某综合楼给排水设计计算说明书-优秀毕业设计案例 61页

'本科毕业设计南园A栋建筑给排水工程设计计算说明书摘要本工程为南园A栋的建筑给排水工程设计。南园A栋建筑位于重庆市南岸区，建筑高度67.80米，是一栋包含商业、办公及宾馆的高层综合楼。该建筑共二十层，地下二层为设备层，地下一层为车库，地上一层至四层为大型商场，五层为办公室，六至十八层为宾馆客房。本设计以国家现行的设计规范为依据，遵循节能节水的原则，并借鉴现有工程经验，进行了室内生活给水系统、室内外消火栓系统、室内自动喷水灭火系统、室内排水系统和屋面雨水排水系统等的设计。针对建筑的用途，结合生活用水时段性强、连续性不高的特点以及消防系统必须安全可靠的要求，考虑到适用、节能等因素，最终确定出以下方案。生活给水系统采用分区供水方式，五层及其以下的低区由市政管网直接供水；六层至十一层的中区由屋顶水箱供水并于十一层设置减压阀减压后供给；十二层及其以上的高区由屋顶水箱直接供水。消火栓系统采用临时高压的给水方式；系统分为两个区，五层以下为低区，六层至十八层为高区。自动喷水灭火系统采用湿式系统，设三组报警阀，分别控制一层以下、二层至十一层和十二层以上的喷头。生活排水系统采用合流制单立管排水方式。屋面雨水采用外排水系统。依据国家相关规范及设计手册规定，结合设计方案进行了各系统管线和设备的布置，绘制了平面图、系统图和各个卫生间给排水、泵房和各水箱大样图。并进行了各系统的设计计算，得到各系统所需的压力和流量，各管段的管径、坡度、标高等一系列参数，选定了水泵、水箱等设备和管道附件的型号。最后，通过校核验算，表明各方案设计合理，管道和设备的选择满足使用要求。关键词：建筑给排水系统，建筑消防系统，管道布置，水力计算I 本科毕业设计ABSTRACTThisisthedesignofthewatersupplyanddrainagesystemsfortheNanYuanABuilding,whichlocatedintheSouth-bankareaofChongqing.Thebuildingis67.80metershighanditisacomprehensivehigh-risebuildingwhichcontainsshoppingmalls,officesandhotelrooms.Ithas20layers,including2layersbelowthegroundleveland18layersabovethegroundlevel.The2ndfloorundergroundisusedtoplaceequipmentsandthe1stfloorundergroundasgarage.Asforthepartabovethegroundlevelofthebuilding,the1sttothe4thlayersisusedforcommercialpurpose,andthe5thlayerforoffice,andthe6thto18thlayersforhotelroom.Basedonsomeofthecurrentnationaldesignspecificationsandtheprinciplesofsavingenergyandwater,anddrawingontheexperiencesofthesimilarengineeringdesigns,theindoorwatersupplysystem,inandoutsidefirehydrantsystems,automaticsprinklersystem,indoorsewagedrainagesystemandtheroofrainwaterdrainagesystemaredesigned.Accordingtotheusesofthebuilding,andwiththecharactersthatthetimeofusingwaterinapubichigh-risebuildingisdiscontinuousandalwaysconcentratedinsomefixedperiodoftime,andwiththehighstandardofthesafetyandreliabilitytofireprotectionsystem,andconsideringthefactorsoffeasibilityandenergyefficiency,theschemesofthebuilding’swatersupplyanddrainagesystemsareselectedasfollows.Forthelivingwatersupplying,thesystemisdividedintodifferent3parts.Thewaterissupplieddirectlytothelowareawhichisconsistedofthe5thfloorandthelayersbelowitbythemunicipalwatersupplynetwork.Thewaterforthemiddleareawhichincludesthe6thtothe11thlayersissuppliedbythewatertanklocatedontheroof,andthepressureofthewatermustbereducedbythevalvewhichisplacedatthe11thfloorbeforethewaterflowsintothepipesofthemiddlearea.ThewaterfortheII 本科毕业设计highareawhichincludesthe12thtothe18thlayersissuppliedbytheroofwatertankdirectly.Forthefirehydrantwatersupplying,thewaterpressureisraisedbythepumpstemporarilywhenneeded.Thesystemisdividedintotwoparts.Thelowareaconsistsofthe5thfloorandthelayersbelowit,andtheotherlayersbelongstothehigharea.Fortheautomaticallysprinklersystem,wetpipesystemisappliedand3alarmvalvesareusedtocontrolthesprinklersofthe3areas,whichcontainsthe1stfloorupgroundandthelayersbelowit,the2ndtothe11thlayers,the12thfloorandthelayersaboveit.Forthedrainagesystem,combinedseweragesystemisusedwhichmeansdifferentwastewaterisdischargedbythesamesystem,andthesystemisthesinglestackdrainagesystemtoo.Fortheroofrainwaterdrainagesystem,theoutsideseweragesystemisadopted.Basedontherulesoftherelevantnationalspecificationsandthehandbooksaboutthedesignofthewatersupplyanddrainagesystems,andcombinedwiththesystem’sschemesselectedinthedesignaswell,thelayoutofthepipelinesandfacilitieshavebeendone,andtheplanardrawings,axonometricdrawings,detaildrawingsofthetoiletrooms’watersupplyanddrainagesystemsorthepumpingstationandthewatertanksarefinished.Throughhydrauliccalculating,thehydraulicpressureandthewaterconsumptionofeachsystemareachieved,andthepipes’diameters,slopes,elevations,andthemodelsofthepumpsorpipeandpipefittings’materialareselectedtoo.Finally,checkingcalculationsshowsthattheschemesofthesystemsarereasonably,andthepipesandequipmentsselectedcanmeettheusewell..Keywords:Building’swatersupplyanddrainagesystem,Fireprotectionsystem,PipelinesandFacilitieslayout,HydrauliccalculationIII 本科毕业设计目录摘要...........................................................................................................IABSTRACT.......................................................................................................II1设计概况....................................................................................................11.1任务书...............................................................................................................11.2设计资料...........................................................................................................21.3设计依据...........................................................................................................32设计方案的确定.........................................................................................42.1生活给水系统...................................................................................................42.1.1生活给水系统方案的影响因素及要求................................................42.1.2生活给水系统方案的确定....................................................................52.2消火栓系统.......................................................................................................72.2.1消火栓系统方案的影响因素及要求....................................................72.2.2消火栓系统方案的确定........................................................................72.3自动喷水灭火系统...........................................................................................82.3.1自动喷水灭火系统方案的影响因素及要求........................................82.3.2自动喷水灭火系统方案的确定......................................................................82.4生活污水排水系统...........................................................................................92.4.1生活污水排水系统的影响因素及要求................................................92.4.2生活污水排水系统方案的确定............................................................92.5屋面雨水排水系统...........................................................................................93管道、设备、附件的布置及材料选择.......................................................113.1生活给水系统.................................................................................................113.1.1管道的布置与敷设..............................................................................113.1.2设备及附件的布置与敷设..............................................................................123.1.3系统材料选择.....................................................................................................123.2消火栓系统.....................................................................................................123.2.1管道的布置与敷设............................................................................................123.2.2设备及附件的布置与敷设..............................................................................131 本科毕业设计3.2.3系统材料选择.....................................................................................................143.3自动喷水灭火系统.........................................................................................143.3.1管道的布置与敷设............................................................................................143.3.2设备及附件的布置与敷设..............................................................................153.3.3系统材料选择.....................................................................................................153.4生活污水排水系统.........................................................................................153.4.1管道的布置与敷设............................................................................................153.4.2设备及附件的布置与敷设..............................................................................163.4.3系统材料选择.....................................................................................................163.5屋面雨水排水系统.........................................................................................164设计计算..................................................................................................174.1生活给水系统.................................................................................................174.1.1用水量计算..........................................................................................................174.1.2给水系统水力计算............................................................................................194.1.3屋顶生活水箱容积计算..................................................................................244.1.4给水系统所需压力计算..................................................................................254.2消火栓系统.....................................................................................................264.2.1室内消火栓系统流量及压力计算......................................................264.2.2室内消火栓系统水力计算..................................................................274.2.3水泵结合器计算...................................................................................304.2.4室外消火栓给水系统计算..................................................................314.3自动喷水灭火系统.........................................................................................314.3.1水力计算方法和要求..........................................................................314.3.2高区自喷系统水力计算......................................................................324.3.3中区自喷系统水力计算......................................................................364.3.4低区自喷系统水力计算......................................................................374.3.5消防水池和消防水箱容积计算..........................................................394.4生活排水系统.................................................................................................404.4.1排水横支管的水力计算......................................................................414.4.2排水横干管及主立管水力计算..........................................................462 本科毕业设计4.4.3化粪池容积计算...................................................................................484.5屋面雨水排水系统.........................................................................................505设备选型...................................................................................................525.1生活无负压供水机组选择............................................................................525.2消火栓给水泵选择.........................................................................................525.3喷淋给水泵选择.............................................................................................525.4排水潜污泵选择.............................................................................................535.5屋顶生活水箱及消防水箱的确定................................................................53参考资料.......................................................................................................543 本科毕业设计引言毕业设计是本科学员在校学完教学计划规定的全部课程后所进行的重要实践性环节。它是在指导教师的指导下，通过工程设计，综合利用并深化所学专业理论知识，搜集、运用参考资料及相关的规范和规定，密切联系工程实际，发挥创造性，认真贯彻实用、经济、美观的设计原则，并注意应用本专业新技术和新材料，培养学员独立工作及分析解决工程实际问题能力，使学员受到工程师的基本训练，具备工程师的基本技能，达到工科院校本科教学工作的目标。设计过程包括方案设计阶段、平面图设计阶段、系统图设计阶段、计算阶段、写设计说明书阶段、图纸及说明书整理阶段、出图及打印设计说明书阶段。4 本科毕业设计1设计概况1.1任务书1.1.1毕业设计的目的与任务（1）毕业设计的目的毕业设计是本科学员在校学完教学计划规定的全部课程后所必须进行的重要实践性环节。通过工程设计，综合利用和深化所学专业理论知识，培养独立工作能力及分析解决一般工程实际问题的能力，使学员受到具备工程师技能的基本训练。（2）毕业设计的任务本设计为南园A栋大厦的建筑给排水工程设计。设计范围：室外城市给水管网接入点至用户各用水点，卫生器具至污水排入城市下水道为止。应完成室内给水系统、室内外消火栓给水系统、室内自动喷水灭火系统、室内排水系统和屋面雨水排水系统的设计。1.1.2主要技术指标本次设计主要完成施工图绘制和设计计算说明书的编写。（1）设计施工图以1#图计不少于10张，要求图纸比例合适、内容设置合理。（2）设计计算说明书约50～60页,包括目录、前言、正文、小结、参考文献等,要求内容完整，并装订成册。1.1.3要求（1）毕业设计在指导教师的指导下独立完成。设计过程中应善于搜集和运用参考资料，发挥创造性，要认真贯彻实用经济、美观的设计方针，要密切联系工程实际，并注意应用本专业最新的技术成果。在全面完成设计任务的基础上，每个学员应在教师的指导下，结合本设计选择一个问题作为重点深入分析。可以阅读专业文献，对某些设计方法进行改进，也可进行专业调研，写出论文，也可对某个单项进行详细深入的设计，1 本科毕业设计培养学员的创造能力。（2）在设计前，学员根据设计任务定出个人设计工作计划及进度安排表，根据进展情况进行随时修正，保证按期完成任务。（3）图纸是设计意图的主要表现形式，因此必须特别注意提高图纸质量，做到图面布局合理、正确清晰、线条清楚、尺寸齐全，符合制图标准及有关规定，用工程字注文，主要图纸应基本达到施工图深度。（4）设计说明书要求内容完整、阐述清楚、计算正确、文理通顺、书写工整，计算中不宜采用简化方法，提倡应用电算技术进行较复杂的计算。计算中采用的公式、数据来源及设计依据和方案比较等内容，均应加以说明。（5）所采用公式和公式的符号及单位一般应有注解，要注明数据的来源，计算草图描绘工整，计算成果列表绘出。1.2设计资料1.2.1建筑资料该建筑位于重庆市南岸区，是包含商业、办公及宾馆的综合性建筑，共二十层，地下二层为设备层，地下一层为车库，一层至四层为商业，五层为办公，六层至十八层为宾馆客房，建筑绝对标高250.900米为相对标高±0.000；提供各层平面图、洗手间和卫生间大样图、立面图等。1.2.2人员情况商业按一天接待1人/1m2计，办公室按1人/10m2计，宾馆客房按标准间2床位计,其它用水人数按床位数的10%计。1.2.3给水资料给水由南岸黄葛渡水厂供水,水质符合生活饮用水卫生标准,年最低月平均水温为9℃。建筑物东南侧有一城市给水管道DN500,其水压为0.35MPa，管中心标高为248.1m。1.2.4排水资料在建筑物北侧有一城市排水管道DN600，接入检查井的位置在东北角处。管底标高为247.50米，排入的污水要求先进入生化池处理。2 本科毕业设计1.3设计依据(1)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003,2009版)(2)《高层民用建筑防火设计规范》(GB50045-95，2005版)(3)《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005版)(4)《自动喷水灭火系统施工及验收规范》(GB50261-2005版)(5)《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）(6)《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008）(7)南园A栋大厦的建筑施工图纸3 本科毕业设计2设计方案的确定2.1生活给水系统2.1.1生活给水系统的影响因素及要求（1）建筑物内不同使用性质或计费的给水系统，应在引入管后分成各自独立的给水管网；（2）卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa；（3）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；（4）水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施，居住建筑的入户管给水压力不应大于0.35MPa；（5）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压的要求；（6）建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式；建筑高度不超过100m的建筑，宜采用垂直分区串联供水方式；（7）高层建筑若采用同一给水系统供水，垂直方向管线过长，下层管道中的静水压力很大，必然带来以下弊病：需要采用耐高压的管材、附件和配水器材，费用高；启闭龙头、阀门易产生水锤，不但会引起噪声，还可能损坏管道、附件，造成漏水；开启龙头水流喷溅，既浪费水量，又影响使用；同时由于配水龙头前压力过大，水流速度加快，出流量增加，水头损失增加，使设计工况与实际工况不符，不但会产生水流噪声，还会影响高层供水的安全可靠性。因此，高层建筑给水系统必须解决低层管道中静水压力过大的问题。（8）为克服高层建筑同一给水系统给水，低层管道中静水压力过大的弊病，保证建筑供水的安全可靠性，高层建筑给水应采取竖向分区供水，即在建筑物的垂直方向上按层分段，各段为一区，分别组成各自的给水系统。确定分区范围时充分利用室外给水管网的压力，以节省能量，并结合其他建筑设备工程的情况综合考虑，尽量将给水分区的设备层与其他工程的设备层共同设置，以节省土建费用，同时要使各区最低卫生器具或用水设备配水装置处的静水压力小于其工作压力，以免配水装置的零件损坏漏水。4 本科毕业设计2.1.2生活给水系统方案的确定（1）基本分区高层建筑给水系统应竖向分区，给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa；各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；竖向分区一般为7~10层为一个区。因此，–2层至5层为低区，6层至11层为中区，12层至18层为高区。市政给水压力为0.35MPa，低区的最低用水设备在2楼，因此小于0.35MPa水压，可用市政直接供水；中高区为宾馆，对用水安全性要求较高，可采用设置高位水箱的方式保证供水；给水设备不易设置过多，避免消耗大量管理维护费用。分区时要使各区最低卫生器具或用水设备配水装置处的静水压力小于其工作压力，以免配水装置的零件损坏漏水。旅馆宜为0.30MPa～0.35MPa；办公楼因卫生器具较以上建筑少，且使用不频繁，故卫生器具配水装置处的静水压力可略高些，宜为0.35MPa～0.45MPa。竖向分区一般9至12层分为一个区。综合考虑本建筑的使用功能、总高度及给水分区原则，将本建筑5层以下定为低区，6层～12层为中区，13层～18层为高区；市政给水压力为0.35MPa，5层标高为17.10m，根据估算法，满足给水要求。（2）方案拟定根据以上对各种分区给水方式的优缺点分析，提出以下几种给水方案。方案一，采用市政供水+高区水池+中区减压、水泵和水箱联合供水的并联分区。低区用市政管网直接供水，并设置无负压给水装置，向高位水箱补水，中区由高位水箱减压供水，高区由水箱直接供水，如图2.1所示。各分区给水系统独立，互不影响，供水安全可靠，便于计量；水泵集中布置，便于管理；水泵能在高效率区工作，运行经济、节能。但高区所需压力较大，用于压水的管线较长，相对设备成本增加；一旦减压阀失灵，中区用水存在隐患。高位水箱对于建筑结构承载能力有一定要求，占用建筑面积，影响建筑经济效益。方案二，采用市政供水+变频泵+水池、水泵和水箱联合供水的并联分区。低区用市政管网直接供水，并设置生活水箱和变频泵组，中区由变频泵直接供水，设置高位水箱，由低区水泵供水，高区由水箱直接供水，如图2.2所示。高区供水安全可靠，中区采用了变频泵技术，占地面积小，但设备较多且中区供水可靠性较差。方案三，采用市政供水+水箱减压+水池、水泵和水箱联合供水的并联分区。5 本科毕业设计低区由市政管网直接供水，中、高区分别设置水箱，由低区水泵向高位水箱供水，中区水箱由高位水箱补水，中高区分别由各自水箱供水，如图2.3所示。水泵数量最少，管线布置短，费用降低，管理维护都较简单；水泵房面积相应减小。低区经减压后水压损失大，能量消耗大，不节能；屋面水箱所需容积很大，对结构有较高要求。图2.1拟定给水方案一图2.2拟定给水方案二图2.3拟定给水方案三（3）方案比较及确定方案一的优点是水泵能及时向水箱供水，可缩小水箱的容积，由于水箱的调节作用，水泵的出水量稳定，能保证水泵在高效率运行，克服每区都设水箱而占用大量的空间；其缺点是水箱设在屋顶，需要水泵提供较大的扬程将水送到屋顶水箱，水箱水再通过减压阀减压送至低区，不节能。方案二的优点是变频泵节约能量，缺点是该种方案需在高区、中区分别设变频泵，初期投资较大，变频泵启动频繁，水泵的工作时间长，易老化。方案三的优点是各个分区供水比较可靠，也能够保证水泵在高效率运行，缺点是水箱占用空间多，投资大，对建筑结构方面要求高，且管理费用比较高。综合考虑以上两种方案的优缺点，最终选用方案一。原因是方案一应用广泛，技术成熟，运行稳定，操作方便，供水可靠性高，初期投资小。6 本科毕业设计2.2消火栓系统2.2.1消火栓系统方案的影响因素及要求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0.50Mpa时，应采取减压措施。采用临时高区给水系统时，应设高位消防水箱，高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力不小于0.07MPa(高度＜100m的建筑)，当不能满足上述时，应设置增压设施。2.2.2消火栓系统方案的确定结合市政供水情况及本工程对消防的要求，室内消火栓采用临时高压供水方式。（1）方案的拟定根据本工程实际情况，现拟定两种方案。方案一，不分区的消火栓供水系统建筑竖向不分区，在屋面设置消防水箱，地下一层设备层设置消防水池和消防水泵。火灾前10分钟的消防水量由屋顶消防水箱提供，10分钟后由消防水泵汲取消防水池水经增压后提供。平时由屋顶消防水箱维持系统的压力，室外设置水泵接合器。优点：系统相对简单，安全，设备少，节约投资。缺点：在实际应用过程中大部分消火栓处于超压的状态，需采取减压措施。方案二，并联分区的消火栓供水系统将建筑竖向分为2个区，各区内分别设置独立的消防泵和消防水箱，地下一层共用消防水池。火灾前10分钟的消防水量由各区消防水箱提供，10分钟后由消防水泵汲取消防水池水经增压后提供。平时由消防水箱维持系统的压力，室外按高、低区分别设置水泵接合器。优点：方便运行管理，各区独立，安全性高。缺点：高区压力较高，需要高扬程的水泵、对管材及安装也有相应耐压要求；高区相连的水泵接合器对车载消防泵压力也有一定要求，低区的消防水箱设置在建筑物内，占用空间。（2）方案的确定综合上述两个方案的优缺点，考虑到降低系统管道的压力，减少管道漏损的可能，本工程采用方案二，即减压分区的消火栓供水方式。负二层至五层为低区，六层至十八7 本科毕业设计层为高区。2.3自动喷水灭火系统2.3.1自动喷水灭火系统的影响因素及要求环境温度不低于4℃，且不高于70℃的场所宜采用湿式系统。该建筑地处重庆，可采用该系统。自动喷水灭火系统中，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。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。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。结合本建筑，综合考虑层数、总高度及消防给水分区原则，将系统竖向分成三个区：地下-2层～5层为低区，6层～11层为中区，12层～18层为高区。2.3.2自动喷水灭火系统方案的确定（1）方案的拟定①湿式自动喷水灭火系统该系统为喷头常闭的系统，管网中充满有压水，当建筑物发生火灾时，火点温度达到开启闭式喷头，喷头出水灭火。优点：灭火及时，效率高，适于环境温度在4℃～70℃的建筑物。缺点：管网中充满有压水，一旦渗漏会损坏建筑装饰和影响建筑的使用。②预作用喷水灭火系统为喷头常闭的灭火系统，管网中平时不充水。发生火灾时火灾探测器报警后自动控制系统控制阀门排气。充水，由干式变为湿式。优点：对建筑装饰无影响，环境温度无要求，灭火及时有效。缺点：技术要求高，成本高。（2）方案的确定本建筑包含中危险Ⅰ级和中危险Ⅱ级，灭火要求及时有效，环境温度达到湿式喷水灭火系统的要求；再结合本建筑实际情况，本工程采用普通湿式自动喷水灭火系统。本系统设置喷淋泵组为系统提供临时高压供水，报警阀集中布置在负一层设备间，8 本科毕业设计分别对应高中低三区。由于减压孔板由于易堵塞，且只降低动压，不降低静压，故不采用，中区和低区采用减压阀减压。2.4生活污水排水系统2.4.1生活污水排水系统方案的影响因素及要求建筑物使用性质对卫生标准要求较高、生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时，生活废水需回收利用时宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统。公共饮食业厨房含有大量油脂的洗涤废水，洗车台冲洗水，含有大量致病菌、放射性元素超过标准的医院污水，用作中水水源的生活排水，应单独排水至水处理或回收构筑物。当用水器具较多，排水量较大时要采用双立管排水系统；反之，采用单立管排水系统即可。该建筑1层至4层为商场，5层为办公场所，设置公共卫生间，6层至18层为宾馆，没有厨房，因此设置合流制排水即可。2.4.2生活污水排水系统方案的确定方案一，只设伸顶通气管的单立管排水系统。管道少、投资省，但排水能力有限，适用于多层建筑和裙房公共卫生间。方案二，内螺旋管+旋流器的单立管排水系统，由于在横支管与立管的连接处采用了旋流器，避免了水舌现象，保持了管内的压力稳定，因而可提高排水立管的通水能力。方案三，双立管排水系统，由一根排水立管和一根通气立管组成。系统排水可靠，立管内压力变化较小，水封不易被破坏，但双管占地面积较大，其排水能力与专用通气管的管径以用结合通气管的连接层数有关。目前在地些高层建筑和公共建筑中均有使用综合以上三种方案结合本建筑功能特点考虑，二至五层公共卫生间排水选用方案一，采用普通单立管排水系统；六至十八层宾馆卫生间选用方案二，采用内螺旋+旋流器的单立管排水系统，占用空间小，排水能力强。2.5屋面雨水排水系统降落在屋面上的雨雪，特别是暴雨，在短时间内会形成积水，需要设置屋面雨水排水系统，有组织、有系统地将屋面雨水及时排除，否则会造成水患，影响人们的生活和生产活动。9 本科毕业设计屋面雨水系统一般分为外排水系统和内排水系统。根据建筑物的类型，建筑结构的形式，屋面面积的大小，重庆地区的气候并考虑到施工的难易程度，确定该工程中选用外排水方式。将排水立管在不影响建筑物外观的条件下设于室外。10 本科毕业设计3管道、设备、附件的布置及材料选择3.1生活给水系统3.1.1管道的布置与敷设3.1.1.1原则及要求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相关因素的关系，还要满足以下要求。室外给水管道布置与敷设要求：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。室内给水管道布置与敷设要求：室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。3.1.1.2布置与敷设（1）本建筑高区采用屋顶水箱和水泵相结合供水系统，中区采用屋顶水箱经减压阀减压供水系统。系统为上行下给式，布置为枝状管网，管线力求简短和顺直。（2）低区充分利用外网压力，由市政管网直接供水，管道由负一层引入。（3）给水立管均布置于靠近用水点的管道井中，无管道井处均沿墙、梁、柱布置，管道井中每层采用管箍将支管固定，防止管接口松漏。（4）高区给水横干管布置于屋面，中区给水横干管布置于十一层吊顶内暗敷，既美观，又便于管理维修。室内供水管道不穿越变配电房、电梯机房、通信机房、大中型计算机房、计算机网络中心、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间。给水管道穿越墙和楼板时，预留孔洞。（5）全面考虑建筑装修及隔音防震，室内给水管道的阀门装设在便于检修和便于操作的位置，在各分区下部管网支管上装设减压装置。（6）给水管与各种管道之间的净距，应满足安装操作的需要，且不宜小于0.3m；11 本科毕业设计埋地敷设的给水管与排水管之间的最小净距，平行埋设时，不宜小于0.5m；交叉埋设时不应小于0.15m，且给水管应在排水管上面。3.1.2设备及附件的布置与敷设（1）装设阀门的部位：在市政给水管的引入管上；水表前和各分支立管；水池、水箱、泵、减压阀、管道倒流防止器、过滤器等位置。（2）装设止回阀的部位：在市政给水管的引入管上；水泵出水管上。（3）市政引入管上装设过滤器和水表，水表口径与管径相同。（4）生活水箱外壁距建筑本体，无管道侧为0.7m，有管道侧均大于1m。通道宽度均大于0.6m。水泵相邻间距不小于1.2m，距建筑本体不小于1.2m。（5）负二层生活水泵房设置两台泵，一用一备，各泵从水箱独立吸水，出水管汇为一条总出水管供水。（6）中区减压阀设置在十一层的吊顶内。3.1.3系统材料选择室内生活给水支管采用PP-R管，热熔连接；给水横干管及立管采用钢塑复合管，丝扣连接；室外给水管采用球墨铸铁管，承插连接。3.2消火栓系统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。本建筑中设置高、低两个消防分区，由消火栓泵组自消防水池取水并加压供水。3.2.1管道的布置与敷设3.2.1.1室外消火栓系统的布置与敷设（1）管网布置室外消防管网布置为环状，与给水管网合用。环状管网的输水干管及向环状管网输水的输水管不得于2条，外加设于建筑南侧的消防取水栓作为另一水源。室外消防12 本科毕业设计取水栓为地上式。（2）管道阀门设置为保证室外管网检修时消火栓不全部停用，设置阀门将室外管网分为两段。（3）室外消火栓布置室外消火栓的数量按室外消防流量计算，每个室外消火栓按10L/s~15L/s计算。设置室外消火栓4个。室外消火栓距建筑物外墙不小于5m，不大于40m，间距不大于120m。室外消火栓沿道路布置，距路边不超过2m，距房屋外墙不少于2m。3.2.1.2室内消火栓系统的布置与敷设（1）高层建筑室内消火栓系统自成独立系统，高低区管道各自构成环路，消防水泵出水管成环路布置于底层。（2）低区减压阀设置于泵房内，低区上部横干管布置于5层吊顶内。高区下部横干管布置于6层吊顶内，上部横管布置于屋面，构成环路。（3）消防竖管尽量利用建筑的管井，对于没有管井的位置，消防立管布置于厕所、楼梯间等不影响正常使用的地方或紧靠承重柱布置，立管两端均设置阀门，便于维修。（4）消火栓间距应保证同层任何部位有2个消火栓的充实水柱同时到达。消防电梯前室设消火栓；屋顶设装有压力表的试验消火栓；消火栓设置于楼梯间、走道附近等明显易于取用、便于火灾救援的地点；消火栓栓口离地面高度为1.1m，栓口方向与墙面垂直。（5）室内消防流量为40L/s，查规范知，DN150水泵接合器流量为15L/s，因此设置3个水泵接合器。水泵接合器由水平干管引出设在室外便于消防车取用的地点，距室外消火栓或消防水池距离不超过40m。水泵接合器采用地上式。3.2.2设备及附件的布置与敷设（1）消防水泵采用自灌式吸水。供水管上装设试验和检查用压力表和65mm的放水阀门。（3）消防水箱出水管接至消火栓系统，出水管上设置止回阀。（4）消火栓系统共设4台水泵，室内消火栓系统2台，室外消火栓系统2台。水泵共用吸水总管，分别从两格消防水池吸水。消防水池及泵房平面布置示意图如图3.1所示。13 本科毕业设计图3.1消防水池及泵房平面布置示意图3.2.3系统材料选择所有的室内消火栓采用栓口为65mm的普通消火栓，管道采用内外热镀锌钢管，丝扣连接。3.3自动喷水灭火系统3.3.1管道的布置与敷设（1）自动喷水灭火系统管网与室内消火栓系统管网分开设置，分别独立设置消防泵。每层设水流指示器，信号阀，末端最不利处设末端试水装置。末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成。（2）本系统横管在报警阀前构成环，供水立管布置于管井中。（3）水平管道安装有坡度，并坡向泄水阀。充水管道的坡度不小于2‰，准工作状态不充水管道的坡度不小于4‰。（4）设置2个DN100水泵接合器，由水平干管引出设在室外便于消防车取用的地点，采用地上式。（5）消防水箱出水管接至自动喷水灭火系统报警阀入口前，并设置有止回阀，且管径为100mm。14 本科毕业设计3.3.2设备及附件的布置与敷设（1）本建筑采用湿式自动喷水灭火系统，喷头分区设置，各区单独设置报警阀组，服务喷头数不超过800只。车库采用直立式喷头，其他各层均采用下垂式喷头。喷头安装的间距为：中危险Ⅰ级正方形布置，喷头间距不大于3.6m，与端墙最大距离不大于1.8m；中危险Ⅱ级正方形布置，喷头间距不大于3.4m，与端墙最大距离不大于1.7m。（2）设计配水支管、配水管控制的标准喷头数不超过表3.1规定。表3.1自喷管道公称管径和喷头数的关系公称管径（mm）253240506580100喷头数1348123264（3）为保证喷头均匀出水，共设3组报警阀，分别对应高、中、低三个分区。报警阀组设置在泵房内安全及易于操作的地点。报警阀距地面的高度宜为1.2m。安装报警阀的部位设有排水设施，连接报警阀进出口的控制阀，采用信号阀。（4）设置2台水泵，一用一备，布置于消防泵房内。3.3.3系统材料选择所有喷头采用玻璃球洒水喷头，管材选用内外热镀锌钢管，丝扣连接。3.4生活污水排水系统3.4.1管道的布置与敷设3.4.1.1布置与敷设的原则（1）排水畅通，水力条件好；（2）使用安全可靠，不影响室内环境卫生；（3）总管线短、工程造价低；（4）施工安装、维护管理方便。3.4.1.2排水立管的布置与敷设（1）污水立管宜布置在污水最集中，水质最脏的排水点处。尽可能布置于管井中，管道排水通畅，安全可靠，不易损坏，不影响室内环境卫生，施工安装、维护管理方便，15 本科毕业设计外表美观。（2）汇水横干管布置于5层吊顶内，水平坡度0.01，汇流至底层经排出管排放至室外排水管网，再经化粪池处理后排放至市政排水管网。（3）六至十八层设伸顶通气管，六层卫生间分别设置单独的排水管道排放至汇水横干管，单独排水管距离立管接入横干管处的水平距离不小于1.5m。（4）本建筑屋顶作为活动场所时，通气管伸出屋顶2m以上，通气管必须设置耐腐网罩。（5）二至五层公共卫生间设伸顶通气管。3.4.2设备及附件的布置与敷设（1）铸铁排水立管可每两层设一个检查口，塑料排水立管可每六层设置一个检查口，最底层和最高层必须设检查口，立管水平拐弯及乙字弯处应设检查口。（2）污水横管的直线段上设检查口。（3）4个及4个以上卫生器具塑料横管设清扫口。（4）排水立管距室外检查井最大长度为20m。（5）室外排水管道转弯、连接支管处设检查井。（6）负二层泵房内设集水池，两台潜污泵，一用一备。3.4.3系统材料选择六至十八层采用内螺旋加强型UPVC排水管，使用专用配件连接；二至五层采用普通UPVC管，承插粘接；排水横干管和排出管采用柔性排水铸铁管，承插连接。3.5屋面雨水排水系统建筑雨水排水系统分为内排水和外排水两种。本工程采用建筑外排水，即屋面不设雨水斗，建筑内部没有雨水管道的雨水排放方式。采用普通外排水，它由檐沟和水落管组成。降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离沿外墙设置的水落管直排地面或雨水口。根据降雨量和管道的通水能力确定水落管间距。雨水管沿外墙敷设。塔楼雨水直接由雨水管排至裙房屋顶，再由裙房水落管排至雨水井。雨水管道选用承压UPVC塑料管，承插粘接。16 本科毕业设计4设计计算4.1生活给水系统4.1.1用水量计算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，故用水量在时间上分布不均匀。生活用水量根据国家制定的用水定额、小时变化系数和用水单位数，可按教材《建筑给水排水工程》（中国建筑工业出版社）中的公式（4.1）~（4.3）计算。Q=mq（4.1）ddQ=Q/TpdK=Q/Q（4.2）hhpQ=QK（4.3）hph式中Q——最高日用水量，L/d；dm——用水单位数，人或床位数等；q——最高日生活用水定额，L/人·天、L/床·天或L/人·班；dQ——平均小时用水量，L/h；PT——建筑物的用水时间，工业企业建筑为每班用水时间，h；K——小时变化系数；hQ——最大小时用水量，L/h；h（1）商场、办公楼、宾馆用水单位数m1、m2、m3的确定该建筑地上共18层，其中一层至四层为商场，面积1788m2，按一天接待1人/1m2计，m1=1788人；五层办公室面积为553.3m2，按1人/10m2计，m2=56人；六层至十八层的宾馆客房总床位数为338个，其它用水人数按床位数的10%计，合17 本科毕业设计计m3=人。（2）最高日用水量Qd的计算根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003，2009版）中的规定和本建筑的用途及性质确定用水量标准。该建筑一层至四层为商场，其用水定额范围为5～8L/m2·天，取q2d1=8L/m·天，时变化系数为Kh1=1.2，使用时数为8～10h；五层为办公楼，其用水定额范围为30～50L/m2·天，取q2d2=50L/m·天，时变化系数为Kh1=1.2，使用时数为12h；六层至十八层为宾馆，其用水定额范围为250～400L/床位·天，取qd3=400L/床位·天，时变化系数为Kh1=2.0，使用时数为24h。所以，最高日用水量：Q=(m×q+m×q+m×q)/1000d1d12d23d33=(1788×8+56×50+372×400)/1000=165.9m/d（3）最高日最大时用水量Qh的计算3Q=Q×K/T=14304×1.2/8=2145.6L/h=2.1456m/hh1d1h13Q=Q×K/T=2800×1.2/12=280L/h=0.28m/hh2d2h23Q=Q×K/T=148800×2.0/24=12400L/h=12.4m/hh3d3h33∴Q=Q+Q+Q=2.15+0.28+12.4=14.83m/hhh1h2h3商场和办公室用水量计算结果见表4.1。表4.1商场、办公室最高日用水量和最大小时用水量33最高日用水量（md）最大小时用水量（mh）商场14.32.15办公室2.80.28宾馆客房148.812.4总计165.914.8318 本科毕业设计4.1.2给水系统水力计算（1）给水设计秒流量计算公式包括办公楼、商场和宾馆的综合建筑的给水设计秒流量计算公式为q=0.2×α×N(4.4)gg其中,qg——给水设计秒流量，L/sα——根据建筑物用途确定的系数，办公楼、商场α=1.5，宾馆α=2.5；Ng——计算管段的卫生器具给水当量总数；0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量，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确定。使用时应注意：①如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量；②如计算值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用；③有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均以6.0计，计算得到的q附加1.20L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。g各种卫生器具的给水额定流量、当量、支管管径和流出水头如表4.2所示。表4.2卫生器具给水的定额流量、当量、支管管径和流出水头配水点前所需额定流量支管管径序号给水配件名称当量流出水头（L/s）（mm）（MPa）1洗脸盆水龙头0.150.75150.0502浴盆龙头0.21.0150.0503大便器冲洗水箱浮球阀0.100.5150.0204大便器自闭式冲洗阀1.206.0250.100~0.150小便器手动冲洗阀50.100.5150.050或自闭式冲洗阀（2）低区生活给水系统水力计算①确定最不利计算管路该建筑共18层，分高、中、低3个区，应找出每一个分区的最不利管路。根据图示比较，确定低区2层至5层公共卫生间供水管路为最不利环路。最不利管路有洗脸盆、19 本科毕业设计浴盆、冲洗水箱浮球阀式大便器、自闭式冲洗阀式大便器、手动冲洗阀或自闭式冲洗阀等用水卫生器具。②水力计算结果根据所确定的最不利计算管路，列计算表，统计各管段的长度及承担的当量数。低区最不利给水管路示意图如图4.1所示。图4.1低区生活给水系统水力计算图由各管段的设计秒流量qg，控制流速在允许范围内，查《建筑给水排水工程》教材附录2-1可得管径D和单位长度沿程水头损失i，由公式=iL,计算管路的沿程水头损失∑hy。各项计算结果均列入表4.3中。局部水头损失∑hj按管网沿程水头损失的一定百分数计算，本建筑取30%。∑hj=30%×∑hy=30%×27kPa=8.1kPa=0.81mH2O故计算管路的总水头损失为：H2=∑hJ+∑hy=27+8.1=35.1kPa=3.51mH2O因此，低区生活给水系统所需压力为：H=H+H+H+H1234（4.5）式中，H——建筑内给水系统所需的水压,kPa；H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压，kPa；20 本科毕业设计H2——引入管起点至配水最不利点给水管路即计算管路的沿程和局部损失之和，kPa；H3——水流通过水表的水头损失，kPa；H4——水最不利点所需的流出水头,kPa。将具体数值代入上式得：H=H+H+H+H1234=198+35.1+20+50=303.1kPa=30.31mHO2市政给水的高峰水压为0.35MPa=35mHO>30.31mHO，满足使用要求。22表4.3低区生活给水系统水力计算表当量设计秒流管径单位沿程管段沿管段沿程管段流速v管长总数量qgDN损失i程损失损失累计编号(m/s)L(m)Ng(L/s)(mm)(kPa/m)hy=iL(kPa)kPa0~10.750.260200.70.3420.9550.3270.3271~21.50.367200.950.6510.9550.6220.9482~32.250.450250.690.2240.8801.8283~48.250.862320.850.2720.90.2452.0734~514.251.132321.080.4230.90.3812.4545~620.251.350400.80.1760.90.1582.6126~720.751.367400.850.1931.60.3092.9217~821.251.383400.890.20.50.1003.0218~923.751.462400.930.2230.50.1123.1339~1029.751.636400.980.2670.90.2403.37310~1135.751.794401.10.3128.82.7466.11811~1271.502.5375010.2114.20.8867.00512~13107.253.107501.20.2674.21.1218.12613~14143.003.587501.420.34554.4718.79226.91821 本科毕业设计（3）中区生活给水系统水力计算①确定最不利计算管路中区减压阀后至中区最高层最远处用水点为最不利环路。最不利管路有洗脸盆、浴盆、冲洗水箱浮球阀式大便器、自闭式冲洗阀大便器、手动冲洗阀或自闭式冲洗阀等用水卫生器具。②水力计算结果根据所确定的最不利计算管路，列计算表，统计各管段的长度及承担的当量数。中区最不利给水管路示意图如图4.2所示。各项计算结果均列入表4.4中。图4.2中区生活给水系统水力计算图局部水头损失∑hj按管网沿程水头损失的一定百分数计算，本建筑取30%。∑hj=30%×∑hy=30%×9=2.7kPa=0.27mH2O故最不利计算管路的总水头损失为：H2=∑(hJ+hy)=2.77+9.322=11.022kPa=1.1022mH2O因此，中区给水系统所需压力为：H=H+H+H234=11.022+20+50=81kPa=8.1mHO2中区减压阀后压力值为8.1mH2O,取0.1MPa。22 本科毕业设计表4.4中区生活给水系统水力计算表当量单位沿管段沿程管段沿管段设计秒管径DN流速v管长L总数程损失i损失hy=iL程损失编号流量qg(mm)(m/s)(m)Ng(kPa/m)(kPa)累计kPa0~10.50.354200.910.5662.21.2451.2451~21.250.559250.850.3613.11.1192.3642~32.250.750251.140.5850.60.3512.7153~415.751.984401.170.3423.51.1973.9124~531.52.806501.070.21571.5055.4175~647.253.437700.890.1259.11.1386.5556~763.003.969701.030.1615.80.9347.4897~878.754.437701.150.1894.50.8518.3398~9157.56.275801.140.1566.30.9839.322（4）高区生活给水系统水力计算①确定最不利计算管路高区水箱有效最低水位至最顶层最不利用水点为最不利环路。最不利管路有洗脸盆、浴盆、冲洗水箱浮球阀式大便器、自闭式冲洗阀式大便器、手动冲洗阀或自闭式冲洗阀等用水卫生器具。②水力计算结果根据所确定的最不利计算管路，列计算表，统计各管段的长度及承担的当量数。高区最不利给水管路示意图如图4.3所示。各项计算结果均列入表4.5中。图4.3高区生活给水系统水力计算图23 本科毕业设计表4.5高区生活给水系统水力计算表单位管段沿程管段沿管段当量总设计秒管径DN流速管长沿程损失损失程损失编号数Ng流量qg(mm)v(m/s)L(m)i(kPa/m)hy=iL(kPa)累计kPa0~10.50.354200.910.5662.21.2451.2451~21.250.559250.850.3613.11.1192.3642~32.250.750251.140.5850.60.3512.7153~415.751.984401.170.3423.51.1973.9124~531.52.806501.070.21571.5055.4175~647.253.437700.890.1259.11.1386.5556~778.754.437701.150.1894.50.8517.4057~8157.56.275801.140.1566.30.9838.388局部水头损失取管网沿程水头损失的30%。∑hj=30%×∑hy=30%×8.388=2.55kPa=0.255mH2O故最不利计算管路的总水头损失为：H2=∑(hJ+hy)=2.55+8.388=10.938kPa=1.1mH2O因此，高区最不利配水点所需压力为：H=H+H+H234=10.938+10+50=71kPa=7.1mHO2从水箱到最高层入户管的距离为7.15m﹥7.1m。因此水箱高度满足使用要求。4.1.3屋顶生活水箱容积计算屋顶水箱只用作生活水箱，故屋顶水箱的容积应按生活用水量计算。在屋顶水箱的进水管上设置自动控制液位阀，当水箱中水位达到最低水位时，由它自动启动生活给水水泵向水箱中供水；当水位达到最高水位时，自动关闭水泵。采用经验估算法计算屋顶生活水箱的容积。生活用水的调节量按水箱服务区内最高日用水量Q百分数估算，水泵自动控制启d24 本科毕业设计闭时50%Qh，人工操作时12%Qd。水泵采用的是自动启闭，所以：3V≥Q×5%=165.9×0.5=8.295md考虑到屋顶建筑面积、一定的调节容积和安全系数，最终确定屋顶生活水箱的容积为13m3，尺寸4100×3200×1200mm，其中水箱中有效水深度为1m，水面上空留有200mm的净空，屋顶水箱的顶部标高为73.40m。4.1.4给水系统所需压力计算根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005版）要求，高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静压力。因此，屋顶水箱不论是作为生活水箱、消防水箱还是生活消防共用水箱都是有高度要求的。生活水泵是将水从泵房提升至屋顶水箱。该建筑的生活水箱设在其顶层，屋顶水箱内最高水位标高为73.20m，处于负二层的生活水泵最低吸水位标高为–9m，屋顶生活水箱最高水位到生活水泵最低吸水位的垂直距离为：73.20+9.00=82.20m生活水箱给水管路中的沿程损失计算：生活水泵的作用是将负二层生活水箱的水加压输送到屋顶生活水箱中去，按建筑最高时用水量为4.12L/s计算管路水头损失。查教材《建筑给水排水工程》附录2.1水力计算表，选用DN100的钢管为进水管，查出其v=0.48m/s,i=0.0527。根据所给建筑的平面图和已布置好的给水管路，统计给水管的长度如下：负二层水平干管的长度为20.5m，立管长度为82.20m。则该给水干管的长度为：82.20+20.5=102.7m由i=0.0527,L=102.7m得该给水干管的沿程损失为∆H=i×L=0.0527×102.7=5.42mHO2局部水头损失取沿程水头损失的20%：5.42×0.20=1.84mHO2则总的水头损失为：沿程损失＋局部损失＝5.42+1.84=7.26mHO225 本科毕业设计因此，生活水泵的扬程不应小于静水压＋水头损失－市政压力＝82.20+7.26−35=54.46mHO2故所选用水泵的扬程不应小于55mH32O，其流量不应小于15m/h（约4.12L/s）。4.2消火栓系统4.2.1室内消火栓系统流量及压力计算4.2.1.1消火栓间距校核（1）计算公式民用建筑应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位，计算公式为22S≤R−b（4.6）2R=CL⋅+h（4.7）d式中，S——消火栓间距，m；2R——消火栓保护半径，m；b——消火栓的最大保护宽度，m；C——水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8～0.9；Ld——水带长度，m；h——水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影距离，m；h=0.71Hm；Hm——水枪充实水柱长度，m。（2）水枪充实水柱消火栓的水枪充实水柱在建筑高度不超过100m时不应小于10m。选择DN65的消火栓，水枪口径19mm，，长度为25m的麻织水龙带。（3）间距校核利用式4.6及式4.7，计算得R=0.9×25+8.52=31.02m22S≤R−b=27.30m2经校核，实际消火栓平面布置最大间距为25.20m，满足要求。26 本科毕业设计4.2.1.2消火栓栓口压力及水枪出流量计算消火栓口所需压力为H=H+h+H（4.8）xhqdk式中，Hxh——消火栓口的水压，kPa；Hq——水枪喷嘴处的压力，kPa；hd——水带的水头损失，kPa；Hk——消火栓栓口水头损失，按20kPa计。Hq取值见表4.6。表4.6水枪充实水柱所需压力和流量水枪喷口直径19mm充实水柱（m）Hq（kPa）qxh（L/s）1216.95.2注：表中数据取自教材《建筑给排水工程》表3.2.5“Hm—Hq—qxh技术数据表”，qxh为水枪喷口处的流量。水带的水头损失2h=AL⋅q×10dzdxh2=0.0043255.2×××10=29.07kpa式中，L——水带长度，25m；dA——水带阻力系数，麻织水带为0.0043。z将上述数据代入式4.4，得消火栓栓口所需压力为H=H+h+Hxhqdk=16.9+2.9+2=21.8mH2O水枪嘴喷射流量qxh=5.2L/s。4.2.2室内消火栓系统水力计算（1）最不利点消火栓静压《高层民用建筑设计防火规范》规定：高位消防水箱的设置高度应保证最不利消火27 本科毕业设计栓静水压力，当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静压不应低于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，当高位水箱不能满足上述静水压力要求时，应设增压设备。本建筑的建筑高度为67.8m，高度不超过100m，应按最不利点消火栓静压不低于0.07MPa计算。该建筑消防水箱设在屋面，水箱的箱底相对标高为72.35m，出水管相对标高为72.45m。根据规范要求，消火栓栓口应设在距地面1.10米处，故顶层消火栓标高为64.2+1.1=65.3m。消火栓最不利点静水压力＝72.45-65.30=7.15mH2O＞7mH2O，符合要求。（2）高区消火栓系统水力计算根据《高层建筑防火设计规范》规定，建筑高度超过50m的建筑，其室内消火栓设计秒流量应不小于40L/s。具体分配的方式为最不利管路分配15L/s,次不利管路分配15L/s,第三根管分配10L/s。高区消火栓给水系统水力计算图如图4.4所示，XGL-1为最不利管路，XGL-2为次不利管路，XGL-3为第三不利管路。图4.4高区消火栓给水系统水力计算图①管路流量计算11由4.2.1知，节点1消火栓栓口压力H为218kPa，流量q为5.2L/s。xhxh节点2处消火栓栓口压力为：21H=H+γ∆h+iLxhxh=248kPa28 本科毕业设计节点2处水枪射流量为：2248-20q=xh0.04325+10.1577×=5.5Ls33同理求得H=278.1kpa，q=5.9Lsxhxh总流量为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3根立管流量之和，其余两根立管与立管Ⅰ相同，因此管路总流量为123Q=q×3+q×3+q×2=43.9/sLxhxhxh②管路水头损失查钢管水力计算表，计算得管段沿程损失如表4.7所示。表4.7高区消防管段水力计算表每米管道沿管段沿程累计沿程计算管段流量qx管径DN流速v管段长度程损失损失hy=iL损失∑hy编号(L/s)(mm)m/sL(m)kPa/m(kPa)（kPa）1~25.21000.60.083.60.2880.2882~310.71001.170.27943.61.0061.2943~416.61001.920.737834.225.26426.5604~516.61500.970.11917.12.03528.5955~633.21501.950.4957.83.86132.4566~743.91502.590.8758.350.72183.177取局部水头损失为沿程水头损失的25%，则管路的总水头损失为H2=∑hy+∑hj=1.25∑hy=1.25×83.177=103.97kPa③系统所需压力计算最不利消火栓栓口压力H为218kPa，高差H=65.3+9=74.3m。31因此系统所需压力H高为H=H+H+H=743+83.2+218=1044.2kPa=104.4mHO高1232④消火栓泵的扬程29 本科毕业设计取安全系数1.05，则消火栓系统所需压力为H=1.05×104.4=109.62mH2O因此，消火栓泵的扬程应不低于110mH2O；流量不小于40L/s。（3）低区消火栓系统水力计算同理，低区室内消火栓设计秒流量应仍为40L/s，水力计算方法同高区。水力计算表如表4.8所示。表4.8低区消火栓系统水力计算表每米管道沿管段沿程累计沿程计算管段流量qx管径DN流速v管段长度程损失损失hy=iL损失∑hy编号(L/s)(mm)m/sL(m)kPa/m(kPa)（kPa）1~25.21000.60.083.60.2880.2882~310.71001.170.27943.61.0061.2943~416.61001.920.737819.214.16615.4604~516.61500.970.11919.62.33217.7925~633.21501.950.4956.53.21821.0106~减压阀43.91502.590.873.42.95823.968低区横干管管径为DN150，立管管径为DN100。最不利消火栓栓口压力为H为2183kPa，减压阀阀后压力应保证满足低区最不利消火栓栓口压力。最不利消火栓至减压阀垂直高差H=18.2+4.5=22.7m。1低区最不利消火栓至减压阀管路的沿程水头损失为23.968kPa，取局部水头损失为沿程水头损失的25%，则管路的总水头损失为H2=∑hy+∑hj=1.25∑hy=1.25×23.968=29.96kPa因此，低区减压阀阀后压力应不小于H=H+H+H=272+29.96+218=519.96kPa=52mHO阀1232可取0.6MPa。4.2.3水泵接合器计算水泵接合器的水量按室内消防用水量计算，每个水泵接合器的流量按10L/s～15L/s计算。因该建筑室内消防用水量为40L/s，则该建筑需设置3组水泵接合器，DN10030 本科毕业设计自消防环状管道上引出。4.2.4室外消火栓给水系统计算室外消防用水量为30L/s，设置4个取水栓，每个流量为10L/s~15L/s，总流量大于30L/s。符合要求。水泵自消防水池吸水的最低水位为-9m，室外取水栓布置标高为0.5m。取10%余量，9.5×1.1=10.45mH2O，因此室外消火栓水泵的扬程应不小于10.5mH2O。4.3自动喷水灭火系统4.3.1水力计算方法和要求自动喷水灭火系统管网水力计算的目的在于确定管网各管段管径、计算管网所需的给水压力、确定高位消防水箱的设置高度和选择消防水泵。目前我国关于自动喷水灭火系统管道水力计算方法有两种。（1）作用面积法作用面积法是《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001，2005版）推荐的计算方法。不同场所的作用面积要求如表4.9所示。表4.9民用建筑和工业厂房的系统设置要求喷水强度喷头工作压力2火灾危险等级2作用面积mL/min⋅mMPa轻危险级4Ⅰ级6160中危险级Ⅱ级80.10Ⅰ级12严重危险级260Ⅱ级16注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05Mpa。应根据要求，选定自动喷水灭火系统中最不利工作作用面积（以F表示）的位置，此作用面积的形状宜采用正方形或长方形，当采用长方形布置时，其边长应平行于配水支管，边长宜为1.2F。在计算喷水量时，仅包括作用面积内的喷头。对于轻危险级和中危险级建、构筑物31 本科毕业设计的自动喷水灭火系统，计算时可假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头喷水量取值，且应保证作用面积内的平均喷水强度不小于规定值，但其中任意4个喷头组成的保护面积内的平均喷水强度偏差范围应在上述规定数字的±20%内；对于严重危险级建筑、构筑物的自动喷水灭火系统，在作用面积内每只喷头的喷水量应按喷头处的实际压力计算确定，以保证作用面积选定后任意4个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不小于表4.10中的规定。作用面积选定后，从最不利点喷头开始，依次计算各管段的流量和水头损失，直至作用面积内最末一个喷头为止。以后管段的流量不再增加，仅计算管道水头损失。对仅在走道内布置1排喷头的情形，其水力计算勿需按作用面积法进行。无论此排管道上布置有多少个喷头，计算动作喷头数每层最多按5个计算。对于雨淋喷水系统和水幕系统，其喷水量应该按每个设计喷水区内的全部喷头同时开启喷水计算。（2）特性系数法特性系数法是从系统设计最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累计流量、水头损失，直至某管段累计流量达到设计流量位置。此后的管段中流量不再累计，仅计算水头损失。喷头的出流量和管段损失应按下式计算：q=KH（4.9）2h=10ALQ（4.10）式中，q——喷头处节点流量，L/s；H——喷头处水压，kPa；K——喷头流量系数；h——计算管段沿程水头损失，kPa；L——计算管段长度，m；Q——管段中流量，L/s；22A——比阻值，S/L。按这种方法计算偏于安全，选择除最不利点喷头外的任何喷头的喷水量，和任意432 本科毕业设计个相邻喷头的平均喷水量高于设计要求。该方法适用于严重危险级建筑、构筑物的自动喷水灭火系统及雨淋、水幕系统。自动喷淋灭火系统设计秒流量宜按下式计算：Q=(1.15~1.30)Q（4.11）sL式中，Q——系统设计秒流量，L/s；sQ——喷水强度与作用面积的乘积，即理论秒流量，L/s。L自动喷水灭火系统所需的水压按下式计算：H=Z+h0+∑h+hr（4.12）式中，H——系统所需压力（或消防水泵的扬程），kPa；Z——最不利点处喷头与给水管或消防水泵的中心线之间的静水压力，kPa；h——最不利喷头的工作压力，kPa；0h——报警阀、水流指示器的局部水头损失，kPa；r∑h——计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和，kPa。4.3.2高区自喷系统水力计算（1）确定各计算参数根据该建筑的性质，其主要参数取值如下：喷水强度为：6L/min•m2；作用面积为：160m2；喷头的最低工作压力：0.05MPa；喷头采用DN15标准喷头，其喷头流量系数K=80。（2）确定计算面积根据喷头布置情况，取最顶层右侧27个喷头围合的面积作为计算面积，两边以墙为界，另以相邻喷头的中间为界，围合的矩形两边长分别为9.4m和17.3m，其面积为187.35m2，大于规范所需的160m2。（3）确定计算公式33 本科毕业设计①喷头流量q=KH=80×10×0.05=56.57L/min=0.94L/s式中，q——喷头处节点流量，L/s；H——喷头处水压，kPa；K——喷头流量系数，80。②流量调整系数Hn()Hn−1③系统所需压力H=∑h+P0+Z式中，∑h——管道水头损失值，kPaP0——最不利点处喷头的工作压力，kPaZ——最不利点处喷头与消防水池的最低水位高程差，m（4）确定计算管路根据所划定的计算面积，由最远的喷头至泵出口的管路为计算管路，并对节点进行编号，形成各计算管段，如图4.5所示。（5）列表，按上述计算公式和方法，依次计算喷头流量、管段流量、管路水头损失、节点压力等，将计算结果填入表4.10中。（6）校核作用面积内最不利点4个喷头所组成的保护面积为F24=5.5×1.8+1.7×2.2=13.64m四个喷头的流量Q4=0.94+1.06+0.97+0.97=3.94L/s其平均喷水强度q=Q24/F4=3.94/13.64=0.289L/s•m=17.34L/min•m2＞6L/min•m234 本科毕业设计图4.5高区自喷系统水力计算图表4.10高区自喷系统水力计算表节点水压流量（L/s）管径流速单位长度管段长度管段水头节点管段Dv水头损失H（MPa）(m)损失(kPa)节点管段mmm/s(kPa/m)00.050.940~10.94251.783.91.45.4610.055461.881~21.88322.3393.3239.95220.0654123.062~34.94502.5172.702.56.7630.0721721.043~45.98503.0473.960.150.59440.0727662.574~58.55504.3578.102.8523.0850.0958511.1445~69.694702.522.721.43.80660.0996576.1346~715.828803.152.931.64.68270.1043391.197~817.02803.3873.381.55.07480.1094136.4278~923.445804.676.4201231.59.6390.1190431.2719~1024.716804.927.1350863.021.41100.1404481.38110~1126.097805.197.9547042.116.7110.1571537.70211~1233.7991004.313.0547041030.55120.187712~泵33.7991501.910.3878359336.07泵出口0.223769总沿程水头损失173.835 本科毕业设计（7）管段总损失局部损失按沿程损失的20%计，则管路总水头损失为h=1.2×173.8+20=228.56kPa其中20kPa为报警阀组的水头损失。（8）系统所需压力H=228.56+50+760=993.56kPa=99.3mHO2其中，50为最不利喷头工作压力，kPa；最不利点处喷头与消防水池的最低水位高程差为76m。（9）用水量8L/(min⋅m2)2本建筑属于中危险Ⅱ级，故喷头的喷水强度为，作用面积为160m，因此，自动喷水灭火系统的所需的理论用水量为：Q=8×160×60=21.30L/sL自动喷水灭火系统设计秒流量为：Q=1.30Q=1.3×21.3=27.69L/ssL因此，为满足高区喷淋要求，水泵的扬程应不小于100mH2O；流量取可30L/s。4.3.2中区自喷系统水力计算计算的主要目的为确定中区喷淋给水系统减压阀后的压力，以便进行减压阀的调节。其计算图同高区，计算过程与高区相似，只有最不利喷头到泵出口的高度不同（50.8m），导致静水压力与系统产生的水头损失不同。经计算，中区喷淋给水系统的沿程损失约为164kPa，管路的局部损失按沿程损失的20%计。则中区喷淋总水头损失为：h=1.2h=1.2×164+20=216.8kPay中区减压阀出口的压力＝管路水头损失＋喷头所需的压力＋系统静压力∴H=H+H+H=216.8+100+50.8×10=824.8kPa=82.5mHOskh2因此，中区减压阀出口的压力不应小于0.83MPa。36 本科毕业设计4.3.3低区自喷系统水力计算（1）确定各计算参数根据该建筑的性质，其主要参数取值如下：喷水强度为：6L/min•m2；作用面积为：160m2；喷头的最低工作压力：0.05MPa；喷头采用DN15标准喷头，其喷头流量系统K=80。（2）确定计算面积根据喷头布置情况，取5层40个喷头围合的面积用为计算面积，其面积为163.48m2，大于规范所需的160m2。（3）确定计算管路根据所划定的计算面积，由最远的喷头至泵出口的管路为计算管路，并对节点进行编号，形成各计算管段。（4）水力计算计算方法同高区喷淋系统，依次计算喷头流量、管段流量、管路水头损失、节点压力等，将计算结果填入表4.11中。图4.6低区自喷系统水力计算图37 本科毕业设计表4.9低区自喷系统水力计算表流量（L/s）管径流速单位长度管段水节节点水压管段长度管段Dv水头损失头损失点H（MPa）节点管段(m)mmm/s(kPa/m)(kPa)00.050.940-10.94251.783.91.45.4610.055461.881-21.88322.3393.3239.95220.0654123.062-34.94502.5172.702.56.7630.0721721.043-45.98503.0473.9627.92540.0800967.84-513.78802.7432.2212.21850.0823141.1115-614.891802.9642.5937.76960.0900841.1626-716.053803.1953.0139.02970.0991131.2187-817.27803.4383.48310.4580.1095651.2818-918.552803.694.019811312.0690.1216241.359-1019.902803.964.6261411.255.783100.12740720.3710-1140.2721005.134.3366981147.7110.1751111-泵40.2721502.280.55060267.837.33泵出口0.212441总沿程阻力损失162.438 本科毕业设计（6）校核作用面积内最不利点4个喷头所组成的保护面积为F24=5.5×1.8+1.7×2.2=13.64m四个喷头的流量Q4=0.94+1.06+0.97+0.97=3.94L/s其平均喷水强度q=Q24/F4=3.94/13.64=0.289L/s•m=17.34L/min•m2＞6L/min•m2（7）管段总损失局部损失按沿程损失的20%计，则管路总水头损失为h=1.2×162.4+20=214.88kPa其中20kPa为报警阀组的水头损失。（8）系统所需压力H=214.88+50+300=614.88kPa=61.5mHO2其中，50为最不利喷头工作压力，kPa；最不利点处喷头与消防水池的最低水位高程差为30m。因此，低区减压阀出口的压力不应小于0.62MPa。4.3.5消防水池和消防水箱容积计算（1）消防水池容积计算根据《高层民用建筑设计防火规范》，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，其他高层建筑可按2.00h计算，自动喷水灭火系统按火灾延续时间1.00h计算。二类建筑的商业楼、展览馆、综合楼、财贸金融楼、电信楼商住楼、图书馆、书库等在建筑高度大于50米时其室内消火栓的用水量为30L/s。故对消防水池的容积为：Q＝消火栓系统所用水量＋自动喷水灭火系统所用水量=（40+30）×3×3600/1000+30×1×3600/1000=756+1083=864m所以，该工程设备层的消防水池的有效容积至少为864m3。39 本科毕业设计消防水池容积超过500m3，应分成两格，每格均可独立工作。根据设备层布置情况，消防水池池底标高为-9.0m，设1000×1000×1000mm吸水坑，以充分利用消防存水并满足水泵的吸水要求。（2）消防水箱容积计算为了消防水不被它用，且保证用水的安全性，本工程中生活水箱和消防水箱分开设置，所以，屋顶消防水箱的容积就为该建筑的消防储备水量。消防储备水量用以扑救初期火灾，其容积按贮存10分钟的室内消防水量计算Qx×10×6040×10×603V=0.6Q===24mxx10001000根据规范要求，为了避免水箱容积过大，当室内消防用水量大于25L/s,经计算消防水箱所需消防储水量大于18m³时，仍可采用18m³。3取屋顶消防水箱容积18m，考虑到屋顶建筑面积、结构的要求和一定的调节容积，定为屋顶水箱的尺寸为4900×3700×1200mm，其中水箱中有效水深为1m，水面上空留有200mm的净空，屋顶消防水箱的箱顶标高为73.40m。4.4生活排水系统建筑内部排水系统的水力计算目的是确定排水管网各管段的管径、横向管道的坡度和通气管的管径，以及各控制点的标高和排水管件的组合形式。建筑内部排水定额有两个，一个是一每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标准。本工程采用卫生器具为标准。每人每日排放的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生器具完善程度有关。因建筑内部给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水相同。生活排水平均时排水量和最大时排水量的计算方法与建筑内部的生活给水量给水方法相同，计算结果主要用来设计污水泵、化粪池等。某管段的设计流量与其接纳的卫生器具类型、数量及使用频率有关。1个排水当量为0.33L/s，各种卫生器具的排水当量和当量值见表4.10。建筑内部排水管道的设计流量是确定各管段管径的依据，为保证最不利时刻的最大排水量能迅速、安全排放，排水设计流量应该为建筑内部的最大排水瞬时流量，即设计秒流量。40 本科毕业设计表4.10卫生器具排水流量、当量和排水管的管径、最小坡度表排水流量排水管序号卫生器具名称当量（L/s）管径(mm)最小坡度1洗脸盆（有塞）0.250.7532～500.0202浴盆1.003.0500.020大便器3冲洗水箱1.504.501000.0124自闭式冲洗阀1.504.501000.012小便器5自闭式冲洗阀0.100.3040～500.020为保证管道系统用良好的水力条件，稳定管内气压，防止水封破坏，保证室内环境卫生，在横干管和横支管的设计计算中，必须满足充满度、自净流速、最小管径和管道坡度的规定。对排水管最小管径的要求是：排水管不小于50mm；单个洗脸盆、浴盆、净身器可采用40mm；公共食堂支管管径不小于75mm，干管不小于100mm；大便器，即使只有一个，其最小管径均为100mm；大便槽不小于150mm；多层住宅厨房排水管不小于75mm。4.4.1排水横支管水力计算（1）确定秒流量计算公式根据规范要求，本建筑内部生活排水应采用以下设计秒流量计算公式。q=0.12αN+q（4.13）ppmax式中，q——计算管段排水设计秒流量，L/s；pN——计算管段卫生器具排水当量总数；pq——计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s；maxα——根据建筑物用途而定的系数，可查表确定。根据本工程的排水特点，宾馆部分排水取α＝1.5，公共卫生间排水取α＝2.5。41 本科毕业设计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，这时应该按该管段所有卫生器具排水流量的累加值作为设计秒流量。（2）各卫生器具当量数浴盆：Np=3.0小便器自闭式冲洗阀：Np=0.3洗脸盆：Np=0.75冲洗水箱大便器：Np=4.5自闭式冲洗阀大便器：Np=3.6（3）排水系统水力计算各卫生间的排水系统水力计算图如图4.7~4.16所示；水力计算表如表4.11~4.18所示。图4.7A型卫生间排水系统水力计算图表4.11A型卫生间排水系统水力计算表洗脸盆大便器自闭大便器冲小便器数排水当量总设计秒流量管径管段数量式冲洗阀数洗水箱数量（0.3）数qp（L/s）DN(mm)（0.75）量（3.6）量（4.5）0~110.30.26501~220.60.33502~330.90.38753~441.20.43754~551.50.47755~-661.80.50756~7162.550.73757~8263.30.79758~92166.91.991109~1022610.52.1711010~112261152.6611011~12256125.83.0211012~13286241.13.4211042 本科毕业设计图4.8B型卫生间排水系统水力计算图表4.12B型卫生间排水系统水力计算表大便器大便器洗脸盆小便器排水当设计秒流量管径管段自闭式冲洗水（0.75）（0.3）量总数qp（L/s）DN(mm)（3.6）箱4.50~110.750.51501~221.50.62502~332.250.70753~4315.851.931104~5329.452.121105~63313.052.581106~733117.552.761107~835229.253.12110图4.91型卫生间排水系统水力计算图43 本科毕业设计表4.131型卫生间排水系统水力计算表大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)（4.5）0~110.750.91751~2115.252.191102~31118.252.36110图4.102型卫生间排水系统水力计算图表4.142型卫生间排水系统水力计算表大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)4.50--114.51.131101--2115.252.191102--31118.252.36110图4.112型卫生间排水系统水力计算图44 本科毕业设计表4.153型卫生间排水系统水力计算大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)4.50--114.51.131101--2115.252.191102--31118.252.36110图4.124型卫生间排水系统水力计算图图4.164型卫生间排水系统水力计算表大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)4.50--110.750.91751--2115.252.191102--31118.252.36110图4.135型卫生间排水系统水力计算图45 本科毕业设计表4.175型卫生间排水系统水力计算表大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)4.50~114.51.131101~2115.252.191102~31118.252.36110图4.146型卫生间排水系统水力计算图表4.186型卫生间排水系统水力计算表大便器冲洗脸盆浴盆排水当设计秒流量管径管段洗水箱（0.75）（3.0）量总数qp（L/s）DN(mm)4.50~110.750.91751~2115.252.191102~31118.252.361104.4.2.排水横干管及主立管水力计算排水横干管的水力计算图如图4.15~4.16所示；水力计算表如表4.19~4.20所示。排水立管水力计算表如表4.21所示。46 本科毕业设计图4.15横干管（1）排水水力计算图表4.19横干管（I）排水水力计算表设计秒流量qp管段编号排水当量（Np）管径DN(mm)坡度i（L/s）0～1993.2909771250.021～299+8.25＝107.253.3641081250.022～3107.25＋99＝206.254.0850531250.023～4206.25+8.25＝214.54.1362471250.024～5214.5+107.25＝321.754.728731250.025～6321.75+99＝420.755.1921941250.026～7420.75+8.25＝4295.2282171250.027～8429+8.25＝437.255.2638941250.028～9437.25+99＝536.255.6682731250.029～10536.25+99＝635.256.036751250.02图4.16横干管（II）排水水力计算示意图47 本科毕业设计表4.20横干管（II）排水水力计算表管段编设计秒流量qp排水当量（Np）管径DN(mm)坡度i号（L/s）0～1993.2909771250.021～299+8.25＝107.253.3641081250.022～3107.25＋107.25＝215.54.1423851250.023～4215.5+215.5＝430.15.2329931250.02表4.21立管排水水力计算表管段编设计秒流量qp排水当量（Np）管径DN(mm)坡度i号（L/s）PL-1138.63.6191131100.02PL-282.23.1319561100.024.4.3化粪池容积计算生活污水在排放至城市排水管网之前需经过简单的处理，目前一般采用化粪池。化粪池多设于建筑物背向大街一侧靠近卫生间的地方。应尽量隐蔽，不宜设在人们经常活动之处。化粪池距建筑物的净距不小于5米，因化粪池出水处理不彻底，含有大量细菌，为防止污染水源，化粪池距地下取水构筑物不得小于30米。化粪池的设计主要是计算化粪池容积，按《给水排水国家标准图集》选用化粪池标准图。化粪池总容积由有效容积V和保护层容积V3组成，保护层容积根据化粪池大小确定，保护层高度一般为250～450mm。有效容积由污水所占容积V1和污水所占容积V2组成，计算如式（4.14）所示。αN·q·tαN·a·T·（1－b)·K·mV=+24×1000(1−c)×1000（4.14）48 本科毕业设计3式中，V——化粪池有效容积，m；N——设计总人数（或床位数、座位总数）；α——使用卫生器具人数占总人数的百分比，与人们在建筑内停留时间有关，医院、疗养院、有住宿的幼儿园取100％；住宅、集体宿舍、旅馆取70％；办公室、教学楼、工业企业生活间取40％；公共食堂、影剧院、体育馆和其它类似公共场所取10％；q——每人每日排水量，L/人·d，当生活污水与生活废水合流时，同生活用水量标准，分开排放时，生活污水量取20～30L/人·d；a——每人每日污泥量，L/人·d，当生活污水与生活废水合流排放时取0.7L/人·d，分开排放时取0.4L/人·d；t——污水在化粪池中停留时间，h，取12～24h；T——污泥清掏时间，d，取3个月～1年；b——新鲜污泥含水率，取95％；c——化粪池内发酵浓缩后污泥含水率，取90％；K——污泥发酵后体积缩减系数，取0.8；m——清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数，取1.2。将b、c、K、m值代入上式，可得简化公式：q·t3V=αN(+0.48a×T)×1024（4.15）α取0.7L/人·d，N＝588人，q＝200L/人·d，t＝24，T＝180天，代入200·243V=0.7×588(+0.48×0.7×180)×10243＝107.24m故选择WSD型矩形无能耗化粪池，其处理水量不应小于110m3/d。49 本科毕业设计4.5屋面雨水排水系统屋面雨水排水系统与水量的大小是设计计算雨水排水系统的依据，其值与该地区暴雨强度q,汇水面积F以及径流系数ψ有关。设计暴雨强度公式中由设计重现期P和屋面集水时间t，2个参数。设计重现期应根据生产工艺集建筑物的性质确定，一般采用1年。由于屋面集水面积较小，屋面集水时间较短，因为我国推导暴雨强度公式所需实测降雨资料的最短时段为5分钟，所以屋面集水时间按5分钟计算。屋面的汇水面积较小，一般以m2计算。屋面都有一定坡度，汇水面积不按实际面积而按水平投影面积计算。考虑到大风作用下的雨水倾斜降落的影响，对于高出屋面的侧墙及窗井，应按其垂直墙面积的1/2计入屋面汇水面积。若高出屋面两侧为侧墙时，以两侧端头联线面积的1/2计入汇水面积，三侧或三侧以上有侧墙时，也只按两侧计算。当屋面坡度较大时，雨水在屋面的集流流速较大，集流时间短。为了安全及时排出屋面雨水，防止天沟积水过深，造成屋面漏水，在计算雨水量时乘以一个系数，该系数称径流系数ψ。设计重现期为2年。屋面坡度小于2.5％时，k1取1.0，屋面坡度大于等于2.5％时，ψ取1.5～2.0。雨水量计算可按下两式计算：F·q5Q=ψ（4.16）10000F·h5或Q=ψ（4.17）3600Q式中，——屋面雨水设计流量，L/s；F——屋面设计汇水面积，m2;q5——当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L/s·104m2;h5——当地降雨历时为5min时的小时降雨量，mm/h;ψ——设计重现期为2年时的屋面渲泄能力系数。50 本科毕业设计根据屋面坡向和建筑物立面的要求等情况，布置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，采用公式（4.17）计算出每根立管需排泄的雨水量。使设计雨水流量不大于表4.22中的最大设计泄流量，确定雨水立管管径，计算成果如表4.23所示。表4.22雨水立管最大设计泄流量管径（mm）75100125150200最大设计泄流量（L/s）919294275当地降雨历时为5min时的小时降雨量取133mm/h，设计重现期为2年。取屋面坡度为2%。表4.23雨水排水系统的水力计算成果表管径N立管编设计流汇水面积（m2）（mm号量（L/s））YL-17.6×8.0+5.5×1.8+1.5×7.5×0.5=78.202.89100YL-26.70×7.0+3.7×1.5+3.00×7.5×0.5=63.72.36100YL-3YL-46.70×7.0+3.7×1.5+3.00×7.5×0.5=63.72.36100YL-5YL-67.6×8.0+5.5×1.8+1.5×7.5×0.5=78.202.89100YL-7YL-814.7×6.90+7.30×7.5×0.5=152.435.63100YL-951 本科毕业设计5设备选型设备选型主要是对该建筑给水排水系统中所用到的水泵、水箱等设备进行型号确定。5.1生活无负压供水机组选择3根据4.1计算结果，生活给水系统水泵的流量应不小于15m/h，其扬程为不小于55mH2O。查有关产品样本，选择型号为ZBW16-60-2的无负压供水设备。其流量为163m/h，扬程60mH2O，配套水泵CDL8-5两台，功率2.2kW，稳流调节罐Φ×L=600×1350mm，稳压罐Φ=450mm，进出口管径DN100/80。机组外形尺寸：长×宽×高=1350×1490×1230mm。5.2消火栓给水泵选择根据4.2.2计算结果，知室内消火栓给水泵的扬程不应小于110mH2O，流量应不小于40L/s。综合考虑泵房的平面位置和面积大小，最终确定消火栓给水泵的型号为XBD12.5/40-125L-315，数量两台，一用一备，其性能参数为：流量40L/s，扬程1.25MPa，功率N=90kW，转速n=2900r/min，效率70%，重量790kg，满足使用要求。根据4.2.4计算结果，知室外消火栓给水泵的扬程不应小于10.5mH2O，流量应不小于30L/s。选择XBD3.2/40-125L-160，数量两台，一用一备，其性能参数为：流量40L/s，扬程0.32MPa，功率N=22kW，转速n=2900r/min，效率76%，重量265kg，满足使用要求。5.3喷淋给水泵选择根据4.3.2计算结果，知自喷系统给水泵的扬程不应小于100mH2O，流量应不小于30L/s。选择XBD10.8/10-Ⅰ80×9，数量两台，一用一备，其性能参数为：流量36L/s，52 本科毕业设计扬程108mH2O，功率N=55kW，转速n=2900r/min，效率68%，进出口管径DN80，满足使用要求。5.4排水潜污泵选择潜污泵将汇集的污水加压输送至室外雨水检查井，根据室内外地坪标高差，知扬程不应小于12mH2O，其流量不应小于10L/s，选择QW80-43-13-3型号，数量两台，一用3/h（11.94L/s），扬程13mH一备，其性能参数为：流量43m2O，功率N=3kW，转速n=2880r/min，效率50%，管径DN80，满足使用要求。5.5屋顶生活水箱及消防水箱的确定3根据4.1.3计算结果，知屋顶生活水箱的容积为13m，尺寸4100×3200×1200mm，有效水深度为1m。3根据4.3.5计算结果，知屋顶生活水箱的容积为18m，尺寸4900×3700×1200mm，有效水深度为1m。水箱材料选用不锈钢。53 本科毕业设计参考文献[1]王增长.《建筑给水排水工程》（第六版）.中国建筑工业出版社,2010.8.[2]陈耀宗,刘振印等.《建筑给水排水设计手册》（第二版）.中国建筑工业出版社,2008.10.[3]赵基兴.《建筑给排水实用新技术》.同济大学出版社,2000.5.54'