某住宅楼建筑给水排水工程设计及管理 毕业设计.doc

毕 业 设 计 题 目 某住宅楼建筑 给水排水工程设计及管理 院 部 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 完成日期 I 目 录 摘 要 IV 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 2 1 2 1 高层建筑给水排水工程设计方法 2 1 2 2 高层建筑给水排水设计的主要内容 3 2 工程概况及设计任务 4 2 1 工程概况 4 2 2 设计资料 4 2 2 1 建筑设计资料 4 2 2 2 城市给水排水设计资料 4 2 3 工程设计任务 4 3 建筑给水系统 5 3 1 给水系统方案的确定及管理 5 3 2 给水管网水力计算 5 3 2 1 设计秒流量 6 3 2 2 中高区给水管网水力计算 7 3 2 3 低区给水管网水力计算 10 3 2 4 水表水头损失计算 11 3 3 设备的计算与选择 12 3 4 管材 13 4 建筑消防水系统 14 4 1 消防给水系统方案的确定及管理 14 4 2 室内消火栓给水系统 14 4 2 1 消火栓的布置 14 II 4 2 2 消火栓口所需的水压 15 4 2 3 校核 16 4 2 4 水力计算 17 4 2 5 其他设施的设计 19 4 3 自动喷水灭火系统 19 4 3 1 自喷系统的布置 20 4 3 2 自喷系统水力计算 20 4 3 3 消防水池容积的计算 23 4 4 室外消防给水系统 23 4 4 1 室外消防给水管网 23 4 4 2 室外消火栓 23 4 5 管材 23 5 建筑排水系统 25 5 1 排水方案及管理 25 5 2 排水管道水力计算 25 5 2 1 排水设计秒流量 25 5 2 2 排水管网的水力计算 25 5 3 管材 29 5 4 消防电梯井底排水 29 6 建筑雨水排水系统 30 6 1 建筑雨水的排放方式 30 6 2 管道的布置与敷设 30 6 3 雨水系统的水力计算 30 6 3 1 雨水流量 30 6 3 2 溢流口计算 31 7 结 论 33 谢 辞 34 参考文献 35 IV 摘 要 在综合对比分析的基础上 设计了锦秀城 8 号高层商住楼的建筑给水系统 建筑排水 系统 建筑消防系统 消火栓给水系统及自动喷水灭火系统 建筑屋面雨水排水系统设 计及管理 给水系统采用分区供水 低区一到二层 由市政管网直接供水 中区三到十二层 高 区十三到二十二层 均采用无负压变频供水 排水系统采用污 废水合流制 底层单独排 放 排水立管设伸顶通气管 污水直接排向市政污水管网 消防系统分消火栓给水系统和 自动喷水灭火系统 其中消火栓系统采用水泵水箱联合供水 屋面雨水排水系统采用檐沟 外排水 给水管采用 PP R 管 排水管采用铸铁管 消防系统均采用钢管 关键词 高层建筑 给水系统 排水系统 消防系统 设计及管理 1 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 及管理 此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计及管理的转变 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 从而实现设计工程及管理的可行性 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及管理 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 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 2 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 不损坏建筑结构 及装饰 不影响周围环境 使系统安全运行 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 首先 对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 其次 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 3 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 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 2 工程概况及设计任务 2 1 工程概况 该楼位于某市区 地上二十二层 地下一层 地下一层为储藏室 地上一 二层为 各家独立商铺 三层以上均为住宅 屋顶设有水箱间 各层高度如下 储藏室 4 75m 商铺一层 4 m 商铺二层 4 6m 住宅三层 2 9m 住宅标准层 2 9m 建筑总高度 66 6m 2 2 设计资料 2 2 1 建筑设计资料 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 标准层平面图 二十二层平面图 屋顶平面图 建筑立面图 2 2 2 城市给水排水设计资料 1 该楼位于某市区 该地区工程地质条件良好 室外地面标高 38 00m 2 市政给水管网提供的最小 最大工作压力分别是 280kPa 500kPa 3 室外给水管道西 北各一条 管径均为 300mm 可供流量为 60L s 管中心距地 面 1 0m 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 建筑给水工程设计及管理 2 建筑消防工程设计及管理 A 消火栓系统工程设计及管理 B 自喷系统工程设计及管理 3 建筑排水工程设计及管理 4 雨水排水工程设计及管理 5 3 建筑给水系统 3 1 给水系统方案的确定及管理 该建筑为高层建筑 市政管网所提供的最小资用水头为 280kpa 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 将该建筑在竖向上分为 3 个供水区 低区为 1 2 层 中区为 3 12 高区为 13 22 层 低区利用市政给水管网供水压力直接供水 中区 和高区采用变频水泵加压供水 本设计采用高区每层均设减压阀的供水方式 采用 Y 型减压稳压阀 阀后压力在 0 2MPa 左右 使供水达到最大舒适度 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 地上一 二层为低区 利用市政管 网供水压力直接供水 3 12 层为中区 13 22 层为高区 中区和高区采用变频调速水 泵供水 机组设置在地下室 给水设备间 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 6 程水头损失 计算管段沿程水头损失 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 根据设计规范 住宅区为普通住宅 最高日生活用水定额取 280L 人 d 小时 变化系数取 2 5 每户 3 5 人 使用时数 T 24 h K 3 2 1 设计秒流量 当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量公式是 3 1 gg NUq 2 0 式中 计算管段的设计秒流量 L s g q 计算管段的卫生器具给水当量同时出水概率 U 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 L s 设计秒流量是根据建筑物配置的卫生器具给水当量和管段的卫生器具给水当量同时 出流概率来确定的 而卫生器具的给水当量同时出流的概率与卫生器具的给水当量数和 其平均出流概率有关 根据数理统计结果得卫生器具给水当量的同时出流概率计算 0 U 公式为 3 2 1 1 49 0 g gc N N U 式中 对于不同的卫生器具的给水当量平均出流概率的系数 c 0 U 卫生器具的给水当量平均出流而计算管段最大用水时概率计算公式为 3 3 0 0 23600 dh g q mk U NT 式中 生活给水管道最大用水时卫生器具的给水当量平均出流概率 0 U 最高日用水定额 L 人 d d q m 用水人数 人 小时变化系数 h k T 用水时间 7 查表知普通住宅 型可取 3 0 0 U 0 U 由 建筑给水排水设计规范 附录 D 可以查出 内插法 g q 一到二层为商场 因此 设计秒流量公式为 0 2 3 4 g q g N 式中 计算管段的生活设计秒流量 L s g q 计算管段的卫生器具当量总数 g N 根据建筑物用途确定的系数 商场 值取 1 5 即设计秒流量为 0 2 0 2 1 5 0 3 L s g q g N g N g N 根据规定 各卫生器具的给水当量如下 淋浴器 0 75 洗脸盆 0 75 坐便 0 5 洗涤盆 1 0 洗衣机水嘴 g N g N g N g N 1 0 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 DN50 DN70 v 1 5m s DN80 及以上的管径 v 1 8m s 3 2 2 中高区给水管网水力计算 中区水力计算用图见图 3 1 计算结果见表 3 1 8 图 3 1 中区给水水力计算用图 表 3 1 中区给水系统水力计算表 计算 管段 编号 当量 总数 g N 设计 秒流量 g q L s 管径 DN mm 流速 v m s 单阻 i kPa m 管长 L m 沿程水 头损失 y h kPa 0 11 00 2150 990 9404 94 606 1 24 750 45250 720 2569 22 134 2 323 751 06321 040 3832 91 111 9 3 447 51 55400 930 2302 90 667 4 571 51 95401 170 3452 90 404 5 6952 30500 870 1532 90 444 6 7118 752 61500 990 1902 90 551 7 8142 52 91501 1060 2452 90 711 8 9166 253 19501 210 2742 90 795 9 101903 45501 310 3142 90 911 10 11213 753 70700 960 1452 90 421 11 12237 53 95701 030 16331 95 200 12 13427 55 69 80 1 03 0 13110 1 31 hy 19 265 kPa 高区水力计算用图见图 3 2 计算结果见表 3 2 10 图 3 2 中区给水水力计算用图 表 3 2 中区给水系统水力计算表 计算 管段 编号 当量 总数 g N 设计 秒流量 g q L s 管径 DN mm 流速 v m s 单阻 i kPa m 管长 L m 沿程水 头损失 y h kPa 0 11 00 2150 990 9404 94 606 1 24 750 45250 720 2569 22 134 2 323 751 06321 040 3832 91 111 3 447 51 55400 930 2302 90 667 4 571 51 95401 170 3452 90 404 5 6952 30500 870 1532 90 444 6 7118 752 61500 990 1902 90 551 7 8142 52 91501 1060 2452 90 711 8 9166 253 19501 210 2742 90 795 9 101903 45501 310 3142 90 911 10 11213 753 70700 960 1452 90 421 11 12237 53 95701 030 16360 99 927 12 13427 5 5 69 80 1 03 0 13110 1 31 11 hy 23 992 kPa 3 2 3 低区给水管网水力计算 低区水力计算用图见图 3 3 计算结果见表 3 3 图 3 2 低区给水水力计算用图 表 3 2 低区给水系统水力计算表 计算 管段 编号 当量 总数 g N 设计 秒流量 g q L s 管径 DN mm 流速 v m s 单阻 i kPa m 管长 L m 沿程水 头损失 y h kPa 0 10 51 2400 950 660 90 594 1 21 51 4500 660 2373 20 758 2 32 251 55500 730 28711 73 358 3 44 51 74500 820 3355 11 709 4 56 751 78500 840 3414 11 398 5 692 00500 940 46012 15 566 6 711 252 10500 990 5050 50 253 12 7 813 52 20501 040 5499 55 216 8 915 752 29501 080 5974 92 925 9 10182 37501 1170 6310 80 505 10 1120 252 45501 1530 671106 71 hy 28 992kPa 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式计算 3 5 d h b g K q2 式中 水表的水头损失 kPa d h 计算管段的给水设计流量 h g q 3 m 水表的特征系数 一般由生产厂提供 也可按下述计算 b K 旋翼式水表 100 2 max Q Kb 螺翼式水表 其中为水表的过载流量 h 10 2 max Q Kb max Q 3 m 水表的水头损失应满足表 3 3 的规定 否则应适当放大水表的口径 表 3 3 水表的水头损失允许值 kPa 表型正常用水时消防时 旋翼式小于 24 5小于 49 0 螺翼式小于 12 8小于 29 4 该楼水流量较小 分户表选用湿式水表 LXS 中高区的分户表 即在管段 1 2 设计秒流量 0 45L s 1 62 选用水表 LXS hm 3 20C 常用流量 2 5 过载流量 5 水表损失hm 3 hm 3 10 50 kPa 1 h 2 max 2 100 Q qg 2 2 5 62 1 100 一层分户水表 设计秒流量 1 55L s 5 58hm 3 13 分户表选用 LXS 32C 常用流量 6 过载流量 12 水表损失hm 3 hm 3 21 62kPa 1 h 2 max 2 100 Q qg 2 2 12 58 5 100 进水总管有两条 均设水表 进水总设 计秒流量为 3 95 3 95 3 45 3 45 2 45 17 25L s 62 1 为了安全 水表均选用 LXL 150N 常hm 3 用流量 150 过载流量 300 每只水表的水表损失hm 3 hm 3 kPa43 0 80 1 6210 10 2 2 2 max 2 Q q h g 总 3 3 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 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 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 25 2 H 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 低区最不利点为大便器 流出水头取 20kPa H 1 2 10 1 25 28 992 21 62 9 20 262 82kPa 280 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 故中高区水泵的出水 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 5 69L s s Q 高区最不利点为洗涤盆 流出水头取 50kPa 所需压力 H 40 65 10 1 25 19 265 10 50 50 491 08kPa 由表 3 2 高区给水设计秒流量为 5 69L s s Q 14 高区最不利点为洗涤盆 流出水头取 50kPa 所需压力 H 69 65 10 1 25 23 992 10 50 50 786 99kPa 该设计中 中高区根据流量和扬程各选用一套无负压变频机组向中高区供水 每层水表 前均设减压稳压阀 3 4 管材 镀锌钢管是我国长期以来在生活给水中采用的主要管材 镀锌钢管质地坚硬 刚度 大 市场供应完善 施工经验成熟 但镀锌钢管也存在着一些问题 管道由于长期工作 镀锌层逐渐磨损脱落 钢体外露 管壁腐蚀 出现黄水 污染水质 污染卫生洁具 长 久的锈蚀使管道断面缩小 水流阻力增大 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 最短使用寿命 50a 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 建筑消防水系统 4 1 消防给水系统方案的确定及管理 根据设计条件 参照 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 2005 年版 以下简称 高规 及 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 2001 2005 年版 确定该建筑为一类建筑 火灾危险等级为中危险级一级 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 2 规定 室内消火栓用水量为 40L s 室外消火栓用水量为 30L 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 15 火系统的喷水强度为 6L min 作用面积为 160 经计算自动喷水灭火系统消防 2 m 2 m 用水量 16L s 60 8160 消防用水总量40 30 16 86L 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 66 6m 属于中危险级 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 的麻织水带 消火栓保护半径可按下列计算公式计算 R 4 1 LsLd 式中 R 消火栓保护半径 m 水带敷设长度 m 考虑水带的转弯曲折应为水带长度乘以折减系数 d L 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 25 0 8 12 sin45 28 49mLsLd 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 11 5m 因此 消火栓 间距为 S 26 07m 22 bR 5 1149 28 22 4 2 2 消火栓口所需的水压 水枪喷嘴处水压 10 1 4 3 q H f m H f m H 16 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 充实水柱取 12m 单个水枪的设计流量 5L s 水枪实验系数值为 1 21 因此 水枪喷嘴处 m H f 所需水压为 10 1 q H f m H f m H 1 21 12 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 19mm 的水枪配 65mm 的麻织水带 查表可知 65mm 的水带阻力系数 值为 0 00430 b 1 577 水枪喷嘴实际出流量 z A 5 16 L s 5 0L s xh qBHq 9 16577 1 因此 水带阻力损失为 0 00430 25 5 162 2 86m d h z A d L 2 xh q 因此 消火栓口所需水压 4 5 kdqxh HHHH 17 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 16 9 2 86 2 21 76m kdqxh HHHH OH2 4 2 3 校核 设置的消防储水高位水箱最低水位 67 4m 最不利点消火栓栓口高程 64 8m 则最 不利点消火栓口的静水压力为 67 4 64 8 2 6m 按照 高规 第 7 4 7 2 条规定 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 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 21 76 67 4 64 8 19 16 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 气压罐的容量理论上应为两只水枪和五个喷头 30s 的用水量 但因为自动喷洒系统 只在商场设置 用水有市政管网单独提供 故气压罐的容量为两只水枪 30s 的用水量 即 2 5 30 300 L 隔膜式气压水罐选为 SQL100 0 60 0 450m3 详参图集75 0 L03S004 191 页 18 在屋顶设置一个试验消火栓 实验时只需一股水柱工作 流量减少 水泵扬程提高 完全能满足屋顶试验消火栓有 10m 水柱的要求 不再进行核算 4 2 4 水力计算 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 1 x 出水枪数为 3 支 相邻消防竖管为 出水枪数为 3 支 次相邻竖管出水枪数为 2 支 2 x 16 9 2 86 2 21 76m kdqxh HHHH 0 OH2 h 21 76 2 9 0 217 24 877m 1xh H 0 xh HH OH2 为 1 点和 2 点的消火栓间距 为 1 2 管段的水头损失 H h 1 点的水枪射流量 11qxh BHq 2 1 2 2 1 2 1 2 1 11 dzxhxhdz xh dqxh LA B qqLA B q HHH 5 44L s 250043 0 577 1 1 2877 24 1 2 1 1 dz xh xh LA B H q 进行消火栓给水系统水力计算时 按图 4 1 以枝状管路计算 配管水力计算成果见 表 4 1 19 图 4 1 消火栓给水管网计算用图 表 4 1 消火栓给水系统配管水力计算表 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 0 152 91000 580 07490 217 1 210 552 91001 220 2980 864 2 316 5466 11001 910 73348 451 3 433 0824 81001 060 235 704 4 543 6315 21001 40 3935 974 hy 61 21kPa 管路水头总损失为 61 21 1 1 67 33kPa w H 消火栓给水系统所需总水压为 Hx H1 Hxh Hw 695 5 217 6 67 33 980 43kPa 消火栓总用水量 43 63L s 故选用消防泵型号为 100DL100 20 4 型 2 台 一 x Q 用一备 Q 55 60 33 30L s H 96 80m N 75kW 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 43 38L s 每个水泵接合器的流量按 15L s 计 故设置 3 个水泵接合器 型号为 20 SQS150 A 标准图集 L03S004 69 70 页 消防水泵接合器安装与建筑外墙上 以满 足明显 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 十二层以下采用 SNJS65 型稳压减压消火栓 十二层 以上采用 SN65 普通型消火栓 图集 L03S004 36 页 消防水箱 消防贮水量按存贮 10min 的室内消防水量计算 60 1000 56 10 60 1000 33 6 x V xxf Tq 3 m 为避免水箱容积过大 按 建筑设计防火规范 选用消防水箱贮水量 18 3 m 选用标准图 L03S001 002 2017 号方形给水箱 尺寸为 4000mm 2800mm 3 m 2000mm 图集第 19 页 满足 高规 第 7 4 7 1 条规定 消防水箱内的贮水由生活提升泵从生活水池提升充满备用 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 根据规范 该建筑的商场首层 二层为中危一级 设计喷水强度为 6L min 作 2 m 用面积为 160 喷头距墙不小于 0 1m 不大于 1 8m 喷头按矩形布置 间距设置为 2 m 4 0m 3 5m 4 3 1 自喷系统的布置 采用湿式闭式标准喷头 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 10 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 16 20 8L s 取 21L s 自喷系 统设置 2 个水泵接合器 型号同消火栓系统 4 3 2 自喷系统水力计算 自喷系统水力计算的目的在于确定管网各管段管径 计算系统所需的供水压力 确 定高位水箱的安装高度和选择消防泵 本设计采用作用面积法进行管道水力计算 21 喷头出水量计算 q K 4 6 P10 式中 q 喷头出水量 L min K 喷头流量系数 标准喷头 K 80 P 喷头工作压力 MPa 管段的设计流量计算 管段的设计流量是从最不利点的喷头开始 逐个算出各喷头节点的出流量和各管道 中流量 直至喷头的出流量达到公式 4 6 所示最大允许值为止 管道中的最终设计流量 应满足公式 Q 1 15 1 30 Q 4 7 式中 Q 管道设计流量 L s Q 理论流量 L s 为喷水强度与作用面积的乘积 自喷系统水力计算 本设计计算最不利用水点位于二层商铺 使用作用面积法独自盆系统进行水力计算 每个喷头的喷水量为 q 80L min 1 33L s18010 PK 作用面积内的设计秒流量为 18 1 33 23 94L s s Qnq 理论秒流量为L s62 18 60 624 5 6 7 60 Fq Qi 比较与 设计秒流量为理论秒流量的 1 28 倍 符合要求 s Q i Q 作用面积内的计算平均喷水强度为7 73L 此值大于 5 246 7 8018 p q min 2 m 规定要求 6L min 2 m 按公式推求出喷头的保护半径RBA2 22 2 66m 取 R 2 66m 2 5 34 22 R 作用面积内最不利点处 4 个喷头的所组成的保护面积为 24 4 F 8 028 2 45 1 3 165 2 35 1 2 m 22 每个喷头保护面积 4 24 4 6 1 F 4 F 2 m 其喷水强度 q 80 6 13 33 L 6 0 L min 2 m min 2 m 管段总损失 管道沿程水头损失计算 h AL 4 8 2 Q 式中 h 计算管段沿程水头损失 m A 比阻值 22 LS L 计算管段长度 m Q 计算管段流量 L s 计算用图如下 图 4 2 自喷系统计算图 根据图 4 2 进行自喷系统水力计算 计算结果见表 4 2 表 4 2 自喷系统最不利管段水力计算表 管段 编号 管段流量 L s 管径 DN mm 管道比阻 A 22 Ls 管道长度 L m 管道沿程水头损 失 kPa 0 11 33250 43671 914 67 1 22 67320 093862 315 39 2 36 65700 011083 416 66 3 47 98700 011082 215 52 23 4 510 67700 0028932 58 23 5 613 3800 001272 20 37 6 723 941000 0002740 2562 28 hy 133 12kPa 局部损失取沿程损失的 20 湿式报警阀的损失取 20kPa 故管段内的总损失为 h 1 2 133 12 20 179 74kPa 系统所需水压 按下式计算 H h Z 4 9 0 P 式中 H 系统所需水压 kPa h 管道沿程和局部损失的累计值 kPa 最不利点出喷头的工作压力 kPa 取 60kPa 0 P Z 最不利点出喷头与消防水池的最低水位的高程差 kPa H 179 74 60 2 9 2 9 4 75 10 344 24kPa 加压设备的选择 根据上述计算结果 自动喷水灭火系统所需压力为 34 42m 所需供水量为OH2 23 94L s 因此由市政管网直接供水即可满足要求 4 3 3 消防水池容积的计算 水池容积 3600 1000 43 63 30 2 3600 1000 23 94 1 3600 1000 616 32 c V xx TQ 3 m 由于在火灾延续时间内市政管网能保证连续补水 市政进水管为两根 DN300mm 为安全计 按一根补水 其补水量为 Q 60L s 则补水量 V 60 432000L 43236002 3 m 消防水池的有效容积 616 32 432 184 32 c V 3 m 选用标准图集 96S828 200水池 尺寸为 7800mm 7800mm 3500mm 图集第 3 m 35 46 页 24 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 DN300 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 28MPa 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 30L s 故采用 3 个室外消火栓 沿 建筑周边均匀布置 距建筑物外墙不小于 5m 由于地处北方 考虑到防冻要求 采用地下式消火栓 安装在消火栓井内 井采用 保温井盖 4 5 管材 室内消火栓给水系统管材采用普通碳素无缝钢管 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 焊接 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 100mm 是采用丝扣连接 100mm 时采用沟槽式卡箍连接 管道的配件采用该类管材相应的专用配件 25 5 建筑排水系统 5 1 排水方案及管理 根据实际情况 建筑性质 规模 污水性质 污染程度 结合市政排水制度与处理 要求综合考虑 本设计室内排水系统采用合流制 卫生间污废水直接排至市政排水管网 在本设计中 由于建筑较高 排水立管长 水量大的缘故 常常会引起管道内的气 压极大波动 并极有可能形成水塞 造成卫生器具溢水或水封被破坏 从而使下水道中 的臭气侵入室内 污染环境 因而本建筑排水系统首层单独排放 并就近排至户外 高 区排水立管设有伸顶通气管 低区不设 地下室消防电梯井底排水通过污水提升泵排至 室外城市污水管网 5 2 排水管道水力计算 5 2 1 排水设计秒流量 根据 建筑给水排水工程设计规范 本建筑排水设计秒流量可按下公式计算 5 1 max 0 12 pp qNq 式中 计算管段排水设计秒流量 L s p q 26 计算管段卫生器具排水当量总数 p N 计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量 L s max q 根据建筑物用途而定的系数 本建筑设计中值取 1 5 5 2 2 排水管网的水力计算 当用上述设计秒流量计算公式计算排水管网起端的管段时 因连接的卫生器具较少 计算结果有时会大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和 这时应按该管段所有卫生 器具排水流量的累加值作为排水设计秒流量 根据 建筑给水排水设计规范 可查得各卫生器具的排水流量 排水当量和排水管 的管径如下 双格洗涤盆 3 00 排水流量为 1 0L s 排水管管径为 50mm p N 洗脸盆 0 75 排水流量为 0 25L s 排水管管径为 32 50mm p N 拖布池 1 00 排水流量为 0 33L s 排水管管径为 50mm p N 淋浴器 0 45 排水流量为 0 15L s 排水管管径为 50mm p N 大便器 虹吸式低位水箱 6 0 排水流量为 2 00L s 排水管管径为 p N 100mm 自闭冲洗阀大便器 4 5 排水流量为 1 5L s 排水管管径为 100mm p N 家用洗衣机 1 50 排水流量为 0 50L s 排水管管径为 50mm p N 排水横管最大设计充满度规定如下 生活排水管道 管径 125mm 最大设计充满度为 0 5 管径 150 200mm 最大设计充满度为 0 6 根据规定 建筑内部排水管的最小管径为 50mm 厨房洗涤盆的排水立管的管径最 小为 75mm 凡是连有大便器的支管 其最小管径为 100mm 坡度按 规范 表 4 4 9 设计 由于本建筑中卫生间类型 厨房类型 卫生器具类型大部分相同 因此 仅以其中 一层的某个卫生间 厨房为例计算即可 不同的可以单独计算 立管 1 6 7 12 13 18 21 22 26 水力计算 根据图 5 1 进行排水横支管水力计算 计算结果见表 5 1 27 图 5 1 立管1 6 7 12 13 18 21 22 26排水横管水力计算用图 表 5 1 22 层立管1 6 7 12 13 18 21 22 26排水横支管水力计算表 卫生器具种类与数量 洗衣机大便器洗脸盆 管段 编号 0 45 p N 6 00 p N 0 75 p N 排水当 量总数 p N 设计秒 流量 q L s 管径 DN mm 坡度 i 0 11001 50 5500 035 1 21012 250 75500 035 立管计算 0 12 1 5 管径 D 75mm max 0 12 pp qNq sL 71 1 5 02025 2 立管 2 4 8 11 14 17 19 23 25 水力计算 根据图 5 2 进行排水横支管水力计算 计算结果见表 5 2 28 图 5 2 立管2 4 8 11 14 17 19 23 25排水横管水力计算用图 表 5 2 22 层立管2 4 8 11 14 17 19 23 25排水横支管水力计算表 卫生器具种类与数量 淋浴器大便器洗脸盆 管段 编号 0 45 p N 6 00 p N 0 75 p N 排水当 量总数 p N 设计秒 流量 q L s 管径 DN mm 坡度 i 0 11000 450 15500 035 1 21106 452 151000 02 2 31117 22 41000 02 立管计算 0 12 1 5 管径 D 100mm max 0 12 pp qNq sL 16 4 00 2 202 7 立管 3 5 9 10 15 16 20 24 27 水力计算 根据图 5 3 进行排水横支管水力计算 计算结果见表 5 3 29 图 5 3 立管3 5 9 10 15 16 20 24 27排水横管水力计算用图 表 5 3 22 层立管3 5 9 10 15 16 20 24 27排水横支管水力计算表 卫生器具种类与数量 浴盆大便器洗涤盆 管段 编号 3 00 p N 6 00 p N 3 00 p N 排水当 量总数 p N 设计秒 流量 q L s 管径 DN mm 坡度 i 1 20013 01 0750 025 立管计算 0 12 1 5 管径 D 75mm max 0 12 pp qNq sL 39 2 00 1 200 3 立管 8 和 11 19 和 20 分别在三层以下地下一层汇合 立管 8 和 11 计算 0 12 1 5 管径 D 125mm max 0 12 pp qNq sL 05 5 00 2 288 立管 19 和 20 计算