高层建筑排水系统设计书.doc

高层建筑排水系统设计书1 设计任务及设计资料1.1设计依据及参考资料 建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）97年版 高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）2001年版 汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-97） 自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001） 建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-90）05年版给水排水设计手册1册（常用资料）2册（建筑给水排水）11册（常用设备）材料设备续册1（管材、阀门）材料设备续册1（泵）给水排水标准图集S1S2S3高层建筑给水排水设计手册 陈方肃主编 湖南科技出版社 2001给水排水工程概预算王和平著 中国建筑工业出版社 1999建筑给水排水工程中国建筑工业出版社 其它资料1.2设计原始资料1.2.1工程概况该建筑是一栋以商厦为主体的综合性建筑，包括商业区、宾馆、咖啡厅、办公区，该建筑共13层，地上共12层地下共1层，商业区设在地下1层4层，宾馆设在5层11层，咖啡厅设在12层，地下层还设有消防控制室、通风机房、水泵间、消防水池。地下层建筑面积625.46m，首层建筑面积741.55m，212层建筑面积779.54m，屋顶面积155.17m。根据要求，该建筑应该设有给水、排水、消防、自动喷水灭火系统。建筑要求给水安全可靠，设独立的消火栓系统和自动喷水灭火系统。每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。生活用水泵要求自动启动。管道全部暗装敷设。1.2.2市政给水排水资料1.给水水源给水水源由市政给水管网供给，市政给水管管径为DN400，由管径DN150的引入管引入室内。2.排水条件（1）城市排水管网为污、废、雨分流制。（2）室内粪便污水和洗涤废水采用分流，粪便污水经化粪池后与洗涤废水一起排入市政下水道。（3）泵房、消防专用电梯井等均设集水坑收集污水，用泵抽升后再排入市政下水道。（4）雨水经专用雨水立管排入首层雨水井，再排入市政下水道。1.2.3卫生设备1.地下一层卫生设备，地上一层卫生设备：无2.二、三、四、十二层卫生设备：各层均设男厕（小便斗3个，蹲式大便器3个，拖布盆1个）、女厕（蹲式大便器3个，拖布盆1个）、公共面盆2个。3.五十一层卫生设备：各层均设浴盆14个、面盆14个、蹲式大便器14个。1.2.4图纸资料1.建筑总平面图2.地下一层给排水平面图3.首层给排水平面图4.二层给排水平面图5.三层给排水平面图6.四层给排水平面图7.五十一层给排水平面图8.屋顶给排水平面图9.给水、排水、消火栓、自动喷水灭火系统系统（原理）图10.主要用水点大样图37设计计算2 设计说明2.1室内给水系统2.1.1给水方式的选择采用分区给水方式，下区管网布置方式为下行上给式，上区管网布置方式为上行下给式， 如图所示。-1142-113425351212图1 给水方式简图2.1.2给水系统分区根据规范规定以及建筑高度，该建筑分两区，地下一层四层为1区，由市政管网直接供水，五层十二层为2区，由水泵水箱联合供水。2.1.3水泵选择1.高区生活水泵选用IS125-40-250离心泵2台（1用1备），转速n =2900 r/min，流量Q = 30 m3/h，扬程Hb = 78 m，功率15 kW，效率 = 53%，水泵基础尺寸为1020 mm400 mm。2.消火栓系统加压水泵。（1）高区加压泵选用IS125-100-250离心泵1台，转速n =2900 r/min，流量Q = 33.3 L/S，扬程Hb = 87 m，功率75 kW，效率 = 66%，水泵基础尺寸为1820 mm670 mm。（2）低区加压泵选用IS125-100-400离心泵1台，转速n =1450 r/min，流量Q = 33.3 L/S，扬程Hb = 48.5 m，功率30 kW，效率 = 67%，水泵基础尺寸为1620 mm600 mm。3.喷淋水泵选择IS100-65-315B离心泵2台（1备1用），转速n2900 r/min，流量Q = 25.2 L/s，扬程Hb = 103 m，功率为7.5 kW，功率= 62%，水泵基础尺寸为1270mm490mm。4.排污泵选用PWAC型污水泵3台（2用1备），转速n =1450r/min，流量Q = 36 m3/h，Hp = 10 m，电机功率为4 kW，效率 = 54%，设于集水井中。2.1.4给水系统的组成给水系统由引入管、水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵组等组成。2.2室内排水系统2.2.1排水方式的选择地下一层四层主要是商业区，采用污废合流排水，五层十一层主要是宾馆客房，采用污废分流排水，顶层是咖啡厅有一公共卫生间，采用合流排水。五层顶层的污（废）水到四楼经收集后排入市政污（废）水管道且污水系统采用专用通气立管与汇合通气管升顶通气，一层四层的污水经化粪池后排入市政污水管道，地下层采用排水沟收集污水到污水坑经泵提升后排入市政污水管道。雨水直接排入市政雨水管，且雨水采用内排水系统。2.2.2排水系统的组成排水系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管、检查井、化粪池等组成。2.3室内外消火栓灭火系统及喷淋系统2.3.1设计依据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）2001年版汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-97）自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-90）05年版2.3.2设计参数1.室外消火栓用水量：30L/S2.室内消火栓用水量：30L/S（3h）3.自动喷水灭火系统用水量：20L/S（1h）4.消火栓用水量：3033600=3245.自动喷水灭火系统：2013600=722.3.3室内外消火栓、消防水池及喷淋系统的设计1.室外消火栓室外消火栓用水由街道上的消火栓系统提供。消防水池与生活水池合用，设在负一层。消防贮水量按满足室内消防栓用水量324和自动喷水灭火系统贮水72。1. 室内消火栓根据规范规定，消火栓栓口处的静水压力不应超过0.8MP，采用与给水相同的分区。消火栓设在显眼易于取用的地点，如走廊过道、消防电梯前室、楼梯间都应设消火栓。消火栓供水为30L/S，发生火灾时保证同时6股水柱，并保证任何部位发生火灾，同层都有2股流量不小于5L/S，充实水柱不小于10m的水枪同时到达，消防立管设计流量为15L/S，采用DN100钢管。火灾初期10min消防水量由屋面水箱供水，火灾10min后，用地下水泵房消防泵供水。消火栓箱采用组合型，内设DN65消火栓一个， 19mm水枪一支，DG6525m水龙带及 19mm20m消防软管卷盘一个，另外设有消防报警按钮及报警电铃，可就地启动消防泵及向消防值班室报警。每个消防分区设3个水泵结合器，供消防车加压供水。3.自动喷水灭火系统设计该建筑的商场、客房、办公室、咖啡厅、走廊等处均设闭式喷头保护。采用标准闭式喷头。所有地方均采用68温级。根据规范规定，由于湿式闭式自动喷水灭火系统每个报警阀控制喷头数不宜超过800个，所以自动喷水灭火系统不用分区。发生火灾时，初期10min 用水由屋面水箱供水，10min后由湿式报警阀延时器后的压力开关自动启动消防水泵供水。每层自动喷水灭火系统横干管上设微动开关闸阀及水流指示器，在消防中心显示系统的工作状态。4.辅助灭火系统设计根据建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-90）05年版的要求，应在每个设计单元分别设一定数量的灭火器。该建筑每个设计单元设6具灭火器，共3个配置点， 每个配置点设2具，其规格为MF/ABC5干粉（磷酸氨盐）灭火器。2.4管道及设备安装2.4.1给水管道安装要求1.各层给水管道采用暗装敷设，管材采用PP-R管，采用热熔连接。2.管道外壁离墙面之间的距离不小于150mm，离梁柱及设备之间的距离为50mm。立管外壁与墙、梁、柱净距不小于50mm，支管外壁与墙、梁、柱净距为2025mm。3.给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在上。4.立管通过楼板时应预埋套管，且高出地面1020mm。5.立管上设闸阀，横管上设截止阀。6.管道穿过墙壁时，需预留孔洞，尺寸一般采用d+100mmd+150mm。7.埋在地下的给水管道仍采用给水塑料管，采用热熔连接。8.水泵基础高出地面0.2m，采用自动启动。9.贮水池采用钢筋混凝土，在贮水池上部设人孔，在基础底部设水泵吸水坑（比池底低0.5m）。生活水泵吸水管在消防水位面上设小孔，保证消防贮水量不动用。2.4.2排水管道安装要求1.排水管在垂直方向转弯处，用2个45度弯头连接，管材采用排水塑料管。2.排水立管穿过楼板，按规定尺寸预留孔洞：当d=5075mm时，洞口尺寸250mm200mm当d100mm时，洞口尺寸（d+300）mm(d+200)mm3.立管沿墙敷设时，其管轴与墙面距离不得小于下述规定：当DN=75mm时，L=70mm当DN=110mm时，L =90mm当DN=160mm时，L =110mm当DN=200mm时，L =130mm4.排出管室外检查井至建筑物距离不得小于3m，其中流槽转弯角度不得小于90度。5.立管应设置检查口，离地面1.2m，中间每6层设一个检查口，各支管设有清扫口。 6.排水管材采用UPVC管，用承插式接口。7.检查井用砖砌，井径为1.0m。8.化粪池做法，根据给排水标准图集，使其与建筑物的距离不小于5.0m。2.4.3消防管道安装要求1.消火栓系统（1）消火栓给水管道的安装与生活给水管道的安装基本相同。（2）管材采用镀锌钢管，采用丝扣连接。（3）消火栓立管管径为100mm，消火栓口径为65mm，水枪喷嘴直径为19mm，水龙带长度为25m。（4）顶层设试验消火栓。（5）为了使每层消火栓出水流量接近于设计值，须在消火栓前装设减压孔板。（6）消火栓应设在明显易于取用的地点，栓口离地面高度为1.1m。2.自动喷水灭火系统（1）管道均采用镀锌钢管，采用丝扣连接。（2）吊架和支架的位置以不妨碍喷头为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头的距离应小于0.7m。（3）为防止高层和低层喷头喷水量与设计值不一样，须设减压孔板。（4）报警阀应设在距地面0.81.5m的范围，并且管理方便。水力警铃应设在报警阀附近。连接管道采用镀锌钢管，长度不超过6m时，管径应为15mm；大于6m时，管径应为20mm，而管道总长度不应超过20m。（5）供水干管应设分隔阀门。阀门布置应保证某段供水管检查或发生事故时，关闭报警阀数量不超过3个。（6）装置喷头的场所，应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。（7）一般在喷头之间的每段配水管上至少安装一个吊架，吊架的间距不应大于3.6m。（8）喷头喷水时，为防止管道产生大幅度的晃动，在配水立管、配水干管与配水支管上应再附加防晃支架。3 设计计算3.1室内给水系统设计计算3.1.1用水量标准的确定根据原始资料和建筑平面图，计算出宾馆部分的床位数，以及商场、办公室、咖啡厅的使用面积。根据建筑性质和卫生设备的完善程度，由室内给水排水设计手册查得相应用水量标准，计算出最高日用水量，并由相应小时变化系数求出最大时用水量，详细计算如表1所示。表1 综合楼用水量表序号用水点名称 用水量标准使用人数 用水时间 时变化系数日用水量平均小时用水量最大时用水量升/（人*天）人时K立方米/天立方米/时立方米/时1宾馆客房5002242421124.679.33职工100100242.5100.421.042商场顾客81082828.661.082.16职工10025082253.1256.253咖啡厅顾客20升/（人*次）700人次122141.172.33职工10升/（人*次）500人次12250.420.834办公50升/（人*次）2010210.10.25空调补水361.51.56绿化21.171.252.367其它31.751.873.5468累计264.5815.6129.5463.1.2给水分区的确定已知市政管网常年可资用水头0.28MP，故将该建筑分两区：负一层四层（5.0到20m）为区，由市政管网直接供水，采用下行上给的给水方式；五层十二层为2区，由水泵水箱联合供水，采用上行下给的给水方式。3.1.3生活消防贮水池体积的计算贮水池设在地下一层，其有效容积为：=483按两倍最大时用水量计按火灾持续时间内室内消防用水量计按一小时自动喷水灭火系统用水量计负一层层高5.0m，设池深4.5m，埋地1.0m，则池面积：S=/H=483/4.5=107.33，取池长11m,池宽9.8m，分两格。3.1.4低区给水水力计算计算简图如图2，计算表格如表2。表2 低区公共卫生间给水管道水力计算表管 段编 号卫生器具数量当量设计秒管径流速坡管段长度管段沿程大便器拖布盆洗脸盆小便器总数流量DNv降L水头损失Ngqg(L/s)(mm)(m/s)i（kpa/m）(m)hy=iL0100010.50.1150.500.2750.80.221200021.00.2200.530.2060.80.172400031.50.3200.790.4226.242.633400201.50.3200.790.4220.440.194500233.00.6320.590.1370.460.065602234.60.94400.570.0970.950.076722235.62.52700.650.0720.90.077842236.62.64700.690.0800.90.078962237.62.75700.720.0865.980.519101244615.23.44800.610.0525.000.2610111866922.83.96800.720.0968.900.85累计0.512(mH2O)备注：1.按商场公厕计算2.大便器当量为0.5，计算结果附加1.1后为其设计秒流量3.06管段均按额定流量累加值计4.给水管材为PP-R管3.1.5高区给水水力计算表31 五层十一层单层给水水力计算表管 段编 号卫生器具数量当量设计秒管径流速坡管段长度管段沿程浴盆洗脸盆大便器总数流量DNv降L水头损失Ngqg(L/s)(mm)(m/s)i（kpa/m）(m)hy=iL121001.00.2200.530.2060.380.078232002.00.4250.610.1880.840.18430010.51.45400.870.2060.40.027352023.01.97500.760.1190.660.079652123.752.07500.790.1231.90.234572224.52.16500.820.1990.130.026累计 0.062(mH2O)备注：1.按宾馆计算2.器当量为0.5，计算结果附加1.1后为其设计秒流量3.13管段均按额定流量累加值计4.给水管材为PP-R管1.五层到十一层单层给水水力计算计算简图如图31，计算表如表31。2.JL2第12层给水水力计算计算简图如图32，计算表如表32。表32 JL2第12层给水水力计算表管 段编 号卫生器具数量当量设计秒管径流速坡管段长度管段沿程大便器拖布盆洗脸盆小便器总数流量DNv降L水头损失Ngqg(L/s)(mm)(m/s)i（kpa/m）(m)hy=iL0100010.50.1150.50.2750.80.221200021.00.2200.530.2060.80.172300031.50.3200.790.4225.292.234501000.750.15150.750.5641.080.615600201.50.3200.790.4220.190.087810000.51.2400.720.1190.490.0588920001.01.8500.680.1000.900.0991040002.01.95500.740.1140.900.10101160003.02.14500.810.2301.980.4631101032.30.45250.690.2330.480.1111662036.12.58700.670.0760.660.0561332267.62.75700.720.0865.970.50累计0.468(mH2O)备注：1.按商场公厕计算2.大便器当量为0.5，计算结果附加1.1后为其设计秒流量3.08以及1211管段均按额定流量累加值计4.给水管材为PP-R管3.JL2立管水力计算计算简图如图33，计算表如表33。表33 JL2立管水力计算管 段编 号当量设计秒管径流速坡管段长度管段沿程总数流量DNv降L水头损失Ngqg(L/s)(mm)(m/s)i（kpa/m）(m)hy=iL0-14.52.16700.560.0743.00.2221-29.02.60700.680.0773.00.2312-313.52.94700.760.0963.00.2883-418.03.22800.580.0483.00.1444-522.53.47800.600.0523.00.1565-627.03.70800.670.0613.00.1986-731.53.91800.700.0663.00.1837-839.14.23800.770.0777.50.578累计0.20(mH2O)备注：1.按宾馆计算2.大便器当量为0.5，计算结果附加1.1后为其设计秒流量3.13管段均按额定流量累加值计4.给水管材为PP-R管同理可计算立管JL3/4/5/6/7/8,计算管径见高区给水系统图。4.屋顶环状管网计算以JL2作为最不利立管，计算可得选用DN100的环状管网，总水头损失为0.26 mH2O。高区用水由JL9集中供到屋顶水箱，因此可得JL9的流量为7.55L/S，管径为DN100，流速为V=0.9m/s，总水损为6.24 mH2O。如图3所示。5.给水引入管的选取本楼为综合楼，计算总管的生活给水设计秒流量，应采用加权平均法确定 ，(1)生活给水设计秒流量为(2)建筑总的设计秒流量为生活给水设计秒流量、消防流量、其它用水量和未预见用水量之和，消防流量，补水时间按48小时计算，即：根据习惯及从安全角度考虑，该楼给水引入管拟采用两条，且每一条引入管承担的设计流量为选用DN125的钢管，在引入管上安装LXL-80N水平螺翼式水表。公称直径为80 mm，公称流量为40 m3/h，最大流量为80 m3/h。 水表水头损失 HB = 1.30 kPa 12.8 kPa，满足要求。6.高区水泵选取本建筑的生活水泵与室外给水管网间接连接，从水池抽水，故采用下式计算水泵的扬程：其中 H1贮水池最低水位至配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动洒水喷头位置高度所需的静水压力，kpa； H2水泵吸水管和出水管至配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动喷水喷头管路的总水头损失，kpa； H3配水最不利点或水箱进水口、最不利消火栓、自动喷水喷头所需的流出水头，取配水最不利点的流出水头为H3=10 mH2o。本建筑为水泵、水箱联合供水，生活水泵出水量按最高日流量选用，即,选用的钢管，流速，。管路总长度 总水头损失 所以 选用IS125-40-250离心泵2台（1用1备），转速n =2900 r/min，流量Q = 30 m3/h，扬程Hb = 78 m，功率15 kW，效率 = 53%，水泵基础尺寸为1020 mm400 mm。7.水压校核（1）低区1点为最不利配水点，其所需水压按下式计算：其中， 最不利配水点与引入管的标高差，mH2O； 管路的沿程和局部水头损失之和，mH2O； 水表的水头损失，mH2O； 最不利配水点所需的流出水头，mH2O； H值小于市政给水管网可资用水头0.28 MPa，基本满足低区供水要求，可不必再进行调整。（2）水箱安装高度的校核高区最不利配水点为12层公共卫生间的0点，其几何高度Hz =42.2 m，得水箱出口至最不利配水点的总水头损失为0.26水箱满足最不利配水点所要求的最低水位为（流出水头10 m）：水箱生活贮水最低水位标高为48.37 m小于H1，不满足最不利配水点的水压要求，水箱安装高度不符合要求，需进行局部增压，因此在水箱出水管道上安装管道泵。(3)给水竖向分区减压的计算根据建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）中第2.3.4条规定，分区最低卫生间器具配水点处的静水压，办公楼宜为350到450 kPa，所以高区减压阀设在9层。阀前压力：静水压力为 63.729.4 = 40.3 m =403 kPa阀后压力：设为100 kPa所以比值： = 403/100 4选用定比式减压阀，其定比值为41。3.2室内排水系统计算3.2.1高区排水管道水力计算1.计算公式及参数排水设计秒流量公式： 根据建筑用途确定的系数，取为1.5 计算管段卫生器具排水当量总数 计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流 量，其中生活污水系统=1.5L/S,生活废水系统=1.0L/S。2.高区污水系统计算（1） 如图41.1，高区5至11层采用分流排水方式，其计算表如表41.1。 表41.1 高区5至11层单层污水水力计算管段编号当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径De（mm）坡度i1-24.51.501100.0262-34.51.501100.0263-49.02.041100.026（2）WL2第12层采用合流排水方式，计算简图如图42，计算表如表42。表42 WL2第12层排水水力计算表管段编号 小便器数大便器数拖布盆数洗脸盆数当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径De（mm）坡度i1-210000.30.10500.0264-510000.30.10500.0265-220000.60.20500.0262-630000.90.30500.0267-801004.51.501100.0268-602009.02.04110042.371100.02611-12360027.92.451100.02614-1300101.000.33500.02617-1600111.751.73750.02616-18362130.652.501100.02618-19362231.402.511100.026（3）WL2 立管计算计算简图如图43，计算表如表43.表4-3 WL2 立管计算表管段编号当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径De（mm）坡度i0-131.42.511100.0261-292.041100.0262-340.42.641100.0263-449.42.771100.0264-558.42.881100.0265-667.42.981100.0266-776.43.071100.0267-885.43.161100.026 （4）WL3/4/5/6/7/8立管计算同理可计算得WL3/4/5/6/7/8立管管径均为De110，坡度均采用塑料排水管标准坡度0.026。（5）收集管计算根据排水流量可计算得收集管管径，见高区污水系统图管径标注。3.高区废水系统计算（1）FL1/2/3/4/5/6/7单层水力计算如图41.2，计算结果如表41.2.表41.2 FL1/2/3/4/5/6/7单层水力计算表管段编号浴盆个数脸盆个数当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径De（mm）坡度i1-2010.750.25500.0262-3021.50.5500.0264-5103.01.3750.0265-3206.01.44750.026（2）FL1/2/3/4/5/6/7立管水力计算 同理可计算得FL1/2/3/4/5/6/7立管管径均为De75,见高区废水系统图标注。（3）收集管计算经计算可得收集管管径，见高区废水系统图管径标注。3.2.2低区合流排水管水力计算计算简图如图5，计算表如表5。表5 低区排水水力计算表管段编号当量总数Np设计秒流量qu（L/s）管径De（mm）坡度i0-131.42.511100.0261-262.82.931100.0262-394.23.251100.0263.2.3化粪池容积的计算化粪池有效容积的计算公式：其中， 设计总人数（或床位数）； 使用卫生器具人数与总人数的百分比，集体宿舍取70%，办公室取40%，商场取10%，活动室取10%； 每人每日排水量，L/capd；生活污水与生活废水分开排放，生活污水量取30 L/capd； 每人每日污泥量，L/capd；生活污水与生活废水分流排放，取 a = 0.4 L/capd； 污水在化粪池内停留时间，h；取t = 12 h； 污泥清掏周期，d；取T = 180 d； 新鲜污泥含水率，取b = 95% 化粪池内发酵浓缩后污泥的含水率，取c = 90% 污泥发酵后体积缩减系数，取k = 0.8 清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取m = 1.2将b、c、K、m代入上式得化粪池选型：选用钢筋混凝土化粪池12-75B10,有效容积75m3,采用2格，第一格容积占总容积得70%，第二格各占30%。3.2.4通气立管计算高区设伸顶通气立管和专用通气立管，通气立管分别与生活污水立管和生活废水立管连接。通气立管的管径与生活污水立管管径相同均为De110。根据汇合通气管不应小于所连接的较小一根立管管径，取m=0.25，则其汇合通气管管径按下式计算：，所以，取为De200。结合通气管每隔2层连接排水管，结合通气管管径为De110。低区设侧壁通气管，管径为De110。3.2.5地下室集水坑及排污泵计算1.排污泵选择消防井电梯排水，发生火灾1 h内有1/2消防流量Q1 = 流入集水井；发生火灾1 h后，按2/3消火栓流量Q2 = 流入集水井。采用3台排水泵用于消防电梯井排水，每台水泵设计流量为Q = 10 L/s。采用DN110PVC压水管，v=0.93m/s，1000i=7.28。选用PWAC型污水泵，转速n =1450r/min，流量Q = 36 m3/h，Hp = 10 m，电机功率为4 kW，效率 = 54%，设于集水井中。2.集水井计算集水井用于贮存15min的一台潜污泵流量，集水井容积V=106015 = 9 m33.室外排水管网户外排水管道根据室外排水设计规范，选用DN300，坡度一律采用0.3%。3.3室内消防系统的设计计算3.3.1消火栓系统的设计计算1.消火栓的用水量该综合楼属于一类建筑，根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）规定，室内消火栓用水量为30L/s，室外消火栓用水量为30 L/s。每根竖管最小流量为15 L/s，每支水枪最小流量为5.0 L/s。选择口径为65 mm的消火栓，喷口直径df = 19 mm，衬胶水龙带长度Ld = 25 m。2.消火栓布置根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有2支消火栓的水枪充实水柱同时到达。（1）根据规范要求，其水枪充实水柱长度Hm不应小于10 m。故Hm取为12 m。（2）消火栓保护半径消火栓保护半径按下式计算：其中， 水带展开时的弯曲折减系数， 取 水带长度，25 m 水枪充实水柱倾斜45时的水平距离，该建筑层高为3.0 m，受层高限制则有，（3）消火栓的布置根据以上数据，应在各层布置4个消火栓（见各层平面），方能满足规范要求。3.消火栓系统的水力计算（1）消火栓栓口处所需压力的计算消火栓栓口处所需压力按下式计算：其中， 水枪喷嘴处压力，kPa； 水龙带水头损失，kPa； 消火栓栓口水头损失,按Hk = 20 kPa计算1）的计算查建筑给水排水工程表3.2.6，则有2）的计算查建筑给水排水工程表3.2.6得，再按公式 kPa计算，其中为水带的阻力系数，查建筑给水排水工程表4-10得衬胶水带 Az = 0.00172，则有 （2）消防立管管径的确定考虑到着火时，最不利消防立管上出水水枪数为3支，故消防立管的流量为，消防立管选用DN100钢管，查钢管水力计算表得流速v = 1.73m/s，1000i = 60.129。(3)消防环管管径的确定该建筑室内消防用水量为30 L/s，故考虑着火点处需要6股水柱同时作用，消防环状给水管选用DN150钢管，查钢管水力计算表得流速v = 2.12 m/s，1000i = 54.271。(4)总水头损失的计算 1）高区总水头损失的计算屋顶试验消火栓到贮水池最低水位的管道长度为高区环管长度为 则管路的沿程水头损失为管路的局部水头损失按沿程水头损失的10% 计，则总水头损失为 2）低区总水头损失计算 底部管网到四层立管管道长度 底环环管长度为则管路的沿程水头损失为管路的局部水头损失按沿程水头损失的10% 计，则总水头损失为4.消防水泵的选择（1）消防水泵的流量消防水泵的流量按室内消火栓消防用水量确定，故（2）消防水泵的扬程 1）高区消防泵扬程消防水泵的扬程按下式计算：其中， 最不利消火栓栓口处所需压力，mH2O； 管网的总水头损失, mH2O； 最不利消火栓与水池最低水位的高差，mH2O； 2）低区消防泵扬程消防水泵的扬程按下式计算：其中， 最不利消火栓栓口处所需压力，mH2O； 管网的总水头损失, mH2O； 最不利消火栓与水池最低水位的高差，mH2O； s（3）消防水泵的选型 1）高区消防泵选型 根据确定的流量和扬程，选用IS125-100-250离心泵1台，转速n =2900 r/min，流量Q = 33.3 L/S，扬程Hb = 87 m，功率75 kW，效率 = 66%，水泵基础尺寸为1820 mm670 mm。 2）低区消防泵选型根据确定的流量和扬程，选用IS125-100-400离心泵1台，转速n =1450 r/min，流量Q = 33.3 L/S，扬程Hb = 48.5 m，功率30 kW，效率 = 67%，水泵基础尺寸为1620 mm600 mm。5.压力校核 由于水箱高度已定，则需校核水箱高度是否满足最不利消火栓所需压力。最不利供水方式为水箱12层最不利消火栓，选取管径DN150，Q=30L/s时，A=0.00003395水箱至最不利消火栓的沿程水头损失为 水箱应满足最不利消火栓压力要求的最小安装高度为但实际上水箱与最不利层消火栓的安装高度距离为48.37-42.10 = 6.27 mH2O 20.30 mH2O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。6.局部增压根据高层民用建筑设计防火规范（GB500045-95）的规定：气压给水设备的气压水罐其调节水量不应小于300 L，取为采用隔膜式气压罐，则 = 1.05，取 气压罐低压：P1 = 20.06 mH2O =200.6 kPa气压罐高压：增压泵的启动压力：增压泵的停止压力：7.消火栓减压孔板的计算为了使各层消火栓栓口处的压力接近Hxh，需在下层消火栓前设减压设施（采用减压孔板），以降低消火栓栓口处的压力，从而保证消火栓的正确使用（当消火栓栓口处的动水压力不超过0.50 MPa时，可考虑不设减压设施）。减压孔板的设计根据最不利立管进行，其余立管均应满足水压要求，而不致于出现水压不足。减压孔板的选择是根据水泵工况时各层消火栓口的剩余水头来决定的。（1）各层消火栓口的剩余水头按下式计算：其中， 消防水泵的扬程，mH2O； 水池最低水位至计算层消火栓栓口的垂直高度所要求的静水压力，mH2O； 水池至计算层消火栓的管路沿程水头损失和局部水头损失之和，mH2O； （mH2O） 消火栓栓口处所需压力，mH2O； （mH2O）计算结果见表6。（2）换算剩余水头按下式计算：其中， 为水流通过孔板后的实际流速，消火栓流量Q = 5.0L/s，消火栓管道管径为DN65，则有 =0.44Hs （mH2O）根据计算的查建筑给水排水设计手册选用减压孔板孔径。计算结果见表6。（3）水泵结合器按高层民用建筑设计防火规范7.4.5.1条规定：每个水泵结合器的流量应按10 15 L/s计算。本建筑室内消火栓系统设计水量为30.0L/s，故每个消防分区水泵结合器的数量为3个，共6个，型号均采用SQB150。表6 消火栓系统管道调压孔板的计算表（高区）楼 层标 高标高差hHsH孔 径d编 号(m)(m)(m)(m)(m)(mm)1241.046.57.97 12.47 5.49 1138.043.57.77 15.67 6.89 1035.040.57.57 18.87 8.30 932.037.57.37 22.07 9.71 829.034.57.18 25.26 11.12 726.031.56.98 28.46 12.52 623.028.56.78 31.66 13.93 30520.025.56.58 34.86 15.34 293.3.2闭式自动喷水灭火系统的设计计算1.设计基本数据根据自动喷水灭火系统设计规范(GB500084-2001)，此建筑的火灾危险等级属于中危险级，故其设计喷水强度为6 L/minm2,设计作用面积为200 m2，系统喷头的工作压力为0.10 MPa，设计喷水量为20L/S，设计火灾延续时间为1h，最不利喷头处喷头最低压力为0.10 MPa。2.喷头的选用和布置本设计采用作用温度为68 闭式标准喷头。喷头的水平间距一般为3.6 m，个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.5 m，不大于1.8 m。3.水力计算按作用面积法进行计算。按正方形布置，边长为14.15米，作用面积内喷头数16个。布置形式如图6所示。（1)最不利喷头工作压力为0.10MPa，其喷头出水量为（2）作用面积内的设计秒流量为（3)理论设计秒流量（4)作用面积内的计算平均喷水强度（5）喷头保护半径（6）作用面积内最不利点处4个喷头组成的保护面积每个喷头的保护面积：但由自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）表7.1.2的规定，应取为12.5。其平均喷水强度：（7）系统所需水压喷洒泵设计流量Qb = 30 L/s，喷淋泵扬程按公式其中， 最不利喷头压MPa10 mH2OHpi 最不利喷头与贮水池之间垂直几何高度，Hpi =44.8(-5.5) =50.3m 管网中计算管路总水头损失。管段总水头损失（局部水头损失按沿程水头损失的20%计）Hkp 湿式报警阀水头损失，取为2 mH2O 喷洒泵扬程 选择IS100-65-315B离心泵2台（1备1用），转速n2900 r/min，流量Q = 25.2 L/s，扬程Hb = 103 m，功率为7.5 kW，功率= 62%，水泵基础尺寸为1270mm490mm。4.压力校核由于水箱高度已定，则需校核水箱高度是否满足最不利喷头所需压力。最不利供水方式为水箱报警阀12层最不利喷头，选取管径DN125，Q=20L/s时，A=0.0000862水箱至