建筑环境与设备工程毕业设计.doc

河北理工大学信息学院 - 摘 要 春华老年公寓位于河北省唐山市，是一幢集老年人公寓、服务用房于一体 的综合性建筑。楼高 21.6 米；共 7 层，地下一层，地上六层。在综合分析的基 础上，设计了该楼建筑给水系统、建筑排水系统、建筑消防系统。 给水系统采用分区供水，地下室不供水，低区一到四层，由市政管网直接 供水；高区五、六层由小区加压管网供水。排水系统采用污、废水合流制，排 水立管设伸顶通气管，污水直接排向市政污水管网。消防系统包含有消火栓给 水系统和自动喷水灭火系统以及建筑灭火器配置部分，其中消火栓系统、自动 喷水灭火系统采用水泵水箱联合供水，本设计地下及地上每层均设自动喷水灭 火系统，建筑内喷头数量约 720 个，设 1 组湿式报警阀，报警阀后管网为枝状， 每个防火分区设水流指示器。给水管采用 PPR 管；排水管采用排水 PVC U；消防系统均采用钢管。 关键词 老年公寓； 给水系统； 排水系统； 消防系统 Abstract -I- Abstract The Chunhua apartments for the elderly is located in Tangshan, Hebei Province, is a set of elderly apartment services space in one building. The height of it is 21.6 meters with a total of seven floors, basement and six floors. On the basis of comprehensive analysis, design Even the building water supply system, construction of drainage systems, building fire protection system. Water supply system using regional water supply, the basement is not water supply, one to four layers of the lower zone, directly by the municipal pipe network of water supply; high five, six layers of pressurized water supply pipe network by the district. Drainage system with sewage, wastewater Combined drainage riser set to stretch the top of the snorkel, sewage directly discharged to the municipal sewer network. The fire system includes Fire Hydrant systems and automatic sprinkler systems and building fire extinguisher configuration section, including the fire hydrant system, automatic sprinkler system pump tank joint water supply, underground and above ground on each floor of this design are equipped with automatic sprinkler systems, construction within the nozzle number about 720, set a wet alarm valve, alarm valve, pipe network is branched, each fire district based flow indicator. PP-R pipe is used to the water pipes; drainage pipe is drainage PVC-U and fire protection systems are the steel pipe. Keywords apartments for the elderly; water supply system; drainage system; fire protection system 目 录 -II- 目 录 摘 要.I Abstract.II 第 1 章 绪论1 1.1 本题目的研究背景、目的和意义1 1.1.1 本题目的研究背景.1 1.1.2 本题目的研究目的和意义.1 1.2 本题目在国内外发展现状2 1.2.1 我国建筑给排水发展现状.2 1.2.2 国外建筑给排水发展现状.4 1.3.本课题的技术要求和指导思想 5 1.4 本课题应解决的主要问题 6 1.5 本章小结6 第 2 章 设计资料及设计过程说明7 2.1 设计资料 7 2.1.1 建筑概述.7 2.1.2 设计原始资料.7 2.2 设计方案 8 2.2.1 室内给水系统.8 2.2.2 室内排水系统.8 2.2.3 室内消防系统.8 2.2.4 室内热水系统.9 2.3 管道的平面布置及管材 9 2.3.1 管道平面布置.9 2.3.2 管材选用及连接.10 2.4 管道布置及设备安装要求 10 2.4.1 给水管道布置与设备安装要求.10 2.4.2 排水管道布置与设备安装要求.11 2.4.3 消防管道布置与设备安装要求.13 2.5 本章小结 15 第 3 章 给水系统设计计算16 3.1 给水用水定额及用水量 16 3.1.1 给水用水定额.16 目 录 -III- 3.1.2 用水量计算.16 3.1.3 设计秒流量计算.16 3.2 给水系统水力计算 17 3.2.1 低区（14 层）水力计算17 3.2.2 高区（56 层）水力计算19 3.3 本章小结 21 第 4 章 排水系统设计计算22 4.1 系统设计 22 4.1.1 系统设计原则.22 4.1.2 系统设计方式.22 4.2 管道布置敷设 22 4.3 排水系统附件 22 4.4 排水系统水力计算 23 4.4.1 设计秒流量公式.23 4.4.2 设计参数.23 4.4.3 排水系统水力计算.24 4.5 本章小结 29 第 5 章 消火栓系统设计计算30 5.1 消火栓系统布置原则 30 5.1.1 消防立管.30 5.1.2 消防阀门.30 5.1.3 消火栓位置.30 5.1.4 消火栓压力.30 5.1.5 室内消火栓用水量.30 5.2 消火栓给水系统计算 31 5.2.1 消火栓的布置.31 5.2.2 水枪喷嘴处所需的水压.31 5.2.3 消火栓口所需水压.32 5.2.4 消火栓系统水力计算.32 5.3 本章小结 33 第 6 章 喷水灭火系统设计计算35 6.1 湿式喷水灭火系统的主要组件及要求35 6.1.1 喷头选用及布置.35 6.1.2 报警阀门.35 6.1.3 水流报警装置.36 目 录 -IV- 6.1.4 末端试水装置.36 6.2 管道与阀门布置36 6.2.1 供水管道与报警阀门.36 6.2.2 管道负荷.37 6.3 管道管材、连接及安装37 6.3.1 供水管道与报警阀门.37 6.3.2 管道支架安装.37 6.4 系统的技术参数确定及计算38 6.4.1 设计参数.38 6.4.2 喷头布置计算.38 6.4.3 系统设计流量及喷水强度.39 6.5 系统管路水力计算40 6.5.1 作用面积法水力计算.40 6.5.2 管段流速校核42 6.6 本章小结43 第 7 章 灭火器配置计算44 7.1 灭火器的选择 44 7.2 各单元的保护面积的测算 45 7.3 各单元所需灭火级别的计算 45 7.4 每个设置点灭火器的类型、规格和数量 45 7.5 每具灭火器的设置方式和要求 46 第 8 章 热水工程47 8.1 电热水器 47 8.2 电热水器的选择 47 参考文献49 谢 辞50 建筑工程学院 -0- 第 1 章 绪论 1.1 本题目的研究背景、目的和意义 1.1.1 本题目的研究背景 建筑给水排水是给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。它与城镇 给水排水、工业给水排水并列而组成完整的给水排水体系。建筑给水排水工程 又是建筑物的有机组成部分，它和建筑学、建筑结构、建筑供暖与通风、建筑 电气等工程共同组成可供使用的建筑物整体。建筑给水排水工程主要包括：建 筑内部生活给水系统、污水排水系统、建筑雨水排水系统、消防给水系统。建 筑给水排水系统的设计水平及其卫生设备的完善程度，是现代化建筑建设标准 的重要标志之一。 随着中国社会的发展，中国人口老龄化加剧，老年公寓可以为老人提供一 个优良的生活环境，中国从 70 年代末、80 年代初开始，在上海、北京、天津、 大连、烟台等地兴建老年公寓。此后，各种形式的由国家、社会或企业建立的 老年公寓在各地相继出现。 中国老龄科研中心政策室曾对北京 1600 余名 50 岁以上的中老年人大调查， 希望入住老年公寓的人数达 1000 余人，一些老年公寓还出现人满为患的局面， 老年公寓正日益获得老年人的欢迎。老年公寓的给排水直接关系大老人的生活 质量和安全。 1.1.2 本题目的研究目的和意义 毕业设计是高等院校培养具有创新精神和实践能力的高级专业人才不可缺 少的重要实践教学环节，是教学计划的重要组成部分，是对我们学生进行综合 训练的重要阶段。通过毕业设计，能够培养我们综合运用专业知识及相关知识 的能力和工程实践能力，在指导教师的帮助下，在查阅中外文献、资料收集及 调查研究、计算机编程及应用、工程设计及图纸绘制、设计计算说明书的撰写 等方面的能力得到一定程度的提高，进而提高适应实际工作需要的能力。 第 1 章 绪论 -1- 工程设计是对拟建工程的实施在技术和经济上所进行的全面而详尽的安排， 是联系项目决策与工程实体的桥梁，是工程建设最为重要的阶段。优秀的工程 设计不仅是提升工程技术水平和保证工程质量的基础，而且是节约工程投资、 改善工程经济条件的保证。通过设计训练，不仅能够学到工程设计的基本方法， 而且能够学会运用工程经济思想综合解决工程问题。 1.2 本题目在国内外发展现状 1.2.1 我国建筑给排水发展现状 目前，建筑业的飞速发展，建筑给排水专业也随之迅速发展，成为给排水 中不可缺少而又独具特色的组成部分。技术上积累了一定的实践经验，并借鉴 了国外的新技术，专业技术有了明显的突破和发展。 （1）建筑给水。 建筑给水的任务是将符合水质标准的水送至生活、生产和消防给水系统各 用水点，满足水量和水压的要求。这涉及到水的分配、计量、输送、储存和加 压以及水质标准和防水质污染。 在我国城市供水中，一些城市供水能力不足，城市水厂发展滞后于住宅和 公共建筑发展，加之管道老化、承压能力下降，不少城市不但高层建筑需升压 供水，一半多层建筑也不能满足上层水压的要求，使我国两次加压设备广泛使 用，增压设施成为建筑给水中比重最大、发展最快的一种装置。我国常用的增 压设施是水泵、气压给水设备和变频调速给水设备，后二者技术的运用已日趋 成熟。同时设于屋顶的调节贮水水箱是常用的储水装置，但由于其存在二次污 染严重等缺点，现在水箱从材料和加工上已有很大改进，开始向多元化发展。 新颖水箱从材质上有镀锌、搪瓷、复合钢板、涂塑、玻璃钢和不锈钢等水箱， 其和水接触的内表面不易锈蚀，对水质无污染，并减轻结构重量，解决施工不 便等问题。材质改变了，水箱的成型方式和形状也随之改变，组合式水箱、装 配式水箱可以提高水箱质量，有利于工厂化生产并缩短现场施工安装时间，同 时也减少了水箱内底的死水区范围；球形水箱和槽形水箱是外形变化，用呼吸 建筑工程学院 -2- 阀替代浮球阀，解决了因浮球阀关闭不严造成的漏水问题，同时也使水箱从重 力供水变为压力或压力与重力复合供水的新工况。钢筋混凝土贮水池也是常用 的储水装置，其底部及内壁贴铺白瓷砖。 在营造现代化生活的住宅环境和高质量的生活社区中，人们对饮用水水质 提出了更高的要求。为了改善饮用水水质，我国最初是以小型家用净水器的方 式来处理饮用水，其主要方式是用活性炭吸附过滤，但是它在使用时滤料更换 不易控制。近年来，出现了优质饮用水这一概念。它是指能达到直接生饮水水 质标准的水，其中有超纯水、纯水、蒸馏水、矿泉水和深度处理水等。优质饮 用水的水源来自城市自来水或地下矿泉水，其处理工艺有离子交换、超滤、膜 滤、蒸馏、消毒杀菌等。供水方式由桶装供应和管道分支供应。桶装供应是设 置集中的优质水供应站，用桶装送至居民家中或自取，这种方式目前占大多数； 管道分支供应系统在上海住宅小区已有建成，工艺采用臭氧氧化、活性炭吸附、 预涂膜精滤、微电解和紫外线杀菌等技术，可以去除对人体有害的有机物质， 特别是致癌、致畸、致突变物，同时又保留了水中对人体有益的矿物质和微量 元素。优质饮用水经净化处理后送至每户厨房，采用变频恒压供水系统，管道 末端循环，以保证水质要求。 我国水资源缺乏，再加上水污染，使得水资源成为制约我国经济发展的主 要因素之一。在建筑给排水中，节水重点在于推广节水配件和建筑中水道。节 水配件有液压式冲洗水箱配件、二档冲洗大便器配件、屋顶水箱的配重逆开止 回阀、水力控制的多功能阀以及给水的卫生器具配件，可具有限流、温度自动 调节、高温限制等功能。改进配件还着重于节省用水量和防止漏水。建筑中水 道应用已是建筑给排水的发展趋势。 二）建筑排水。 生活水平的提高对卫生洁具提出了新的要求，卫生器具更注重舒适、可靠、 安静、节能。近年来，具有代表性的卫生洁具有：水力按摩浴盆，用喷嘴产生 大量回旋式气泡和冲击水流，可达到康健和休闲的效果；连体式低位冲洗水箱 漩涡式大便器，冲洗时噪声低，冲洗效果好，可节省冲洗水量；高标准的全自 动坐式大便器可实现正常使用、冲洗污物、清洗人体和吹干等全部过程自动化； 休闲卫生器具，包括桑拿浴设备、蒸汽浴设备、热能震荡按摩设备和身体机能 调理运动器等。国外很多知名厂家也进入我国生产各类新产品。 排水通气技术的应用。主要目的是提供排水中气体的散溢，达到透气的作 第 1 章 绪论 -3- 用；防止排水系统中出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象，确保空气的循环； 保持排水迅速通畅、安静。在我国已建立了可适应不同建筑标准、不同要求的 五级标准，即伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气管、环形通气管和器具通 气管等。在通气系统基础上开发的是通气阀和特制配件单立管排水系统。通气 阀是一种减少伸顶通气，替代专用通气管系的阀件，采用优质塑料和橡胶制作。 单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上，既可补气又可防止管道内部气 体进入室内；双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽，使用时以单路进 气阀为主。特制配件单立管排水系统已出台了设计规程，其立管的通水能力增 大 1/3，减少了立管的数量，但该产品现局限于铸铁制品。 随着普通排水铸铁管道的淘汰，排水管道普遍使用塑料管道，但是普通 UPVC 管道的排水噪音要比铸铁管高约 10 分贝，若排水立管靠近卧室，加上现 浇楼板的隔音效果较差，住户能明显听到排水管的噪音，降低了生活质量。卫 生器具布置时要考虑使排水立管远离卧室和客厅，管材考虑新型降噪产品。芯 层发泡 UPVC 管道和 UPVC 螺旋管则能明显降低噪音，市场上新出现了一种超 级静音排水管则加入了特殊吸声材料，噪音低于铸铁管，保证现代生活水平的 提高。 在现阶段地漏也受到关注，用于不同场合的不同型式的地漏先后得到应用， 传统的钟罩式地漏和防返溢地漏受到挑战，对地漏的学术讨论日益深化。 （三）消防系统。 建筑消防系统设计已成为建筑给水排水的重要部分。在消火栓给水系统中 更注重扑救初期火灾，系统中常采用稳压泵保持系统的常高压。增设小口径自 救式水枪，提供非消防专业人员使用。采用出口水泵和稳压阀可以保证消火栓 的水压和出水量。为保证灭火设置能及时投入运行，加强了工作泵和备用泵的 自动切换装置。建筑消防正处于以消火栓给水系统为主向以自动喷水灭火系统 为主，临时高压消防给水系统向稳高压消防给水系统发展、卤代烷灭火系统向 系统替代和卤代烷替代物替代的转折期。 1.2.2 国外建筑给排水发展现状 建筑工程学院 -4- （一）卫生间安装的工厂化 对于各类高级建筑，如豪华酒店、高级办公楼等，大量的卫生间和紧张的 工期使其安装的工厂化成为必要。以阿尔及利亚希尔顿豪华五星级酒店为例， 在施工过程中，采用了瑞士 GEBERIT 公司的 GIS 支撑系统(GEBERIT INSTALLTION SYSTEM)。该系统为金属支撑骨架结构，具有足够的强度。 可以作为独立墙，也可以依靠现有建筑隔墙，厚度在 10cm 到 22cm 之间。高度 从 1.2m 到整个层高，可以根据需要调整。它的作用是通行和隐蔽管道，悬挂并 固定卫生洁具，坐便器的水箱也安装在该隔墙里。 完整的 GIS 系统包括：支撑构件；安装连接件；给水和排水管；面板。 GEBERIT 公司是世界著名的给排水材料和附件生产厂家，应用该公司提供的工 作软件，我们根据卫生间的建筑布置和详细尺寸，做出 GIS 隔墙的材料下料表。 拿到这些表格的工人在车间里进行预制加工，隔墙内的给水管和排水管的安装 也同时完成。完成后的管道预留与立管的接头和与卫生洁具的接口，并以 GEBERIT 专用的管帽或管堵作好封堵。这一过程快速简便，还能与土建的施工 交叉，很好地解决了工程工期紧迫的矛盾。一旦土建条件具备，这些预制元件 就能马上搬运至现场就位，同卫生洁具和先期完成的管道井立管连接。 （ 二）设计体现节水和卫生安全 发达国家在节水方面仍然走在前列，他们在城市节水的技术与管理上都有 很大发展。体现在建筑内生活用水的节约上，就是采用优质管材和连接，供给 卫生用水，减少渗漏；使用节水型设备和配件(夹气水嘴、夹气淋浴头等)，减 少用水量；在公共区域使用全自动开关(红外线检测控制开关等)取代传统的易 造成水浪费的机械式开关，同时也减少了污染；利用污水处理和回用达到节水 目的。 在安全方面，目前仍在我国大量使用的金属镀锌管使用年限稍长便会发生 锈蚀，影响水质，危害到人的健康。而欧共体国家的法律对取自管道和设备的 水都有严格规定，这些国家从材料和技术上进行研究，生产出适用于供水系统 的塑料管道来保证水质符合卫生方面的要求。这些塑料具有不导电的特性，是 抗腐蚀的新型材料。现在国内已有 GEBERIT 公司和其它西欧公司的相似产品 生产并得到应用，国家有关部门逐步淘汰镀锌管材的强制性法规也在酝酿之中， 我们的生活饮用水质将会不断地得到提高。 （ 三）以人为本的宗旨和严格的质量意识 第 1 章 绪论 -5- 在设计中，工程师通过技术手段处处体现以人为本、为人服务的宗旨。 仍 以希尔顿酒店为例，所有客房卫生间的管道均在本层 GIS 隔墙中通行，在管道 井内和立管连接。避免检修维护时到不相关的下层去，保证了入住宾客的个人 私密性。也避免了因管道穿过楼板可能带来的漏水现象。针对管道噪音问题， 所有的主干管都采取了隔音消声处理，为客户创造了更安静的环境等。 不管是优质材料、设备和新技术的应用，还是节水安全、以人为本的宗旨， 都体现出西方工程师对工程质量的严格要求。施工前，设计师制定了非常详细 的技术条款对工程的有关技术参数、材料设备和实施手段进行了描述。施工过 程中，现场由设计方指定的监理根据技术条款对承包商的工作进行监督。承包 商按照技术条款选用的设备材料都必须制成技术卡片，标明产地，材质，技术 指标等，呈送设计师备案，只有经过设计师审批通过方能用于工程当中。设计 师也定期到现场处理问题，监督施工。 （ 四）其他 西欧一些国家普遍采用安装 DN25 自救水枪并预留 DN65 水龙带接口的方 法，DN65 接口供消防队员使用，不再备用大口径水龙带。 西欧国家工程师在设计中更注重人的因素和给排水系统的环境与社会效益。 发达国家的先进科技支持着他们产品的开发和应用，使设备的性能更趋安全、 高效；卫生洁具节水，低噪、美观、舒适；管材和配件性能更优越。这正是我 国和发达国家的差距之所在，也是我们建筑给排水发展的大趋向。 1.3.本课题的技术要求和指导思想 适用、经济、卫生、安全是保证建筑给排水工程设计质量，满足生产、生 活和消防的基本要求，具体应体现在下列各方面： 给水方面，要厉行节约用水，建筑给水工程设计中，如经济技术比较合理 时，应尽可能采用循环或重复利用的给水系统，及其他有效的节水节能措施。 如充分利用城市管网的水压，在多层或高层建筑的低层部分由市政管网直接供 水。另外，保护饮用水水质卫生是保障人民身体健康的重要保证，应当采取有 效地防止饮用水回流污染的措施。 排水方面，应根据污水性质、浓度、水量并结合室外污水处理情况，尽可 能分流排水，以便回收有用物质或为污水处理提供便利条件。 建筑工程学院 -6- 消防系统设计要做到保障安全、技术先进、经济合理，其中最重要的是能 够确保人生与财产的安全。 1.4 本课题应解决的主要问题 建筑给水的任务是将符合水质标准的水送至生活、生产和消防给水系统各 用水点，满足水量和水压的要求。在完成给水管线布置，绘出管道轴测图后进 行给水系统的计算。以此确定给水管网各管段的管径和给水系统所需的压力， 复核室外给水管网的水压是否满足室内给水系统所需压力的要求。设置升压、 贮水设备的给水系统，还要选定升压、贮水设备和确定其设置高度。 建筑排水是在完成排水管线布置，绘出管道轴测图后进行排水系统的计算， 以此确定排水管网各管段的管径、横向管道的坡度和通气管的管径，以及各种 控制点的标高和排水管件的组合形式。 消火栓给水系统的设计，主要是根据规范规定的消防用水量及要求使用的 水枪数量和水压确定管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵 的型号等。 1.5 本章小结 本章主要分析了本课题的选题背景，分析了建筑给排水的当前现状，指出 了当前建筑给排水存在的一些问题，最后对本课题的技术要求以及本课题的主 要内容进行了介绍。 第 2 章 设计资料及设计过程说明 -7- 第 2 章 设计资料及设计过程说明 2.1 设计资料 2.1.1 建筑概述 春华老年公寓位于河北省唐山市，是一幢专门为老年人设计的公寓建筑。 该建筑总面积为 5570.54 平方米。要求设计该建筑内给水排水工程，具体设计 项目为： 1、室内给水工程； 2、室内排水工程； 3、室内消防工程：消火栓系统，自动喷淋灭火系统； 4、室内热水工程。 2.1.2 设计原始资料 （一）建筑和气象资料 该建筑集老年公寓，服务用房为一体。该建筑共七层（其中地下一层，地 上六层） ，其中地下一层主要储藏用房，所处地面标高为-3.300m；地上为公寓、 服务用房，一层标高：0.000m；二层标高：3.600m；三层标高：7.200m；四 层标高：10.800m；五层标高：14.400m；六层标高：18.000m。具体功能及尺寸 参照各层建筑平面图。 当地最大冻土深度为 78 厘米，最大积雪深度为 22 厘米，最冷月平均气温 为-10.4 摄氏度。各种参数按唐山市查阅选定。 （二）唐山市给水、排水管道现状为： 本建筑由市政管网供水，给谁压力常年保持 0.27MPa。接点管顶埋深为 - 1.00 米。城市排水管管径 DN300，其埋深为 1.5 米，坡度 i=0.005。给水、排水、 消防入口方向根据图纸为准。 （三）设计成果要求 按设计任务，编写设计说明书，内容包括设计依据；设计方案；概述；计 算草图；计算书及主要设备表等。 建筑工程学院 -8- 完成工程设计图纸，包括： 1、图纸目录； 2、设计施工说明及图例； 3、各层管道、设备平面布置图及局部详图； 4、给水、排水、消火栓、自喷系统透视图。 （三）主要参考资料 1 GB500l52003.建筑给水排水设计规范S. 2 GB500l62006.建筑设计防火规范S. 3 GB500842001.自动喷水灭火系统设计规范(2005 年版)S. 4 GB50l402005.建筑灭火器配置设计规范S. 5 GB502422002.建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范S. 6 核工业第二研究设计院.给水排水设计手册(第 2 册)建筑给水排水G.北 京:中国建筑工业出版社,2001. 7 住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.全 国民用建筑工程设计技术措施给水排水M.北京:中国计划出版社,2009. 8 王增长,曾雪华.建筑给水排水工程(第六版)M北京:中国建筑工业出版 社,2010. 2.2 设计方案 2.2.1 室内给水系统 根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压为 270kpa，故室 内给水拟采用上、下分区供水方式。即 14 层及地下室由室外给水管网直接供 水，根据建筑结构，采用中分式给水，5、6 层所需压力较大，市政水压不能满 足供水要求，故由小区加压管网供水，管网下行上给。 整个系统包括引入管、水表节点、给水管道、给水附件等组成。 2.2.2 室内排水系统 建筑排水系统要求能够迅速畅通地将污废水排出室外，排水管道内气压稳 定，有毒有害气体不进入室内，管线布置合理，经济实用。室内污废水系统采 第 2 章 设计资料及设计过程说明 -9- 用合流制排水系统。 生活污水直接排入城市排水管网； 该系统由卫生器具、排水管道、检查口、清扫口等组成。 2.2.3 室内消防系统 根据建筑类型，本建筑为二类民用建筑，火灾危险等级为中危险级，消 防给水部分包括：消火栓管网和自动喷水灭火系统管网，设置独立的消火栓系 统及 自动喷水灭火系统。 （一）消火栓系统 室内消火栓系统不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统， 消防水箱设置在小区最高建筑物上。每个消火栓箱内设置消防泵启动按钮，消 防时可直接启动消防泵。消防泵直接从消防水池吸水。 根据规范，室内消防流量取 15L/s，每根竖管最小流量为 10L/S，每支水枪 最小流量为 5 L/S，火灾延续时间 2h，充实水柱按 12m 计。 （3）消火栓、水枪、水龙带选用： 消火栓：DN65 单栓口； 水枪：直流式，DN65；喷嘴口径：d19mm； 水龙带：接口：65mm；材料选用：衬胶，长度：20m。 （二）自动喷水灭火系统 该建筑采用湿式自动喷水灭火系统，竖向不分区，在地下室设一组湿式报 警阀，地下室为两个防火分区，自动喷水灭火系统分别设置。各层均设水流指 示器和遥控信号阀，在每层最不利点设试水阀，系统最不利点设设置末端试水 装置。 （三）灭火器配置 在设置消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统的同时按照建筑灭火器配置 设计规范 GB50045-2005 设置灭火器。该建筑属于严重等级，火灾种类属于 A 类火灾。由于该建筑物地上六层各相邻场所的危险等级和火灾种类均相同， 故可将一个楼层作为一个计算单元；该建筑地下室为两个防火分区故将每个防 火分区作为一个计算单元。 建筑工程学院 -10- 2.2.4 室内热水系统 热水供应系统，并进行设计计算，选定设备，绘制图纸。考虑的无集中热 源，热水供应系统采用局部热水供应。公寓间内设置电热水器一台，公寓楼每 层设置公用电热水器一台，提供热水服务。 2.3 管道的平面布置及管材 2.3.1 管道平面布置 室内给水排水及消防管道平面布置见平面图。立管设于管井内或建筑阴角 处；各系统的横干管均敷设于吊顶内，地下室横干管贴梁底敷设；卫生间支管 穿室内时，暗敷于找平层内；热水管均敷设于冷水管上。 2.3.2 管材选用及连接 （1）给水系统：给水管采用 PP-R 冷水管，热熔连接。 （2）热水系统：热水给水管采用 PP-R 热水管，热熔连接。 （3）排水系统：所有污、废水管道均采用排水 PVCU 管。采用与管材 配套的管件，粘接。 （ 4）消火栓系统：所有管道均采用焊接钢管，阀门及需拆卸部位采用法兰连 接。 （5）自动喷水灭火系统：采用内外热镀锌钢管，卡箍连接，阀门及需拆卸 部位采用法兰连接。 2.4 管道布置及设备安装要求 2.4.1 给水管道布置与设备安装要求 给水管道采用 PPR 管。管道的布置与建筑物的性质、结构情况、用水要 求、配水点和室外给水管道的位置以及给水系统的给水方式有关。一般应符合 下列原则和要求。 （一）室内给水管道的布置 (1) 确保供水安全的良好的水力条件，力求经济合理 第 2 章 设计资料及设计过程说明 -11- 室内给水管道应在满足水量、水压要求的前提下，使管线布置得最短，尽 可能呈直线走向。配水点分散的建筑宜多设立管，并根据室外干管的情况和配 水点位置分别设置引入管，以减少管路的水头损失，降低室内给水管网所需压 力。 引入管、主干管、立管应尽量敷设在用水量最大或不允许间断供水的配水 点附近，这对保证供水安全、减少流程中不合理的转输流量、降低室内管网所 需压力、节约管材都是有利的。 (2) 保证管道不受损坏，防止水质污染 给水埋地管应避免布置在可能受重物压坏处，管道不得穿越生产设备基础， 如遇特殊情况，必须穿越时，应与有关专业人员协商处理。 给水管道不得敷设在排水沟内。给水管道不得穿过大、小便槽，当立管位 于小便槽顶部 0.5 米以内时，在小便槽顶部应有建筑隔断措施，以防管道腐蚀。 给水管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝，否则就采取软性接头法或丝扣弯头法、 活动支架法保护措施。 (3) 不影响生产安全、建筑空间的使用 给水管道的位置不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。管道不得 布置在遇水易燃、易爆和易损坏的原料、产品和设备上面，并应尽量避免在生 产设备上面通过。管道不宜穿过橱窗、壁柜和木装修。 (4) 便于管道安装、维修 管道与管道、墙、梁、柱及设备之间应保持一定的间距，以便安装、维修。 （二）室内给水管道的敷设 (1) 室内给水管道的敷设有两种方式，明装、暗装，按照使用要求确定 (2) 明装管道应尽量沿墙、梁、柱等敷设。 (3) 暗装管道横干管除直接埋地外，宜敷设在地下室、顶棚或管沟内，立 管可敷设在管井中。 (4) 给水管与其它管道同沟或共架敷设时，宜设在排水管、冷冻管上面， 热水管或蒸汽管下面，给水管不宜与输送易燃、可燃或有害的液体、气体的管 道同沟敷设。 (4) 管道井尺寸应根据管道数量、管径大小、排列方式、维修条件结合建 筑平面合理确定。 建筑工程学院 -12- (5) 给水管穿过地下室外墙或地下构筑物的墙壁处，应采取防水措施。穿 过承重 墙或基础处，应预留洞口，且管顶上部净空不得小于建筑物沉降量，一般 尺寸一 般采用 d + 50 mm d + 100 mm。 (5) 给水横干管宜有 0.0020.005 的坡度，坡向泄水装置。 (6) 为防止生活饮用水管道被使用过的水回流而造成污染，管道敷设时， 应注意配水出口不得被任何液体或杂质所淹没。配水口与用水设备溢流水位间 的最小距离，即空气间隙不得小于配水出口处给水管管径的 2.5 倍。特殊洁具 和生产用水设备不能设置最小空气间隙时，应采取其它有效的隔断措施。 (7) 生产用水设备和特制的卫生洁具给水配件安装高度，应按设备和洁具 的构造确定。 (8) 给水与排水管平行、交叉时，其距离分别大于 0.5 米和 0.15 米，交叉 时给水管在上。 (9) 立管上设闸阀，横管上设截止阀，但当立管管径小于 50mm 时，采用 截止阀。 (10) 水泵基础高出地面 20，水泵采用自动启动。 2.4.2 排水管道布置与设备安装要求 （一） 室内排水管道的布置 排水管道的布置应满足良好的水力条件，还需考虑维护的方便，保证管道 正常运行以及经济和美观的要求。为此，应做到以下几点： (1) 排水立管应布置在污水最集中、污水水质最脏、杂质最多、污物浓度 最大的排出处，使得横支管最短，尽快转入立管，尽快排出室外。 (2) 排水立管一般不要穿入卧室、病房等卫生要求高、需要保持安静的房 间，最好 第 2 章 设计资料及设计过程说明 -13- 不要放在邻近卧室内墙，以免立管水流冲刷声通过墙体传入卧室内。要求 高的建筑物，立管可暗设于专门的管井、管槽内，管井位置也不宜靠近卧室内 墙，否则就做适当的隔音处理。 (3) 排水横支管一般在本层地面上或楼板下明设。 特殊要求、考虑影响美 观时，可在管槽、管道井、管沟或吊顶内暗设，但必须考虑便于安装和维修。 为了防止排水管（尤其是存水弯部分）的结露，必须采取防结露措施。 (4) 排水出户管（排水横干管）一般按坡度要求埋设于地下。 (5) 排水管不允许布置在有特殊生产工艺和卫生要求的厂房以及食品和贵 重商品仓库、通风室和配电间内，也不应布置在食堂，尤其是锅台、炉灶、操 作主副食烹调处。 (6) 排水管道不得布置在遇水引起燃烧爆炸或损坏原料、产品和设备的上 面。 (7) 排水管道以最短距离通至室外。因为排水管较易堵塞，如埋设在室内 地下管道过长，清通和检修都不便。此外，管道过长则坡降较大，必然加深室 外管道的埋深。 (8) 室内排水管道的布置，应考虑有足够的空间或方便条件，以利安装、 拆换管件和清通维护工作的进行。 (9) 如果排水出户管须与给水引入管布置在同一条时，两根管道的外壁水 平距离不应小于 1.5 米。 （二） 室内排水管道的敷设 排水管必须根据重力流管道和所选用排水管道材质的特点进行敷设，应做 到下面几点： (1) 埋入地下的排水管与地面要有一定保护距离，以防止被重物压坏，而 且管道不得穿越生产设备的基础；否则不但影响管道的维修，而且使管道承受 振动和局部荷载所产生的不均匀沉降等影响。 (2) 排水管不要穿过风道、烟道及厨柜等。排水管最好避免穿过伸缩缝， 必须穿过时，应加套管。如遇有沉降缝时，必须另设一路排水管分别排出。 (3)排水管穿过承重墙或基础处，应预留孔洞，使管顶上部净空不得小于建 筑物的沉降量，一般不小于 0.15 米。 (4) 由于当前国内很多城市尚未建成全市性的污水处理厂，因此，尚须考 虑设置 化粪池。所以，室内宜采用分流三管制的排水系统。 (5) 排水立管的敷设多采用内敷设暗装形式，但也可以采用排水立管外敷 建筑工程学院 -14- 设明装形式。立管直接明装在建筑物次立面的外墙上， 不影响建筑物立面美观 的前提 (6) (7) 下，有利于卫生间内部的整洁，避免了管道穿越楼板，支管与立管的 连接不受限制，减少了卫生洁具排水时的相互干扰，增大了横管的坡度和排水 能力。有条件的地方可以采用这种传统的敷设方法。 (6) 排水立管的设计和安装，要注意上下层外墙厚度是否一致以及基础构 造形式，在墙或基础的凸出部位可采用 Z 形管拐弯。 (7) 确定立管的排出管穿基础标高时，既要计算支管在立管上的搭接高度， 注意室外排水管道标高，又要注意基础的结构作法，尽可能使穿墙排水管不穿 过钢筋混凝土地梁。如必须穿过钢筋混凝土地梁时，应及时向结构设计人员提 供准确的留洞位置及孔洞大小。如果穿墙管较多，会使地梁中间几乎掏空。这 样在此开间内做“双梁” （中空）形式的地梁，以保证建筑结构的安全。 (8) 地漏是卫生间中最易出问题的一个薄弱环节，可采用一种抗虹吸式存 水弯作为地漏水封。 (9) 立管应设置检查口，离地面 1 米，中间每隔一层设一个清扫口。 2.4.3 消防管道布置与设备安装要求 （一）消防给水管道的布置 (1) 室内消火栓数量超过 10 个且室内消火栓用水量大于等于 15L/s 时，室 内消防给水管道至少应有两条引入管与室外环状给水管网连接。 (2) 超过五层或体积超过 10000m3 的公共建筑、高层和超高层公共建筑及 其裙房的室内消火栓给水系统，当立管为两条或两条以上时，应在竖向构成环 状管网。 (3) 住宅宜设置不少于两根的消火栓给水立管。但设置连廊的单元式住宅、 塔式住宅可设一根消火栓给水立管。连廊式住宅和十八层以上的塔式住宅的室 内消火栓给水立管应在竖向构成环状管网。十八层以上的设置连廊的单元式住 宅其单元与单元之间的室内消火栓给水立管应在屋顶连通。 (4) 室内环状管网的引入管为两条或两条以上时，当其中一条发生故障， 其余引入管应仍能供给全部室内消火栓消防用水量。 (5) 室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，如某段损坏时，停止 使用的室内消火栓在同层中不应超过 5 个，高层建筑阀门的设置应保证检修管 第 2 章 设计资料及设计过程说明 -15- 道时， 关闭的消防给水立管不超过一条。当消防给水立管超过 4 条时，可允许关 闭不相邻的两条立管。阀门应采用有明显开启状态标志的阀门。阀门宜设置在 立管两端，且应处于经常开启的状态。 (6) 消防给水立管的管径按立管消防用水量计算。高层建筑其最小管径不 得小于 100mm。 （二）消火栓的设置及安装 (1) 设有室内消火栓给水系统的建筑物，其各层应设置室内消火栓。室内 消火栓应设置在楼梯出入处或楼梯前室、走道等明显易于取用的地点。 (2) 消防电梯前室应设室内消火栓。该消火栓可作为普通的室内消火栓使 用。 (3) 建筑物中的避难层、避难区、直升飞机停机坪和避难走道应设置室内 消火栓。 (4) 室内消防给水立管的布置，应保证室内任何部位有两个室内消火栓水 枪的充 实水柱同时到达。居住建筑、多层公共建筑和高层建筑的裙房可利用上、 下层的室内消火栓水枪的充实水柱到达，高层公共建筑和超高层建筑应保证室 内同层消火栓水枪的充实水柱到达。 (5) 室内消火栓的间距应计算确定。高层公共建筑和超高层建筑的室内消 火栓的布置间距不应大于 30m。居住建筑、多层公共建筑和高层建筑的裙房中 室内消火栓的布置间距不应超过 50m。 (6) 设有室内消火栓的建筑，应在平屋顶上或通向屋顶的最高楼梯间内设 置带有压力表的供试验和检查用的消火栓。该消火栓不应设在电梯机房内。 (7) 室内消火栓栓口的直径应为 65mm。栓口离地面或地板面的高度宜为 1.10m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。 (8) 室内消火栓应采用单阀单出口型。条状建筑的尽端可设置单立管连接 的双阀双出口型消火栓。 (9) 每个室内消火栓处宜设置消火栓箱。箱内应配置喷嘴口径为 19mm 的 水枪和长度为 20m 或 25m，直径为 65mm 的衬胶水带，并应有启动消防泵的按 钮，按钮应有保护设施。消火栓箱可根据建筑要求明装或嵌墙暗装。 （三）水泵接合器的确定和设置 水泵接合器的数量应按室内消防用水量计算决定，每个水泵接合器的流量 应按 10 -15L/s 计算。 建筑工程学院 -16- 室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统的水泵接合器宜集中布置，但两 者之间应分开设置。若设置有困难时，可共用给水干管，在自动喷水灭火报警 阀后不允许设消火栓。 水泵接合器应采用地上式或侧墙式，并应有明显的指示标志。 水泵接合器应设在消防车易于到达的地点，同时还应考虑在其附近 15 40m 范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池。 2.5 本章小结 本章对本设计的设计资料做了简要介绍，对本设计的各系统的设计方案做 出了详细的介绍，最后介绍了各系统管线的布置与设备的安装要求。 第 3 章 给水系统设计计算 -17- 第 3 章 给水系统设计计算 3.1 给水用水定额及用水量 3.1.1 给水用水定额 表表 3-1 设计用水量标准设计用水量标准 序号项目数量单位用水量标准 1老人客房床位180床150 L/床d 2工作人员20人60 L/人d 3未预见水量按其它水量总和的 15%计 4空调补给水10m3/d 注：设计用水量标准，查建筑给水排水设计规范GB50015-2003 表 3.1.10，取用水小时变化系数 Kh=2.5。 3.1.2 用水量计算6 （1）最高日用水量计算： Qd=150180/1000+6020/1000+10=38.2m3/d Qd“=38.215%=5.73m3/d 最高日用水量： Qd=38.2+5.73=43.93m3/d （2）最高日最大时用水量： Qh= KhQd/T=43.932.5/24=4.58m3/h 3.1.3 设计秒流量计算6 （3.1） gg Nq2.0 式中：设计秒流量，L/s； g q 根据建筑物的用途确定的系数，取 2.0； 给水当量。 g N 本工程为老年人公寓， =2.0，所以 gg Nq4.0 建筑工程学院 -18- 3.2 给水系统水力计算 3.2.1 低区（14 层）水力计算 （一）根据 14 层水力计算草图 3.1，低区（14 层）管网水力计算成果 如表 3-2 所示。 图 3.1 14 层水力计算草图 第 3 章 给水系统设计计算 -19- 表表 3-2 14 层水力计算表层水力计算表 管段 编 号 当量总 数 N 设计秒 流量 q（L/s ） 管径 De/mm V （m/s） 每米管长沿 程水头损失 i（pa/m） 管长 （m） 沿程水 头损失 hy=i*L （pa） 120.51.20 500.89 236.42 0.90 212.78 2311.30 500.97 272.49 0.76 207.09 341.751.45 501.08 331.01 2.64 873.87 4572.50 631.17 287.45 1.00 287.45 56182.80 631.31 351.50 8.10 2847.15 67263.14 631.47 466.30 8.40 3916.92 78423.69 751.21 259.70 8.40 2181.48 89744.54 751.49 379.00 8.40 3183.60 9101045.18 901.18 187.90 8.40 1578.36 10111325.70 901.30 222.70 23.00 5122.10 hy=20410.80 备注：1.卫生器具设计参数，见表 3-3； 表表 3-3 卫生器具设计参数卫生器具设计参数 卫生器具额定流量（L/s）当量最低工作压力（Mpa） 洗脸盆0.150.750.05 淋浴器0.150.75 0.050.10 坐便器0.10.50.05 蹲便器1.26 0.100.15 洗涤盆0.150.750.05 2.卫生器具当量按无冷热水系统供给时取值； 3.如果计算值大于计算管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流 量累 加所得流量值采用； 4.管段 111 管外径查 PPR 冷水管水力计算表计算而来。 （二）由图 3.1 和表 3-2 可知： H11.05+10.8+0.28-（-1.02）13.15mH2O=131.5kpa（其中，0.28 为室内 建筑工程学院 -20- 外高差，-1.02 入户管埋地深度，1.05 为大便器冲洗阀距室内地坪的安装高度） 。 H21.3hy1