衢州某商务中心给排水设计【毕业论文】 39页

'本科毕业设计正文本科毕业论文（20届）衢州某商务中心给排水设计专业：建筑环境与设备工程38 本科毕业设计正文目录1．设计任务及原始资料11.1建筑给排水说明11.2设计资料12．设计说明22.1给水工程22.2排水工程22.3消防给水22.4管道的平面布置及管材33．设计计算43.1室内给水系统计算43.1.1给水用水量计算43.1.2给水管网水力计算53.1.3地下室加压水泵的选择113.1.4地下贮水池的选择113.2排水系统计算123.2.1排水定额与设计秒流量计算123.2.2排水管网水力计算133.3室内消防系统给水计算223.3.1消火栓的组成223.3.2消火栓的给水方式223.3.3消火栓的布置223.3.4水枪喷嘴处所需的水压253.3.5水枪喷嘴的出流量及水带阻力253.3.5消火栓口所需的水压及校核263.3.6水利计算263.3.7消防水箱及消防贮水池273.4自动喷淋系统的计算273.4.1自动喷淋系统说明273.4.2喷头的布置283.4.3设计基础数据303.4.4水力计算303.4.5水泵的选择323.5雨水排水系统的计算32小结35致谢36参考文献37附译文3838 本科毕业设计正文38本科毕业设计正文1．设计任务及原始资料1.1建筑给排水说明根据计划任务要求，衢州某地拟建商务中心。该商务中心共6层。2000平方米，主要地上一、二层为休闲娱乐中心，商场单层使用面积约1612平方米，其中一层为会议室为主；二层有8个客房，一个豪华包间，每套配有独立卫生间，内有浴盆、洗脸盆、坐便器各一件，还有一个公共卫生间；三～六层每层有14个客房，4个三人间，4个单人标准间以及2个标准豪华间，每套均配有独立卫生间，其中标准豪华间配有2个卫生间。该设计任务为建筑设计中的给水、排水、消防及雨水等设计项目。1.2设计资料本设计所提供的资料为：1、建筑总平面图，建筑物各层平面图。该建筑物共6层，最高点高度为21.7m。一层地面标高为0.000m，地面第一层高度为4.2m，二层高度为3.5m，三至六层高度各为3.5m。屋顶设花园。2、该城市给水、排水管道现状为：在该建筑西侧城市道路下，有城市给水干管可作为建筑物的水源，其管径为DN300，常年可提供工作水压为210kPa，接点管顶埋深为地面以下1.5m。在该建筑的周围道路下，分布着该城市排水管道，其管径为DN400，管道在地面以下1.5m，坡度i=0.0026[1]。3、对本设计做全面考虑。对一幢建筑物来说，给水要确保建筑物的安全，保证建筑里人们的正常生活和工作能够顺利进行；生活排水要保证建筑室内的环境卫生，减少污染产生；消防系统要保证在发生火灾的10分钟内有效地保护人员撤离现场；最后要考虑该设计的可行性和经济性。38 本科毕业设计正文2．设计说明2.1给水工程根据设计资料，已知室外给水管网常年可保证的工作水压为210kPa，小于宾馆二至六层客房所需总工作水压，故室内给水拟采用水泵给水方式。因为市政给水部门不允许从市政管网直接抽水，故在建筑物室外设贮水池。由于建筑比较规格，故采用左右分区水泵加压供水方式。2.2排水工程本设计采用污废合流体制，污水接到市政污水管网。由于排水管较多，连接各立管的排水器具不是很多，底层用水器具也不多，因此底层不采用单独排水。二层以上房间采用相邻两个房间的卫生间共用一根排水立管。此外本设计使用单立管排水系统，即污水、废水、排气采用同一管道。排水管采用UPVC管。2.3消防给水根据《高层民用建筑设计防火规范》，本建筑属于二类住宅，设室内消火栓给水系统。消火栓用水量为20L/s，每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s。室内消火栓不分区，采用水箱和水泵联合供水的临时高压给水系统，每个消火栓处设直接启动消防泵的按钮，高位水箱贮存10分钟的消防用水，消防泵及管道均单独设立。每个消火栓口径为65mm，水枪喷嘴口径19mm，充实水柱为12m，采用衬胶水带65mm，长度20m。消防泵直接从消防水池吸水，火灾延续时间以2h计[2]。消防系统采用镀锌钢管。自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动喷水灭火并同时发出火警信号的灭火系统。这种灭火系统具有很高的灵敏度和灭火成功率，是扑灭建筑初期火灾非常有效的一种灭火设备。经过比较后选择闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统湿式喷水灭火系统是由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。该系统在报警阀的前后管道内始终充满着压力水，所以称作湿式喷水灭火系统。38 本科毕业设计正文湿式系统工作原理比较简单，整个系统压力平时由高位消防水箱或稳压装置维持，水通过湿式报警阀导向杆中的水压平衡小孔保持阀板前后水压平衡，由于阀芯的自重和阀芯前后所受水的总压力不同，阀芯处于关闭状态（阀芯上面的总压力大于阀芯下面的总压力）。发生火灾时，高温火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件炸裂或熔化脱落，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，则水流指示器就被感应送出电信号。在报警控制器上指标某一区域已在喷水，持续喷水造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压，原来处于关闭状态的阀片自动开启。此时，压力水通过湿式报警阀，流向干管和配水管，同时水进入延时器，继而压力开关动作、水力警铃发出火警声号[3]。此外，压力开关直接连锁自动启动消防水泵或根据水流指示器和压力开关的信号，控制器自动启动消防水泵向管网加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。选择湿式系统主要考虑到湿式系统有许多优点：1）系统简单，施工、管理方便。湿式系统与其他自动喷水灭火系统相比较，结构简单，仅有湿式报警阀和必要的报警装置及供水设施即可，因此，施工管理方便，充水后无需更多的管理工作，管道接头和坡度敷设都没有干式系统要求严格；2）比较经济。由于上述因素决定了湿式系统建设投资低，经常管理费用少，并节约能源；3）灭火速度快，控制率高。这是湿式系统最根本的一个特点，也是消防工作最理想的效果。湿式喷水灭火系统管道内充满着压力水，火灾时，气温升高，感温元件受热动作，能立即喷水灭火；4）适用范围广。湿式系统已广泛应用于民用及工农业生产的各个领域，是目前世界上应用范围最广泛的自动喷水灭火系统。2.4管道的平面布置及管材所有管道均采用暗装布置。所有的生活给水管采用PP-R塑料管，消防管采用钢管，排水管道和采用UPVC塑料管。建筑内部给水系统的计算是在完成水管线布置，绘出管道轴测图后进行的，计算的目的是确定给水管网各管段的管径和给水系统所需压力。建筑内给水包括生活、生产和消防用水三部分。生产用水量一般比较均匀，可按消耗在单位产品上的水量或单位时间内消耗在生产设备上的水量计算确定。生活用水量受当地气候、生活习惯、建筑物使用性质、卫生器具和用水设备的完善程度以及水价等多种因素的影响，故用水量不均匀，可按国家制定的用水定额、小时变化系数和用水单位数来确定。38 本科毕业设计正文3．设计计算3.1室内给水系统计算3.1.1给水用水量计算根据原始资料和建筑平面图，计算出宾馆部分的床位数和商场的使用面积；查《建筑给排水工程》（第五版）表2.2.2得到相应用水量标准，小时变化系数，每日使用时间，并计算出最高日用水量，再由相应小时变化系数求出最大小时用水量[4]。（1）第一层（商场）工作人员30人，每日12h使用，用水标准取8L/（人·d），小时变化系数取1.5；商场层使用面积2000，每日12h使用，用水标准取5L/（人·d），小时变化系数取1.5。(2)2～6层（宾馆客房）工作人员20人，每日24h使用，用水标准取100L/（人·d），小时变化系数取2.5；总床位数为50个，每日24h使用，用水标准取300L/（人·d），小时变化系数取2.5。（3）最高日用水量（4）最高日最大小时用水量（3-1）（5）设计秒流量（3-2）因为本工2～6层为宾馆客房，结合《建筑给排水工程》（第五版）表2.3.3可知宾馆层。宾馆层式中——最高日用水量，；——用水单位数，人或床位数等，工业企业建筑为每班人数；——最高日生活用水定额，L/（人·d）、L/（床·d）、L/（人·班）；——平均小时用水量，L/h；——建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h；38 本科毕业设计正文——小时变化系数；——最大小时用水量，；——计算管段的设计秒流量，L/s；——根据建筑物用途确定的系数；——计算管段的卫生器具给水当量总数；——1个卫生器具给水当量的额定流量，L/s。各卫生器具给水定额和当量N见表3-1-1。表3-1-1卫生器具给水定额及当量卫生器具额定流量（L/s）当量N洗手盆（混合水嘴）0.100.5大便器（冲洗水箱浮球阀）0.100.50浴盆（混合水嘴）0.201.03.1.2给水管网水力计算给水管除地下室水泵进出水管段采用给水钢管，其它一律采用PP-R塑料管。（1）建筑左侧给水系统室内所需的压力根据1～6层左分区给水轴侧图（图3-1-1），最不利配水点为六层浴盆。其中第3,4，5层给水与第6层一致。每个房间的给水也一致。38 本科毕业设计正文图3-1-11～6层左区给水节点编号图给水支管供应两个相邻的卫生间，其中每个卫生间有坐便器1个，洗手盆1个，浴盆1个。根据《建筑及排水工程》（第五版）表2.1.1得：大便器当量N=0.5，洗手盆龙头当量N=0.5，浴盆当量为1.0。代入公式可计算各管段设计秒流量。结合表2.4.1流速应控制在允许范围内,管段按给水塑料管水力计算表查，即附录2.3可得管径DN和单位长度沿程水头损失，由公式计算出管路的沿程损失。各项计算结果如表3-1-238 本科毕业设计正文表3-1-2建筑左分区给水水力计算表顺序编号管段编号卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量q(L/s)DN(mm)v(m/s)单阻i(kPa)管长（m）沿程损失(kPa)大便器洗手盆浴盆自至0.50.51101——1/1.01.00.5201.321.045.455.67212——2/2.02.00.71201.841.902.835.383231/0.5—2/2.02.50.79202.12.40.641.44342/1.0—2/2.03.00.87320.840.252.160.54564—1/0.5—0.50.35151.742.072.15.826472/1.01/0.52/2.03.50.94320.90.30.350.1757—1/0.5—0.50.35151.742.072.55.188782/1.02/1.02/2.04.01.0400.60.115.620.69894/2.04/2.04/4.081.41500.520.68.164.90109108/4.08/4.08/8.0162.0650.580.0680.4811101112/6.012/6.012/12.0242.4650.720.1381.0412111216/8.016/8.016/16.0322.8650.780.103.550.3513121316/8.016/8.016/16.0322.8650.780.103.50.3514131432/16.032/16.032/32.0644651.140.153.50.5115141548/24.048/24.048/48.0964.9651.40.223.50.7716151664/32.064/32.064/64.01285.7651.430.293.51.0317161864/32.064/32.064/64.01285.7651.430.27.92.338 本科毕业设计正文左侧给水计算管路沿程损失左侧给水计算管路局部水头损失（3-3）所以建筑左侧计算管路的水头损失为：因为最不利配水点为六层浴盆，查《建筑及排水工程》（第五版）表2.1.1得选LXL-80型旋翼式水表，其最大流量，性能系数为。水表损失满足正常用水时<24.5kPa的要求，即[5]。室内所需的压力：上式中——建筑内给水系统所需的水压，kPa；——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa；——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa；——水流通过水表时的水头损失，kPa；——最不利配水点所需的最低工作压力，kPa。室内所需的压力小于市政给水管网工作压力210kPa，不能满足左侧供水要求，故需设置加压水泵。38 本科毕业设计正文图3-1-21～6层右区给水节点编号图建筑右侧给水管路，给水支管供应两个卫生间，每个卫生间有1个大便器，1个洗手盆，1个浴盆。大便器当量N=0.5，洗手盆龙头当量N=0.5，浴盆当量为1.0。代入公式可计算各管段设计秒流量。结合表2.4.1流速应控制在允许范围内,管段按给水塑料管水力计算表查，即附录2.3可得管径DN和单位长度沿程水头损失，由公式计算出管路的沿程损失。各项计算结果如表3-1-338 本科毕业设计正文表3-1-3建筑由右分区水力计算表顺序编号管段编号卫生器具卫生器具名称、数量、当量当量总数设计秒流量q(L/s)DN(mm)v(m/s)单阻i(kPa)管长（m）沿程损失(kPa)当量大便器洗手盆浴盆自至（n/N）0.50.51.01abn/N——1/1.01.00.5201.321.048.9219.282bcn/N1/0.5—1/1.01.50.61201.581.442.5053.613dcn/N—1/0.5—0.50.35151.742.072.8095.8154cen/N1/0.51/0.51/1.020.707400.420.0565.625.6765efn/N3/1.53/1.53/3.061.22500.750.1568.01.2486fgn/N7/3.57/3.57/7.0141.87650.50.0558.00.447ghn/N11/5.511/5.511/11.0222.35650.520.0497.470.378hin/N22/11.022/22.015/15.0443.32650.850.1553.50.549ijn/N33/16.533/16.533/33.0664.06651.140.1363.50.47610jkn/N44/22.044/22.044/44.0884.7651.40.2973.51.0411kln/N55/27.555/27.555/55.01105.24651.510.3811.24.256=32.36kPa建筑右分区1～6层计算管路沿程损失1～6层计算局部水头损失所以建筑右分区1～6层计算管路的水头损失为：（0.5为配水龙头距室内地坪的安装高度）。因为最不利配水点为六层浴盆，查《建筑及排水工程》（第五版）表2.1.1得选LXL-80型旋翼式水表，其最大流量，性能系数为。水表损失38 本科毕业设计正文满足正常用水时<24.5kPa的要求，即。室内所需的压力：上式中——建筑内给水系统所需的水压，kPa；——引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，kPa；——引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损失之和，kPa；——水流通过水表时的水头损失，kPa；——最不利配水点所需的最低工作压力，kPa。室内所需的压力小于市政给水管网工作压力210kPa，不能满足右分区供水要求，故需设置加压水泵。3.1.3地下室加压水泵的选择本设计的加压水泵是为建筑左侧给水管网增压。由于水泵直接与配水管网相连，故水泵出水量按最大设计秒流量计，即Q=5.7L/s。由钢管水力计算表可查得：当水泵出水管Q=5.7L/s时，选用DN80钢管，v=1.21m/s，i=0.421kPa/m，水泵进水管侧选用DN100的钢管，v=0.69m/s，i=0.105kPa/m。水泵出水管段长度为5.35m，其沿程水头损失；吸水管长度为2.35m，其沿程损失。水泵的进出水管段总水头损失为。计算管路的水头损失为47.52kPa,故水泵管路总损失为3.21+47.52=50.73kPa[6].水泵引入管至最不利配水点的静水压为：最不利配水点为六层浴盆流出水头为50kPa。故水泵扬程式中——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。水泵出水量为5.7L/s。据此查《流体力学泵与风机》（第四版）附录选得水泵4BA—8A离心泵2台，其中一台备用。3.1.4地下贮水池的选择由于贮水池是生活给水和消防公共用的，故先算出生活用水所需的水池大小，再与消防所需的水池大小做比较得出水池的合理容积。生活贮水池的调节容积采用最高日用水量的20%~25%确定，现按照最高日用水量的25%计，则V=58.5×25%=14.625，为了施工方便取V=2×2×4=16m3，且生活贮水池采用钢制，有效水深为1m，体积为16m338 本科毕业设计正文图3-1-3给水水泵出水管段轴侧图3.2排水系统计算3.2.1排水定额与设计秒流量计算建筑内部排水定额有两个，一个是以每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标准。本设计采用以卫生器具为标准进行设计计算。卫生器具的排水定额是经过实测得到的。主要用来计算建筑内部各管段的排水设计秒流量，进而确定各管段的管径。宾馆、商场生活排水设计秒流量计算公式为：（3-4）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，住宅、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院卫生间的值取1.5；集体宿舍、旅馆和其他公共建筑公共厕所间的取2.0～2.5。2～6层为宾馆，取=1.5，生活污水管段上排水量最大的卫生器具是低水箱虹吸式坐便器，；生活废水管段上排水量最大的卫生器具是浴盆，[7]。由于选择单立管排水系统，即污水、废水、排气采用同一管道，因此1～6层设计秒流量计算公式为3.2.2排水管网水力计算排水管采用UPVC塑料管，排水横管坡度除夹层汇总横干管及室外总横干管因管长较大取坡度0.005外，其余横管坡度均取塑料排水管的标准坡度0.026。本建筑1～6层主要为W1、W2、W3、W4类卫生间，每相邻卫生间都设一根独立排水立管，故排水水利计算按卫生间种类来进行计算，设计秒流量计算公式为。卫生器具当量和排水流量具体值见表3-2-1。表3-2-1卫生器具排水定额及当量卫生器具排水流量（L/s）排水当量38 本科毕业设计正文洗手盆0.100.30大便器（低水箱虹吸式）2.006.00浴盆1.003.0038 本科毕业设计正文图3-2-1W1类卫生间PL-1节点编号图W1类卫生间节点编号如图4.2.2，内有卫生器具有洗手盆、浴盆、坐便器各2个，可查的洗手盆排水当量=0.3，浴盆=3.0，坐便器=6.0。W1类卫生间排水水力计算各项结果如表3-2-238 本科毕业设计正文表3-2-2W1类卫生间排水水力计算表管段编号卫生器具名称数量排水当量总数设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度洗手盆浴盆坐便器=0.3=3.0=6.01-2—1/3.0—3.02.31750.0262-3—1/3.0—3.02.31750.026a-3——1/6.06.02.441100.0263-4—1/3.01/6.09.02.541100.026b-41/0.3——0.32.1750.0264-51/0.31/3.01/6.09.32.551100.0265-61/0.31/3.01/6.09.32.551100.026c-6——1/6.06.02.441100.0266-71/0.31/3.02/12.015.32.71100.026e-7—1/3.0—3.02.31750.0267-81/0.32/6.02/12.018.32.771100.026d-81/0.3——0.32.1750.0268-92/0.62/6.02/12.018.62.781100.0269-102/0.62/6.02/12.018.62.78110—10-114/1.24/124/2437.23.1110—11-126/3.66/18.06/36.057.63.37110—12-138/2.48/248/4874.43.55110—13-148/2.48/248/4874.43.551250.026W1类卫生间内有6条独立排水立管，分别是PL-1，PL-2，PL-7~PL-10由于规格一样，其他的立管不进行计算。38 本科毕业设计正文图3-2-2W2类卫生间PL-3节点编号图W2类卫生间节点编号如图3-2-3，内有卫生器具有洗手盆、浴盆、坐便器各3个，可查的洗手盆排水当量=0.3，浴盆=3.0，坐便器=6.0。W2类卫生间排水水力计算各项结果如表3-2-338 本科毕业设计正文表3-2-3W2型卫生间水力计算表管段编号卫生器具名称数量排水当量总数设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度洗手盆浴盆坐便器=0.3=3.0=6.01-2—1/3.0—3.02.31750.0262-3—1/3.0—3.02.31750.026a-3——1/6.06.02.441100.0263-4—1/3.01/6.09.02.541100.026b-41/0.3——0.32.1750.0264-51/0.31/3.01/6.09.32.551100.0265-61/0.31/3.01/6.09.32.551100.026c-6——1/6.06.02.441100.0266-71/0.31/3.02/12.015.32.71100.026e-7—1/3.0—3.02.31750.0267-81/0.32/6.02/12.018.32.771100.026d-81/0.3——0.32.1750.0268-92/0.62/6.02/12.018.62.781100.0269-103/0.93/9.03/18.027.92.95110—10-116/1.86/18.06/36.055.83.34110—11-129/2.79/27.09/54.083.73.65110—12-1312/3.612/36.012/72.0109.63.88110—13-1412/3.612/36.012/72.0109.63.881250.026W2类卫生间内有1条独立排水立管，是PL-3。38 本科毕业设计正文图3-2-3W3类卫生间PL-4节点编号图W3类卫生间节点编号如图3-2-3，内有卫生器具有洗手盆、浴盆、坐便器各1个，可查的洗手盆排水当量=0.3，浴盆=3.0，坐便器=6.0。W3类卫生间排水水力计算各项结果如表3-2-438 本科毕业设计正文表3-2-4W3型卫生间水力计算表管段编号卫生器具名称数量排水当量总数设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度洗手盆浴盆坐便器=0.3=3.0=6.01-2——1/6.06.03.441100.0263-2—1/3.0—3.02.31750.0262-5—1/3.01/6.09.02.541100.0264-51/0.3——0.32.1750.0265-61/0.31/3.01/6.09.32.551100.0266-71/0.31/3.01/6.09.32.55110—7-82/0.62/6.02/12.018.62.78110—8-93/0.93/9.03/18.027.92.95110—9-104/1.24/12.04/24.037.23.1110—10-115/1.55/15.05/30.046.53.23110—11-125/1.55/15.05/30.046.53.231250.026W3类卫生间内有1条独立排水立管，是PL-4。38 本科毕业设计正文图3-2-4W4类卫生间PL-5节点编号图W4类卫生间节点编号如图3-2-4，内有卫生器具有洗手盆、浴盆、坐便器各2个，可查的洗手盆排水当量=0.3，浴盆=3.0，坐便器=6.0。W4类卫生间排水水力计算各项结果如表3-2-5.38 本科毕业设计正文表3-2-5W4型卫生间水力计算表管段编号卫生器具名称数量排水当量总数设计秒流量（L/s）管径（mm）坡度洗手盆浴盆坐便器=0.3=3.0=6.01-2—1/3.0—3.02.31750.0262-3—1/3.0—3.02.31750.026a-3——1/6.06.02.441100.0263-4—1/3.01/6.09.02.541100.026b-41/0.3——0.32.1750.0264-51/0.31/3.01/6.09.32.551100.0265-61/0.31/3.01/6.09.32.551100.026c-6——1/6.06.02.441100.0266-71/0.31/3.02/12.015.32.71100.026e-7—1/3.0—3.02.31750.0267-81/0.32/6.02/12.018.32.771100.026d-81/0.3——0.32.1750.0268-92/0.62/6.02/12.018.62.781100.0269-102/0.62/6.02/12.018.62.78110—10-114/1.24/124/2437.23.10110—11-126/3.66/18.06/36.057.63.37110—12-138/2.48/248/4874.43.55110—13-1410/3.010/30.010/60.093.03.74110—14-1510/3.010/30.010/60.093.03.741250.02638 本科毕业设计正文W4类卫生间内有5条独立排水立管，分别是PL-5，PL-6.PL-11.PL-12.PL-13。由于规格一致，在此不进行重复计算。综合上述技能W1、W1、W3、W4类卫生间立管管径为110mm，底层排除室外横管管径为125mm。单立管排水系统的升顶通气管可查表选得管径为75mm塑料管[8]。3.3室内消防系统给水计算3.3.1消火栓的组成室内消火栓系统由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵结合器及增压水泵等组成3.3.2消火栓的给水方式消火栓给水系统有以下几种给水方式：1）由室外给水管网直接供水的消防给水方式宜在室外给水管网提供的水量和热水供应系统的设计计算水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。2）设水箱的消火栓给水方式宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或是由消防泵向水箱补水）采用。由水箱贮存10min的消防水量，灭火时由水箱供水。3）设水泵、水箱的消火栓给水方式宜在室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用。水箱由消防泵补水，贮存10min的消防用水量，火灾发生时先由水箱供水灭火。本建筑采用第三种给水方式，即设水泵、水箱的消火栓给水方式3.3.3消火栓的布置1、消防立管的布置1）当相邻消防立管中一条在检修时，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。38 本科毕业设计正文2）在建筑物走廊端头，应设消防立管，走廊的立管数量，应保证单口消火栓在同层相邻立管上的水枪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。3）消防立管的直径应按室内消防用水量由计算决定。4）一般塔式住宅设置两根消防立管。高度小于50米、每层面积小于500平方米、且可燃物很少的耐火等级较高的建筑物，设置两根立管有困难时，亦可设一根消防立管，但必须采用双出口消火栓。5）当建筑物内同时设有消火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火栓分开设置；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。2、室内消火栓布置的具体要求1）每个消火栓处应设启动消防水泵的按钮，并应设置保护按钮的措施。2）建筑室内消火栓的直径采用65㎜，配备的水龙带长度不应超过30米。水枪喷嘴口径不应小于19mm。3）按照消火栓的机械强度，其所承受的静水压力不应大于800千帕,如超过800千帕时，应采取分区给水或有消火栓处设减压措施。4）消火栓给水管道的安装要求与生活给水管道基本相同，管材采用钢塑管。5）立管管径为100㎜，消火栓为65㎜，喷口直径为19㎜，水龙带长度为25米，管材用钢塑管[9]。因为该建筑一层，二层和三～六层布局相差不大，故在布置消火栓时综合考虑。第一层长56m，宽28.8m，高4.2m。根据规范要求，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。消火栓布置间距计算公式为：（3-5）（3-6）式中——消火栓间距（两股水柱达到同层任何部位），m；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；——水带长度，m；h——水枪充实水柱倾斜45度时的水平投影距离，m；，对一般建筑（层高为3～3.5m）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m；——水枪充实水柱长度，m；b——消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加上走廊的宽度，m。第一层层高取4.2m，消火栓口距地面安装高度取1.1m；水带长取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.9，消火栓的保护半径为：38 本科毕业设计正文（3-7）消火栓采用多排布置时，其间距为：，取19m。据此应在走道上布置4个消火栓（间距<19m）才能满足要求。第二层层高为3.5m，水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.9，消火栓的保护半径为：（对一般层高为3～3.5m建筑由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m）消火栓采用单排布置时，其间距为：，取19m。据此应在走道上布置4个消火栓（间距<19m）才能满足要求。第二到六层层高为3.5m，水带长度取20m，展开时的弯曲折减系数C取0.9，消火栓的保护半径为：（对一般层高为3～3.5m建筑由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m）消火栓采用单排布置时，其间距为：，取19m。据此应在走道上布置4个消火栓（间距<19m）才能满足要求。38 本科毕业设计正文图3-3-1室内消火栓轴侧图3.3.4水枪喷嘴处所需的水压查《建筑给排水工程》（第五版），水枪喷口直径选19mm，水枪系数值为0.0097；充实水柱要求不小于10m，选，水枪实验系数值为1.21。水枪喷嘴处所需水压：(3-8)3.3.5水枪喷嘴的出流量及水带阻力喷口直径19mm的水枪水流特征系数B为1.577。38 本科毕业设计正文(3-9)19mm水枪配65mm水带，因为衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的，所以本设计选用衬胶水带。查表可得65mm水带阻力系数为0.00172。水带阻力损失(3-10)3.3.5消火栓口所需的水压及校核(3-11)式中——消火栓口的水压，kPa；——水枪喷嘴处的压力，kPa；——水带的水头损失，kPa；——消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。校核：设置的消防贮水高位水箱最低水位高程为22.8m，最不利点消火栓栓口高19.3m，则最不利点消火栓口的静水压为22.8-19.3=35kPa。根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95,2001版）第7.4.7.2条规定，可不设增压设施。3.3.6水利计算按照最不利消防竖管为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X4，出水枪数为2支，相邻消防竖管即X2，出水枪数为2支。(3-12)1点的水枪射流量(3-13)(3-14)式中qxh——水枪的射流量，L/s；38 本科毕业设计正文B——水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，可查表3.2.5[1]；Hq——水枪喷嘴处的压力，kPa；——水带长度，m；——水带阻力系数，进行消火栓给水水力计算时，按图3-3-1以枝状管路计算，配管水力计算结果见表3-3-1。表3-3-1消火栓系统管段水力计算表管段编号流量(L/s)管径（mm）流速v(m/s)每米管长沿程损失i(kPa/m)管长(m)沿程阻力（Kpa）累计沿程阻力（kPa）0-15.21000.650.1003.50.350.351-211.01001.430.44216.87.437.782-311.01001.430.44223.610.418.183-422.01501.260.20216.13.2521.434-522.01501.720.37712.44.6726.10管路总水头损失为Hw=26.10×1.1=28.71kPa消火栓给水系统所需总压力为：按消防栓灭火总用水量Qx=45.0L/s，选消防泵XBD11.6/45-150W型2台，1用1备。3.3.7消防水箱及消防贮水池1、消防贮水量按存贮10min的室内消防水量计算。(3-15)选用S151（一）15方形给水箱，尺寸为。满足设计手册规定。2、消防贮水池按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即。比较给水需要的水池大小与消防所需水池的大小，消防水池容积大于给水的，所以选用消防的水池作为地下贮水池，即生活用水和消防用水合用的水池。3.4自动喷淋系统的计算3.4.1自动喷淋系统说明38 本科毕业设计正文自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。1、自动喷水灭火系统及组成自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。根据喷头的常开、闭形式和管网充水与否分下列几种自动喷水灭火系统。1）湿式自动喷水灭火系统（喷头常闭的灭火系统，管网充满有压水）2）干式自动喷水灭火系统（喷头常闭的灭火系统，管网平时不充水，充有有压空气）3）预作用自动喷水灭火系统（喷头常闭的灭火系统，管网平时不充水，无压）4）雨淋自动喷水灭火系统（喷头常开的灭火系统）5）水幕系统6）水喷雾灭火系统2、自动喷水灭火系统供水方式自动喷水灭火系统管网内压力大于1.2Mpa，但考虑到系统管网安装在吊顶内，适当降低管网工作压力可减少维修工作量和避免发生渗漏。竖向分区压力控制在0.3～0.35Mpa左右。其供水方式分直接供水和水泵水箱加压供水。1)直接供水方式：适用于室外给水干管能满足流量和压力要求。一般用于建筑底层和地下层的消防。2）水箱和水泵加压供水方式：当屋顶水箱高度不能满足最不利喷头所需压力时，在水箱附近设增压设备，增压设备一般采用补压泵或设气压给水设备，满足10min内水压的要求，10min后由设在底层或底下层的喷洒泵供水[10]。3、自动喷水灭火系统及管网布置1）喷头布置间距喷头的布置间距要求在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。喷头的布置形成应根据天花板、吊顶的装修要求布置成正方形、长方形和菱形3种形式。①正方形喷头布置：可按下式计算：X=B=2Rcos45º(3-16)式中R：喷头最大保护半径，m。3.4.2喷头的布置喷头应布置在顶板或吊顶下，易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有障碍物时，应符合《自动喷水灭火系统设计规范》的规定或增设补偿喷水强度的喷头[11]。38 本科毕业设计正文直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定并不大于下表中的规定，且不宜小于2.4m。表3-4-1喷头布置喷水强度（L/min·m2）正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边便长（m）一只喷头的最大保护面积（m2）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712～203.03.69.01.5除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离，不应小于75mm，且不应大于150mm。图3-4-1管网布置形式（a）侧边布置；（b）中央布置1—主配水管；2—配水管；3—配水支管管网布置形式如上图所示。38 本科毕业设计正文3.4.3设计基础数据根据《自动喷水灭火系统设计规范》，该建筑属中危险级（I级），自喷系统消防用水量为20L/s，设计喷水强度为6L/(min·m2)，作用面积为160m2，设计火灾延续时间为1h，喷头作用压力为0.10Mpa。均采用动作温度为68°C的玻璃球闭式喷头，管道采用镀锌钢管，螺纹连接。最不利点喷头压力p=50kpa，K=80。自闭式喷头动作温度：大厅为68℃；客房为57℃；走廊为68℃[12]。考虑建筑的美观性，大厅及多功能大厅采用吊顶玻璃球喷头，此外，客房采用边墙喷头，仅使用很少的数目就可以达到很大的保护面积。喷头采用3.6m×3.6m正方形布置，距墙不小于0.8m，同时不大于1.8m，喷头最大间距为3.6m，长边L=1.2F1/2=15.18m，取16m，短边B=A/L=160/15.18=10.54m,作用面积内设有喷头16个，则实际作用面积：A’=3.6×3.6×13=168.48m2＞160m2管径初步按喷头个数确定，同时结合水力计算来确定。（校核流速＜5m/s〉中度危险等级：设计喷水强度[L/(min-m2)]6.0作用面积(m2)160喷头工作压力(MPa)0.1最不利点喷头最低工作压力不应小于0.05MPa。3.4.4水力计算1）系统设计流量则每个喷头喷水量为(3-17)2）系统设计流量选择最不利点上的160m2面积，作用的喷头数为16个,即3）理论秒流量为(3-18)其中q`=6，为设计喷头的强度为6L/min.m2。4）校核比较Qs与Ql相差1.15倍，符合Qs=1.15-1.30Ql公式要求。38 本科毕业设计正文作用面积内的计算平均喷水强度：(3-19)此值大于规定要求。5）从系统最不利点开始进行编号，直至水泵处，进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围的喷头，作用面积外的喷头不计。图3-4-2喷淋系统节点图根据上述的节点图，作出水力计算表表3-4-2喷淋水力计算表管段编号节点水压PmH2O流量（L/s）管径DN（mm）流速（m/s）单阻i(kPa/m)管长（L）沿程水头损失h=iL0-1101.33252.713.151.324.161-2102.66323.313.662.9910.942-3105.32404.244.802.9914.353-4107.98404.304.852.049.904-5109.30504.274.683.0614.325-61010.64504.344.711.115.236-71022.61653.354.253.5214.9638 本科毕业设计正文7-81047.88803.584.304.2418.23续表3-4-2管段编号节点水压PmH2O流量（L/s）管径DN（mm）流速（m/s）单阻i(kPa/m)管长（L）沿程水头损失h=iL8-91051.87803.674.480.241.089-101063.841003.554.623.5516.4010-111075.811004.294.430.542.3911-121086.451503.824.023.9415.8412-1310111.721504.084.153.5214.6113-1410136.991504.564.654.4820.8314-1510159.61504.864.794.8823.383.4.5水泵的选择最不利点到水泵的水头损失由表3-4-1可知：沿程损失局部损失湿式报警阀水头损失(3-20)最不利点的工作压力最不利点喷头的静水压水泵扬程：选用XBD6/25-150L-200型水泵两台，一用一备，流量为25L/s，扬程为600kPa。3.5雨水排水系统的计算38 本科毕业设计正文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。雨水量计算公式为：(3-21)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2部分，分别是屋顶北侧平面，屋顶南侧平面。采用普通檐沟外排水系统，总汇水面积约2400，查得衢州地区降雨历时为5min时的暴雨强度为1500。暴雨强度为二级。现立管布置情况为：在建筑物南北两侧各布置4根，共计8根立管。每根立管需排泄的雨水量约为40.5L/s，选择管径110mm。雨水分别引至南北两侧排水横干管，38 本科毕业设计正文图3-5-1雨水轴测图38 本科毕业设计正文小结随着毕业设计的结束，大学生活已经告一段落，经过三个多月的毕业设计，使我对给排水设计有了更深刻的认识。在老师孜孜不倦的教诲下，我把四年所学的知识汇集了起来，而且针对每个问题，均要查阅资料，最终确定方案，再向老师请教，确定方案是否可行。经过这次毕业设计，使我对给排水设计有了清晰的认识，为踏入工作岗位奠定了良好的基础。本次设计是初次对建筑给排水工程设计的一次尝试，通过本次毕业设计使我们熟悉并掌握了给排水工程设计程序、方法和技术规范，提高了对给排水工程设计计算、图表绘制、设计计算说明书的编写在整个设计过程中，由于缺乏实际工程设计经验，加之本人水平有限，设计中不妥之处在所难免，请各位老师给予批评指正。38 本科毕业设计参考文献[参考文献][1]王增长.建筑给水排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社,1998:58～60.[2]齐海强,陈国贤.整治建筑消防设施刻不容缓[J].浙江消防,1996,(06)：3～4.[3]李卫芹,孙显林.建筑消防设施的管理与维护[J].山东消防,2001,(01)：5～7.[4]卢敏.浅谈小区建筑的给排水及消防设计[J].科技资讯,2009,(01):15.～16.[5]李宏燕.谈现代住宅给排水设计理论[M].内蒙古:内蒙古科技出版社,2006：35～38.[6]马金主编.建筑给水排水工程[M].北京:清华大学出版社，2004:116～118.[7]BruceKFerguson．StormWaterInfiltration[M].LewisPublishers,1996:72～73.[8]李天容.建筑消防设备工程[M].重庆:重庆大学出版社,2002:11～13.[9]姜湘山.建筑小区中水工程[M].北京:机械工业出版社,2003:42～43.[10]WallingfordSoftwareLid.InfoWorksCSonlinehelp[M].UnitedKinsdom：WallingfordSoftwareLtd,2005:55～57.[11]王志成.二十一世纪的建筑给排水[J].黑龙江科技信息,2008,(10):19～21[12]杨涛,甄庆堂,王志斌.建筑给排水技术概况[J].黑龙江科技信息,2008,(13):51～5238 本科毕业设计外文翻译38'