徐州市芙蓉小镇建筑给水排水工程设计【含CAD图纸+文档】
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图书分类号：密 级：毕业设计(论文)半岛蓝湾大酒店给水排水工程设计THE DESIGN OF BUILDING WATER AND WASTEWATER ENGINEERING FOR THE PENINSULA ISLAND RESORT HOTEL 学生姓名学院名称专业名称指导教师20xx年月日xxx学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日xxx学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本毕业设计为徐州市芙蓉小镇一栋13层综合楼给水排水设计。建筑物占地面积9963.65m2、建筑物高度45.30m，地下一层，地上13层，主要包括室内生活给水系统、室内消防给水系统、室内排水系统、室内热水给水系统四个部分。本文针对某市一高层商住楼，结合对设计标准、规范的理解，对该建筑的给水系统、排水系统、消火栓给水以及自动喷洒给水系统，主要以设计计算说明的形式，进行了初步探讨。生活给水系统：采用分区给水，共计两个区。一层至三层为低区，由市政管网直接供水。四至十三层为高区，采用水泵和水箱联合供水。排水系统：采用污、废水分流制，排水系统设伸顶通气管，污水经化粪池处理后排入市政污水管网。消防系统：采用消火栓给水系统，室内消火栓给水系统采用临时高压给水，由消防水池、加压泵、供水管、阀门、室内消火栓等组成。火灾初期10min的用水量由屋顶消防水箱供给，正常供水由消防水泵从贮水池内抽取。热水系统：采用封闭式机械循环热水系统，分区情况与冷水系统一致，热水系统采用容积式水加热器供应。给水系统和热水系统均采用PPR给水管材，排水系统采用塑料排水管，消火栓给水系统采用热镀锌钢管。关键词 建筑；建筑给水排水；高层建筑AbstractThis graduation design is Xuzhou City Furong Town of a 13 floor building water supply and drainage design. The building covers an area of 9963.65 m2, building height of 45.30 m, the underground floor, the ground layer 13, includes four parts mainly indoor living water supply system, indoor fire water supply system, drainage system, indoor indoor hot water supply system.In this paper, aiming at the city of a high-rise building, according to the design standard, the understanding of the specification, the water supply system, the drainage system, fire hydrant and sprinkler water supply system, mainly in the design calculation shows how the form, has carried on the preliminary discussion.Life water supply system:By the water, a total of two district. One layer to three layer for low area, by the municipal water supply pipe network directly. Four to thirteen layers for high, the water pump and tank joint water supply.Drainage system: the sewage, waste water seperate system, drainage system equipped with the ventilating pipes, sewage is treated in the septic tank is discharged into the municipal sewage pipe network.Fire protection system:The fire hydrant water supply system, fire hydrant water supply system by using a temporary high-pressure water supply, fire water, pressure pump, water supply pipes, valves, fire hydrant etc. The early fire 10 min water from the roof tank fire water supply, fire water pump from the tank by extraction.Hot water system:Using a closed mechanical circulating hot water system and cooling water system, the partition consistent, hot water system using volumetric water heater supply.Water supply system and hot water system adopts PP - R pipe for water supply, drainage system with plastic drainage pipe, fire hydrant water supply system using hot galvanized steel pipe.Keywords building building water supply and drainage high-rise build49目 录1 绪论11.1毕业设计的原始资料及相关数据11.2毕业设计(论文)的内容和要求11.2.1毕业设计内容32 设计说明书32.1 建筑给水系统32.1.1系统的组成32.1.2给水管道布置和敷设32.1.3竖向分区42.1.4给水水方式的选择42.1.5给水管道布置与安装42.2建筑排水工程62.2.1排水方式的选择62.2.2排水系统的组成62.2.3排水管道设置及安装要求62.3 建筑消防系统82.3.1设计方案比选82.3.2系统的组成102.3.3 消火栓系统管道的布置与敷设102.3.4 设计原则102.3.5 消火栓的设计112.3.5 自动喷水灭火系统的组成112.3.6 自动喷水灭火系统管道的布置与敷设112.3.7 自动喷水灭火系统的设计122.4建筑热水工程132.4.1热水供应系统类型132.4.2热源的选择132.4.3热水制备系统的选择142.4.4热水系统的组成142.4.5管材及附件的选用142.4.6管道的布置与敷设153设计计算书163.1建筑给水系统设计计算163.1.1用水量标准及用水量计算163.1.2设计秒流量计算163.1.3低区给水水力计算173.1.4高区给水水力计算193.1.5设备的计算与选择213.2消火栓系统计算213.2.1消火栓设计基本数据213.2.2消火栓的布置223.2.3消火栓系统水力计算233.2.4消防泵的确定253.2.5消防贮水池和消防水箱的确定263.2.6减压孔板的计算273.2.7水泵接合器273.3自动喷水灭火系统计算273.3.1设计基本数据273.3.2喷头及管网布置273.3.3系统的水力计算283.3.4喷淋水泵的选择313.3.5水泵接合器313.4热水工程系统的计算313.4.1热水量计算313.4.2耗热量计算323.4.3热媒耗量计算333.4.4加热设备选择计算333.4.5热水配水管水力计算343.4.6循环水泵的选择计算363.5排水工程系统的计算363.5.1排水系统的类型363.5.2排水量标准及设计秒流量373.5.3排水管网水力计算373.5.4通气立管的计算43结论44致谢45参考文献471 绪论1.1毕业设计的原始资料及相关数据(1) 芙蓉小镇住宅基础资料该建筑位于徐州市区，是一综合性民用建筑，建筑面积为9963.65m2，建筑高度45.30m，工程地质条件良好，室外地面标高90.50m。地下一层为停车场，地上一三层为商场，四十一层为住宅用房，十二层为储藏室，十三层机房，住宅给水采用分户计量一户一表，屋顶设消防水箱。各层高度如下：地下一层车库4.80m，商场一层4.5m，商场二层3.9m，商场三层3.9m，住宅标准层3.0m，建筑总高度45.30m。市政管网压力0.30MPa，建筑物北侧和东侧各有一市政给水管，管径DN300mm，管中心标高-1.0m（以室外设计地坪为基准），室外地坪南北标高相同，均为-0.400m；市政排水管道在建筑物南侧，管径为DN400，管顶埋深2.5m。建筑附近有足够压力的蒸汽热源。(2) 提供建筑物地下一层平面图、首层平面图、二层平面图、三层平面图、住宅标准层平面图、屋顶水箱间平面图。(3)气象资料： 年平均温度14.2，最热月平均气温31.6，最高气温40.6，最冷月平均气温-4.1，最低气温-22.6，土壤冻结最大深度24cm，年平均降水量869.9 mm，日最大降水量213.0 mm，相对湿度平均：71%，冬季61% ，夏季70%，全年主导风向为偏东风，平均风速3 m/s，最大风速19.3m/s，积雪最大厚度24cm，基本雪压0.35KN/m2。1.2毕业设计(论文)的内容和要求1.2.1毕业设计内容完成建筑给水、排水、热水、消防系统设计的初步设计。要求完成一套完整的设计计算书、说明书。应包括： 给水、排水、热水、消防管网的布置方式选择及对比论证，详细设计计算。具体包括以下设计内容：1)布置各卫生间卫生器具；2)初步确定给水、排水、热水、消防管网的布置方式；3)布置各层给水、排水、热水、消防管道；4)绘制给水、排水、热水、消防管网的计算简图，并列表进行计算；5)根据计算结果，最终确定给水、排水、热水、消防管网的布置方式；6)计算选择各种设备；确定设备间的位置；确定技术层的平面布置方式； 7)计算室外给排水管道。1.2.2毕业设计要求1)通过毕业设计，熟悉并掌握建筑给排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计一般建筑给排水工程的初步能力。2)每位同学按毕业设计任务书，结合各自的题目要求，独立完成设计说明（计算）书（字数1万2.5万字）及设计图纸一套（不少于10张图纸，按1号图计）。3)毕业设计说明（计算）书撰写必须符合徐州工程学院毕业设计(论文)撰写规范（试行）的有关要求。4)设计说明（计算）书应包括与设计有关的分析说明及计算，要求内容系统完整，计算准确，言简意赅，准确、完整地表达设计意图及过程，书写规范工整、图文并茂，装订整齐。5)设计图纸应符合制图标准及有关规定，内容完整，布局合理，正确清晰，能较好地表达设计意图。表1-1 毕业设计应完成的技术文件说明（计算）书一本；设计图纸一套。图纸绘制包括以下内容：1)给水排水平面图； 2)给水、排水、热水、消防系统图，卫生间大样图；3)设备间平面布置图；4)室外给排水管道布置图。 2 设计说明书2.1 建筑给水系统2.1.1系统的组成本设计的建筑给水系统由引入管，贮水池，水泵，小区给水管，水表节点，室内给水管道，气压罐设备组成。2.1.2给水管道布置和敷设原则：(1）室内生活给水管道宜布置成枝状管网，单向供水(2）给水管道不得敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。给水管道不宜穿越橱窗、壁柜、给水管道不得穿过大便槽和小便槽，且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。(3）给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝。如必须穿越时，应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。(4）塑料给水管道不得布置在灶台上边缘；明设的塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m，据燃气热水器边缘不宜小于0.2m。达不到此要求时，应有保护措施。给水管道暗设时，应符合下列要求：(1）不得直接敷设在建筑物结构层内；(2）管和立管应敷设在吊顶、管井、管窿内，支管宜敷设在楼（地）面的找平层内或沿墙敷设在管槽内；(3）敷设在找平层或管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm；(4）敷设在找平层或管槽内的给水管管材宜采用塑料、金属与塑料复合管材或耐腐蚀的金属管材；(5）敷设在找平层或管槽内的管材，如采用卡套式或卡环式接口连接的管材，宜采用分水器向各卫生器具配水，中途不得有连接配件，两端接口应明露。地面宜有管道位置的临时标识。本设计的立管布置在管井内，支管敷设在楼面的找平层内，采用塑料管。在进户管上安装水表，统一计量水量。2.1.3竖向分区本设计为一幢层的高层建筑，因城市常年可资用水头远不能满足用水压的要求故需考虑加压提升供水。根据建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009版）规定：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45 MPa，特殊情况下不宜大于0.55 MPa。本设计的建筑为住宅，以避免水压过高给用户用水带来不便，其最佳使用水压宜为0.20.3MPa。为了住宅的用户使用舒适，采用0.3MPa左右为分区压力。各分区最不利配水点的水压应满足用水水压的要求。故本次设计拟将给水系统分为二个区，低区是1-3层，由市政管网直接供水，高区4-13层，高区有屋顶水箱供水。2.1.4给水水方式的选择给水方式选择原则：（1）尽量利用外部给水管网的水压直接供水。在外部管网水压和流量不能满足整个建筑物的用水要求时，则建筑物下层应利用外网水压直接供水，上层可设置加压和流量调节装置供水。（2）给水系统中，卫生器具处静水压力不得大于0.60MPa。各分区最低卫生器具配水点静水压力不宜大0.45MPa，水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施6。（3）建筑高度不超过100m的建筑生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串连供水方式。高层建筑给水方式的其本特征是分区减压。当高层建筑竖向分区以后，最重要的问题就是采用何种加压给水方式，从而确定经济合理、技术先进、供水安全可靠的给水系统。高层建筑加压给水方式是高层建筑给水的核心。常用的给水方式主要包括水泵水箱联合供水、变频泵加压供水和气压给水。气压给水方式用于外网水压经常不足、而室内供水水压允许有一定的波动、不宜设置高位水箱的建筑，而本建筑为住宅，对给水水压稳定性要求较高，因此此设计中不宜选择气压给水方式。故选择水泵水箱联合供水和变频泵加压供水两个方案为备选方案。方案一：屋顶水箱供水。优点：此方案低区由市政管网直接供水，充分利用室外管网水压。中、高区由高位水箱直接供水。水泵能及时向水箱供水，可缩小的水箱容积，又因有水箱的调节作用，水泵出水量稳定，能保持在高效运行。而且水泵的数量减少，设备费用降低，管理维护简单。缺点：水泵动力费用高。方案二：变频泵供水。优点：此方案低区由市政管网直接供水，充分利用室外管网水压。中、高区由变频泵直接供水。不设置水箱，不占用楼层面积，经济效益好。缺点：没有水箱的调节作用，水泵出水量不稳定。而且水泵的数量多，设备费用高，管理维护复杂，泵动力费用高。根据上述比较，方案一的供水安全性比方案二高，且便于系统的维护和水泵管理，故而选择方案一：水泵水箱联合供水。2.1.5给水管道布置与安装高层建筑给水管道的布置应确保供水安全和良好的水力条件，同时不影响建筑的使用和美观，方便维护管理及检修，力求经济合理。（1）室外给水管网，宜布置成环状网，或与市政给水管连接成环状网。环状给水网与市政给水管的连接管不宜少于两条，当其中一条发生故障时，其余的连接管应能通过不小于70%的流量。（2）各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用PP-R管，热熔连接。（3） 给水管段上使用的阀门，应根据使用要求按下列原则选择：需调节流量、水压时，宜采用调节阀、截止阀；要求水流阻力小的部位，宜采用闸板阀；水流需双向流动的管段上，不得使用截止阀。（4） 管道穿墙、板、梁、基础时，应预留洞或者是预埋套管。地下室或地下构筑物外墙有管道穿过时，应采取防火套管。（5）贮水池采用钢筋混凝土结构，贮水池上部入孔、基础底部设水泵吸水坑，贮水池同时配有进出水管，溢流管、泄水管和水位信号装置，为保证水质不受污染，水池底板作防水处理。（6） 管道外壁距墙面不小于150mm，给水管道与各管之间的净距应满足安装操作需要，且不宜小于0.3m。（7）给水管按0.002坡度施工，坡向泄水装置。（8）给水管与排水管道平行交叉时，其间距分别大于0.5m和0.15m，且给水管在排水管的上面。给水管道与热水管道平行时，给水管道在热水管道的右侧、下方。（9）给水管道装毕后进行水压试验，以1.00MPa水压在1小时内压力降不应大于0.05MPa，然后将试验压力降至工作压力的1.15倍稳压2小时，压力降不得超过0.03MPa，同时检查各连接处以不渗不漏为合格。（10）给水管道嵌墙暗设时，应配合土建预留孔槽，其尺寸宜比安装管道的外径大两个规格，且嵌墙暗管墙槽应通顺，槽壁与管外径净距宜取1520mm，且墙槽表面应平整，不得有尖角等穿出物。（11）生活泵集中设于泵房内，所有水泵出水管均设缓闭止回阀，且水泵基础采用减震基础，并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。（12）塑料给水管道不得布置在灶台上边缘，明设塑料给水立管距灶台边缘不得小于0.4m，距燃气热水器边缘不宜小于0.2m。达不到此要求，应有保护措施。（13）明装和暗装的金属管道都要采取防腐措施，以延长管道的使用寿命。通常的防腐做法是管道除锈后，在外壁刷涂防腐涂料。表2-1给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距给水管道名称室内地面(mm)地沟壁和其它管道(mm)梁、柱、设备(mm)排水管备注水平净距(mm)垂直净距(mm)引入管1000150在排水管上方横干管10010050 且此处无接头500150在排水管上方立管管径25323250357510050125150602.2建筑排水工程2.2.1排水方式的选择建筑内部排水体制有分流制和合流制两种。对城市排水系统而言，粪便污水和生活废水统称生活污水。所谓分流制是将雨水和粪便污水、生活废水分流。所谓合流是指雨水和粪便污水，生活废水合流。而在建筑内部排水系统中，雨水系统必须独立设置。所谓分流与合流通常是指粪便污水与生活废水是分别设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。分流与合流制的选择应根据污水性质、污染程度，结合室外排水体制和有利于综合利用与处理要求确定。通过对该住宅楼工程当地自然条件的分析和设计任务书的要求，参照规范的相关规定，综合确定排水方案。（1）根据环保要求，结合室外排水系统的设置，该建筑采用分流制排水系统。生活污水经过化粪池处理后与生活废水合并排入城市管网。（2）地下室排水采用污水泵提升排入室外城市污水管网。2.2.2排水系统的组成本建筑排水系统的组成包括卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、污水泵、集水井，化粪池等。2.2.3排水管道设置及安装要求高层建筑的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。（1）排水顺畅、水力条件好为使排水管道系统能够将室内产生的污废水以最短的距离、最短的时间排出室外，应采用水力条件好的管件和连接方法。排水支管不宜太长，尽量少转弯，连接的卫生器具不宜太多；立管宜靠近外墙，靠近排水量大、水中杂质多的卫生器具；排出管以最短的距离排出室外，尽量避免在室内转弯。（2）保证设有排水管道房间或场所的正常使用在某些房间或场所布置排水管道时，要保证这些房间或场所正常使用，如横支管不得穿越有特殊要求的生产厂房、食品及贵重商品仓库、通风小室和变电室；不得布置在遇水易引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备上面，也不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调场所的上方。（3）保证排水管道不受损坏为使排水系统安全可靠的使用，必须保证排水管道不会受到腐蚀、外力、热烤等破坏。如管道不得穿过沉降缝、烟道、风道；管道穿过承重墙和基础是应有预留孔洞；埋地管不得布置在可能受重物压坏处或穿越生产设备基础；湿陷性黄土地区横干管应设在地沟内；排水立管采用柔性接口；塑料排水管道应远离温度高的设备和装置，在汇合配件处设置伸缩节等。（4）室内环境卫生条件好为创造一个安全、卫生、舒适、安静、美观的生活生产环境，管道不得穿越卧式、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧式相邻的内墙；商品住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户；排水立管仅设置伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底垂直距离小于下表规定的最小距离时，底部支管应单独排出。表2-2最低层横支管接入处至立管底部排出管的最小垂直距离立管连接卫生器具的层数（层）6712131920最下垂直距离（m）0.450.751.203.00（5）施工安装、维护管理方便为便于施工安装，管道距楼板和墙应有一定的距离。为便于日常维护管理，排水立管宜靠近外墙，以减少埋地横干管的长度；对于废水含有大量的悬浮物或沉淀物，管道需要经常冲洗，排水支管较多，排水点的位置不固定的公共餐饮的厨房、公共浴池、洗衣房、生产车间可以用排水沟代替排水管。应按规范规定设置检查口或清扫口。如铸铁排水立管上检查口之间的距离不宜大于10m，塑料排水立管宜每6层设置一个检查口。但在建筑物的最底层和设有卫生器具的二层以上建筑物的最高层，应设置检查口；检查口应在地(楼)面以上1.0m，并应高于该层卫生器具上边缘0.15m。在连接2个及2个以上的大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上，宜设置清扫口。在连接4个及4个以上的大便器的塑料排水横管上宜设置清扫口。清扫口宜设置在楼板或地坪上，且与地面相平。在水流偏转角大于45的排水横管上，应设置检查口或清扫口。当排水立管底部或排出管上的清扫口至室外检查井中心的距离大于下表的数值时，应在排出管上设置清扫口。表2-3排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井的最大允许长度管径（mm）5075100100最大长度（m）10121520（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。2.3 建筑消防系统消防给水系统按消防给水系统的给水方式不同可分为消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。目前，在我国100米以下的高层建筑中自动喷水灭火系统主要应用于消防要求高、火灾危险性大的场所；100米以上的高层由于火灾隐患多，火灾蔓延快，人员疏散、火灾扑救难度大，需要设置自动喷水灭火系统；100米以下的建筑主要以消火栓给水系统为主。本设计的建筑是13层的高层， 根据规范建筑高度不超过80米的高层建筑，一旦发生火灾消防车从室外消火栓或消防水池，通过水泵接合器向室内管道送水仍然可以加强室内的管网供水能力，协助救火。故本设计选用消火栓给水系统和自动喷水系统相结合的方式。2.3.1设计方案比选2.3.1.1设计基本参数根据GB5004595（2005年版）高层民用建筑设计防火规范规定：（1）高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统；（2）消防用水可由给水管网、消防水池和天然水源供给；利用天然水源应确保枯水期最低水位时的消防用水量，并应设置可靠的取水设施；（3）室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统；当室内消防用水量达到最大时，其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。本建筑为二类高层建筑，耐火等级为一、二级，属于建筑高度大于50m的办公楼，室内消火栓用水量为20L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s。2.3.1.2室外消火栓给水系统本设计对室外消火栓给水系统不做要求，故忽略室外消火栓给水系统的设计计算。2.3.1.3室内消火栓系统方案比选1.根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防系统可分为三类：（1）无加压泵和水箱的室内消火栓给水系统此种系统常在建筑物不太高，室外给水管网的压力和流量完全能满足室内最不利点消火栓的设计水压和流量时采用；（2）设有水箱的室内消火栓给水系统此种系统常用在水压变化较大的城市或居住区，当生活、生产用水量达到最大时，室外管网不能保证室内最不利点消火栓的压力和流量，而当生活、生产用水量较小时，室外管网的压力较大，能向高位水箱补水。水箱应贮存10min的消防用水量；（3）设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求时，宜设置水泵和水箱。消防用水与生活、生产用水合并的室内消火栓给水系统，其消防泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内管网最不利点消火栓的水压。水箱应贮存10min的消防用水量。经过比较，室外管网不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求，故采用设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统，在地下室设消防泵，在屋顶设水箱。2.按照高层建筑的高度来考虑，室内消火栓给水系统有分区和不分区两种类型。该建筑的建筑高度为45.3m，但由于有自动喷淋系统，故室内消火栓给水系统可不分区。3.按照消防给水压力的不同，消火栓给水系统可分为：（1）高压消火栓给水系统高压消火栓给水系统指管网内经常保持灭火所需水量、水压、不需启动升压设备，可直接使用灭火设备救火。该系统简单，供水安全，有条件时应优先采用。（2）临时高压给水系统临时高压系统有两种情况：一种是管网最不利点周围平时水压和水量不满足灭火要求，火灾时需启动消防水泵，使管网压力、流量达到灭火要求。另一种是管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施来保证，在泵房内设消防水泵，火灾时需启动消防泵使管网压力满足消防水压要求。临时高压给水系统需有可靠的电源，才能确保安全供水。经过比较，该高层建筑火灾时需启动消防水泵，故该建筑采用临时高压给水系统。4.根据消防给水系统的供水范围，室内消火栓给水系统分：（1）独立的消火栓给水系统即每幢高层建筑设置室内消火栓给水系统。这种系统安全性高，但管理比较分散，投资也较大，在地震区、人防要求较高的建筑以及重要建筑物宜采用独立的室内消火栓给水系统。（2）区域集中的消火栓给水系统即数幢或数十幢高层建筑物共用一个泵房的消火栓给水系统。这种系统便于集中管理，节省投资，但在地震区可靠性较低，在规划合理的高层建筑区，可采用区域集中的高压或临时高压消火栓给水系统。综上，该建筑室内消火栓给水系统采用设消防泵、水箱不分区的临时高压独立给水系统。2.3.2系统的组成本设计的消火栓系统由室内消防给水管网，消防水池，室内消火栓，消防水箱等组成。减压消火栓，自动稳压消火栓和水泵结合器组成。2.3.3 消火栓系统管道的布置与敷设（1）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入管不应少于两根，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。（2）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。本设计的消防管材采用热浸镀锌钢管。消火栓单排两股水柱同时到达，消火栓口径为65 mm，水枪喷口直径为19 mm，水龙带为麻织，直径为65 mm，长度为25 m。屋顶设置试验和检查用的消火栓。消火栓应设在明显易于取用地点，栓口离地面高度为1.1 m。2.3.4 设计原则根据高层民用建筑设计防火规范GB50045-95,(2005年版)7.4.6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：（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。（5）消火栓栓口的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.0MPa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，消火栓处应设减压装置。（6）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。（7）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。（8）消防电梯间前室应设消火栓。（9）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。根据以上原则选择设计方案方案一：设水箱的消火栓给水方式宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或是由生活泵向水箱补水）采用。由水箱贮存10min的消防水量，灭火时又水箱供水。方案二：设水泵、水箱的消火栓给水方式宜在室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用。水箱由生活泵补水，贮存10min的消防用水量，火灾发生时先由水箱供水灭火。消防水泵启动后由消防水泵供水灭火。经比较本设计采用第二种方案。2.3.5 消火栓的设计 该建筑物采用设水泵和消防水箱的消火栓的给水方式。消防水箱贮存10min消防水量，火灾发生时先由消防水箱供水灭火，消防水泵启动后由消防水泵供水灭火。根据高规，室内消防流量20L/s，水枪充实水柱长度为12m。消火栓的布置要求有两支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。消火栓距地面安装高度为1.1m，为保证及时灭火，每个消火栓处应设置报警信号装置。消火栓应设置在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处，楼梯间内。消防前室应设消火栓。建筑物屋顶设一个消火栓。寒冷地区应考虑防冻措施。水泵结合器应设于消防车易于到达的地点，同时考虑其附近有供消防车取水的消防水池。2.3.5 自动喷水灭火系统的组成本设计的自动喷水灭火系统组成由加压贮水设备、喷头、管网、报警装置、水流指标器、压力开关、未端试水装置组成。2.3.6 自动喷水灭火系统管道的布置与敷设（1） 喷头布置1)喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。 2)直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表中的规定，且不宜小于2.4m。 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距详见表2-5。（2）除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离，不应小于75mm，且不应大于150mm。 （3）喷头与柱子、排风道、管道井等障碍物平面上的最小距离为600。（4）一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定： 1）湿式系统、预作用系统不宜超过800只；干式系统不宜超过500只。 2）当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。 3）每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。 （5）边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合本规范表501的规定。 （6）直立式边墙型喷头，其溅水盘与顶板的距离不应小于100mm，且不宜大于150mm，与背墙的距离不应小于50mm，并不应大于100mm。水平式边墙型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm，且不应大于300mm。根据以上规定，在自动喷淋系统的设计中，地下室和一层会所均设置自喷喷头，地下室采用上喷喷头，会所采用下喷喷头。本设计工程项目中，本建筑属于中危险级一级，自动喷淋系统均采用镀锌钢管。自喷喷头一律采用闭式玻璃球喷头，喷头公称动作温度为68度，应有库存喷头，数量不小于安装总数的1%，地下室安装直立型喷头，喷头距楼板100mm，一层采用吊顶型喷头，贴吊顶安装。配水管变径采用异径管，不得使用补芯。装设于吊顶内的阀门、水流指示器等均应在吊顶处留有检修孔。2.3.7 自动喷水灭火系统的设计自动喷水灭火系统分类：（1） 湿式系统准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水的闭式系（2） 干式系统准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。（3） 预作用系统准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。（4） 重复启闭预作用系统能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。徐州市冬天的天气气温在470内，则采用湿式自动喷水灭火系统。根据规范中的要求选择湿式喷水灭火系统。本建筑采用湿式报警阀，闭式下垂式装饰型玻璃球喷头（动作温度为68、K=80）和闭式直立式带保护网玻璃球喷头（动作温度为68、K=80），因为湿式自动喷水灭火系统适用环境为470， 玻璃球喷头具有外型美观、体积小、重量轻等优点；每个喷头的保护面积不超过12.5 。喷头采用正方形布置形式，查表喷头与端强的最大距离为1.8 。喷头的最大间距为3.6m，不大于4.0m。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0.6m，不大于1.8 m。根据规范每800个喷头设置一组报警阀组，本次设计设1报警阀，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，每层均设信号阀和水流指示器，其它防火分区和各楼层的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。喷淋管采用钢管。2.4建筑热水工程2.4.1热水供应系统类型建筑热水供应系统按热水供应范围的大小，可分为集中热水供应系统、局部热水供应系统和区域热水供应系统。各系统的优缺点及适用范围如表所示。表2-4热水供应系统类型比较表系统类型系统说明系统优缺点适用场所局部热水供应系统通常采用各种小型加热器，在用水点附近就地加热，供给一个或几个用水点使用供水范围小，管路短，热损失小，系统简单。但系统热效率低，热水成本高，使用不够方便舒适适用于使用要求高，用水点少且分散的建筑集中热水供应系统通常在锅炉房或换热站集中制备热水，用管道系统将热水送至用水点系统供水范围大，设备热效率高，热水成本低，使用方便舒适。但系统较复杂，管网较长，热损失大适用于使用要求高，用水点多且分布较密集的建筑区域热水供应系统在热电厂、厂区性锅炉房或热交换站将水集中加热后，通过市政热力管网输送至整个建筑群便于集中统一维护管理和热能的综合利用，有利于减少环境污染，热水成本低，设备总容量小，占用总面积小，使用方便舒适，保证率高。但设备系统复杂，建设投资高适用于建筑布置较集中，热水用量较大的城市和工业企业热水供应系统类型的选择，应根据使用要求、耗热量、用水点分布、热源种类等因素确定。本设计热水用量大，对热水供应要求较高，休息室要求24h热水供应，并要求热水使用方便舒适，故采用集中热水供应方式。2.4.2热源的选择集中热水供应系统的热源，宜首先利用工业余热、废热、地热和太阳能。当没有条件利用工业余热、废热、地热和太阳能时，宜优先采用保证全年供热的热力管网作为集中热水供应的热源。当区域性锅炉房或附近的锅炉房能充分供给蒸汽或高温水时，宜采用蒸汽或高温水做集中热水供应系统的热媒。当没有上述条件时，可设燃油、燃气热水机组或电蓄热设备等作为供给集中热水供应系统的热源或直接供给热水。2.4.3热水制备系统的选择1.加热设备应根据使用特点、耗热量、热源、维护管理及卫生防菌等因素选择，并应符合下列要求： （1）热效率高 , 换热效果好、节能、节省设备用房 ； （2）生活热水侧阻力损失小 , 有利于整个系统冷、热水压力的平衡 ； （3）安全可靠、构造简单、操作维修方便。 2.选用水加热设备还应遵循下列原则 ： （1）当采用自备热源时 , 宜采用直接供应热水的燃油（气）热水机组，亦可采用间接供应热水的自带换热器的燃油（气）热水机组或外配容积式、半容积式水加热器的燃油（气）热水机组； （2）燃油（气） 热水机组除应满足本规范第 5.4.1 条的要求之外 , 还应具备燃料燃烧完全、消烟除尘、机组水套通大气、自动控制水温、火焰传感、自动报警等功能； （3）当采用蒸气、高温水为热媒时 , 应结合用水的均匀性、给水水质硬度、热媒的供应能力、系统对冷热水压力平衡稳定的要求及设备所带温控安全装置的灵敏度、可靠性等经综合技术经济比较后选择间接水加热设备； （4）当热源为太阳能时 ，其水加热系统应根据冷水水质硬度、气候条件 、冷热水压力平衡要求、节能、节水、维护管理等经技术经济比较确定； （5）在电源供应充沛的地方可采用电热水器。本设计中采用半容积式水加热器，由蒸汽间接加热。2.4.4热水系统的组成整个系统包括高位水箱、加热机组、水泵、热水管网和附件、回水管网、循环泵等。系统流程图为：屋顶水箱加热机组水泵管网配水点回水管网循环泵加热机组。2.4.5管材及附件的选用2.4.5.1热水管材本设计热水系统采用给水聚丙烯热水管，水加热间内采用不锈钢管。聚丙烯热水管具有以下优点：（1）卫生、无毒:本产品属绿色建材，可用于纯净水、饮用水管道系统；（2）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，可免除管道腐蚀结垢所引起的堵塞；（3）质量轻:比重仅为金属管的七分之一；（4）外形美观:产品内外壁光滑，流体阻力小，色泽柔和，造型美观；（5）安装方便可靠:采用热熔连接，数秒钟完成，安全可靠；（6）使用寿命长:在规定的长期连续工作压力下， 使用下寿命可达50年以上。2.4.5.2热水附件（1）控制附件。DN50mm的管道及环网上设置闸阀，DN50mm的管道上设置截止阀。（2）配水附件。根据用户要求安装，通常有配水龙头、盥洗龙头、混合龙头等。2.4.6管道的布置与敷设热水管道的布置与敷设除了应满足给(冷)水管布置敷设的要求外，还应注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。2.4.6.1热水管道的布置热水管道的布置按热水流向分为上行下给和下行上给两种形式。根据生活给水管道的布置形式和相关规范要求，确定下、上区热水管道的布置形式为均为上行下给式。另外，热水管道的布置按循环管路水流路径可分为异程和等程两种。规范要求循环管道应采用同程布置方式，并设循环泵机械循环。2.4.6.2热水管道的敷设热水管道的敷设应满足建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)的下列条款要求：（1）热水管道系统，应有补偿管道热胀冷缩的措施。 （2）上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置，下行上给配水系统，可利用最高配水点放气；系统最低点应设泄水装置。 （3）当 下行上给式系统设有循环管道时，其回水立管可在最高配水点以下 (约0.5m) 与配水立管连接。上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。 （4）当需计量热水总用水量时，可在水加热设备的冷水供水管上装冷水表，对成组和个别用水点可在专供支管上装设热水水表。有集中供应热水的住宅应装设分户热水水表。（5）热水横管的敷设坡度不宜小于0.003。 （6）塑料热水管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，当不能避免时，应在管外加保护措施。3设计计算书3.1建筑给水系统设计计算3.1.1用水量标准及用水量计算查阅新编建筑给水排水工程师手册，地区每层商业区面积约为850 m2，用水定额5L/ m2, 时变化系数Kh=1.5，用水时间T=21h。住宅中三类建筑的日用水定额在180L/pd320L/pd之间，在本设计中取用220L/pd。时变化系数Kh=2.5，用水时间T=24h。每户人口定为3人，中区用水人数为3*4*8=96人。商业区最高日用水量Qd=850*5*31000=12.75m3/d商业区最高日最高时用水量Qh=Kh* QdT=1.5*12.7521=0.91m3/h住宅区最高日用水量Qd=96*2201000=21.12m3/d住宅区最高日最高时用水量Qh=Kh* QdT=2.5*21.1224=2.20m3/h则最高日用水量Qd=9.75+21.12=30.87 m 最高日最高时用水量 Qh=0.70+2.20=2.90 m3/h 3.1.2设计秒流量计算根据建筑物性质，设计秒流量按下式计算： 式（3.1）式中： 计算管段的给水设计秒流量，L/s 计算管段的卫生器具给水当量总数、 根据建筑用途而定的系数 商住区：查建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）中表2.6.4得 = 2.5，k = 0，则有 GB500152003建筑给水排水设计规范第3.6.5条规定：宿舍（、类）、旅馆、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、图书馆、书店、客运站、航站楼、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑的生活给水设计秒流量，应按下式计算： 式（3.2）式中：计算管段的给水设计秒流量（L/s）； 计算管段的卫生器具给水当量总数； 根据建筑物用途而定的系数，见表。注： 如计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均以0.5计，计算得到的值附加1.2 L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量；综合建筑的值应按加权平均法计算。3.1.3低区给水水力计算根据计算用图，下区13层管网水力计算成果如表所示。表3-1低区室内给水管网水力计算表顺序编号管段 编号当量总数设计秒流量管径流速单阻i(kPa)管长沿程水头损失(kPa)10-10.50.1150.580.9851.3681.3521-21.00.2200.620.720.930.6732-32.50.3250.560.4420.6850.3043-44.50.7251.322.140.9191.9754-54.00.8320.840.630.500.3265-65.01.0400.800.470.660.3176-75.51.1400.870.560.660.3787-86.01.2400.950.661.691.1298-96.51.3401.030.760.930.71109-107.01.3401.030.761.881.431111-120.51.0200.310.2080.930.191212-131.00.2500.620.722.031.461313-31.50.3250.560.4420.4780.211414-150.50.1200.310.2080.660.141515-51.00.2250.620.722.01.441616-170.50.1150.580.9851.161.141717-181.00.2250.620.720.870.621818-191.50.3250.560.4420.870.381919-202.00.4250.750.7480.870.652020-213.50.7251.322.141.332.852121-224.00.8320.840.630.330.212222-235.01.0400.800.473.501.642323-245.51.1400.870.561.851.042424-256.01.2400.950.661.010.672525-266.51.3401.030.761.371.042627-280.50.1200.310.2081.010.212728-291.00.2250.620.720.80.582829-201.50.3250.560.4420.6620.292930-310.50.1200.310.2080.8170.173031-221.00.2250.620.723.012.173132-330.50.1250.310.2080.800.173233-341.00.2250.620.720.800.583134-351.50.3250.560.4423.931.733135-362.50.5320.530.260.4250.113236-373.00.6400.320.081.090.0873337-383.50.7400.560.242.330.563438-395.01.0400.800.471.360.643540-410.50.1250.310.2080.80.173641-421.00.2250.620.720.80.583742-381.50.3250.560.4422.180.963843-440.50.1250.310.2081.090.233944-351.00.2250.620.720.800.58402F-1F13.51.8700.510.1073.50.37411F-4518.52.2700.620.1555.20.8133.20kPa低区建筑内给水系统所需水压的计算公式如下： 式（3.3）式中：建筑内给水系统所需的水压；引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa； 引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa； 水流通过水表时的水头损失，kPa； 最不利配水点所需的最低工作压力，kPa。那么：mkPa；kPa；kPa；水表的水头损失可按下式计算： 式（3.4）式中：水表的水头损失，kPa； 计算管段的给水设计流量，； 水表的特性系数，一般有生产厂提供，也可按下式计算：旋翼式水表 ， 式（3.5）螺翼式水表 ，为水表的过载流量，。选LXS-32C型旋翼湿式水表，其最大流量，特性系数为， kPa，满足正常用水时24.5kPa的要求，即kPa。室内所需的压力kPa室内所需的水压小于市政给水管网工作压力0.3MPa，可以满足13层的供水要求，不再进行调整计算。3.1.4高区给水水力计算表3-2 4-13层住宅区的给水管网水力计算表管段编号当量总数设计秒流量（L/s）管径DN()流速v（m/s）每米管长沿程水头损失i（kPa/m）管段长度L（m）管段沿程水头损失（kPa）管段沿程水头损失累计（kPa）0-10.750.15200.390.1230.7960.100.101-21.250.25250.380.0840.8160.070.172-32.450.49320.490.0960.5000.050.223-44.90.98320.960.3321.5370.510.734-59.81.57400.940.2367.2001.702.435-614.71.92401.140.3327.2002.394.826-719.62.21500.840.14128.8004.068.887-824.52.48500.940.1747.2001.2510.138-929.42.71501.030.2022.9500.6010.739-1039.23.13700.810.1083.6000.3911.1210-1178.44.43701.150.1993.6000.7211.8411-12117.65.42800.970.1193.6000.4312.2712-13156.8 6.26 801.130.1543.6000.5512.8213-141967801.260.1883.6000.6813.514-15235.27.6881000.910.0819.0251.5215.02表3-3 4-11层卫生间的给水管网水力计算表管段编号当量总数设计秒流量（L/s）管径DN()流速v（m/s）每米管长沿程水头损失i（kPa/m）管段长度L（m）管段沿程水头损失（kPa）管段沿程水头损失累计（kPa）0-10.50.10200.260.0600.8190.050.051-21.00.20200.530.2061.3540.280.332-31.50.30250.450.1131.1450.130.463-42.00.40250.610.1881.1150.210.674-52.50.47250.720.2514.6541.171.845-63.00.52250.790.2990.8150.242.086-73.50.56250.850.3430.8200.232.317-84.00.60250.910.3863.4041.313.628-94.50.64250.970.4341.0030.444.069-105.00.67251.020.4710.9510.454.5110-115.50.70320.690.1811.4170.264.7711-126.250.75320.740.2013.6000.725.4912-1312.51.06321.030.3763.6001.356.8413-1418.751.30400.780.1733.6000.627.4614-1525.01.50400.900.2173.6000.788.2415-1631.251.68401.010.2713.6000.989.2216-1737.51.84401.100.3273.6001.1810.4017-1843.751.98500.740.1143.6000.4110.8118-1950.02.12500.810.1323.6000.4811.2919-2056.252.25500.840.1473.6000.5311.8220-2162.52.37500.890.1603.6005.9017.7221-2268.752.49500.940.503.6001.819.5222-23752.60500.970.5236.8519.1620.96总管的水利计算总NgqgDNvilhyhy310.27.96801.420.2308.932.052.05注：高区水箱出水管至高区给水横干管的管径为80mm，流速为1.42m/s，管长为8.93m，查水力计算表可得其沿程水头损失为0.205mH2O，即2.05KPa。3.1.5设备的计算与选择3.1.4.1给水加压泵的计算与选择当水泵与室外给水管网间接连接，从贮水池抽水时：式中：水泵扬程 贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，kPa； 水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失，kPa； 最不利配水点的流出水头。由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管侧，选用DN80的钢管，水泵吸水管侧也选用DN80的钢管。压水管长度为115.4m，其沿程水头损失；吸水管的长度为2.0m，其沿程水头损失。故水泵的总水头损失为。水箱的最高水位与底层贮水池最低水位之差：取水箱进水浮球阀的流出水头为20kPa。则水泵扬程 加压泵需将高区的生活用水提升至屋顶高位水箱，故其加压泵的出水量按高区最大时用水量12.79（3.55 L/s）。据此选得50DL-5型水泵两台，其中一台备用。水泵相关参数为：流量Q为9.016.2，总扬程H为66.553.0m，电动机功率N为5.5KW。3.2消火栓系统计算3.2.1消火栓设计基本数据该综合办公楼属于二类建筑，建筑高度为45.3m，采用独立的消防给水系统，根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005年版）规定，室内消火栓用水量为20L/s，同时使用水枪数为4只，每支水枪最小流量为5L/s，最不利情况下，同一立管上同时出水3只水枪，立管最小流量为15L/s。栓口直径为65mm，水带长度25m，水枪喷嘴口径19mm，消火栓的充实水柱为12mH2O。3.2.2消火栓的布置该建筑总长46.9m，宽度15.95m，高度45.3m。根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005年版）规定，消火栓的间距应保证同层任何部位有3个消火栓的水枪充实水柱同时到达，可按式确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。 式中：S消火栓间距，m； R消火栓保护半径，m； C水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.80.9； 水带长度，m； h水枪充实水柱倾斜45时的水平投影距离，m；，对一般建筑（层高为33.5m）由于两楼板间的限制，一般取； 水枪充实水柱长度，m； b消火栓栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑物的不超过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。取水枪的上倾角= 45，则充实水柱长度按下式计算：式中： 室内最高着火点离地面的高度，m； 水枪喷嘴离地面的高度，m；则有，由于该建筑的建筑高度小于100 m，根据规范要求，其水枪充实水柱长度不应小于10 m，故取为12 m。水带长度取25m，展开时的弯曲折减系数取0.9消火栓保护半径： 消火栓采用单排布置，其间距为：，取30m。据此应在走道上布置4个消火栓（间距小于30）才能满足要求。图3-1 室内消火栓布置图设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面1.1m，栓出口方向与布置消火栓的墙壁垂直。建筑内采用同一规格的消火栓，消火栓口径DN65mm ，配备水龙带长度25m，水枪喷嘴口径19mm。3.2.3消火栓系统水力计算3.2.3.1水枪喷嘴处所需的水压枪口所需压力按下式计算：式中：枪口所需压力，kPa； 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数； 实验系数，见建筑给水排水工程(第五版)表3.2.4；水枪充实水柱长度，m。查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数值为0.0097；充实水柱要求不小于10m，选，水枪实验系数值为1.21。则水枪喷嘴处所需压力：3.2.3.2水枪喷嘴的出流量水枪喷嘴出流量按下式计算：式中：水枪的出流量，L/s； 水枪水流特性系数，建建筑给水排水工程(第五版)表3.2.5； 水枪喷嘴处压力，kPa。喷口直径19mm的水枪水流特性系数B为1.577。则水枪喷嘴出流量：5.0 L/s3.2.3.3水带水头损失水带水头损失按下式计算：式中：水带水头损失，m； 水带长度，m； 水带阻力系数，建建筑给水排水工程(第五版)表3.2.6。19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的。本设计也选用衬胶水带。查表知65mm水带阻力系数值为0.00172。则水带水头损失：则消火栓口所需压力：最不利点为12层消火栓处，在满足消防流量5.2L/s时，该消火栓口所需的压力为：3.2.3.4水力计算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x1，出水枪数为3支，相邻消防竖管即x2，出水枪数为3支。式中：0和1点的消火栓距离 01管段的水头损失一点的水枪射流量：进行消火栓给水系统水力计算时，按图 以枝状管路计算，配管水力计算成果见表。表3-3消火栓给水系统配管水力计算表计算管段设计秒流量管长0-15.23.61000.600.08040.2891-210.93.61001.260.3181.1452-317.174381001.980.7834.163-417.17201001.980.7815.64-534.3444.851751460.02241.005-634.3410.61751.460.02240.237 52.43kPa3.2.4消防泵的确定消防水泵的流量，应按满足火灾发生时建筑内消火栓使用总数的每个消火栓的设计流量之和计算。消防泵的扬程按下式计算：式中：消防水泵的压力，kPa； 最不利消火栓所需水压，kPa； 管网的水头损失，kPa； 消防水池最低水位与最不利消火栓的压力差，kPa。由前面计算已知，消火栓系统消防水量为，最不利点消火栓所需的压力，消防水池的最低水位为-5.0m，最不利消火栓的标高为47m，两者之间的高差为52m。管网的水头损失。则消防泵的扬程为：根据前面的计算，选择100DL-4型立式多级消防泵两台，一用一备。水泵性能参数为：Q=20.035.0L/s，H=86.868.0m，N=37KW。3.2.5消防贮水池和消防水箱的确定3.2.5.1消防水池的容积计算根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005年版）规定，当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库，重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3.00h计算，其他高层建筑可按2.00h计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00h计算。本设计室内消火栓用水量20，室外消火栓不计，自动喷水灭火系统用水量21.3，则消防总的用水量为：经过以上的计算得消防水池的有效容积为220.68，地下室层高为5.0m，取水池尺寸为10m4m6m，水池保护高为0.1m，池底标高为-4.8m，水池顶标高为1.0m。3.2.5.2消防水箱的容积计算消防水箱贮水量按10min的室内消防用水量计算。消防水箱容积按下式计算：式中：消防水箱容积，； 室内消防用水总量，L/s； 火灾初期时间，按10min计。为避免水箱容积过大，高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005年版）第7.4.7.1规定，消防水箱的最小贮水量应符合下列要求：一类公共建筑不应小于18；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12；二类居住建筑不应小于6.00。室内消火栓用水量为20L/s，自动喷水灭火系统用水量为21.3L/s，室内消防用水总量为41.3L/s，则消防水箱贮水量为： 经过计算水箱消防储水量大于18，仍可采用18，在此按18设计，尺寸为4.0m(长)3.0m(宽)2m(高)，有效容积为4.03.01.5=18。3.2.5.3消防水箱设置高度的校核高位水箱的设置高度应满足下式要求：式中：高位水箱最低液位与最不利消火栓之间的垂直压力差，kPa；最不利点消火栓所需水压，kPa；管路的总水头损失，kPa。高位水箱最低液位标高为45.3m，最不利消火栓标高为47m，最不利点消火栓所需水压为，管路的总水头损失为，则。即水箱的设置高度不能满足最不利消火栓处所需的水压要求，应设置增压设施。3.2.5.4局部增压根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005）第7.4.8条规定：增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5，对自动喷水灭火系统不应大于1。气压水罐的调节水容量宜为450L。本设计采用稳压泵带小型气压罐的增压方式，稳压泵的扬程为：则气压罐的调节容积采用450L，稳压泵流量为5，扬程为17.427。选用IS65-50-125-2900型稳压泵，电动机功率为3KW。3.2.6减压孔板的计算根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005）规定：当消火栓栓口的出水压力超过50m，应在消火栓处设减压装置。其目的的减少消火栓前的剩余水头，使消防水量合理分配，系统供水均匀；避免高位水箱的贮水在短时间内用完；利于消防人员安全操作。本设计采用减压消火栓，更加方便安全。 3.2.7水泵接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1015 L/s计算。本建筑室内消火栓系统设计水量为40L/s，故水泵结合器的数量为3个，型号均采用SQB150。3.3自动喷水灭火系统计算3.3.1设计基本数据根据自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001 2005年版)，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,设计作用面积为160，系统喷头的工作压力为0.10，火灾延续时间按1.0h计算。3.3.2喷头及管网布置喷头的布置间距要求在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量，喷头的布置形式应根据天花板、吊顶的装修要求布置成正方形、长方形和菱形3种形式。本设计采用长方形的布置形式，计算公式为：式中：R喷头的最大保护半径，m。喷头长方形布置边长最大3.6m，喷头间距不宜小于2.4m，喷头距墙不小于0.6m，不大于1.8m，喷头最大保护面积12.5，个别喷头受建筑物结构的影响，其间距可适当增减。在最不利层设置末端试压装置，其余层均设置泄水阀，废水排入专设的废水立管内。图3-2 喷头布置形式3.3.3系统的水力计算按作用面积保护法计算：1.每个喷头的喷水量为：式中：喷头出流量，； 喷头工作压力，； 喷头流量系数，标准喷头。2.作用面积内的设计秒流量为：式中：系统设计流量，； 最不利点处作用面积内喷头节点的流量，； 最不利点处作用面积内的喷头数。3.理论秒流量为：设计喷水强度为6，作用面积为160，形状为长方形，长边的长度为，取15.2m，短边取11m。则：式中：系统理论设计流量，； 设计喷水强度，；作用面积，。比较与，设计秒流量为理论设计秒流量的1.27倍，符合要求。4. 作用面积内的计算平均喷水强度为：此值大于规定要求65. 按公式可推求出喷头的保护半径： 取。6作用面积内最不利点处4个喷头所组成的保护面积为：每个喷头的保护面积为：，小于喷头的最大保护面积12.5。7.管段的总损失为：每米管道的水头损失应按下式计算：式中：每米管道的水头损失，； 管道内的平均流速，；管道的计算内径，m，取值应按管道的内径减1mm确定。管道内的平均流速应按下式计算：式中：计算管段流量，；计算管段流速系数，其选值见下表，。表3-4流速系数值钢管管径（DN）（mm）152025324050（m/L）5.853.1051.8831.050.80.47钢管管径（DN）（mm）7080100125150（m/L）0.2830.2040.1150.0750.053沿程水头损失应按下式计算：式中：沿程水头损失，； 管道长度，m。图3-3 自喷喷头作用面积计算图表3-5自喷系统水力计算表编号喷头数流量（L/s）管径(mm)计算内径（mm）管长（m）(KPa/m)沿程水损（m）（m/L）V（m/s）0-111.3325243.28.532.731.8832.501-222.6632312.657.622.021.052.792-333.9940390.757.390.550.83.193-445.3250493.63.371.210.472.504-5810.6470693.63.131.130.2833.015-61215.9680793.63.081.110.2043.266-71621.281009911.91.301.550.1152.457-81621.28100994.251.300.550.1152.458-91621.281009958.51.307.540.1152.45 18.39则管道的总损失为：局部水头损失按沿程水头损失的20%计算，采用湿式报警阀、水流指示器取值0.02。3.3.4喷淋水泵的选择喷淋水泵的流量应按照最不利作用面积内的喷头总设计流量计算，为21.3。喷淋泵的扬程按下式计算：式中：最不利点喷头的工作压力，kPa； 最不利点喷头与消防水池最低水位之间的高度压力差，kPa； 报警阀的压力损失，kPa。喷淋水泵的扬程为：根据上面的计算，选择100DL-5型立式多级消防泵两台，一用一备。水泵性能参数为：Q=20.035.0L/s，H=108.585.0m，N=45KW。3.3.5水泵接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1015 L/s计算。本建筑室内自动喷淋系统设计水量为20.0L/s，故水泵结合器的数量为2个，型号均采用SQB150。3.4热水工程系统的计算3.4.1热水量计算按要求取每日供应热水时间为24h，取计算用的热水供水温度为70，冷水温度为5，查建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)热水用水定额表，取60的热水用水定额为150L/人。热水量可按下式计算：式中：最高日热水量，； 用水单位数，人数和床位数； 用水定额，L/人。住宅区的小时变化系数取6.84，则最高日最大小时用水量为：折算成70热水：再按卫生器具1h用水量来计算：共有浴盆32套，取同类器具同时使用百分数b=70，查建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)卫生器具1次和1h热水用水定额及水温表，不带淋浴器的浴盆用水量为250 L/h(40)，热水量可按下式计算：式中：最大时热水量，L/h； 卫生洁具热水的小时用水定额，L/h； 同类型卫生洁具数； 卫生洁具同时使用百分数。那么，最大时热水量为：折算成70热水：比较与，两者结果存在差异，为供水安全起见，取较大者作为设计小时用水量，即。3.4.2耗热量计算 3.4.2.1设计计算依据集中热水系统的设计小时耗热量，应根据小时热水量和冷、热水温差计算确定，可按下式计算：式中：设计小时耗热量，W； 用水计算单位数，人数或床位数；热水用水定额；水的比热，；热水温度；冷水温度；热水密度，kg/h；小时变化系数。3.4.2.2设计计算由，取较大值,且热水温度。生活热水的原水硬度小于300mg/L，根据规范不需要进行水质软化和稳定处理。3.4.3热媒耗量计算3.4.3.1设计计算依据采用蒸汽间接加热时，蒸汽耗量按下式计算：式中：蒸汽耗量，kg/h； 设计小时耗热量，W； 蒸汽的汽化热，kJ/kg。3.4.3.2设计计算建筑附近有足够的蒸汽热源，则绝对压力为0.35MPa，查表知，所以蒸汽耗量为：3.4.4加热设备选择计算拟采用半容积式水加热器。假设蒸汽表压为0.25MPa，相对应的绝对压强为0.35 MPa，其饱和温度为137.9，热媒和被加热水的计算温差：根据半容积式水加热器有关资料，铜盘管的传热系数K为1047，传热效率修正系数取0.7，取1.1，水加热器的传导面积：半容积式水加热器的贮热量应大于15min设计小时耗热量，则其最小贮水容积为：根据计算所得的F、V值，对照样本提供的参数，选择DFHRV-1600-3.5型号的半容积式水加热器，主要技术参数有筒体直径1600mm，总容积3.5，换热面积5.2，壳程为0.6MPa，总高为2420mm，重量为1286kg。3.4.5热水配水管水力计算热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网相同，都按下式计算：只有上区住宅区需要供热水，所以值取2.5。查热水水力计算表进行配管和计算水头损失。计算结果见下表：表3-6热水配水管网水力计算表管段编号卫生器具种类数量当量总数qL/s管径mmVm/s单阻imm/m管长Lm浴盆洗脸盆0-1-1 0.50.10200.7353.01.6820.0891-2111.50.30320.8538.80.100.0042-3223.00.60401.0844.93.60.1623-4446.01.20630.8717.33.60.0624-5669.01.50631.0818.73.60.0675-68812.01.73750.8814.43.60.0526-7101015.01.94750.9817.843.60.0647-8121218.02.12751.0620.26.40.1298-9242436.03.00901.0616.0597.20.1169-10363654.03.671100.868.77.20.06310-11484872.04.241101.0011.328.80.32511-12606090.04.741101.1213.82.950.04112-139696144.06.001101.4220.98055.51.1642.340-1-10.50.10200.7353.01.6820.0891-2111.50.30320.8538.80.100.0042-3223.00.60401.0844.93.60.1623-4446.01.20630.8717.33.60.0624-5669.01.50631.0818.73.60.0675-68812.01.73750.8814.43.60.0796-7101015.01.94750.9817.843.60.0647-8121218.02.12751.0620.25.470.1108-9242436.03.00901.0616.0597.20.11710-12363654.03.671100.868.74.250.0370.791水加热器生活水箱01231312111098456789101112图3-4 热水配水管网水力计算草图上区配水管网计算管路总水头损失为：水箱中生活贮水最低水位为45.3m，与最不利配水点的几何高差为：此值即为最不利点配水龙头的最小静压力。水箱出水口至水加热器的冷水供应管，管径取为DN100，其设计秒流量按4.9L/s计，则查冷水管道水力计算表得知：，故其水头损失为：从水箱出口水加热器最不利配水点，总水头损失为：再考虑50kPa的流出水头后，故水箱的安装高度满足要求。3.4.6循环水泵的选择计算表3-7循环水头损失计算表管路管段编号管长管径循环流量沿程水头损失V水头损失之和iH配水管路2-33.6400.0710.863.100.0947.473-57.2630.0710.402.880.075-66.4750.0710.191.220.036-77.2900.1640.181.300.057-810.8900.2460.303.240.068-914.4900.2460.304.320.068-928.81100.3230.174.900.079-102.951100.3690.210.620.0810-1155.041100.4570.3016.510.08回水管路2-A20.0400.0710.8617.20.0879.49A-B7.2630.1640.463.310.08B-C7.2630.2460.896.400.20C-D28.8750.3230.7220.740.19D-E2.95750.3690.902.650.16E-F14.32750.4571.3419.190.24热水循环水泵采用管道泵，通常安装在回水干管的末端，循环流量按下式计算：式中：循环流量，L/s； 循环附加流量，一般取设计小时用水量的15%，L/s。循环水泵的扬程按下式计算：根据以上计算对循环水泵进行选型，选用G32型管道泵，水泵参数为：流量1.67L/s，扬程10m，转速2800r/min，功率为0.75KW。3.5排水工程系统的计算3.5.1排水系统的类型本建筑各层公共卫生间采用生活污水和生活废水分流制排放；411层宾馆，由于有浴缸，生活废水流量较大，为减小化粪池容积，采用生活污水和生活废水分流排放。3.5.2排水量标准及设计秒流量3.5.2.1排水量标准查建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)中表4.4.4得：洗涤盆排水流量为0.33L/s，当量数为1.00；洗手盆排水流量为0.10L/s，当量数为0.30；洗脸盆排水流量为0.25L/s，当量数为0.75；浴盆排水流量为1.00L/s，当量数为3.00；小便器采用感应式冲洗阀，其排水流量为0.10L/s，当量数为0.30；蹲式大便器采用高水箱，其排水流量为1.50L/s，当量数为4.50；坐便器采用低水箱冲洗（虹吸式），其排水流量为2.00L/s，当量数为6.00。3.5.2.2设计秒流量根据建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)规定：住宅、宿舍（I 、II 类）、旅馆、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、 图书馆、书店 、客运中心 、航站楼 、会展中心、中小学教学楼、食堂或营业餐厅等建筑生活排水管道设计秒流量，应按下式计算： 式中：计算管段排水设计秒流量，L/s； 计算管段的卫生器具排水当量总数； 据建筑物用途而定的系数，按表确定； 计算管段上最大一个卫生器具的排水流量，L/s。表38 根据建筑物用途而定的系数值建筑物名称宿舍（I 、II类）、住宅、宾馆、酒店式公寓、医院、疗养院、幼儿院、养老院的卫生间旅馆和其它公共建筑的盥洗室和厕所间 值1.52.02.5注：如计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计。3.5.3排水管网水力计算3.5.3.1各层水力计算在对芙蓉小镇的排水设计中采用污废水分流制，低区设置2个污水立管和2个废水立管共4个排水管道，高区设置8个污水立管和8个废水立管共16个排水立管。低区排水1-3层表39 废水FL1顺序编号管段 编号卫生器具名称数量/ 当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i洗手盆大便器小便器污水盆坐便器11-210.30.1500.02622-320.60.2500.02633-441.20.30750.02645-610.30.1500.02656-320.60.2500.026表310 污水WL1顺序编号管段 编号卫生器具名称数量/ 当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i洗手盆大便器小便器污水盆坐便器11-216.02.001100.02622-3212.02.621100.02633-44242.881100.02645-616.02.001100.02656-3212.02.621100.026表311 废水FL2顺序编号管段 编号卫生器具名称数量/ 当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i洗手盆大便器小便器盥洗槽淋浴器11-210.30.1500.02622-320.60.2500.02633-4211.60.53750.02644-5412.20.60750.02655-6813.40.66750.02666-71114.30.70750.02678-311.00.33500.02689-1010.30.1500.026910-420.60.2500.0261011-1210.30.1500.0261112-1320.60.2500.0261213-1430.90.27500.0261314-542.20.60750.0261415-1610.30.1500.0261516-1720.60.2500.0261617-630.90.27500.026表312 污水WL2顺序编号管段 编号卫生器具名称数量/ 当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i洗手盆大便器小便器浴盆淋浴器11-216.002.001100.02622-32212.62.641100.02633-45230.63.001100.02644-55230.63.001100.02655-610561.53.411100.02666-714886.43.671100.02678-910.300.10500.02689-1020.600.20500.026910-2126.602.461100.0261011-1216.002.01100.0261112-13212.02.621100.0261213-3318.02.761100.0261314-1516.002.01100.0261415-16212.02.621100.0261516-17318.02.761100.0261618-1916.002.001100.0261719-20212.02.621100.0261820-212112.32.631100.0261921-222212.62.641100.0262022-172312.92.651100.0262117-55330.93.001100.0262223-2416.02.01100.0262324-25212.02.621100.0262425-262312.92.651100.0262526-273318.92.781100.0262627-64324.92.901100.026高区排水1. 污水横支管计算表313 废水FL1顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(L/s)管径(mm)坡度i11-23.01.0750.02622-36.01.441100.02633-46.61.461100.02644-57.51.491100.02656-23.01.0750.02667-30.30.1500.02678-30.30.1500.02689-40.450.15500.026910-40.450.15500.026表314 污水WL1顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i11-26.02.01100.02622-312.02.621100.026表315 废水FL2顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i11-23.01.0750.02622-33.451.15750.02633-43.751.25750.026表316 污水WL2顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i11-26.02.01100.026表317 废水FL8顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i11-20.30.1500.02622-30.60.2500.02634-53.01.0750.02645-63.31.1750.02656-73.751.25900.02668-50.30.1500.026表318 污水WL8顺序编号管段 编号当量总数Np设计秒流量(l/m)管径(mm)坡度i11-24.51.501100.02622-39.02.041100.02633-418.02.261100.02644-518.32.271100.02655-618.62.281100.02669-1
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