【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 33 謝 辭 34 參考文獻(xiàn) 35 IV 摘 要 在綜合對(duì)比分析的基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì) 了 錦 秀城 8 號(hào) 高層商住 樓 的 建筑給水系統(tǒng)、 建筑 排水系統(tǒng) 、 建筑 消防系統(tǒng)（ 消火栓給水系統(tǒng)及自 動(dòng)噴 水滅火 系統(tǒng)）、 建筑屋面 雨水排 水 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 及管理 。 給水系統(tǒng)采用分區(qū)供水，低區(qū)一到 二 層，由市政管網(wǎng)直接供水 ； 中區(qū)三到十二層， 高區(qū) 十三 到 二十二 層， 均 采用 無(wú)負(fù)壓 變頻供水 。 排水系統(tǒng)采用 污、廢 水 合流制，底層單獨(dú)排放 ，排水立管 設(shè)伸頂通氣管，污 水 直接 排向市政污水管網(wǎng) 。 消防系統(tǒng) 分消火栓 給水 系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)， 其中消火栓系統(tǒng) 采用水泵水箱聯(lián)合供水。屋面雨水排水系統(tǒng)采用檐溝外排水。 給水管采用 PPR 管 ； 排水管采用 鑄鐵 管 ； 消防系統(tǒng) 均 采用 鋼管。 關(guān)鍵詞 ： 高層建筑 ； 給水 系統(tǒng) ； 排水 系統(tǒng) ； 消防 系統(tǒng) ；設(shè)計(jì)及管理 1 1 前 言 本次 設(shè)計(jì)的目的是充分利用所學(xué)的現(xiàn)有的知識(shí)，完成高層建筑給水排水工程的設(shè)計(jì) 及管理 。此次設(shè)計(jì)基本上實(shí)現(xiàn)了我們從理論知識(shí)向?qū)嶋H工程設(shè)計(jì) 及管理 的轉(zhuǎn)變，充分的把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的工程當(dāng)中，并對(duì)設(shè)計(jì)的方案、內(nèi)容加以有針對(duì)性地、有說(shuō)服力地論證，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工程 及管理 的可行性。 本次設(shè)計(jì)在選題的過(guò)程中，考慮到地區(qū)性、建筑性質(zhì)，選用高層建筑，建筑類(lèi)別相對(duì)高級(jí)，進(jìn)行建筑給水排水工程的設(shè)計(jì) 及管理 ，滿足人們的生活需要，并且使人們得到舒適、便利生活環(huán)境。設(shè)計(jì)的大體內(nèi)容是：建筑給水工程、排水工程、熱水工程和消防工程，設(shè)計(jì)的意義在于滿足人 們生活用水的同時(shí)，要滿足室內(nèi)的消防用水，保證人們居住的安全性。設(shè)計(jì)的依據(jù)為相關(guān)書(shū)籍和設(shè)計(jì)手冊(cè)、規(guī)范。在設(shè)計(jì)中，大都按照常規(guī)方法，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行，建筑給水排水系統(tǒng)及衛(wèi)生設(shè)備要相對(duì)完善，在技術(shù)上要保持先進(jìn)的水平，在計(jì)算的過(guò)程中，盡量使用符合經(jīng)濟(jì)流速的管徑 ,以便降低成本，同時(shí)要考慮水的漏失、壓力情況來(lái)選擇管材和一些連接管件，以便在水從市政管網(wǎng)輸送到建筑內(nèi)用戶的過(guò)程中，水的漏失量最少，節(jié)約水資源。 國(guó)內(nèi)外高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)研究的狀況和主要內(nèi)容 高層建筑給水排水工程與一般多層建筑和低層建筑給水排水 工程相比，基本理論和計(jì)算方法在某些方面是相同的，但因高層建筑層數(shù)多、建筑高度大、建筑功能廣、建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及所受外界條件的限制等，高層建筑給水排水工程無(wú)論是在技術(shù)深度上，還是廣度上，都超過(guò)了低層建筑物的給水排水工程的范疇，并且有以下一些特點(diǎn)高層建筑給水排水設(shè)備的使用人數(shù)多，瞬時(shí)的給水量和排水流量靠的水源，以及經(jīng)濟(jì)合理的給水排水系統(tǒng)形式，并妥善處理排水管道的通氣問(wèn)題，以保證供水安全可靠、排水通暢和維護(hù)管理方便。下面就高層建筑給水排水工程的主要特點(diǎn)介紹如下： ⑴ 高層建筑層數(shù)多、高度大。給水系統(tǒng)及熱水系統(tǒng)中的靜 水壓力很大，為保證管道及配件免受破壞，必須對(duì)給水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，加設(shè)減壓設(shè)備以及中間和屋頂水箱，使系統(tǒng)運(yùn)行完好。 ⑵ 高層建筑的功能復(fù)雜，失火可能性大，失火后蔓延迅速，人員疏散及撲救困難。為此，必須設(shè)置安全可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)，滿足各類(lèi)消防的要求，而且消防給水的設(shè)計(jì)應(yīng) “立足自救 ”，方可保證及時(shí)撲滅火災(zāi)，防止重大事故發(fā)生。 ⑶ 高層 建筑對(duì)防噪聲、防震等要求較高，但室內(nèi)管道及設(shè)備種類(lèi)繁多、管線長(zhǎng)、 2 噪聲源和震源多，必須考慮管道的防震、防沉降、防噪聲、防水錘、防管道伸縮變位、防 壓 力 過(guò) 高 等 措 施 。 以 保 證 管 道 不 漏 水 ， 不 損 壞 建 筑 結(jié) 構(gòu) 及裝飾，不影響周?chē)h(huán)境，使系統(tǒng)安全運(yùn)行。 國(guó)內(nèi)外高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)研究的狀況和主要內(nèi)容 高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)方法 近年來(lái)，隨著高層建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑給水排水工程設(shè)計(jì)方法也有了不少的改進(jìn)和更新。 ⑴ 高層建筑生活給水 首先，對(duì)適用 于高層建筑的生活給水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算方法的研究，一直不斷地在進(jìn)行。經(jīng)驗(yàn)法，概率法，平方根法等計(jì)算方法不斷地被修正和改進(jìn)。用科學(xué)的概率法取代現(xiàn)在仍在使用的平方根法，研究人員在此方面進(jìn)行了不少嘗試。 其次，變頻恒壓調(diào)速供水技術(shù)日益成熟，加上減壓閥的使用，改善了原來(lái)高層建筑 “水箱一水泵聯(lián)合供水 ”和 “水箱減壓 ”方法中出現(xiàn)的 “水質(zhì)二次污染 ”和 “水箱占用大量建筑面積 ”的狀況，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能效果。再次，在貯水方面，合建水箱的設(shè)計(jì)方式己越來(lái)越少的被采用，取而代之的是生活水池與消防水池分建的設(shè)計(jì)方式，其中，生活水池也大多傾向 于采用不銹鋼板等組合式水箱。 ⑵ 高層建筑消防給水 首先，因?yàn)楦邔咏ㄖ南捞攸c(diǎn)是 “立足于自救 ”，因而自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加受到重視，新的《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》己于 2021 年 7 月頒布執(zhí)行。新的規(guī)范對(duì)設(shè)置場(chǎng)所危險(xiǎn)等級(jí)、設(shè)計(jì)基本參數(shù)、管道水力計(jì)算等方面都作出了一些調(diào)整。這些調(diào)整都是注入了廣大設(shè)計(jì)人員近年來(lái)工作研究實(shí)踐得出的寶貴經(jīng)驗(yàn)，以及借簽了國(guó)外工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。 其次，消火栓給水系統(tǒng)也在變頻分級(jí)供水方面進(jìn)行的有益的嘗試和應(yīng)用。另外，為保障高層建筑火災(zāi)初期消防水壓及水量而設(shè)計(jì)的穩(wěn)高壓系統(tǒng)，先從上海地區(qū) 得到應(yīng)用，然后逐步在各地推廣開(kāi)來(lái)，其計(jì)算及設(shè)計(jì)手段逐漸成熟，乃至有人建議將穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)單獨(dú)列入《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以區(qū)別原有的常高壓消防給水系統(tǒng)和臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)。 ⑶ 高層建筑排水 排水的輸送已 不限于重力流和壓力流，虹吸流出現(xiàn)在壓力 (虹吸 )式屋面雨水排水系統(tǒng)。 排水鑄鐵管在防噪聲，抗震，防火等方面有著很好的效果 。 3 高層建筑給水排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 建筑也迅猛發(fā)展，各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容豐富。高層建筑給水排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： ⑴ 給水工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 高層建筑給水工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有 :用水 量計(jì)算，給水方式的確定，管道設(shè)備的布置，管道的水力計(jì)算及室內(nèi)所需水壓的計(jì)算，水池、水箱的容積確定和構(gòu)造尺寸確定，水泵的流量、揚(yáng)程及型號(hào)的確定，管道設(shè)備的材料及型號(hào)的選用，施工圖的繪制和施工要求。 ⑵ 室內(nèi)消防設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 高層建筑室內(nèi)消防設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有 :消火栓系統(tǒng)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，二氧化碳滅火系統(tǒng)，干粉滅火系統(tǒng)，鹵代烷滅火系統(tǒng) (現(xiàn)已不讓采用 )，蒸汽滅火系統(tǒng)，煙霧滅火系統(tǒng)等。以水作為滅火劑的主要有消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) .自動(dòng)噴水滅 火系統(tǒng)又分 :閉式系統(tǒng) (有濕式、干式、預(yù)作用、重復(fù)啟閉預(yù)作用四種系統(tǒng) )，雨淋系統(tǒng)，水幕系統(tǒng)，自動(dòng)噴水一泡沫聯(lián)用系統(tǒng)。其中閉式系統(tǒng)中的濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)最為常用。 消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括消防用水量的確定 :消防給水方式確定 :消防栓的位置、消防栓的個(gè)數(shù)和型號(hào)確定 。消防水池、水箱的容積確定 。消防管道的水力計(jì)算及消防水壓的計(jì)算 。消防水泵的流量、揚(yáng)程、型號(hào)和穩(wěn)壓系統(tǒng)的確定 。消防控制系統(tǒng)的確定 :消火栓給水系統(tǒng)的施工圖繪制及施工要求。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括 :方案確定 。供水方式確定 :噴頭布置 。噴頭型號(hào)的確定 。管網(wǎng)水力計(jì)算 。報(bào)警閥、水流指示器的選型 。自噴水泵的流量、揚(yáng)程、型號(hào)和穩(wěn)壓系統(tǒng)的確定 。自動(dòng)控制系統(tǒng)的確定 。自噴系統(tǒng)的施工圖繪制及施工要求 . ⑶ 排水工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 高層建筑排水工程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 :排水體制的確定，排水方案的確定，排水管道系統(tǒng)的布置，排水管道的水力計(jì)算及排水通氣系統(tǒng)的計(jì)算，衛(wèi)生設(shè)備的選型及布置，局部污水處理，構(gòu)筑物的選型，屋面雨水排水系統(tǒng)的確定，排水管材的定型，排水系統(tǒng)施工圖的繪制和施工要求。 4 2 工程概況及設(shè)計(jì)任務(wù) 工程概況 該樓位于 某 市區(qū)，地上 二十二 層，地下一層，地下一層為 儲(chǔ)藏室 。 地上一 、二 層為各家獨(dú)立商鋪。 三 層以上均為住宅。屋頂設(shè)有水箱間。各層高度如下： 儲(chǔ) 藏室 ，商鋪 一層 4 m， 商鋪 二層 ， 住宅三層 ， 住宅標(biāo)準(zhǔn)層 ，建筑總高度 。 設(shè)計(jì)資料 建筑設(shè)計(jì)資料 建筑物地下一層平面圖、首層平面圖、二層平面圖、三層平面圖 、 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、二十二 層平面圖、屋頂平面圖、建筑立面圖。 城市給水排水設(shè)計(jì)資料 某 市區(qū)，該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，室外地面標(biāo)高 。 、最大工作壓力分別是 280kPa、 500kPa。 、北各一條，管徑均為 300mm， 可供流量為 60L/s， 管中心距地面 。 工程設(shè)計(jì)任務(wù) 在本次設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)的該建筑的給水排水工程的內(nèi)容如下： （ 1）建筑給水工程設(shè)計(jì) 及管理 （ 2）建筑消防工程設(shè)計(jì) 及管理 A. 消火栓系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 及管理 B. 自噴系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 及管理 （ 3）建筑排水工程設(shè)計(jì) 及管理 （ 4）雨水排水工程設(shè) 計(jì) 及管理 5 3 建筑給水系統(tǒng) 給水 系統(tǒng) 方案的確定 及管理 該建筑為高層建筑，市政管網(wǎng)所提供的最小資用水頭為 280kpa, 若只采用一個(gè)給水系統(tǒng)供水，建筑低層的配水點(diǎn)所受的靜水壓力 很大，易產(chǎn)生水錘，損壞管道及附件，流速過(guò)大產(chǎn)生水流噪音；低層壓力過(guò)大，開(kāi)啟水龍頭時(shí)，水流噴濺嚴(yán)重；使用不便，根據(jù) 《 建筑給 水 排水設(shè)計(jì) 規(guī)范 》 ， 衛(wèi)生器具的最大靜水壓力不 宜 超過(guò) 。由于其層數(shù)多，豎向高度大，為避免低層配水點(diǎn)靜水壓力過(guò)大，進(jìn)行豎向分區(qū)。據(jù)設(shè)計(jì)資料以及規(guī)范中的要求并結(jié)合該樓的功能分區(qū)，將該建筑在豎向上分為 3 個(gè)供水區(qū)，低區(qū)為 1～ 2 層； 中區(qū)為 3~12； 高區(qū)為 13～ 22 層。低區(qū)利用市政給水管網(wǎng)供水壓力直接供水； 中區(qū)和 高區(qū)采用變頻水泵加壓供水。本設(shè)計(jì)采用高區(qū)每層均設(shè)減壓閥的供水方式，采用 Y 型減壓穩(wěn)壓 閥。閥后壓力在 左右，使供水達(dá)到最大舒適度。 變頻調(diào)速水泵給水是目前高層建筑中普遍采用的一種給水方式，可以實(shí)現(xiàn)水泵流量供水時(shí)保持高效運(yùn)行，使運(yùn)行更可靠、更合理、更加節(jié)能。變頻調(diào)速水泵具有以下優(yōu)點(diǎn)： ⑴ 設(shè)備時(shí)刻 監(jiān) 測(cè)供水量， 使 機(jī)組處于高效節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)。水泵軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，能耗少。 ⑵ 設(shè)備占地面積小，不設(shè)高位水箱，減少了建筑負(fù)荷，節(jié)省水箱占地面積，又可有效的避免水質(zhì)的二次污染，給水系統(tǒng)也隨之相應(yīng)簡(jiǎn)化。 ⑶ 水泵軟啟動(dòng)，減少了水泵機(jī)組的機(jī)械沖擊和磨損，因而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。 ⑷ 管理簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠。 ⑸無(wú)負(fù)壓設(shè)備可以充分利用市政管網(wǎng)的壓力，并且不會(huì)使市政管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓。 ⑹無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備不需設(shè)水池，避免二次污染。 前已述及，該建筑給水系統(tǒng)豎向分 三 個(gè)供水區(qū)，地上 一 ~二 層為低區(qū)，利用市政管網(wǎng)供水壓力直接供水。 3～ 12 層為 中 區(qū) ， 13~22 層為高區(qū) 。 中區(qū)和高區(qū) 采用變頻調(diào)速水泵供水。機(jī)組設(shè)置在地下室，給水設(shè)備間。 給水管網(wǎng)水力計(jì)算 進(jìn)行給水管網(wǎng)最不利管段的水力計(jì)算，目的是算出各管段的設(shè)計(jì)秒流量，各管段的長(zhǎng)度，計(jì)算出每個(gè)管段的當(dāng)量數(shù)，進(jìn)而根據(jù)水力計(jì)算表查出各管段的管徑，每米管長(zhǎng)沿程水頭損失，計(jì)算管段 沿程水頭損失，最后算出管段水頭損失之和，進(jìn)而根據(jù)水 6 頭損失算出所需壓力。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，住宅區(qū)為普通住宅 Ⅱ ，最高日生活用水定額取 280L/(人 ?d)，小時(shí)變化系數(shù)取 hK =，每戶 人，使用時(shí)數(shù) T=24。 設(shè)計(jì)秒流量 當(dāng)前我國(guó)使用的 住宅 生活給水管道設(shè)計(jì)秒流量公式是： gg NUq ??? () 式中 gq ——— 計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量， L/s； U ——— 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出水概率， %； gN ——— 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量總數(shù)； ——— 以一個(gè)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的額定流量的數(shù)值，其單位為 L/s。 設(shè)計(jì)秒流 量是根據(jù)建筑物配置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量和管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)出流概率來(lái)確定的，而衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量同時(shí)出流的概率與衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量數(shù)和其平均出流概率 0U 有關(guān)。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果得衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的同時(shí)出流概率計(jì)算公式為： ( % ))1(1 ggc NNU ??? ? () 式中 c? ——— 對(duì)于不同的衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流概率 0U 的系數(shù) 衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流而計(jì)算管段最大用水時(shí)概率計(jì)算公式為： 0 ( % )0 .2 3 6 0 0dhgq m kU NT? ? ? ? () 式中 0U ——— 生活給水管道最大用水時(shí)衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量平均出流概率， %； dq ——— 最高日用水定額， L/(人 d)； m ——— 用水人數(shù)，人； hk ——— 小時(shí)變化系數(shù)； T ——— 用水時(shí)間。 查表知 普通住宅 Ⅱ 型 0U 可取 0U = 7 由 《 建筑給 水 排水設(shè)計(jì) 規(guī)范》 附錄 D 可以查出gq（內(nèi)插法）。 一到 二 層為商場(chǎng) ，因此，設(shè)計(jì)秒流量公式為： gq＝ ?gN () 式中 gq —— 計(jì)算管段的生活設(shè)計(jì)秒 流量， L/s； gN —— 計(jì)算管段的衛(wèi)生器具當(dāng)量總數(shù)； ? —— 根據(jù) 建筑物用途確定的系數(shù)。 商場(chǎng) ? 值取 ，即設(shè)計(jì)秒流量為： gq ＝ ? gN ＝ gN ＝ gN （ L/s） 根據(jù)規(guī)定，各衛(wèi)生器具的給水當(dāng)量如下： 淋浴器 gN =，洗臉盆 gN =，坐便 gN =，洗滌盆 gN =，洗衣機(jī)水嘴gN =。 生活給水管道的水流速度如下： DN15～ DN20， v＝ ～ ； DN25～ DN40， v＝ ～ ； DN50～ DN70，v≤； DN80 及以上的管徑， v≤。 中 高區(qū)給水管網(wǎng)水力計(jì)算 中 區(qū)水力計(jì)算用圖見(jiàn)圖 ，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 8 圖 中 區(qū)給水水力計(jì)算用圖 表 中 區(qū)給水系統(tǒng)水力計(jì)算表 計(jì)算 管段 編號(hào) 當(dāng)量 總數(shù)∑ gN 設(shè)計(jì) 秒流量 gq （ L/s） 管徑 DN （ mm） 流速 v (m/s) 單阻 i （ kPa/m） 管長(zhǎng) L （ m） 沿程水 頭損失 yh （ kPa） 01 15 12 25 23 32 34 40 45 40 56 95 50 67 50 78 50 89 50 910 190 50 1011 70 1112 70 1213 80