建筑给水排水工程设计毕业论文.doc

0 建筑给水排水工程设计毕业论文建筑给水排水工程设计毕业论文 目录 前言 1 1 设计概述及设计依据 2 1 1 设计概述 2 1 1 1 工程概况 2 1 1 2 设计资料 2 1 1 3 建筑给水排水工程设计任务 2 1 2 设计依据 3 2 生活给水系统 4 2 1 系统的组成与选择 4 2 1 1 系统的组成 4 2 1 2 系统的选择 4 2 2 给水管道平面布置及管道敷设 5 2 2 1 基本要求 5 2 2 2 布置形式 7 2 2 3 给水管道的材料 7 2 3 生活给水系统的设计计算 8 2 3 1 生活用水量计算 8 2 3 2 给水管网水力计算 9 2 3 3 给水管网的校核 14 1 2 3 4 生活贮水池容积计算 14 2 3 5 水表的计算与选择 15 2 3 6 生活水泵的计算与选择 15 2 4 减压设施计算 16 2 5 给水附件 17 3 建筑室内消火栓给水系统 18 3 1 消火栓系统的组成与用水量 18 3 1 1 消火栓系统的组成 18 3 1 2 消火栓系统用水量 18 3 2 消火栓系统类型 18 3 3 消火栓系统设备初期选型 19 3 3 1 水枪充实水柱长度计算 19 3 3 2 消火栓的保护半径 20 3 3 3 消火栓的布置间距 20 3 4 消火栓系统给水方式与布置 20 3 4 1 消火栓系统给水方式 20 3 4 2 消火栓系统的布置 20 3 4 3 消火栓给水管道的材料 22 3 5 消火栓给水系统设计计算 22 3 5 1 水枪喷嘴处所需的水压 22 3 5 2 水枪喷嘴的出流量 23 3 3 3 水带水头损失 23 2 3 5 4 消火栓栓口所需水压 24 3 5 5 消防管网水力计算 24 3 5 6 水箱安装高度校核与计算 27 3 6 增压设施的计算与选择 28 3 7 减压孔板的设计与计算 29 3 8 消防贮水池计算 31 3 9 水泵接合器的设计 31 3 10 室外消火栓的设计 32 4 自动喷水灭火给水系统 33 4 1 自动喷水灭火系统的一般规定 33 4 1 1 自动喷水灭火系统的设计原则应符合以下规定 33 4 2 自动喷水灭火系统的使用范围及组成 33 4 2 1 自动喷水灭火系统的使用范围 33 4 2 2 自动喷水灭火系统的组 34 4 3 自动喷水灭火系统用水量确定 34 4 4 自动喷水灭火系统方案确定 34 4 4 1 自动喷水灭火系统选型 34 4 4 2 喷头的选用 35 4 5 自动喷水灭火系统管网布置 36 4 5 1 自动喷水灭火管网的布置及安装 36 4 5 2 自动喷水灭火系统的管材 36 4 6 自动喷水灭火系统管网水力计算 37 3 4 6 1 管网水力计算 特性系数法 37 4 6 2 校核管道流速 40 4 6 3 校核喷水强度 40 4 6 4 喷淋泵计算 40 4 6 5 喷淋系统压力校核 41 4 6 6 减压孔板计算 41 4 6 7 水箱高度校核与计算 42 4 7 增压设施的计算与选择 43 4 8 消防贮水池的计算 44 4 9 水泵接合器设计 45 5 建筑室内排水工程 46 5 1 排水系统设计要求 组成 46 5 1 1 建筑排水要求 46 5 1 2 排水系统的组成 46 5 2 排水系统排水体制的选择 46 5 3 排水系统平面布置 47 5 3 1 布置与敷设的原则 47 5 3 2 排水管道布置和连接 47 5 3 3 排水管道的敷设和安装 48 5 3 4 排水横支管的布置与敷设 48 5 3 5 排水立管的布置与敷设 49 5 3 6 埋地横干管及排出管的布置与敷设 49 4 5 3 7 通气管系统设计要求 50 5 3 8 排水管材 50 5 4 排水管网的设计计算 51 5 4 1 设计秒流量的确定 51 5 4 2 排水管网计算 51 5 4 3 排水管网校核 65 5 4 4 地下室排水计算 65 5 5 排水附件 67 5 5 1 清扫口和检查口 67 5 5 2 地漏 67 6 结论 68 致谢 69 参考文献 70 附录 A 71 附录 B 75 5 1 设计概述及设计依据 1 1 设计概述 1 1 1 工程概况 根据上级有关部门批准的设计任务 拟在天津地建一座高层酒店 总占地面积为 3690 5625m2 建筑高度为 66 9m 地上为十七层 地下一层 地下一层为厨房 设备用房等 一层为购物广场 公共卫生间内设蹲式大便器 洗 手盆等 首层为酒店大堂 二层为宴会接待厅 三层为办公区 四层为洗浴中心 五至 十七层为套房 卫生间内设浴盆 淋浴器 洗脸盆及坐式大便器 要求有完善的给水排 水设施 建筑各层层高如下 地下一层为 4 5m 地面一层为 5 2m 二层 4 5m 三层 3 2m 四 层 3 7m 五至十七层 3 1m 1 1 2 设计资料 1 给水水源 该建筑以城市给水管网为水源 建筑物西侧有一条 DN200 mm 的市政给水管 管顶 埋深为 1 2 m 城市可靠供水压力为 300 kPa 2 排水条件 该地区无生活污水处理厂 城市排水管道为污 废 雨水合流制排水系统 在本建 筑北侧有一条 DN300 mm 的排水管道 埋深为 1 0 m 3 气象及工程地质资料 最大冻土深度为 0 69m 最大积雪厚度为 0 11m 平均年降水量为 569 9 mm 小时最 大降雨量为 92 9mm 冬季室内设计温度为 20 4 电源情况 城市可提供一路独立电源 1 1 3 建筑给水排水工程设计任务 根据建筑的性质 用途 要求合理安排给水排水管线 确定管道管径等 根据现在 的防火灾的实际情况 再基于高层建筑消防应立足于自救的规范要求 该楼的消防要求 6 较高 设置有独立的消火栓系统和自动喷洒系统 而每个消火栓均设有消防按钮 消防 时可直接启动消防泵 此外 从美观方面考虑 管道均尽量暗敷设 要求设计的该建筑的给水排水工程的各分项工程为 1 建筑给水工程设计 包括给水方案的比较及确定 卫生器具和管路系统的平面布 置 给水系统的水力计算 附属设施的设计与计算 2 建筑消防工程设计 包括消火栓给水系统的方案设计与水力计算 自动喷水灭火 系统的方案设计与水力计算 各系统配套附属设施的计算与选型 3 建筑排水工程设计 包括室内排水系统方案的比较及确定 管路系统的平面布置 排水系统的水力计算 附属设施的设计与计算 1 2 设计依据 1 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 2 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001年 3 高层民用建筑设计防火规范 GB50084 2001 4 火灾自动报警系统设计规范 GB50116 98 修订稿 5 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 2001 6 给水排水设计手册 第一册 中国建筑工业出版社 7 给水排水设计手册 第二册 第二版2001 中国建筑工业出版社 8 给水排水设计手册 第十一册 中国建筑工业出版社 9 给水排水工程快速设计手册 3 中国建筑工业出版社 10 建筑给排水实用新技术 赵基兴 同济大学出版社 11 建筑给水排水工程 高等教育出版社 12 同层排水技术浅析 韩红兵 安徽建筑 J 2006年第5期 164 167 13 给水排水工程专业毕业设计指南 张智等编著 中国水利水电出版社 2000 3 14 杨琦 住宅自动喷水灭火系统 给水排水 J 2001 15 Sullivan James A Plumbing installation and Design Reston Publishing 1991 53 69 7 16 Nielsen Louis S Standard Plumbing Engineering Design New York 1982 104 135 17 相关网站的有关资料 2 生活给水系统 2 1 系统的组成与选择 2 1 1 系统的组成 11 整个给水系统由引入管 水表节点 给水管网和附件以及加压设备和生活水箱等构 筑物组成 2 1 2 系统的选择 7 市政给水管网常年可提供的资用水头为 0 3MPa 建筑高度为 66 9m 市政水压不能 满足建筑内部用水要求 根据设计资料以及规范中的要求 故采用二次加压 根据设计资料拟定以下三种方案 如表 2 1 所示 表 2 1 方案比较表 Tab 2 1 scheme comparison 方案供水方式说明优缺点适用范围备注 方案一 设水池 水泵和水 箱的供水 方式 外网供水至水池 利用水泵提升和水 箱调节流量 水池 水箱贮备一定水 量 停水 停电时可延 时供水 供水可靠 供 水压力稳定 不能利用外网水压 能 源消耗较大 安装 维 护较麻烦 投资较大 有水泵振动 噪声干扰 下列情况下的多 层或高层建筑 外网水压经常性 不足 且不允许 直接抽水 允许 设置高位水箱的 建筑 水泵出口应设止回阀 以防水箱贮水倒流 方案二 设水池 水泵和水 箱部分加 压供水方 式 下层与外网直连 利用外网水压直接 供水 上传呢过利 用水泵提升 水箱 调节流量 水池 水箱 贮备一定 水量 停水 停电时上 层可延时供水 供水可 靠 可利用部分外网水 压 能源消耗较省 安装维护较麻烦 透支 较大 有水泵振动 噪 声干扰 下列情况下的多 层或高层建筑 外网水压经常性 不足且不允许直 接抽水 允许设 置高位水箱的建 筑 在外网水压季节性不足 供下层用水有困难时 可将上下层配管联通 并设阀门隔断 在水压 低时打开阀门由水箱供 下层用水 8 方案三 分区无水 箱供水 下层利用市政管网 供水 上层分区设置 变频水泵 根据水泵 出水量或水压 调节 水泵转速或运行台 数 供水较可靠 设备布置 集中 便于维护管理 不 占建筑上层使用面积 能源消耗较省 水泵型 号数量较多 投资较多 投资较费 水泵控制调 节较麻烦 各种类型的高层 建筑 水泵宜用出水流量或水 压控制或调节 从上述三种供水方式的特点中 不难看出 每种供水方式都是有利有弊 最后结合实际 工程情况进行分析 扬长避短 发挥优势 充分利用有利条件 确定合理的供水方式 综上所述 结合高层酒店的用水特点 用水时间长 一般按 24 个小时考虑 员工顾 客用水较少时长为 12 小时 考虑到用水的安全可靠性 能源消耗 投资费用等问题 由 于市政给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水水压要求 设计采用分区无水箱 供水即低区由市政管网直接供水 高区由加压设备供水 该建筑的给水系统方案确定如下 分高 低两区 方案如下 低区 1 6 层及地下室 由室 外给水管网直接供水 高区 7 17 层为变频水泵加压供水 消防水箱设于顶层 生活消 防水池 生活泵房 消防泵房设于地下室内 考虑到初始基建投资方面 消防水箱由生 活供水水泵供水 2 2 给水管道平面布置及管道敷设 2 2 1 基本要求 11 1 保证供水安全和良好的水力条件 力求经济合理 管道布置时应力求长度最短 尽可能呈直线走向 并与墙 梁 柱平行敷设 但不 能有碍于生活 工作和同行 给水干管应尽量靠近用水量最大的设备处或不允许间断供 水的用水处 以保证供水可靠 并减少管道传输流量 使大口径管道长度最短 给水引 入管 应从建筑物用水最大处引入 当建筑物内卫生器具布置比较均匀时 应在建筑物 的中央部分引入 以缩短管网向最不利点的输水长度 减少管网的水头损失 节省管材 不允许间断供水的建筑 应从室外环状管网的不同管段引入 引入管应不少于 2 条 若必须在同侧引入时 两条引入管的间距不得小于 15m 并在两条引入管之间的室外给 水管上安装阀门 9 室内给水管网宜采用枝状布置 单向供水 不允许间断供水的建筑和设备 应该用 环状管网或贯通枝状双向供水 若不可能是 则应采用设置高位水箱或增加第二水源等 保证安全供水的措施 2 保证管道不受损坏 便于安装维修 当管道埋地时 应避免被重物压坏或被设备震坏 不允许管道穿过设备基础 特殊 情况下 应同有关专业人员协助处理 同时管道也不宜穿过伸缩缝 沉降缝 若穿过则 应采取保护措施 为防止管道腐蚀 管道不允许布置在烟道 风道和排水沟内 不允许 穿大 小便槽 当立管位于小便槽端部 0 5m 时 在小便槽端部应有建筑隔断措施 3 不影响生产安全和建筑物的使用 给水横干管敷设于技术层内 吊顶中伙管沟内 立管设于给排水管道竖井 支管可 敷设于吊顶 墙体 地板找平层 管窿内 这样美观卫生 为避免管道渗漏而造成配电间电气设备故障或短路 管道不得穿过变配电间 电梯 机房 通信机房 大中型计算机机房 计算机网络中心 有屏蔽要求的 X 光室 CT 室 档案室 书库 音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间 一般也不宜穿过卧室 书房及贮藏间 不能布置在妨碍生产操作和交通运输处或遇水能引起燃烧 爆炸或损坏 的设备 产品和原料上 此外 不宜穿过橱窗 壁柜 吊柜等设施和在机械设备的上方 通过 以免影响各种设施的功能和设备的维修 4 在技术层 吊顶层中给水管道 排水管道交叉时 一般是给水管在上面 其次是排 水管 当给水管与排水管道交叉或者平行敷设时 应满足规范规定的距离要求 若不满 足应该加设防护措施 5 便于安装维修 布置管道时其周围要有一定的空间 以满足安装 维修的要求 给水管道与其他管 和建筑结构的最小净距见表 2 2 需今人检修的管道井 其工作通道净宽度不宜小于 0 6m 管井应每层设外开检修门 表 2 2 水管道与其他管道和建筑结构之间的最小净距 Tab 2 2 water pipe and other pipe and architectural structure of the minimum distance between net 排水管 给水管道名称 室内墙 面 地沟墙壁和 其他管道 梁 柱 设 备 水平净距垂直净距 备注 引入管 1000 150在排水管上 10 方 横干管 100 100 50 无焊缝 500 150 在排水管上 方 25 32 50 35 75 100 50 立 管 125 150 60 2 2 2 布置形式 11 给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式 前者单向供水 供水安全可靠性差 但节省管材 造价低 后者管道相互连通 双向供水 安全可靠 但管线造价高 一般建筑内给水管网宜采用枝状布置 本设计采用枝状管网布置 按水平干管的敷设位置又可分为上行下给 下行上给和中分式三种形式 由于本设 计中采用竖向分区 故采用上行下给供水方式 2 2 3 给水管道的材料 建筑给水系统最常用的管道有钢管 铸铁管 塑料管等根据管道材料可分为金属管 非金属管和复合管三类 本设计中采用三型聚丙烯管 也就是 PP R 管 PPR 管的接口采用热熔技术 管子之 间完全融合到了一起 所以一旦安装打压测试通过 一般不会再漏水 可靠度极高 其优点 a 卫生 无毒本产品属于绿色建材 可用以纯净水 饮用水管道 b 耐腐蚀 不结垢可避免因管道锈蚀引起的水盆 浴缸黄斑锈迹之忧 可免除管道 结垢所引起的的堵塞 c 较好的耐热性 PP R 管的维卡软化点 131 5 最高工作温度可达 95 可满足建 筑给排水规范中热水系统的使用要求 d 质量轻比重仅为金属管的七分之一 e 外形美观产品内外壁光滑 流体阻力小 色泽柔和 造型美观 f PP R 具有良好的焊接性能 管材 管件可采用热熔和电熔连接 安装方便 接头 可靠 其连接部位的强度大于管材本身的强度 g 使用寿命长 PP R 管在工作温度 70 工作压力 P N 1 OMPa 条件下 使用寿命 可达 50 年以上 常温下 20 使用寿命可达 100 年以上 11 h 物料可回收利用 PP R 废料经清洁 破碎后回收利用于管材 管件生产 回收料 用量不超过总量 10 不影响产品质量 根据上述管道布置要求进行给水管道平面布置 具体平面布置见平面布置图 图纸 根据具体平面图 管线的标高相对位置 轴侧关系 进行系统图绘制 具体系统图 见生活给水系统图 图纸 2 3 生活给水系统的设计计算 2 3 1 生活用水量计算 11 1 确定生活用水定额及小时变化系数 d q h k 根据原始资料中建筑物性质及卫生设备完善程度 按 建筑给水排水规范 确定用 水定额和小时变化系数 列于生活用水计算表中 未预见水量按以上各项之和的 15 计 2 生活用水量计算 根据设计规范及手册 生活调节水量取不小于建筑最高日用水量的 10 25 生 活水箱仅提供 7 17 层 7 的生活用水 地下室及 1 6 层由市政管网供给 最高日用水量 d Q 2 1 NqQd 0 式中 最高日用水量 L d d Q 最高日生活用水定额 7 L m3 d L 人 d 或 L 人 班 0 q 用水单位数 N 最大小时生活用水量 h Q 2 2 h d h K T Q Q 式中 最高时用水量 L h h Q 用水时间 7 h T 时变化系数 1 h K 12 3 用水量计算 最高日生活用水量 400 500 L 床 d 设计中取 400 L 床 d 使用时间为 24h 顾客人数按每床每人计算 顾客用水量取每次 20L 一天 3 次 使用时间为 12h 员工比例取 1 0 25 员工用水量每次去 10L 一天 3 次 使用时间为 12h 小时变化系数 取 2 0 1 h K 表 2 3 总用水量计算表 Tab 2 3 total water consumption calculate table 序号 用水 类别 用水定额 L 人 班 用水单位 m2 用水时 间 h 时变化系 数 h K 最高日用水量 m3 d 1 d Q 最高时用水 量 m3 h h Q 1床位用水 400 L 床 d 424 床24h2 0169 614 13 2顾客用水60 L 人 d 424 人12h2 025 444 24 3员工用水30 L 人 d 106 人12h2 03 280 53 4合 计198 2218 9 5未预见按合计的 15 计24h2 029 732 48 6总 计227 9521 38 2 3 2 给水管网水力计算 一 给水设计秒流量计算 给水管道的设计流量不仅是确定各管段管径的主要依据 也是计算管道水头损失 进而确定给水系统所需压力的主要依据 因此 设计流量的确定应符合建筑内部的用水 规律 建筑内的生活用水量在一昼夜 一小时中都是不均匀的 为保证用水 生活给水 管道的设计流量应为建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量 又 称设计秒流量 集体宿舍 旅馆 宾馆 医院 疗养院 幼儿园 养老院 办公楼 办公 楼商场 客运站 会展中心 中小学教学楼 公共厕所等建筑 该类建筑的设计秒流量按下式计算 0 2a 2 3 g qNg 13 式中 给水设计秒流量 L s g q 计算管段的卫生器具当量总数 查表 2 4 g N 根据建筑物用途而定的系数 查下表知 2 5 本建筑按宾馆 a 值取 2 5 使用公式 2 3 时应注意以下几点 11 算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时 应采用一个最大的卫生器 具给水额定流量作为设计秒流量 如计算值大于该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 有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段 大便器延时自闭冲洗阀的给水当量以 0 5 计 计算得到附加1 10L s 的流量后 为该管段的给水设计秒流量 g q 综合性建筑的 az 值应按下式计算 2 4 gi i gi N N z a 式中 az综合型建筑总的秒流量系数 Ngi综合性建筑内各类建筑物的卫生器具的给水当量数 ai分别相当于 Ngi 的设计秒流量系数 表 2 4 管段卫生器具基本计算数据 Tab 2 4basic computational data pipe health instruments 给水配件当量额定流量 L s 1当量连接管工程直径 mm最低工作压力 MPa 洗脸盆 混合水嘴 0 15 0 10 0 75 0 5 150 050 小便器 自动自闭 式冲洗阀 0 100 50150 020 大便器 延时自闭 式冲洗阀 1 200 50250 100 0 150 大便器 冲洗水箱 浮球阀 0 100 50150 020 淋浴器 混合阀 0 15 0 10 0 75 0 5 150 050 0 100 浴盆 混合水嘴 0 24 0 20 1 2 1 0 150 050 0 070 14 表 2 5 根据建筑物用途而定的系数 值 Tab 2 5 according to the building on purpose of coefficient value The alpha 建筑物名称 值 幼儿园 托儿所 养老院1 2 门诊部 诊疗所1 4 办公楼 商场1 5 学校1 8 医院 疗养院 休养院2 0 集体宿舍 旅馆 招待所 宾馆2 5 客运站 会展中心 公共厕所3 0 二 给水管网水力计算 根据草图 将各计算管段列入水力计算表中 其中管网流速为 1 0 1 5m s 支管流 速 0 8 1 2m s 可直接由管段的设计秒流量 控制流速 v 在正常范围内 确定管径和 g q 单位长度的水头损失 i 并计算沿程水头损失 在求得各管段的设计秒流量后 根据流量公式即可求定管径 2 5 v d q j g 4 2 2 6 v q d g j 4 式中 计算管段的设计秒流量 m3 s g q 计算管段的管内径 m j d v管道中的水流速 m s 给水管道沿程水头损失按下式公式计算 2 7 ilhf 式中 管道的沿程水头损失 mH2O f h 管段单位长度的沿程水头损失 mH2O i 计算管段长度 m l 2 8 85 1 87 4 85 1 105 gjh qdci 式中 给水设计流量 m3 s g q 管道计算内径 m j d 15 海澄 威廉系数 塑料管 内衬 涂 塑管 140 铜管 不锈钢 h c h c 管 130 衬水泥 树脂的铸铁管 130 普通钢管 铸铁管 h c h c 100 h c 管段单位长度的沿程水头损失 kPa m i 局部水头损失按沿程的 25 30 估算 本设计局部水头损失选用 30 1 低区即 1 6 层最不利管段水力计算用图 如图 2 1 水力计算表 6 如表 2 6 所示 图 2 1 最不利给水立管计算图 Fig 2 1the most adverse water supply the stand pipe calculation chart 表 2 6 最不利给水管水力计算表 Tab 2 6 the most adverse stand pipe water hydraulic calculation table 管段编号 管段当 量数 当量总 数 设计秒流 量 L s 1 管径 mm 流速 m s 1 单阻 i kPa m 管段长 度 m 管段沿程水 头损失 1120 50 50 1De200 50 2491 960 488 2230 751 250 25De250 660 2882 240 645 3340 7520 4De320 610 1791 630 292 4451 23 20 64De320 630 1411 370 193 5569 612 81 789De501 080 3023 451 042 66712 825 62 53De630 960 1868 41 56 77825 651 23 578De631 350 3538 42 961 16 88925 676 84 382De751 140 2057 851 611 99104 981 74 519De751 170 2170 550 12 10101112 894 54 861De751 260 2491 460 363 11111212 8107 35 179De751 340 2821 476 004 121213115 8223 17 468De901 350 22627 146 147 13131455 5278 69 446De901 370 356 372 228 14141511 5290 19 616De901 440 36212 244 425 15151634 75324 8510 112De1101 210 14739 595 819 沿程水头损失总和 hy 33 896kPa 2 高区即 7 17 层最不利管段水力计算用图 如图 2 2 水力计算表 如表 2 7 示 图 2 2 最不利给水管计算图 Fig 2 2the most adverse water supply the stand pipe calculation chart 根据公式 2 3 公式 2 5 公式 2 6 公式 2 7 公式 2 8 进行水力计算 将计算结果 列入水力计算表 如表 2 7 示 表 2 7 最不利给水管水力计算表 Tab 2 7 the most adverse stand pipe water hydraulic calculation table 管段编号 管段当 量数 当量总 数 设计秒流 量 L s 1 管径 mm 流速 m s 1 单阻 i kPa m 管段长 度 m 管段沿 程水损 1120 50 50 1De200 50 2493 730 93 2230 751 250 25De250 660 2880 860 248 3340 7520 4De320 610 1791 920 344 17 44565 9567 954 122De751 070 1833 450 495 55669 2137 155 856De901 060 1448 41 213 667134 45271 68 24De901 490 2728 42 282 778138 441010 124De1101 220 1477 851 156 88924 75434 7510 425De1101 250 1560 550 086 991069 2503 9511 224De1101 350 1781 460 26 10101169 2573 1511 97De1101 440 20121 474 312 111112573 151146 316 929De12510 15125 3618 804 沿程水头损失总和 hy 30 266kPa 2 3 3 给水管网的校核 计算低区给水管网直接供水的水压 2 9 B HhhHH 321 式中 克服几何给水高度所需要的供水压力 kPa 1 H 管路沿程水头损失和局部水头损失 kPa 2 h 水流经过水表时的水头损失 kPa 3 h 配水最不利点所需的流出水头 kPa B H 已知市政给水管网标高为 1 20m 低区最不利点安装高度标高为 20 9m 可知 20 9 1 2 22 1mH2O 221kpa 1 H 局部水头损失按沿程水头损失的 30 计 沿程水头损失由水力计算表 2 6 可知为 33 896kPa 1 3 hy 1 3 33 896 44 06kpa 2 h 水表的水头损失按下式计算得知 kPa q q H g 558 0 1080 9 18 10 2 2 2 max 2 3 最不利用水点的流出水头为 0 020Mpa 20kpa B H 因此 低区给水系统所需水压为 B HhhHH 321 221 44 06 0 558 20 285 6kPa 28 56mH2O 18 室内所需的压力于市政给水管网工作压力为常压 300 kpa 可满足 1 6 层供水要求 无需进行调整计算 2 3 4 生活贮水池容积计算 贮水池是贮存和调节水量的构筑物 其有效容积应根据生活调节水量 消防贮备水 量和生产事故备用水量确定 由于资料限制 本次设计用生活用水量按最高日用水量的 25 来确定贮水池的容积 本设计中最高日用水量 227 953m d 227 953 25 56 988 m3 生活 V 因此 设 1 个有效容积为 60的生活水池于地下室 初始设计长 宽 高为 3 m 6m 5m 2m 的尺寸 2 3 5 水表的计算与选择 11 本设计中 由一根 DN200mm 的连接管将市政给水引入室内管网 水表的选择包括确定水表的类型及口径 水表的类型应根据水表的特性和通过水表 的水质 水量 水温 水压等情况选定 水表的口径 在通过的水量较均匀时 应使水 表的设计流量不大于水表的公称流量 而在通过水量不均匀时 可按设计流量不大于水 表的最大流量确定水表的口径 并应校核水表通过设计流量时 其水头损失应满足以下 的规定 见表 2 8 表 2 8 水表水头损失允许值 kPa Tab 2 8 meter head loss value 表 型正常用水时消 防 时 旋翼式 24 5 49 0 螺翼式 12 864 93m 选用 100MSL 4 22 型多级立式离心清水泵 b H 其参数 流量 Q 9 33 18 67L s 扬程 H 63 84 mH2O N 1450 r min 设计中设计选 用 2 台 一用一备 20 2 4 减压设施计算 生活给水系统中 卫生器具处的静水压力不得大于 0 60MPa 各分区最低卫生器具配 水点的静水压力不宜大于 0 45MPa 特殊情况下不宜大于 0 55MPa 水压大于 0 35MPa 的入户管 或配水横管 宜设减压或调压措施 本次设计的是高层酒店大楼 采用宾馆最低处卫生器具给水配件的静水压力控制范围 旅馆 招待说 宾馆 住宅 医院等晚间有人住宿和停留的建筑 应控制在 0 30 0 35MPa 之间 本次设计高区和低区配水管水压都符合要求的水压 故无需进行减压 2 5 给水附件 给水附件分为配水附件 控制附件 各种阀门 水锤消除器 减压孔板等管路附件 本设计中采用的配水附件有盥洗龙头 在洗手盆上使用 控制附件有闸阀 用于 DN 50mm 的管道上 止回阀 浮球阀等 一般情况下 用于给水系统的闸门 DN50m 由法兰 连接或沟槽连接 本设计采用了闸阀 止回阀控制管路 在洗手盆上采用的是混合水嘴 小便器上采用自动自闭式冲洗阀 大便器上采用延时自闭式冲洗阀和冲洗水箱浮球阀 附件中还有水表 是计量管道流过水量的仪表 必须对水量进行计量的建筑物 应 在引入管上装设水表 建筑物的某部分或个别设备必须计量时 应在其配水管上装设水 表 由市政管网直接供水的独立消防给水系的引入管上 可不装设水表 本设计采用螺 翼式 LXL 80N 型水表防御室外水表井内 21 3 建筑室内消火栓给水系统 根据 高层民用建筑设计防火规范 和 给排水设计手册 规定 本建筑属于高层 民用建筑的一类高层旅馆类建筑 本属于一类高层民用建筑 防火等级为二级 在本设计 中设置独立的消火栓系统 并且该建筑是立足于以室内消防设施来扑救火灾 3 1 消火栓系统的组成与用水量 3 1 1 消火栓系统的组成 11 根据 高层名用建筑设计防火规范 规定 建筑高度超过 50m 的室内消防给水系统 当建筑高度较高 消火栓处静水压力超过 100m 水柱时 应采用分区供水方式 根据不分 区给水方式消火栓系统规定 当建筑物高度小于 50m 或者最低消火栓处的静水压力不超 过 0 8MPa 时 可采用不分区给水方式的给水系统 室内消火栓系统还包括水枪 水带 消火栓 消防管道 消防水源 3 1 2 消火栓系统用水量 7 本次设计建筑为总高度 66 9m 高层酒店 根据 高层民用建筑设计防火规范 要求 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 表 3 1 中给出 了室内外消火栓用水量 表 3 1 消火栓给水系统的用水量 Tab 3 1 hydrant the water consumption of water supply system 消火栓用水量 L s 1 高层建筑类别建筑高度 m 室外室内 每根竖管最小流量 L s 1每支水枪最小流量 L s 1 22 高级旅馆 50m3040155 每根立管最小流量为 15L S 单个水枪的设计流量为 5L s 室内消火栓系统的流量为 40L s 室外消火栓系统的流量为 30L s 3 2 消火栓系统类型 3 消火栓给水系统类型 分为低压消火栓给水系统 高压消火栓给水系统 临时高压 消火栓给水系统 本建筑属于高层建筑 设计中采用临时高压给水系统 需要设置水池 水泵高位水 箱 火灾时 前十分钟由高位水箱供水 十分钟后由高压消防泵向管网系统供水灭火 为了灭火时便于操作水枪 在主立管下部动水压超过 0 5MPa 的消火栓处设这减压装置 其中高位水箱与自动喷水灭火系统合用 3 3 消火栓系统设备初期选型 11 本设计中消火栓系统采用临时高压消火栓给水系统 故选择口径水带口径 65mm 的 消火栓 喷口直径 19mm 水带长度 Ld 25m 衬胶水带 室内消防用水量为 40 L S 每根立 管最小流量为 15L S 单个水枪的设计流量为 5L s 火灾延续时间为 3h 3 3 1 水枪充实水柱长度计算 1 41 3 1 k S sin 21 HH 21 HH 式中 充实水柱长度 m k S 室内着火点距地面的高度 m 1 H 水枪喷嘴距地面的高度 一般为 1 1m 2 H 水枪倾角 一般为 最大不应超过 o 45 o 60 一般楼层消火栓充实水柱 1 41 3 1 1 1 2 82m 5L s 所以取喷口流量 5 2L s xh q 处于供水安全考虑 故最不利消火栓出流量定为 5 2L s 充实水柱为 12m 表 3 6 水枪水流特性系数 Tab 3 6 Water gun water flow characteristic coefficient 水枪喷口直径 mm13161922 B0 3460 7931 5772 836 27 3 3 3 水带水头损失 3 6 2 z A xhdd qLh 式中 水带水头损失 mH2O d h 水带长度 m d L 水带阻力系数 采用衬胶材料的 见表 3 7 z A 同上 xh q d h z A d Lxhq 2 0 00172 25 5 2 5 2 1 16 mH2O 表 3 7 水带阻力系数值 z A Tab 3 7 water resistance coefficient values 水带直径 mm 水带材料 506580 麻织0 015010 004300 00150 衬胶0 006770 001720 00075 3 5 4 消火栓栓口所需水压 3 7 xh H q H d h k H 式中 消火栓口的水压 mH2O xh H 水枪喷嘴处的压力 mH2O q H 水带的水头损失 mH2O d h 消火栓栓口水头损失 mH2O 一般按 2 mH2O 计算 k H 则 xh H q H d h k H 16 9 1 16 2 20 06 mH2O 3 5 5 消防管网水力计算 表 3 8 高层和超高层建筑最不利点计算流量分配 Tab 3 8 high level and tall building the most unfavorable point calculation flow distribution 室内消防流量 L s 1 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 102 2022 2532 3033 28 40332 注 出两支水枪的竖管 如设置双出口消火栓时 最上一层按双出口消火栓进行 计算 出三支水枪的竖管 如设置双出口消火栓时 最上一层按双出口消火栓加相 邻下一层水枪进行计算 根据规范该建筑设计采用不分区方式给水系统 火灾初期由水箱供水 水流自上向下流动 计算出消防流量由消防水箱至最不利点 消火栓处的水头损失 为校核水箱安装高度是否满足消防压力提供依据 根据规范 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 XFL4 出水枪数为 3 支 次不利消防竖管 XFL5 出水枪数为 3 支 次次不利竖管为 XFL6 出水枪数为 2 支 最不利点为 1 点 图 3 1 为消火栓系统水力计算图 图 3 1 消火栓管网计算图 29 Fig 3 1 Fire hydrant pipe network calculation chart 1 消火栓管网水力计算 已知消火栓竖管管径不得低于 DN100 故竖管都选取 DN100 的钢管 最不利消火栓竖管 XFL4 上 1 点消火栓口所需水压 xh H q H d h k H 16 9 1 16 2 20 06 mH2O 2 点消火栓口所需水压 1 点和 2 点的消火栓间距 1 2 管段的水头损失 2 H xh Hdh 20 06 3 1 3 1 0 00804 23 16mH2O 水枪射流量 3 8 k x xd H B q qLAH 2 2 2 得 L s87 5 577 1 1 2500172 0 216 23 1 2 2 2 B AL H q d 3 点消火栓口所需水压 2 点和 3 点的消火栓间距 2 3 管段的水头损失 3 H 2 Hdh 23 16 3 1 3 1 0 0101 26 29mH2O 水枪射流量 L s25 6 577 1 1 2500172 0 229 26 1 2 3 3 B AL H q d 由于竖管 XFL4 到竖管 XFL5 之间的横向干管管径较大 水流量较小 沿程水头损失 忽略不计 即竖管 XFL5 的计算同竖管 XFL4 的计算 次次不利竖管 XFL6 上 1 点消火栓口所需水压 xh H q H d h k H 16 9 1 16 2 20 06 mH2O 2 点消火栓口所需水压 1 点和 2 点的消火栓间距 1 2 管段的水头损失 2 H xh Hdh 30 23 71 3 1 3 1 0 00804 23 16mH2O 水枪射流量 L s87 5 577 1 1 2500172 0 216 23 1 2 2 2 B AL H q d 将计算得出的数据列入消火栓水力计算表 3 9 中 表 3 9 消火栓给水系统管网水力计算表 Tab 3 9 fire hydrant water system hydraulic calculation table 计算管 段 设计秒流 量 L s 1 管长 L m 管径 DN mm 流速 V m s 1 单阻 i m m 1 沿程水头损 失 m 1 25 23 11000 60 008040 0248 2 35 2 5 87 11 073 11001 280 0320 0992 3 411 07 6 25 17 3264 121002 010 085 129 4 517 3238 621500 920 010 3862 5 617 32 17 32 34 6413 821501 840 040 5528 6 734 64 11 07 45 7145 421502 420 073 1794 hy 9 372 m 消火栓给水系统中局部水头损失按 10 的沿程水头损失计算 故总水头损失为 9 372 1 1 10 3m w H 消火栓给水系统所需总水压 3 9 X H l H xh H w H 式中 最不利点消火栓与消防贮水池最低水位的位置高差 m l H 54 9 4 20 06 10 3 89 26m X H H 1 05 93 7m X H 消火栓总用水量 45 71L s 故选用消防泵型号为 80GDL54 14 7 型立式多级离 x Q 心清水泵 2 台 一用一备 Q 54L s H 98m n 2900r min 3 5 6 水箱安装高度校核与计算 11 高位水箱的设置高度应满足下式要求 3 10 gxhX HHH 式中 高位水箱最低液位与最不利点消火栓之间的垂直压力差 mH2O X H 31 最不利点消火栓所需水压 mH2O xh H 管路的总水头损失 mH2O g H 已知 7 mH2O 水损 1 1 22 17 0 07 16 07 0 01 8 93 0 06 2 42mH2O xh H g H 则 9 42 mH2O 消防水箱的出水口标高为 63 0 05 63 05mH2O 最不利消火栓的 xh H g H 标高为 53 8 1 1 54 9mH2O 消防水箱供给最不利消火栓的静压 63 05 54 9 8 15m 9 42m 不满足要求 需要设增压设施 水箱的容积计算按 10 分钟消防用水量计算 由于消火栓消防水箱与自动喷水灭火系 统消防水箱合用故水箱计算将于自动喷水灭火系统水箱计算中进行计算 3 6 增压设施的计算与选择 7 mH2O 本建筑采用补气式立式气压给水设备供水 27 1 1 xgxh HHHP 1 气压罐内的最低工作压力应满足管网最不利处的配水电所需要水压 0 0127MPa 1 P 2 气压罐内的最低工作压力为 不得使管网最大水压处配水点的水压大于 1 P 0 55MPa 3 11 098 0 098 0 1 2 b P P 式中为罐内空气最小工作压力与最大工作压力的比值 以绝对大气压力计 一 b 般采用 0 65 0 85 本设计中取 0 7 则 0 06MPa 098 0 7 0 098 0 0127 0 2 P 3 气压水罐内水的调节容积 2q V 3 12 q ba q n q V 4 2 式中为安全系数 宜取 1 0 1 3 设计中取 1 1 为水泵在 1 小时内的启动次数 a q n 一般为 6 8 次 设计中取 7 次 根据规范 消火栓系统单设气压罐时 稳压泵流量为 b q 5L s 则气压罐内的调节容积 0 71m 74 6 351 1 2 q V 32 4 气压水罐的总容积 q V 3 13 b q q V V 1 1 式中为气压水罐的容积系数 补气立式取 1 10 2 59m 7 01 75 710 1 q V 5 水泵或泵组的流量按给水系统最大小时用水 即所需扬程以气压水罐内的平均压力 计算 即扬程MPa 3 635mH2O 03635 0 2 06 0 0127 0 2 21 pp H 气压给水设备的泵选用一备一用 自动切换 泵选用 IL 型 150 125 250 两台一用一备 流量参数为 3L s 6L s 扬程 3m 5m 气压给水设备上装有安全阀 压力表 泄水管 水位计 泄水管和密闭人孔等附件 气压给水罐的进出水管合设为一条 设备最低处设有泄空阀门 气压给水泵应设自动开 关装置 气压给水设备安装在楼顶水箱间内 罐顶至顶棚距离不宜小于 1 0m 底座高出水箱 间地面 0 2m 3 7 减压孔板的设计与计算 7 按 高规 第 7 4 6 5 条 消火栓栓口的静水压力不应大于 0 80MPa 当大于 0 80MPa 时 应采取分区给水系统 消火栓栓口的出水压力大于 0 50MPa 时 消火栓前设减压装置 通常所设的减压装置是减压孔板 设置孔板 一是安装方便 二是便于调整 孔板的大 小可通过计算得到 消火栓栓口处的出水压力超过 0 50 MPa 时 可在消火栓口处加设不锈 钢减压孔板可采用减压稳压消火栓 消除消火栓栓口处的剩于水头 消火栓栓口处的出水压 力 消火栓栓口压力计算如下 1 17 层消火栓口压力 H 0 2Mpa 流量 q 5 2L s 2 16 层消火栓口压力