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给排水毕业设计毕业论文给排水毕业设计毕业论文 目 录 摘 要 I ABSTRACT II KEY WORDS HIGH BUILDING WATER SUPPLY SYSTEM WASTEWATER SYSTEM FIRE SYSTEM 1 1 前 言 1 1 1国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容 1 1 2 国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容 6 1 2 1 高层建筑给水排水工程设计方法 8 1 2 2 高层建筑给水排水设计的主要内容 10 2 工程概况及设计任务 12 2 1 工程概况 12 2 2 设计资料 12 2 2 1 建筑设计资料 12 2 2 2 城市给水排水设计资料 12 2 3 工程设计任务 12 3 建筑给水系统 13 3 1给水系统方案的确定 14 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文2 2 3 2 给水管网水力计算 15 3 2 1 设计秒流量 15 3 2 2 高区给水管网水力计算 15 3 2 3 低区给水管网水力计算 16 3 2 4 水表水头损失计算 20 3 3 设备的计算与选择 20 3 4 管材 21 4 建筑消防水系统 22 4 1消防给水系统方案的确定 22 4 2 室内消火栓给水系统 22 4 2 1 消火栓的布置 22 4 2 2 消火栓口所需的水压 24 4 2 3 校核 25 4 2 4 水力计算 26 4 2 5 其他设施的设计 31 4 3 自动喷水灭火系统 32 4 3 1 自喷系统的布置 32 4 3 2 自喷系统水力计算 32 4 3 3 消防水池容积的计算 36 4 4 室外消防给水系统 37 4 4 1 室外消防给水管网 37 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文3 3 4 4 2 室外消火栓 37 4 5 管材 37 5 建筑排水系统 37 5 1 排水方案 37 5 2 排水管道水力计算 38 5 2 1 排水设计秒流量 38 5 2 2 排水管网的水力计算 38 5 3 管材 43 5 4化粪池的设计与计算 43 6 建筑热水循环系统设计 6 1 设计说明 44 6 2 热水量计算 45 6 3 耗热量计算 46 6 4 加热设备选择与计算 47 6 5 热水配水管水力计算 47 6 6 热水回水管水力计算 52 6 7 选择热水循环水泵 52 6 8 热水蒸汽管计算 52 6 9 蒸汽冷凝管计算 52 6 9 0 锅炉的选择与计算 52 7 结 论 54 8 谢 辞 55 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文4 4 参考文献 58 摘 要 本设计为衡南县红泰商住楼 是一栋集商场 住宅为一体的商住楼 该楼的设计高度为 53 700m 属一类高层 该建筑共 18 层 地上 18 层 地下一层 一层层高为 3 900m 二层及标准层层高为 2 700m 该建筑物 给水排水工程的主要设计内容如下 建筑给水系统采用分区供水 充分 利用市政管网剩余压力 供水水压 0 30MPa 左右 系统分为三个区 负 一层到五层为低区由市政压力供水 六到十一层为中区 十二层到十八 层为高区 均采用无负压供水设备供水 建筑排水系统采用污废合流排 入化粪池 最后排入城市污水市政管网进入污水处理厂 建筑消火栓灭 火系统水源来自消防水池 本设计中楼顶和负一层的室内消火栓管网均 需要成环 楼顶设置有 18 立方消防水箱和稳压泵 自动喷水灭火系统选 用湿式报警系统 水源来自 415 立方的消防水池和 18 立方消防水箱 热 水系统则采用立管半循环热水系统 采用半容积式水加热水器 关键词 高层建筑 给水系统 排水系统 热水系统 消防系统 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文5 5 ABSTRCT The design for the Hengnan Red Thai commercial buildings is a set of shopping malls also as one of the commercial and residential The design height of the building is 53 700m which belong of a senior class The building have 18 floors 18 floors is on the ground and only one is the underground floor The first Floor storey is 3 900m and the standard storay From second floor to 18 floor is 2 700m The main design elements of the building water supply and drainage as follows building water supply system take distrcting water supply which make full use of the remaining municipal pipe network pressure about 0 30MPa the water supply System is divided into three zones one to five by the municipal water supply for the low pressure area six to ten floor for the Central District twelve to eighteen layers of high level areas The supply equipment are all use no negative pressure water supply equipment Building drainage system used sewage water waste into the septic tank confluence then discharge into municipal sewage pipe network finally flu into the city sewage treatment plant The fire water system which water sources is from building fire hydrant water tank The design of the roof and the negative layer of fire hydrant pipe network are needed to form a ring and the roof is provided with a 18T fire water tank and a regulator pressure pump Automatic sprinkler systems use wet alarm system and the fire water is from 270T water tanks and 18T fire water tanks Hot water system uses half cycle system and the water heaters is semi 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文6 6 displacement water heaters Keywords high rise buildings water supply system drainage system hot water systems fire water systems 1 前 言 本次设计的目的是充分利用所学的现有的知识 完成高层建筑给水 排水工程的设计 此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设 计的转变 充分的把理论知识应用到实际的工程当中 并对设计的方案 内容加以有针对性地 有说服力地论证 从而实现设计工程的可行性 本次设计在选题的过程中 考虑到地区性 建筑性质 选用高层建 筑 建筑类别相对高级 进行建筑给水排水工程的设计 满足人们的生 活需要 并且使人们得到舒适 便利生活环境 设计的大体内容是 建 筑给水工程 排水工程 热水工程和消防工程 设计的意义在于满足人 们生活用水的同时 要满足室内的消防用水 保证人们居住的安全性 设计的依据为相关书籍和设计手册 规范 在设计中 大都按照常规方 法 严格依据设计规范来进行 建筑给水排水系统及卫生设备要相对完 善 在技术上要保持先进的水平 在计算的过程中 尽量使用符合经济 流速的管径 以便降低成本 同时要考虑水的漏失 压力情况来选择管材 和一些连接管件 以便在水从市政管网输送到建筑内用户的过程中 水 的漏失量最少 节约水资源 1 1 国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容 高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相 比 基本理论和计算方法在某些方面是相同的 但因高层建筑层数多 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文7 7 建筑高度大 建筑功能广 建筑结构复杂 以及所受外界条件的限制等 高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上 还是广度上 都超过了低 层建 筑物的给水排水工程的范畴 并且有以下一些特点高层建筑给水排水设 备的使用人数多 瞬时的给水量和排水流量靠的水源 以及经济合理的 给水排水系统形式 并妥善处理排水管道的通气问题 以保证供水安全 可靠 排水通畅和维护管理方便 下面就高层建筑给水排水工程的主要 特点介绍如下 高层建筑层数多 高度大 给水系统及热水系统中的静水压力很 大 为保证管道及配件免受破坏 必须对给水系统和热水系统进行合理 的竖向分区 加设减压设备以及中间和屋顶水箱 使系统运行完好 高层建筑的功能复杂 失火可能性大 失火后蔓延迅速 人员疏 散及扑救困难 为此 必须设置安全可靠的室内消防给水系统 满足各 类消防的要求 而且消防给水的设计应 立足自救 方可保证及时扑灭 火灾 防止重大事故发生 高层建筑对防噪声 防震等要求较高 但室内管道及设备种类繁 多 管线长 噪声源和震源多 必须考虑管道的防震 防沉降 防噪声 防水锤 防管道伸缩变位 防压力过高等措施 以保证管道不漏水 不 损坏构 及装饰 不影响周围环境 使系统安 全运行 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文8 8 1 2 国内外高层建筑给水排水工程设计研究的状况和主要内容 1 2 1 高层建筑给水排水工程设计方法 近年来 随着高层建筑业的快速发展 建筑给水排水工程设计方法 也有了不少的改进和更新 高层建筑生活给水 适用于高层建筑的生活给水设计秒流量计算方法的研究 一直不断 地 在进行 经验法 概率法 平方根法等计算方法不断地被修正和改进 用科学的概率法取代现在仍在使用的平方根法 研究人员在此方面进行 了不少尝试 变频恒压调速供水技术日益成熟 加上减压阀的使用 改善了原来 高层建筑 水箱一水泵联合供水 和 水箱减压 方法中出现的 水质 二次污染 和 水箱占用大量建筑面积 的状况 同时也达到了节能效 果 再次 在贮水方面 合建水箱的设计方式己越来越少的被采用 取 而代之的是生活水池与消防水池分建的设计方式 其中 生活水池也大 多倾向于采用不锈钢板等组合式水箱 高层建筑消防给水 首先 因为高层建筑的消防特点是 立足于自救 因而自动喷水灭 火系统的设计更加受到重视 新的 自动喷水灭火系统设计规范 己于 2001 年 7 月颁布执行 新的规范对设置场所危险等级 设计基本参数 管道水力计算等方面都作出了一些调整 这些调整都是注入了广大设计 人员近年来工作研究实践得出的宝贵经验 以及借签了国外工程设计经 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文9 9 验的结果 其次 消火栓给水系统也在变频分级供水方面进行的有益的尝试和 应用 另外 为保障高层建筑火灾初期消防水压及水量而设计的稳高压 系统 先从上海地区得到应用 然后逐步在各地推广开来 其计算及设 计手段逐渐成熟 乃至有人建议将稳高压消防给水系统单独列入 高层 民用建筑设计防火规范 以区别原有的常高压消防给水系统和临时高压 消防给水系统 高层建筑排水 排水的输送已不限于重力流和压力流 虹吸流出现在压力 虹吸 式 屋面雨水排水系统 排水铸铁管在防噪声 抗震 防火等方面有着很好 的效果 1 2 2 高层建筑给水排水设计的主要内容 建筑也迅猛发展 各项工程设计内容丰富 高层建筑给水排水设计 的主要内容有 给水工程设计的主要内容 高层建筑给水工程设计的主要内容有 用水量计算 给水方式的确定 管道设备的布置 管道的水力计算及室内所需水压的计算 水池 水箱 的容积确定和构造尺寸确定 水泵的流量 扬程及型号的确定 管道设 备的材料及型号的选用 施工图的绘制和施工要求 室内消防设计的主要内容 高层建筑室内消防设计的主要内容有 消火栓系统 自动喷水灭火系 统 二氧化碳灭火系统 干粉灭火系统 卤代烷灭火系统 现已不让采用 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文10 10 蒸汽灭火系统 烟雾灭火系统等 以水作为灭火剂的主要有消火栓系统 和自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统又分 闭式系统 有湿式 干式 预作用 重复启闭预作用四种系统 雨淋系统 水幕系统 自动喷水一 泡沫联用系统 其中闭式系统中的湿式自动喷水灭火系统最为常用 消火栓给水系统设计包括消防用水量的确定 消防给水方式确定 消防栓 的位置 消防栓的个数和型号确定 消防水池 水箱的容积确定 消防管 道 的水力计算及消防水压的计算 消防水泵的流量 扬程 型号和稳压系统 的确定 消防控制系统的确定 消火栓给水系统的施工图绘制及施工要求 自动喷水灭火系统设计包括 方案确定 供水方式确定 喷头布置 喷头型 号的确定 管网水力计算 报警阀 水流指示器的选型 自喷水泵的流量 扬程 型号和稳压系统的确定 自动控制系统的确定 自喷系统的施工图 绘制及施工要求 排水工程设计的主要内容 高层建筑排水工程设计内容包括 排水体制的确定 排水方案的确定 排水管道系统的布置 排水管道的水力计算及排水通气系统的计算 卫 生设备的选型及布置 局部污水处理 构筑物的选型 屋面雨水排水系 统的确定 排水管材的定型 排水系统施工图的绘制和施工要求 4 热水供应系统的主要设计内容 建筑内部热水供应系统按热水供应范围 分可局部热水供应系统 集中热水供应系统和区域热水供应系统 本设计采用集中热水供应系统 在锅炉房 热交换站或加热间将水 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文11 11 集中加热后 通过热水管网输送到整幢或几幢建筑的热水热水系统 集 中热水供应系统的优点是加热和其它设备集中设置 便于集中维护管理 加热设备热效率较高 热水成本较低 各热水使用场所不必设置加热装 置 占用总建筑面积较少 使用较为方便舒适 其缺点是设备 系统较 复杂 建筑投资较大 需要有专门的维护管理人员 管网较长 热损失 较大 一旦建成后 改建扩建叫困难 2 工程概况及设计任务 2 1 工程概况 红泰商住楼位于湖南省衡南县 是一栋集商场 住宅为一体的商住楼 该楼的设计高度为 53 700m 属二类高层 该建筑共 18 层 地上 18 层 地下 1 层 地下 1 层的层高为 3 900m 主要作为车库 另有设备用房如 水泵房 发电机房 空调机房等 地上一层为商业门面 层高 3 9 米 二层 十八层为住宅 二层以上层高为 2 7m 2 2 1 建筑设计资料 建筑所在地总平面图 建筑底层平面图 首层平面图 二层平面图 标 准层平面图 顶层平面图等 2 2 2 城市给水排水设计资料 1 给水水源 本建筑以城市市政给水管网为水源 室外给水管网来自主体建筑距 东面墙 2 8m 处 其管线走向为南北方向 接管点埋深 2 0m 管径为 DN150mm 管材为给水球墨铸铁管 常年提供的可资用水头为 0 30MPa 2 排水条件 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文12 12 建筑内部粪便污水需经化粪池处理后方可排入城市下水道 室外排 水管道位于主体建筑西面 埋深 2 6m 管径 400mm 混凝土管 3 卫生设施 住房自带卫生间 内设浴盆 洗脸盆及大便器 要求有完善的给水 排水设施及全天候的热水供应 4 热源情况 该地区无城市热力管网 需设置热水加热设备 2 3 工程设计任务 在本次设计中 要求设计的该建筑的给水排水工程的内容如下 1 室内给水工程设计 2 室内排水工程设计 3 室内消防工程设计 a 室内消火栓系统设计 b 室内喷淋系统设计 4 热水工程设计 3 建筑给水系统设计 3 1 给水系统方案的确定 该建筑为高层建筑 市政管网所提供的资用水头为 300kpa 压力不 足以供应该建筑所有用水 若只采用一个给水系统供水 建筑低层的配 水点所受的静水压力很大 易产生水锤 损坏管道及附件 流速过大产 生水流噪音 低层压力过大 开启水龙头时 水流喷溅严重 使用不便 根据 建筑给水排水设计规范 卫生器具的最大静水压力不宜超过 0 45MPa 由于其层数多 竖向高度大 为避免低层配水点静水压力过大 进行竖向分区 据设计资料以及规范中的要求并结合该楼的功能分区 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文13 13 将该建筑在竖向上分为三个供水区 低区为 1 5 层 中区为 6 11 层 高区为 12 18 层 低区利用市政给水管网供水压力直接供水 中高区采 用无负压设备加压供水 变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用 的一种给水方式 可以实现水泵流量供水时保持高效运行 使运行更可 靠 更合理 更加节能 变频调速水泵具有以下优点 设备时刻监测供水量 使机组处于高效节能的运行状态 水泵软启动 启动电流小 能耗少 设备占地面积小 不设高位水箱 减少了建筑负荷 节省水箱占地面 积 又可有效的避免水质的二次污染 给水系统也随之相应简化 水泵软启动 减少了水泵机组的机械冲击和磨损 因而延长了设备的 使用寿命 管理简便 运行可靠 无负压设备可以充分利用市政管网的压力 并且不会使市政管网产生 负压 无负压供水设备不需设水池 避免二次污染 前已述及 该建筑给水系统竖向分三个供水区 地上 1 5 层为低区 利用市政管网供水压力直接供水 6 11 层为中区 12 18 层为高区 中 高区采用无负压设备供水 设备机组设置在地下室水泵房 3 2 给水管网水力计算 进行给水管网最不利管段的水力计算 目的是算出各管段的设计秒 流量 各管段的长度 计算出每个管段的当量数 进而根据水力计算表 查出各管段的管径 每米管长沿程水头损失 计算管段沿程水头损失 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文14 14 最后算出管段水头损失之和 进而根据水头损失算出所需压力 根据 建筑给水排水设计规范 此住宅住宅区为普通住宅 最高 日生活用水定额取 200L 人 d 小时变化系数取 2 0 每户 4 人 h K 使用时数 T 24 建筑用水量计算表计算如下 表 2 1 建筑用水量计算表 用水时 间 名称 用水单 位数 用水定 额 最大日 用水量 L d Kh 最大时 用水量 L h T 商场 764 7 L53481 353512 住宅408 人 200L5348253524 未预见 水量按以上项目 10 计 5348 535 合计 16044 1605 由所计算的最大时用水量 确定进入入户管的管径 1605 0 45 h Ql hl s 对照经验 取入户管及室外消火栓的环状管网管径为 DN150 的薄壁钢管 3 2 1 设计秒流量 查 建筑给水排水设计手册 第二版 当前我国使用的住宅 商场 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文15 15 生活给水管道设计秒流量公式是 0 2 K 3 1 g q g N g N 式中 计算管段的设计秒流量 L s g q K 由建筑物类型确定的秒流量系数 计算管段的卫生器具的给水当量总数 g N 0 2 以一个卫生器具给水当量的额定流量的数值 其单 位为 0 12L s 根据规定 各卫生器具的给水当量如下 淋浴器 混合阀 0 75 0 5 洗脸盆 混合阀 g N 0 75 0 5 大便器 冲洗水箱浮球阀 0 5 洗涤盆 混合水 g N g N 嘴 0 75 0 7 洗衣机水嘴 1 0 洗手盆 0 5 g N g N g N 生活给水管道的水流速度如下 DN15 DN20 v 0 6 1 0m s DN25 DN40 v 0 8 1 2m s DN5 0 DN70 v 1 5m s DN80 及以上的管径 v 1 8m s 3 2 2 高中低区水力计算图表 各标准层给水横管 最不利管段 水利计算表 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文16 16 表 2 3 给水系统横管计算表 管 段管道管长流速 名 称流量 m 卫生器具种类数量当量 m s L s 蹲 便 器 0 5 洗 脸 盆 0 5 洗涤 盆 0 70 淋 浴 器 0 5 洗衣 机水 嘴 1 00 累 计 当 量 标 注 管 径 水力坡 降 mH2O m 沿程 损失 mH2O 管 材 0 10 12 2 1 0 5200 0060 260 01 2 10 342 5 11 1 7250 0130 510 03 1 30 749 811 13 7320 0190 730 19 4 30 943 311 4 7320 0310 920 10 4 50 9421 5 4 7320 0310 920 67 聚 乙 烯 塑 料 管 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文17 17 总 和 39 3 1 00 高区给水立管水利计算表 高区给水立管水利计算表 公式依据 给排水设计手册第二 版 楼层 本层 当量 总当 量 Nga K 流量 l s 立管 管径 流速 m s 水力坡 降 mH2O m 层高 m 沿程 损失 mH20 18 楼 28 228 21 10 0 0051 31 500 67 0 0222 70 06 17 楼 28 256 41 10 0 0051 93 500 99 0 0452 70 12 16 楼 28 284 61 10 0 0052 45 501 25 0 0812 70 22 15 楼 28 2112 81 10 0 0052 90 700 75 0 0232 70 06 1428 21411 10 0 0053 32 700 86 0 0282 70 08 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文18 18 楼 13 楼 28 2169 21 10 0 0053 71 700 96 0 0342 70 09 总和 0 63 中区给水立管水力计算图表如下 中区给水立管水利计算表 公式依据 给排水设计手册第 二版 楼 层 本层 当量 总当 量 Nga K 流量 l s 立管 管径 流速 m s 水力坡 降 mH2O m 层高 m 沿程 损失 mH20 12 楼 28 228 21 10 0 0051 31 500 67 0 0222 70 06 11 楼 28 256 41 10 0 0051 93 500 99 0 0452 70 12 10 楼 28 284 61 10 0 0052 45 501 25 0 0812 70 22 9 楼 28 2112 81 10 0 0052 90 700 75 0 0232 70 06 8 楼 28 21411 10 0 0053 32 700 86 0 0282 70 08 7 楼 28 2169 21 10 0 0053 71 700 96 0 0342 70 09 6 楼 28 2197 41 10 0 0054 08 701 06 0 0412 70 11 总 和 0 74 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文19 19 低区给水立管水力计算图 低区给水立管水利计算表 公式依据 给排水设计手册第 二版 楼 层 本层 当量 总当 量 Nga K 流量 l s 立管 管径 流速 m s 水力坡 降 mH2O m 层高 m 沿程 损失 mH20 5 楼 28 228 21 10 0 0051 31 500 67 0 0222 70 06 4 楼 28 256 41 10 0 0051 93 500 99 0 0452 70 12 3 楼 28 284 61 10 0 0052 45 501 25 0 0812 70 22 2 楼 28 2112 81 10 0 0052 90 700 75 0 0232 70 06 1 楼 0112 80 00 0 0052 90 700 75 0 0233 90 09 总 和 0 55 3 2 4 水表水头损失计算 计算水表的水头损失 水表的水头损失可按下列原则确定 1 住宅入户管上的水表 宜取0 01M P a 2 建筑物或小区引入管上的水表 在生活用水工况时 宜取0 03 M P 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文20 20 a 3 在校核消防工况时 宜取 0 05 M P a 3 2 5 设备的计算与选择 系统所需压力按下式计算 3 6 4321 HHHHH 式中 H 系统所需水压 kPa 给水引入管至最不利配水点位置高度所需的静水压 kPa 1 H 管路的总水头损失 kPa 局部水头损失取沿程水头损失的 2 H 25 水表的水头损失 kPa 3 H 最不利配水点的流出水头 kPa 4 H 校核低区所需压力 低区最不利点为淋浴器 流出水头取 80kPa H 3 9 2 7 3 0 55 1 00 8 4 10 255 5kPa 300 kPa 满足要求 中高区生活给水泵的计算与选择 变频调速供水方式 水泵的出水量要满足系统高峰用水要求 故高 区水泵的出水量应按中高区给水系统的设计秒流量确定 由表 3 1 中区给水设计秒流量为 4 08L s 高区给水设计秒流量为 s Q 3 71L s s Q 高区最不利点为高位消防水箱 按 建筑给排水规范 水量按十分 钟两个水枪的流出水量计算 据经验一般均取 18 立方米 其中水箱进水 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文21 21 流出水头取 50kPa 所需压力 53 7 4 8 10 1 59 10 30 50 680 9kPa H高 30 9 3 9 1 8 10 0 74 1 10 50 433 40kpa H中 该设计中 高区根据流量和扬程选用一套无负压变频机组向高区供水 经验算 单个分区中最最远用水器具与最近的卫生器具的水头相差 0 02MPa 分区较好 不需要设置减压阀 3 4 管材 本设计选用 S5 系列的 PP R 聚丙烯管 本设计中给水系统采用给水 PP R 聚丙烯管 具有以下优点 1 耐高温 高压 2 热熔连接 方便快捷 安全牢固 3 噪声水平低 4 抗老化性能优异 5 施工简单 操作时间短 用专门工具连接 管件连接瞬间完成 6 接头内壁通畅 接口同水管等径 阻水性小 4 建筑室内消防栓系统 4 1 消防给水系统方案的确定 根据设计条件 参照 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 2009 年版 以下简称 高规 及 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 2001 2009 年版 确定该建筑为一类公共建筑 火灾危险 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文22 22 中危二级 根据 高规 该建筑需要设置室内消火栓给水系统 室外消火栓给 水系统及自动喷水灭火系统 同一时间的火灾次数按一次计 根据 高规 第 7 3 3 规定 火灾持续时间按 2 小时计算 自动喷 水灭火系统火灾持续时间按 1 小时计算 根据 高规 第 7 2 4 规定 室内消火栓用水量为 30L s 室外消 火栓用水量为 20L s 每根竖管的最小流量为 15l s 每只水枪最小流量 5l s 根据 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 2001 第 5 0 1 规定 自动喷水灭火系统的喷水强度为 8L min 作用面积为 160 经计 2 m 2 m 算自动喷水灭火系统消防用水秒流量 21 3L s 取 25L s 60 8160 消防用水总量 20 30 25 75L s 4 2 室内消火栓给水系统 4 2 1 消火栓的布置 本设计建筑总高度 53 7m 按要求 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 本设计中消火栓系统采用 DN65 19 的直流水枪 25m 长 DN65 的衬 胶水带 消火栓保护半径可按下列计算公式计算 R C 4 1 LsLd 式中 R 消火栓保护半径 m 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文23 23 水带敷设长度 m d L C 水带的转弯曲折减系数 0 8 水枪充实水柱长度的平面投影长度 m Ls 因此 消火栓的保护半径为 R LsLd 又 LS SK sin H1 H2 sin sin H1 H2 H1室内最高着火点离地面高度 H2水枪喷点离地高度 一般为 1 1m 故 LS H1 H2 2 7 1 1 2 2m 取 LS 3m R 25 0 8 3 23mLsLd 即消火栓的保护半径为 23m 消火栓布置间距采用下式计算 S 4 2 22 bR 式中 S 消火栓间距 m R 消火栓保护半径 m b 消火栓最大保护宽度 m 本设计中 消火栓采用单排布置 消火栓最大保护宽度 b 取 8 4m 因此 消火栓间距为 S 21 4m 22 bR 22 238 4 4 2 2 消火栓口所需的水压 水枪喷嘴处水压 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文24 24 10 1 4 3 q H f m H f m H 式中 水枪喷嘴处水压 m q HOH2 水枪实验系数 f 水枪充实水柱 m m H 水枪系数 经过查表 水枪喷口直径选 19mm 水枪系数值为 0 0097 充实水 柱按规范 7m 15m 取 10m 单个水枪的设计流量 5L s 水枪实 m H m H 验系数值为 1 21 因此 水枪喷嘴处所需水压为 f 10 1 q H f m H f m H 1 21 10 1 0 0097 1 21 12 16 9mH2O 169kPa 水带阻力 水带阻力损失 4 4 d h z A d L 2 xh q 式中 水带阻力损失 m d h 水带阻力系数 z A 水带有效长度 m d L 水枪喷嘴出流量 L s xh q 本设计中 采用 19mm 的水枪 配 65mm 的衬胶水带 查表可知 65mm 的水带阻力系数值为 0 00172 b 1 577 z A 水枪喷嘴实际出流量 5 16 L s 5 0L s 符合要求 xh qBHq 9 16577 1 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文25 25 因此 水带阻力损失为 0 00172 25 5 162 1 12 d h z A d L 2 xh qOH2 因此 消火栓口所需水压 4 5 kdqxh HHHH 式中 消火栓口的水压 mH2O zh 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 按 2mH2O 计算 k H 消火栓口所需的水压 16 9 1 14 2 20 03m kdqxh HHHH OH2 4 2 3 校核 设置的消防储水高位水箱最低水位 54m 最不利点消火栓栓口高程 48 1m 则最不利点消火栓口的静水压力为 54 48 1 5 9m 按照 高OH2 规 第 7 4 7 2 条规定 消火栓最不利点栓口水压需达到 7m 因此OH2 需要设增压设施 增压设施选用带小型气压罐的补压装置 使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁 用气压罐增压调节容积又很小 综合考虑两方面的因素 增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用 将其设置在屋顶气压罐给水间里 消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵 对系统起着监护 作用和使系统具有自动控制的功能 稳压泵的压力可根据系统压力而确 定 一般稳压泵的压力比主泵高 0 1Mpa 0 2MPa 或者稳压泵压力为主 泵的 1 1 倍 1 2 倍 对于稳压泵的流量 我国 高规 第 7 4 8 条增压设施应符合下列 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文26 26 规定 对消火栓给水系统不应大于 5L S 对自动喷水系统不应大于 1L s 稳压泵的运行有三个压力控制点 稳压上限点为稳压泵停止运行其 数值相当于消防给水系统正常压力值 稳压下限点稳压泵启动 系统压 力小于稳压上限点 5mH2O 主泵启动点 消防主要工作泵启动 其数值 小于稳压下限点 10 15 mH2O 在该工程中稳压泵的流量按 1 0 L s 设计 这是因为系统的渗透量 小 稳压泵的流量设计过大 将延迟消防主泵的启动 以至于不能启动 稳压泵 流量为 Q 1 0 L s 扬程为 20 03 54 48 1 14 13 mH2O 所以选用 GDR32 20 型管道泵 流量为 1 0 L s 时 扬程 21m 功率 0 75kW 隔膜式气压水罐选为 SQL1000 0 60 0 450m3 详参图集67 0 98S205 第 6 页 4 2 4 水力计算 计算原理参照 全国民用建筑工程设计技术措施 2009 建筑给水排水 工程 中国建筑工业出版社 基本计算公式 1 最不利点消火栓流量 qxh BHq 式中 qxh 水枪喷嘴射出流量 L s 依据规范需要与水枪的额定 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文27 27 流量进行比较 取较大值 B 水枪水流特性系数 取水枪喷口直径为 19mm 时 查表 对应 B 1 577 Hq 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压 mH2 O 2 最不利点消火栓压力 2 2 2 B q qLAHHhH xh xhddskqdxh 式中 Hxh 消火栓栓口的最低水压 0 010MPa hd 消防水带的水头损失 0 01MPa hq 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压 0 01MPa Ad 水带的比阻 取 0 00172 DN65 衬胶水带 Ld 水带的长度 25m qxh 水枪喷嘴射出流量 L s B 水枪水流特性系数 取 1 577 Hsk 消火栓栓口水头损失 宜取 0 02Mpa 3 次不利点消火栓压力 jfxhxh hhHH 层高最次 式中 H层高 消火栓间隔的楼层高 m Hf j 两个消火栓之间的沿程 局部水头损失 m 局部水头损 失 取沿程水头损失的 10 4 次不利点消火栓流量 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文28 28 由 1 2 qxh BHq 2 2 2 B q qLAHHhH xh xhddskqdxh 可得 B LA H q dd xh xh 1 2 次 次 依据规范需要与水枪的额定流量进行比较 取较大值 5 流速 V 2 4 j xh D q v 式中 qxh 管段流量 L s Dj 管道的计算内径 m 6 水力坡降 3 1 2 00107 0 j d v i 式中 i 每米管道的水头损失 沿程阻力系数 mH20 m V 管道内水的平均流速 m s Dj 管道的计算内径 m 7 沿程水头损失 Lih 沿程 式中 L 管段长度 m 消防管到均采用热镀锌不锈钢管 为方便计算 沿程阻力系数 I 均由 查表得出 计算参数 DN65 衬胶水带 水龙带直径 65mm 水龙带长度 25m 水枪喷嘴口径 19mm 充实水柱长度 10m 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文29 29 查 高规 可知 该建筑的室内消防计算流量取 30l s 对应最不利点 的计算流量分配分别为最不利竖管出水枪数为 3 支 次不利竖管出水枪 数为 3 支 次次不利竖管出水枪数为 2 支 最不利点起点压力和管段流量 0 16 9 xl Hkpa 0 0 2 1 xh xh d H q A L B 次不利点压力和管段流量 10 xhxh HHHh 1 1 2 1 xh xh d H q A L B 次次不利点压力和管段流量 21xhxh HHHh 1 2 2 1 xh xh d H q A L B 式中 立管管段距离 m H 管段水力损失 m h 具体消火栓水力计算图表如下 室内消火栓水利计算图 室内消火栓水力计算表 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文30 30 管段 名称 起点 压力 m 设计秒 流量 Q l s 管长 m 管径 mm 流速 m s 水力坡 降 i 沿程 损失 m 局部 损失 m 总损 失 终点 压力 m 1 216 90 5 163 21000 60 00750 02 0 00 0 03 19 63 2 319 63 10 32 71001 180 02820 08 0 01 0 08 22 41 3 422 41 15 9344 41001 850 06853 04 0 30 3 35 70 46 4 570 46 15 9311 51001 850 06850 79 0 08 0 87 72 82 5 672 82 31 8610 51501 690 03390 36 0 04 0 39 73 21 6 773 21 42 1610 51502 280 06280 66 0 07 0 73 73 94 7 873 94 42 16101502 280 06280 63 0 06 0 69 74 63 总和 74 63 6 13 由计算表易知 入口压力 70 43 米水柱 8 可知室内消火栓计算水量 40L s 扬程选择 71m x Q 故选用消防泵型号为 XBD6 20 SLH 型 2 台 一用一备 变频立式离心泵的参数 Q 55 60 33 30L s H 60m N 22kW OH2 4 2 5 其他设施的设计 水泵接合器 水泵接合器的设置数量按室内消防水量计算确定 该建筑室内消火 栓用水量为 30L s 每个水泵接合器的流量按 15L s 计 故设置个水泵 接合器 20 15 30L s 型号为 SQS100 B F 图集 99S203 24 页 S Q 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文31 31 消防水泵接合器安装在室外地坪上 以满足使用方便的要求 消火栓的减压 当消防水泵工作时 消火栓处的压力不能超过 1 0MPa 当消火栓处 的压力超过 0 5MPa 时就应该采取减压措施 查室内消火栓水力计算表可 知 为使消火栓说口压力不超过 50mH2O 经计算可知 在八层以下均需 采用 SNJS65 型稳压减压消火栓 八层以上采用 SN65 普通型消火栓 图 集 01S201 消防水箱 消防贮水量按 高规 7 4 7 1 高位消防水箱的消防储水量 一类 公共建筑不应小于 18m3 二类公共建筑和一类居住建筑不应小于 12m3 二类居住建筑不应小于 6 00m3 本建筑属于二类公共建筑 故选用消防 水箱贮水量不小于 12即可 3 m 消防水箱应储存 10min 的室内消防用水量 Vx 0 6Q 0 6 55 33 18 按规范取 18 3 m 3 m 3 m 式中 Q 为消防总用水量 选用标准图 02S101 第 7 页 18装配式给水箱 尺寸为 3 m 3000mm 3000mm 2000mm 满足 高规 第 7 4 7 1 条规定 消防水箱内的贮水由无负压给水设备高区给水加压泵供水 消防贮水池 消防贮水池的设计详见 4 3 自动喷水灭火系统 4 3 自动喷水灭火系统 根据 自动喷水灭火系统设计规范 GB 50045 2001 2005 版 该 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文32 32 建筑为中危险 级设计 喷水强度为 8L min 作用面积为 160 2 m 2 m 喷头距墙不小于 0 1m 不大于 1 7m 喷头按矩形布置 间距见平面图 4 3 1 自喷系统的布置 负一楼为地下车库采用湿式闭式标准喷头 采用上喷 地上一层为商铺门面宜采用吊顶式玻璃喷头 采用下喷 报警阀进出口的控制采用信号阀 报警阀设在地面高度 1 2m 自喷系统设置水泵接合器 每个水泵接合器的流量按 15L s 计算 自喷系统的设计流量取为理论流量的 1 3 倍 即 1 3 21 25L s 取 25L s 自喷系统设置 2 15 30L s 个水泵接合器 型号 SQS150 B F 图集 99S203 24 页 4 3 2 自喷系统水力计算 计算原理参照 自动喷水灭火系统设计规范 GB 50084 2001 2005 年版 基本计算公式 1 喷头流量 PKq10 式中 q 喷头处节点流量 L min P 喷头处水压 喷头工作压力 MPa K 喷头流量系数 取标准喷头 80 2 流速 V 2 4 j xh D q v 式中 Q 管段流量 L s 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文33 33 Dj 管道的计算内径 m 3 水力坡降 3 1 2 00107 0 j d v i 式中 I 每米管道的水头损失 mH20 m V 管道内水的平均流速 m s dj 管道的计算内径 m 取值应按管道的内径减 mm 确 定 4 沿程水头损失 Lih 沿程 式中 L 管段长度 m 5 局部损失 采用当量长度法 当量 Lih 局部 式中 L 当量 管段当量长度 单位 m 自动喷水灭火系统设计 规范 附录 C 6 总损失 沿程局部 hhh 7 终点压力 hhh nn 1 自喷管道皆采用热镀锌钢管 4 3 3 设计计算 采用单位面积法计算设计秒流量 喷头处节点流量 80 101 33 qkHpL s 矩形喷头的喷水强度为 8L min F 160 2 m 2 m 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文34 34 长边计算 L 1 2 1 2 15 18m F160 考虑本建筑特点 取长边 L 15 6m 短边 d 11 3m 在 F 15 6 11 3 的面积内喷头数为 20 个 则设计秒流量 20 1 3326 6 S Qn qL s 理论设计秒流量 15 6 11 3 8 6023 50 60 L Fq QL s 校核 K 1 13L s50m H20 因此需要采取减压措施 采用减压孔板或加压阀 为便于安装需安 装在水箱与喷淋该系统连接立管上 使减压后的压力小于 0 05Mpa 南华大学城市建设学院本科毕业设计论文37 37 4 3 3 消防水池容积的计算 水池容积 3600 1000 c V xx TQ 30 5 3 6 2 25 3 6 1 270取 270 3 m 3 m 4 4 室外消防给水系统 4 4 1 室外消防给水管网 室外消防管网布置成环状 室外消防管网从两条市政给水管引入 从消防管网引入室内消防水池的引入管为两条 管径 DN100 且为不同引 入点 当其中一条进水管发生故障时 另一条能保证进水量 市政管网最低压力 0 30MPa 满足要求 4 4 2 室外消火栓 室外消火栓的数量经计算确定 室外消防流量 20L s 故采用 2 个 室外消火栓 单个消火栓流量按 15L s 计算 沿建筑周边均匀布置 距 建筑物外墙不小于 5m 距离马路不小于 2m 间距不少于 120m 4 5 管材选用与连接方式 室内消火栓给水系统管材采用内外壁热镀锌钢管 具有强度高 承 受压力大 抗震性能好 长度大 加工安装方便的优点 卡箍或丝扣连 接 自动喷水灭火系统采用内外壁热浸镀锌钢管 以防止管道锈蚀尔阻 塞喷嘴喷口 管道系统的连接 管径 DN 100mm 是采用丝扣连接 DN 100mm 时采用沟槽式卡箍连