最有利配水支管上减去 1 个喷头保护面积，则实际计算面积 为 2 8 . 1565 . 32 . 31168mA 则作用面积内设计秒流量为，14 1.3318.6 / S QnqL s 理论秒流量为sL qA Ql/68.15 60 6 8 . 156 60 比较Qs与Ql ，满足要求。19 . 1 68.15 6 . 18 l s Q Q (1.15 1.30) sl QQ 6) 确定管段管径：管径初步按喷头个数而定，沿程水头损失按下式计算： 2 hALQ 其中， 管道比阻值，查高层建筑设计手册表 2.3-17A 计算管道长度，m；L 2.2.3校核 17 层最不利喷头 自喷系统水力计算表 表 2-2 管 段 DN 喷头 Q QLhyv 编 号 (mm) 个数 (L/s) Q2A (m)(m) K0 (m/s) 1-22511.331.770.43673.22.471.8832.50 2-33222.667.080.093863.22.131.052.79 3-44033.9915.920.044534.53.190.83.19 4-57067.9863.680.00289310.81.990.2832.26 5-6801215.96254.720.0011689.02.680.2043.25 6-71001823.94573.120.00026749.01.380.1152.75 7-81001823.94573.120.000267414.32.190.1152.75 8-91001823.94573.120.00026741.00.150.1152.75 9-101001823.94573.120.00026748.01.230.1152.75 hy=17.41 由于水箱高度已定，则需校核水箱高度是否满足最不利喷头所需压力。最不利供水 方式为水箱报警阀16 层最不利喷头，选取管径 DN125，Q=30L/s 时，A=0.00008623。 水箱至 14 点的沿程水头损失为 22 0.00008623 (60.359.5)300.62 y hALQm 报警阀水头损失： 22 2 0.000869300.78 kp HSQmH O 2 1.21.20.620.74 y hHmH O 水箱应满足最不利层喷头压力要求的最小安装高度为 2 100.740.7811.52 pkp HHhHmH O 但实际上水箱与最不利层喷头的安装高度距离为 60.359.5= 0.8 mH2O 11.52 mH2O 需设置局部增压设施，为保证供水安全，决定在水箱间采用气压罐，与设在地下水 泵房相比可减少稳压泵扬程。 2.2.4 局部增压 根据高层民用建筑设计防火规范 （GB500045-95）第 7.4.8 条规定：气压给水设 备的气压水罐其调节水量为 5 个喷头 30 s 的用水量，即 3 5 301500.15 s VLm 气压罐低压：P1 = 11.52 mH2O =115.2 kPa 气压罐高压：P2 = 11.52 + 10 =21.52 mH2O = 215.2 kPa 采用隔膜式气压罐，则 = 1.05，而 1 2 115.2 0.53 215.2 P P 3 0 0.15 1.050.34 110.53 S V Vm 故选择 SD600-6 隔膜式自动气压罐给水设备，其容积为 0.37 m3，Q