商住樓給水排水工程畢業(yè)論文(設(shè)計)

1、專專 業(yè)業(yè) 論論 文文 (主論文) 題題 目目 某地商務(wù)區(qū)商住樓給水排水工程設(shè)計某地商務(wù)區(qū)商住樓給水排水工程設(shè)計 姓姓 名名 唐唐 玲玲 20_年 6 月 20 日 摘要:本設(shè)計包括室內(nèi)給水工程、室內(nèi)排水工程、室內(nèi)消防工程,按甲方要求,本工程給水管只設(shè) 進戶總管,排水管只設(shè)排水出口,其于部分用戶自理。 給水系統(tǒng)采用分區(qū)供水,低區(qū)負二到三層 XX 市政管網(wǎng)直接供水；高區(qū)三到十層,采用無負壓 變頻供水。室內(nèi)排水系統(tǒng)采用污、廢水分流制,底層單獨排放,排水立管設(shè)伸頂通氣管,污、廢水 經(jīng)化糞池處理后 XX 市政污水管網(wǎng),化糞池由小區(qū)總圖設(shè)計時統(tǒng)一考慮。消防系統(tǒng)分為室內(nèi)消火栓 給水系統(tǒng)和室內(nèi)噴淋給水系統(tǒng),

2、兩者均采用加壓水泵和高位水池(箱)聯(lián)合供水。屋面雨水排水系 統(tǒng)采用天溝外排水。 給水管采用聚丙烯 PP-R 管；排水管采用硬聚乙烯塑料排水管；消防系統(tǒng)均采用內(nèi)外壁熱浸 鍍鋅鋼管。 關(guān)鍵詞:高層建筑；給水系統(tǒng)；排水系統(tǒng)；消防系統(tǒng) 1 1 / 3434 1、前 言 本次設(shè)計的目的是充分利用所學(xué)的現(xiàn)有的知識,完成高層建筑給水排水工程的設(shè) 計。此次設(shè)計基本上實現(xiàn)了我們從理論知識向?qū)嶋H工程設(shè)計的轉(zhuǎn)變,充分的把理論知 識應(yīng)用到實際的工程當(dāng)中,并對設(shè)計的方案、內(nèi)容加以有針對性地、有說服力地論證, 從而實現(xiàn)設(shè)計工程的可行性。 本次設(shè)計在選題的過程中,考慮到地區(qū)性、建筑性質(zhì),選用高層建筑,建筑類別相 對高級,進

3、行建筑給水排水工程的設(shè)計,滿足人們的生活需要,并且使人們得到舒適、 便利生活環(huán)境。設(shè)計的大體內(nèi)容是:建筑給水工程、排水工程、熱水工程和消防工程, 設(shè)計的意義在于滿足人們生活用水的同時,要滿足室內(nèi)的消防用水,保證人們居住的安 全性。設(shè)計的依據(jù)為相關(guān)書籍和設(shè)計手冊、規(guī)范。在設(shè)計中,大都按照常規(guī)方法,嚴(yán)格 依據(jù)設(shè)計規(guī)范來進行,建筑給水排水系統(tǒng)及衛(wèi)生設(shè)備要相對完善,在技術(shù)上要保持先進 的水平,在計算的過程中,盡量使用符合經(jīng)濟流速的管徑,以便降低成本,同時要考慮水 的漏失、壓力情況來選擇管材和一些連接管件,以便在 XX 市政管網(wǎng)輸送到建筑內(nèi)用戶 的過程中,水的漏失量最少,節(jié)約水資源。 1.1 國內(nèi)外高層

4、建筑給水排水工程設(shè)計研究的狀況和主要內(nèi)容 高層建筑給水排水工程與一般多層建筑和低層建筑給水排水工程相比,基本理論 和計算方法在某些方面是相同的,但因高層建筑層數(shù)多、建筑高度大、建筑功能廣、 建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以及所受外界條件的限制等,高層建筑給水排水工程無論是在技術(shù)深度 上,還是廣度上,都超過了低層建筑物的給水排水工程的范疇,并且有以下一些特點高 層建筑給水排水設(shè)備的使用人數(shù)多,瞬時的給水量和排水流量靠的水源,以及經(jīng)濟合理 的給水排水系統(tǒng)形式,并妥善處理排水管道的通氣問題,以保證供水安全可靠、排水通 暢和維護管理方便。下面就高層建筑給水排水工程的主要特點介紹如下: 高層建筑層數(shù)多、高度大。給水系統(tǒng)

5、及熱水系統(tǒng)中的靜水壓力很大,為保證管 道及配件免受破壞,必須對給水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)進行合理的豎向分區(qū),加設(shè)減壓設(shè)備以 及中間和屋頂水箱,使系統(tǒng)運行完好。 高層建筑的功能復(fù)雜,失火可能性大,失火后蔓延迅速,人員疏散及撲救困難。 為此,必須設(shè)置安全可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng),滿足各類消防的要求,而且消防給水的 設(shè)計應(yīng)“立足自救”,方可保證及時撲滅火災(zāi),防止重大事故發(fā)生。 2 2 / 3434 高層建筑對防噪聲、防震等要求較高,但室內(nèi)管道及設(shè)備種類繁多、管線長、 噪聲源和震源多,必須考慮管道的防震、防沉降、防噪聲、防水錘、防管道伸縮變位、 防壓力過高等措施。以保證管道不漏水,不損壞建筑結(jié)構(gòu)及裝飾,不影響周

6、圍環(huán)境,使 系統(tǒng)安全運行。 1.2 國內(nèi)外高層建筑給水排水工程設(shè)計研究的狀況和主要內(nèi)容 1.2.1 高層建筑給水排水工程設(shè)計方法 近年來,隨著高層建筑業(yè)的快速發(fā)展,建筑給水排水工程設(shè)計方法也有了不少的改 進和更新。 高層建筑生活給水 首先,對適用于高層建筑的生活給水設(shè)計秒流量計算方法的研究,一直不斷地在進 行。經(jīng)驗法,概率法,平方根法等計算方法不斷地被修正和改進。用科學(xué)的概率法取代 現(xiàn)在仍在使用的平方根法,研究人員在此方面進行了不少嘗試。 其次,變頻恒壓調(diào)速供水技術(shù)日益成熟,加上減壓閥的使用,改善了原來高層建筑 “水箱一水泵聯(lián)合供水”和“水箱減壓”方法中出現(xiàn)的“水質(zhì)二次污染”和“水箱占 用大量

7、建筑面積”的狀況,同時也達到了節(jié)能效果。再次,在貯水方面,合建水箱的設(shè) 計方式己越來越少的被采用,取而代之的是生活水池與消防水池分建的設(shè)計方式,其中,生 活水池也大多傾向于采用不銹鋼板等組合式水箱。 高層建筑消防給水 首先,因為高層建筑的消防特點是“立足于自救”,因而自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計 更加受到重視,新的自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范己于 20_年 7 月頒布執(zhí)行。新的 規(guī)范對設(shè)置場所危險等級、設(shè)計基本參數(shù)、管道水力計算等方面都作出了一些調(diào)整。 這些調(diào)整都是注入了廣大設(shè)計人員近年來工作研究實踐得出的寶貴經(jīng)驗,以及借簽了 國外工程設(shè)計經(jīng)驗的結(jié)果。 其次,消火栓給水系統(tǒng)也在變頻分級供水方面進行的有益

8、的嘗試和應(yīng)用。另外,為 保障高層建筑火災(zāi)初期消防水壓及水量而設(shè)計的穩(wěn)高壓系統(tǒng),先從上海地區(qū)得到應(yīng)用, 然后逐步在各地推廣開來,其計算及設(shè)計手段逐漸成熟,乃至有人建議將穩(wěn)高壓消防給 水系統(tǒng)單獨列入高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范以區(qū)別原有的常高壓消防給水系統(tǒng)和 臨時高壓消防給水系統(tǒng)。 高層建筑排水 3 3 / 3434 排水的輸送已不限于重力流和壓力流,虹吸流出現(xiàn)在壓力(虹吸)式屋面雨水排水 系統(tǒng)。排水鑄鐵管在防噪聲,抗震,防火等方面有著很好的效果。 1.2.2 高層建筑給水排水設(shè)計的主要內(nèi)容 建筑也迅猛發(fā)展,各項工程設(shè)計內(nèi)容豐富。高層建筑給水排水設(shè)計的主要內(nèi)容有: 給水工程設(shè)計的主要內(nèi)容 高層建筑給水

9、工程設(shè)計的主要內(nèi)容有:用水量計算,給水方式的確定,管道設(shè)備的 布置,管道的水力計算及室內(nèi)所需水壓的計算,水池、水箱的容積確定和構(gòu)造尺寸確定,水 泵的流量、揚程及型號的確定,管道設(shè)備的材料及型號的選用,施工圖的繪制和施工要 求。 室內(nèi)消防設(shè)計的主要內(nèi)容 高層建筑室內(nèi)消防設(shè)計的主要內(nèi)容有:消火栓系統(tǒng),自動噴水滅火系統(tǒng),二氧化碳 滅火系統(tǒng),干粉滅火系統(tǒng),鹵代烷滅火系統(tǒng)(現(xiàn)已不讓采用),蒸汽滅火系統(tǒng),煙霧滅火系 統(tǒng)等。以水作為滅火劑的主要有消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng).自動噴水滅 火系統(tǒng)又分:閉式系統(tǒng)(有濕式、干式、預(yù)作用、重復(fù)啟閉預(yù)作用四種系統(tǒng)),雨淋 系統(tǒng),水幕系統(tǒng),自動噴水一泡沫聯(lián)用系統(tǒng)。其中閉

10、式系統(tǒng)中的濕式自動噴水滅火系統(tǒng) 最為常用。 消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計包括消防用水量的確定:消防給水方式確定:消防栓的位置、 消防栓的個數(shù)和型號確定;消防水池、水箱的容積確定;消防管道的水力計算及消防水 壓的計算;消防水泵的流量、揚程、型號和穩(wěn)壓系統(tǒng)的確定;消防控制系統(tǒng)的確定:消 火栓給水系統(tǒng)的施工圖繪制及施工要求。自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計包括:方案確定;供水 方式確定:噴頭布置;噴頭型號的確定;管網(wǎng)水力計算;報警閥、水流指示器的選型;自 噴水泵的流量、揚程、型號和穩(wěn)壓系統(tǒng)的確定;自動控制系統(tǒng)的確定;自噴系統(tǒng)的施工 圖繪制及施工要求. 排水工程設(shè)計的主要內(nèi)容 高層建筑排水工程設(shè)計內(nèi)容包括:排水體制的確定,

11、排水方案的確定,排水管道系統(tǒng)的 布置,排水管道的水力計算及排水通氣系統(tǒng)的計算,衛(wèi)生設(shè)備的選型及布置,局部污水 處理,構(gòu)筑物的選型,屋面雨水排水系統(tǒng)的確定,排水管材的定型,排水系統(tǒng)施工圖的繪 制和施工要求。 4 4 / 3434 2、工程概況及設(shè)計任務(wù) 2.1 工程概況 該樓位于 XX 市某小區(qū),地上十層,地下兩層,負二層為消防水池和水泵房。四層以 上均為住宅。按照高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范GB50045-95(2005 版)可知此建筑 為商住樓,屬于二類高層公共建筑。屋頂設(shè)有高位消防水池(箱)。各層高度如下:負二 層 2.7m,負一層 3.2 m,一層 4.5m,二、三層 3.9m,住宅四層 3

12、.2m,住宅標(biāo)準(zhǔn)層 3.2m,建 筑總高度 34.7m。 2.2 設(shè)計資料 2.2.1 建筑設(shè)計資料 建筑物小區(qū)總平面圖、負二層平面圖、負一層平面圖、一層平面圖、二層平面圖、 三層平面圖、四層平面圖、五十層平面圖、屋頂層平面圖、建筑立面圖。 2.2.2XX 市給水排水設(shè)計資料 1.該樓位于 XX 市某小區(qū),該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好。 XX 市政給水管網(wǎng)供水壓力為 0.25Mpa,給水管道在總圖北側(cè)道路旁,管頂埋深 0.8m。 XX 市政排水管道在本建筑物的西側(cè),管徑為 DN300,管頂埋深為地面下 3.8m。 2.3 工程設(shè)計任務(wù) 在本次設(shè)計中,要求設(shè)計的該建筑的給水排水工程的內(nèi)容如下: (1)

13、室內(nèi)給水工程設(shè)計 (2)室內(nèi)排水工程設(shè)計 (3)室內(nèi)消防工程設(shè)計 1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計 2室內(nèi)噴淋系統(tǒng)設(shè)計 (4)雨水排水工程設(shè)計 5 5 / 3434 3、筑給水系統(tǒng) 3.1 給水系統(tǒng)方案的確定 該建筑為高層建 XX 市政管網(wǎng)所提供的資用水頭為 250kpa,壓力不足以供應(yīng)該建 筑所有用水。 若只采用一個給水系統(tǒng)供水,建筑低層的配水點所受的靜水壓力很大, 易產(chǎn)生水錘,損壞管道及附件,流速過大產(chǎn)生水流噪音；低層壓力過大,開啟水龍頭時, 水流噴濺嚴(yán)重；使用不便,根據(jù)建筑給水排水設(shè)計規(guī)范,衛(wèi)生器具的最大靜水壓力 不宜超過 0.45MPa。由于其層數(shù)多,豎向高度大,為避免低層配水點靜水壓力過大,進

14、行豎向分區(qū)。據(jù)設(shè)計資料以及規(guī)范中的要求并結(jié)合該樓的功能分區(qū),將該建筑在豎向 上分為 2 個供水區(qū),低區(qū)為-23 層；高區(qū)為 410 層。低區(qū) XX 市政給水管網(wǎng)供水壓 力直接供水；高區(qū)采用無負壓設(shè)備加壓供水。本設(shè)計采用高區(qū)每層均設(shè)減壓閥的供水 方式,采用 Y 型減壓穩(wěn)壓閥。閥后壓力在 0.2MPa 左右,使供水達到最大舒適度。 變頻調(diào)速水泵給水是目前高層建筑中普遍采用的一種給水方式,可以實現(xiàn)水泵流 量供水時保持高效運行,使運行更可靠、更合理、更加節(jié)能。變頻調(diào)速水泵具有以下 優(yōu)點: 設(shè)備時刻監(jiān)測供水量,使機組處于高效節(jié)能的運行狀態(tài)。水泵軟啟動,啟動電流 小,能耗少。 設(shè)備占地面積小,不設(shè)高位水箱

15、,減少了建筑負荷 XX 省水箱占地面積,又可有效 的避免水質(zhì)的二次污染,給水系統(tǒng)也隨之相應(yīng)簡化。 水泵軟啟動,減少了水泵機組的機械沖擊和磨損,因而延長了設(shè)備的使用壽命。 管理簡便、運行可靠。 無負壓設(shè)備可以充分 XX 市政管網(wǎng)的壓力,并且不 XX 市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓。 無負壓供水設(shè)備不需設(shè)水池,避免二次污染。 前已述及,該建筑給水系統(tǒng)豎向分兩個供水區(qū),地上-23 層為低區(qū),XX 市政管網(wǎng)供 水壓力直接供水。410 層為高區(qū)。高區(qū)采用無負壓設(shè)備供水。設(shè)備機組設(shè)置在地下 室水泵房。 3.2 給水管網(wǎng)水力計算 進行給水管網(wǎng)最不利管段的水力計算,目的是算出各管段的設(shè)計秒流量,各管段的 6 6 / 343

16、4 長度,計算出每個管段的當(dāng)量數(shù),進而根據(jù)水力計算表查出各管段的管徑,每米管長沿 程水頭損失,計算管段沿程水頭損失,最后算出管段水頭損失之和,進而根據(jù)水頭損失 算出所需壓力。 根據(jù)設(shè)計規(guī)范,住宅區(qū)為普通住宅,最高日生活用水定額取 250L/(人d),小時 變化系數(shù)取=2.8,每戶 4 人,使用時數(shù) T=24。 h K 3.2.1 設(shè)計秒流量 當(dāng)前我國使用的住宅生活給水管道設(shè)計秒流量公式是: (3.1) gg NUq=2 . 0 式中 計算管段的設(shè)計秒流量,L/s； g q 計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出水概率,%；U 計算管段的衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量總數(shù)； g N 0.2 以一個衛(wèi)生器具給水當(dāng)量

17、的額定流量的數(shù)值,其單位為 L/s。 設(shè)計秒流量是根據(jù)建筑物配置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量和管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同 時出流概率來確定的,而衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量同時出流的概率與衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量 數(shù)和其平均出流概率有關(guān)。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果得衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的同時出流概 0 U 率計算公式為: (3.2) (%) ) 1(1 49 . 0 g gc N N U + = 式中 對于不同的衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流概率的系數(shù) c 0 U 衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流而計算管段最大用水時概率計算公式為: (3.3) (%) 36002 . 0 100 0 = TN mKq U g hd 式中 生活給水管道最大用水時

18、衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流概率, 0 U %； 最高日用水定額,L/(人d)； d q m 用水人數(shù),人； 7 7 / 3434 小時變化系數(shù)； h k T 用水時間。 查表知普通住宅型可取=3.0 0 U 0 U 由建筑給水排水設(shè)計規(guī)范附錄 D 可以查出(內(nèi)插法)。 g q 一到二層為商場,因此,設(shè)計秒流量公式為: 0.2 (3.4) g q g N 式中 計算管段的生活設(shè)計秒流量,L/s； g q 計算管段的衛(wèi)生器具當(dāng)量總數(shù)； g N 根據(jù)建筑物用途確定的系數(shù)。 商場值取 1.5,即設(shè)計秒流量為: 0.20.21.50.3(L/s) g q g N g N g N 根據(jù)規(guī)定,各衛(wèi)生器具的給

19、水當(dāng)量如下: 淋浴器=0.75,洗臉盆=0.75,坐便=0.5,洗滌盆=1.0,洗衣機水嘴 g N g N g N g N =1.0。 g N 生活給水管道的水流速度如下: DN15DN20,v0.61.0m/s；DN25DN40,v0.81.2m/s；DN50DN70,v1. 5m/s；DN80 及以上的管徑,v1.8m/s。 8 8 / 3434 3.2.2 高區(qū)給水管網(wǎng)水力計算 高區(qū)水力計算用圖見圖 3.1,計算結(jié)果見表 3.1 圖 3.1 中區(qū)給水水力計算用圖 9 9 / 3434 住宅部分各樓層計算結(jié)果如下 樓層 本層 當(dāng)量 總當(dāng)量 Ng 同時出 流概率 U 流量 (l/s) 立管

20、管徑 流速 m/s 水力坡降 mH2O/m 沿程損失 mH2O 4 樓 20.0140.00.113.05750.920.0150.045 5 樓 20.0120.00.122.78631.480.0510.164 6 樓 20.0100.00.122.49631.330.0420.134 7 樓 20.080.00.142.18631.170.0330.105 8 樓 20.060.00.151.84630.990.0240.077 9 樓 20.040.00.181.46501.240.0480.152 10 樓 20.020.00.250.99500.840.0230.074 3.2.3

21、 低區(qū)給水管網(wǎng)水力計算 低區(qū)水力計算用圖見圖 3.3,計算結(jié)果見表 3.3 圖 3.2 低區(qū)給水水力計算用圖 1010 / 3434 采用當(dāng)量法計算 計算原理參照建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 GB50015-2003(20_年版),采用公共建 筑采用當(dāng)量法 基本計算公式 g N2.0= g q 式中: qg-計算管段的給水設(shè)計秒流量(L/s) Ng-計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù) -根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù):1.5 建筑類型:辦公樓、商場 計算結(jié)果: 管段名 稱 管道 流量 L/s 管長 m 累計當(dāng) 量 標(biāo)注 管徑 水力坡降 mH2O/m 流速 m/s 沿程損 失 mH2O 管材 1-20.100.8

22、50.50200.0300.540.03PP-R 2-30.200.851.00250.0350.680.03PP-R 3-40.300.431.50250.0741.010.03PP-R 4-50.300.731.50250.0741.010.05PP-R 5-60.301.171.50250.0741.010.09PP-R 6-70.583.903.75400.0260.770.10PP-R 7-80.828.407.50400.0491.090.41PP-R 9-100.152.450.75200.0640.810.16PP-R 10-110.200.121.00250.0350.680

23、.00PP-R 11-120.350.541.75250.0991.180.05PP-R 12-60.450.632.25320.0480.930.03PP-R 13-140.100.850.50200.0300.540.03PP-R 14-150.200.851.00250.0350.680.03PP-R 15-160.300.431.50250.0741.010.03PP-R 1111 / 3434 16-170.300.731.50250.0741.010.05PP-R 17-70.301.171.50250.0741.010.09PP-R 18-190.152.450.75200.06

24、40.810.16PP-R 19-200.200.121.00250.0350.680.00PP-R 20-210.350.541.75250.0991.180.05PP-R 21-70.450.632.25320.0480.930.03PP-R 22-230.101.200.50200.0300.540.04PP-R 23-100.200.571.00250.0350.680.02PP-R 24-110.152.450.75200.0640.810.16PP-R 25-260.101.200.50200.0300.540.04PP-R 26-190.200.571.00250.0350.68

25、0.02PP-R 27-200.152.450.75200.0640.810.16PP-R 3.2.4 水表水頭損失計算 計算水表的水頭損失,水表的水頭損失可按下列原則確定: 1、住宅入戶管上的水表, 宜取0.01M P a 。 2、建筑物或小區(qū)引入管上的水表, 在生活用水工況時, 宜取0.03 M P a ；在校 核消防工況時, 宜取0.05 M P a 3.3 設(shè)備的計算與選擇 系統(tǒng)所需壓力按下式計算: (3.6) 4321 HHHHH 式中 H系統(tǒng)所需水壓,kPa； 給水引入管至最不利配水點位置高度所需的靜水壓,kPa； 1 H 管路的總水頭損失,kPa,局部水頭損失取沿程水頭損失的 2

26、5%； 2 H 水表的水頭損失,kPa； 3 H 最不利配水點的流出水頭,kPa。 4 H 1212 / 3434 校核低區(qū)所需壓力: 低區(qū)最不利點為小便器,流出水頭取 20kPa。 H=(0.8+4.5+3.9+1.3)10+1.2574+30+20=247.5kPa250 kPa 滿足要求。 高區(qū)生活給水泵的計算與選擇 變頻調(diào)速供水方式,水泵的出水量要滿足系統(tǒng)高峰用水要求,故高區(qū)水泵的出水量 應(yīng)按中高區(qū)給水系統(tǒng)的設(shè)計秒流量確定。 由表 3.1,高區(qū)給水設(shè)計秒流量為=3.05L/s。 s Q 高區(qū)最不利點為高位水箱,流出水頭取 50kPa。所需壓力: H=(36.7+4.9)10+1.257

27、5.1+30+50=590kPa 該設(shè)計中,高區(qū)根據(jù)流量和揚程選用一套無負壓變頻機組向高區(qū)供水。每層水表 前均設(shè)減壓穩(wěn)壓閥,閥后壓力為 0.2MPa。 3.4 管材 本設(shè)計選用 S5 系列的 PP-R 聚丙烯管。 本設(shè)計中給水系統(tǒng)采用給水 PP-R 聚丙烯管。具有以下優(yōu)點: (1)耐高溫、高壓。 (2)熱熔連接,方便快捷、安全牢固。 (3)噪聲水平低。 (4)抗老化性能優(yōu)異。 (5)施工簡單,操作時間短:用專門工具連接,管件連接瞬間完成。 (6)接頭內(nèi)壁通暢:接口同水管等徑,阻水性小。 1313 / 3434 4、 建筑消防水系統(tǒng) 4.1 消防給水系統(tǒng)方案的確定 根據(jù)設(shè)計條件,參照高層民用建筑

28、設(shè)計防火規(guī)范(GB50045-95)(20_年版)(以 下簡稱高規(guī))及自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB50084-2001)(20_年版),確定 該建筑為二類公共建筑,火災(zāi)危險:1、負一層即車庫層為中級；2、一至三層即商業(yè) 部分為中級。 根據(jù)高規(guī),該建筑需要設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng),室外消火栓給水系統(tǒng)及自動 噴水滅火系統(tǒng)。同一時間的火災(zāi)次數(shù)按一次計。 根據(jù)高規(guī)第 7.3.3 規(guī)定,火災(zāi)持續(xù)時間按 2 小時計算,自動噴水滅火系統(tǒng)火災(zāi) 持續(xù)時間按 1 小時計算。 根據(jù)高規(guī)第 7.2.2 規(guī)定,室內(nèi)消火栓用水量為 20L/s,室外消火栓用水量為 20L/s。 根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB50084

29、-2001)第 5.0.1 規(guī)定,自動噴水滅 火系統(tǒng)的噴水強度為 8L/min,作用面積為 160,經(jīng)計算自動噴水滅火系統(tǒng)消防 2 m 2 m 用水量=21.3L/s,取 25L/s。 60 8160 消防用水總量20+20+25=65L/s。 4.2 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng) 4.2.1 消火栓的布置 本設(shè)計建筑總高度 32.9m,按要求,消火栓的間距應(yīng)保證同層任何部位有 2 個消火 栓的水槍充實水柱同時到達。 本設(shè)計中消火栓系統(tǒng)采用 DN6519 的直流水槍,25m 長 DN65 的襯膠水帶。 消火栓保護半徑可按下列計算公式計算: R (4.1) LsLd 式中 R 消火栓保護半徑,m； 水帶敷

30、設(shè)長度,m?？紤]水帶的轉(zhuǎn)彎曲折應(yīng)為水帶長度乘以折減系數(shù) d L 0.8； 1414 / 3434 水槍充實水柱長度的平面投影長度,m。Ls 因此,消火栓的保護半徑為: RLsLd 又 LS=SKsin=(H1- H2)/ sinsin= H1- H2 H1室內(nèi)最高著火點離地面高度, H2水槍噴點離地高度,一般為 1m。 故 LS= H1- H2=3.2-1=2.2m 又根據(jù)高規(guī)7.4.6.2 知 LS10m。故 LS= 10m R=25*0.8+10=30mLsLd 即消火栓的保護半徑為 30m。 消火栓布置間距采用下式計算: S (4.2) )( 22 bR 式中 S 消火栓間距,m； R

31、消火栓保護半徑,m； b 消火栓最大保護寬度,m。 本設(shè)計中,消火栓采用單排布置,消火栓最大保護寬度 b 取 8.4m,因此,消火栓間 距為: S=28.8m)( 22 bR )4 . 830( 22 4.2.2 消火栓口所需的水壓 水槍噴嘴處水壓: 10(1) (4.3) q H f m H f m H 式中 水槍噴嘴處水壓,m； q HOH2 水槍實驗系數(shù)； f 水槍充實水柱,m； m H 水槍系數(shù)。 經(jīng)過查表,水槍噴口直徑選 19mm,水槍系數(shù)值為 0.0097,充實水柱取=10m, m H 1515 / 3434 單個水槍的設(shè)計流量 5L/s。水槍實驗系數(shù)值為 1.21。因此,水槍噴嘴

32、處所需水壓 f 為: 10(1) q H f m H f m H 1.2110(10.00971.2112) 16.9mH2O169kPa 水帶阻力 水帶阻力損失: (4.4) d h z A d L 2 xh q 式中 水帶阻力損失,m； d h 水帶阻力系數(shù)； z A 水帶有效長度,m； d L 水槍噴嘴出流量,L/s。 xh q 本設(shè)計中,19mm 的水槍配 65mm 的襯膠水帶。查表可知 65mm 的水帶阻力系數(shù)值 z A 為 0.00172,b=1.577。水槍噴嘴實際出流量: =5.16 L/s5.0L/s xh qBHq 9 . 16577 . 1 因此,水帶阻力損失為: 0.0

33、0172255.1621.14m d h z A d L 2 xh q 因此,消火栓口所需水壓: (4.5) kdqxh HHHH 式中消火栓口的水壓,mH2O ； zh H 水槍噴嘴處的壓力,mH2O； q H 水帶的水頭損失, mH2O； d H 消火栓栓口水頭損失,按 2mH2O 計算。 k H 16.91.14+220.03mH2O kdqxh HHHH 1616 / 3434 4.2.3 校核 設(shè)置的消防儲水高位水箱最低水位 36.7m,最不利點消火栓栓口高程 35.8m,則最 不利點消火栓口的靜水壓力為 36.7-34.7=2mH2O,按照高規(guī),第 7.4.7.2 條規(guī)定,需 要設(shè)

34、增壓設(shè)施。增壓設(shè)施選用帶小型氣壓罐的補壓裝置。使用穩(wěn)壓泵增壓的缺點在于 啟動頻繁,用氣壓罐增壓調(diào)節(jié)容積又很小,綜合考慮兩方面的因素,增壓設(shè)施采用穩(wěn)壓 泵和小型氣壓罐聯(lián)合使用,將其設(shè)置在屋頂氣壓罐給水間里。 消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓泵是系統(tǒng)平時維持壓力的水泵,對系統(tǒng)起著監(jiān)護作用和使系統(tǒng) 具有自動控制的功能。穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定,一般穩(wěn)壓泵的壓力比主 泵高 0.1Mpa0.2MPa,或者穩(wěn)壓泵壓力為主泵的 1.1 倍1.2 倍。對于穩(wěn)壓泵的流量, 我國高規(guī)第 7.4.8 條增壓設(shè)施應(yīng)符合下列規(guī)定:對消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于 5L/S；對自動噴水系統(tǒng)不應(yīng)大于 1L/s。 穩(wěn)壓泵的運行有三個壓力控制

35、點,穩(wěn)壓上限點為穩(wěn)壓泵停止運行其數(shù)值相當(dāng)于消 防給水系統(tǒng)正常壓力值；穩(wěn)壓下限點穩(wěn)壓泵啟動,系統(tǒng)壓力小于穩(wěn)壓上限點 5mH2O；主 泵啟動點,消防主要工作泵啟動,其數(shù)值小于穩(wěn)壓下限點 1015 mH2O。 在該工程中穩(wěn)壓泵的流量按 1.0 L/s 設(shè)計,這是因為系統(tǒng)的滲透量小,穩(wěn)壓泵的流 量設(shè)計過大,將延遲消防主泵的啟動,以至于不能啟動。 穩(wěn)壓泵 流量為:Q=1.0 L/s； 揚程為:20.03(36.7-34.7)=18.03mH2O 所以選用 GDR3220 型管道泵。流量為 1.0 L/s 時,揚程 21m,功率 0.75kW。 隔膜式氣壓水罐選為 SQL1000*0.60,0.450m3

36、,詳參圖集 98S205 第 6 頁。67 . 0 4.2.4 水力計算 計算原理參照全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施 2009,建筑給水排水工程 (中國建筑工業(yè)出版社) 基本計算公式 1、最不利點消火栓流量: qxh BHq= 式中:qxh - 水槍噴嘴射出流量(L/s) (依據(jù)規(guī)范需要與水槍的額定流量進行比較,取 較大值) B - 水槍水流特性系數(shù) Hq - 水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓(mH2 O) 1717 / 3434 2、最不利點消火栓壓力: 2 2 2 +=+= B q qLAHHhH xh xhddskqdxh 式中:Hxh - 消火栓栓口的最低水壓(0.010MPa)

37、hd -消防水帶的水頭損失(0.01MPa) hq - 水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓(0.01MPa) Ad - 水帶的比阻 Ld - 水帶的長度(m) qxh - 水槍噴嘴射出流量(L/s) B-水槍水流特性系數(shù) Hsk - 消火栓栓口水頭損失,宜取 0.02Mpa 3、次不利點消火栓壓力: jfxhxh hhHH + += 層高最次 式中:H層高 - 消火栓間隔的樓層高(m) Hf+j - 兩個消火栓之間的沿程、局部水頭損失(m) 4、次不利點消火栓流量: B LA H q dd xh xh 1 2 次 次 + = (依據(jù)規(guī)范需要與水槍的額定流量進行比較,取較大值) 5、流速 V

38、: 2 4 j xh D q v= 式中:qxh - 管段流量 L/s Dj - 管道的計算內(nèi)徑(m) 6、水力坡降: 3.1 2 00107.0 j d v i= 式中:i - 每米管道的水頭損失(mH20/m) V - 管道內(nèi)水的平均流速(m/s) 1818 / 3434 Dj - 管道的計算內(nèi)徑(m) 7、沿程水頭損失: Lih= 沿程 式中:L - 管段長度 m 8、局部損失(采用當(dāng)量長度法): (當(dāng)量) Lih= 局部 式中:L(當(dāng)量) - 管段當(dāng)量長度,單位 m(自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范附錄 C) 計算參數(shù): 水龍帶材料:襯膠 水龍帶長度:25m 水龍帶直徑:65mm 水槍噴嘴口徑

39、:19mm 充實水柱長度:10 m 管段名 稱 起點 壓力 mH2O 管道流 量 L/s 管長 m 當(dāng)量 長度 管徑 mm 水力坡降 mH2O/m 流速 m/s 損失 mH2O 終點壓 力 mH2O 1-216.474.620.630.00700.0491.200.0316.50 2-316.504.623.200.001000.0060.533.2219.72 3-419.724.623.200.001000.0060.533.2222.94 4-522.944.623.200.001000.0060.533.2226.16 5-626.164.623.200.001000.0060.533

40、.2229.37 6-729.374.623.200.001000.0060.533.2232.59 7-832.594.623.200.001000.0060.533.2235.81 8-935.814.623.200.001000.0060.533.2239.03 9-1039.034.623.900.001000.0060.533.9242.95 10-1142.954.623.900.001000.0060.533.9246.87 11-1246.874.624.500.001000.0060.534.5351.40 12-1351.404.621.550.001000.0060.53

41、1.5652.96 1919 / 3434 計算結(jié)果: 入口壓力:52.96 米水柱 進行消火栓給水系統(tǒng)水力計算時,按圖 4.1 以枝狀管路計算。 圖 4.1 消火栓給水管網(wǎng)計算用圖 2020 / 3434 消火栓總用水量20L/s,故選用消防泵型號為:XBD6/20-SLH 型 2 臺,一用一備。 x Q (Q55.6033.30L/s,H60mH2O,N22kW)。 4.2.5 其他設(shè)施的設(shè)計 水泵接合器 水泵接合器的設(shè)置數(shù)量按室內(nèi)消防水量計算確定,該建筑室內(nèi)消火栓用水量為 20L/s,每個水泵接合器的流量按 15L/s 計,故設(shè)置 2 個水泵接合器,型號為 SQS100-B- F(圖集

42、99S203,24 頁)。消防水泵接合器安裝在室外地坪上,以滿足使用方便的要求。 消火栓的減壓 當(dāng)消防水泵工作時,消火栓處的壓力不能超過 1.0MPa, 當(dāng)消火栓處的壓力超過 0.5MPa 時就應(yīng)該采取減壓措施。三層以下采用 SNJS65 型穩(wěn)壓減壓消火栓,三層以上 采用 SN65 普通型消火栓(圖集 01S201)。 消防水箱 消防貯水量按高規(guī)7.4.7.1 高位消防水箱的消防儲水量,一類公共建筑不應(yīng) 小于 18m3；二類公共建筑和一類居住建筑不應(yīng)小于 12m3；二類居住建筑不應(yīng)小于 6.00m3。本建筑屬于二類公共建筑,故選用消防水箱貯水量不小于 12即可。 3 m 選用標(biāo)準(zhǔn)圖 02S10

43、1 第 7 頁 18m3裝配式給水箱,尺寸為 3000mm3000mm 2000mm。滿足高規(guī)第 7.4.7.1 條規(guī)定。 消防水箱內(nèi)的貯水由無負壓給水設(shè)備供水。 消防貯水池 消防貯水池的設(shè)計詳見 4.3 自動噴水滅火系統(tǒng)。 4.3 自動噴水滅火系統(tǒng) 根據(jù)規(guī)范,該建筑的負一層為中危險級設(shè)計噴水強度為 8L/minm2,作用面積為 160m2,噴頭距墻不小于 0.1m,不大于 1.7m。一層、二層、三層為中危級,設(shè)計噴水 強度為 6L/minm2,作用面積為 160m2,噴頭距墻不小于 0.1m,不大于 1.8m。噴頭按矩形 布置,間距見平面圖。 4.3.1 自噴系統(tǒng)的布置 采用濕式閉式標(biāo)準(zhǔn)噴頭

44、,采用上噴。 2121 / 3434 報警閥進出口的控制采用信號閥,報警閥設(shè)在地面高度 1.2m。 自噴系統(tǒng)設(shè)置水泵接合器,每個水泵接合器的流量按 1015L/s 計算。 自噴系統(tǒng)的設(shè)計流量取為理論流量的 1.3 倍,即 1.321=25L/s,取 25L/s,自噴系 統(tǒng)設(shè)置 2 個水泵接合器,型號 SQS150-B-F(圖集 99S203 24 頁)。 4.3.2 自噴系統(tǒng)水力計算 計算原理參照自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB 50084-2001(20_年版) 基本計算公式: 1、噴頭流量: PKq10= 式中:q - 噴頭處節(jié)點流量,L/min P - 噴頭處水壓(噴頭工作壓力)MPa K

45、 - 噴頭流量系數(shù) 2、流速 V: 2 4 j xh D q v= 式中:Q - 管段流量 L/s Dj -管道的計算內(nèi)徑(m) 3、水力坡降: 3.1 2 00107.0 j d v i= 式中:i - 每米管道的水頭損失(mH20/m) V - 管道內(nèi)水的平均流速(m/s) dj - 管道的計算內(nèi)徑(m),取值應(yīng)按管道的內(nèi)徑減mm 確定 4、沿程水頭損失: Lih= 沿程 式中:L - 管段長度 m 2222 / 3434 5、局部損失(采用當(dāng)量長度法): (當(dāng)量)Lih= 局部 式中:L(當(dāng)量) - 管段當(dāng)量長度,單位 m(自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范附錄 C) 6、總損失: 沿程局部 hh

46、h+= 7、終點壓力: hhh nn += +1 管段名 稱 起點 壓力 mH2O 管道 流量 L/s 管長 m 當(dāng)量 長度 管徑 mm K 水力坡 降 mH2O/m 流速 m/s 損失 mH2O 終點壓 力 mH2O 1-27.001.110.250.6025800.5392.090.467.46 2-37.461.112.950.8025800.5392.092.029.48 3-49.482.352.951.8032800.5202.482.4711.95 4-511.953.750.612.1032801.3193.953.5715.52 5-615.526.452.703.60508

47、00.4623.042.9118.43 6-718.4313.442.704.3065800.5223.813.6622.08 7-822.0821.092.704.6080800.5194.253.7925.87 8-925.8721.092.700.0080800.5194.251.4027.27 9-1027.2721.090.820.0080800.5194.250.4227.70 10-1127.7021.093.612.1080800.5194.252.9730.66 11-1230.6621.092.032.1080800.5194.252.1532.81 12-1332.812

48、1.092.900.0080800.5194.251.5134.31 13-1434.3121.092.900.8080800.5194.251.9236.23 14-1536.2321.090.500.00100800.1192.440.0636.29 15-1636.2921.092.400.00100800.1192.440.2936.58 2323 / 3434 16-1736.5821.091.520.00100800.1192.440.1836.76 17-1836.7621.093.193.10100800.1192.440.7537.51 18-1937.5121.091.33

49、3.10100800.1192.440.5338.03 19-2038.0321.092.700.00100800.1192.440.3238.35 20-2138.3521.092.700.00100800.1192.440.3238.67 21-2238.6721.092.700.00100800.1192.440.3239.00 22-2339.0021.092.950.00100800.1192.440.3539.35 23-2439.3521.093.051.10100800.1192.440.4939.84 24-2539.8421.090.800.00125800.0381.59

50、0.0339.87 25-2639.8721.092.110.00125800.0381.590.0839.95 計算結(jié)果: 所選作用面積:160 平方米 總流量:21.09 L/s 平均噴水強度:7.54 L/min.平方米 入口壓力:39.95 米水柱 計算用圖如下: 2424 / 3434 圖 4.2 自噴系統(tǒng)計算圖 2525 / 3434 局部損失取沿程損失的 20%,故管段內(nèi)的總損失為 h=1.2329.7=395kPa 系統(tǒng)所需水壓,按下式計算: H=h+Z (4.9) 式中 H 系統(tǒng)所需水壓,kPa； h管道沿程和局部損失的累計值,kPa； Z 最不利點出噴頭與消防水池的最低水位

51、的高程差,kPa。 H=395+(5.2+4.5+3.9+3.9)10=600kPa 加壓設(shè)備的選擇 根據(jù)上述計算結(jié)果,自動噴水滅火系統(tǒng)所需壓力為 60mH2O,所需供水量為 25L/s, 故選擇加壓泵為 XBD6/30-SLH(參 04S204),流量為 25L/S,壓力為 0.6MPa,功率為 37KW。 4.3.3 消防水池容積的計算 水池容積 3600/1000=2023600/1000+2513600/1000=234 c V xx TQ 3 m 取 240m。 4.4 室外消防給水系統(tǒng) 4.4.1 室外消防給水管網(wǎng) 室外消防管網(wǎng)布置成環(huán)狀,室外消防管網(wǎng)從 XX 市政給水管引入。從消

52、防管網(wǎng)引入 室內(nèi)消防水池的引入管為兩條,管徑 DN100。當(dāng)其中一條進水管發(fā)生故障時,另一條能 保證進水量 XX 市政管網(wǎng)最低壓力 0.25MPa,滿足要求。 4.4.2 室外消火栓 室外消火栓的數(shù)量經(jīng)計算確定,室外消防流量 20L/s,故采用 2 個室外消火栓。沿 建筑周邊均勻布置,距建筑物外墻不小于 5m。 4.5 管材 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)管材采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管,具有強度高、承受壓力大、抗 2626 / 3434 震性能好、長度大、加工安裝方便的優(yōu)點?？ü炕蚪z扣連接。 自動噴水滅火系統(tǒng)采用內(nèi)外壁熱浸鍍鋅鋼管,以防止管道銹蝕爾阻塞噴嘴噴口。 管道系統(tǒng)的連接,管徑100mm 是采用絲扣連接,

53、100mm 時采用溝槽式卡箍連接。 管道的配件采用該類管材相應(yīng)的專用配件。 5 、建筑排水系統(tǒng) 5.1 排水方案 根據(jù)實際情況、建筑性質(zhì)、規(guī)模、污水性質(zhì)、污染程度, XX 市政排水制度與處 理要求綜合考慮,本設(shè)計室內(nèi)排水系統(tǒng)采用污廢水分流制,污廢水經(jīng)化糞池處理后 XX 市政排水管網(wǎng)。 在本設(shè)計中,由于建筑較高、排水立管長、水量大的緣故,常常會引起管道內(nèi)的氣 壓極大波動,并極有可能形成水塞,造成衛(wèi)生器具溢水或水封被破壞,從而使下水道中 的臭氣侵入室內(nèi),污染環(huán)境。因而本建筑排水系統(tǒng)首層單獨排放,并就近排至戶外。高 區(qū)污水立管設(shè)有專用通氣管,廢水不設(shè)。 5.2 排水管道水力計算 5.2.1 排水設(shè)計

54、秒流量 根據(jù)建筑給水排水工程設(shè)計規(guī)范,本建筑排水設(shè)計秒流量可按下公式計算: (5.1) max 0.12 pp qNq 式中 計算管段排水設(shè)計秒流量, L/s； 計算管段衛(wèi)生器具排 p q p N 水當(dāng)量總數(shù)； 計算管段上排水量最大的一個衛(wèi)生器具的排水流量,L/s； max q 根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù),本建筑設(shè)計中值取 1.5。 5.2.2 排水管網(wǎng)的水力計算 采用當(dāng)量法計算 計算原理參照建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 GB50015-2003(20_年版),采用公共建筑采 2727 / 3434 用當(dāng)量法 基本計算公式 max 12.0qNq pp += 式中: qp-計算管段的排水設(shè)計秒流量(L/

55、s) Np-計算管段的衛(wèi)生器具排水當(dāng)量總數(shù) qmax-計算管段上最大一個衛(wèi)生器具的排水流量(L/s) -根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù):1.5 計算結(jié)果: 管段名 稱 管道 流量 L/s 管道 類型 累計 當(dāng)量 公稱 直徑 水力 坡降 mH2O/ m 流速 m/s 充滿度管材 1-20.00 橫管 0.50500.0260.960.00 排水 PVC-U 2-30.25 橫管 1.25500.0260.960.24 排水 PVC-U 3-40.25 橫管 1.25500.0260.960.24 排水 PVC-U 4-50.50 橫管 2.00500.0260.960.35 排水 PVC-U 5-62

56、.11 橫管 11.501100.0261.530.28 排水 PVC-U 6-72.22 橫管 16.001100.0261.530.29 排水 PVC-U 7-82.23 橫管 16.501100.0261.530.29 排水 PVC-U 8-92.23 橫管 16.501100.0261.530.29 排水 PVC-U 9-102.24 橫管 16.801100.0261.530.29 排水 PVC-U 10-112.24 橫管 17.101100.0261.530.29 排水 PVC-U 11-122.25 橫管 17.401100.0261.530.29 排水 PVC-U 12-13

57、2.26 橫管 17.901100.0261.530.29 排水 PVC-U 13-142.26 立管 17.901100.0000.000.00 排水 PVC-U 2828 / 3434 15-20.25 橫管 0.75500.0260.960.24 排水 PVC-U 16-20.00 橫管 0.00500.0260.960.00 排水 PVC-U 17-30.00 橫管 0.00500.0260.960.00 排水 PVC-U 18-40.25 橫管 0.75500.0260.960.24 排水 PVC-U 19-201.50 橫管 4.501100.0261.530.24 排水 PVC-U 20-211.50 橫管 4.501100.0261.530.24 排水 PVC-U 21-221.50 橫管 5.001