综合办公楼给水排水设计毕业论文.doc

1 综合办公楼给水排水设计毕业论文综合办公楼给水排水设计毕业论文 目录 1 引言引言 1 1 1 设计的意义 1 1 2 市政给水排水资料 2 1 2 1 给排水条件 2 1 2 2 卫生设施 2 1 2 3 其它 2 1 3 设计依据 2 2 建筑给水系统设计与计算建筑给水系统设计与计算 4 2 1 设计说明 4 2 2 设计计算 6 2 2 1 生活给水系统所需水量 6 2 2 2 室内给水管网水力计算 7 3 建筑消防给水系统设计与计算建筑消防给水系统设计与计算 18 3 1 消防给水系统的选择 18 3 2 室内消火栓给水系统 20 3 2 1 设计说明 20 3 2 2 消火栓布置 21 3 2 3 水枪喷嘴处所需水压 22 3 2 4 管道布置 23 2 3 2 5 水带阻力 25 3 2 6 消火栓口所需压力 25 3 2 7 水力计算 25 3 3 自动喷水灭火系统设计与计算 33 3 3 1 系统选择 33 3 3 2 喷头选择和布置 34 3 3 3 管网布置 36 3 3 4 水力计算 37 4 建筑排水系统设计与计算建筑排水系统设计与计算 44 4 1 排水系统选择 44 4 2 通气系统的选择 44 4 3 排水管材 44 4 4 各层横支管水力计算 44 4 5 立管计算 49 4 6 排水横干管 49 4 7 通气管道 49 5 总结 50 致谢 52 3 1 引言 1 1 设计的意义 随着经济的快速发展和科学水平的不断提高 高层建筑的高度和层数也在不 断地增加 从 1885 年美国在芝加哥建造世界第一座 10 层的现代高层建筑以来 全世界已建造了成千上万座高层建筑和超高层建筑 进入 20 世纪 90 年代 高层 建筑建设向着层数更多 标准更高 设备更完善 功能更齐全 技术更先进的方 向发展 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 水灭火系统 System of water extinguishing 是指以水为主要灭火介质的灭火 系统 它包括消防给水系统和消防排水系统 水灭火系统的概念首先来源于上海 市工程建设标准 民用建筑水灭火系统设计规范 DGJ08 94 2001 它是我 国对水灭火概念认识的提高 水灭火系统的技术是将消火栓系统 自动喷水灭火 系统等以水为主要介质的消防系统统筹考虑 这有利于专业的设计和施工安装 也有利于水灭火系统的发展 4 消防给水系统主要是指消火栓给水系统和自动喷水灭火系统 消防排水系统 对应于消防给水系统 它是对水灭火系统的完善 随着我国对水灭火系统的越来 越重视 其技术和应用得到不断的发展 起在消防中的地位得到了确认 水灭火 系统技术将在消防领域进一步发挥其作用 拓展其应用 促进其在我国的深入发 展 建筑消防设计应综合进行设计 水灭火系统是消防设计种的一部分 故在水 灭火系统设计的同时 需要统筹与其他消防措施间的关系 其目的是消防设计更 可靠 更优化 通过本设计 主要提高独立解决实际工程设计的实践动手能力 培养科学严 谨的学习态度和良好的学习习惯 这对以后走上工作岗位有巨大指导意义 1 2 市政给水排水资料 1 2 1 给排水条件 室外管网供水压力 0 35 0 4MPa 管径 200mm 室外排水管网管径 600mm 管顶埋深为室外地下 4 0m 距建筑物为 4 0m 地下水位为地下 6m 室内外高差 0 8m 冻土深为 0 8m 1 2 2 卫生设施 综合办公楼每层设公共卫生间 内设蹲式大便器 坐式大便器 立式小便器 污水盆 洗手盆 淋浴器 另外 在首层的门诊间里还连有四个洗脸盆 1 2 3 其它 未预见水量 按日用水量的 15 10 20 之间 计算 5 1 3 设计依据 1 3 1 图纸一套及基本资料 包括 各层平面图 两幅剖面图 南立面图 1 3 2 设计规范 1 建筑给水排水设计规范 GB 50015 2003 2 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 3 自动喷水灭火系统设计规范 GB 50084 2001 4 房屋建筑制图统一标准 GB T 50001 2001 5 给水排水制图标准 GB T 50106 2001 6 2 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 市政外网可提供的常年资用水头为 0 35 MPa 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 室内给水系统拟采用分区给水方式 可以充分 利用市政管网的水压 减少能耗 同时由水泵抽取的水量较小 可减少水泵 水 箱 贮水池 管道等固定设备的投资 将两区的两根立管相连 在分区处设阀门 和减压设施 可备低区进水管发 生故障或外网压力不足时 打开阀门由高区水箱向低区供水 提高供水可靠性 2 1 2 给水系统分区 本建筑有 13 层 根据规范规定 办公楼 商业楼等晚间无人住宿和停留的建 筑 一般最低处卫生器具给水配件的静水压力应控制在以下 0 35 0 45MPa 范围内 因此分区如下 1 6 层为一区 由市政管网直接供水 给水管网采用下行上给式 7 12 层为二区 由贮水池 水泵 屋顶水箱等升压贮水设备供水 给水管网 采用上行下给式 为保证供水的安全可靠性 该区的供水干管布置成环状 2 1 3 管材 7 根据水的用途 主要是卫生间用水 非生活饮用水 和经济技术比较 各层 卫生间的给水管道采用暗装敷设 管材均采用给水塑料管 UPVC 管道系统 的连接方式由管道的作用 管径 所连接的设备和附件等决定 2 1 4 给水系统组成 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 水泵与水箱设备等组成 2 1 5 给水管道布置与安装 横干管管道外壁距墙面不小于 100mm 离梁 柱及设备之间的距离不小于 50mm 立管外壁距墙 梁 柱净距不小于 60mm 支管距墙 梁 柱净距为 20 30mm 给水给水横干管与排水管道平行 交时 其距离分别大于 500mm 和 150mm 交叉给水管道在排水管道上面 给水立管敷设在管道井中 给水横支管和配水支管沿墙敷设在管槽内 在立管横支管上设阀门 管径 DN 50mm 时设闸阀 DN 50mm 时设截止阀 引入管穿地下室外墙设套管 给水横干管设 0 003 的坡度 坡向泄水装置 贮水池采用钢筋混凝土结构 上部设人孔 基础底部设水泵吸水坑 生活水 泵吸水管在消防水位面上设小孔 保证消防贮备水量不动用 为保证水质不被污 染 水池底板做防水处理 水池内设导流墙 生活水泵设于地下一层 所有水泵出水管均设缓闭止回阀 除消防泵外其他 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 8 2 2 2 2 设计计算 2 2 1 生活给水系统所需水量 根据建筑设计资料 建筑性质 卫生设备的完善程度 依据建筑给水排水设 计规范 GB 50015 2003 查得相应的用水量标准 如表 2 1 所示 表 2 1 集体宿舍 旅馆等公共建筑的生活用水定额及小时变化系数 Table 2 1 dormitories hotels and other public buildings living water quota and hours 建筑物名称及卫 生器具设置标准 单位生活用水量标准 最高日 L 小时变化系数每日使用时间 h 办公楼每人每班30 501 5 1 28 10 商场每平方米营业厅 面积每天 5 81 5 1 212 表 2 2 公共建筑设计单位数 m 生活用水定额的估算 Table 2 2 of public building design unit number m and Estimation of domestic water quota 建筑物使用时间 h公共建筑设计单位数 m 估算 办公 普通 高级 8 12 8 12 普通办公以总面积计按 7 10m2 人 以有效面积计 4 5m2 人 高级办公以总面积计按 10 14m2 人 以有效面积计 5 7m2 人 由图纸上的标注尺寸和说明 地下室和屋顶 13 层 均不计入生活给水的用 水计算面积 经简单计算可得 办公楼总办公面积为 9793 7m2 该办公楼属较高级办公区 另一方面 机房 资料室 书库 计量等非办公 区域 人不常去 占有较大面积 所以设计单位数 m 取偏上值 13m3 人 最高日 9 生活用水量标准取 40L 每人 每天 小时变化系数取 1 5 每日使用时间取 10h 办公楼服务的人数约为 9793 7m2 13 m3 人 754 人 办公区最大日用水量 Qd 30 1 m3 d 办公区最大时用水量 Qh 4 52m3 h 未预见水量 30 1 0 15 4 52m3 h 表 2 3 生活给水系统所需水量计算表 Table 2 3 life water supply system of the calculation table 项目用水类 别 水量标准用水单位 总面积 最大日用 水量 Qd m3 d 时变化 系数 Kh 最大时用 水量 Qmax m3 h 供水时 间 h 生活用 水 办公区40L 每 人 每天 9793 7m230 11 54 5210 未预见 水量 4 520 19 总计34 624 71 2 2 2 22 2 室内给水管网水力计算 1 根据建筑性质 设计秒秒量按如下公式计算 4 71m3 h 对于商场 办公楼 取 1 5 10 2 地下室贮水池容积 生活贮水池容积取最大日用水量的 20 V 34 62m3 20 7 0m3 消防用水 量参考消防设计算 室内消火栓取 28 24 L s 自动喷水灭火消防用水量取 6L min m2 作用面积为 160m2 安全系数取 1 30 则流量为 6L min m2 160m2 1 30 20 8 L s 消防贮水池容积取 3h 的室内消火栓用水量与 1h 的自动 喷水用水量之和 贮水池补水量取 3h 的进水量 进水管选有 DN100 的 PVC 管 管道流速取 1 0m s 则进水流量为 28 26m3 h 补水量为 28 26 m3 h 3h 84 78 m3 因此贮水池有效容积为 V 7 0 200 5 m3 贮水池钢制 尺寸取 20m 4m 2 8m 有效水深 2 5m 有效容积 200 5m3 在 计算生活水泵扬程时 偏安全的忽略池底厚度 贮水池最低水位取地下室地面标 高 3 9m 为便于清洗和检修 贮水池分为等容积的两格 3 屋顶水箱容积 本建筑供水系统水泵自动启动供水 据规范 每小时最大启动 kb为 4 8 次 由于用水量较小 为减少不必要的水泵启动次数 可适当增加水箱的调节容积 因此取 kb 4 为保证供水安全 取 C 2 0 1 5 2 0 1 6 层的生活用水由市政管网直接供水 7 12 由屋顶水箱供给 但考虑市政 给水事故停水 水箱仍应短时供下区用水 立管上下设连通管 故水箱容积按 1 12 层全部用水确定 而且水泵直接向水箱供水 不与配水管网直接连接 故水 泵出水量取最大日最大时用水量 即 qb 4 71m3 h V Cqb 4kb 2 0 4 71 4 4 0 59m3 11 因这样算得的水箱容积太小 可假设水泵自动启动装置不可靠 水箱容积取 最大时用水量的 50 即 V 4 71 m3 0 5 2 36 m3 同时 水箱容积还应贮备不少 于 10min 的消防用水量 根据规范规定 一类建筑 10min 内的消火栓消防贮备水 量不小于 18 m3 自动喷水灭火系统消防贮备水量为 18 8 10 60 11 3 m3 因此 水箱总容积为 V 18 m3 11 3 m3 2 36 m3 31 66 m3 屋顶水箱采用钢制 尺寸取 4m 3m 2 9m 34 8m3 有效水深 2 64m 有效容 积 31 68m3 偏于安全考虑 同时考虑底部放空 安装泄水管的要求 水箱最低 水位按屋面标高再加 0 5m 因此 水箱底部标高 46 8m 0 5m 47 3m 消防水位 47 3m 18 m3 12 m2 49 7m 生活水位 49 7m 2 36 m3 12 m2 49 9m 水箱顶部 47 3m 2 9m 50 2m 4 低区所需压力 12 图 2 1 低区给水管网水力计算用 Figure 2 1 water supply pipe network hydraulic computation with low area 13 A 低区给水管网水力计算成果如表 2 4 所示 表 2 4 低区给水管网水力计算表 Table 2 4 low water supply network hydraulic calculation table 管段编 号 卫生器具数量 当量 自至蹲便 器 坐便 器 小便 器 污水 盆 洗 手 盆 挂式 洗脸 盆 淋浴 器 当 量 总 数 N 设 计 秒 流 量 q L s D N v m s 单 阻 i kPa m 管 长 m 水 头 损 失 hy iL kP a 0 1 1 0 75 0 7 5 0 1 5 1 5 0 7 5 0 2 75 1 5 0 4 1 1 2 1 0 75 1 0 5 1 2 5 0 2 5 2 0 0 6 6 0 2 06 0 7 0 1 5 2 3 2 0 5 1 0 75 1 0 5 2 2 5 0 4 5 2 5 0 6 9 0 2 79 3 6 1 0 0 3 4 4 0 5 2 0 75 2 0 5 4 50 6 4 3 2 0 6 3 0 1 59 3 6 0 5 7 4 5 6 0 5 3 0 75 3 0 5 6 7 5 0 7 8 3 2 0 7 7 0 2 19 3 6 0 7 9 5 6 8 0 5 4 0 75 4 0 5 9 00 9 0 3 2 0 8 8 0 2 77 4 5 1 2 5 6 7 10 0 5 5 0 75 5 0 5 11 25 1 0 1 4 0 0 6 0 0 1 02 4 5 0 4 6 连 接 污 水 盆 7 812 0 5 6 0 75 6 0 5 13 5 1 1 0 4 0 0 6 6 0 1 06 9 5 1 0 1 0 1 1 0 75 0 7 5 0 1 5 2 5 0 2 3 0 0 33 1 2 2 0 75 1 5 0 0 3 0 2 5 0 4 5 0 1 13 2 3 3 0 75 2 2 5 0 4 5 2 5 0 6 9 0 2 34 连 接 门 诊 洗 脸 盆 3 74 0 75 3 0 0 0 5 2 2 5 0 7 9 0 3 00 011 0 5 0 50 1 0 1 5 0 5 0 0 2 75 1 5 0 4 1 最 不 利 管 121 0 5 1 0 5 1 00 2 0 2 0 0 5 3 0 2 06 0 7 0 1 5 14 续表 2 4 管段编 号 卫生器具数量 当量 自至蹲便 器 坐便 器 小便 器 污水 盆 洗 手 盆 挂式 洗脸 盆 淋浴 器 当 量 总 数 N 设 计 秒 流 量 q L s D N v m s 单 阻 i kPa m 管 长 m 水 头 损 失 hy iL kP a 231 0 5 2 0 5 1 0 5 1 0 75 2 7 5 0 5 0 2 5 0 7 6 0 2 79 3 6 1 0 0 343 0 5 4 0 5 1 0 5 1 0 75 4 7 5 0 6 5 3 2 0 6 4 0 1 59 3 6 0 5 7 455 0 5 6 0 5 1 0 5 1 0 75 6 7 5 0 7 8 3 2 0 7 7 0 2 19 3 6 0 7 9 567 0 5 8 0 5 1 0 5 1 0 75 8 7 5 0 8 9 3 2 0 8 7 0 2 77 4 5 1 2 5 679 0 5 10 0 5 1 0 5 4 0 75 1 0 75 13 75 1 1 1 4 0 0 6 7 0 1 31 4 5 0 5 9 7811 0 5 12 0 5 1 0 5 4 0 75 1 0 75 15 75 1 1 9 4 0 0 7 2 0 1 48 9 5 1 4 1 最 不 利 管 8911 0 5 12 0 5 12 0 5 6 0 75 7 0 5 4 0 75 1 0 75 29 25 1 6 2 4 0 0 9 8 0 2 52 11 8 2 9 7 最不利管 hy 9 0kPa 15 六层屋面标高 19 8m 配水横支管距室内地坪 0 8m 最不利配水点蹲便器高 位水箱距室内地坪的计算高度取 2 0m 台阶计算高度取 0 2m 因此 建筑高度 为 H1 2 0m 0 2m 0 8m 1 3m 0 8m 19 3m 23 3m 233 kPa 总水头损失 H2 1 3 h 1 3 9 14 kPa 11 9 kPa B 选择水表 考虑到水表应满足向贮水池供水和向低区同时供水时的过流量要求 水表设 计流量计算值取 1 62 1 10 1 10 1 58 3600 1000 19 5m3 h 并考虑到消防补 水时的用水量要求 水表选用 LXS 50N 螺翼式水表 过载流量 Qmax 30 m3 h 常 用流量 15 m3 h 水表特性系数 kb 90 水表水头损失 H3 hd 4 1 kPa 满足螺翼式水表正常使用时水头损失小于 12 8 kPa 的要求 C 校核市政管网的压力 配水点冲洗水箱浮球阀最低工作压力 H4 20 kPa 因此室内所需压力 H H1 H2 H3 H4 233 11 9 20 4 1 269kPa 市政管网常年可保证的工作压力为 350 kPa 足够满足 1 6 层供水要求 不必 再进行调整计算 6 高区所需压力 16 图 2 2 高区给水管网水力计算用图 Fig 2 2 calculation with high water supply pipe network 17 A 根据计算用图 高区管网水力计算成果如表 2 5 所示 表 2 5 高区给水管网水力计算表 Table 2 5 high water supply network hydraulic calculation table 管段 编号 卫生器具数量 当量 自至蹲便 器 坐便 器 小便 器 洗 手 盆 淋浴 器 当量 总数 N 设 计 秒 流 量 q L s D N v m s 单阻 i kPa m 管长 m 水头 损失 hy i L kPa 0 1 1 0 7 5 0 750 1 5 150 75 1 2 1 0 7 5 1 0 51 250 2 5 200 66 2 3 2 0 51 0 7 5 1 0 52 250 4 5 250 69 3 4 4 0 52 0 7 5 2 0 54 50 6 4 320 63 4 5 6 0 53 0 7 5 3 0 56 750 7 8 320 77 5 6 8 0 54 0 7 5 4 0 59 00 9320 88 6 7 10 0 5 5 0 7 5 5 0 511 2 5 1 0 1 400 60 连 接 污 水 盆 7 812 0 5 6 0 7 5 6 0 513 51 1 0 400 66 011 0 50 500 1 0 150 500 2751 50 41 121 0 51 0 51 000 2 0 200 530 2060 70 15 232 0 51 0 51 0 5 1 0 7 5 2 750 5 0 250 76 最 不 利 管 344 0 53 0 51 0 5 1 0 7 5 4 750 6 5 250 99 18 续表 2 5 管段 编号 卫生器具数量 当量 自至蹲便 器 坐便 器 小便 器 洗 手 盆 淋浴 器 当量 总数 N 设 计 秒 流 量 q L s D N v m s 单阻 i kPa m 管长 m 水头 损失 hy i L kPa 456 0 55 0 51 0 5 1 0 7 5 6 750 7 8 320 77 568 0 57 0 51 0 5 1 0 7 5 8 750 8 9 320 87 679 0 59 0 52 0 5 2 0 7 5 11 5 0 1 0 2 320 98 7810 0 5 11 0 5 3 0 5 3 0 7 5 14 2 5 1 1 3 400 680 1353 70 50 最 不 利 管 8910 0 5 11 0 5 12 0 5 6 0 7 5 9 0 5 3 0 7 5 27 7 5 1 5 8 400 950 23311 2 5 2 62 hy 3 68 kPa 19 B 校核水箱安装高度 总水头损失 H2 1 3 h 1 3 3 68 kPa 4 78 kPa 配水点冲洗水箱浮球阀最低工作压力 H4 20 kPa 水箱出水点至最不利配水点的高差 h 46 8 0 5 43 1 1 4 2 8m 28 kPa H2 H4 24 78 kPa 因此屋顶水箱的安装高度满足要求 不必重新调整 7 生活水泵的选择 图 2 3 水泵选择计算用图 Figure 2 3 pump selection calculation diagram 20 水泵出水量为最大日最大时用水量 Q qb 4 71m3 h 1 31L s 由给水塑料管水 力计算表查得 当水泵出水管侧 Q 1 31L s 时 选用 DN50 v 0 50m s i 0 058kPa m 吸水管侧选用 DN70 v 0 34 m s i 0 023 kPa m 由计算图可知压水管长度为 65 5m 吸水管长度为 1 038m 沿程水头损失为 0 023 1 038 0 058 65 5 3 8m 总水头损失为 H2 1 3 h 1 3 3 8 kPa 4 94kPa 0 5m 水箱进水口浮球阀最低工作压力 H4 20 kPa 2 0m 水箱最高水位与贮水池最 低水位之差为 49 0 3 7 52 7m 因此 水泵扬程为 Hp 52 7 2 0 2 54 9m 选用 40MS 6 4 0 多级离心泵两台 其中一台备用 MSL 型泵运转噪声较低 特 别适用于城镇高层建筑及高级建筑给水 水泵流量 Q 5 4 m3 h 1 5L s 扬程 58 8m 电动机功率 4 0kW 21 3 建筑消防给水系统设计与计算建筑消防给水系统设计与计算 3 1 消防给水系统的选择 3 1 1 建筑分类 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 中规定 建筑高度指建筑物室 外地面到其檐口或屋面面层的高度 屋顶上的水箱间 电梯机房 排烟机房和楼 梯出口小间等不计入建筑高度 建筑高度超过 24m 的公共建筑属于高层建筑 综 合楼是指由二种及二种以上用途的楼层组成的公共建筑 重要的办公楼 科研楼 档案楼 是指性质重要 建筑装修标准高 设备 资料贵重 火灾危险性大 发 生火灾后损失大 影响大的办公楼 科研楼 档案楼 规范中对于高层建筑物的 进一步分类如表 3 1 所示 根据以上规定 本建筑的建筑高度为 46 8m 是高层建筑 具有办公 商用 门诊 库房 资料贮存等多种用途 属于综合楼 从建筑平面图中可以看出 本 建筑的性质比较重要 建筑装修标准高 设备 资料贵重 发生火灾后损失大 影响大 因此属于重要的办公楼 且属于一类高层建筑 22 表 3 1 建筑分类 Table 3 1 Building Classification 名称一类二类 居住 建筑 高级住宅 十九层及十九层以上地普通住宅 十层至十八层地普通住宅 公共 建筑 1 医院 2 高级旅馆 3 建筑高度超过 50m 或每层建筑面积 超过 1000m2 的商业楼 展览楼 综合 楼 电信楼 财贸金融楼 4 建筑高度超过 50m 或每层建筑面积 超过 1500m2 的商住楼 5 中央级和省级 含计划单列市 广播 电视楼 6 网局级和省级 含计划单列市 电力 调度楼 7 省级 含计划单列市 邮政楼 防灾 指挥调度楼 8 藏书超过 100 万册的图书馆 书库 9 重要的办公楼 科研楼 档案楼 10 建筑高度超过 50m 的教学楼和普通 的旅馆 办公楼 科研楼 档案楼等 1 一类建筑以外商业楼 展览楼 电信 楼 财贸金融楼 商住楼 图书馆 书库 2 省级以下的邮政楼 防灾指挥调度楼 广播电视楼 电力调度楼 3 建筑高度不超过 50m 的教学楼和普 通的旅馆 办公楼 科研楼 档案楼 等 3 1 2 消防给水系统的选择 我国 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 有如下的规定 高层建筑 必须设置室内 室外消火栓给水系统 建筑高度不超过 100m 的一类高层建筑及 其裙房的下列部位 除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外 应设自动 喷水灭火系统 公共活动用房 走道 办公室和旅馆的客房 可燃物品库房 高 级住宅的居住用房 自动扶梯底部和垃圾道顶部 高层建筑中经常有人停留或可 燃物较多的地下室房间 应设自动喷水灭火系统 高层建筑内的可燃油油浸电力 变压器室 充可燃油的高压电容器和多油开关室等 应设气体或水喷雾等自动灭 23 火系统 高层建筑的下列房间 应设气体等自动灭火系统 大 中型电子计算机 房 珍藏库房 自备发电机房 贵重设备室 根据以上规定 本建筑需要设置室内 各层 包括裙房 地下室 室外消 火栓给水系统 其内部某些部分还应视情况设置自动喷水灭火系统 一些楼层和 特殊的场所 如地下室的配电室 空调机房 通讯机房 校验计量室等 还应设 置气体或水喷雾等自动灭火系统 由于缺乏经验 专业知识有限 在本设计中只 对室内消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统进行了设计 其它的没有做 3 2 室内消火栓给水系统 3 2 1 设计说明 我国 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 高层建筑必须设置 独立的消防给水系统 高层建筑中需同时设置消火栓给水系统和自动喷水灭火系 统时 应优先采用两类系统独立设置方式 若有困难 可合用消防水泵 但必须 在自动喷水灭火系统报警阀前将两类系统分开设置 经过分析后 在本建筑中采用目前高层建筑中广泛采用的临时高压给水系统 同时设置消火栓给水系统和自动喷水灭火系统 并且两类系统独立设置 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 消火栓栓口静水压力不 应大于 0 80MPa 当大于 0 80MPa 时 应采取分区给水系统 由剖面图所示 需 要设置室内消火栓的建筑高度没有超过 46m 高度较低 恰好处在一个坚向分区 的范围内 因此先采用不分区的室内消火栓给水系统进行试算 如不符合要求再 进行调整 优点 节省管材 减少水泵数量 不需在楼层内再设水箱间和设备层 24 有利于充分利用楼内的有效空间 并减少对周围环境的影响 管理方便等 缺点 水泵扬程较高 需用耐高压管材和管件 室外埋地管和消火栓给水管道采用给水铸铁管 价格低 耐腐蚀 经久耐用 3 2 2 消火栓布置 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 除无可燃物的设备层外 高层建筑和裙房的各层均应设室内消火栓 并应符合下列规定 消火栓应设在走 道 楼梯附近等明显易于取用的地点 消火栓的间距应保证同层任何部位有两个 消火栓的水枪充实水柱同时到达 消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定 且建筑高度不超过 100m 的高层建筑不应小于 10m 建筑高度超过 100m 的高层 建筑不应小于 13m 消火栓的间距应由计算确定 且高层建筑不应大于 30m 裙 房不应大于 50m 消火栓栓口离地面高度宜为 1 10m 栓口出水方向宜向下或与 设置消火栓的墙面相垂直 消火栓栓口的出水压力大于 0 50MP 时 消火栓处应 设减压装置 消火栓应采用同一型号规格 消火栓的栓口直径应为 65mm 水带 长度不应超过 25m 水枪喷嘴口径不应小于 19mm 临时高压给水系统的每个消 火栓处应设直接启动消防水泵的按钮 并应设有保护按钮的设施 消防电梯间前 室应设消火栓 高层建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓 采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内 在本建筑的设计中 室内消火栓按单排布置 按规范规定 该办公楼应保证 有 2 支水枪的充实水柱同时达到同层任何部位 水枪充实水柱长度 Hm 不小于 10 米 本设计中取 12 米 消火栓口离室内地坪的安装高度为 1 1 米 水带长度 Ld 取 25m 水带展开时的弯曲折减系数 C 取 0 8 1 2 层建筑物总长度为 65 65m 3 25 12 层建筑物总长度为 44m 消火栓最大保护宽度 b 按走道宽度加一侧最大房间宽 度计算 取 15 3m 对一般建筑 层高 3 3 5m 由于净高的限制 一般按 Ls 3m 计算 对于层高大于 3 5m 的建筑 Ls Hmsin45 Hm 水枪充实水柱长 度 m 在本设计中尽管楼层较高 3 6m 或 4 5m 仍然偏安全地取 Ls 3 0m 消火栓最大保护半径 R C Ld Ls 0 8 25 3 23m 消火栓间距 S 17m 1 2 层每层应在走道上设 5 个消火栓 3 12 层每层应在走道上设 4 个消火栓 每层的消防电梯前室也设一个消火栓 另外 1 层 2 层的房间布置不规则 具 体的消火栓布置会有所变化 由于房间布置和空间距离的限制 地下室 12 层部 分消火栓布置在柱子上 在屋顶水箱间设一个装有压力显示装置的检查用的消火 栓 3 2 3 水枪喷嘴处所需水压 按照规范的规定 在本建筑内选用同一规格的消火栓 水带和水枪 以方便 使用 水枪喷嘴口径取 19mm 消火栓口径取 65mm 水枪系数 0 0097 水枪 实验系数 f 1 21 表 3 2 水枪系数 值 Table 3 2 water coefficient values df131619 0 01650 01240 0097 26 表 3 3 水枪实验系数系数f值 Table 3 3 gun experimental coefficient F value Hm mH2O68101216 f1 191 191 201 211 24 3 2 4 管道布置 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 室内消防给水系统应与 生活 生产给水系统分开独立设置 室内消防给水管道应布置成环状 室内消防 给水环状管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引人管不应少于两根 当其中一根发生故障时 其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要 求 消防竖管的布置 应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被 保护范围内的任何部位 每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定 但不 应小于 100mm 设计中严格按照规范进行 但由于该建筑的裙房不规则 因此管 道布置不是很整齐 地下室 首层 二层中从横干管直接引出的一个消火栓 其 连接管采用 70mm 管径 若一根竖管上引出两根消火栓 则该竖管采用 100 mm 的管径 配水管道管径具体布置情况见平面布置图 水枪喷嘴处所需水压 Hq fHm 1 fHm 1 21 12 1 0 0097 1 21 12 16 9mH2O 喷嘴口径 19mm 的水枪水流特性系数 B 1 577 表 3 4 特性系数 B Table 3 4 characteristic coefficient B 27 水枪喷口直径 mm13161922 B0 3460 7931 5572 836 水枪喷嘴的出流量 qxh 5 16C 5 0 L s 符合规范规定的每支水枪的最小出 流量规定 也可以查相关计算表直接得到 qxh 5 2 L s 表 3 5 消火栓给水系统的用水量 Water table 3 5 fire hydrant water supply system 消火栓 用水量 L s 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 每支水枪 最小流量 L s 普通住宅 501510105 501520105 503030155 1 高级住宅 2 建筑高度超过 50m 或每层 建筑面积超过 1000m2 的商 业楼 展览楼 综合楼 财 贸金融楼 电信楼 3 建筑高度超过 50m 或每层 建筑面积超过 1500m2 的商 住楼 4 中央和省级 含计划单列 市 广播电视楼 5 网局级和省级 含计划单 列市 电力调度楼 6 省级 含计划单列市 邮 政楼 防灾指挥调度楼 7 藏书超过 100 万册的图书 馆 书库 8 重要的办公楼 科研楼 档案楼 9 建筑高度超过 50m 的教学 楼和普通的旅馆 办公楼 科研楼 档案楼等 503040155 28 注 建筑高度不超过 50m 室内消火栓用水量超过 20L s 且设有自动喷水 灭火系统的建筑物 其室内 外消防用水量可按本表减少 5L s 3 2 5 水带阻力 根据水枪和消火栓类别选用直径 65mm 的水带 本建筑采用室内消火栓经常 使用的衬胶水带 阻力小 比阻 Az 0 00172 水带水力损失 hd Az Ld qxh 2 0 00172 25 5 162 1 14 mH2O 3 2 6 消火栓口所需压力 取消火栓出口处的水头损失取 Hk 20kPa 2 0 mH2O 则消火栓口所需压力为 Hxh Hq hd Hk 16 9 1 14 2 20 04 mH2O 校核 设置的共用水箱的消防最低水位为 47 3m 最不利点消火栓口高程为 42 3 1 1 43 4m 则压差为 47 3 43 4 3 9m 小于规范规定的最小静水压力 0 07MPa 因此需要设置增压措施 3 2 7 水力计算 1 设计参数选择和水力计算 根据本建筑的性质 按照 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 本建筑的消火栓给水系统的用水量为室内 25 L s 室外 25 L s 每支水枪最小流 量 5 L s 每根竖管最小流量 15L s 按照最不利点计算流量的分配要求 最不利 29 点消防竖管出水枪支数为 3 支 相邻竖管出水枪支数 2 支 具体布置情况见平面 布置图和计算计算草图 3 1 表 3 6 最不利点计算流量分配 Table 3 6 the most unfavorable point calculation of flow distribution 室内消防计算 流量 最不利点消防竖管出水 枪支数 支 相邻竖管出 水枪支数 支 次相邻竖管出 水枪支数 支 10 20 25 30 40 2 2 3 3 3 2 2 3 32 qxh Hxh Hq hd Hk qxh 2 Az Ld qxh 2 2 qxh Hxh0 Hq hd Hk 16 9 1 14 2 20 04 mH2O Hxh1 Hxh0 H 0 1 的消火栓间距 h 0 1 的管段的水头损失 20 04 4 5 0 477 10 24 6mH2O qxh1 5 78L s Hxh2 Hxh1 H 1 2 的消火栓间距 h 1 2 的管段的水头损失 24 6 3 6 1 6 10 28 36mH2O qxh2 6 24L s 30 表 3 7 室内消火栓给水系统水力计算表 Table 3 7 indoor fire hydrant water supply system hydraulic calculation table 计算管 段 设计秒流 量 q L s 管长 L m 管径 DN mm 流速 v m s i kPa m i L kPa 0 15 164 51000 670 1060 477 1 2113 61001 430 4421 6 2 317 2436 31002 120 97035 0 3 417 243 61500 940 1150 414 4 528 243 61501 630 3341 203 5 628 2417 31501 630 3345 78 hy 44 5 kPa 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 消火栓给水管道中的流 速不允许大于 2 5m s 经校核 设计计算中管径取用符合规定 31 图 3 1 消火栓给水系统水力计算用图 Fig 3 1 is calculated by the fire hydrant water supply system hydraulic 根据水力计算表可知 室内消火栓给水横干管采用 DN150 的给水铸铁管 室 内消火栓给水竖管采用 DN100 的给水铸铁管 在进行消火栓给水系统水力计算 时 室内环状消防给水管道 以假设的枝状管路计算 管路总水头损失 Hw 1 1 hy 1 1 44 5kPa 49 kPa 消火栓给水系统所需总水压力 32 Hx H1 Hxh Hw 42 3 1 1 3 7 20 04 49 10 72 04mH2o 消火栓给水系统所需总用水量 Qx 28 24L s 选用消防水泵型号 125MSL 4 37 两台 一用一备 Qp 30L s Hp 72 4m 电动机机座号 225S 功率 37kW 2 消火栓减压 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 消火栓栓口的出水压力 动水压力 大于 0 50MPa 时 消火栓处应设减压装置 本建筑中采用减压孔板 减压 以使消火栓的实际出水量接近设计出水量 消火栓配水管道管径取 70mm 流量按 5 16L s 计算 经计算 流速为 1 34m s i 0 518 kPa m 分别取各层的最不利配水点 离消防水泵最远 总水头 损失最大的点 竖管流量取 17 24 L s 横干管流量取 28 24 L s 经计算可得各 层最不利配水点至消防水泵的总水头损失值 h 剩余水头 Hxsh Hb Hxh hz h Hxh 消火栓出口所需水压 hz 贮水池最低水位到消火栓出口的高差 Hb 水泵扬程 换算剩余水头值公式为 H 根据 H 查表选择减压孔板孔径 具体计算如表 3 8 所示 表 3 8 消火栓减压孔板计算表 33 Table 3 8 hydrant decompression orifice plate calculation table 层 数 Hxh m Hb m hz m h m Hxsh m H 动水压 力 m 孔板 孔径 mm 孔板 水损 m 减压后实 际水压 m 120 0 4 72 40 91 2450 2228 070 26194129 26 120 0 4 72 44 81 8545 7125 4665 77194124 77 220 0 4 72 49 32 0341 0322 8561 07194120 07 320 0 4 72 413 82 3736 1920 1556 23222234 23 420 0 4 72 417 42 7232 2418 052 28222230 28 520 0 4 72 421 03 0728 2915 7648 33222226 33 620 0 4 72 424 63 4224 3413 5644 38222222 38 720 0 4 72 428 23 7720 3911 3640 43222218 43 到第五层时动水压力已小于 0 5MPa 为安全起见 减压孔板设到第六层 此 时已经符合规范的要求 到第七层以后如果再减压的话就需要继续放大孔板孔径 没有必要再设置了 3 局部增压设施的选择 通过在屋顶水箱间设置增压泵和立式气压水罐的方式增压 高层民用建筑 设计防火规范 GB 50045 95 规定 增压水泵的出水量 对消火栓给水系统不应 大于 5L s 对自动喷水灭火系统不应大于 1L s 34 在设计中 消火栓给水系统气压水罐的调节水容量取 300L 消火栓给水系统 和自动喷水灭火系统分设两套增压设施 稳压泵的扬程应按气压水罐内消防贮水 容积的下限水位仍能保证消火栓栓口处充实水柱的压力计算 A 稳压泵的选择 在计算管管水头损失时 消火栓配水管道管径取 70mm 流量按 5 16L s 计算 竖管流量取 17 24 L s 横干管流量取 28 24L s 水箱出水管管径的计算值取 DN100mm 局部水头损失按沿程水头损失的 10 估计 经计算可得屋顶水箱至 最不利配水点的总水头损失 h 23 0kPa 设计扬程 H 20 04 2 3 4 5 0 5 1 1 18 44mH20 据调查国内外稳压泵的流量多选为 0 5L S 2 0L S 之间 当系统无气压罐时 停泵有水锤现象 鉴于稳压泵对系统有着监护和自动控制功能的要求 我们建议 稳压泵的流量为 1 0L S 2 0L S 压力为比主泵高 0 1Mpa 2 0Mpa 或者为主泵的 1 1 倍 1 2 倍 稳压泵最好设有气压罐 若不设气压罐 应在稳压泵的控制器上 作文章 使之在停泵时不至于因水锤作用而频繁启动 12 因此 设计扬程 H 取 20 3 22 13m 选用 ISG40 125 消防增压泵两台 一用一备 Qp 1 75L s Hp 20m 电动机 功率 1 1kW 效率 46 B 立式气压水罐选择 增压系统最低工作压力 下限水位时 P1 18 44mH2o 0 185MPa 相对压力 0 285 MPa 绝对压力 取 Vx 0 30m3 Vs 0 05m3 b 0 7 立式气压水罐 1 10 假定缓冲水容积 V p 0 054 m3 Vxf 0 30 0 054 0 05 0 404 m3 35 V 1 481 m3 V1 1 347 m3 V2 V1 Vx 1 347 0 3 1 047 m3 增压系统最高工作压力 P2 0 347 MPa Ps1 P2 0 02 0 347 0 02 0 367 MPa Vs1 0 991 m3 V p V2 Vs1 1 047 0 991 0 056 m3 与假设比较接近 采用该设计值 Ps2 Ps1 0 05 0 367 0 05 0 417 MPa Vs2 0 872 m3 校核稳压水容积 Vs Vs1 Vs2 0 991 0 872 0 119 m3 50L 符合计算的规定 因此设计取值合理 根据 V 1 481 m3 Vx 0 30m3 选择罐体直径为 1000 m3 罐体总容积 1700L 有效贮水容积 300L 此时 最不利消火栓充实水柱不小于 13m 大于设 计值 12m 满足设计要求 4 水泵结合器 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045 95 规定 室内消火栓给水系统和 自动喷水灭火系统应设水泵接合器 并应符合下列规定 水泵接合器的数量应按 室内消防用水量经计算确定 每个水泵接合器的流量应按 10 15L S 计算 消防 给水为竖向分区供水时 在消防车供水压力范围内的分区 应分别设置水泵接合 器 水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点 距室外消火栓或消防水池的 36 距离宜为 15 40m 水泵接合器宜采用地上式 当采用地下式水泵接合器时 应 有明显标志 本建筑室内消火栓给水系统设计用水量为 28 24L s 28 24 10 2 8