株洲市翰林书城给水排水工程设计_毕业设计.doc

分类号 tu99 单位代码 11395 密 级 学 号 学生毕业设计题 目株洲市翰林书城给水排水工程设计作 者院 (系)建筑工程系专 业给水排水工程指导教师答辩日期2012年 06 月 10 日榆 林 学 院毕业设计诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人毕业设计与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日71榆林学院本科毕业设计摘 要本设计为株洲市翰林书城给水排水工程设计，内容包括高层建筑给水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、灭火器的配置、室内排水系统和雨水系统的设计。室内给水系统采用分区给水方式，地下一层至五层为低区，由市政给水管网直接供水,采用下行上给的方式供水；六至十四层为高区，采用屋顶水箱和水泵联合供水，供水方式为上行下给；消火栓给水系统采用临时高压给水系统；自动喷水灭火系统采用预作用式喷水灭火系统；灭火器统一采用手提式泡沫灭火器；排水系统采用污水和废水分流制，生活废水直接排入市政废水管网，生活污水经化粪池局部处理后再排入市政排水管网。雨水排水采用单斗内排水方式，雨水斗采用87式雨水单斗。关键词：给水系统；消火栓系统；自动喷水灭火系统；室内排水系统；雨水系统 the water-supply and drainage engineering of the hanlin bookstore of zhuzhouabstract this project is the water-supply and drainage engineering of the hanlin bookstore of zhuzhouit includes the design of high-rise buildings water supply-system, hydrant system , automotive sprinkling system , configuration of the fire extinguisher, sewerage system and rain water systemthe interior water-supply system adopt the way of subregion，the-15rd floor is the low district，the source is the municipal water-supply net-workthe 614rd floor is the high district，which source is the tank of the roof and water pumpthe hydrant system adopt temporary high-pressure system.the automotive sprinkling system adopt pre-action water fire extinguishing system.the configuration of the fire extinguisher adopt portable type of foam fire extinguisher.the sewerage system uses the sewage and the waste water separate-sewage system,the waste sewage to disperse into the municipal drainage pipe network directly.the sanitary sewage disperses into the municipal drainage pipe network after disposed in the septic tankthe rain water system adopt the union drainage system of indoorkey words: water supply-system；hydrant system; automotive sprinkling system; sewerage system; rain water system目 录摘 要iabstractii第1章 绪论11.1给水系统11.2消火栓系统21.3自动喷水灭火系统21.4灭火器的配置31.5室内排水系统31.6雨水系统4第2章 高层建筑给水系统设计与计算52.1 设计说明52.1.1 给水方式选择52.1.2 给水系统分区52.1.3 给水系统的组成52.1.4 给水管道布置与安装52.2 设计计算62.2.1 给水计算基本数据62.2.2 室外给水管网水力计算8第3章 高层建筑消防系统设计与计算213.1 设计说明213.1.1 设计参数213.1.2 消防系统设计213.1.3 消防管道布置与安装223.2 消火栓给水系统的设计与计算233.2.1 消火栓的布置233.2.2 水枪喷嘴处所需水压233.2.3 水枪的射流量243.2.4 水带的水头损失253.2.5 消火栓口所需的水压253.2.6 校核263.2.7 水力计算263.2.8 消防泵的选择273.2.9 水泵接合器的选择283.2.10 室外消火栓的选择283.2.11 减压孔板的选择283.2.12 消防高位水箱303.2.13 消防贮水池313.3 自动喷水灭火系统的设计与计算313.3.1 设计参数的确定313.3.2 水力计算323.3.3 自喷泵的选择计算362.3.4 校核最不利喷头363.3.5 水泵接合器的选择373.3.6 减压孔板的选择383.4 灭火器配置的设计与计算383.4.1 灭火器的设置要求383.4.2 设计参数393.4.3设计计算39第4章 高层建筑室内排水系统设计与计算424.1 设计说明424.1.1 排水方式的选择424.1.2 排水系统分区424.1.3 排水系统组成424.1.4 排水管道及设备安装要求434.2 设计计算454.2.1 设计规定454.2.2 排水管道水力计算474.2.3 通气管道管径计算574.2.4 化粪池容积的计算584.2.5 集水井和排污泵的计算594.2.6 室外排水管60第5章 高层建筑雨水系统设计与计算615.1 设计说明615.2 设计计算615.2.1.暴雨强度615.2.2.雨水立管的布置615.2.3.雨水斗的选用625.2.4.悬吊管的选用635.2.5.立管的选用645.2.6.埋地管的选用64第6章 结 论66参考文献67致谢69第1章 绪论1.1.给水系统拟设定两种方案：（1）下层直接供水，上层设水泵和水箱的联合供水方式；（2）下层直接供水，上层采用变频水泵加压供水的方式。两种方案的比较：名称优点缺点第一种方案 停水、停电时上层可延时供水，供水可靠 一次性投资较低。技术成熟安装维护麻烦，投资较大，振动、噪声干扰较大设有水箱，会产生水质的二次污染第二种方案不设水箱，减少了二次污染供水水压趋于稳定，节省能源一次性投资很大变频调速器价格昂贵、技术复杂结合实际情况,第二种方案工程造价高，不易操作管理和维护，而且现阶段的变频技术存在一定的缺点。第一种方案虽然存在二次污染的问题，但易于操作管理和维护，工程造价低，在管理妥善的情况下，二次污染的问题易于解决，更何况，书城本身对水质的要求不是非常严格，故本设计采用第一种方案。 具体方案按以下说明实施：建筑物地下一层到五层采用城市管网直接供水。考虑到水泵工作时的噪声较大，故将水泵设在地下室中。所以六层以上采用地下室水泵机组与屋顶水箱的联合分区供水。根据规范：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低处卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45mpa，特殊情况下不宜大于0.55mpa。所以初步计划其中低压区地下一层到五层为一个区，高压区六层到十四层为第二个区。每个区的最低卫生器具的静水压大于0.35mpa时，设支管减压阀，阀后压力为0.20mpa。书城无需供应热水，故本设计不进行热水系统的相关计算。1.2.消火栓系统方案选定：高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。本建筑高度大于50m，宜采用消防水泵和屋顶水箱联合供水，消防水池设于地下室。具体描述：室外消火栓用水量为20l/s，室内消火栓用水量为30 l/s，每根竖管的最小流量是15 l/s，每只水枪的最小流量是5 l/s，火灾延续时间为3h。室内消防栓的间距不超过120m,且距离高层建筑外墙不大于40m。消防栓管采用内外壁热镀锌钢管，口径dn小于100mm的丝接，否则采用沟槽式管件连接。消防立管设置在楼梯间、管道井内，消火栓应该尽量靠近利观。室外给水管道布置成环状，设两根进水管，一用一备。1.3.自动喷水灭火系统拟设定两种方案：（1）湿式自动喷水灭火系统；（2）预作用自动喷水灭火系统。两种方式的优缺点比较如下：名称优点缺点第一种方案灭火速度快，扑救效率高系统简单，施工、管理方便建设投资低，管理费用少，节约能源 管网中充满了有压水，渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用 适用于环境温度4t70的建筑物第二种方案管网中平时不充水，发生火灾时，自动排气充水，减小了管网的压力负荷系统更加先进可靠，适用于干式和湿式系统所能使用的任何场所 ，且适用范围广 比干式和湿式系统多了一套自动探测报警和自动控制系统系统比较复杂、投资较大，一半用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑结合实际情况，本设计采用第二种方案，即预作用自动喷水灭火系统。自喷消防管采用内外壁热镀锌钢管，口径dn小于100mm的丝接，口径dn大于100mm采用沟槽式管件连接。1.4.灭火器的配置 灭火器是最基本的灭火设施，根据规范要求，本设计统一采用手提式泡沫灭火器。 地下一层灭火器设置点数为11个，14层灭火器设置点数为16个，514层灭火器设置点数为5个。1.5.室内排水系统拟设定两种方案：（1）传统的排水：卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管；（2）同层的排水：卫生器具不穿楼板，在同层内接入立管。两种方式的优缺点比较如下：名称优点缺点第一种方案 卫生器具选择性较大且造价较低 安装技术简单，一般的安装人员就可以应付卫生器具穿越楼板进入他户，产权模糊 噪音干扰，上层用水下层的噪声很大漏水问题，一旦上层发生漏水问题，维修就比较困难。第二种方案 房屋产权明晰，管道检修可在本户内进行 卫生器具布置不受限制 排水噪音小，干扰小卫生器具的选择性较小，一般都会采用某专业品牌的卫生器具造价较高安装技术要求高，需要专业的安装技术人员结合实际情况，书籍遇水容易受损。若采用第二种方案，需设横干管将污废水引向管井，不仅所需管材较多，增加工程造价，且管段连接处易发生渗漏，不利于书籍等资料的保护。所以，本设计采用第一种方案。具体阐述如下：为了防止污废水倒流到第一层，一层专门设立排水立管，并接入上部排水系统污水干管的通气管，采用污水、废水分流制系统。因为城市排水管道为污水与雨水合流排水管道，所以地面以上生活污水、废水经化粪池处理后，分别排入城市排水管道和城市污水管道。1.6.雨水系统雨水排水采用内排水单斗雨水系统，以达到外观简单精美的效果。所有排水管材按照高层建筑排水规范采用ppi承压1.0mpa排水管排水。地下室废水经集水坑收集、潜污泵(固定自耦式安装)提升后排出。污水排水干管、雨水排水干管均敷设于设备层中。雨水斗采用87式雨水单斗。第2章 高层建筑给水系统设计与计算2.1 设计说明2.1.1 给水方式选择 市政给水管网可提供的常年资用水头为0.35mpa，远不能满足建筑内部用水要求，故考虑二次加压。经技术经济比较，室内给水系统采用水泵与水箱结合的供水方式；且因为市政给水管网不允许直接抽水，故须设置地下室贮水池。生活贮水池与消防贮水池分开设置。2.1.2 给水系统分区本建筑高度为56.8m，地下一层，地上14层。所选卫生器具给水配件处的最大静水压力为50150kpa,故本建筑竖向供水分为两个区，-15层为低区，614层为高区。低区由室外市政管网直接供水给水管网采用下行上给式。为了保证安全供水，高区供水干管布置成环状网。给水管网采用上行下给式。水引至屋顶水箱，通过各自干管减压阀供水。屋顶设水箱间，生活高位水箱与消防高位水箱分开设置。2.1.3 给水系统的组成本建筑的给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵和水箱配水设施和计量仪表等组成。2.1.4 给水管道布置与安装（1）各层给水管道采用安装敷设，引入管采用给水钢管，室内给水管均采用给水塑料管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接；（2）管道外壁距墙面不小于150mm，离梁、柱及设备之间的距离为50mm，立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm，支管距墙、梁、柱净距为2025mm； （3）给水管与排水管道平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在排水管上面；（4）立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面1020mm；（5）在立管横支管上设阀门。管径dn50mm时设闸阀，管径dn50mm时设截止阀；（6）引入管穿地下室外墙设套管；（7）给水横干管设0.003的坡度，坡相泄水装置；（8）贮水池采用不锈钢板焊接而成；（9）生活泵设在地下一层，所有水泵出水管均设缓闭止回阀，除消防泵外其它水泵均设减震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。2.2 设计计算2.2.1 给水计算基本数据根据设计资料、建筑性质和卫生设备的完善程度，依据建筑给水排水设计规范，可查得相应的用水量标准。宿舍（带盥洗室、浴盆） 宿舍共有168间，2床/间，且设阳台，用水定额为150l/（pd），时变化系数2.5，供水时间24h。办公室 大空间办公室面积为2417.1=410.4,办公人数按公式n=a/a确定，a为总面积，a=0.2p/。大空间办公室人数n=0.2410.4=82.08人，取n=82人，办公室总人数=52+2+82=136人；用水定额为50l/（人班），时变化系数1.2，供水时间为10h。娱乐厅 面积为369，人数确定方法同（此处a=0.3 p/），人数n=0.3369=110.7，取n=110人；用水定额为15l/（pd），时变化系数1.2，供水时间为10h。会议室 四层会议室总面积为406.66，人数确定方法同，其人数为122人；十四层会议室人数为10人；用水定额为8l/( 座位次)，时变化系数1.2，供水时间4h健身厅 面积为222，人数确定方法同，其人数为67人，周末时为100人；用水定额为50l/( 人次)，时变化系数1.2，供水时间为12h。多功能厅 面积为335.4，人数确定方法同，其人数为n=0.2335.4=67.08人，取n=67人，周末时取n=80人；用水定额为6l/( 人次)，时变化系数1.2，供水时间为8h。咖啡厅 面积为117.5，人数确定方法同，其人数为n=0.2117.5=23.5人，取n=24人，周末时，取n=30人；用水定额为15l/( 人次)，时变化系数为1.2，供水时间为10h。食堂 假设所以住宿的人都在食堂就餐，人数为336人；用水定额为25l/( 人次)，时变化系数为1.2，供水时间为12h。书城（顾客与员工） 总面积为6591，顾客人数确定方法同，其顾客人数为n=0.26591=1318.2人，取n=1318人，周末时取n=1600人；书城里面的员工数为336-136=200人，所以，书城中的总人数为1600+200=1800人；用水定额为8l/( pd)，时变化系数1.2，供水时间为12h。停车库地面冲洗水 停车库共80个停车位，每个车位的尺寸取6m2.5m，停车库的面积约1200，每天冲洗三次；用水定额为3l/(次)，时变化系数为1.0，供水时间为8h。洗衣房 干衣量以60kg/d计，用水定额为80l/kg，时变化系数为1.2，供水时间为8h。锅炉房冷却水流量为2.0，供水时间为12h。中央空调循环冷却水流量为7.5，供水时间为12h。高低区用水量分别见表2-1、表2-2。表2-1 高区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额qd（m/d）kh供水时间（h）qmax(m/h)1宿舍336人150l/（pd）50.4002.5245.2502会议室（十三层）10人1次8l/(座位次)0.0801.240.0243办公室136人2班50l/（人班）13.6001.2101.6324未预见水量按上述各项之和的5%3.2041.0240.1345合计67.2847.040表2-2 低区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额qd（m/d）kh供水时间（h）qmax（m/h）1停车库1200m3次3l/（m次）10.8001.081.3502洗衣房60kg/d80l/kg4.8001.280.720续表3书城（员工及顾客）1800人8l/(pd)14.4001.2121.4404咖啡厅30人3次15l/（p次）1.3501.2100.162 5多功能厅80人2次6l/（p次）0.9601.280.1446娱乐厅180人3次15l/（p次）8.1001.2100.9727健身厅100人3次50l/（p次）15.0001.2121.5008会议室（四层）122人1次8l/(座位次)0.9761.240.2939食堂336人3次25l/（p次）25.2001.2122.52010未预见水量按上述各项之和的5%4.2831.0240.17811合计89.9499.6692.2.2 室外给水管网水力计算（1）环网计算最高日用水量 =2.012+7.512+67.284+89.949=271.23设计秒流量查水力计算表，选用dn125的给水钢管，流速v=0.59m/s，1000i=6.294（2）引入管及水表选择从供水的安全可靠性考虑，选用两根引入管，且每根引入管均应承担75%的管网流量。流速v=0.45m/s，1000i=3.740水表选择亦是根据为准，查建筑给水排水设计手册（第一版）表15.4-1，选用lxs-80旋翼式冷水表，公称直径dn80，最大流量为70，公称流量为35，最小流量为1400l/h，始动流量为300l/h。水表水头损失的计算公式为 式中，水表的水头损失，kpa； 计算管段的给水设计流量， 水表的特性系数，旋翼式的特性系数按式计算，其中，为水表的过载流量，。水表lxs-80旋翼式冷水表的水头损失为=7.92 kpa，满足正常用水时，满足最不利点的水压要求，安装高度符合要求。（4） 地下室加压水泵的选择 图2-3水泵选择用图如图2-3所示，本设计的加压水泵是为614层增压，但考虑到市政给水事故停水，水箱仍应短时向低区用水（高低区设连通管），故水箱容积应按-114层全部用水而定。水泵向水箱供水不与配水管网相连，故水箱出水量按最大时用水量26.21（7.29l/s）计。由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧q=7.29 l/s时，选用dn100的钢管，v=0.84m/s，i=0.150kpa/m；水泵吸水管侧选用dn125的钢管，同样可查得，v=0.55m/s,i=0.052 kpa/m。由图1.2.3可知压水管长度为4.7+16.0+53.8=74.5m，其沿程水头损失为。吸水管长度为1.5m，其沿程水头损失为。故水泵的管路总水头损失为1.3（11.175+0.078）=14.63kpa。水箱最高水位与底层贮水池最低水位之差为：53.9-（-4.6）=58.5m=585 kpa取水箱进水浮球阀的流出水头损失为20 kpa。故水泵扬程 水泵出水量如前所述为26.21（7.29l/s）。据此，查建筑给水排水设计手册（第一版）表13.1-13，选得水泵65dl-4（q=1835、h=58.074.0m、r=1450r/min、轴功率为6.489.20kw、电动机功率为11 kw、=56%62%）2台，一用一备。第3章 高层建筑消防系统设计与计算3.1 设计说明本建筑属于二类高层民用建筑，设计内容包括消火栓系统、自动喷水灭火系统和灭火器的配置计算。3.1.1 设计参数1.消防用水水量标准（1）室外消防栓用水量20l/s。（2）室内消火栓用水量不少于30l/s。（3）自动喷水灭火系统用水量为30l/s。2.消防水池储水量（1）按3h的火灾延续时间的室内消火栓用水量和1h的自动喷水灭火用水量之和设计。（2）当室内消防用水量超过25l/s，经计算水箱消防储水量超过18时，仍可采用18。3.1.2 消防系统设计1.室外消火栓给水系统室外消火栓系统为低压制，消防用水由街道上的消火栓提供。消防水池与生活水池分开设计，设在地下一层。2.室内消火栓系统室内消火栓系统为临时高压制。系统由储水池消防水泵屋顶水箱联合供水。管网竖向与横向均布置成环状。-1层4层分成两个防火分区（详见平面图）。消防水泵可由消火栓处启泵按钮启动同时向消防中心报警，水泵现场及消防中心均可控制启泵。 消火栓布置范围包括全部楼层、电梯前室和屋顶检验用。消火栓间距不超过30m。 本建筑发生火灾时能保证同时供应6股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不少于5l/s、充实水柱长度不少于12m的两股水柱同时到达。 火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供给，火灾10min后消防用水量由地下室消防泵供给。 消火栓箱内均设有远距离启动消火栓的按钮，以便在使用消火栓灭火的同时启动消防泵。3.自动喷洒灭火系统 同消火栓系统一样，-1层4层分成两个防火分区（详见平面图），采用预作用式灭火系统。系统设三组湿式报警阀，每个报警阀后管网为枝状网，每层每个防火分区均设水流指示器。自动喷水喷头采用闭式玻璃球喷头。除五层公共食堂的厨房采用93级喷头外，其余均采用68级喷头。地下车库采用直立型喷头，其余均采用吊式喷头。喷头的布置范围包括地下车库、书城、会议室、培训教室、公共办公室和公共走廊部分。每个喷头的保护面积不超过11.5m。各层均设末端试水装置，废水排入废水管道。4.消防灭火器的配置根据建筑物内部各部位的使用功能，相应配置手提式泡沫灭火器，以配合消防给水灭火系统。3.1.3 消防管道布置与安装1.消火栓给水系统（1）消火栓给水系统管道的安装与生活给水管道基本相同。（2）管材采用热浸镀锌钢管，沟槽式机械接头。（3）消火栓立管管径为125mm，消火栓口径为65mm；水枪喷口直径为19mm；采用衬胶水带，水带直径为65mm，长度为25m。（4）为了使每层消火栓出水流量接近设计值，在栓口静压超过0.49mpa的消火栓前设减压孔板。（5）消火栓口离地面高度为1.1m。2.自动喷水灭火系统（1）管道均采用内外壁热浸镀锌钢管，采用卡箍连接或丝扣连接。（2）设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水的原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端试水装置的距离小于0.7m。（3）报警阀应设在距地面1.0m左右。（4）供水干管在便于维修的地方设分隔门，阀门经常处于开启状态。（5）装置喷头的场所，注意防止腐蚀气体的侵蚀，不受外力的撞击，要定期清除喷头上的尘土。3.2 消火栓给水系统的设计与计算3.2.1 消火栓的布置按高层民用建筑设计防火规范（gb50045-95,2005年版）规定，消火栓的间距应保证同层任何部位有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达。本设计中，采用长度为25m的衬胶水带，消火栓保护半径按下式进行计算：式中，r消火栓保护半径，m； c水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.80.9，本设计取c=0.8； 水带长度，m； h水枪充实水柱倾斜45时的水平投影距离，；对一般建筑（层高33.5 m）由于两楼板间的限制，一般取； 水枪充实水柱长度，m。根据高层民用建筑设计防火规范（gb50045-95,2005年版）规定，高层民用建筑高度100m，10m，本设计取=12m。则：r=0.825+3.0=23.0m消火栓采用单排布置，最大保护宽度b=10m，其间距为能够满足每一楼层任何部位都有两股水柱同时到达的要求。本建筑为综合楼。因此，在电梯前室和楼梯间设消火栓，地下一层共设11个消火栓，14层每层设12个消火栓，514层每层设5个消火栓。3.2.2 水枪喷嘴处所需水压查给水排水工程（第五版），水枪喷嘴处所需压力按下式进行计算：=式中: 水枪喷嘴处压力，；与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，可查表3-1；实验系数，可查表3-2；水枪充实水柱长度，m； 查给水排水工程（第五版）表3.2.3和表3.2.4分别可得：表3-1 系数值1316190.01650.01240.0097表3-2 系数值（m）681012161.1911.191.201.211.24 由表3-1和表3-2可得：=0.0097，=1.21。水枪喷嘴处压力：=169.00kpa3.2.3 水枪的射流量查给水排水工程（第五版），水枪的射流量按下式计算：式中，水枪的射流量，l/s； b水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，可查表3-3； 水枪喷嘴处的压力，kpa。查给水排水工程（第五版）表3.2.5可得：表3-3 水枪水流特性系数b水枪喷口直径（mm）13161922b0.3460.7931.5772.836由表3-3可得：b=1.577。水枪的射流量： 所以选取水枪的射流量=5.2l/s。3.2.4 水带的水头损失查给水排水工程（第五版），水带的水头损失按下式计算：式中，水带水头损失，； 水带长度，m； 水带阻力系数，可查表3-4； 水枪的射流量，l/s。查给水排水工程（第五版）表3.2.7可得：表3-4 水带阻力系数值水带材料水带直径（mm）506580麻织0.015010.004300.00150衬胶0.006770.001720.00075本设计选用衬胶水带，水带直径为65mm，由表3-4可得：=0.00172。水带的水头损失：3.2.5 消火栓口所需的水压查给水排水工程（第五版），消火栓口所需的水压按下式进行计算：式中，消火栓口的水压，； 水枪喷嘴处的压力，； 水带的水头损失，； 消火栓栓口水头损失，按20计算。则：。图3-1 消火栓给水系统计算用图3.2.6 校核由图2-1知，设置的消防高位水箱最低水位标高为54.2m，最不利消防竖管为xl1，最不利消火栓栓口标高为47.1m，则最不利点消火栓口的静水压力为。按高层民用建筑设计防火规范（gb5004595,2005年版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。3.2.7 水力计算查高层建筑给水排水设计手册（第二版）表315得：表3-5高层建筑最不利点计算流量分配室内消防计算流量（l/s）最不利消防竖管出水枪数（支）相邻消防竖管出水枪数（支）次相邻消防竖管出水枪数（支）10220222532303340332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xl1，出水枪数为3支，相邻消防竖管为xl2，出水枪数为3支。根据高层民用建筑设计防火规范（gb5004595,2005年版）规定，消火栓立管管径不应小于100mm，且宜采用同一管径。考虑3股水柱同时作用，消火栓立管实际流量为。据此，查建筑给水排水设计手册（第一版）表16.17，消火栓立管选用dn125的钢管，v=1.27m/s，1000i=25.84。考虑该建筑发生火灾时，能保证同时供应6股水柱，消火栓总用水量。据此，查建筑给水排水设计手册（第一版）表16.17，消火栓环状给水管采用dn150的钢管，v=2.46 m/s，1000i=77.82。3.2.8 消防泵的选择水池最低水位至消火栓给水管网底环的管道长度为8.8m，屋顶试验消火栓到给水管网底环的管道长度为49.2+1.1+0.5=50.8m。沿程水头损失为：局部水头损失按沿程水头损失的10%计，则总水头损失为：查高层建筑给水排水设计手册（第二版），消防泵的扬程按下式计算：式中，消防水泵的扬程，； 最不利点消防水枪喷嘴所需水压，； 消防水带的水头损失，； 管网的水头损失，； 消防水泵轴线与最不利消火栓之压力差，。本设计中，=。屋顶试验消火栓到消防水泵轴线的高程差为：消防水泵所需扬程：按消火栓灭火总用水量，查给水排水设计手册.第11册.常用设备（第二版）表14，选用型号为xa65/26b消防加压泵两台（q=18.6137.10l/s，=8371m，r=2900r/min，n=23.6636.61，配套电动机型号y225m-2），一用一备。3.2.9 水泵接合器的选择查高层建筑给水排水设计手册（第二版），每套水泵接合器的流量按1015l/s计算。本设计取15l/s，室内消防规范用水量为31.2l/s，故需2套水泵接合器。查高层建筑给水排水设计手册（第二版）表3-10选用sq100地上式水泵接合器。3.2.10 室外消火栓的选择室外消防用水量为20 l/s。查高层民用建筑设计防火规范（gb5004595,2005年版）第7.3.6条规定，室外消火栓的用水量应为1015l/s。故，本设计设2个双出口室外地面式消火栓。3.2.11 减压孔板的选择为了使消火栓各层压力均接近消火栓口压力,当消火栓栓口压力超过0.49mpa（49）时，需设减压孔板，从而保证消火栓正常使用。各层消火栓处剩余水头按下式计算：式中，消火栓处剩余水头，m； 水泵扬程，m； 消火栓到消防泵的高程差，m； h消火栓至消防水泵的沿程水头损失与局部水头损失之和，m； 水带水头损失，m； 水枪喷嘴满足所需充实水柱长度所需的水压，m。本设计中，h=1.1（320.07782+0.02584） =1.1（2.49+0.02584）设置减压孔板后，水流通过减压孔板会产生水头损失，使剩余水头值发生变化，需对剩余水头值进行换算，换算剩余水头值按下式计算：式中，修正后的剩余水头，m； 1修正系数： 水流通过减压孔板后的实际流速，m/s。本设计选用消火栓管道管径为dn70的钢管，则：所以，。查高层建筑给水排水设计手册（第二版）表12-55，选择减压孔板孔径，计算结果如表3-6所示。表3-6 减压孔板计算表楼层编号楼层标高（m）消火栓标高（m）标高差(m)剩余水头(m)换算剩余水头(m)消火栓口处压力（m）h（m）消火栓管道管径（mm）孔板孔径（mm）14f46.047.155.94.712.5824.774.337013f42.843.952.78.004.3928.064.247012f39.640.749.511.296.1931.354.157011f36.437.546.314.588.0034.644.067010f33.234.343.117.879.8137.933.97709f30.031.139.921.1611.6141.223.8870续表8f26.827.936.724.4513.4244.513.79707f23.624.733.527.7415.2247.803.70706f20.421.530.331.0417.0351.103.6070205f17.218.327.134.3318.8354.393.5170204f14.015.123.937.6220.6457.683.4270193f9.510.619.442.2523.1862.313.2970192f5.06.114.946.8725.7266.933.1770181f0.01.19.952.0228.5472.083.027018-1f-4.8-3.75.156.9531.2577.012.8970183.2.12 消防高位水箱 消防水量按存贮10min的室内消防用水量计算。查建筑给水排水工程（第五版），消防高位水箱计算公式为：式中，消防水箱贮存水量，m； 室内消防用水总量，l/s； 0.6单位换算系数：。本设计中，所以，m。根据建筑给水排水工程（第五版），“当室内消防用水量超过25l/s，经计算水箱消防储水量超过18 m时，仍可采用18 m”。故，本设计中，取=18 m。查02s101矩形给水箱（gjbt-565，2006年版），选用s101（18#）19.8 m矩形给水箱，尺寸为3800mm2600 mm2000mm。满足高层民用建筑设计防火规范（gb50045-95,2005年版）第7.4.7.1条规定。消防高位水箱内的储存水量由生活用水提升泵从生活用水贮水池提升充满备用。3.2.13 消防贮水池消防贮水池需满足室内外消防用水量，火灾延续时间按3h计。消防贮水池的贮存水量按下式确定：式中，消防贮水池贮存水量，m； 室内消火栓消防水量，l/s； 火灾延续时间，h。则 =3033600/1000=324 m。采用钢筋混凝土贮水池，尺寸为11000mm7500mm4500mm，有效水深为4.0m。3.3 自动喷水灭火系统的设计与计算3.3.1 设计参数的确定该建筑火灾等级为中危险级级。查自动喷水灭火系统设计规范（gb50084-2001,2005年版）表5.0.1可得：喷头喷水强度为8l/(minm)，作用面积160 m，最不利点喷头工作压力为0.1mpa；查表7.1.2可得：表3-7 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距喷水强度l/(minm)正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头最大保护面积（m）喷头与端墙的最大距离（m）83.43.611.51.7仅在走道设置单排喷头的闭式喷头，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；喷水强度大于8 l/(minm)时，宜采用流量系数k80的喷头。本设计采用68级（五层食堂厨房采用93级）闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶安装。喷头的布置方式采用正方形布置，边长为3.0m，如遇障碍物，喷头间距可适当增减，但最大不超过3.4m；喷头距房顶0.3m，距墙0.5m1.7m；采用枝状管系，每只喷头的管径为25mm。查自动喷水灭火系统设计规范（gb50084-2001,2005年版）表8.0.7可得：表3-8 中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数公称管径（mm）控制的标准喷头数（只）25132340450865128032100643.3.2 水力计算本设计采用预作用喷水灭火系统，查高层建筑给水排水设计手册（第二版），每个湿式报警阀控制的喷头数最多为800个。据此，本设计的自喷系统分为四个区：514层记为区，-14层左侧防火分区记为区，-14层右侧防火分区记为区，-1层右侧防火分区记为区（、区的布置详见平面图）。这三个区的自喷用水选用同一台水泵供给，故只需对最不利区进行水力计算。本设计采用特性系数法进行水力计算。喷头的出流量和管段水头损失应按下式计算： 式中，q喷头处节点流量，l/s； h喷头处水压，； k喷头流量系数，玻璃球喷头k=0.133或水压h用m时，k=0.42； h计算管段沿程水头损失，； l计算管段长度，m； q管段中流量，l/s； a比阻值，。图3-2 自喷管道水力计算用图从节点开始进行水力计算，至节点管段累计流量增加到36.33l/s，达到中危险级设计秒流量（30l/s）。从节点开始，至自喷泵止，其间管段流量不再增加，仅按30l/s计算水头损失。计算结果见表3-9：表3-9 自喷管道水力计算表节点编号管段编号特性系数节点水压/kpa节点流量q/(l/s)管段流量q/(l/s)q管径d/mm管道比阻a/（l/s）管段长度/m沿程水头损失hy/kpa0.1331001.331.331.77250.43673.023.190.133123.21.482.817.90320.09393.022.240.133145.41.604.4119.45400.04453.025.96续表0.133171.41.746.1537.82500.01113.012.590.133184.31.817.9663.36500.01113.021.10.133205.41.919.8797.42500.01111.010.80.133216.21.96侧支管a1a21.331.77250.43673.023.2a20.133123.21.48a2a32.817.90320.09393.022.3a34.4119.45 400.04451.0 8.66 侧支管a4a51.331.77 250.43673.0 23.19 a50.133123.21.48 a5a62.817.90 320.09393.0 22.25 a60.133145.51.60 a64.4119.45 400.04452.0 17.31 18.69349.32800.00123.0 12.58 0.133246.62.09 侧支管b1b21.331.77250.43673.0 23.19 b20.133123.21.48 b2b32.817.90 320.09393.0 22.25 b30.133145.51.60 b34.4119.45 400.04451.0 8.66 b50.133123.21.48 b5b62.817.90 320.09393.0 22.25 b60.133145.51.60 b64.4119.45 400.04452.0 17.31 27.51756.80 1000.00033.0 6.81 0.133273.82.20 续表侧支管c1c21.331.77 250.43673.0 23.19 c20.133123.21.48 c2c32.817.90 320.09393.0 22.25 c30.133145.51.60 c34.4119.45 400.04451.0 8.66 c4c51.331.77 250.43673.0 23.19 c50.133123.21.48 c5c62.817.90 320.09393.0 22.25 c60.133145.51.60 c64.4119.45 400.04452.0 17.31 36.331319.87 1000.00033.0 11.88 0.133285.72.25 30900.00 1000.000317.0 45.90 支管 1.331.77 250.43673.0 23.19 0.133123.21.482.817.90 320.09393.0 22.25 0.133348.52.48 报警阀30900.00 1500.0000347.9 14.66 报警阀0.133363.22.53 报警阀泵30900.00 1500.0000331.3 9.58 h0=100kpa hy=217.39kpa hr=20kpa 表3-10流速系数k0值管径mm1520253240507080100125150k0m/l5.853.1051.8831.050.80.470.2830.2040.1150.0750.053管道流速计算公式为：v=k0q各管段流速计算结果见表3-11：表3-11 校核各管段流速管段编号管径（mm）25324050505080流量q（l/s）1.332.814.416.157.969.8718.69流速v（m/s）2.502.953.532.893.744.643.81管段编号报警阀报警阀泵管径（mm）1001001002532150150流量q（l/s）27.5136.33301.332.813030流速v（m/s）3.164.183.452.502.951.591.59经校核，管内流速均满足小于5m/s的要求，不需要进行管径调整。3.3.3 自喷泵的选择计算参照高层建筑给水排水设计手册（第二版），自喷泵的扬程按下式进行计算：式中，h自动喷淋水泵的扬程，kpa； h0最不利点出喷头的工作压力，kpa； 沿程水头损失，kpa； hr湿式报警阀水头损失， ； z最不利点处喷头与水泵轴线之间的静水压，kpa。 则 h=100+1.2217.4+7.82+48.510=853.7 kpa85.4mh2o 设计秒流量为30l/s。据此，选用型号为xbd（hl）9/30（q=30l/s，h=90m，r=2970r/min，电机功率55kw，配套电机型号y132s1-2，电动机电压380v）的自喷泵两台,一用一备。2.3.4 校核最不利喷头自喷系统与消防系统共用高位水箱，所以高位水箱的安装高度已定，则需校核水箱安装高度是否满足最不利喷头所需压力。最不利供水方式为高位水箱报警阀14层最不利喷头。高位水箱最低水位报警阀前管道长度为54.2-1.0+43.1=96.3m，采用dn125的热浸镀锌钢管，当q=30l/s时，a=0.0008623l/s，则其沿程水头损失为：由表3-9可知：最不利喷头报警阀沿程水头损失为217.39kpa。总水头损失为：水箱应满足最不利层喷头压力要求的最小安装高度为：但实际上高位水箱与最不利喷头的安装距离为：54.2-48.5=5.7m45.8m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。根据高层民用建筑设计防火规范（gb5004595,2005年版）规定：气压给水设备的气压水罐其调节水量为5个喷头30s的用水量，即：vs=530=150l气压罐总容积按下式计算：式中，v气压罐总容积，m； 气压罐容积系数，补气式卧式气压罐宜为1.25，补气式立式气压罐宜为0.10，隔膜式气压罐宜为1.05，本设计选用隔膜式气压罐，=1.05； 气压罐最低工作压力与最高工作压力比，一般为0.650.85，本设计取=0.80。则 气压罐低压：p1=45.8-5.7=40.1m； 气压罐高压：p2=40.1+10=50.1m。.查98s205消防增压稳压设备选用与安装（隔膜式气压罐）（gjbt474,2002年版），选用增压稳压设备型号为zw（l）za，隔膜式立式气压罐型号为sql8000.6（工作压力比=0.80，标定容积150l，实际容积159l），配套水泵型号为25lgw3-106（选两台泵，一用一备）。3.3.5 水泵接合器的选择查高层建筑给水排水设计手册（第二版），每套水泵接合器的流量按1015l/s计算。本设计取15l/s，自喷设计用水量为30l/s，故需2套水泵接合器。查高层建筑给水排水设计手册（第二版）表3-10选用sq100地上式水泵接合器。3.3.6 减压孔板的选择为防止低层喷头的流量大于高层喷头的流量，设计中采用减压孔板技术措施以均衡各层管道的流量。自动喷洒支管换算剩余水头值按下式计算：式中，修正后的剩余水头，m； 1修正系数： 水流通过减压孔板后的实际流速，m/s。其中，514层支管流速v=4.18m/s，则： 喷头的给水管管径为dn32。表3-12自动喷洒管道减压孔板计算表楼层编号14f13f12f11f10f9f8f7f6f5fh0/mh2o03.26.49.612.816.019.222.425.628.8h/kpa03.687.3611.0414.7218.4021.8925.7629.4433.12孔板孔径131414143.4 灭火器配置的设计与计算3.4.1 灭火器的设置要求灭火器应设置在明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散；灭火器应设置稳固，其铭牌必须朝外；手提式灭火器宜设置在挂钩、托架或灭火器箱内，其顶部离地面高度不应小于1.5m，底部距离地面高度不宜小于0.15m；灭火器不应设置在潮湿或腐蚀性的地点，当必须设置时，应有相应的保护措施；设置在室外的灭火器，应有保护措施；灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。3.4.2 设计参数查建筑灭火器配置设计规范（gb501402005，2005年版）附录d可知：本建筑-112层灭火器配置场所危险等级为严重危险级，1314层灭火器配置场所危险等级为中危险级。查该规范表3.1可知，本建筑地下一层火灾种类为b类火灾，114层火灾种类为a类火灾。查该规范表5.2.1和表5.2.2分别可得：表3-13 a类火灾场所的灭火器最大保护距离（m） 灭火器型式危险等级手提式灭火器推车式灭火器严重危险级1530中危险级2040轻危险级2550 表3-14 b、c类火灾场所的灭火器最大保护距离（m） 灭火器型式危险等级手提式灭火器推车式灭火器严重危险级918中危险级1224轻危险级1530为了使该建筑的灭火器类型相同，故统一采用手提式泡沫灭火器。3.4.3 设计计算参照建筑灭火器配置设计规范（gb501402005，2005年版）7.2，该建筑每层为一个计算单元，共15个计算单元，-114层的计算单元编号依次为115。计算单元的最小需配灭火级别应按下式计算：式中，q计算单元的最小需配灭火级别，a或b； s计算单元的保护面积，m； ua类或b类火灾场所单位灭火