嘉兴市某住宅楼给排水设计【毕业设计】

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目录本科毕业论文（20届）嘉兴市某住宅楼给排水设计专业：建筑环境与设备工程30 目录目录中英文摘要11．前言32．设计任务及设计资料42.1设计任务42.2设计资料42.2.1建筑设计资料42.2.2城市给排水设计资料43．设计说明53.1给水说明53.2排水说明53.3消防说明54．给水计算64.1给水方式的选择64.2给水方式的确定74.3给水管网水力计算64.3.1设计秒流量计算74.3.2高区给水管网水力计算94.3.3低区给水管网水力计算114.3.4水表水头损失计算124.4设备的计算与选择134.5管材的选择145.排水计算155.1排水方案的选择155.2排水管道水力计算155.2.1排水设计秒流量计算155.2.2排水管网水力计算155.3管材的选择196．消防系统给水计算206.1消防系统方案的选择206.2消防系统的计算206.2.1消火栓的布置206.2.2消火栓口所需的水压216.2.3校核216.2.4水力计算226.3自动喷淋灭火系统246.3.1自动喷淋系统的布置246.3.2自动喷淋系统水力计算246.3.3消防水池容积的计算276.4室外消防给水系统286.4.1室外消防给水管网286.4.2室外消火栓2830 目录6.5管材287．建筑雨水系统297.1建筑雨水系统的选择297.2管道的布置与敷设297.3雨水系统的水力计算298．施工说明319．小结3210．致谢33参考文献34附译文3530 摘要摘要本设计是关于嘉兴市某小区住宅楼给水排水系统设计，其设计系统包括建筑内部给水系统、建筑内部排水系统、建筑消防系统和建筑雨水排水系统。给水系统采用分区供水，低区一层，由市政管网直接供水；高区二到十一层，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，污水经化粪池处理后排向市政污水管网。消防系统分消火栓给水系统和自动喷水灭火系统，均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。设计过程进行了各系统方案的确定、平面布置和计算,以及各种设备的选型。最后用CAD绘制了各个系统的平面施工图和系统轴侧图。[关键字]高层建筑；给水系统；排水系统；消防系统30 摘要WatersystemdesignofahotelinJiaXing[Abstract]ThisdesignisahotelinHangZhouonwatersupplyanddrainagesystem,whichincludesinternalwatersupplysystem,drainagesystem,fireprotectionsystemandrainwaterdrainagesystem.Thewatersupplysystemisappliedbyverticaldivisionblock.Thefloorsfromthefirsttothethirdarethelowareas,waterofwhichissupplieddirectlybythemunicipalpipenetwork.Thefloorsfromthe4thtothe19tharethehighareas,waterofwhichissuppliedwiththefrequencyconversionpumpgroup.Thedrainagesystemisaninterflowsystemofsewerageandwastewater.Waterofthefirstfloordrainsseparately,theuprightdrainingpipesareequippedwiththeventilatingpipes,andthenthesewerageisdisposedbytheseptictanksanddrainstothemunicipalwastepipenetwork.Thefiresystemincludesthefirehydrantsystemandautomaticsprinklersystem.Theroofdrainagesystemisanoutsidedrainagesystem.Thedesignprocesshascarriedonvarioussystemsforcertain,theplanearrangementandthecomputation,aswellaseachkindofequipmentshaping.FinallyIuseCADtodrawupeachsystemplaneconstructiondrawingandthesystemaxissidechart.[Keywords]highbuilding；watersupplysystem；wastewatersystem；firesystem30 参考文献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。此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，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，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。30 参考文献2设计任务及设计资料2.1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（2）建筑消防工程设计A.消火栓系统工程设计B.自喷系统工程设计（3）建筑排水工程设计（4）雨水排水工程设计2.2设计资料该楼位于嘉兴市区，地上十一层，地下二层，地下一层为贮藏间。地上一层为各家独立商铺。二层以上均为住宅。屋顶设有水箱间。各层高度如下：住宅地下一层3m，住宅地下二层2.85m，一层3.6m，二层为2.8m，住宅标准层2.8m，建筑总高度41.15m，总建筑面积约为7511.70。楼体为钢筋混凝土框架剪力墙结构。建筑物地下一层平面图、首层平面图、二层平面图、标准层平面图、十一层平面图、屋顶平面图、建筑立面图。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、标准层平面图、十一层平面图、屋顶平面图、建筑立面图。2.2.2城市给排水设计资料1：该楼位于嘉兴市区，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280kp、500kp。3：室外给水管西、北各一条，管径均为300mm，管中心距地面均为1.0m。流量65L/S30 参考文献3设计说明3.1给水说明本建筑属于高层建筑，市政给水管网水压只能满足建筑5层以下的供水需求，为了有效利用室外管网的水压，该建筑采用分区给水方式，系统竖向分为两区。低区采用由市政管网供水的直接给水方式，高区采用水泵的直接给水方式。3.2排水说明根据实际情况、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，卫生间污废水经化粪池处理后排至市政排水管网。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。3.3消防说明根据设计条件，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。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3小时计算，自动喷水灭火系统火灾持续时间按1小时计算。30 参考文献4给水计算4.1给水方式的选择本建筑属于高层建筑，市政给水管网水压只能满足建筑5层以下的供水需求，为了有效利用室外管网的水压，该建筑采用分区给水方式，系统竖向分为两区。低区采用由市政管网供水的直接给水方式，高区采用水泵的直接给水方式。高层建筑竖向分区给水方式有以下几种：（1）并列给水方式在各分区独立设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。优点：各区是独立的给水系统，互不影响，当某区发生事故时，不影响全局，供水安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用低。缺点：水泵台数多，压力高，管线长，设备费用增加；分区水箱占用楼层空间，给建筑房间布置带来不便，使经济效益下降。（2）串联给水方式即分区串联给水方式，水泵分散设置在各区的楼层或技术层中，低区的水箱兼作上一区的水池。优点：无高压水泵和高压管道；运行动力费用低。缺点：水泵分散设置，连同水箱所占楼层空间较大；水泵设在楼层，对防振隔音要求高，水泵分散，管理维护不方便；若下区发生事故，则其上部数区供水受影响，供水可靠性降低。（3）减压水箱给水方式整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各区水箱，分区水箱起减压作用。优点：水泵数量最少，设备费用低，管理维护简单；水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。缺点：水泵运行动力费用高；屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗震不利；建筑物高度较大、分区较多时，下区减压水箱中阀门承压过大，导致关不严或经常维修；供水可靠性差。（4）减压阀给水方式工作原理与减压水箱给水方式相同，其不同之处在于以减压阀来代替减压水箱。优点：减压阀的最大优点是占用楼层空间较小，使建筑面积发挥最大的经济效益，简化了给水系统。缺点：其缺点是水泵运行动力费用较高。根据提供的建筑条件，通过方案比较，采用第4种方案，即，此方案可以充分利用条件，减少投资。30 参考文献4.2给水方式的确定该建筑为高层建筑，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0.35MPa。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2个供水区，低区为1层；高区为2～11层。低区利用市政给水管网供水压力直接供水；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：⑴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。⑵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。⑶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。⑷管理简便、运行可靠。⑸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。⑹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两个供水区，地上一层为低区，利用市政管网供水压力直接供水。2～11层为高区。采用变频调速水泵供水。机组设置在地下室，给水设备间。4.3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Ⅱ，最高日生活用水定额取300L/(人•d)，小时变化系数取=2.5，每户3.5人，使用时数T=24。4.3.1设计秒流量计算当前我国使用的住宅生活给水管道设计秒流量公式是：(4.1)式中———计算管段的设计秒流量，L/s；———计算管段的卫生器具给水当量同时出水概率，%；———计算管段的卫生器具的给水当量总数；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公式为：30 参考文献(4.2)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：(4.3)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，%；———最高日用水定额，L/(人·d)；m———用水人数，人；———小时变化系数；T———用水时间。住宅区=4.5=300×3.5×2.5/（0.2×4.5×24×3600）=3.34％,取=3.5.由《建筑给水排水设计规范》附录D可以查出（内插法）。一层为商场，因此，设计秒流量公式为：＝0.2(4.4)式中——计算管段的生活设计秒流量，L/s；——计算管段的卫生器具当量总数；——根据建筑物用途确定的系数。商场和办公楼值取1.5，即设计秒流量为：＝0.2＝0.2×1.5×＝0.3（L/s）根据规定，各卫生器具的给水当量如下：浴盆=1.0，淋浴器=0.75，洗脸盆=0.75，坐便=0.5，洗涤盆=1.0，洗衣机水嘴=1.0。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。30 参考文献4.3.2高区给水管网水力计算高区水力计算用图见图4.1，计算结果见表4.1图4.1高区给水水力计算用图30 参考文献表4.1高区给水系统水力计算表计算管段编号当量总数∑设计秒流量（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（kPa）1-20.750.2150.990.9402.42.2562-31.750.27200.710.3570.90.3213-42.750.34250..510.1434.70.6724-53.750.41250.630.1972.90.5715-64.50.45250.690.2345.21.2176-790.64320.630.1552.80.0987-8180.93320.910.2992.80.8378-9271.16400.700.1422.80.3989-10361.36400.820.1862.80.52110-11451.55400.930.2312.80.64711-12541.71401.0260.2772.80.77612-13631.87401.120.3242.80.90713-14722.02500.770.1352.80.37814-15812.17500.820.2542.80.71115-16902.30500.870.3589.53.40116-172704.06701.0560.18310.183∑hy=13.894kPa30 参考文献4.3.3低区给水管网水力计算低区水力计算用图见图4.2，计算结果见表4.2图4.2低区给水水力计算用图30 参考文献表4.2低区给水系统水力计算表计算管段编号当量总数∑设计秒流量（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（kPa）0-10.50.21200.560.2240.30.06721-21.00.30250.450.1331.450.1932-31.60.38250.440.1734.91.0413-43.20.54250.820.3221.80.579∑hy=1.880kPa4.3.4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：=（4.5）式中——水表的水头损失，kPa；——计算管段的给水设计流量，/h；——水表的特征系数，一般由生产厂提供，也可按下述计算：旋翼式水表：；螺翼式水表：,其中为水表的过载流量，/h。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表型旋翼式小于24.5小于49.0旋翼式螺翼式小于12.8小于29.4螺翼式该楼水流量较小，分户表选用湿式水表LXS。高区的分户表，即在管段5-6，设计秒流量0.64L/s=2.304，选用水表LXS-20C，常用流量2.5，过载流量5，水表损失==21.23kPa一层水表，设计秒流量30 参考文献＝分户表选用LXS-20C，常用流量2.5，过载流量5，水表损失==12.96kPa进水总管设水表。进水总设计秒流量为4.06+0.64=4.70L/s=16.92，为了安全，水表均选用LXS-80N，常用流量40，过载流量80，每只水表的水表损失kPa4.4设备的计算与选择系统所需压力按下式计算：(4.6)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；—管路的总水头损失，kPa，局部水头损失取沿程水头损失的25%；—水表的水头损失，kPa；—最不利配水点的流出水头，kPa。校核低区所需压力：⑴低区最不利点为大便器，流出水头取20kPa。H=（0.9+0.3）10+1.254.557+0.44+20=36.14kPa〈280kPa满足要求。⑵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，故高区水泵的出水量应按高区给水系统的设计秒流量确定。由表3.1，高区给水设计秒流量为=4.06L/s。高区最不利点为脸盆，流出水头取50kPa。所需压力：H=37.610+1.2513.894+21.23+50=464.60kPa⑶变频泵的选择该设计中，高区选用一个无负压变频机组（2台，1用1备）向高区供水。每层水表前均设减压稳压阀。选泵时根据高区的设计秒流量=4.06/s=14.62和所需压力H=46.46m选择。因此，选泵型号如下：DL无负压变频供水设备KLSW15/型设备一套。设备型号：KLSW12/；流量：15/h；工作压力：0.55MPa；配套水泵：型号：KL40-250；扬程：50m；功率5.5kW；台数：1用1备；稳压罐：规格：600；压力：1.0；稳压泵：型号：25GDL3-105；功率：1.5kW；台数：1控制柜：KLCJ-7.5/330 参考文献4.5管材的选择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。30 参考文献5排水计算5.1排水方案的选择根据实际情况、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，卫生间污废水经化粪池处理后排至市政排水管网。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排水设计秒流量计算根据《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)式中——计算管段排水设计秒流量，L/s；——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，L/s；——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；洗脸盆＝0.75，排水流量为0.25L/s，排水管管径为32～50mm；浴盆＝3.00，排水流量为1.00L/s，排水管管径为50mm；淋浴器=0.45，排水流量为0.15L/s，排水管管径为50mm；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100mm。自闭冲洗阀小便器=0.3，排水流量为0.10L/s，排水管管径为50mm；家用洗衣机=1.50，排水流量为0.50L/s，排水管管径为50mm；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。30 参考文献坡度全按塑料管的标准坡度0.026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。⑴立管1，5，7，11，13，18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。图5.1立管1、7排水横管水力计算用图表5.118层立管1、7排水横支管水力计算表管段编号卫生器具种类与数量排水当量总数设计秒流量q（L/s）管径De(mm)坡度i淋浴器大便器洗脸盆=0.45=6.00=0.751-21000.451.00500.0262-41106.452.501100.0263-40010.750.5500.026立管计算=0.12×1.5，管径D=110mm。⑵立管3，4，9，10，16，17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。30 参考文献图5.2立管3、5排水横管水力计算用图表5.218层立管3、5排水横支管水力计算表管段编号排水当量总数设计秒流量q（L/s）管径De(mm)坡度i1-21.50.5500.026立管计算=0.12×1.5，管径D=75mm。⑶立管2，6，8，12，15，19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5.330 参考文献图5.3立管4、8排水横管水力计算用图表5.318层立管4、8排水横支管水力计算表管段编号排水当量总数设计秒流量q（L/s）管径De(mm)坡度i1-21.00.33500.026立管计算=0.12×1.5，管径D=75mm。(4)首层单排管水力计算根据下图进行.，计算结果见表5.4。图5.4排水横支管水力计算用图30 参考文献5.3管材的选择本设计中的排水管材采用硬聚乙烯管（UPVC管），并采取消声措施。塑料管材的优点有：重量轻，管件尺寸小，施工安装方便，耐腐蚀，造价低。缺点：强度低。30 参考文献6消防系统给水计算6.1消防系统方案的确定根据设计条件，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。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3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10L/s，室外消火栓用水量为15L/s。根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第5.0.1规定，自动喷水灭火系统的喷水强度为4L/min·，作用面积为120，经计算自动喷水灭火系统消防用水量=10.67L/s.消防用水总量10+15+10.67=35.67L/s。6.2消防系统的计算6.2.1消火栓的布置本设计建筑总高度39.1m，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的衬胶水带。消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R＝（6.1）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0.8；——水枪充实水柱长度的平面投影长度，m。因此，消火栓的保护半径为：R＝=25×0.8＋11.4×sin45°＝28.3m消火栓布置间距采用下式计算：S＝（6.2）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12.7m，因此，消火栓间距为：S＝＝25.3m30 参考文献6.2.2消火栓口所需的水压⑴水枪喷嘴处水压：＝10×／(1－××)（6.3）式中——水枪喷嘴处水压，m；——水枪实验系数；——水枪充实水柱，m；——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=11.4m，单个水枪的设计流量5L/s。水枪实验系数值为1.21。因此，水枪喷嘴处所需水压为：＝10×／(1－××)＝1.21×11.4／（1－0.0097×1.21×11.4）＝15.9mH2O＝159kPa⑵水带阻力水带阻力损失：＝××（6.4）式中——水带阻力损失，m；——水带阻力系数；——水带有效长度，m；——水枪喷嘴出流量，L/s。本设计中，19mm的水枪配65mm的水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的。因此，本设计中亦选择衬胶水带，查表可知65mm的水带阻力系数值为0.00172。因此，水带阻力损失为：＝××＝0.00172×25×52＝1.08m因此，消火栓口所需水压：(6.5)式中───消火栓口的水压，mH2O；───水枪喷嘴处的压力，mH2O；───水带的水头损失,mH2O；───消火栓栓口水头损失，按2mH2O计算。＝15.9＋1.08+2＝18.98m6.2.3校核设置的消防储水高位水箱最低水位32.6m，最不利点消火栓栓口高程31.45m，则最不利点消火栓口的静水压力为32.6-31.45=1.15m，按照《高规》，第7.4.7.2条规定，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。30 参考文献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10~15mH2O。在该工程中稳压泵的流量按1.0L/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=1.0L/s；扬程为：18.98－1.15=17.83mH2O所以选用GDR32—20型管道泵。流量为1.0L/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，水箱的静水压力就能满足。故气压罐的容量为两只水枪30s的用水量。即2×5×30=300L。隔膜式气压水罐选为SQL100*0.60，0.450m3，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。6.2.4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，出水枪数为2支＝15.9＋1.08+2＝18.98m=＋＋h＝18.98＋2.8＋0.217＝21.997m（为1点和2点的消火栓间距，为0~1管段的水头损失）1点的水枪射流量：5.43L/s进行消火栓给水系统水力计算时，按图6.1以枝状管路计算，配管水力计算成果见表6.1。30 参考文献图6.1消火栓给水管网计算用图30 参考文献表6.1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)0-152.81000.580.07490.2171-210.43331001.260.31910.5272-310.432.91001.900.7282.176∑hy=12.92kPa管路水头总损失为＝12.92×1.1=14.21kPa消火栓给水系统所需总水压为Hx=H1+Hxh+Hw＝34.1×10+189.8+14.21=544.21kPa消火栓总用水量＝31.29L/s，故选用消防泵型号为：100KQL100-20*4型2台，一用一备。（Q＝21.70～38.3L/s，H＝65-60m，N＝37kW）。6.3自动喷水灭火系统根据规范,该建筑一层商铺为轻危险级，设计喷水强度为4L/min，作用面积为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3.5m×3.3m。6.3.1自动喷淋系统的布置采用湿式闭式标准喷头，采用下喷方式。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1.3×10.67=13.87L/s，取11L/s，自喷系统设置1个水泵接合器，型号同消火栓系统。6.3.2自动喷淋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。⑴喷头出水量计算：q＝K（6.6）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。⑵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′(6.7)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。30 参考文献⑶自喷系统水力计算本设计计算最不利用水点位于三层办公区，单层最不利点位于地下车库。为方面使用作用面积法，并使系统更安全，计算时取地下车库的最不利管段加立管进行水力校核。①每个喷头的喷水量为q==1.33L/s②作用面积内的设计秒流量为=14×1.33=18.62L/s③理论秒流量为L/s比较与，设计秒流量为理论秒流量的1.16倍，符合要求。④作用面积内的计算平均喷水强度为8.27L/，此值大于规定要求8L/。⑤按公式推求出喷头的保护半径=2.41m，取R=2.41m。⑥作用面积内最不利点处4个喷头的所组成的保护面积为=（=32.83每个喷头保护面积=/4=8.2其喷水强度q=80/8.2=9.75L/〉8.0L/⑦管段总损失管道沿程水头损失计算：h＝AL(6.8)式中h——计算管段沿程水头损失，kPa；A——比阻值，；L——计算管段长度，m；Q——计算管段流量，L/s。30 参考文献计算用图如下：图6.2自喷系统计算图根据图6.2进行自喷系统水力计算，计算结果见表6.2。30 参考文献表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（）管道长度L（m）管道沿程水头损失（kPa）0-11.33250.43672.114.671-22.67320.093862.412.912-34500.093862.128.983-45.33500.011081.511.014-510.67500.0028935.211.525-6161500.0011683.610.46∑hy=127.63kPa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=1.2127.63+20=173.16kPa⑧系统所需水压，按下式计算：H=∑h++Z(6.9)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70kPa；Z——最不利点出喷头与消防水池的最低水位的高程差，kPa。H=173.16+70+（5.2+3.9+3.6+3.8）10=408.16kPa⑷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40.82m，即所选自喷泵的扬程为40.82m；所需供水量为26.67L/s，即所选自喷泵的流量为26.67L/s。因此，查表选得自喷泵的型号如下：100DL100-20*2型2台，1用1备。（Q＝27.78～33.33L/s，H＝48～40mH2o，N＝18.5KW）。6.3.3消防水池容积的计算水池容积＝×3600/1000=(43.38+30)×3×3600/1000+26.67×1×3600/1000=888.52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=65L/s，则补水量V=65=702000L=702消防水池的有效容积＝888.52-702=186.52。选用标准图集96S828：200水池，尺寸为7800mm×7800mm×3500mm。30 参考文献6.4室外消防给水系统6.4.1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。6.4.2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。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。6.5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。30 参考文献7建筑雨水系统7.1建筑雨水系统的选择根据规范，高层建筑的屋面雨水排水宜按重力流设计。该设计采用雨水外排的排放方式，檐沟排水。7.2管道的布置与敷设1.排水管的转向处做顺水连接。2雨水管应牢固的固定在建筑物的承重结构上。3.管材采用承压塑料管。7.3雨水系统的水力计算降落在屋面的雨和雪，特别是暴雨，在短短时间内会形成积水，需要设置屋面雨水排水系统，有组织、有系统的将屋面雨水及时排除，否则会造成四处溢流或屋面漏水形成水患，影响人们的生活和生产活动。屋面雨水排水系统雨水量的大小是设计算雨水排水系统的依据，其值与该地暴雨强度q、汇水面积F以及径流系数有关，屋面径流系数一般取。设计暴雨强度公式中有设计重现期P和屋面集水时间t两个参数。设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般性建筑取2～5年。由于屋面面积较小，屋面集水时间应较短，因为我国推导暴雨强度公式所需实测降雨资料的最小时段为5分钟，所以屋面集水时间按5分钟计算[9]。雨水量计算公式为：式中——径流系数，屋面取0.9；——屋面雨水设计流量，L/s；——屋面设计汇水面积，；——当地降雨历时为5min时的暴雨强度，；——当地降雨历时为5min时的小时降雨厚度，mm/h。由于本建筑结构较复杂，屋面分为3部分，分别是二层西侧屋顶平面，三层东侧屋顶平面和顶层屋面，采用普通檐沟外排水系统，总汇水面积约2400，查得杭州地区降雨历时为5min时的暴雨强度为150。现立管布置情况为：在建筑物南北两侧各布置5根，东西两侧各2根，共计14根立管。每根立管需排泄的雨水量约为2.31L/s，选择管径DN110mm。雨水分别引至南北两侧排水横干管,室外雨水汇总横干管坡度取i=0.005，选择管径DN160mm。30 参考文献7.1北侧雨水系统轴侧图7.2南侧雨水系统轴侧图8施工说明30 参考文献本次毕业设计的内容主要是建筑给水工程、建筑消防工程、建筑排水工程、建筑雨水排水工程。⑴建筑给水设计采用分区供水，低区一层，由市政管网直接供水；高区二到十一层，采用无负压变频供水，而且高区采用了目前国外较流行的每层均设减压阀的供水方式，使供水达到更高的舒适度；给水管采用PP-R塑料管。⑵消防系统分消火栓给水系统和自动喷水灭火系统，均采用水泵水箱联合供水。消火栓系统做到了平面成环、空间成环，采用无缝钢管；自喷系统地下车库采用直立型喷头，首层到三层采用下喷型喷头；采用内外壁热浸镀锌钢管。消防水池设在地下车库，设两根给水引入管。⑶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，污水经化粪池处理后排向市政污水管网。⑷屋面雨水排水系统采用檐沟外排水。30 参考文献9小结经过三个月的不懈努力，终于完成毕业设计，回想这一路走来的点点滴滴，心中有无数的感慨。虽然之前做过很多课程设计，但是那些设计相对于此次来说要简单的多，设计中所包含的内容也没有这次的多。毕竟这次设计的性质不一样，它是对我的大学四年所学专业知识的一个总结。在这次的设计过程中，我尽了自己最大的努力，充分的发挥了我的设计能力，无论是设计思路、设计步骤还是设计计算、设计画图，相比于以前都有很大的改进。通过本次理论联系实际性的毕业设计，我对课堂上所学的知识有了更进一步的了解，同时，也学到了很多课堂上学不到的东西。现在，我对建筑给排水有了更深的了解，在这次设计中我也接触了自动喷淋灭火系统，消火栓灭火系统，雨水排水系统等等，这在以前的设计中是没有的。同时，在整个设计过程中也遇到很多困难。本建筑比较复杂，呈不规范性，所以在画图之前，要经过深思熟虑，花费很多时间和精力。而且，由于管道的繁多，计算的时候困难很大，不过，通过老师的解答和精心指导、同学的讨论以及自己的思考，我把计算管道进行了分类，这一方法加快了我的设计进程。以前接触的设计中建筑物都是对称的，这次的建筑物相对较复杂，而且房间类型较多且上下层不对称，涉及的系统也较多，因此，本设计还存在很大的不足。但经过认真思考，努力修改，本设计总体上还是完整的。总之，通过这次设计，在巩固原先我在建筑给排水方面的知识的同时，加深我对建筑给排水方面新的认识，拓展了自己的知识面，提高我的自学能力和分析能力，可谓一举多得。30 参考文献[参考文献][1]凌伟志.谈建筑给排水设计及施工要点.中国新技术新产品,2008NO.11（上）.[2]陈方肃主编.高层建筑给水排水设计手册.湖南科学技术出版社，2001年5月第二版．[3]中华人民共和国国家标准.建筑给水排水设计规范（GB50015—2003）.中国计划出版社，2003.[4]王增长主编.建筑给水排水工程.中国建筑工业出版社,1998．[5]蔡增基.流体力学泵与风机.中国建筑工业出版社，1999[6]中华人民共和国公安部主编.高层民用建筑设计防火规范，2001.[7]姜文源主编.建筑给水排水常用设计规范详解手册.中国建筑工业出版社，1996.[8]中华人民共和国国家标准.自动喷水灭火设计规范（GB50084—2001）.中国计划出版社，2001.[9]核工业部第二设计研究院主编.给水排水设计手册.第二册.中国建筑工业出版社，2001.[10]王继明主编.给水排水管道工程.清华大学出版社．[11]中国市政工程西南设计研究院.给排水设计手册.第二册.中国建筑工业出版社，2000.[12]中国市政工程华北设计研究院.给排水设计手册.第十二册.中国建筑工业出版社，2001.[13]李玉华主编.建筑给排水工程设计计算.中国建筑工业出版社．[14]DEMAND.《WATERSUPPLY》.NO.48，2001-2002.[15]R.HGarrett.《HotandColdWaterSupply》.OXFORD，1991.30