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'毕业设计计算说明书III 四川理工学院毕业设计任务书设计题目：《西安市综合科研楼给排水工程设计》学院：建筑工程专业：给水排水工程班级：07.1学号：07141090128学生：宋锴指导教师：张格红接受任务时间2010年12月教研室主任（签名）　　学院院长（盖章）1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求须完成毕业设计提供的《西安市综合科研楼给排水工程设计》中涉及给排水方案所需的全部内容，包括给排水管道平面布置及系统图（轴测图）、消防管道平面布置及系统图（轴测图）、自动喷水灭火系统管道平面布置及系统图（轴测图）；所有平面图均采用所提供的原平面图的规格，系统图及详图等按照A2工程图设计，图纸总计且不少于8张，可徒手绘图或者采用计算机出图，对每个管道系统进行水力计算，写成计算书。计算书的内容及要求详见毕业设计任务书与指导书。2．指定查阅的主要参考文献及说明[1]上海市建设和管理委员会.建筑给水排水设计规范[M]．北京：中国计划出版社，2003，9[2]中国人民共和国建设部.高层民用建筑设计防火规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002，3[3]中华人民共和国公安部.自动喷水灭火系统设计规范[M]．北京：中国计划出版社，2001，7[4]中国人民共和国建设部.给水排水制图标准[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002,3[5]中国建委建筑科学研究院建筑设计研究所.给水排水国家标准图集[M]．北京：中国建委建筑科学研究院建筑设计研究所，2010,3[6]中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范[M]．北京：中国计划出版社，2006,11[7]中国人民解放军总后勤部建筑建设研究院.建筑中水设计规范[M]．III 北京：中国建工出版社，2003.1[8]陈方肃主编．高层建筑给水排水设计手册[M]．湖南：湖南技术科学出版．2001，5[9]李亚峰.给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京：化学工业出版社，2003，10[10]核工业第二研究设计院主编.建筑给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001，5[11]上海市建设和交通委员会.室外给水设计规范[M]．北京：中国计划出版社，2006,4[12]上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范[M]．北京：中国计划出版社，2006,1[13]王增长．建筑给水排水工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．3．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1确定题目，完成文献综述和开题报告2010年12月—2011年1月2进行设计（论文）准备及实际资料搜集2011年2月28日—3月20日3完成设计方案及计算书（初稿）2011年3月20日—4月30日4绘制图纸、撰写设计说明书（修改并完成设计）2011年5月1日—5月31日5答辩准备及答辩2011年6月1日—6月中旬注：1、本表一式三份，系、指导教师、学生各一份。2、附图纸的电子文件。III 四川理工学院毕业设计摘要该建筑为综合科研楼，位于西安市，建筑高度为60.85米，总建筑面积约1.8万平方米。本建筑物所有给水排水均按高层建筑给排水要求进行设计。结合实际情况，根据建筑物的性质，用途，和室内设有完善的给水排水卫生设备，具体的给排水系统设计如下：给水系统：本建筑地下一层至地上二层由室外市政管网直接供水，三至十六层采用变频水泵、屋顶水箱相接合的给水方式。排水系统：本设计采用污废水合流排放体制。管材采用了UPVC排水塑料管，为此可进一步提高环境质量。地下室内消防电梯井旁、泵房地面均设有集水坑和废水提升装置。消防系统：该建筑防火等级属于中危险级Ⅱ级，设计内容包括消火栓系统和自动喷淋系统。在屋顶水箱间内设实验用消火栓装置，消火栓给水管网呈环状布置，各消火栓箱内设消防水泵启动电钮，能直接启动消防泵；室外设地下式水泵结合器，保证消防安全可靠。汇展中心，走廊，办公室，电梯前室设闭式自动喷淋系统。关键词：给水；排水；消火栓；自动喷淋I 四川理工学院毕业设计ABSTRACTThebuildingisintegratedscientificresearchbuilding,locatedinXi"ancitycenter,buildingheightof60.85meters,totalconstructionareaofabout1.2millionsquaremeters.Allofthebuildingsaccordingtohigh-risebuildingwatersupplyanddrainagerequirementsforthedesign.Actualconditions,accordingtothenatureofthebuilding,use,andindoorwatersupplyanddrainagehasimprovedsanitation,watersupplyanddrainagesystemdesignspecificasfollows:Watersupplysystem:Thetwo-storybuildingbasementtothegroundoutsidethemunicipalpipenetworkdirectlyfromthewater,twototensixwithvariable-speedpump,theroofofthewatertankdovetailway.Drainagesystem:Thedesignusesaconfluenceofsewageandwastedischargesystem.UPVCdrainagepipeusingplasticpipe,thiscanfurtherimproveenvironmentalquality.Basementfireliftthewell,sumppumpandgroundwaterareequippedwithliftingdevices.FireFightingSystem:ThebuildingisinfiredangerratingclassⅡ,designelements,includingfirehydrantsystemandautomaticsprinklersystem.Roomsintherooftankfirehydrantexperimentaldevice,firehydrantarrangedinrings,thefireboxequippedwithfirepumpstartbutton,andcandirectlystartthefirepump;roomundergroundpumpswithperipheraldevices,toensurefiresafety.ExhibitionCenter,corridors,offices,elevatorroomislocatedclosedsprinklersystem.Riserofeachsystemwithinoralongthewallinthelayingoftubewells,horizontaltubeaccordingtothecharacteristicsofeachsystemforsurfaceorConcealed.Keywords:watersupply;drainage;firehydrant;automaticsprinklerI 四川理工学院毕业设计I 四川理工学院毕业设计1绪论建筑给水排水工程是城市建设中重要的基础设施项目。建筑给水排水工程的建设与城市的发展和人民生活水平的提高息息相关，特别是对每个人的健康和生活环境有极大的影响。因此，正确设计建筑给水排水工程有重大社会意义和经济意义。本课题的主要目的训练自己综合应用所学基础课、技术基础课和专业课知识，在教师指导下培养自己独立完成高层建筑给水、排水、消防给水等设计的能力，使自己受到工程师的基本训练。通过设计应熟悉和了解建筑给排水工程的一般设计原则、步骤与方法，了解建筑给水排水方案比较的原则和方法，掌握冷水、消防给水、排水计算方法以及设计说明书的编写和施工图设计与绘制的方法。3 四川理工学院毕业设计2工程概况及设计资料2.1设计题目：西安市综合科研楼给排水工程设计2.2设计任务：西安市拟建一座综合科研楼，建筑内设有现代化通讯设施，集中空调系统。要求设计该建筑的给水排水工程，具体项目有：（一）建筑给水工程（二）建筑排水工程（三）建筑消防给水工程具体要求：（一）供水安全可靠，水泵要求自动启闭；（二）保证用户对水质、水量、水压和水温的要求；（三）室内管道全部暗敷；（四）技术先进，运行管理方便，投资少。2.3设计资料：2.3.1工程概况大楼总建筑面积1.8万平方米，共16层（未包括地下一层及屋顶水箱间），地面上高60.85米，地面下4.5米，地下室设有水泵间、热交换间、变配电室、制冷机房等，一至二层为汇展报告大厅，三至六层为教室，七至十六层为客房。屋顶以上为电梯机房及水箱间。汇展报告厅、教室设有公共卫生间，客房卫生间内设有浴盆、坐便器、台式洗脸盆，具体条件详见下表：楼层层高（mm）楼层标高（m）建筑资料电梯机房及水箱间60.85016345057.250客房，卫生间布置见平面图15345053.80014345050.35013345046.90012345043.45011345040.0003 四川理工学院毕业设计10345036.5509345033.1008345029.6507345026.200设备层240024.0006360020.400教室5360016.8004360013.200336009.600245005.100汇展报告大厅15100±0.000-14500-4.500水池、泵房、空调机房、变配电室、发电机房2.3.2建筑设计资料1.地下室平面2.一层平面3.二层平面4.三层平面5.四层平面6.五层～六层平面7.设备层8.七层～十四层平面9.十五层平面10.十六层平面11.电梯机房及水箱间平面2.3.3城市给水排水设计资料1.给水水源：据城市和市政环保部门的批准文件决定，给水进水管从建筑西侧和北侧市政给水管DN400mm引入，城市给水管网常年提供可靠水压为0.2Mpa,水质符合饮用水标准。2.排水条件：该市设有城市污水处理厂。污水排水管可以从大楼的南侧或西侧排出，与城市排水管网相连。3 四川理工学院毕业设计3.其它条件：热源：建设单位设有锅炉房客房24小时工作办公100人8小时工作汇展300人12小时工作2.3.4自然条件1.气象条件：最冷月平均水温为4℃；最大积雪深度为30厘米；最大冻土深度为45厘米。2.工程地质资料：本地区为Ⅰ～Ⅱ级非自重湿陷性黄土。2.4设计要求（一）毕业设计结束时，要求提交如下设计成果：1.设计说明书2.设计计算书3.设计图纸(包括设计总说明、平面布置图、系统图及大样图等）设计说明书要求结构严谨，层次分明，内容完整、书写工整、计算参数选择合理、简图合理、计算准确、符合学科、专业的有关要求，说明书的用语、表格、计量单位、插图应规范标准，符合给水排水专业国家标准，具体包括工程概述、设计依据、原始资料、建筑给水排水各系统的说明（给水排水方式的比较与选择，系统构成，主要设备的型号、规格，管道的布置等）。设计计算书包括最高日用水量，最高日最大时用水量、各系统的水力计算、设备及构筑物的参数计算，并附有足够的计算草图。（二）给水排水设计图纸，要求达到施工图程度1.设计说明，图纸目录，主要设备及材料表2.各层给水排水平面图3.卫生间给水排水大样图4.屋顶水箱给水排水大样图5.水泵房、贮水池给水排水大样图6.各系统给水排水系统图要求图纸内容能正确、完整地表达设计的内容，制图符合给水排水工程制图标准，给水排水管线与建筑线条分明，图面整洁。采用统一的规格装订成册。3 四川理工学院毕业设计3设计说明书3.1生活给水系统根据有关设计相关资料，建筑物的性质、用途、层高及设计要求，结合室外城市管网能够提供的水压，确定给水系统的方式及组成。3.1.1相关规范摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)) 居住小区的室外给水系统，其水量应满足居住小区内全部用水的要求。居住小区的加压给水系统，应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。 卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。 高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：（1）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；（2）水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设置；（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。 建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，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。 住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设置在户内的水表，宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。3.1.2竖向分区由《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第1.0.3条知：建筑高度小于24m的公共建筑或小于10层的住宅称为低层建筑；建筑高度高于或等于24m的公共建筑或高于或等于10层的住宅称为高层建筑。对于高层建筑而言，生活给水系统由于其层数多、竖向高度大，为避免建筑低层配水点静水压力过大，需要进行竖向分区。合理的确定高层建筑给水系统的竖向分区，关系到给水系统的运行、使用、维护、管理、投资节能等情况的效果，是高层建筑给水系统的首要环节。目前，国内外在高层建筑给水设计中，普遍都是以给水分区最低层配水点处最大允许静水压力值为依据，进行竖向分区的。我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.3.5规定：59 四川理工学院毕业设计各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。根据规范要求，并结合综合楼层数、功能及室外供水压力，将该建筑竖向分为3个供水区，分区结果如表1-1所示。表1-1给水竖向分区表区名分区范围静压(mH20)静压校核备注低区(-1)～2层[9.6-(-4.5)]×1.2＋3=19.9219.92<20，符合规范要求低区所计算的是该区所需的最小工作压力，沿程水损取20%静压，3m为自由水头中区3～6层20.4×1.2＋3=27.4827.48<30,符合规范要求高区7～16层60.85×1.2＋3=76.0276.02<80，符合规范要求3.1.3方案确定对于分区三个以上的高层建筑，给水系统的供水方式应进行方案比较，方案比较可遵循供水技术可靠、经济合理的原则，从中选出两个可行性方案进行比较优缺点。该综合楼给水系统竖向分为2区，其中低区由市政管网直接供水，高区给水需进行二次加压，高区给水方案比较如表1-2所示。表1-2中区、高区给水方案比较表供水方案供水方式说明优缺点使用范围备注变频调速水泵给水方式采用离心式水泵配以变频调速控制装置，通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化高效节能，比一般设备节能10%-40%；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适用于水量随机变化的的用户为避免系统在小流量或微流量用水情况下，水泵工作效率低，宜为该系统配备小型气压罐高位水箱减压给水方式屋顶设置高位水箱，水泵统一加压，利用减压阀减压，上区供下区用水供水较可靠，设备与管道较简单，投资较节省，设备布置较集中，维护管道较方便，下区供水受上区的限制，能源消耗较大允许设置高位水箱，电力供应比较充足，电价较低的各类高层建筑　根据该该综合楼建筑图纸资料，选取变频调速水泵给水方式。59 四川理工学院毕业设计3.1.4系统组成建筑内部给水系统一般由引入管、给水管道、给水附件、给水设备、配水设施和计量仪表等组成。3.1.5管道布置与敷设给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和室外给水管道的位置，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。进行管道布置时，不但要处理和协调好各种相关因素的关系，还要满足以下基本要求。管道布置基本要求：（1）确保供水安全和良好的水力条件，力求经济合理（2）保护管道不受损坏（3）不影响生产安全和建筑物的使用（4）便于安装维修给水管道与其他管道和建筑结构的最小净距如表1-3所示。表1-3给水管与其他管道和建筑结构之间的最小净距表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　　　≥1000≥150在排水管上方横干管≥100≥100≥50且此处无接头≥500≥150在排水管上方立管管径≥25　　　　<3232～50≥3575～100≥50125～150≥60管道布置基本形式：59 四川理工学院毕业设计给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材、造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线长、造价高。按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给、和中分式三种形式。同一栋建筑的给水管网也可同时兼有以上两种布置形式。如表1-4所示。1-4给水管道布置形式表布置形式形式说明适用范围上行下给干管设在顶层天花板下、吊顶内或技术夹层中，由上向下供水适用于设置高位水箱的居住与公共建筑和地下管线较多的工业厂房下行上给干管埋地、设在底层或地下室中，由下向上供水适用于利用室外给水管网水压直接供水的工业与民用建筑中分式水平干管设在中间计算夹层内或某层吊顶内，由中间向上、下两个方向供水适用于层顶用作露天茶座、舞厅或设有中间技术层的高层建筑管道敷设基本要求：（1）居住小区的室外给水管道，应沿区内道路平行于建筑敷设，宜敷设在人行道、慢车道或草底下；管道外壁距建筑物外墙的净距不宜小于1m，且不得影响建筑物的基础。（2）敷设在室外综合管廊（沟）内的给水管道，宜在热水、热力管道下方，冷冻管和排水管的上方。给水管道于各种管道之间的净距，应满足安装操作的要求，且不宜小于0.3m。室内冷、热水管上、下平行敷设时，冷水管应在热水管下方；垂直平行敷设时，冷水管应在热水管右侧。（3）需要泄空的给水管道，其横管宜设有0.002～0.005的坡度坡向泄水装置。（4）为防止生活饮用水管道被使用过的水回流而造成污染，管道敷设时，应注意配水出口不得被任何杂质所淹没。管道敷设基本形式:给水管道敷设有明装、暗装两种形式。明装即管道外露，其优点是安装维修方便，造价低，但外露的管道影响美观，表面易结露、灰尘，一般用于对卫生、美观没有特殊要求的建筑。安装即管道隐蔽，如敷设在管道井、技术层、管沟、墙槽或夹壁墙中，直接埋地或埋在楼板的垫层里，其优点是管道不影响室内的美观、整洁，但施工复杂，维修困难，造价高，适用于对卫生、美观要求较高的建筑如宾馆、高级公寓和要求无尘、洁净的车间、实验室、无菌室等。综合科研楼给水管道的布置与敷设:引入管设置两条，分别由建筑的北侧和西侧引入，引入管经水表节点后59 四川理工学院毕业设计和室外给水环网连接，再从室外环网引出两条管道接入消防贮水池。低区给水系统利用市政管网压力直接供水，采用下行上给的供水方式，枝状管网、横干管敷设于地下一层的天花板下，给水立管布置在墙角、柱边，并由土建装饰处理。高区采用上行下给的供水方式，水平干管敷设在吊顶内。给水管道与其他管道之间留有一定的距离，以防止给水管水质被污染，同时便于安装检修。引入管室外部分管中心标高为-1.2m，引入管穿越地下室外墙处，设防水套管。总水表设在市政管网与室外环网的连接管上，并设置水表井。给水管道穿过承重墙基础时，均进行预留洞口，预留洞尺寸，考虑到管顶上部净空不能小于建筑物沉降量的要求，其值不小于0.1m管道在空中敷设时采用支架或托架固定，立管设管卡固定。3.1.6给水管材建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局和国家化学建材局于1999年12月联合颁布了“建住房[1999]295号”文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，文中规定：自2000年6月1日起，禁止使用冷镀锌钢管于室内给水管道，并根据当地实际情况逐步限时淘汰热镀锌钢管，推广应用铝塑复合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚丙烯(PP-R)管等新型管材。西安综合科研楼生活给水系统管材采用PP-R管。PP-R管材具有以下优点：（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。59 四川理工学院毕业设计3.2消防系统3.2.1相关规范摘自(《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版))高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类。并应符合表3.0.1的规定。高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。高层建筑室内、外消火栓给水系统的用水量，不应小于表7.2.2的规定。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，其它高层建筑可按2.00h计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00h计算。消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa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，应采取减压措施。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。消防电梯间前室应设消火栓。高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱。建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。摘自《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。59 四川理工学院毕业设计配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过8只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。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。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。当自动喷水灭火系统中没有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。减压阀应符合下列规定：1）应设在报警阀组入口前；2入口前应设过滤器；3）当连接两个及以上报警阀组时，应设置备用减压阀；4）垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。3.2.2建筑物类别和火灾危险等级的确定根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第1.0.3，知该综合楼属于高层建筑。根据设计资料，参照《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第3.0.1及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)附录A，确定该综合楼的建筑物类别为一类，火灾危险等级为中危险级II级。根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)，新业综合楼需要设置室内消火栓给水系统、室外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。由于建筑内的人口数不超过25000人，所以该综合楼同一时间的灭火次数按1次计。根据《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第7.3.3规定，综合楼的火灾延续时间按3.00h计算，自动喷水灭火系统延续时间按1.00h计算。根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005年版)第7.2.2规定，综合楼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)(2005年版)第5.0.1规定，西安综合科研楼自动喷水系统喷水强度为8L/min.m2，作用面积为160m2。3.2.3室内消火栓给水系统室内消火栓系统形式的确定：室内消火栓系统可以分为独立、区域集中的室内消防给水系统，高压、临时高压消防给水系统，分区、不分区室内消防给水系统等，如表2-1所示。59 四川理工学院毕业设计表2-1室内消火栓系统形式表分类依据系统分类系统说明优缺点适用范围按消防给水系统的服务范围分独立的室内消防给水系统每栋高层建筑设置一套室内消防给水系统系统安全性较高，但管理比较分散，投资大适用于地震去人防要求较高的建筑物以及重要的建筑物区域集中的室内消防给水系统数栋或数十栋高层建筑物形成的建筑群，共用一个消防加压泵房系统便于集中管理，在某些情况下可节省投资，但在地震区其安全性较低适用于有合理规划的高层建筑区按消防给水系统压力分高压消防给水系统管网内经常保持灭火所需水量、水压，消防时，直接使用灭火设备灭火系统简单，供水安全。不需设置水箱　临时高压消防给水系统设有消防泵房，平时水压不满足消防要求，火灾时需启动消防泵才能满足水压要求　需设置水箱　按建筑高度分不分区室内消防给水系统不需设置水箱，消防用水由室外高压管网直接供给系统简单，设备少。但对管材管件及用水设备等的耐压要求高建筑高度不超过50m的工业与民用建筑分区室内消防给水系统通常设置高位水箱，用来贮存火灾初期消防用水　建筑高度超过50m的工业与民用建筑根据综合楼的实际情况，结合《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第7.4.6.5规定：消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa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，应采取减压措施。确定综合楼的室内消防给水系统形式为：独立、临时高压、分区室内消防给水系统。室内消火栓给水系统的竖向分区：西安综合科研楼建筑高度为60.85m，最低处消火栓口标高为-3.40m59 四川理工学院毕业设计，再加上屋顶水箱的压力，该点的静水压力为0.6425MPa，将室内消火栓给水系统进行竖向分区。考虑到施工的方便并结合给水系统分区形式，确定消火栓系统竖向分为两区，其中-1～设备层为低区，设备层～16层为高区。3.2.4消火栓供水方案的确定西安综合科研楼的建筑高度小于100m，故其室内消防给水系统有并联分区消防给水系统和减压分区消防给水系统可供选择，如表2-2所示。表2-2消火栓给水方式比较表供水方案方案说明优缺点适用范围并联分区消火栓给水系统各分区分别设置消防水泵、消防水箱，水泵集中布置，各自竖向成区设备集中布置，便于管理；各系统独立，互不影响，安全供水性能好；噪声影响小。但建筑高度若较大，高区消防泵及管线需耐高压；水泵种类多，设备多，占地面积大适用于建筑高度小于100m、分区数在3个以下，且各区允许设置高位水箱的建筑中减压分区消火栓给水系统系统设置消防水泵、消防水箱，消防泵一次提升，竖向设置减压阀减压水泵类型少，数量少；维护简单；水泵集中，便于管理；噪声影响小；供水可靠，设备与管材较少，投资省，设备占地面积少适用于建筑高度小于100m，且各区不允许设置高位水箱的建筑中3.2.5系统组成建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵结合器及增压泵等组成。59 四川理工学院毕业设计3.3自动喷水灭火系统3.3.1自动喷水灭火系统的设置场所自动喷水灭火系统是一种在火灾发生时，能自动打开喷头喷水并同时发出火警信号的消防灭火设施。自动喷水灭火系统具有安全可靠、经济实用、成功灭火率高的优点。根据我国国民经济发展情况，目前要求安装自动喷水灭火系统的建筑均为性质重要、火灾危险性大；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。我国《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第7.6条规定，高层建筑下列部位均应设置自动喷水灭火系统：①、建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位(普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位除外)：公共活动用房；走道、办公室和旅馆的客房；可燃物品库房；高级住宅的居住用房；自动扶梯底部和垃圾道顶部。②、建筑高度超过100m的高层建筑，除面积小于5.00m2的卫生间、厕所和不宜用水扑救的部位外，均应设置自动喷水灭火系统。③、二类高层建筑中的商业营业厅，展览厅等公共活动用房和建筑面积超过200m2的可燃物品库房。④、高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间、歌舞娱乐、放映游艺场所等。3.3.2自动喷水灭火系统类型的确定表2-3自动喷水灭火系统类型表系统类型系统特点适用范围湿式自动喷水灭火系统系统管道内始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高适用于环境温度大于4度且小于70度的场所干式喷水灭火系统在干式报警阀前的管道内充有压力水，报警阀后的管道内充以压力气体适用于环境温度小于4度或大于70度的场所预作用喷水灭火系统系统的管道中平时无水，呈干式，充以低压压缩空气适用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物雨淋自动喷水灭火系统系统在雨淋阀后的管道内平时为空管，火灾发生时，所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位59 四川理工学院毕业设计水幕系统喷出的水形成水帘状，与防火卷帘、防火幕配合使用适用于防火隔断、防火分区及局部降温喷雾系统使用范围广，不仅可提高扑灭固体火灾的灭火效率，而且不会造成液体火飞溅，电器绝缘性好适用于扑灭可燃液体火灾、电器火灾西安综合科研楼采用湿式自动喷水灭火系统。3.3.3系统组成该系统由闭式喷头、报警装置(水力警铃、压力开关)、湿式报警阀、管网及供水设施等组成。3.3.4自动喷水灭火系统技术参数（1）设置场所火灾危险等级根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)附录A，确定西安综合楼的火灾危险等级为中危险级II级。（2）自动喷水灭火系统设计的基本数据根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)第5.0.1条规定，结合西安综合科研楼的火灾危险等级，确定该建筑自动喷水灭火系统设计的基本数据如表2-4所示。表2-4西安综合科研楼自动喷水灭火系统设计基本数据表火灾危险等级喷水强度[L/(min.m2)]作用面积(m2)喷头工作压力(Mpa)中危’险级II81600.103.3.5自动喷水灭火系统设计西安综合科研楼的建筑高度为60.85m。《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)第7.6条规定，应该在该建筑的公共活动用房、走道、办公室以及可燃物品库房内设置自动喷水灭火系统，且采用独立的给水系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)第6.2.4条规定：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；第8.0.1条规定：配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。《建筑给水排水工程》(第五版)1.2.2节有如下规定：自动喷水灭火系统管网的工作压力不应大于1.20MPa，最低喷头处的最大静水压力不应大于1.0MPa，其竖向分区按最低喷头处最大静水压力不大于0.80MPa进行控制，若超过0.80MPa，应采取减压措施。59 四川理工学院毕业设计经初步计算，西安综合科研楼最低喷头处的静水压力为60.85+1.00+1.00=62.85，小于1.0MPa(其中60.85为建筑高度，1.00分别为消防水箱安装高度和地下层消火栓距地下层楼板的高差)。因此竖向不分区。但最高与最低位喷头高程差已经超过50m，所以应该采用报警阀组进行分区。考虑到防火和建筑使用性质的要求，本设计采用1组报警阀组，用来控制地下室、汇展中心、教室的自动喷水灭火系统。如图3-2所示。西安综合楼自动喷水灭火系统采用临时高压给水系统，系统持续喷水时间按火灾延续时间不小于1h计。火灾初期10min喷水系统用水与消火栓系统10min用水一并贮存在屋顶消防水箱内。系统设有自动喷水泵，自动喷水泵组设在地下1层消防水泵间，火灾延续时间1h的喷水系统用水与消火栓系统用水共同贮存在地下消防水池。3.3.6喷头选择根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)第6.1.3条规定，闭式喷头选型应符合下列规定：①、不做吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头；②、吊顶下布置的喷头，应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；③、顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室，可采用边墙型喷头；④、自动喷水一泡沫联用系统应采用洒水喷头；⑤、易受碰撞的部位，应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头。根据上述要求，西安综合科研楼采用标准型玻璃球喷头，喷头公称直径12.5mm，流量特性系数K=80。地下一层不吊顶，配水支管布置梁下，故采用直立型喷头，走道部分设有吊顶，采用吊顶型喷头。喷头的动作温度采用普通温级68oC红色喷头。59 四川理工学院毕业设计3.4室外消防给水系统高层建筑室外消防给水系统是指以一栋高层建筑为主体的包括其附属的底层或多层辅助建筑所组成的小区，或数栋楼附近的、独立所属的高层建筑所组成的建筑群中的室外消防给水系统。目前我国登高消防车的工作高度约为24m，消防云梯一般为30～48m，普通消防车通过水泵结合器向室内供水的高度约为50m。所以建筑高度在24～50m以下的部位仍然可以得到室外消防设施的救助。在火灾发生时，为了尽快灭火，减少损失，提高灭火效率，充分利用和发挥室外消防设施的救火能力是必要的。高层建筑室外给水水源，一般可以有三种：市政给水管网、天然水源和消防水池。天然水源包括河流、湖泊、泉水等，由于不具备天然水源作为供给消防用水的条件，故排除以天然水源作为综合楼的消防给水水源。由设计条件知，市政给水管网管径为400mm，供水压力为0.2MPa，市政管网供水压力已经可以满足安全供水的要求，同时为了减小消防水池的容积，西安综合科研楼采用市政给水管网作为室外消防给水水源。59 四川理工学院毕业设计3.5管道的布置与敷设3.5.1管网总体布置要求摘自《高层民用建筑设计防火规范》(CB50045-95)(2005年版)室外消防给水管道应布置成环状，其进水管不宜少于两条，并宜从两条市政给水管道引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10～15L/s。室外消火栓应沿高层建筑均匀布置，消火栓距高层建筑外墙的距离不宜小于5.00m，并不宜大于40m；距路边的距离不宜大于2.00m。在该范围内的市政消火栓可计入室外消火栓的数量。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。室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置，有困难时，可合用消防泵，但在自动喷水灭火系统的报警阀前（沿水流方向）必须分开设置。室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。阀门的布置，应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一根。当竖管超过4根时，可关闭不相邻的两根。一组消防水泵，吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部水量。消防水泵房应设不少于两条的供水管与环状管网连接。消防水泵应采用自灌式吸水，其吸水管应设阀门。供水管上应装设试验和检查用压力表和65mm的放水阀门。3.5.2消防立管的布置（1）当相邻消防立管中一条检修时，另一条立管仍应保证有扑灭初期火灾的用水量。因此，消防立管的布置，应保证同层相邻立管上的水枪的充实水柱同时至室内任何部位。（2）在建筑物走廊端头，宜设立消防立管，走廊的立管数量，应保证单口消防栓在同层相邻立管上的水枪的充实水柱同时到达室内任何部位的要求，其间距由计算决定。但消防立管的最大间距不宜大于30米。59 四川理工学院毕业设计（3）消防立管的直径应按室内消防用水量由计算决定。计算出来的消防立管直径小于100mm时，应考虑消防车通过水泵接合器往室内管网送水的可能性，仍应采用100mm。（4）当建筑物内同时设有消防栓给水系统和自动喷水消防系统时，应将自动喷水设备管网与消防栓分开设置；如有困难，可合用消防泵，但应在自动喷水系统的报警阀前（沿水流方向）将管道分开设置。3.5.3室内消火栓布置的具体要求（1）每个消火栓处设启动消防水泵按钮，并应设置保护按钮措施。（2）高层建筑室内消火栓直径采用65mm，配水的水龙头长度不应超过25米，水枪喷嘴口径不应小于19mm。（3）按照消防栓的机械强度，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa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，应采取减压措施。（4）消火栓给水管道的安装要求与其它给水管道基本不同，管材采用钢管。（5）为了使每层消火栓流出水量接近于设计量，各区底下消火栓应设减压措施。3.5.4自动喷水灭火系统管道及阀门等设置（1）屋内的供水干管一般宜布置成环状，进水管不宜少于两条。当一进水管发生故障时，另一条进水管仍能保证全部进水量的70%和足够的水压。（2）阀应设在距地面高度0.8~1.5米范围内的没有冰冻危险、易于排水、管理维护方便而明显的地点。（3）设在便于维修的地方。分隔阀门应经常处在开户状态，一般用锁链锁住，分隔阀门最好采用明悬阀门。（4）水力警铃宜装在报警阀附近，与报警的连接管应采用镀锌钢管。其长度不大于6米时，管径为15mm，大于6米时，管径为20mm，但最大长度不应大于20米。（5）自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水管网应分开独立设置。（6）湿式报警阀后的管道上不应设置其它用水设施。（7）喷水灭火系统应设消防水泵接合器，一般不宜少于2个。（8）喷水灭火系统应设泄水装置（9）每根配水支管的喷头数：轻、中危险极建筑材料均不应多于8个。在同一配水支管吊顶上下布置喷头时，共上下侧的喷头数个不多于8个。严重危险极建筑材料均不应多于6个。59 四川理工学院毕业设计（10）喷水灭火系统应设有报警阀、控制阀、水力警铃、系统检验装置、压力表，控制阀上应设有启闭指示装置。（11）喷水灭火系统应设水流指示器，压力开关等辅助电动报警装置。3.6消防管材3.6.1室内消火栓系统室内消火栓给水系统采用普通碳素无缝钢管。此类钢管具有强度高、承受压力大、抗震性能好、长度大、重量比铸铁管轻、接头少、加工安装方便的优点。除在需要拆解的地方采用法兰连接外、其余为焊接。无缝钢管同一外径下有多种壁厚，按管道承压情况选择壁厚。钢管防腐采用刷油防腐，刷防锈漆2道，面漆2道。3.6.2自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统采用内外壁热镀锌钢管，以防止管道锈蚀而堵塞喷嘴喷口。管道系统的连接，管径<100mm时采用丝扣连接，管道直径≥100mm时，管道采用法兰盘或沟槽式卡箍连接，水平管道上法兰盘间管道长度不宜大于20m，立管上法兰盘间距不超过3个楼层。3.6.3室外消火栓系统室外消火栓管道埋地敷设，管材采用给水铸铁管，承插口，铅接口，沥青防腐。管道配件采用该类管材相应的专用配件，以避免电化学作用使配件过早腐蚀，影响系统的使用寿命。3．7排水系统3.7.1相关规范摘自(《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003))新建居住小区应采用生活排水与雨水分流排水系统。建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统：1）建筑物使用性质对卫生标准要求较高时；2）生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时；3）生活废水需回收利用时。下列建筑物排水应单独排水至水处理或回收构筑物；59 四川理工学院毕业设计1）公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水；2）洗车台冲洗水；3）含有大量致病菌，放射性元素超过排放标准的医院污水；4）水温超过40℃的锅炉、水加热器等加热设备排水；5）用作中水水源的生活排水。建筑物雨水管道应单独设置，在缺水或严重缺水地区，宜设置雨水贮存池。3.7.2排水水质及其特点建筑排水根据其排水的来源及水质污染程度可分为生活污水、工业废水和降水。生活污水又可划分为粪便污水个洗涤废水，而工业废水可分为生产污水和生产废水，降水是指雨水和雪融化水。西安综合科研楼是集汇展中心、办公、教学、宾馆为一体的综合性住宅建筑，通过对建筑性质及使用功能与特点的分析，该建筑排水种类及水质情况如下：（1）粪便污水：从大、小便器排出的污水，含有大量粪便、纸屑、病原虫等杂质。（2）屋面雨水：来自屋面的雨水及融化的雪水，水质比较干净。3.7.3排水方案的确定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生活污水。所谓分流制是指雨水和粪便污水、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流设置管道收集排放还是用一套管道收集排放。根据规范要求，建筑排水系统的选择有以下几个要点：（1）分流或合流排水系统的选择，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的要求确定。（2）生活污水一般须经化粪池处理，此时粪便污水宜与生活废水分流；当排往污水处理厂时，宜合流排出。（3）当建筑物内设置中水系统时，生活废水与生活污水应分流排出。（4）含有毒和有害物质的生产污水，含有大量油脂的生活废水，以及经技术经济比较认为需要回收利用的生产废水、生活废水等均应分流排出。（5）建筑物雨水应单独排出。工业废水如不含有机物，而带大量泥沙、矿物质时，应经机械处理后方可排入室内密闭系统雨水管道。59 四川理工学院毕业设计在确定建筑内部排水体制和设置建筑内部排水系统时，应根据污、废水性质、污染程度、室外排水体制和城市污水处理设施完善程度以及污水有无回用要求等因素，通过经济技术比较确定。通过对西安综合科研楼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，综合确定西安综合科研楼排水方案如下：（1）由西安综合科研楼工程条件可知，7～16层为客房，生活排水主要来自客房的洗浴和便器，其中洗浴废水量较大，为减少化粪池容积，公寓生活污、废水采用分流制排水系统，即粪便污水需经化粪池处理后排入城市污水管网，洗浴废水直接排入城市污水管网。（2）建筑高层主体屋面雨水采用内排，屋面雨水排入城市雨水管网。（3）地下设备间排水采用污水泵提升至室外城市污水管网。3.7.4污废水排水系统类型的确定表3-1污废水排水系统类型表系统类型系统说明适用范围单立管排水系统无通气管的单立管排水系统立管顶部不与大气相通适用于立管短，卫生器具少，排水量小，立管顶部不便伸出屋面的情况有通气的普通单立管排水系统排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气相通适用于一般多层建筑特制配件在横支管与立管连接处，设置特制配件代替一般的三通；在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件代替一般的弯头适用于各类多层、高层建筑双立管排水系统系统由一根排水立管和一根专用通气立管组成，利用排水立管与另一根立管之间进行气流交换适用于污废水合流的各类多层和高层建筑三立管排水系统系统由三根立管组成，分别为生活污水立管、生活废水立管和通气立管。适用于生活污水和生活废水分流的各类多层、高层建筑59 四川理工学院毕业设计污水排水系统通气的好坏直接影响着排水系统的正常使用，按系统通气方式，建筑内部污废水排水系统分为单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。如表3-1所示。西安综合科研楼属于高层建筑，而且采用的单立管排水系统。3.7.5系统组成建筑内部污废水排水系统应能满足以下三个基本要求：首先，系统能迅速畅通地将污废水排到室外；其次，排水管道系统内的气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内良好的环境卫生；第三，管线布置合理，间断顺直，工程造价低。为满足上述要求，建筑内部污废水排水系统的基本组成部分有：卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气管道。在有些建筑物的污废水排水系统中，根据需要还设有污废水提升设备和局部处理构筑物。3.7.6排水管道布置及敷设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59 四川理工学院毕业设计为创造一个安全、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表3-2规定的最小距离时，底部支管应单独排出。表3-2最低横支管与立管连接处到立管管底的垂直距离立管连接卫生器具的层数垂直距离（m）≦40.455～60.757～121.213～193≧206（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表3-3的数值时，应在排出管上设置清扫口。表3-3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)5075100>100最大长度(m)10121520（6）占地面积小，总管线短，工程造价低。3.7.7排水管材59 四川理工学院毕业设计常用的建筑排水管材基本可分为两大类：金属管材与非金属管材，其主要优缺点及使用条件如表3-1所示。建筑生活排水管道管材的选择，应综合考虑建筑物的使用性质、建筑高度、抗震要求、防火要求及当地的管材供应条件，因地制宜选用。管材选用应符合《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第4.5.1条要求：1、居住小区内排水管道，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或钢筋混凝土管。2、建筑物内排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接口机制排水铸铁管及相应管件。3、当排水温度大于40度时，应采用金属排水管或耐热塑料排水管。表3-4常用排水管材的优缺点及适用条件类别管材名称主要优缺点使用条件金属管材机械离心铸铁管机械强度好，抗腐蚀、抗震(使用柔性接口)性能好，使用寿命长，造价较高适用于高层排水，特别是有抗震要求的场所钢管机械性能好，强度高，耐高压，易腐蚀可用于φ80一下污水提升、雨水排除(需做好内外防腐)以及其他一些有特殊要求的场合衬塑钢管机械性能好，强度高，耐腐蚀，造价高适用于排除有化学腐蚀性液体的场合非金属管材塑料管材重量轻，管件尺寸小，施工安装方便，耐腐蚀，造价低，但强度低，耐寒耐热差，易老化，使用寿命短可用于一般公共建筑的公厕，多层住宅排水等场所，但用于居住建筑时应采取消声措施混凝土管强度较好，造价低，但管体重适用于室外小区排水，室内很少使用钢筋混凝土管机械强度好，造价低适用于室外、市政干线排水带釉缸瓦管质轻，造价低，但脆、易碎室内外排水均较少使用，可用于室外绿地排水59 四川理工学院毕业设计4设计计算书4.1给水系统计算4.1.1生活用水量计算建筑生活用水量是生活给水系统设计计算的基本参数之一。它的选用是否恰当、合理，对给水系统的建设投资和运行使用都有很大影响。设计计算依据：高层建筑的生活用水量应根据国家现行《建筑给水排水设计规范》中规定的生活用水定额、时变化系数，并结合设计条件中给出的用水单位数，按下式通过计算确定。(1-1)(1-2)式中Qd----最高日用水量，L/d；m----用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数；qd----最高日生活用水定额，L/(人.d)、L/(床.d)或L/(人.班)；Qh----最大小时用水量，L/h；Kh----小时变化系数；T----建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h。住宅类建筑生活用水定额及小时变化系数见《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)表3.1.9。集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数见《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)表3.1.10。设计计算：根据设计原始资料、建筑性质和卫生器具设置完善程度，依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)，综合科研楼用水量标准及用水量见表1-1、表1-2。用水人数(用水单位数)计算如下：（1）汇展中心300人，12小时工作；地下室汽车停车场面积约800m2。59 四川理工学院毕业设计（2）根据设计资料要求，每个教室按40人计算，教室人数300人；每个客房按2个人口计算，客房人数640；办公室人数100人，8小时工作；则：低区的人口数为300个，高区的人口数为1040个；表1-1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汇展中心2200m25L/m2110001.41283.3122停车场800m22.5L/（m2.次）20001.0333.36　合计　　13000　1616.6　表1-2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办公室100人40L/(人.班)40001.470082教室300人40L/(人.日)120001.4210083客房640人300L/(人.日)1920002.21760024　合计　　208000　20400　综上，建筑生活用水量统计如下：4.1.2水池、水表的计算水池的计算：高层建筑的生活给水系统，应能充分、安全、可靠地保证生活用水。为此，在市政供水管网不能满足建筑用水要求，而又不允许直接从室外管网抽水时，应设置贮水池。贮水池的容积应根据用水对象的要求，结合市政供水的可靠程度确定。可以设置生活及消防共用水池，也可以将生活与消防贮水池分别独立设置。（1）设计计算依据贮水池的生活调节容积可按下式计算：59 四川理工学院毕业设计(1-3)(1-4)式中Vy----贮水池有效容积，m3；Qb----水泵的出水量，m3/h；Qg----水池的进水量，m3/h；Tb----水泵运行时间，h；Tt----水泵运行时间间隔，h。工程中，常常会由于资料不足，较难按照理论公式(1-3)确定贮水池生活贮水容积。此时，可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%～25%，最大不得大于48h的用水量。（2）水池的计算西安综合科研楼的生活用水与消防水池公用，由于资料不足，且低区由市政供水，故生活贮水池的容积取高区日用水量的25%，则生活贮水池的有效容积为：经计算消防用水有效容积420，所以生活消防公用水池容积取480。尺寸为，有效容积为：，总容积为：。引入管设计流量的确定：（1）设计计算依据摘自《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)建筑物的给水引入管的设计流量，符合下列要求：1当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，取建筑物内的生活用水设计秒流量。2当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时生活用水量，且不得小于建筑物最高日平均时生活用水量。3当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水，又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。（2）引入管设计流量的确定本设计符合上述第3条所述的情况，引入管的设计流量应为低区生活用水设计秒流量和高区贮水池设计补水量的叠加。59 四川理工学院毕业设计低区设计秒流量按式计算，其中取2.5.经计算得当量总数Ng=34,则为保证安全供水，高区的贮水池设计补水量取建筑物最高日最大时生活用水量的90%，即。则生活引入管道的设计流量为本设计采用室外生活管道和消防管道共用系统，引入管管径设计按建筑生活用水量达到最大时流量时，应仍能保证室内、外消防用水量确定。西安综合科研楼的最大时生活流量=28.856m3/h=8.02L/s，室内、外消防用水量=40+30+16=86L/s，则室外生活消防共用管道通过的流量为8.02+86=94.02L/s。水表的选择（1）设计计算依据水表的选择包括确定水表的类型及口径，水表的类型应根据水表的特性和通过水表的水质、水量、水温、水压等情况选定。水表的口径，在通过的水量较均匀时，应使水表的设计流量不大于水表的公称流量，而在通过水量不均匀时，可按设计流量不大于水表的最大流量确定水表的口径。并应校核水表通过设计流量时，其水头损失应满足表1-4规定。表1-3水表水头损失允许值(kPa)表型正常用水时消防时旋翼式<24.5<49.0螺翼式<12.8<29.4（2）设计计算本设计中，由两根DN100mm的连接管将市政给水引入室外环状管网，平时按每条引入管内流速1.0m/s计，估算每根引入管的流量为：消防时按每条引入管内流速2.0m/s计，估算每根引入管的流量为：选用LXL-100N水平螺翼式水表，公称直径为100mm，过载流量为120m3/h，常用流量为60m3/h。水流经过水表的水头损失为：59 四川理工学院毕业设计平时：，符合设计要求。消防时：每条引入管分别设置一组LXL-100N水平螺翼式水表，水表组包括水表、表前表后阀门、旁通管路、泄空阀。每条引入管水表前均应装设倒流防止器，以防压力不足时回流污染。4.1.3给水管网水力计算给水管网水力计算的目的在于确定管段的管径和给水系统所需压力。对西安综合科研楼采用变频调速并联给水方案来讲，低区给水系统需要复合室外管网提供的水压是否满足低区给水系统所需压力；高区给水系统需要确定水泵的流量和扬程，为选择水泵提供依据。设计秒流量公式选用：依据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.6.5条要求高区为客房，设计秒流量采用下式计算：(1-5)式中qg----计算管段的设计秒流量，L/s；Ng----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，取加权平均值为2.0。低区为汇展中心，设计秒流量也采用下式计算：(1-6)式中----根据建筑物用途确定的系数，汇展中心取值为3.0。低区生活给水管网水力计算低区地下-1～2层计算用图如图1-1所示。水力计算表如表1-4所示。59 四川理工学院毕业设计图1-1JDL-1水力计算用图表1-4JGL-1水力计算表计算管段编号卫生器具名称、数量当量总数N设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)单阻i(m/m)管长L(m)水头损失h(m)小便器洗手盆大便器污水盆0-1/1//0.500.1150.540.3550.810.0371-2/2//1.000.2200.610.3171.250.04942-31///1.500.3200.920.6510.900.0763-42///2.000.4250.750.3400.530.0235-6///10.750.15150.810.7280.230.0226-7///21.500.3200.920.6510.680.0587-8//122.000.4250.750.3400.90.048-9/222.50.5250.940.5060.630.044-922224.50.9400.690.1673.30.07259 四川理工学院毕业设计9-1022224.50.9400.690.1670.730.01610-1122325.01.00400.770.2010.90.02411-1222425.51.1400.840.2380.950.0312-1323426.01.2400.920.2780.70.02613-1424426.51.3400.990.3210.50.02114-1524426.51.3400.990.3215.10.21315-16244213.02.6700.880.1581.20.025总水头损失（m）0.77低区给水系统压力校核：低区生活给水系统所需压力按下式计算：(1-7)式中H----给水系统所需要的水压，kPa；H1----克服几何给水高度所需要的供水压力，kPa；H2----管路沿程水头损失和局部水头损失，kPa；H3----水流经过水表时的水头损失，kPa；H4----配水最不利点所需的流出水头，kPa。已知市政给水管网标高为-1.20m，低区最不利点安装高度标高为5.55m，则可知H1=12+55.5=67.5kPa(最不利管段为JGL-3)；局部水头损失按沿程水头损失的25%计，沿程水头损失由水力计算表1-4可知为7.7kPa，则有H2=1.25*7.7=9.63kPa；由第二节水池、水表的计算可知，水流经过水表的水头损失为H3=5.55kPa；低区最不利配水点为离JGL-3最远的洗脸盆，所需流出水头按H4=50kPa；则低区给水系统所需的水压为H=67.5+9.63+5.55+50=132.68kPa；市政管网供水压力为200kPa>室内所需供水压力132.68kPa，故可以满足地下-1～2层的供水要求。59 四川理工学院毕业设计高区给水管网水力计算：本设计中，每间客房的卫生器具类型和数目都一样，利用公式(1-6)计算。高区2～16层计算用图如图1-2、1-3所示。水力计算表如表1-5、表1-6所示。图1-2JDL-2水力计算用图图1-3JL-4水力计算用图59 四川理工学院毕业设计表1-5JDL-2水力计算表计算管段编号卫生器具名称、数量当量总数N设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)单阻i(m/m)管长L(m)水头损失h(m)小便器洗手盆大便器污水盆0-1//1/0.50.10150.540.3550.90.0421-2//2/1.00.20200.610.3170.90.0372-3//3/1.50.30200.920.6510.90.0763-4//4/2.00.40250.750.3401.00.0444-5//413.00.60320.720.2370.80.0255-6/1413.50.7320.840.3120.70.0286-7/2414.00.8320.960.3950.70.0367-8/3414.50.9400.690.1670.50.0118-9/3414.50.9400.690.1673.60.0789-10/6829.01.8500.870.1903.60.08910-11/912313.52.7700.920.1693.60.07911-12/12164183.6800.850.1174.60.0712-13/1520522.54.51000.710.0665.10.044总水头损失（m）0.66表1-6JL-4水力计算表计算管段编号卫生器具名称、数量当量总数N设计秒流量q(L/s)管径DN(mm)流速v(m/s)单阻i(m/m)管长L(m)水头损失h(m)小便器洗手盆大便器浴盆0-1///11.20.24200.730.4381.000.061-2//111.70.34250.640.2551.000.0332-3/1112.20.44250.830.4030.800.0423-4/1112.20.44250.830.4033.450.18159 四川理工学院毕业设计4-5/2224.40.88400.670.1603.450.0725-6/3336.61.32500.640.1093.450.0496-7/4448.81.76500.850.1823.450.0827-8/555112.20700.750.1183.450.0538-9/66613.22.64700.900.1633.450.0739-10/77715.43.08800.720.0893.450.0410-11/88817.63.52800.830.1123.450.0511-12/99919.83.96800.930.1383.450.06212-13/99919.83.96800.930.13827.20.49总水头损失（m）1.28（4）给水加压泵的计算与选择水泵扬程应满足下式要求：(1-8)式中Hb----水泵所需要的扬程，kPa；H1----贮水池最低水位至水箱进水口所需要静水压，kPa；H2----水泵吸水管路和压水管路总水头损失，局部水头损失为沿程水头损失的20%，kPa；H4----水箱进水流出水头，kPa。由前面计算已知，高位水箱最高液位标高为66.00m，贮水池最低液位标高为-4.50m，因此有H1=66.00+4.50=70.50m=705kPa；由水力计算表可知，H2=1.2×1.94=2.33m=23.3kPa(局部水头损失为沿程水头损失的20%)。水箱进水流出水头按H4=20kPa；则水泵的设计流量=2×高区最大时流量=2×20.4=40.8m3/h59 四川理工学院毕业设计根据流量Qb=40.8m3/h=11.33L/s，扬程Hb=74.83mH2O，查《给水排水常用数据手册》(第二版)选得ISL80-50-250型高层建筑给水泵两台，一用一备。水泵性能：流量Qb=12L/s，扬程Hb=80m，电机功率N=22kW。4.1.4水泵、水池及水箱间设计水泵机组的设置：水泵机组设在地下室给水泵房内。水泵为自罐式充水，每台水泵采用独立的吸水管，吸水管口设置喇叭口，喇叭口口径一般为吸水管直径的1.3-1.5倍。喇叭口低于水池最低水位0.50m，以避免空气吸入。吸水喇叭口距池底的净距，不应小于0.8倍吸水管管径。吸水管与吸水管间净距不宜小于3.5倍吸水管直径。贮水池设置：水池进水管2条，管径DN80，每条进水管上设阀门、液压阀。水池设有液位报警及指示装置。为避免水流短路，水池进、出水管设在水池的不同侧。水池的溢流管管径DN100，泄空管DN80，溢流管和泄空管连接后排至室内地坑，排水地坑内设有潜水泵，潜水泵型号为50QW18-15-1.5(Q=18m3/h，H=15m，N=1.6kW)高位水箱设置：高位水箱用于调节生活用水量，为保证水质，高位水箱采用不锈钢材质，水箱与墙壁留有不小于700mm的检修通道。水箱进水管设两条，管径DN100，用以保证一条进水管检修时，另一条通过设计流量。每条进水管上设阀门、浮球阀。进水管中心距水箱顶有200mm的距离。出水管管径DN100，从水箱另一侧接出，其管顶距箱底100mm，以防止沉淀物进入配水管网，出水管上设阀门以利于检修。为防止水流短路，进、出水管分设在水箱两侧。溢流管管径DN150，管口设在设在水箱最高设计液位以上50mm，管径比进水管大一号，溢流管上不设阀门。泄水管从箱底接出，管径DN100。为使水箱内空气流通，水箱设通气管，以使水箱空气流通，管径DN80，管口朝下。59 四川理工学院毕业设计4．2消火栓系统设计计算4.2.1室内消火栓系统的布置综合科研楼室内消火栓给水系统采用独立的消防给水系统。根据《高规》规定，其室内消火栓用水量为40L/s，同时使用水枪数为8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。消火栓的栓口直径为65mm，水带长度25m，水枪喷嘴口径19mm，消火栓的充实水柱为13mH2O。室内消火栓管网布置：根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)(2005年版)第7.4.1条规定，西安综合科研楼室内消防给水系统设置成与生活给水系统分开的独立给水系统。室内消火栓管道布置成环状，横向竖向均成环。消防泵的压水管设两条管路与消防环状管网连接，其管径的设计考虑到当其中一根发生故障时，另一根管路应能保证消防用水量和水压的要求。综合楼室内消火栓给水管网设地上式消防水泵结合器。水泵结合器的设置数量按室内消防用水量确定，该建筑室内消火栓用水量为40L/s，每个水泵结合器的流量按10L/s计，故设置4个消火栓水泵结合器，型号为SQ100。室内消火栓的布置：室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。消火栓的间距，应保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位，可按式(3-1)确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。(2-1)式中S----消火栓间距，m；R----消火栓保护半径，m，R=L1+L2；L1----水龙带敷设长度，m，可取配备水龙带长度的90%；L2----水枪充实水柱在平面上的投影长度，m，水枪射流上倾角按45o计；b----消火栓最大保护宽度，m。消火栓保护半径按下式计算：(2-2)59 四川理工学院毕业设计式中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0.8~0.9；h---水枪充实水柱倾斜45o时的水平投影，m；h=0.71Hm，对一般建筑(层高为3~3.5m0由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；Hm----水枪充实水柱长度，m。水枪充实水柱长度应根据建筑物的层高和选定水枪的设计流量通过水力计算确定。《高规》第7.4.6.2条要求对建筑高度不超过100m的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑，其充实水柱长度不应小于13m。西安综合科研楼消火栓充实水柱Hm=13m，C=0.9，Ld=25m，则消火栓的保护半径为R=0.9×25+3=25.5m。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以25.5m为消火栓保护半径，将消火栓分散布置在楼层走道、楼梯、大厅出入口附近等明显、经常有人走动、易于取用的地方。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。4.2.2消防水箱设计计算设计计算依据：水箱消防贮水量应按建筑物的室内消防用水总量的10分钟用水量进行计算。消防水箱容积按下式计算：(2-3)式中Vx----消防水箱容积，m3；qx----室内消防用水总量，L/s；Tx----火灾初期时间，按10min计。为避免水箱容积过大，《高规》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18m3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3；二类居住建筑不应小于6.00m3。设计计算：西安综合科研楼室内消火栓用水量为40L/s，自动喷水灭火系统用水量为16L59 四川理工学院毕业设计/s，室内消防用水总量为56L/s，按式(3-3)计算消防水箱贮水量为：根据计算和规范要求，西安综合楼消防水箱容积按18m3设计。高、低区消防水箱合用，设在屋顶水箱间内，尺寸为3.0m(长)×2.0m(宽)×3.3m(高)，有效容积为3.0×2.0×3.0=18m3。4.2.3消防水池设计计算根据《高规》第7.3.2条规定，西安综合科研楼应设置消防水池。设计计算依据：消防水池的消防贮水量应按下式确定：(2-4)式中Vf----消防水池贮存消防水量，m3；Qf----室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和，L/s；QL----市政管网可连续补充的水量，L/s；Tx----火灾延续时间，h，详见《建筑给水排水工程》(第五版)附录3.1。设计计算：西安综合科研楼室内消防用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30L/s，自动喷水灭火系统用水量为16L/s，其中消火栓灭火延续时间为3h，自喷灭火时间为1h。市政给水管网管径为400mm，水压为0.20MPa，室外环状给水管网与市政给水管网之间通过两根连接管连接，连接管的管径为250mm。室外消火栓用水量全部有室外管网提供，水池进水管管径为DN100，则补水量为：室内所需的消防用水量为：则消防水池的有效容积为：，取420m3。4.2.4最不利点消火栓所需压力和实际射流量西安综合楼选用65mm口径的消火栓，水枪喷嘴口径为19mm，直径为65mm，长度为25m的衬胶水龙带。枪口所需压力：59 四川理工学院毕业设计枪口所需压力按下式计算：(2-5)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。查表得=0.0097，=1.2175，则XL-4消防立管16层消火栓的水枪造成13m充实水柱所需的压力为：水枪喷嘴射流量：水枪喷嘴射流量按下式计算：(2-6)式中----水枪的射流量，L/s；B----水枪水流特性系数，建《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.5；Hq----水枪喷嘴处压力，kPa。查表得，B=1.577，枪口压力Hq=18.70mH2O，则水枪射流量为：水带水头损失：水带水头损失按下式计算：(2-7)式中hd----水带水头损失，mH2O；Ld----水带长度，m；Az----水带阻力系数，建《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.6。查表得Az=0.00172，水带长度为25m，射流量为5.43L/s，则水带水头损失为：最不利消火栓口所需压力：最不利点为16层消火栓处，在满足消防流量5.43L/s时，该消火栓口所需的压力为：4.2.5消火栓管网水力计算59 四川理工学院毕业设计消火栓管网为环状管网，在进行水力计算时，加设环状管网某段断开，并确定最不利计算管路，按枝状管路进行水力计算。管网水力计算分两种工况，水力计算简图如图3-1所示。水泵供水工况：由消火栓泵向管网供水，水流自下向上流动。计算出消防流量由消火栓泵至最不利消火栓处的水头损失，为选择消火栓泵提供依据。最不利消防管的消防流量为XL-4号立管上的16层消火栓流量。由前面计算知，立管上16层消火栓口的压力为H16=19.97mH2O，消防流量为Q16=5.43L/s。16层消火栓处的压力为H16+(层高3.45m)+(15~16层消防立管的水头损失)，即H16=19.97+3.45+0.0037×3.4=23.43mH2O=234.3kPa。16层消火栓的消防出水量为4.2.6高位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（2-8）式中Hx----高位水箱最低液位与最不利消火栓之间的垂直压力差，kPa；Hxh---最不利点消火栓所需水压，kPa；Hg-----管路的总水头损失，kPa；已知Hxh=H16=19.97mH2O，Hg=Hg2=0.96mH2O，Hxh+Hg=20.93mH2O。根据资料可知高位水箱最低液位标高64.000m，与最不利点消火栓57.600m之间的垂直高差为Hx=64.000-57.600=6.4mH2O。Hx