高层建筑给排水课程设计 29页

'高层建筑给水排水工程实例第一章设计任务及设计资料§1-1设计原始资料一、工程概况该高层建筑是集商业、餐饮、娱乐、客房于一体的综合性宾馆建筑，位于城市的中心地带。该高层建筑由主体建筑和两侧的裙楼建筑组成。主体建筑地上三十二层，地下三层。建筑基本外框尺寸为：36.0×18.0m；地下三层建筑层高为6.0m，地面一~五层建筑层高为4.0m，地面六层至三十二层层高均为3.0m，主体建筑面积约22680m2，建筑高度为109.06m。两侧裙楼均为十六层，基本外框尺寸和建筑层高同主体建筑。每栋裙楼建筑面积约：12312m2，建筑高度为59.2m。建筑功能分区为：地下负一、二层为车库（战时人防工事），地下负三层为设备用房，包括：水泵房、贮水池、空调机房、洗衣房、员工餐厅、办公室、厕所、更衣室等。地上一层设有中式快餐、酒吧和商场；二层设有商场、中餐厅和西餐厅；三层设有宴会厅、海鲜酒楼和商场；四层设有舞厅、宴会厅和商场；五层为桑拿、按摩和贵宾房；五层至六层间设有技术层（设备层），其它技术层由设备专业人员提出要求设置；六层及以上为客房。主体建筑共有客房712间，裙楼共有客房258×2间，该宾馆共有床位2580个。二、市政给水排水资料1、给水水源本建筑以城市给水管网作为水源，从DN800mm的给水干管取水，由DN200mm水管引入到大楼东侧地下三层水池。2、排水条件（1）该地区无生活污水厂，城市排水管网为污、废、雨水分流制排水系统。设计思路：（2）室内粪便污水和洗涤废水采用分流制排放，粪便污水经化粪池处理后和洗涤废水一起排入市政污水管道。 （3）厨房、餐厅、酒楼和员工食堂的污水经隔油池后，再和客房污水汇合，由地埋压力式生物处理装置处理后排入市政污水管道。（4）汽车废水排到集水坑收集，经隔油池处理后，再排入市政污水管道。（5）泵房、消防专用电梯井等均设集水坑收集，用泵抽升后再排入市政污水管道。（6）汽车坡道处设集水坑收集污水，用泵抽升后再排入市政污水管道。（7）雨水经专用雨水立管排入首层雨水井，再排入市政雨水管道。3、热源情况本地区没有城市供热管网，宾馆自设集中锅炉房作为热源。热媒采用蒸汽，蒸汽压力为P表=400kPa（4kg/cm2）。三、卫生设备1、地下三层卫生设备坐式大便器39个，小便斗7个，洗手盆9个。2、裙楼每栋裙楼：坐式大便器24个，小便斗13个，洗手盆14个。3、客房单人房和双人房有坐便器1个、浴盆1个，洗脸盆14个。三人房有坐便器1个、浴盆1个，洗脸盆2个。总统房有坐便器2个、浴盆1个，洗脸盆2个。四、建筑图纸资料（1）建筑总平面图；（2）地下室一层平面图；（3）地下室二层平面图；（4）地下室三层平面图；（5）首层、二层、三层、四层、五层平面图；（6）夹层平面图；（7）六层、七层平面图；（8）十七层、十八层平面图；（9）三十层平面图；（10）三十一至三十二层，屋顶平面图；（11）天面平面、电梯机房平面图。 §1-2设计任务根据建筑的性质、用途及兴建单位要求，室内设有完善的给水排水卫生设备及集中热水供应系统，要求全天供应热水，热水供应最不利配水点设计水温要求60℃，要求任何时刻都能达到设计水温。该宾馆要求给水安全可靠，设独立的消火栓系统及自动喷水系统。每个消火栓箱内设电钮，消防时直接启动消防泵。生活用水泵要求自动启动。管道全部暗装敷设。 第二章设计方案及设计说明§2-1设计依据（1）市政给水排水竣工图纸（2）《建筑给水排水设计规范》（3）《高层民用建筑设计防火规范》（4）《高层建筑给水排水工程》（5）《自动喷淋灭火系统设计规范》（GBJ85-84）（6）《汽车库设计防火规范》（GBJ67-84）（7）《卤代烷灭火系统设计规范》（GBJ110-87）（8）《建筑灭火器具配置规范》（9）《建筑供热设计规范》（10）《PVC管道设计规范》（11）《给水排水设计手册》（12）各专业提供的其它资料（13）建设方要求（详见设计委托书）§2-2室内给水系统一、给水方式的选择本工程采用变频水泵直接供水方式。该栋建筑中间楼层不可以设水箱，水箱只能设在天面。由于宾馆用水量大，会造成天面水箱容积很大，楼体荷载增加，会增大防振、抗震方面的难度。而且，若采用水箱给水方式，造成中、下区的静水压力超过500kPa，不但浪费能量，且管材接口及管材易损坏而漏水，这是极不合理的。经过方案比较，采用水泵（配套气压罐）给水方式是合理的。水泵采用变频水泵，水泵的转速随着用水量的变化而自动调节，运转灵活。二、给水系统分区已知市政管网常年可保证的资用水头为0.28Mpa，根据宾馆最低卫生器具配水点处的静水压宜不超过300-350kPa的标准，将该建筑物分成两区。为了保证供水安全，高区和低区均采用环状管网，地下第三层至地面第三层（-18.0m～12.0m）为低区，由室外市政管网直接供水，采用下行上给的给水方式，环状管网设在负三层。第四层至第三十二层（16.5～103.7m）为高区，由水泵直接供水。高区中每 栋的四层至十六层为下区，主体建筑的十七层至二十四层为中区，采用下行上给的给水方式，环状管网设于夹层；二十五层至三十二层为上区，采用上行下给的给水方式，环状管网设于楼顶。三、水泵选择（1）裙楼水泵的选择：80DLX5型单吸多级离心泵（Q=9.0～1.81L/s，H=85.5～108m）两台，配套电机为JQ272-2（P=30kW，n=2940r/min）。（2）主体建筑下区水泵的选择80DLX5型单吸多级离心泵（Q=9.0～1.81L/s，H=85.5～108m）两台，配套电机为JQ272-2（P=30kW，n=2940r/min）。（3）主体建筑中区水泵的选择80DLX5型单吸多级离心泵（Q=9.0～1.81L/s，H=102.6～129.6m）两台，配套电机为JQ272-2（P=30kW，n=2940r/min）。（4）主体建筑上区水泵的选择80DLX5型单吸多级离心泵（Q=9.0～1.81L/s，H=119.7～151.2m）两台，配套电机为JQ272-2（P=30kW，n=2940r/min）。本设计给水系统由引入管，水表节点、给水管道、给水附件、地下贮水池、水泵组等组成。§2-3室内排水系统一、排水方式的选择目前该区域尚未有生活污水处理厂，根据环保的要求，粪便污水不能直接排放，需经化粪池处理之后才能排入城市下水道，洗涤污水可通过设在负二层的气浮池进行处理，然后才排入城市下水道。因此采用分流制排水系统，粪便污水和洗涤污水分别排放。二、排水系统分区高区（六层～三十二层）的粪便污水和洗涤污水在夹层集中，然后通过专用管井流到污水处理站。负一、负二层的车库污水汇集到负二层的集水坑，流到气浮池处理后排入城市下水道。负三层的洗衣房、职工食堂的污水汇集到集水坑，然后用泵抽到气浮池处理后排入城市下水道。厕所的污水汇集到集水坑，然后用泵抽升到化粪池处理后才排入城市下水道。 由于本建筑层数较多，为了使排水管道中的气压波动尽量稳定，防止管道水封破坏，设立专门通气管（一个卫生间设一条专门通气立管）和伸顶通气管。低区裙楼污水管道合设联合通气管通到室外，或将其通气部分管连至旁边有专门通气立管的污水管道上。排水系统由卫生洁具、排水管道、检查口、清扫口，室外排水管、检查井、化粪池、气浮池等组成。§2-4室内热水供应系统一、供水系统的选择为使水压平衡，热水供应系统的分区与冷水系统的分区基本一致，不同的是，四层、五层的热水单独供应，无需由夹层环状管网供水。由于甲方对热水供应的要求较高，采用集中式热水供应系统。由地下三层水泵抽上来的冷水通过设在夹层和天面的容积式水加热器加热后，经室内热水管网输送到用水地点。以蒸汽为热煤，而蒸汽来自该建筑物附近的锅炉房。另外，为了满足客人的需要，高区的各个区都采用全循环系统，任何时刻都能达到设计水温（最不利配水点为60℃）。由于容积式加热器水温比较稳定，水头损失小，其凝结水可回收，故在本设计中采用容积式加热器。热水循环方面，考虑到管内结垢等不利因素，运转一定时间后自然循环将难以维持，因此本设计采用机械循环，各个区都设有循环水泵。此外，考虑到金属管道将受到热胀冷缩之影响，要求热水管道每隔25m左右设置一个门型伸缩器。二、热水供应方式系统由热水锅炉、水加热器、热水储罐、配水管网、循环管网、循环水泵等组成。§2-5室内消防给水系统一、设计参数（1）室外消火栓用水量：30L/s；（2）室内消火栓用水量：40L/s（3h）；（3）自动喷淋灭火系统用水量：20L/s（1h）；（4）消火栓用水量（负三层储水池储水）：40×3×3600/1000 =432（m3）；（5）自动喷淋灭火系统（负三层储水池储水）：20×1×3600/1000=72（m3）。二、室内外消火栓、消防水池、喷淋系统的设计1、室外消火栓室外消火栓用水由街道上的消火栓提供。消防水池与生活水池合用（详见“室内给水系统”），设在负三层。消防贮水量按满足室内消防栓用水432m3和自动喷淋灭火系统贮水72m3计。2、室内消火栓根据规范规定，消火栓栓口处的静水压力不应超过0.8Mpa，所以采用如下分区：将裙楼部分分为两个区，高区为六层～十六层，低区为负三层～五层；将主体建筑分为三个区，高区为十九层～三十二层，中区为六层～十八层，低区为负三层～五层。消火栓设在显眼易于取用的地点，如走廊过道等，消防电梯前室（不计消防喷枪流量）、楼梯间都应设消火栓。消火栓供水为40L/s，该栋建筑物发生火灾时能保证同时供应8股水柱，并能保证任何部位发生火灾，同层都有两股流量不小于5L/s、充实水柱不小于10m（也可以选择充实水柱13m）的水枪同时到达。消防立管设计流量为不低于15L/s，管径采用DN150。火灾初期10分钟消防用水由天面水箱供水（也可以用地下泵房的消防泵供水），满足火灾初期用消防软管卷盘控制火灾。火灾10min后，用地下泵房的消防泵供水。消火栓箱采用组合型，内设DN65消火栓1个，Φ19mm水枪1支、Dg65×25m水龙带及Φ19mm×20m消防软管管卷1个，另外设有报警按钮及报警电铃，可就地起动消防泵及向消防值班室报警。每个消防分区设4个水泵接合器（每个室外水泵接合器设计流量为10-15L/s），以从消防车加压供水。3、自动喷淋灭火系统的设计在该栋建筑的车库、商场、办公室、餐厅、客房等处设闭式喷头保护。客房采用专用玻璃球闭式喷头。每个客房采用一个客房专用喷头，其余的地方均采用下垂式玻璃闭式喷头。每个喷头保护面积不大于12.5m2。餐厅、厨房喷头采用79℃温级，其它地方喷头采用68℃温级。根据规范规定，由于湿式闭式自动喷水系统的每个报警阀控制喷头数不宜超过800个，所以将该建筑物自动喷水系统进行如此分区： 裙楼高区七层～十六层，中区二层～六层，低区负三层～一层；主体建筑第一区二十二层～三十二层，第二区十一层～二十一层，第三区三～十层，第四区负三层～二层。发生火灾时，初期10分钟用水由天面水箱供给（也可以用地下泵房的消防泵供水），10分钟后用水由湿式报警阀延时器后的压力开关自动启动消防喷淋水泵供水。每层自动喷淋系统横干管上设微动开关闸阀及水流指示器，在消防中心显示系统的工作状态。4、卤代烷灭火系统的设计根据《卤代烷灭火系统设计规范》要求，不宜采用水扑救火灾的变配电房、发电机房、电话总机房等室内分别设置一定数量的挂式自动卤代烷灭火器和管道卤代烷灭火系统，设计浓度为5%，喷射时间不大于15s。§2-6管道及设备安装工程一、给水管道设备安装要求（1）各层给水管道采用暗装敷设，管材采用PVC（也可以采用金属管材）管，采用承插式接口，用弹性密封圈连接。（2）管道外壁离墙面之间的距离不小于150mm，离梁柱及设备之间的距离为50mm。立管外壁与墙、梁、柱净距不小于50mm，支管外壁与墙、梁、柱净距为20～25mm。（3）给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉给水管在上。（4）立管通过楼板时应预埋套管，且高出楼板面10～20mm（一般下部与楼板平）。（5）立管上设闸阀（一般为大口径管），横管上设截止阀（一般为小口径管）。（6）管道穿过墙壁时，需预留孔洞，尺寸一般采用d+50mm～d+100mm。（7）埋在地下的给水管道仍采用给水塑料管，采用承插式或热熔接口。（8）水泵基础高出地面0.2m，采用自动启动。（9）贮水池采用钢筋混凝土，在贮水池上部设人孔，在基础底部设水泵吸水坑（比池底低0.5m）。生活水泵吸水管在消防水位面上设小孔（或虹吸破坏管），保证消防贮备水量不被动用。 二、排水管道设备安装要求（1）排水管在垂直方向转弯处，用两个45 弯头连接（或顺水弯头及管件），管材采用排水塑料管。（2）排水立管穿过楼板，按规定尺寸预留孔洞；①当d=50～75mm时，洞口尺寸250×200mm；②当d>100mm时，洞口尺寸（d+300）mm×（d+200）mm。（3）立管沿墙敷设时，其管轴与墙面距离（L）不得小于下述规定：①当DN=75mm时，L=70mm；②当DN=110mm时，L=90mm；③当DN=160mm时，L=110mm；④当DN=200mm时，L=130mm；（4）排出管室外检查井至建筑物距离不得小于3m，其中流槽转弯角度不得小于90 。（5）立管应设置检查口，离地面1.2m，中间每隔一层设一个检查口，各支管设有清扫口。排水立管应按规范要求设置伸缩节。（6）排水管材采用PVC管（局部采用金属管材或管件），用承插式接口。（7）检查井用砖砌，井径为1.0m。（8）化粪池作法，根据有关批文以及《给排水标准图集》，使其与建筑物的距离不小于5.0m。三、消防管道设备安装要求1、消火栓系统（1）消火栓给水管道的安装与生活给水管道基本相同。（2）管材采用镀锌（或无缝）钢管，采用丝扣（或焊接）连接。（3）消火栓立管管径为150mm，消火栓口径为65mm，水枪喷嘴直径为19mm，水龙带长度Ld=20mm。（4）十六层天面和三十二层天面设置试验和检查用的消火栓（屋面消火栓）。（5）为了使每层消火栓出水流量接近于设计值，须在局部消火栓前装设减压孔板。（6）消火栓应设在明显易于取用地点，栓口离地面高度为1.1m。2、自动喷水灭火系统 （1）管道均采用镀锌（或无缝）钢管，采用丝扣（或焊接）连接。（2）吊架和支架的位置以不防碍喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头的距离小于0.70m。（3）为防止低层和高层喷头喷水量与设计值不一样，须设减压孔板。（4）报警阀应设在距地面0.8～1.5m范围，并且管理方便。水力警铃宜装在报警阀附近，连接管道采用镀锌钢管，长度不超过6m时，管径应为15mm，大于6m时，管径为20mm，而管道总长度不应超过20m。（5）供水干管应设分隔阀门。阀门布置应保证某段供水管检修或发生事故时，关闭报警阀数量不超过3个。（6）装置喷头的场所，应注意防止腐蚀气体的侵蚀，不受外力的撞击，要定期清除喷头上的尘土。（7）一般在喷头之间的每段配水支管上至少应装一个吊架，吊架的间距应不大于3.6m。（8）喷头喷水时，为防止管道产生大幅度的晃动，在配水立管、配水干管与配水支管上应再附加防晃支架。四、热水管道设备安装要求（1）为满足运行调节和检修要求，热水管道在下列地点应设阀门：①配水或回水环状管网的分干管；②配水立管和循环立管；③在客房卫生间，从立管接出的支管上；④配水点大于等于5个的支管上；⑤水加热器、热水贮水器、循环水泵、自动温度调节器、自动排气阀和其它需要考虑检修的设备进出口管道上。（2）在热水管路上，每隔25m设置一个门型伸缩器。在热水干管和循环管上，设置自动排气阀。（3）在裙楼高区、主体建筑高区的天面设膨胀水箱，其余各区的膨胀水箱设在竖井内，由相隔最远的两条配水立管拉管到膨胀水箱，形成一个回水管路，连接管的管径为22mm。（4）蒸汽管、凝结水管敷设在地沟内，用石棉硅藻土（或复合硅酸盐）作保温材料。立管不保温，锅炉加热器至管网的配水横干管及循环管须保温，保温层厚度不小于30mm 。横干管坡度为0.003，并在末端设泄水阀门和排水装置。（5）热水立管与水平干管相连时，立管上应加弯管。（6）热水管穿越屋面板、楼板、墙板、墙壁时须设套管。若地面有积水时，套管应高出地面50～100mm。（7）热水管道全部用铜管（或无缝钢管）。（8）热水供应系统的最低点应设泄水装置。（9）热水管网在下列管段上应设止回阀：①闭式热水系统的冷水进水管上；②循环管网的回水总管上；③冷、热水混合器的冷、热水进水管上。 第三章设计计算§3-1室内给水系统的计算一、用水量标准及用水量的确定根据原始资料和建筑平面图，计算出该酒店的床位数，以及商场、办公室、餐厅和宴会厅的使用面积。根据酒店的性质和卫生设备的完善程度，由《给水排水设计手册——室内分册》查得相应用水量标准，计算出最高日用水量，并由相应的小时变化系数求出最大时用水量，详细计算如表一所示。表1用水量标准及用水量计算表分类用水单位（床）水量标准（m3/D）最大日用水量（m3/D）小时变化系数K最大时用水量（m3/D）供水时间（h）①②③④⑤⑥⑦裙楼一5401.2648.0254.024裙楼二5401.2648.0254.024主体建筑15001.21800.02150.024总和3096.0258.0裙楼公用部分m2(m3/D)(m3/D)(m2/p)(m3/h)次/D㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦一楼中餐厅2300.1692.0215.35商场15000.0420.034.0办公室5000.044.050.8银行1780.042.430.5酒吧4770.046.431.3总和124.821.9二楼西餐厅4320.0843.247.25商场15770.0421.034.2办公室250.040.250.4总和64.411.8三楼中餐厅7980.16319.2253.25宴会厅9370.0412.532.5商场6260.048.331.7办公室170.040.150.0总和340.157.4 四楼商场21000.0428.035.6西餐厅3720.0837.247.45舞厅5780.045.841.2总和71.014.2五楼桑拿池860.100.9100.2夜总会9300.049.341.9中餐厅2300.1692.0215.35贵宾房8000.043.2100.6总和104.518.0公共设施m2(m3/D)(m3/D)(m2/p)(m3/h)次/D道路163460.001549.04.12绿化8630.00223.80.32泳池66.05.5总和118.89.9累计总和3919.6391.2注：1、裙楼及主体建筑部分用水量小时变化系数均为K时=2；2、公共设施不考虑用水量小时变化系数，工作时间按每天12小时计算；3、西餐厅、中餐厅工作时间按每天12小时计算；其余部分工作时间按每天10小时计算；　　4、表③栏（涂红部分）由《给水排水设计手册——室内分册》查得相应用水量标准；5、计算过程为：④=②×③；⑥=（④×⑤）÷⑦㈣=[（㈡×㈦）÷㈤]×㈢；㈥=（㈣×K时）÷工作时间。6、实际工程给水系统的计算应根据每根给水立管的服务区域分开计算（便于确定每根给水立管的设计参数）。二、给水分区的确定已知市政管网常年可保证的资用水头为0.28Mpa，故将该建筑物分成两区：地下第三层至地面三层（-18.0m～8.0m）为低区，由室外给水管网直接供水，采用下行上给的给水方式；第四层至第三十二层为高区，采用水泵加压供水。高区中，每栋的四层至十六层为下区（裙楼部分采用上行下给的给水方式，主体建筑采用下行上给的给水方式）（12.0m~53.0m），主体建筑的十七层至二十四层为中区（56.0m~80.0m），采用下行上给的给水方式；二十五层至三十二层为上区（83.0m~107.0m），采用上行下给的给水方式。 三、给水系统计算步骤（一）、根据给水系统竖向分区进行各用水点给水平面最优化布置（给水立管一般布置于管道井内）；（二）、根据给水平面布置图进行给水轴测图布置并选择确定出最不利计算管路（按设计管段从最不利点开始进行节点编号——计算草图）（一般以最高区给水管线为最不利计算管路）；（三）、选择给水设计秒流量计算公式；本工程除下区用水部分按用水量标准计算外其它部分按给水当量计算。即：；对于本宾馆建筑给水设计秒流量计算公式为：。（四）、根据设计秒流量合理选择给水管径（以流速为控制指标）、沿程水头损失、局部水头损失、标高差、给水压力等；（五）、根据计算的设计秒流量和给水压力合理选择每个供水区域的供水设备（一般选择成套设备，考虑用水量变化因素）。（六）、给水水力计算通用表格：表2给水管道水力计算表（管道编号）管段编号管长（m）卫生洁具名称及其当量当量总数（Ng）秒流量（L/s）流速（m/s）管径（mm）管道单位长度水头损失i（kPa）水头损失（kPa）尿斗数（N=0.5）洗脸盆数（N=0.5）坐便器数（N=0.5）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾1～24.06/3.03/1.57/3.58.01.410.96400.2431.02～34.01261416.02.000.76500.11940.53～44.51892124.02.450.93500.17110.84～53.61892124.02.450.93500.17110.65～63.31892124.02.450.93500.17110.66～74.71892124.02.450.93500.17110.84.2注：给水管道水力计算表计算方法：②：根据给水轴测图得到的给水设计管段长度；③、④、⑤：查《卫生器具给水额定流量、当量表》；⑥=③+④+⑤；⑦：根据给水设计秒流量计算公式计算；⑧、⑨、⑩：查相应给水水力计算表（以流速为控制指标）；⑾=②×⑩。（注意水压单位）（七）、施工图给水系统参数选择注意事项： ①为了降低管网的总水头损失，可适当放大管径；②为了实际施工方便，避免频繁变径；③塑料给水管i<钢管给水管i<铸铁给水管i<砼给水管i；④支管管径应满足通过额定流量时的基本要求（如大便器延时阀≥DN25mm）。四、生活贮水池容积计算高区生活用水量靠水泵获得，即从市政管网进入底层贮水池，再由水泵抽水至用户点。生活贮水池的容积为两倍高区最大时用水量再加上事故用水（即两倍最大时用水量），则：V水池=2×(Q客房+Q四五楼)+2×Q总=2×(262.7+5.9+8.9)+2×397.7=555+706.8=1350.4(m3)负三层的高度为6.0m，设置水池深H=4.4m，埋在地下部分为1.0m，则池面积为：S=V水池/H=1350.4/4.5=300（m2），取水池长为18m，宽为17m。§3-2室内排水（雨水）系统的计算一、排水量标准及排水量的确定高层建筑排水量计算常见方法：1、根据卫生洁具排水当量计算；2、根据卫生洁具同时使用百分数计算；3、根据卫生洁具排水量标准（缺乏相关资料时参考给水量标准计算——考虑排水特点和变化系数）计算。本工程高区部分排水量计算采用按排水当量和同时使用百分数方法，低区（-3~5层）部分以采用排水量标准计算为主。二、排水分区的确定排水系统的竖向分区不受给水系统竖向分区的影响（与给水系统竖向分区无关）。本工程排水系统采用如下的处理方案：1、建筑地面以下（共负三层）排水采取在建筑每层收集后采用污水泵提升排出（即室内污水直接排出至户外排水检查井内——排水检查井应防冲刷）；2、建筑地面以上一~五层污水设置单独的排水立管排出至户外（排水立管透气管部分不伸顶，在建筑山墙或技术层处透气）； 3、建筑地面六~三十二层（裙楼为十六层）污水单独排出（设置专用伸顶排水通气立管——相比最大排水立管管径小一至二号；在排水立管中段设置消能措施，在排水立管底部设置消能和防止正压喷溅措施）；高区污水在建筑的五层汇集（设置汇集横干线）后通过专门排水立管排出。4、注意事项：①、排水管线应按清污分流设计并单独汇集；②、考虑设置伸缩节及清通设施；③、专用伸顶通气立管可以与两根排水立管连接（一般采用间层连接方式，即在排水清污分流情况下两根排水立管共用一根专用伸顶通气立管。该通气立管规格一般比最大排水立管小1~2号）。表3污水管道水力计算表管段编号洗脸个数(N=0.75)浴盆个数（N=3）当量总数（Ng）管段秒流量（L/s）管径DN（mm）h/D流速（m/s）管道单位长度水头损失i(kPa)①②③④⑤⑥⑦⑧⑨1/W111141.252.54752/W222282.503.181101～2111141.252.54750.501.300.302～33333123.753.671100.330.650.043～45555206.254.451100.380.700.044～57777288.755.081100.420.730.04注：污水管道水力计算表计算方法：②、③：单根排水立管上各卫生洁具的排水当量总数；④：单根排水立管上卫生洁具的排水当量总和；⑤：按照排水秒流量计算公式计算结果；排水秒流量计算公式：（α=2.0，=1.0L/s）⑥、⑦、⑧：查相应排水水力计算表（以自净流速、最大充满度为控制指标）；（七）、施工图排水系统参数选择注意事项：①为了保证使用效果，可适当放大排水立管管径；②排水管径选择应满足规范最小管径要求；③为了实际施工方便，避免频繁变径； 三、室外排水系统的计算室外排水系统的计算内容主要为：排水管径D、敷设坡度i、充满度h/D等的确定。设计及计算注意事项：1、室外排水检查井边距离建筑外墙应不低于三米；2、室外排水管线与给水管线的水平间距应满足规范要求的距离，一般管中心距大于一米；3、排水管线最不利点（一般为排水起点）的埋设深度应考虑如下因素：①起点埋深应方便室内排水的接入；②起点埋深应方便排水系统与市政排水系统的连接；③起点埋深应满足排水管线最小敷设坡度（或自净流速）要求；④室外排水管线一般采用管顶平接方式连接；4、室外排水系统计算同《排水工程—上册》。即按照不同的设计管段和节点流量流入，流量不断迭加后计算相关设计参数。四、室外雨水系统的计算室外雨水系统的计算内容主要为：1、选择雨水的收集及排出方式（雨水系统包括屋面雨水和地面雨水的收集及排出）。屋面雨水采用雨水斗收集（不同型号雨水斗收集雨水面积不同）；地面雨水一般采用平蓖或立蓖式雨水口收集；2、屋面雨水收集后的排雨水立管根据建筑要求可以设置于贴建筑外墙或室内专门的雨水管道井内，管材选择应考虑防冲刷和防撞击；在立管中段可以设置“乙”字弯消能；3、地面雨水收集应划分汇水面积；4、雨水系统计算必须选择当地暴雨强度公式，重现期一般选择不小于五年；5、雨水系统的设计计算要求参考“室外排水系统的计算”。§3-3消防给水系统的计算一、消火栓给水系统的计算（一）、建筑类别及消防给水量标准根据本高层建筑的建筑高度和功能要求，可以确定本高层建筑为一类高层建筑（裙楼部分均按一类高层建筑规范要求设计）。 根据《高层民用建筑防火设计规范》要求，本建筑消火栓系统设计参数为：室外消防给水设计流量：30L/s；室内消防给水设计流量：40L/s；最不利情况下每根消防立管设计消防流量：≥15L/s。室内消防箱内消防器材规格为：消火栓规格：SN65；麻质水龙带：φ65；长度20-25m；消防喷枪：φ19mm；充实水柱长度：13m；室内单栓消防箱规格：800*650mm（高*宽）（厚度≥240mm）。室外消防水泵接合器（设计流量10-15L/s）数量：4个/区。室内消防器材：按《建筑灭火器材配置规范》计算配置。每个消火栓（消防箱）处设置远程启动按钮和报警电话。（二）、消火栓给水系统的平面布置和竖向分区1、消防立管（消火栓）的平面布置：消防立管平面布置应考虑的主要因素：消火栓服务半径（一般小于25米）、最不利点发生火灾必须保证同层有两股充实水柱同时到达、消防电梯前室必须设置消火栓（不计算消防流量）、室内消防管线设计成环状。2、消火栓给水系统的竖向分区：根据规范规定，消火栓栓口处的静水压力不应超过0.8Mpa，所以采用如下分区：裙楼部分分为两个区：高区为六层～十六层，低区为负三层～五层；主体建筑分为三个区：高区为十九层～三十二层，中区为六层～十八层，低区为负三层～五层。（三）、消火栓给水系统的计算1、消火栓处为满足充实水柱长度和克服水龙带损失所需要的给水压力计算：根据室内消防箱内消防器材规格查表（或计算）可知该给水压力为约：H1=0.23Mpa=23m水柱。对于二类高层建筑H1=0.20Mpa。 2、消防给水管网的水力计算：根据室内消火栓给水系统的设计流量（40L/s，即8支喷枪动作）和流量分配原则（主立管设计消防流量为3支喷枪动作；相邻立管为3支喷枪动作；次相邻立管为2支喷枪动作。在本设计计算时按照每根消防给水立管设计流量为15L/s计算。在实际工程中有时应考虑消防给水绕行的可能，即每根消防立管设计流量可以按≥15L/s计算）进行消防给水系统的水力计算（确定消防给水立管管径D1、汇水干管管径D2按照立管数量进行流量迭加后计算、沿程水头损失h等）。消防给水立管为通径。本设计中设计参数：消防给水立管D1=150mm；v=0.86m/s；i=9.88mm/m。3、消防设备的选型：根据消防规范要求，每个消防分区消防给水泵的设计流量为40L/s（144m3/h）。消防泵扬程H≥H1+（1.05~1.1）∑h+Z（m水柱）消防设备一般选择成套机组（对于临时高压消防给水系统成套设备机组内一般单独设有稳压泵）。在一类高层建筑内消火栓系统给水泵一般每个分区单独设置；对于二类高层建筑消火栓系统给水泵也可以相邻两个分区设置一套机组（低区设计减压阀）。4、节流孔板的计算：消火栓处所承受的静水压力大于0.5Mpa（50m水柱）时按照消防设计规范要求必须设计节流孔板（防止低层消火栓处实际出流量过大影响设计消防时间）。在实际工程中一般按照静水压力值不大于0.4Mpa（40m水柱）考虑。计算方法：H／=H-（Z+（1.05~1.1）∑h+hd+Hq）公式意义：H／：某消火栓处剩余水头；H：消防泵扬程；Z：某消火栓至消防泵中轴的建筑高度；（1.05~1.1）∑h：某消火栓处至消防泵水头损失总和；hd+Hq：0.23Mpa=23m水柱。在计算结果H／≥0.4Mpa（40m水柱）时说明该消火栓处需要设置节流孔板。节流孔板型号规格为根据计算结果H／查表选择。 5、屋面消防水箱的计算：屋面消防水箱容积为满足初期火灾（按10min计算）消防水量要求设置。V≥（10*60）*（2*3）*5/1000=18m3。（计算方法：按照着火层和上下相邻两层共三层，每层两支喷枪总计六支喷枪动作计算。实际工程中也常采用按照消防设计流量即八支喷枪计算。此时消防水箱容积为≥24m3。初期火灾时间对于一类高层或超高层建筑也可以采用20min）。注：1、屋面消防水箱设置高度应尽量满足最不利消火栓处出水压力（静水压力）不小于7m水柱，否则应在水箱出水口设置管道泵临时加压措施（注意管道泵的控制）；2、消防水箱一般采用生活用水泵提供水源。二、喷淋给水系统的计算（一）、建筑类别及喷淋系统模式选择该建筑为一类高层建筑，属于中危险Ⅱ级。根据建筑所处地域及功能要求，选择湿式自动喷水灭火系统。根据《高层民用建筑防火设计规范》要求，本建筑自动喷水灭火系统设计参数为：设计喷水强度：8L/min·m2；作用面积：160m2；客房喷头处工作压力：0.1462Mpa；其它房间喷头处工作压力：0.05Mpa；设计喷水量：30L/s。注：1、设计喷水强度、作用面积均为规范要求参数；2、客房选用宾馆客房专用喷头：出水量2.35L/s；喷头处水压0.1462Mpa；3、其它房间选用下垂型标准喷头：出水量0.94L/s；喷头处水压0.05Mpa；4、喷头原则上采用3.6*3.6m正方形布置；5、设计喷水量为计算结果：（1.15~1.3）*设计喷水强度*作用面积=1.15*(8/60)*160=28L/s，取30L/s。（二）、喷淋系统的竖向分区对于湿式自动喷水灭火系统在竖向分区时考虑两个方面的因素： 1、每个湿式报警阀控制喷头数量不超过800个；2、最不利喷头处承受静水压力小于1.2Mpa；所以将该建筑物自动喷水系统进行如下分区：裙楼分为三个区域：高区七层～十六层；中区二层～六层；低区负三层～一层；主体建筑分为四个区域：第一区二十二层～三十二层；第二区十一层～二十一层；第三区三～十层；第四区负三层～二层。（三）、喷淋系统的水力计算自动喷水灭火系统水力计算步骤：1、根据系统分区和设计参数进行喷淋系统的平面布置（喷头原则上按照3.6*3.6m正方形布置，在有梁柱的地方适当增减；立管位置及数量应根据分区情况布置于消防管道井内）；2、根据最不利原则选择喷淋管网作为计算管路；3、根据喷头处工作压力和喷头特性系数进行水力计算；注：1、喷淋系统自湿式报警阀后管材均选用镀锌钢管；2、喷淋系统管线规格按照规范采用；即DN25-1个喷头；DN32≤2个喷头；DN40≤4个喷头；DN50≤9个喷头；依此类推；3、注意与消防报警系统的联动（配件）关系。说明：在一类高层建筑内喷淋系统给水泵一般每个分区单独设置；对于二类高层建筑喷淋系统给水泵也可以相邻两个分区设置一套机组（低区设计减压阀）。表4喷淋系统水力计算表（管线编号）节点管段特性系数B,Bg节点水压H(MPa)流量管径d(mm)管道比阻A（L/s）管段长度L(mm)水头损失h(MPa)标高差hb(m)流速v(m/s)节点q(L/s)管段Q(L/s)q2,Q2ABCDEFGHIJKLMa1.330.11.331.77注：水力计算表格计算方法：1、节点A及管段编号B应根据最不利计算管路从起点开始；2、喷头特性系数应根据所选择喷头确定，一般为C=1.33；3、喷头处出水压力D为根据所选择喷头确定；4、E=喷头特性系数*（节点水压-0.01MPa）1/2；5、管段流量F为节点流量E的迭加，即F=∑E；6、G=E2；K=I*J； 1、H、I、M为根据设计流量查钢管水力计算表得到；2、J、L为根据平面布置图和轴测图确定。§3-4室内热水系统的计算一、热水供应系统的分区该建筑为一类综合性宾馆类高层建筑，对于热水供应系统有很严格的要求，为保证热水系统运行的安全可靠，热水系统采用与冷水系统相同的分区；热水采用集中供应方式；热媒采用蒸汽；加热设备采用容积式加热器；热水系统采用机械循环。二、热水供应系统的设计参数该建筑热水供应系统采用与冷水系统相同分区，在每个分区内至少设计两组容积式水加热器。基本设计参数为：加热器出水温度：65℃；配水管路温降：5℃；最不利配水点水温：60℃；冷水计算温度：13℃；热水供应时间：24h（全天供应）；60℃时热水量标准为：218L/床天；水的比热：4.19KJ/Kg；蒸汽热媒绝对压力（表压+0.1MPa）：0.5MPa。三、热水供应系统的计算（一）、根据冷水系统分区进行热水系统的平面布置首先应确定加热设备的设置位置和热水管网的布置方式（是选择上行下给还是下行上给方式）；在上述条件确定后进行热水系统的最优化平面布置；（二）、绘制热水系统计算草（轴测）图并对热水立管进行编号（三）、采用水力计算方法对热水系统进行水力计算进行水力计算的目的：确定热水供应系统的设计秒流量；确定管网的相关设计参数（配水管路管径、水头损失、循环管路管径等）；设计秒流量计算一般采用当量法（额定当量按一个阀开计算） ；对于不能采用当量法的部分采用热水量标准（注意小时变化系数按表选择）计算。（四）、各分区的配水管网热损失和循环水头损失计算1、计算配水管路各设计管段终点的水温：计算条件：加热器出口水温65℃；最不利配水点水温60℃；沿程温降5℃。计算方法：公式一：；公式二：=M*（/∑M）；：最大温降5℃；L*（1-η）/D；（η：保温因素，取η=0.6）。例如：下表五中“节点1、2”，温降因素分别为：M1=2.9*（1-0.6）/22=0.053；M2=2.9*（1-0.6）/28=0.041；最终计算出∑M=0.61。则对应节点水温分别为：TZ1=60+M1（/∑M）=60+0.053*5/0.61=60.4（℃）TZ2=60.4+M2（/∑M）=60.4+0.041*5/0.61=60.7（℃）2、计算配水管网热损失：根据温度差、管径、保温系数等计算。计算公式：（2）[注：表5计算方法：1、A、B为根据计算草图进行的节点和设计管段编号；2、C、E、J为已知计算参数；3、D为根据热水水力计算结果确定的管径；4、F、H的计算方法见（四）/1；5、I为相邻两个节点的水温平均值；6、K=I-J；7、L、M为根据热损失计算公式计算的结果，L*C=M；8、O=∑（M+N）；9、P为根据设计管段热损失按公式计算的该设计管段循环流量（对于单根热水立管循环流量值是定值）。公式为：Qx=∑W/[（tc-tz）*C]；qn+1=qn*∑Wn+1/（∑Wn+1+∑W／n）。计算过程中tc一般为热水管网某节点的实际（校核）水温。 （也可以根据温度差、管径、保温系数等条件查《建筑给水排水手册》计算出单位长度的热损失）]表5配水管网热损失计算表（管网分区编号）节点编号管段编号管长L(m)管径DN(mm)保温系数η温降因素M节点水温(℃)管段平均水温(℃)气温(℃)温差(℃)热损失（kJ/h）循环流量q(L/h)正向侧向每米正向侧向累计ABCDEFGHIJKLMNOP06010～12.9220.60.05360.460.22535.256162.4162.448321～22.9280.60.04160.760.62535.671.5207.4369.848332～32.9350.60.0336160.92535.986.1249.7619.548343～42.9420.60.02861.261.12536.198.2284.8904.348354～52.9420.60.02861.461.32536.399287.1119148365～62.9420.60.02861.661.52536.599.6288.7148048376～72.9420.60.02861.861.72536.7100.1290.3177148387～82.9540.60.0216261.92536.9125.9365213648398～92.9540.60.02162.262.12537.1126.53672503483109～102.9540.60.02162.462.32537.3127.236928724831110～112.9540.60.02162.662.52537.5127.937132424831211～1281080.60.0362.862.72537.7249.2199452364832727～1231.90.60.2496061.42536.4400940093701312～1381080.60.0363.162.92537.92502000112458532828～1331.90.60.2496061.62536.6400940093041413～1481080.60.0363.363.22538.225220161727011572929～1431.90.60.2496061.72536.7400940092681514～1581080.60.0363.563.42538.425420322331114253030～1531.90.60.2496061.82536.8400940092451615～1681080.60.0363.763.62538.625520402936016703131～1631.90.60.2496061.92536.9400940092281716～1781080.60.0363.963.82538.825620483541718983232～1731.90.60.2496062.02537.0400940092151817～1881080.60.0364.264.12539.12582064414902113 3333～1831.90.60.2496062.12537.1400940092041918～1981080.60.0364.564.32539.325920724757123173434～1931.90.60.3236062.32537.3324232421582019～2041080.60.0364.864.72539.726310525186524753535～2031.90.60.3236062.42537.432423242155右环0.639839398391902水20～水4.51080.60.0176564.92539.92651193949454532合计0.6145323、计算总循环流量：qx=∑W/（C*）（L/h）对于上表计算的热水分区，总循环流量为：qx=94945/（4.19*5）=4532（L/h）可以根据公式直接计算出设计管段的热损失，计算结果稍有误差。4、计算各设计管段的循环流量：qn+1=qn*∑Wn+1/（∑Wn+1+∑W／n）。5、计算循环水头损失：计算方法：根据热损失所计算的循环流量，查（热水）水力计算表格即得到各设计管段的沿程水头损失；局部水头损失按沿程水头损失的35%计算。表6循环水头损失计算表（管网分区编号）管段编号管长L（m）管径DN（mm）循环流量q(L/h)沿程水头损失（Pa）流速v(m/s)水头损失每米损失管段损失ABCDEFGHI配水管道0～12.9224831103190.42hp=546.1（1+35%）=737.2Pa附注：局部水头损失取沿程水头损失的35%。1～22.92848330870.242～32.9354831440.60.183～42.9424833.81.10.124～52.9424833.81.10.125～62.9424833.81.10.126～72.9424833.81.10.12 7～82.9544831.44.10.078～92.9544831.44.10.079～102.9544831.44.10.0710～112.9544831.44.10.0711～1281084830.10.80.0112～1381088530.21.60.0113～14810811570.21.60.0114～15810814250.32.40.0415～16810816700.43.20.0516～17810818980.54.00.0717～18810821130.75.60.0818～19810823170.86.40.0919～20410824750.93.60.0920～水4.510845322.29.90.15合计546.1回水管道59～a2.9154838002320.00.98hx=4635.7（1+35%）=6258.2Pa附注：局部水头损失取沿程水头损失的35%。a～b2.918483320928.00.7b～c2.922483110319.00.42c～d2.9284833087.00.24d～e2.9284833087.00.24e～f2.9284833087.00.24f～g2.9284833087.00.24g～h2.9354831440.60.18h～i2.9354831440.60.18i～j2.9354831440.60.18j～422.9354831440.60.1842～438674830.64.80.0543～448678531.713.60.0844～4586711573.225.60.1245～4686714254.939.20.1646～4786716705.644.60.1847～4886718987.862.40.1948～4986721138.870.40.2149～5086723171188.00.2350～5146724751352.00.2451～水4.567453235157.50.43 合计4635.76、计算确定各分区的循环水泵：（1）、确定循环附加流量：例如：假定裙楼部分高区（全部为客房部分）采用一套加热系统集中供热，根据热水系统计算参数（配水点水温60℃、每床位每天热水用量为218L）和统计参数（床位数258*2=516个、时变化系数（查表）4.58），最大小时热水量为：Q=Kh*（m*qr）/24=4.58*516*218/24=21466（L/h）循环附加流量qf=15%*Q=0.15*21466=3220（L/h）（2）、计算循环水泵流量和扬程：循环水泵流量Qb=总循环流量qx+循环附加流量qf=4532+3220=7752（L/h）循环水泵扬程Hb=hp*[（qx+qf）/qx]2+hx=73.72*[（4532+3220）/4532]2+625.82=841.5（mm水柱）即循环水泵技术参数为：Q：7752（L/h）；H：841.5（mm水柱）；所以循环水泵扬程一般很小（1~2m）。7、热水量计算：热水量计算的目的：1）、确定每个热水供应系统分区的最大时热水耗量；2）、确定建筑热水供应系统最大日热水耗量和热媒耗量；3）、根据每个热水供应系统分区的最大时热水耗量确定热媒耗量（加热方式）；4）、根据每个热水供应系统分区的最大时热水耗量计算设计小时耗热量，选择加热设备；5）、确定热水供应系统的配套设施（热媒管线及凝结水回收、疏水器及凝结水池等）。1）、最大时热水耗量计算：例如：裙楼客房部分（六~十六层）60℃热水耗量为：Q60=Kh*（m*qr）/24=4.58*516*218/24=21466（L/h）=21.47m3/h。折合为65℃热水耗量为：Q65=Q60*（60-13）/（65-13）=19.41m3/h。 2）、设计小时耗热量计算：根据热水耗量进行设计小时耗热量计算：W=Q65*（cr-cl）*CB=19.41*103*（65-13）*4.19=4229.1*103（KJ/h）。3）、加热器制备热水所需热量计算：WJ=1.15W=1.15*4229.1*103=4863.4*103（KJ/h）。4）、蒸汽耗量计算、加热器计算及选型：选用容积式加热器，热媒为蒸汽（绝对压力为0.5MPa，相应蒸汽的饱和温度为te=151.1℃）。则：蒸汽与被加热水的计算温度差为：=te-（tc+tz）/2=151.1-（13+65）/2=112.1（℃）；加热器所需要的加热面积为：F≥WJ/（3600*ε*K*）；取：热散失系数ε=0.7；盘管传热系数K=760w/（m2.℃）=0.76kw/（m2.℃）F≥4863.4*103/（3600*0.7*0.76*112.1）=22.65（m2）；加热器贮水容积为：V≥0.75W/[（tz-tc）*CB]=0.75*4229.1*103/（4.19*(65-13)*1000）=14.56（m2）。根据计算结果F、V选择加热器型号规格（加热器数量≥2台）。蒸汽耗量计算：Gm≥（1.1~1.2）W/r=1.2*4229.1*103/2112=2402.9（Kg/h）。 '