【導讀】國內(nèi)外高層建筑給水排水工程設計研究`的狀況和主要內(nèi)容···························-2-. 高層建筑給水排水設計的主要內(nèi)容····················································-4-. 2工程概況及設計任務····························································-5-

　　

【正文】 外墻上，以滿足明顯、使用方便的要求 。 ⑵ 消火栓的減壓 當消防水泵工作時，消火栓處的壓力不能超過 , 當消火栓處的壓力超過 時就應該采取減壓措施。十二層以下采用 SNJS65 型穩(wěn)壓減壓消火栓（圖集L03S004， 36 頁）。 ⑶ 消防水箱 消防貯水量按存 貯 10min 的室內(nèi)消防水量計算： xV ＝ xxf Tq ? 60/1000=1060/1000= 3m 為避免水箱容積過大，按《高規(guī)》，選用消防水箱貯水量 18 3m 。 選用標準圖 L03S001002:20 3m 17 號 方形給水箱，尺寸為 4000mm2800mm 22 2021mm（圖集第 19 頁） 。滿足《高規(guī)》第 條規(guī)定。 消防水箱內(nèi)的貯水由生活提升泵從生活水池提升充滿備用。 ⑷ 消防貯水池 消防貯水池 的設計詳見 自動噴水滅火系統(tǒng)。 自動噴水滅火系統(tǒng) 根據(jù)規(guī)范 ,該建筑一層商鋪為輕危險級，設計噴水強度為 4L/min 2m? ，作用面積為160 2m 。噴頭距墻不小于 ，不大于 。噴頭按矩形布置，間距設置為 。 自噴系統(tǒng) 的布置 采用濕式閉式標準噴頭，采用下噴方式。 報警閥進出口的控制采用信號閥，報警閥設在地面高度 。 自噴系統(tǒng)設置水泵接合器，每個水泵接合器的流量按 10～ 15L/s 計算。 自噴系統(tǒng)的設計流量取為理論流量的 倍，即 =， 取 11L/s，自噴系統(tǒng)設置 1 個水泵接合器，型號同消火栓系統(tǒng)。 自噴系統(tǒng)水力計算 自噴系統(tǒng)水力計算的目的在于確定管網(wǎng)各管段管徑、計算系統(tǒng)所需的供水壓力、確定高位水箱的安裝高度和選擇消防泵。本設計采用作用面積法進行管道水力計算。 ⑴噴頭出水量計算： q＝ K P10 （ ） 式中 q —— 噴頭出水量， L/min； K —— 噴頭流量系數(shù)，標準噴頭 K=80； P —— 噴頭工作壓力， MPa。 ⑵管段的設計流量計算 管段的設計流量是從最不利點的噴頭開始，逐個算出各噴頭節(jié)點的出流量和各管道中流量，直至噴頭的出流量達到公式 所示最大允許值為止。管道中的最終設計流量應滿足公式 Q＝（ ～ ） Q′ () 式中 Q —— 管道設計流量， L/s； Q′—— 理論流量， L/s，為噴水強度與作用面積的乘積。 ⑶ 自噴系統(tǒng)水力計算 23 本設計計算最不利用水點位于三層辦公區(qū)，單層最不利點位于地下車庫。為方面使用作用面積法，并使系統(tǒng)更安全，計算時取地下車庫的最不利管段加立管進行水力校核。 ① 每個噴頭的噴水量為 q= 18010 ?PK =② 作用面積內(nèi)的設計秒流量為 ?sQ nq =14=③ 理論秒流量為 (1 6 . 0 1 2 . 5 ) 4 1 3 . 36 0 6 0i FqQ ??? ? ?L/s 比較 sQ 與 iQ ，設計秒流量為理論秒 流量的 倍，符合要求。 ④作用面積內(nèi)的計算平均噴水強度為 ???? 8020pq)(min 2m? ，此值大于規(guī)定要求 8L/ )(min 2m? 。 ⑤按公式 RBA 222 ?? 推求出噴頭的保護半徑 2 22 ??R =，取 R=。 ⑥作用面積內(nèi)最不利點處 4 個噴頭的所組成的保護面積為 4F =（ )() ?????? = 2m 每個噴頭保護面積 1F = 4F /4= 2m 其噴水強度 q=80/= L/ )(min 2m? 〉 L/ )(min 2m? ⑦管段總損失 管道沿程水頭損失計算： h＝ AL 2Q () 式中 h —— 計算管段沿程水頭損失， kPa； A —— 比阻值， 22 LS ； L —— 計算管段長度， m； Q —— 計算管段流量， L/s。 計算用圖如下： 24 圖 自噴系統(tǒng)計算圖 根據(jù)圖 進行自噴系統(tǒng)水力計算，計算結(jié)果見表 。 25 表 自噴系統(tǒng)最不利管段水力計算表 管段 編號 管段流量（ L/s） 管徑 DN（ mm） 管道比阻 A（ 22/Ls ） 管道長度 L（ m） 管道沿程水頭損失（ kPa） 01 25 12 32 23 4 50 34 50 45 50 56 16 150 ∑hy= kPa 局部損失取沿程損失的 20%，濕式報警閥的損失取 20kPa，故管段內(nèi)的總損失為 ∑h=? +20= ⑧ 系統(tǒng)所需水壓，按下式計算： H=∑h+0P +Z () 式中 H ——系統(tǒng)所需水壓， kPa； ∑h——管道沿程和局部損失的累計值， kPa； 0P ——最不利點出噴頭的工作壓力， kPa，取 70kPa； Z ——最不利點出噴頭與消防水池的最低水位的高程差， kPa。 H=+70+（ +++） ? 10= ⑷ 加壓設備的選擇 根據(jù)上述計算結(jié)果，自動噴水滅火系統(tǒng)所需壓力為 OH2 ，即所選自噴泵的揚程為 OH2 ；所需供水量為 ，即所選自噴泵的流量為 。因此，查表選得自噴泵的型號如下： 100DL10020*2 型 2 臺， 1 用 1 備。（ Q＝ ～ ， H＝ 48～ 40mH2o， N＝）。 消防水池容積的計算 水池容積 26 cV ＝ xx TQ? 3600/1000=(+30)33600/1000+13600/1000= 3m 由于在火災延續(xù)時間內(nèi)市政管網(wǎng)能保證連續(xù)補水，市政進水管為兩根 DN300mm，為 安 全 計 ， 按 一 根 補 水 ， 其 補 水 量 為 Q=65L/s ， 則 補 水 量V=65 36003?? =702021L=702 3m 消防水池的有效容積 cV ＝ = 3m 。 選用標準圖集 96S828： 200 3m 水池， 尺寸為 7800mm7800mm3500mm（圖集第3546 頁） 。 室外消防給水系統(tǒng) 室外消防給水管網(wǎng) 室外消防管網(wǎng)布置成環(huán)狀，室外消防管網(wǎng)從兩條市政給水管引入。從消防管網(wǎng)引入室內(nèi)消防水池的引入管為兩條，管徑 DN300。當其中一條 進水管發(fā)生故障時，另一條能保證進水量。 市政管網(wǎng)最低壓力 ，滿足要求。 室外消火栓 室外消火栓的數(shù)量經(jīng)計算確定， 室外消防流量 30L/s，故 采用 3 個室外消火栓。沿建筑周邊均勻布置， 距 建筑物外墻 不 小 于 5m。 由于地處北方，考慮到防凍要求，采用地下式消火栓。安裝在消火栓井內(nèi)，井采用保溫井蓋。 管材 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)管材采用普通碳素無縫鋼管，具有強度高、承受壓力大、抗震性能好、長度大、加工安裝方便的優(yōu)點。焊接。 自動噴水滅火系統(tǒng)采用內(nèi)外壁熱浸鍍鋅鋼管，以防止管道銹蝕 爾阻塞噴嘴噴口。管道系統(tǒng)的連接，管徑 〈 100mm 是采用絲扣連接， ? 100mm 時 采用溝槽式卡箍連接。 管道的配件采用該類管材相應的專用配件。 27 5 建筑排水系統(tǒng) 排水方案 根據(jù)實際情況、建筑性質(zhì)、規(guī)模、污水性質(zhì)、污染程度 , 結(jié)合市政排水制度與處理要求綜合考慮，本設計室內(nèi)排水系統(tǒng)采用合流制，衛(wèi)生間污廢水經(jīng)化糞池處理后排至市政排水管網(wǎng)。 在本設計中，由于建筑較高、排水立管長、水量大的緣故，常常會引起管道內(nèi)的氣壓極大波動，并極有可能形成水塞，造成衛(wèi)生器具溢水或水封被破壞，從而使下水道中的臭氣侵入室內(nèi)，污染環(huán) 境。因而本建筑排水系統(tǒng)首層單獨排放，并就近排至戶外。高區(qū)排水立管設有伸頂通氣管，低區(qū)不設。地下室消防電梯井底排水通過污水提升泵排至室外城市污水管網(wǎng)。 排水管道水力計算 排水設計秒流量 根據(jù)《建筑給水排水工程設計規(guī)范》，本建筑排水設計秒流量可按下公式計算： m a 2ppq N q??? () 式中 pq —— 計算管段排水設計秒流量， L/s； pN —— 計算管段衛(wèi)生器具排水當量總數(shù)； maxq —— 計算管段上排水量最大的一個衛(wèi)生器具的排水流量， L/s； ? —— 根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)，本建筑設計中 ? 值取 。 排水管網(wǎng)的水力計算 當用上述設計秒流量計算公式計算排水管網(wǎng)起端的管段時，因連接的衛(wèi)生器具較少，計 算結(jié)果有時會大于該管段上所有衛(wèi)生器具排水流量的總和，這時應按該管段所有衛(wèi)生器具排水流量的累加值作為排水設計秒流量。 根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》可查得各衛(wèi)生器具的排水流量、排水當量和排水管的管徑如下： 雙格洗滌盆 pN ＝ ，排水流量為 ，排水管管徑為 50mm； 洗臉盆 pN ＝ ，排水流量為 ，排水管管徑為 32～ 50mm； 浴盆 pN ＝ ，排水流量為 ，排水管管徑為 50mm； 28 淋浴器 pN =，排水流量為 ，排水管管徑為 50mm； 大便器 （ 虹吸式低位水箱 ） pN ＝ ，排水流量為 ，排水管管徑為 100mm。 自閉沖洗閥小便器 pN =，排水流量為 ，排水管管徑為 50mm； 家用洗衣機 pN =，排水流量為 ，排水管管徑為 50mm； 排水橫管最大設計充滿度規(guī)定如下： 生活排水管道：管徑 ≤125mm，最大設計充滿度為 ； 管徑＝ 150—200mm，最大設計充滿度為 。 根據(jù)規(guī)定，建筑內(nèi)部排水管的最小管徑為 50mm，廚房洗滌盆的排水立管的管徑最小為 75mm，凡是連有大便器的支管，其最小管徑為 100mm。 坡度全按塑料管的標準坡度 設計。 由于本建筑中衛(wèi)生間類型、廚房類型、衛(wèi)生器具類型大部分相同，因此，僅以其中一層的某個衛(wèi)生間、廚房為例計算即可， 不同的可以單獨計算。 ⑴ 立管 1， 5， 7， 11， 13， 18 水力計算 根據(jù)圖 進行排水橫支管水力計算，計算結(jié)果見表 。 圖 立管 7排水橫管水力計算用圖 29 表 18層立管 7排水橫支管水力計算表 管段 衛(wèi)生器具種類與數(shù)量 排水當 設計秒 管徑 坡度 洗臉盆 坐便器 淋浴 量總數(shù) 流量 q DN 編號 Np （ L/s） （ mm) i 0～ 1 1 0 0 50 1～ 3 1 1 0 110 2～ 3 0 0 1 110 立管計算 m a 2ppq N q???= 11 /Ls? ? ?，管徑 D=110mm。 ⑵ 立管 3， 4， 9， 10， 16， 17 水力計算 根據(jù)圖 進行排水橫支管水力計算，計算結(jié)果見表 。 圖 立管 5排水橫管水力計算用圖 表 18層立管 5排水橫支管水力計算表 管段 排水當 設計秒 管徑 坡度 30 編號 量總數(shù) pN 流量 q （ L/s） De (mm) i 12 50 立管計算 m a 2ppq N q???= 11 3 /Ls? ? ?，管徑 D=75mm。 ⑶ 立管 2， 6， 8， 12， 15， 19 水力計算 根據(jù)圖 進行排水橫支管水力計算，計算結(jié)果見表 。 圖 立管 8排水橫管水力計算用圖 表 18層立管 8排水橫支管水力計算表 管段 編號 排水當 量總數(shù) pN 設計秒 流量 q （ L/s） 管徑 De (mm) 坡度 i 12 50 立管計算 m a 2ppq N q???= 11 /Ls? ? ?，管徑 D=75mm。 (4)首層單排管水力計算 根據(jù) 下 圖進行 .，計算結(jié)果見表 。 31 圖 管段 編號 排水當 量總數(shù) pN 設計秒 流量 q （ L/s） 管徑 De (mm) 坡度 i 12 50 23 50 34 110 32 管材 本設計中的排水管材采用硬聚乙烯管 （ UPVC 管），并采取消聲措施。 塑料管材的優(yōu)點有：重量輕，管件尺寸小，施工安裝方便，耐腐蝕 ，造價低。缺點：強度低。 6 結(jié) 論 我基本能夠充分利用所學的現(xiàn)有的知識，完成了本次該高層建筑給水排水工程的設計 。此次設計基本上實現(xiàn)了我們從理論知識向?qū)嶋H工程設計的轉(zhuǎn)變，充分的把理論知識應用到實際的工程當中，并對設計的方案、內(nèi)容加以有針對性地、有說服力地論證，從而實現(xiàn)設計工程的可行性。通過本次設計，自己各方面的能力得到了很大的提高。 本次畢業(yè)設計的內(nèi)容主要是建筑給水工程、建筑消防工程、建筑排水工程、建筑雨水排水工程。 ⑴建筑給水設計采用 分區(qū)供水，低區(qū)一到三層，由市政管網(wǎng)直接供水 ； 高區(qū)四到十九層，采用無負壓變頻供水 ， 而且高區(qū)采用了目前國外較流行的每層均設減壓閥的供水方式，使供水達到更高的舒適度； 給水管采用 PPR 塑料 管 。 ⑵ 消防系統(tǒng)分消火栓 給水 系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)， 均采用水泵水箱聯(lián)合供水。消火栓系統(tǒng)做到了平面成環(huán)、空間成環(huán)， 采用 無縫 鋼管 ；自噴系統(tǒng)地下車庫采用直立型噴頭，首層到三層采用下噴型噴頭； 采用內(nèi)外壁熱浸鍍鋅鋼管 。消防水池設在地下車庫，設兩根給水引入管。 ⑶ 排水系統(tǒng)采用污、廢 水 合流制，底層單獨排 放 ，排水立管設伸頂通氣管，污水經(jīng)化糞池處理后排向市政污水管網(wǎng) 。 ⑷ 屋面雨水排水系統(tǒng)采用檐溝外排水。 本次設計中，沒有進行消防系統(tǒng)設計工作的經(jīng)驗，在以后的工作學習中需要逐步提高。 33 謝 辭 本設計是在指導教師段跟定老師的悉心指 導下完成的，從設計方案的確定、設備的選型、管線的布置到設計說明書的撰寫，無不傾注了老師的心血和汗水。在此，我對老師在畢業(yè)設計期間給予我的辛勤指導和關心表示衷心的感謝！ 在我課題設計期間，還和同學們相互學習、討論，使我的設計工作得以順利完成，在畢業(yè)設計中提升了自身的知識能力，向所有曾經(jīng)關心和幫助過我的老師、同學和朋友致以誠摯的謝意！ 參考文獻 [1] GB500152021， 建筑給水排水設計規(guī)范 [S] ． [2] GB5004595， 高層民用建筑設計防火規(guī)范 (2021 年版 )[S] ． [3] GB500842021， 自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范 (2021 年版 ) [S] ． [4] GB502422021， 建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 [S] ． [5] 王增長 ． 建筑給水排水工程（第五版） [M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021． [6] 李玉華 ． 建筑給水排水工程設計計算 [M]． 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021． [7] 中國市政工程西南設計研究院 ． 給水排水設計手冊第 1冊 常用資料 [M]． 北京：中國建筑工業(yè)出 版社， 2021． [8] 核工業(yè)第二研究設計院 ． 給水排水設計手冊第 2 冊 建筑給水排水 [M]． 北京：中國建筑工業(yè)出版 社， 2021． [9] 中國市政工程華北設計研究院 ． 給水排水設計手冊第 12 冊 器材與裝置 [M]． 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021． [10] National Fire Protection Association． “Standard on Clean Agent Extinguishing Systems”,NFPA 2021[A]． National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2021． [11] Underwriters Laboratories． Inc. “Standard for Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units”, UL 2166[A]． Underwriters Laboratories, Northbrook, IL, 1999．