建筑给水排水设计项目设计方案.doc

建筑给水排水设计项目设计方案1.1 工程概况在西安市拟新建一栋22层的大酒店，占地面积3112m2，建筑面积为30026m2，建筑高度为73米，本建筑为钢砼框架结构，底层为地下室，层高为6米，1-2层为多功能层，层高为5米；3-22层为标准层，层高为3米；技术层分别在11-12层之间和顶层，层高为1.5米；室内外高差为1米。在酒店南侧的城市道路旁有一市政给水干管可作为该建筑的水源，其地面标高为-2.2m，其管径为DN250，常年资用水头为25米，距楼22米。同时在北侧有市政热水管网，资用水头为30m。城市污水与雨水排水管道在拟建某大酒店北侧，管径分别为d400和d700，管顶埋深分别为4.6米和3米，与楼分别相距20米和24米。设计内容包括以下内容：1）给水系统设计；2） 排水系统设计；3）消防系统设计（包括自动喷水灭火系统设计和消火栓系统设计）；4）热水系统设计。1.2 设计方案说明1.2.1 建筑给水系统方案的确定本建筑高73米，资用水头常年为25m,不足以满足整个建筑物的供水压力。在给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水中指出:“建筑给水系统应尽量利用外部给水管网水压直接供水。在外部供水压力不能满足建筑物和居住小区水压要求时，则整个建筑物的下层或地势低的部分建筑物，应尽量利用外部水压供水，而上层或地势较高的部分建筑物则采用加压或流量调节装置供水。” 故生活给水系统采用分区供水方式，由于一层和二层为多功能层，层高为5米，即一、二层总共10米高，而市政管网常年资用水头为25米，明显足够供水，所以一、二层划分为低区。由于高层建筑生活给水的竖向分区，根据使用要求、设备材料性能、维护管理条件、建筑层数和高度以及室外给水压等因素合理确定，在住宅、旅馆、饭店、公寓 医院等及其类似的建筑中一般最低处卫生器具给水配件静水水压规定为0.30.35MPa。若静水压力超过以上数据时，可采用分区供水或是加设减压措施，以使用水装置和卫生器具的流出水头，接近或是等于额定流量时流出水头。该建筑322层层高3米，即总高度为60米，故应该分为两个区。则该建筑物采用分区并联供水方式：1、2层为低区，由市政管网直接供水；3-11层为中区，由中区供水泵站供水；12-22层为高区，由高区供水泵站供水，不设置高位水箱，在地下室设置生活水箱，通往高区和中区的生活水分别经高区和中区的加压水泵加压后送去高区和中区管网系统。1.2.2 建筑消火栓给水系统方案的确定该建筑是一栋公共建筑，在高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）中指出,高级旅馆属于一类建筑。由于市政管网供水不能满足消防用水水压需求并且不允许消防水泵从室外给水管网直接吸水，故应设置消防水池。设置消防水池的消防灭火系统要求：有足够的空间来设置水箱；便于消防车和消防水泵吸水；有确保消防用水量不被它用的技术措施。消防水泵和消防水池均设置于地下一层。 因为该建筑属于一类建筑，所以需要设置消火栓系统。建筑高度为73m，地下一层至22层全部设置消火栓。高层民用建筑设计防火规范（2005版）中指出: “消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，,当大于1.00MPa时，应采用分区给水系统，消火栓栓口的出水压力大于0.5MPa，应采用减压措施。”显然该建筑不用分区，采用不分区消防给水系统的这类高层建筑物一旦发生火灾，消防队使用一般消防车从室外消火栓或消防水池取水，通过水泵接合器向室内管道送水，仍能加强室内管网的供水能力，协助扑救室内火灾。采用临时高压消防给水系统。消防管道连成水平或是竖直环状，保证消防的可靠性，消防给水管道采用热镀锌钢管。1.2.3 自动喷水灭火系统设计方案的确定建筑设计防火规范附条文说明（GB 50016-2006）中指出“下列场所应设置自动灭火系统，除不宜用水保护或灭火者以及本规范另有规定外，宜采用自动喷水灭火系统：任一楼层建筑面积大于1500或总面积大于3000的展览建筑、商店、旅馆、医院；建筑面积大于500的地下商店。”本建筑属于旅馆，所以该建筑需设置自喷系统。在地下室设备间设置自动喷水灭火系统消防水泵。消防水箱中的消防用水经消防泵送到自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系用给水管采用热镀锌钢管。根据自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001（2005版）中指出：“环境温度不低于4，且不高于70的场所应采用湿式系统。”显然西安地区温度不过70，所以该建筑采用湿式自动喷水灭火系统。1.2.4 生活排水设计方案的确定西安市有污水处理厂，且该建筑不设中水回用系统，所以采用合流制排水系统。合流制即生活污水与生活废水在建筑物内合流后排至建筑物外。鉴于该工程的特殊性，该建筑的排水系统排水管采用柔性抗震铸铁排水管，此种管材具有强度高，耐腐蚀，噪音小，抗震防火的特殊性。建筑给水排水设计规范GB 50015-2003中指出“下列情况下应设置专用通气管，建筑标注要求较多的多层住宅和公共建筑，10层及10层以上高层建筑的生活污水立管宜设置专用通气立管。”因此在卫生间设置成双立管排水系统。排水立管将污废水排出建筑物后由一根横干管收集，然后统一排入市政污水管网。1.2.5 雨水排水系统设计方案的确定屋面雨水排水系统包括外排水系统和内排水系统。外排水优点：不占用室内空间、不影响室内的美观及生活环境、构造简单。缺点：一定程度上影响建筑外观、易造成渗漏。内排水优点：建筑立面要求高的高层建筑中维修方便、安全；不影响室外美观；寒冷地区不会使水落管冰冻堵塞。缺点：占用室内空间、下雨天影响室内生活环境。该建筑是酒店，所以采用外排水。雨水排水系统采用高密聚乙烯(HDPE) 管。1.2.6 建筑热水给水系统设计方案的确定该建筑高度为73m，为了满足高层建筑对热水供应系统的技术要求，在设计上，热水供应系统也要进行竖向分区供水，而且分区应与给水系统一致。供水方式也应一致，方便管理和管网的布置，且每区的换热设备或贮水设备，均由同一区的给水系统提供，这样基本上可以保证一个分区内同一个用水点的冷热水的压力均衡。由于该工程为酒店，对热水的要求比较高，采用全循环管网的热水供应。全循环管网适应于要求能随时获得设计温度热水的建筑，该建筑就是如此。因为该建筑属于全天开放的公共建筑，所以采用全天循环的运行方式，即全天任何时刻，管网中都维持有不低于循环流量的流量，使设计管段的水温在任何时刻都保持不低于设计温度。按照热水循环动力方式本工程选择机械循环方式。按照热水供应系统是否敞开，选择开式热水供应系统，开式热水供应系统就是在所有配属管网关闭后系统内的水仍与大气相连通。因水温不可能超过100 oC，水压也不会超过最大静水压力或水泵压力，所以不必另设安全阀。从热水循环的管道长度不同方面，本设计采用同程式，在同程式热水系统中，由于其本身水利特性所决定，系统节点压力基本平衡，从而基本保证各供水点所需的设计水量和水温。第2章 建筑给水系统设计计算2.1 给水设计资料该建筑标准层每层22间客房，按照每一客房最多2人居住，可设两床位。则高区总共11层，共242间客房，可住484人。中区9层，共198间，可住396人。2.2 给水用水量计算低区是对外对内餐厅，按一日两次就餐计算，西餐厅面积约300m2，中餐厅面积是430m2。西餐厅每座面积是1.5m2。每座一次使用的水量是17L，每座每小时使用次数是0.75次，使用时间为6h。中餐厅的每座面积是1.6m2。其他参数与西餐厅一致。即西餐厅约有300/1.5=200座，中餐厅约有430/1.6=268座。再加上16间包间共284座。用水定额为170.756=76.5L/座d该酒店内部就餐人数按70%床位计算，因床位数为880,一日按2餐计，用餐人数为88070%2=1232人办公室办公人数按照有效面积56m2/人。一层有4.83.86=18.72m2的办公室四间，4.563.86=17.6m2。按照一人5.5m2计算，则办公人数有418.72/5.5+17.6/5.5=15人，该层设有服务台，服务台按两人计算给水采用PE给水管最高日用水量与最高时用水量的计算结果，见表2.1，表2.2和表2.3。表2.1 高区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额最大日用水量Qd(L/d)Kh最大时用水量Qh(L/h)用水时间T(h)1客房484床位350L/床d1694002.31623424表2.2 中区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额最大日用水量Qd(L/d)Kh最大时用水量Qh(L/h)用水时间T(h)1客房396床位350L/床d1386002.31328324表2.3 低区用水量计算表序号名称用水单位数用水定额最大日用水量Qd(L/d)Kh最大时用水量Qh(L/h)用水时间T(h)1西餐厅200座76.5L/座d153001.3331562中餐厅284座76.5L/座d217261.3470763合计370268022综上，建筑生活用水量统计如下：Qd=Qmax1+Qmax2+Qmax3=37.03+138.6+169.4=345.03m3。Qh=8.02+13.28+16.23=37.53m3/h (无汽车和绿化)2.3 水池和水表的计算2.3.1 水池容积的确定因市政管网不能满足本建筑整栋楼的生活用水量和用水压力的要求，所以要在室内设置贮水池。本工程资料不充分，所以采用建筑日用水量的百分数估算生活贮水量，通常可取日用水量的20%50%，最大不得大于48h的用水量。为保证用水水质，生活贮水池独立设置，由于低区由市政供水，故生活贮水池容积取中高区日用水量的25%，则生活贮水的有效容积为：Vy=25%（138.6+169.4）=77m3将水池设置在地下一层的设备间内，水池为钢筋混凝土结构，内壁贴瓷砖，几何尺寸为10.0m（长）3.0m（宽）4.0（高），有效容积为1033.6=108m3；总容积为1034=120m3。2.3.2 水表的选择水表的选择包含确定水表的类型及口径，水表的类型应根据水表的特征和通过水表的水质、水量、水压、水温等情况选出。水表的水头损失应符合表2.4的规定。表2.4 水表水头损失允许值（kPa）表型正常用水时消防时旋翼式24.549.0螺翼式12.829.4本设计中，设置两根DN100mm的引入管将市政给水引入建筑内，按每条引入管内流速1.0m/s，估算每根引入管的流量为30m3/h，选用LXL-80水平螺翼式水表，工程直径为80mm，最大流量为80m3/h，工程流量40m3/h。水流经过水表的水头损失为：HB=qg2/(q2max/10)=302/(802/10)=1.41411+36.14+50=497.14kPa。根据Qb=26.56m3/h，即7.4L/s，H=49.7m，选得两台KQL65/200的水泵，一用一备，水泵性能参数为Qh=8.33l/S,H=51m，N=7.5KW。2.5.2 高区生活水泵的计算与选择高区生活水泵的出水量按照高区最大是流量的2倍，由表2.1已知高区最大时流量Qb=16.23m3/h，则水泵的设计流量为：Qb=2Qh=216.23=32.46m3/h;贮水池最低水位标高为：-5.6m,H1=5.6+70.5=76.1m=761kPa;局部水头损失按沿程的25%计，则H2=1.2536.96=46.2kPa;最不利配水点的卫生器具是洗脸盆所需流出水头H4=50kPa.因此，生活给水所需压力H761+46.2+50=857.2kPa。根据Qb=32.46m3/h，即9.0L/s，H=85.7m，选得两台KQL80/270的水泵，一用一备，水泵性能参数为Qh=11.0L/S,H=87m，N=22KW。第3章 消火栓给水系统计算3.1 室内消火栓系统的布置因本工程是22层的高级旅馆，属于一类公共建筑。结合该工程楼内的平面布置情况，按照同层有两只水枪的充实水柱同时到达任何部位的原则及室内消火栓布置的位置要求，即：室内消火栓应设置在易操作且易操作的部位；消防电梯前室要设置消火栓；消火栓不宜设置在高层建筑的防烟和封闭楼梯间。且室内消火栓的间距不能大于30m，建筑高度不超过100m的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m。本工程高度不会操过100m，所以取充实水柱长度Sk=10m，Ld=250.8=20m，则消火栓保护半径R=20+100.7=27m。本建筑最大宽度为40.1m，消火栓最大保护宽度b=20.05m。室内消火栓间距为：S1=（R2-b2)=18m本工程设计中采用单出口消火栓，消火栓装设在距地面1.1m处，消火栓栓口出水方向与布置消火栓的墙壁垂直。室内消火栓型号的选择：消火栓直径为DN65mm，水带长度25m，水枪口径19mm。每个消火栓处设置启动消防水泵按钮，按钮设置在消火栓箱内。在屋顶设置一个装有压力显示装置的检验用消火栓，这样可以方便检查消火栓系统是否能够正常运行。而且有利于扑救相邻建筑的火灾，保护本建筑不受其危害。检验用消火栓的充实水柱长度为10m，水带长度为25m。 3.2 消火栓系统管网的计算3.2.1 系统分区情况因底层消火栓所承受的静水压力为79-1.1=77.9100m，因此系统不分区。1）最不利管段的计算：设水泵房为消防用水入口，中高区立管XL-11为最不利管段，XL-10为次不利管段，XL-3立管为第三不利管段。2）消防给水管段管径的确定：室内消防给水管道采用镀锌钢管，该建筑立管上出水枪数为8支。故消防立管管径为DN100mm，符合规范要求的v2.5m/s和竖管管径应小于100mm的要求。因环状管网的消防流量为消防用水量，可以确定水平环状干管的管径为DN150，也符合规范v2.5m/s的要求。3.2.2 最不利消火栓栓口的压力计算消火栓管网的计算简图见图3.1规范规定，一支消火栓的流量为5L/s。计算1号消火栓压力查表得Ad=0.00172，B=1.577，水龙带长Ld=25m，则：Hxh=hd+Hq+Hsk=AdLdq2xk+q2xh/B+Hsk =0.001722552+52/1.577+2 =0.19MPa所以0号消火栓口的最低压力是0.19MPa。图3.1 最不利消火栓栓口的计算简图最不利管路的水头损失计算二十二层0号消火栓栓口的 的压力为H1=19m,流量为q1=5L/s。二十一层1号消火栓栓口压力为H2=H1+(层高3.0m)+(二十二层二十一层的消防立管的水头损失）。DN100镀锌钢管，当q=5L/s，查表得i=0.00749，则：H2=19+3.0+3.00.00749(1+10%)=22mH2O=0.22MPa二十一层消火栓的消防用水量为：Hxh=AdLdq2xk+q2xh/B+Hsk1号和2号点之间的流量：q=q1+q2=10.43L/s，DN100的钢管，水力坡降i=0.0295。H3=22+3.0+3.00.0295(1+10%)=25.03mH2O=0.25MPa二十层消火栓的消防用水量为：Hxh=AdLdq2xk+q2xh/B+Hsk2号和3号点之间的流量：q=q1+q2+q3=16.26L/s，DN100的钢管，水力坡降i=0.0695，管道长约55m。则水头损失为：550.0695(1+10%)=4.20mH2O=0.042MPa消火栓管道水头损失计算表见表3.1。表3.1 消火栓管道计算表管段流量q（L/s)管长（m)管径（mm)流速（m/s)单阻i水头损失（m)01531000.580.007490.025 1210.4331001.20.0295