某高层住宅楼给水排水工程设计

第一篇：某高层住宅楼给水排水工程设计

引言

随着社会的不断发展和进步,人们对高层建筑的需求日益增多,所以越来愈多的人从事高层建筑设计。因此想在毕业后可以尽快适应建筑给排水行业的发展,并将自己在大学中所学的给水排水专业知识应用到实际中去,所以我在毕设阶段选择了高层住宅建筑给排水系统设计。

在高层建筑和一般多层建筑和低层建筑给排水设计中，基本理论依据和计算方法相同，但由于高层建筑的某些特点如建筑层数多、建筑高度大、建筑功能广、建筑结构复杂，和它所受的外界条件的影响等，高层建筑给排水设备同一时间使用的人数多，所以瞬时的给水量和排水量较大，因此对给排水设备的要求较高，在技术深度和广度上，高层建筑给排水设计要求都远远超过了低层建筑物的给排水的设计要求。要结合实际情况选择经济合理的给水排水系统形式，同时要考虑排气管道的通气问题，要满足排水顺畅、管理维护方便、供水可靠安全。高层建筑给排水设计主要有如下的特点：

（1）高层建筑相比低层建筑而言、高度较大。在给排水设备的日常使用中会在给水系统和热水系统中产生很大的静水压力，所以为了使给水管道及配件不被损坏，需要对给水系统和热水系统进行合理的竖向分区，可以的话加上减压设备和水箱，使系统良好运行。

（2）高层建筑的功能复杂，发生火灾的可能性大，火灾后蔓延迅速，人员疏散及扑救较为困难。因此，必须选择安全可靠的室内消防给水系统，满足各类消防的要求。此外，应该保证消防初期的水源充足，争取在火灾初期消灭危险，防止发生更大的火灾。

（3）高层建筑中，由于室内设备和管道种类多、管线长，噪声源和震源也多，所以给防噪声和防震带来了很大难度，必须考虑管道的防噪声、防沉降、防震、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等技术措施。除此之外还应该保证管道不漏水，管道铺设不能损坏建筑结构及装饰，使系统安全运行。工程概况

2.1 工程概况

本建筑为某高层住宅楼工程，地上19层，地下一层，建筑物总高度55.10m，为二类高层建筑，耐火等级为二级。具体详见各层建筑图。建筑物每层（除地下层）均设有卫生间，卫生间内有坐便器、淋浴器、洗脸盆、洗衣机、厨房成品洗菜池等。本设计主要包括室内给水系统、排水系统、消火栓系统等系统的设计。

2.2 设计依据

1）《 建筑给水排水设计规范 》GB50015-2003-2009；

2）《 建筑设计防火规范 》GB50016-2014；

3）《 建筑给水聚丙烯管道工程技术规范 》GB/T50349-2005； 4）《 住 宅设计规范 》GB50096-1999-2003；

5）《 消防给水及消火栓系统规范 》GB50964-2014；

9）《 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 》GB50242-2002； 10）《 建筑灭火器配置设计规范 》GB50130-2005；

11）《 建筑给水钢塑复合管道工程技术规程 》CECS124-2001； 12）《 建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程 》CJJ/T29-98；

13）本项目建筑、结构、暖通、电气等专业提供的作业条件图和有关设计资料。14）河北省及华北某市相关职能部门的相关文件。

2.3 原始资料

2.3.1 市政管道概况

本工程水源为城市供水，供水压力为0.20Mpa，由建筑南侧引一根DN150引入管，在建筑红线内，分别设置三座水表井(商业，消防，住宅)后，与本建筑用水管网相连接。市政管管顶埋深1.5m。2.3.2 建筑条件图

1)地下一层平面图 1:100 2)一层平面图 1:100 3)偶数层给排水平面图 1:100 4)奇数层给排水平面图 1:100 5)19层给排水平面图 1:100 6)顶层给排水平面图 1:100 3 工程设计说明

3.1 建筑给水系统

3.1.1 给水方案比选

给水方案比选的主要目的是通过比较选择，来找出对于本工程最经济适用的给水方案。从而达到降低供水的成本。所以对于一个工程来说，给水方式的选择非常重要。在这里列举出几种常用的比选办法：1）净现值率法 2）现值比较法包括净现值法3）差额内部收益率法4）经常采用费用现值比较法。在给水工程中，常采用的方法是费用现值比较法。这种比较方式是采用对工程计算期内费用用现值和年费用现值进行比较，这两个中，哪一个的值小就采用哪一个。

高层建筑给水方式主要三种：1）减压水箱供水方式2）减压阀供水方式3）变频泵

供水方式。减压水箱供水方式和减压阀供水方式都是采用上行下给的方式，即将全部用水提升倒屋顶水箱里再通过水箱向下供水。变频泵供水方式采用下行上给的方式，即各竖向分区分别由各自变频设备分区供水。各方案优缺点详述如下：

1)减压水箱供水方式

特点：这种给水方式将中高区的全部用水量由水泵提升到屋顶的水葙，其中高区采用屋顶水葙直接供水，中区设立减压水箱减压后再分送至中区各用水点，低区采用市政直接供水。该给水方式优点：设水泵数量最少，成本低，管理维护简单，设备布置相对集中，水泵房面积较小；缺点：提升水至屋顶的成本太高，屋顶水箱占地太大，对建筑结构的要求较高；供水可靠性不稳定。

优点：水泵投资较小，维护较简单，投资省。

缺点：减压水箱容易损坏，维修部方便且容易引起二次污染。2)减压阀供水方式

特点：这种给水方式将中高区的全部用水量由水泵提升到屋顶的水葙，其中高区采用屋顶水葙直接供水，中区设立减压水箱减压后再分送至中区各用水点，低区采用市政直接供水。该给水方式优点：设水泵数量最少，成本低，管理维护简单，设备布置相对集中，水泵房面积较小；缺点：提升水至屋顶的成本太高，屋顶水箱占地太大，对建筑结构的要求较高；供水比较可靠。

优点：能有效的避免水箱的二次污染。设备费用少，管理维护简单，不用设置减压水箱,占用场地小,性价比好。

缺点：水泵提升用水费用较高，能源消耗大，减压阀的设置问题。3)变频泵供水方式

变频泵供水方式的特点：高区由高区变频泵组供水，低区由低区变频泵组供水，这种方法比较经济，不用再设置高位水箱。该供水方式的优点有：

高效节能。节能效果很明显，一般节能率能达到百分之二十到百分之五十，采用了节能控制软件，可以使水泵用最少的电干最多的活，经济效益好。

恒压供水。可以在保证流量的情况下根据用户的用水量调整工作频率，用水量小的时候就采用低频率，用水量大的时候，采用高频率。可以做到用电量最少，但是压力充足。可以保证不会出现在用水高峰期用户正常用水。

联网功能：变频泵采用了联网软件，可以实时的检测每一个站点，如电机的电压，工作频率，除此之外还可以统计每一个站点的用电量，这样我们就可以清楚的知道电量的使用情况，可以打印出来，方便做统计分析。

自动运行、管理简便。该方式拥有过流电、过流压、欠压电、断相、短路保，停电保护，过载，低液位保护，主泵定时轮换控制和密码设定等功能，因此，变频泵可以做到自动运行，解放的人力，所以只需设置好参数，便可自动运行，只需定期派人来检查

即可。

变频泵供水方式缺点：水泵型号、数量较多，投资较高，对电源要求高，且变频控制装置比较昂贵。

经过经济技术比较，及综合节能等因素考虑，再根据本建筑的一些具体实际情况，确定采用变频泵供水方式。3.1.2 系统分区设计

根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003-2009规定，给水入户压力不宜大于0.35Mpa，且不宜小于0.1MPa，以此为依据，对给水系统采用竖向分区。（间距）

本工程水源为城市供水，供水压力为0.35Mpa，由建筑东、西侧各引一根DN150入户管，在建筑红线内，分别设置二座水表井(消防，住宅)后，与本建筑用水管网相连接。

本工程住宅生活用水均由给水变频机组分区加压供水，给水系统竖向分二个区：(1)一层至五层为市政直接供给，供水压力为0.35MPa；(2)五至十九层为高区，供水压力为0.80MPa；

入户压力大于0.35Mpa时采用在给水支管上设比例式减压阀组的措施进行减压，使每层用水点处供水压力均控制在0.1～0.35Mpa之间。生活水箱采用深度氧化处理仪，对生活清水池进行二次消毒处理。3.1.3 给水系统组成

本建筑的给水系统包括引入管、给水管道、水表节点、给水附件等。3.1.4 给水管管材

采用PSP钢塑复合管，采用G型、扩口连接。

下面介绍常见的管材和它们的施工工艺及各自的优缺点。

常见的给水管材有很多种，例如：PP-R（三型聚丙烯或无规共聚聚丙烯）管、UPVC（聚氯乙烯）管、铝塑复合管、焊接钢管、不锈钢管、PE管、热镀锌管、铜管、球墨铸铁管等。（段落间，间距，段前0.段后0）

在这些管材中，他们的价格顺序为金属类>衬塑管>塑料管。但是如果从安全性来考虑的话和他们的价格成正比。

下面介绍几种管材的特点和各自的优缺点。

镀锌管。镀锌管有冷镀管和热镀管两种。其中，冷镀锌钢管容易生锈，因为冷镀锌钢管采用外镀里不镀的方法，现在这种管材已被建设部禁用，相比而言，热镀锌管不容易生锈，而且比较耐用，现在主要用于消防，喷淋管道。在采用热镀锌管管时当管道公称直径大于等于DN100时，应该采用沟槽连接及法兰连接，当管道公称小于DN100时采

用螺纹连接即丝接，这种管材严禁使用焊接。

铜水管。它的优点有：卫生，健康、经久耐用，安全可靠、绿色环保。

铜管能为人体提供微量元素，人机体蛋白质和酶的合成都要用到铜。同时铜对大肠杆菌的生长有抑制的作用，大肠杆菌在铜管道中的生长将受到抑制。实验表明：在铜管道中，99%以上的水中细菌5个小时后将会死亡，这样将有效的保持了铜管道中的饮用水的清洁。在通管道中，油脂，细菌，和病菌都不能穿过通管道进入饮用水中，从而保证了水质安全。

铜管相对于其他的管子有一个很大的优势就是它的内壁永远都是光滑的，而且不结水垢，多以采用铜管的话，管径可以相对选择小管径，这样可以减少管道占地面积，初次之外，铜管的使用寿命是镀锌钢管的3到4倍，铜管还可以百分百的回收，可以无限制的循环使用，可以称之为‘绿色’的管材，寿命很长，在铜管的再生过程中不会产生有毒有害气体，也不会产生其他的废物。

铜的性能很稳定，而且具有很强的耐腐蚀性，它在元素表中的中序位很低。在金属中，铜可以说是韧性很好，容易弯曲，不容易出现裂缝，不容易发生折断。而且它的适应能力很强，可以在-196度到205度中存在且保持原有的特性，这使得它具有很好的耐热性和耐火性。

以上介绍了铜管的许多优点，但是铜管也存在缺点。一个很大的缺陷就是比普通塑料管贵价格要贵很多，这是的在初期的投资很大。铜环的焊接技术要求比较高。当铜与自来水中用于消毒的氯结合时会发生反应，产生环苯，环苯是引发老年痴呆症的因素之一（已列入欧洲标准，图5—1 消火栓给水水力计算草图 表5—1 消火栓给水配管计算表

计算管段 1—2 2—3 3—4 4—5 设计秒流量q(L/s)5.2 11.09 11.09 22.2

管长L(m)DN(mm)v(m/s)I(kpa/m)il(kpa)2.9 72.5 5.1 95.72

100 100 150

0.6 1.28 1.28 1.33

0.0804 0.329 0.329 0.228

0.233 23.85 0.42 21.82

沿程水头损失为：hy=0.233+23.85+0.42+21.82 =46.32kpa=4.632mH2O 局部水头损失为沿程水头损失的百分之十,则总水头损失为:

h1.1il=1.1×4.632=5.1mH2O 消防水泵所需扬程按下式计算：

Hb1.10(h9.8Zp0)+2 =1.10（51+80.159.8+21.769.8）=1099.10Kpa=109.9mH2O 选用2台离心泵，型号为100DL-100-20型立式多级分段式，一用一备（Q=27.8L/s、H=140.0m、n=1450r/min、轴功率为53.00kW,电及功率为75kW、η=72%）

进水管按1.0m/s查管径；出水管按1.5m/s查管径，出水管属于有压水管，必须用镀锌钢管。根据Q=22.2L/s查设计手册可得：进水管管径为DN150，流速为v=1.12m/s，1000i=15.3；出水管管径为DN125，流速为v=1.59m/s，1000i=38.1。

5.7 水泵接合器的选定

根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95和《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005版的规定：一台水泵结合器的流量为10～15L/s，本建筑室内消防设计水量为22.20L/s，所以每区分别设置2个水泵结合器，型号为SQB150。

水泵接合器的设置应该满足1）距离消防水池的距离为15～40m。2）水泵接合器的设置地点应该便于消防车的使用。

5.8 消防水箱

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014版)和《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005版的规定：高位消防水箱的消防贮水量应该可以满足10min的建筑室内消防用水的总量，其中，一类公共建筑不应小于18m3。

本楼属于一类高层住宅建筑,故消防水箱的有效容积取为18m3。水箱的尺寸取为：长×宽×高=4000mm×3000mm×2500mm。消防水箱补水方式为生活给水系统补水，水箱采用不锈钢材质。

5.9 校核

水箱工况最不利消火栓可不考虑屋顶试验消火栓，消防贮水高位水箱设置最低水位高程为59.6m，最不利点消火栓栓口高程为52.2+1.1=53.3m，则最不利点消火栓口的静水压为59.6-53.3=6.3mH2O<7mH2O。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014版)第5.2.2条规定，最不利点消火栓口静水压力必须满足不小于0.07Mpa，即不小于7mHo2的要求，因此需设增压设施。

5.10 消防水池

消防水池有效容积的计算，即消防流量和火灾延续时间的乘积。消防灭火延续时间取2h。

vf3.6(QfQL)Tx

=3.6 X 20 X 2 + 3.6 X 15 X 2 =252m3,取260m3

按照流速为1m/s，消防泵同时工作时的流量计算，即：消防水池的出水管流量为：20+15=35L/s，查设计手册可知：出水管管径为DN=150mm，流速为v=0.94m/s，1000i=5.17。

5.11 室内消火栓的减压计算

当消火栓栓口的静水压力大于500KPa时应该采取措施，其中当消火栓栓口的出水压力大于500KPa且小于1.0MPa时，消火栓处应设减压装置。当消火栓栓口的静水压力大于1.0MPa时应采取分区给水系统。

从消火栓给水管网水力计算草图知，消防用水从5点入口时，19层双立管消火栓是最不利点，该处的压力计算为：

q2xh5.222HxhAdLdqxh0.043255.2200.2kpa

B0.1582流量为5.2L/s，26层电梯前室的消火栓压力应为Hxh+（层高2.9m）+（每层的消防竖管的水头损失）。DN100钢管，当q=5.2L/s时，查表水力坡降i=0.0804，则H2=20.02+2.9+0.0804×1.1=23.01mH2O。

同理，计算出从19层到11层的消火栓栓口动水压力。各消火栓的剩余压力即动水压力减去保证消火栓流量为5.2L/s时消火栓口的水压20.02mH2O。到第16层时，H16=（20.02+2.911+0.08041.1）9.8=509.68Kpa，因此16层及以下楼层有必要采用减压稳压消火栓。灭火器的配置

6.1 火灾种类

灭火器配置场所的火灾种类可划分为以下五类： A类火灾：固体物质火灾。

B类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。C类火灾：气体火灾。D类火灾：金属火灾。

E类火灾(带电火灾)：物体带电燃烧的火灾

本建筑为住宅楼，现场为A类火灾现场。

6.2 危险等级

民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质，人员密集程度，用电用火情况，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：（1）严重危险级：使用性质重要，人员密集，用电用火多，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失或人员群死群伤的场所；

（2）中危险级：使用性质较重要，人员较密集，用电用火较多，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；

（3）轻危险级：使用性质一般，人员不密集，用电用火较少，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。

本住宅建筑的危险等级为中危险级。

6.3 灭火器的选择

灭火器的选择应考虑下列因素：

（1）灭火器配置场所的火灾种类；（2）灭火器配置场所的危险等级；（3）灭火器的灭火效能和通用性；（4）灭火剂对保护物品的污损程度；（5）灭火器设置点的环境温度；（6）使用灭火器人员的体能。

在同一灭火器配置场所，宜选用相同类型和操作方法的灭火器。当同一灭火器配置场所存在不同火灾种类时，应选用通用型灭火器。在同一灭火器配置场所，当选用两种或两种以上类型灭火器时，应采用灭火剂相容的灭火器。

A类火灾场所应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、泡沫灭火器或卤代烷灭火器。

B类火灾场所应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、二氧化碳灭火器、灭B类火灾的水型灭火器或卤代烷灭火器。极性溶剂的B类火灾场所应选择灭B类火灾的抗溶性灭火器。

C类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、二氧化碳灭火器或卤代烷灭火器。

D类火灾场所应选择扑灭金属火灾的专用灭火器。

E类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、卤代烷灭火器或二氧化碳灭火器，但不得选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳灭火器。

本建筑采用ABC型灭火器。

6.4 设计计算

根据本住宅建筑为中危险级，现场为A类火灾现场，计算单元的最小需配灭火级别： Q=KS/U Q－计算单元的最小需配灭火级别（A或B）S－计算单元的保护面积（m2）

U－A类或B类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m2/A 或m2/B）75m2/A（查《建筑灭火器配置设计规范》表6.2.1）

K－修正系数，K=0.9（查《建筑灭火器配置设计规范》表7.3.2）

以标准层为例计算：

Q=0.9×937/75=11.2A，取12A 则计算单元内最少配置灭火器数量：

12A/2A=6具

灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不影响安全疏散。又因A类火灾场

所的灭火器最大保护距离为20米，一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于2具，且每个灭火点的灭火器数量不宜多于5具。所以在一至四单元消火栓处各放置2具ABC型干粉灭火器。具体布置见各层给排水平面图。排水系统设计计算 7.1 排水标准与设计秒流量

7.1.1 排水量标准

查《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009）得：

污水盆、洗涤盆（成品洗菜池）排水流量为0.33L/s，当量数为1.00； 洗脸盆排水流量为0.25L/s，当量数为0.75； 淋浴器排水流量为0.15L/s，当量数为0.45；

大便器采用低水箱冲落式，其排水流量为1.50L/s，当量数为4.50。7.1.2 设计秒流量计算

本建筑性质为住宅楼，固采用设计秒流量公式为：

qp0.12NPqmax

式中，qp—计算管段排水设计秒流量，L/s NP—计算管段卫生器具排水当量总数；

—根据建筑用途而定的系数，住宅取1.5；

qmax—计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量，L/s； 如果计算的qp大于该管段上所有卫生器具排水流量的总和，应按该管段上所有卫生器具排水流量的累加值作为设计秒流量。

7.2 排水管网水力计算

排水系统共有37根立管，本设计选取其中8根有代表性的立管进行计算，分别是PL-1管，PL-2管，PL-3管，PL-6管，PL-12管，NL-1管。其余立管计算与其相同或相似，管径选取参照之。

图7-1至7-9为各立管计算简图，每张简图后分别附有水力计算表。

图7—1 PL-1排出管及其相关的各个立管和各层横支管的计算草图

表7—1 排水计算表

卫生器具名称、数量、当量

顺序编号

自 1 2 3

至 3 10 管段编号 卫生器具 当量 n/N n/N n/N

洗脸盆 0.75 1/0.75 17/12.75 18/13.5

坐便器 4.50 1/4.5 17/76..5 18/81

浴盆 3 1/3 17/51 18/54

当量总数 ∑N 8.25 140.25 148.45

设计秒流量q(L/s)2.02 3.63 3.69

160 160

0.026 0.026

De(mm)

坡度i 立管PL-1

表7—2 排水计算表

卫生器具名称、数量、当量

顺序编号

自 1 2 3

3 至 3 19 管段编号 卫生器具 当量 n/N n/N n/N

洗脸盆 0.75 1/0.75 18/0.75 18/19.50

坐便器 4.50 1/4.5 18/4.50 18/81

当量总数 ∑N 5.25 94.5 148.2

图7—2 PL-2排出管及其相关的各个立管和各层横支管的计算草图

设计秒流量q(L/s)1.91 1.91 3.69

160 160

0.026---—

De(mm)

坡度i 立管PL-2

图7—3 PL-12 排出管及其相关的各个立管和各层横支管的计算草图

表7—3 排水计算表

管段编顺序编号

自 至 1 4 0 1 号 卫生器具名称、数量、当量 卫生器具 当量 n/N n/N

洗衣机 1.5 1/1.5 18/27

当量总数 ∑N 1.5 27

设计秒流量q(L/s)0.72 1.43

110

0.026 —

De(mm)

坡度i 立管PL-12

其他立管计算与安装如下：

PL-X'对称PL-X，PL-14同PL-1，PL-13对称PL-7，PL-8对称PL-1，PL-10同PL-4，PL-16对称PL-10，PL-17参照PL-5，PL-12对称PL-6，PL-18同PL-6，PL-19参照PL-16 PL-22对称PL-19'，PL-5对称PL-1，PL-7参照PL-4

7.3 通气立管设置

专用通气立管与生活污水立管相连接，生活污水立管管径为De160mm，该建筑19层，层高2.9m，查规范通气立管应为De110mm。需要设主通气立管的排水立管为与PL-

3、PL-6相同或相似的立管，其余排水立管设伸顶通气。

7.4 地下室的排水计算

地下室的排水先统一排到集水坑中，然后由潜污泵抽出。7.4.1 潜污泵的计算

当地下室无卫生间和厨房等时，潜污泵的设计秒流量按2个消火栓考虑，即：设计秒流量为Q=10L/s。潜污泵扬程根据排水提升高度、管道水头损失和自由水头计算决定。自由水头一般为3～5米水柱，取4米。采用DN110PVC无压水管，v=0.93m/s，1000i=7.28，L=11.19m。水头损失为0.00728×11.19=0.08m。故潜污泵的扬程为：

H=4.55+0.08+4=8.63m。

选用型号为80WQ的潜污泵(Q=6～10.83L/s、H=12.7～10.7m、n=1445r/min、泵轴功率N=3.07～3.34kW、电机功率为5.5kW、η=34%)2台，一用一备。7.4.2 潜污泵进水管和出水管的计算

进水管按1.0m/s查管；出水管按1.5m/s查管径，出水管属于有压水管，必须用镀锌钢管。根据Q=10L/s查设计手册可得：进水管管径为DN100，流速为v=1.15m/s，1000i=26.9；出水管管径为DN100，流速为v=1.15m/s，1000i=26.9。

7.4.3 集水坑有效容积的计算

根据在水泵自动开关时，集水池的容积不得小于最大一台水泵5min的出水量，且水泵一小时内启动次数不得超过6次。

V1101031360053m360 16m36

V21010313600取有效容积为6m3，长×宽×高=2m×2m×1.5m

第二篇：综合办公楼给水排水工程设计计算说明书

题目：天津市某局综合办公楼给排水设计

毕业设计（论文）说明书

系 名 专 业 学 号 学生姓名 指导教师

2014年 6 月 8日

摘要

本设计的主要任务是天津市某局综合办公楼建筑给水排水工程设计，设计的主要内容包括：建筑给水系统、建筑排水系统、消火栓给水系统和自动喷淋系统的设计。

本工程建筑面积33493m2,建筑物总高度 92.9 米,为一类综合楼.地下一层为汽车库兼战时人防（消防水池、消防泵房、生活泵房、变配电室等设备用房设于地下一层）；一至四层为办公、餐饮；五层至二十五层为公寓式办公。其中地下一层层高为4.500m,一至四层层高为5.200m，五至十七层层高为3.500m，十八至二十四层层高为3.400m，二十五层层高为2.800m。

市政给水管网供水压力不小于0.25MPa，经技术经济比较，室内给水系统拟采用分区给水方式。给水系统分三区：一至三层为低区，由市政管网直接供水；四层至十三层为中区，四十层至二十五层为高区，中区、高区由变频泵供水。由于该建筑位于天津市，根据相关规定，给水系统中包括自来水系统和中水系统。

建筑排水系统采用合流制，污水直接排入市政管网。

建筑消火栓给水系统主要为室内消火栓给水系统，拟采用并联分区消防给水方式，地下一层至十二层为低区，十三层至二十五层为高区。消火栓的布置范围包括各楼层、消防电梯前室和屋顶检验用。消火栓保护半径为23m。

建筑自动喷淋系统拟采用预作用自动喷水灭火系统，建筑内喷头数量约3328个，设5个报警阀，报警阀后管网为枝状网，每层设水流指示器。关键词：建筑给水系统；排水系统；消火栓系统；自动喷淋系统

Abstract

The main task of this design is the water supply and drainage design of a business buiding in Tianjin.The content of my design includes the design of the building water supply system, the building water drainage system, the building storm-water system, the hydrant water supply system and the automatic sprinkler system.The building has 1 floor underground and 25 floors overground.The height of the building is92.9m.The first to the fourth floor are Non-standard layer;The fifth to the twenty five are standard layer;The twenty-fifth is the top.The municipal water supply piping can provide 0.25Mpa head.After the comparison of technicality and economy, interior water supply system intends to adopt subarea water supply.Preliminary study out that building water supply system is divided three areas:-1~3 floors are low area.The pipe network supplies water directly from municipal water supply piping;4~13 floors and 14~25 floors are high area.Water supply is supplied by no negative pressure water equipment.The building water sewerage system adopt confluence.All waste water enter drain via a septic-tank.The building storm-water system adopts inner draining.Hydrant water supply system includes interior hydrant water supply system and outside hydrant water supply system.Hydrant arranging range includes every storey, the room in front of fire elevator and roof for check.The hydrant protects a radius of 23m.The number of sprinkler heads in the building is about 3328.The automatic sprinkler system set up 5 groups watery alarm valve.Behind the alarm valve, the piping is set as branch.Every storey set water flow indicator.Key words：the building water supply system；water drainage system；hydrant water supply system；the sprinkler system

目 录

第一章 设计概述及设计依据.................................2

1.1 设计概述...............................................1

第二章 生活给水系统.......................................3

2.1 系统的组成与选择.......................................32.2 给水管道平面布置及管道敷设..............................42.3 生活给水系统的设计计算.................................6

2.4 减压设施计算..........................................16

2.5 给水附件..............................................16

第三章 建筑室内消火栓给水系统.........................18

3.1 消火栓系统的组成与用水量...............................18

3.2 消火栓系统类型........................................19

3.3 消火栓系统设备初期选型................................19

3.4 消火栓系统给水方式与布置...............................213.5 减压孔板的设计与计算..................................33

第四章 自动喷水灭火给水系统..............................37

4.1 自动喷水灭火系统的一般规定.............................37

4.2 自动喷水灭火系统的使用范围及组成.......................37

4.3 自动喷水灭火系统用水量确定.............................38

4.4 自动喷水灭火系统方案确定...............................38

4.5 自动喷水灭火系统管网布置...............................40

4.6 自动喷水灭火系统管网水力计算...........................41

4.7 水箱容积的计算........................................47

4.8 增压设施的计算与选择..................................47

4.9 消防贮水池的计算......................................48

4.10 水泵接合器设计.......................................49

第五章 建筑室内排水工程..................................50

5.1 排水系统设计要求、组成..............................50

5.2 排水系统排水体制的选择..............................50

5.3 排水系统平面布置......................................51

第六章 结论................................................1 参考文献................................................1外文资料

中文译文

致谢

天津大学仁爱学院2014届本科生毕业设计（论文）

第一章

设计概述及设计依据

1.1 设计概述 1.1.1 工程概况

本工程坐落于天津市河西区银河公园北侧的乐园道与越秀路交角处, 建筑面33493m2,建筑物总高度92.9米,为一类综合楼.。

地下一层为汽车库兼战时人防（消防水池、消防泵房、生活泵房、变配电室等设备用房设于地下一层）；一至四层为办公、餐饮；五层至二十五层为公寓式办公。其中地下一层层高为4.500m,一至四层层高为5.200m，五至十七层层高为3.500m，十八至二十四层层高为3.400m，二十五层层高为2.800m。

1.1.2 设计资料

1）给水水源

本工程给水水源由乐园道、越秀路的市政给水管网各引入一条DN200进水管，并在建筑物周围呈环形管网DN200布置作为室内生活、消防水源。市政给水管道供水压力不小于0.25MPa，埋深1.30m。

2）排水条件：

市政排水管道为污、雨水分流制排水系统。室内粪便污水允许排入城市下水道，乐园道与越秀路都有市政污水管道，污水管管径d1200，埋深≥2.40m。

3）气象及工程地质资料

最大冻土深度69cm，最大积雪厚度20cm，降水量:平均年总量569.9mm，一小时最大92.9mm。冬季室外极端最低温度-22.9℃。最冷月月平均最低-8.2℃。

4）建筑设计资料 建筑各层平面图1:100。

1.1.3 建筑给水排水工程设计任务

根据建筑的性质、用途，要求合理安排给水排水管线，确定管道管径等。根据现在的防火灾的实际情况，再基于高层建筑消防应立足于自救的规范要求，该楼的消防要求较高，设置有独立的消火栓系统和自动喷洒系统；此外，从美观方面考虑，管道均尽量暗敷设。

要求设计的该建筑的给水排水工程的各分项工程为： 1）建筑给水系统设计：

建筑给水系统设计的主要内容：确定生活给水设计标准与参数进行用水量计算；选择给水方式，布置给水管道及设备；进行给水管网水利计算及室内所需水压的计算；贮水池容积计算并确定构造尺寸；选择生活水泵；确定管材及设备；绘制给水系统的平面图、系统图及卫生间大样图。

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2）建筑消防系统设计：

建筑消防系统设计包括消火栓系统、喷洒灭火系统。

建筑消火栓系统设计的主要内容：消防水量计算；消防给水方式的计确定；消火栓、消防管道布置；消防管道水力计算及消防水压计算；消防泵的选择；绘制消火栓系统的平面图及系统图。

自动喷洒灭火系统设计的主要内容：给水方式的确定；选择、布置喷头；自动喷洒系统水力计算；喷洒泵的选择；确定稳压系统；绘制自动喷洒灭火系统的平面图及流程图。

3）建筑排水系统设计：

建筑排水系统设计的主要内容：选择排水体制；确定排水系统的形式和污水处理方法；排水管道水力计算；选择管材及管道安装；绘制排水系统的平面图及系统图。

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第二章

生活给水系统

2.1 系统的组成与选择 2.1.1 系统的组成

整个给水系统由引入管、水表节点、给水管网和附件以及加压设备和生活水箱等构筑物组成。

2.1.2 系统的选择

市政给水管网常年可提供的最小水头为0.25MPa，建筑高度为92.9m，市政水压不能满足建筑内部用水要求，根据设计资料以及规范中的要求,故采用分区给水方式。

根据设计资料拟定以下三种方案，如表2-1所示。

表2-1 方案比较表

方案 方案一： 水泵并联分区给水方式 方案二： 水泵串联分区给水方式 供水方式说明 各给水分区分别设置水泵或调速泵，各分区水泵采用并联方式供水。各分区均设置水泵或调速泵，各分区水泵采用串联方式供水。

优缺点

优点：供水可靠、设备布置集中，便能量消耗较少。

优点：供水可靠，不占用水箱使用面积，能量消耗少。

维护、管理不便。在使用时，水泵启动顺序为自下而上，各区水泵能力应匹配。

方案三： 水泵供水减压阀减压分区给水方式 各分区不单独设置水泵或调速泵，由一台或多台水泵或调速泵统一供水，低区设减压阀减压。

优点：供水可靠，设备与管材少，投资省，设备布置集中，省去水箱占用面积。

备注 在分区中要避免时还应保证分区利配水点的出流要求，一般不宜此外，高层建筑竖向分区的最大水压并不是卫生器具正常使用的最佳水压，为节省能源和投资，利用城镇管网水压。

于维护、管理，省去水箱占用面积，过大的水压，同缺点：水泵数量多、扬程各不相同。给水系统中最不

缺点：水泵数量多，设备布置不集中，小于0.1MPa。

缺点：下区水压损失大，能量消耗多。在分区时应充分

从上述三种供水方式的特点中,不难看出,每种供水方式都是有利有弊。最后结合实际工程情况进行分析,扬长避短,发挥优势,充分利用有利条件,确定合理的供水方式。

综上所述, 结合该综合办公楼的用水特点：由于主楼五层至二十五层为公寓式办公，用水时间一般按18个小时考虑；裙楼一层至四层为营业厅，敞开办公区和职工餐厅，用水时间较少一般按8~12小时考虑，各个时段用水不均匀。考虑到用水的安全可靠性，能

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源消耗，投资费用等问题，设计采用变频调速泵的并联分区给水方式，即低区由市政管网直接供水，高区由变频调速泵供水。

该建筑的给水系统方案确定如下：分高、中、低三区，低区：地下一层和地上一层至三层；中区：四层至十三层；高区：十四层至二十五层。低区由市政管网直接供水，中区和高区由变频水泵加压供水。消防水箱设于顶层，生活消防水池、生活泵房、消防泵房设于地下室内。消防水箱由生活供水水泵供水。

2.2 给水管道平面布置及管道敷设 2.2.1 基本要求

1)保证供水安全和良好的水力条件，力求经济合理

管道布置时应力求长度最短，尽可能呈直线走向，并与墙、梁、柱平行敷设，但不能有碍于生活、工作和同行。给水干管应尽量靠近用水量最大的设备处或不允许间断供水的用水处，以保证供水可靠，并减少管道传输流量，使大口径管道长度最短。给水引入管，应从建筑物用水最大处引入。当建筑物内卫生器具布置比较均匀时，应在建筑物的中央部分引入，以缩短管网向最不利点的输水长度，减少管网的水头损失，节省管材。

不允许间断供水的建筑，应从室外环状管网的不同管段引入，引入管应不少于2条。若必须在同侧引入时，两条引入管的间距不得小于15m，并在两条引入管之间的室外给水管上安装阀门。

室内给水管网宜采用枝状布置，单向供水。不允许间断供水的建筑和设备，应该用环状管网或贯通枝状双向供水（若不可能是，则应采用设置高位水箱或增加第二水源等保证安全供水的措施）。

2)保证管道不受损坏，便于安装维修

当管道埋地时，应避免被重物压坏或被设备震坏；不允许管道穿过设备基础，特殊情况下，应同有关专业人员协助处理；同时管道也不宜穿过伸缩缝、沉降缝。若穿过则应采取保护措施。为防止管道腐蚀，管道不允许布置在烟道、风道和排水沟内，不允许穿大、小便槽。当立管位于小便槽端部≤0.5m时，在小便槽端部应有建筑隔断措施。

3)不影响生产安全和建筑物的使用

给水横干管敷设于技术层内、吊顶中伙管沟内，立管设于给排水管道竖井，支管可敷设于吊顶、墙体、地板找平层、管窿内，这样美观卫生。

为避免管道渗漏而造成配电间电气设备故障或短路，管道不得穿过变配电间、电梯机房、通信机房、大中型计算机机房、计算机网络中心、有屏蔽要求的X光室、CT室、档案室、书库、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间，一般也不宜穿过卧室、书房及贮藏间。不能布置在妨碍生产操作和交通运输处或遇水能引起燃烧、爆炸或损坏的设备、天津大学仁爱学院2014届本科生毕业设计（论文）

产品和原料上。此外，不宜穿过橱窗、壁柜、吊柜等设施和在机械设备的上方通过，以免影响各种设施的功能和设备的维修。

4)在技术层、吊顶层中给水管道、排水管道交叉时，一般是给水管在上面，其次是排水管。当给水管与排水管道交叉或者平行敷设时，应满足规范规定的距离要求，若不满足应该加设防护措施。

5)便于安装维修

布置管道时其周围要有一定的空间，以满足安装、维修的要求，给水管道与其他管和建筑结构的最小净距见表2-2。需人检修的管道井，其工作通道净宽度不宜小于0.6m，管井应每层设外开检修门。

表2-2水管道与其他管道和建筑结构之间的最小净距

给水管道名称 室内墙面

>100 >25 >35 >50 >60

地沟墙壁和其他管道

>100

梁、柱、设

备

50（无焊缝）

排水管

备注

水平净距 >1000 >500

垂直净距 >150 >150

在排水管上

方 在排水管上

方

引入管 横干管

<32 立管 32～50 75～100 125～150

2.2.2 布置形式

给水管道的布置按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种形式，前者单向供水，供水安全可靠性差，但节省管材，造价低；后者管道相互连通，双向供水，安全可靠，但管线造价高。一般建筑内给水管网宜采用枝状布置。本设计采用枝状管网布置。

按水平干管的敷设位置又可分为上行下给、下行上给和中分式三种形式。为节省空间和管材本设计中采用下行上给供水方式。

2.2.3 给水管道的材料

建筑给水系统最常用的管道有钢管、铸铁管、塑料管等根据管道材料可分为金属管、非金属管和复合管三类。

本设计中采用三型聚丙烯管，也就是PP-R管，PPR管的接口采用热熔技术，管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，一般不会再漏水，可靠度极高。

其优点：

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a 卫生、无毒本产品属于绿色建材，可用以纯净水、饮用水管道。

b 耐腐蚀、不结垢可避免因管道锈蚀引起的水盆、浴缸黄斑锈迹之忧，可免除管道结垢所引起的的堵塞。

c 较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃。最高工作温度可达95℃，可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。

d 质量轻比重仅为金属管的七分之一。

e 外形美观产品内外壁光滑，流体阻力小，色泽柔和，造型美观。

f PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可采用热熔和电熔连接，安装方便，接头可靠，其连接部位的强度大于管材本身的强度。

g 使用寿命长。PP-R管在工作温度70℃，工作压力(P.N)1.OMPa条件下，使用寿命可达50年以上；常温下(20℃)使用寿命可达100年以上。

h 物料可回收利用。PP-R废料经清洁、破碎后回收利用于管材、管件生产。回收料用量不超过总量10%，不影响产品质量。

根据上述管道布置要求进行给水管道平面布置，具体平面布置见平面布置图（图纸）。根据具体平面图，管线的标高相对位置（轴侧关系）进行系统图绘制，具体系统图见生活给水系统图（图纸）。

2.3 生活给水系统的设计计算 2.3.1 生活用水量计算

1)确定生活用水定额qd及小时变化系数kh。

根据原始资料中建筑物性质及卫生设备完善程度，按《建筑给水排水规范》确定用水定额和小时变化系数，列于生活用水计算表中，未预见水量按以上各项之和的15%计。

2)生活用水量计算

根据设计规范及手册,生活调节水量取不小于建筑最高日用水量的10%～25%。生活水箱仅提供4～25层的生活用水,地下室及1～3层由市政管网供给。

（1）最高日用水量Qd

Qdq0N

(2-1)式中

Qd

q0

N 最高日用水量，L/d；

最高日生活用水定额[7]，L/(m3·d),L/(人·d)或L/(人·班)。用水单位数。

（2）最大小时生活用水量Qh

Qh式中

QhQdKh

(2-2)T最高时用水量，L/h；

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T

K用水时间，h； 时变化系数。

h3)用水量计算

（1）用水定额的确定

本设计建筑物用水类别主要是公寓式办公、敞开式办公、职工餐饮及停车场地面冲洗用水。根据建筑给排水用水定额规定：

公寓式办公用水定额范围：300～350 L/(人·d)，时变化系数：2.0，使用时间：10～16h。设计中取350 L/(人·d)，使用时间,16h。

敞开式办公用水定额范围：30～50 L/(人·班)，时变化系数：1.5～1.2，使用时间：8～10h。设计中取40 L/(人·班)，时变化系数1.5，使用时间8h。

职工餐饮用水定额范围：20～25 L/(人·次)，时变化系数：1.5～1.2，使用时间：12～16h。设计中取25L/(人·次)，时变化系数1.5，使用时间12h。

停车场地面冲洗用水定额范围：2～3L/(m2·次)，时变化系数：1.0，使用时间：6～8h。设计中取3L/(m2·次)，使用时间6h。

（2）建筑使用人数估计

根据有关规定：办公楼使用人数按8～10m2/人算，取10m2/人。

本设计建筑面积33493m2，其中地下一层面积约为3500m2，地上一层至四层的普通办公区面积约为6000m2，使用人数约为600人。五层至二十五层公寓式办公面积12000m2，使用人数约为1200人。假设职工餐厅只供应普通办公区职员，则每日餐饮人数约为600人。

表2-3总用水量计算表

用给水分区 用水 类别

用水定额

L

用水单位/m2

水次数/d 高区 中区

敞开式办公 敞开式办公

低区 职工餐饮 停车场冲洗 40（L /人·班）40（L /人·班）25（L /人·次）3L/(m·次)

2用水时间/h 16h 16h 8h 8h 12h 6h

时变化系/Kh 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.0

最高日用水量d-1 Qd/m3·315.00 105.00 6.00 18.00 30.00 10.50

最高时用水量 h-1 Qh/m3·39.38 13.13 1.10 3.40 3.75 1.75 公寓式办公 公寓式办公 350（L /人·d）350（L /人·d）

900人 300人 150人 450人 600人

2次

3500m2 1次

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合 计

未预见

按合计的15%计 总

计

24h

2.0

484.50 72.68 557.18

62.51 6.06 68.57

2.3.2 给水管网水力计算

1)给水设计秒流量计算

给水管道的设计流量不仅是确定各管段管径的主要依据，也是计算管道水头损失，进而确定给水系统所需压力的主要依据。因此，设计流量的确定应符合建筑内部的用水规律。建筑内的生活用水量在一昼夜、一小时中都是不均匀的，为保证用水，生活给水管道的设计流量应为建筑内卫生器具按配水最不利情况组合出流时的最大瞬时流量，又称设计秒流量.集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、办公楼商场、客运站、会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建筑。

该类建筑的设计秒流量按下式计算：

qg=0.2aNg

(2-3)式中

qg

Ng

ａ给水设计秒流量，（L/s）；

计算管段的卫生器具当量总数，查表2-4；

根据建筑物用途而定的系数，查下表知2-5，本建筑按办公楼 a值取 1.5。

使用公式（2-3）时应注意以下几点：

(1)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以0.5计，计算得到qg附加1.20L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。

(4)综合性建筑的az值应按下式计算：

iNgi

(2-4)

azNgi式中

azNgi

ai综合型建筑总的秒流量系数

综合性建筑内各类建筑物的卫生器具的给水当量数 分别相当于Ngi的设计秒流量系数

表2-4 管段卫生器具基本计算数据

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给水配件当量 额定流量/L.s-1

当量 连接管工程直径/mm 最低工作压力/MPa 洗脸盆（混合水嘴）洗涤盆、拖布盆（单阀水嘴）小便器/自动自闭式冲洗阀 大便器/延时自闭式冲洗阀 大便器/冲洗水箱浮球阀 淋浴器（混合阀）浴盆（混合水嘴含带淋雨转换器）0.10 0.5 15 0.050

0.3 0.10 1.20 0.10 0.10 0.20

1.5 0.50 0.50 0.50 0.5 1.0 15 25 15 15 15

0.050 0.020 0.100~0.150 0.020 0.050~0.100 0.050~0.070

表2-5根据建筑物用途而定的系数α值

建筑物名称 幼儿园、托儿所、养老院

门诊部、诊疗所 办公楼、商场

学校

医院、疗养院、休养院 集体宿舍、旅馆、招待所、宾馆 客运站、会展中心、公共厕所

α值 1.2 1.4 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0

2)给水管网水力计算

根据草图，将各计算管段列入水力计算表中。其中管网流速为1.0～1.5m/s，支管流速0.8～1.2m/s。可直接由管段的设计秒流量qg，控制流速v在正常范围内，确定管径和单位长度的水头损失i。并计算沿程水头损失。

在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径：

dj2qgv

(2-5)

4dj4qgv

(2-6)式中

qg计算管段的设计秒流量，m3/s

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dj

v计算管段的管内径，m 管道中的水流速，m/s 给水管道沿程水头损失按下式公式计算：

hfil

(2-7)式中

hf

i

l管道的沿程水头损失，mH2O； 管段单位长度的沿程水头损失，mH2O； 计算管段长度，m。

i105ch式中

qgdj1.85dj4.87qg1.8(2-8)给水设计流量，m3/s； 管道计算内径，m；

海澄-威廉系数，塑料管、内衬（涂）塑管ch=140，铜管、不锈钢管ch=130，ch衬水泥、树脂的铸铁管ch=130，普通钢管、铸铁管ch=100；

i管段单位长度的沿程水头损失，kPa/m。

局部水头损失按沿程的25%～30%估算，本设计局部水头损失选用30%。

(1）低区即-1~3层最不利管段水力计算用图，如图2-1。水力计算结果列表，如表2-6所示。

图2-1最不利给水立管计算图

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表2-6最不利给水管水力计算表

计算管段编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 节点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 9 管段当量数 0.5 0.5 0.5 1.0 2.5 2.5 4.5 3.0 4.5 1.5 24.0

当量总数 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 7.5 12.0 15.0 19.5 21.0 45.0

设计秒流量/L•s 0.21 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.32 1.37 2.01

1管径/mm De20 De40 De40 De40 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De63

流速/m•s 1.13 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.01 1.05 0.97

单阻i /kPa•m 0.119 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.077 0.031 0.033 0.022

管段长度/m 0.73 0.90 0.93 5.20 5.20 0.70 0.45 3.44 0.54 34.55 4.22

管段沿程水头损失 0.087 0.070 0.072 0.402 0.402 0.054 0.035 0.266 0.017 1.144 0.092 9 10 10 11 11 12

沿程水头损失总和Σhy=26.41kPa

(2）中区即4~13层最不利管段水力计算用图，如图2-2。水力计算表，如表2-7示。

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图2-2最不利给水管计算图

根据公式2-

3、公式2-

5、公式2-

6、公式2-

7、公式2-8进行水力计算，将计算结果列入水力计算表，如表2-7示。

表2-7最不利给水管水力计算表

管段编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 管段当量数 0.5 0.5 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 18.0 18.0

当量总数 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 36.0 54.0

设计秒流量 /L•s 0.21 0.30 0.42 0.60 0.73 0.85 0.95 1.04 1.12 1.20 1.27 1.80 2.20

1管径/mm De20 De25 De32 De32 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De50 De50 De63

流速/m•s 1.13 0.92 0.79 1.13 0.88 1.02 1.14 1.25 0.86 0.92 0.97 1.38 1.06

单阻i /kPa•m 0.119 0.058 0.033 0.064 0.031 0.041 0.050 0.060 0.023 0.026 0.029 0.055 0.026

管段长度/m 4.80 2.04 5.70 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 1.57

管段沿程水损 0.569 0.119 0.190 0.226 0.108 0.143 0.176 0.208 0.080 0.091 0.083

16.55 0.476 42.90 1.108

沿程水头损失总和Σhy=35.77kPa

(3）高区即14~25层最不利管段水力计算用图，如图2-3。水力计算表，如表2-8示。

图2-3最不利给水管计算图

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根据公式2-

3、公式2-

5、公式2-

6、公式2-

7、公式2-8进行水力计算，将计算结果列入水力计算表，如表2-8示。

表2-8最不利给水管水力计算表

管段 节点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 管段当量数 0.5 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 20.0 20.0

当量总数 0.5 1.5 3.5 5.5 7.5 9.5 11.5 13.5 15.5 17.5 19.5 21.5 23.5 43.5 63.5

设计秒流量/L•s 0.21 0.37 0.56 0.70 0.82 0.92 1.02 1.10 1.18 1.25 1.32 1.39 1.45 1.98 2.39

1管径/mm De20 De25 De32 De40 De40 De40 De40 De50 De50 De50 De50 De50 De50 De63 De63

流速/m•s 1.13 1.13 1.06 0.84 0.98 1.10 1.22 0.84 0.90 0.96 1.01 1.06 1.11 0.95 1.15

单阻i /kPa•m 0.119 0.086 0.057 0.029 0.038 0.047 0.057 0.022 0.025 0.028 0.031 0.034 0.037 0.021 0.030

管段长度/m 2.04 5.00 3.40 3.40 3.40 3.40 3.40 3.40 3.50 3.50 3.50 0.40 16.55 1.57 72.80

管段沿程水损 0.242 0.430 0.193 0.097 0.130 0.143 0.194 0.075 0.088 0.098 0.108 0.014 0.609 0.033 2.190

沿程水头损失总和Σhy=46.44kPa

2.3.3 给水管网的校核

计算低区给水管网直接供水的水压

HH1h2h3HB

(2-9)式中

H1h2h3克服几何给水高度所需要的供水压力，kPa； 管路沿程水头损失和局部水头损失，kPa； 水流经过水表时的水头损失，kPa； 配水最不利点所需的流出水头，kPa。HB已知市政给水管网埋深1.30m，进水管管径DN200，室外地面高程-0.60m，故可知市政给水管网中心线标高为-2.00m。低区最不利点安装高度标高为11.20m,可知

H1=11.20-(-2.00)＝13.20mH2O＝132kpa 局部水头损失按沿程水头损失的30%计，沿程水头损失由水力计算表2-6可知为26.41kPa。所以，总水头损失为：

h2＝1.3∑hy＝1.3×26.41＝34.33kpa

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因为低区用水量较小，总水表及分户水表均选用LXS湿式水表，分户水表和总水表分别安装在3-4和11-12管段上，q340.42L/s1.51m3/s

q11122.01L/s7.24m3/s

选20mm口径的分户水表，其常用流量为2.5m3/s大于q34，过载流量为5m3/s，所以分户水表的水头损失：

hd2qgQ2max1.51229.12kPa 1005100选40mm口径的总水表，其常用流量为10m3/s大于q11-12，过载流量为20m3/s，所以分户水表的水头损失：

2q117.2421H 213.11kPadQ210020100max根据表2-8可知：hd和Hd均小于选用水表最大水头损失允许值。所以水表的总水头损失为：

H3hdH kPad9.1213.1122.23最不利用水点的流出水头为：

HB＝0.020Mpa＝20kpa 因此,低区给水系统所需水压为：

HH1h2H3HB ＝132+34.33+22.23+20 ＝208.56kPa ＝20.86mH2O 室内所需的压力于市政给水管网工作压力为常压250kpa，可满足地下一层至地上三层供水要求，无需进行调整计算。

2.3.4 生活贮水池容积计算

贮水池是贮存和调节水量的构筑物，其有效容积应根据生活调节水量、消防贮备水量和生产事故备用水量确定。

由于资料限制，本次设计生活调节水量按最高日用水量的20%来确定贮水池的容积，本设计中最高日用水量557.18m³/d。

V生活=557.18×20%＝111.44 m3

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因此,设1 个有效容积为120m3的生活水池于地下室。根据建筑结构的限制实际尺寸为：15×4.7×2.5m。

2.3.5 生活水泵的计算与选择

1)生活水泵流量

本建筑低区由市政给水管网直接供水，中、高区由变频泵供水，有水箱调节，水泵流量可按秒流量确定。水泵压水管路用PP-R塑料管，由水泵的出水量确定管径（计算参照公式2-

5、2-

7、2-8），所以：

高区变频泵流量：Q高=2.39L/s，采用De63，此时管中流速为1.15m/s，单位水损0.030。中区变频泵流量：Q中=2.20L/s，采用De63，此时管中流速为1.06m/s。单位水损0.258。均符合设计要求。

2)生活水泵扬程

因为水泵与室外给水管网间连接，即从贮水池抽水，水泵的扬程为：

HbH1H2H(2-10)式中

Hb

H

1H

2H4 生活水泵的扬程，mH2O；

贮水池最低水位至最不利配水点位置高度所需的静水压，mH2O； 水泵吸水和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失，mH2O； 最不利配水点所需的流出水头，mH2O。

设计中设计贮水池最低水位为-4.5m。

（1）高区：最不利配水点标高为87.5m。即贮水池最低水位至最不利配水点位置高度的静水压H1=87.5-（-4.5）=92 mH2O 由水力计算表2-8中计算数据查得水泵出水管至最不利配水点计算管路的沿程水头损失为：Σhy=46.44kPa=4.64 mH2O，考虑水泵吸水管和泵自身的水头损失Σhy取5.00 mH2O。

设计中局部水头损失取总沿程水头损失的30%计算。所以，计算管路总水头损失H2=1.3Σhy=6.50 mH2O 最不利配水点所需的流出水头为H4=0.020MPa=2 mH2O 故水泵的扬程为：

HbH1H2H4

=92.00+6.50+2.00

=100.50mH2O 根据设计秒流量Q高=2.39L/s，Hb>100.50m，选用100MS*6-30型多级水泵两台（一用一备），级数6，转速1450r/min，流量16.41L/s，扬程107.61m，电机功率30kw。

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（2）中区：最不利配水点标高为49.60m。即贮水池最低水位至最不利配水点位置高度的静水压H1=49.60-（-4.50）=54.10mH2O 由水力计算表2-8中计算数据查得水泵出水管至最不利配水点计算管路的沿程水头损失为：Σhy=35.77kPa=3.58 mH2O，考虑水泵吸水管和泵自身的水头损失Σhy取4.00mH2O。

设计中局部水头损失取总沿程水头损失的30%计算。所以，计算管路总水头损失H2=1.3Σhy=5.20 mH2O 最不利配水点所需的流出水头为H4=0.020MPa=2 mH2O 故水泵的扬程为：

HbH1H2H4

=49.60+5.20+2.00

=56.80mH2O 根据设计秒流量Q中=2.20L/s，Hb>56.80m，选用,50D-8型多级水泵两台（一用一备），级数8，转速2950r/min，流量5.78L/s，扬程60.73m，电机功率7.5kw，效率65.29%。

2.4 减压设施计算

生活给水系统中，卫生器具处的静水压力不得大于0.60MPa。各分区最低卫生器具配水点的静水压力不宜大于0.45MPa（特殊情况下不宜大于0.55MPa），水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管）宜设减压或调压措施。

本次设计的是高层综合办公楼。

采用各给水系统分区最低处卫生器具给水配件的静水压力控制范围：

旅馆、招待说、宾馆、住宅、医院等晚间有人住宿和停留的建筑，应控制在0.30~0.35MPa之间。

办公楼、教学楼、商业楼等晚间无人住宿和停留的建筑，在0.35~0.45MPa之间。所以，本设计低区最低处卫生器具给水配件静水压力应在0.35~0.45MPa之间，中、高区最低处卫生器具给水配件静水压力应在0.30~0.35MPa之间。

本次设计给水系统的低区、中区、高区各区用水点垂直距离最长的分别为：11.80m、33.60m和37.50m低区和中区符合要求，高区最后一层即14层各立管需设减压阀减压。

2.5 给水附件

给水附件分为配水附件、控制附件、各种阀门、水锤消除器、减压孔板等管路附件。本设计中采用的配水附件有盥洗龙头，在洗手盆上使用。

控制附件有闸阀（用于DN>50mm的管道上）、止回阀、浮球阀等。一般情况下，用于给水系统的闸门DN<40m时可采用螺纹连接，即经济安装方便，当DN>50m由法兰连接或沟槽连接。本设计采用了闸阀、止回阀控制管路，在洗手盆上采用的是混合水嘴，小便器上采用自动自闭式冲洗阀，大便器上采用延时自闭式冲洗阀和冲洗水箱浮球阀。

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附件中还有水表，是计量管道流过水量的仪表。必须对水量进行计量的建筑物，应在引入管上装设水表。建筑物的某部分或个别设备必须计量时，应在其配水管上装设水表。由市政管网直接供水的独立消防给水系的引入管上，可不装设水表。本设计采用水平螺翼式LXL-100N型水表放于室外水表井内。

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第三章

建筑室内消火栓给水系统

根据《高层民用建筑设计防火规范》和《给排水设计手册》规定，本建筑属于高层民用建筑的一类建筑，火灾危险等级为中危险级Ⅰ级。在本设计中设置独立的消火栓系统,并且本设计是立足于以室内消防设施来扑救火灾。

3.1 消火栓系统的组成与用水量 3.1.1 消火栓系统的组成

根据《高层名用建筑设计防火规范》规定：建筑高度超过50m的室内消防给水系统，当建筑高度较高，消火栓处静水压力超过100m水柱时，应采用分区供水方式。根据不分区给水方式消火栓系统规定，当建筑物高度小于50m或者最低消火栓处的静水压力不超过0.8MPa时，可采用不分区给水方式的给水系统。

室内消火栓系统还包括水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水源。

3.1.2 消火栓系统用水量

本设计建筑物为综合办公楼，总高度92.9m。根据《高层民用建筑设计防火规范》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。表3-1中给出了室内外消火栓用水量。

表3-1消火栓给水系统的用水量

消火栓用水量

高层建筑类别

建筑高度/m

室外

普通住宅

1.高级住宅 2.医院

3.二类建筑的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼、商住楼、图书馆、书库 4.省级以下的邮政楼、防火指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼

5.建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等

＞50

≤50

≤50 ＞50 15

室内 10 20 / L.s-1

每根竖管最小流量/L.s-1 10 10

每支水枪最小流量/L.s-1 5 5

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续表3-1消火栓给水系统的用水量

消火栓用水量

高层建筑类别

建筑高度/m

室外

1.高级旅馆

2.建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m2的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼

3.建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m2的商住楼

4.中央和省级（含计划单列市）广播电视楼 5.网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼 6.省级（含计划单列市）邮政楼、防火指挥调度楼

7.藏书超过100万册的图书馆、书库 8.重要办公楼、科研楼、档案楼

9.建筑高度超过50m的教学楼和普通旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等

＞50

≤50

室内 / L.s-1

每根竖管最小流量/L.s-1

每支水枪最小流量/L.s-1

根据上表本设计采用每根立管最小流量为15L/S,单个水枪的设计流量为5L/s。室内消火栓系统的流量为40L/s，室外消火栓系统的流量为30L/s。

3.2 消火栓系统类型

消火栓给水系统类型：分为低压消火栓给水系统、高压消火栓给水系统、临时高压消火栓给水系统。

本建筑属于高层建筑，设计中采用临时高压给水系统，需要设置水池，水泵高位水箱。火灾时，前十分钟由高位水箱供水，十分钟后由高压消防泵向管网系统供水灭火。为了灭火时便于操作水枪，在主立管下部动水压超过0.5MPa的消火栓处设置减压装置。其中高位水箱与自动喷水灭火系统合用。

3.3 消火栓系统设备初期选型

本设计中消火栓系统采用临时高压消火栓给水系统，为便于消防人员灭火，高层建筑消火栓给水系统中消火栓、水龙带、水枪的选用应与消防队通用的65mm口径水龙带和大口径水枪配套。

所以，本设计选用口径65mm的消火栓，喷嘴直径19mm的水枪，水龙带长度Ld =25m,衬胶水带,室内消防用水量为40 L/s，每根立管最小流量为15L/s,单个水枪的设计流量为5L/s,火灾延续时间为3h。

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3.3.1 水枪充实水柱长度计算

Sk=式中

Sk

H

1H

2

表3-2充实水柱

建筑物类别

高层建筑

民用建筑高度100m

充实水柱

＞10m

H1H2=1.41(H1H2)

(3-1)sin充实水柱长度,m；

室内着火点距地面的高度,m；

水枪喷嘴距地面的高度，一般为1.1m； 水枪倾角，一般为45，最大不应超过60。

oo一般楼层消火栓充实水柱：Sk=1.41×(3.1-1.1)=2.82m<10m；

根据规定单个水枪的设计流量为5L/s查得下表3-3。

表3-3 Hm、qxh、Hq的关系

水枪喷口直径/mm 充实水柱

Hq/mH2O 6 8 10 12 14 16 8.1 11.2 14.9 19.1 23.9 29.7 13

qxh/L.s-1 1.7 2 2.3 2.6 2.9 3.2 Hq/mH2O 7.8 10.7 14.1 17.7 21.8 26.5 16

qxh/L.s-1 2.5 2.9 3.3 3.8 4.2 4.6 Hq/mH2O 7.7 10.4 13.6 16.9 20.6 24.7 19

qxh/L.s-1 3.5 4.1 4.5 5.2 5.7 6.2

考虑到供水的安全可靠，选用充实水柱为Sk=12m，单个消火栓流量为5.2L/s。

3.3.2 消火栓的保护半径

RCLdh

(3-2)式中

R

C

Ld 消火栓的保护半径，m；

水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8～0.9；

水带长度，m；

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h 水枪充实水柱倾斜45º时的水平投影距离，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,对于工业厂房和层高大于3.5m的民用建筑，应按h= Hmcos45º计算；

Hm 水枪充实水柱长度，m。

所以，消火栓的保护半径为： R=0.8×25.00+3.00 =23.00m。

3.3.3 消火栓的布置间距

根据《高层民用建筑设计防火规范》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。

SRf2bf

2(3-3)式中

bf取12m；

S23.02122= 19.62m

消火栓最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m。本设计3.4 消火栓系统给水方式与布置

3.4.1 消火栓系统给水方式

消防给水系统有分区、不分区两种给水方式，后者为一栋建筑采用同一消防给水系统供水。当消火栓给水系统中，消火栓口处压力超过0.8MPa、自动喷水灭火系统中管网压力超过1.2MPa时，则需分区供水。不论是分区或不分区的消防给水系统若为高压消防给水系统，均不需设置水箱，由室外高压管网直接供水。若为临时高压消防给水系统，为确保消防初期灭火用水，均需设高位水箱。

本设计中室内消火栓系统最低点消火栓标高为-3.4m，最低点消火栓口静压力约为96.3m＞80m，所以，采用并联分区的消防给水系统。火灾初期前10分钟由屋顶高位水箱供水，报警启动消防泵后由高压消防泵加压供水。消火栓系统整体构成环状网，高区和低区分别设高位水箱和一组消防泵。两个分区各自独立给水。

3.4.2 消火栓系统的布置

1)消火栓给水管网布置

（1）高层建筑室内的消防给水系统与生活给水系统必须分开设置，自成一个独立系统。消防给水管道应该布置成环状，横向、竖向均成环。在环状管道管道上需要引申支管时，则支管平行梁、墙布置，既美观又便于设置支架。消防立管尽量沿着墙、柱布置，并考虑设置消火栓方便，在管道井安装或建筑内隐蔽处明装。

消防水箱的消防出水管与环状管网连接时，考虑到管路较短，且阀门配件较少，采用一条管路。消防水泵的压水管设置两条管路与地下消防管网相对连接。水泵和压水管应满足水量与水压的要求。

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（2）室内消防给水管网的进水管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管能保证设计要求的消防流量和水压。

（3）《高层民用建筑设计防火规范》要求，室内消火栓给水管网上应采用阀门分成若干独立段，以备检修。阀门的设置应便于管网维修和使用安全，检修关闭阀门后，停止使用的消防立管不应多于1跟，在一层中停止使用的消火栓不应多于4个。

本建筑主体建筑消防立管的上下两端分别设置阀门，以便于立管检修，同时在横干管上设置了阀门将系统分为若干个独立段，阀门按分水节点的管道数n-1的原则设置。

2)消火栓布置

按规范要求设消火栓消防给水系统的建筑内，每层均应设置消火栓。室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。

消火栓间距布置应满足下列要求：

（1）每个消火栓处应设启动消防水泵按钮，并应设置保护按钮措施。消火栓箱可根据建筑要求明装或嵌墙安装。

（2）设有室内消火栓给水系统的建筑物，其各层应设置室内消火栓。室内消火栓应设置在楼梯出入处或楼梯前室、走到等明显易于取用的地点。

（3）消防电梯前室内应设室内消火栓。该消火栓可作为普通的室内消火栓使用。（4）设有室内消火栓的建筑，应在平屋顶上或通向屋顶的最高楼梯间内设置带有压力表的供试验和检查用的消火栓。该消火栓不应设在电梯机房内。

（5）高层建筑室内消火栓直径采用65mm，配水的水龙头长度不应超过25米，水枪喷嘴口径不应小于19 mm。栓口离地面或楼板面得高度宜为1.10m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。

（6）按照消防栓的机械强度，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。

本设计在建筑物屋顶设2个装有压力显示装置的检验用消火栓。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以23.0m为消火栓保护半径，以19.62m为布置间距，每个着火点同时有2股充实水柱同时到达的原则，将消火栓分散布置在楼层走道、楼梯、大厅入口附近等明显、经常有人走动，易于取用的地方。

3.4.3 消火栓给水管道的材料

室内消火栓给水系统采用普通碳素无缝钢管。此类钢管具有强度高、承受压力大、抗震性能好、长度大、重量比铸铁管轻、接头少、加工安装方便的优点。除在需要拆解的地

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方采用法兰连接外、其余为焊接。无缝钢管同一外径下有多种壁厚，按管道承压情况选择壁厚。钢管防腐采用刷油防腐，刷防锈漆2道，面漆2道。

根据上述管道布置要求进行消火栓系统平面布置，具体平面布置见消火栓系统平面布置图（图纸）。

根据具体平面图，管线的标高相对位置（轴侧关系）进行系统图绘制，具体系统图见消火栓给水系统系统图（图纸）。

3.5 消火栓给水系统设计计算 3.5.1 水枪喷嘴处所需的水压

(3-4)

10fHmkPaHq1fHm式中

Hm

f

 水枪垂直射流高度，m；

实验系数，查表3-4；

是与水枪喷嘴口径有关的阻力系数查表3-5。

表3-4系数f值

Hm/m 6 1.19 1.19 1.20 1.21 1.24 f

表3-5系数值

Df/mm 0.0165 0.0124 0.0097 

Hq10fHmkPa

1fHm

＝10×1.21×12／(1－0.0097×1.21×12)

＝169kpa＝16.9mH2O 3.5.2 水枪喷嘴的出流量

qxhBHq

(3-5)

式中

qxh

BH

q水枪射出流量，L/s；

水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表3-6； 同上。

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qxhBHq =1.57716.9 =5.2L/s > 5L/s

所以取喷口流量qxh=5.2L/s。

处于供水安全考虑，故最不利消火栓出流量定为5.2L/s，充实水柱为12m。

表3-6水枪水流特性系数

水枪喷口直径/mm B 0.346 0.793 1.577 2.836

3.3.3 水带水头损失

hdAzLdqxh

(3-6)式中

hd

Ld

Az

qxh水带水头损失，mH2O； 水带长度，m；

水带阻力系数，采用衬胶材料的，见表3-7； 同上。

hd=AzLdq2xh

2=0.00172×25×5.22 =1.16 mH2O。

表3-7 水带阻力系数Az值

水带材料 麻织 衬胶

水带直径/mm

0.01501 0.00677

0.00430 0.00172

0.00150 0.00075

3.5.4 消火栓栓口所需水压

式中

Hxh

Hqh

d

Hk消火栓口的水压，mH2O； 水枪喷嘴处的压力，mH2O； 水带的水头损失，mH2O；

消火栓栓口水头损失，mH2O，一般按2 mH2O计算。

Hxh=Hq+hd+Hk

(3-7)

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则：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

3.5.5 消防管网水力计算

由于建筑物发生火灾地点的随机性，以及水枪充实水柱数量的限定（即水量限定），在进行消防管网水力计算时，对于支状管网应首先选择最不利管网和最不利消火栓，以此确定计算管路，并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配，高层建筑消防立管流量分配按表3-8确定。

消火栓给水管道中的流速一般以1.4~1.8m/s为宜，不允许大于2.5m/s。消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同，其局部水头损失按管道沿程水头损失的10%采用。

当设有消防水泵时，应以消防水池最低水位作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定消防水泵扬程。

为保证消防车通过水泵接合器向消火栓给水系统供水灭火，对于建筑消火栓给水管网管径不得小于DN100。

表3-8 高层和超高层建筑最不利点计算流量分配

室内消防流量

/ L·s-1 10 20 25 30 40 最不利消防竖管出水枪

数/支 2 2 3 3 3

相邻消防竖管出水枪数/

支2 3 3

次相邻消防竖管出水枪

数/支

1）高区消火栓给水系统管网水力计算：

根据规范，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XF-16，出水枪数为3支。次不利消防竖管XF-17，出水枪数为3支，次次不利竖管为XF-13，出水枪数为2支，最不利点为1点。

图3-1为高区消火栓系统水力计算图（见下页）。

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图3-1消火栓管网计算图

最不利消火栓竖管XF-14上 1点消火栓口所需水压：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2点消火栓口所需水压：

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H2＝Hxh＋d(1点和2点的消火栓间距)＋h(1-2管段的水头损失)

＝20.06＋3.40＋3.400.0073 ＝23.48mH2O 水枪射流量：

qH2ALdqxHk

(3-8)

B2x得：q2H2223.4825.63 L/s 11ALd0.0017225B1.5773点消火栓口所需水压:

H3＝H2＋d(2点和3点的消火栓间距)＋h(2-3管段的水头损失)

＝23.48＋3.40＋3.400.0283 ＝27.00mH2O 水枪射流量:

q3H3227.0026.08L/s 11ALd0.0017225B1.577由于竖管XF-16到竖管XF-17之间的横向干管管径较大，水流量较小，沿程水头损失忽略不计，即竖管XF-17的计算同竖管XF-16的计算。

次次不利竖管XF-13上 1”点消火栓口所需水压：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2”点消火栓口所需水压：

H2＝Hxh＋d(1点和2点的消火栓间距)＋h(1-2管段的水头损失)

＝20.06＋3.4＋3.40.0073 ＝23.48mH2O 水枪射流量：

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q2H2223.4825.63 L/s 11ALd0.0017225B1.577将计算得出的数据列入消火栓水力计算表3-9中。

表3-9高区消火栓给水系统管网水力计算表

计算管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 设计秒流 量/L·s-1 5.20 5.20+5.63＝10.83 10.83+6.08=16.91 16.91 16.91+16.91＝33.82 33.82+10.83=44.65

管长L/m 3.40 3.40 32.10 10.52 14.47 72.55

管径 DN/mm 100 100 100 150 150 200 ∑hy=4.265m

流速V/m·s-1

0.60 1.25 1.95 1.00 2.00 1.45

单阻i /m·m-1 0.0073 0.0283 0.0646 0.0125 0.0452 0.0177

沿程水头损失/m 0.025 0.096 2.074 0.132 0.654 1.284

消火栓给水系统中局部水头损失按10%的沿程水头损失计算： 故总水头损失为：

Hw=4.265×1.1=4.69m 消火栓给水系统所需总水压：

HX=Hl+Hxh+Hw

(3-9)式中

Hl最不利点消火栓与消防贮水池最低水位的位置高差，m；

最不利点消火栓标高91.20m，消防水池最低水位标高-4.50m。

HX=91.20-（-4.50）+20.06+4.69=120.45m

H=1.05×HX=126.47m 消火栓总用水量Qx＝44.65L/s。

故选用IS125-100-315型单级单吸潜水泵，转速2900r/min，流量44.65L/s，扬程129.1m，电机功率110kw，效率69.46%。

2）低区消火栓给水系统管网水力计算：

根据规范，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XF-03出水枪数为3支。次不利消防竖管XF-02，出水枪数为3支，次次不利竖管为XF-01，出水枪数为2支，最不利点为1点。

图3-2为低区消火栓系统水力计算图（见下页）。

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图3-2消火栓管网计算图

最不利消火栓在竖管XF-03上 1点消火栓口所需水压：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2点消火栓口所需水压：

H2＝Hxh＋d(1点和2点的消火栓间距)＋h(1-2管段的水头损失)

＝20.06＋3.50＋3.500.0073＝23.59mH2O

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水枪射流量：

q2

H2ALdqxHk

(3-8)

B2x得：q2H2223.5925.65 L/s 11ALd0.0017225B1.5773点消火栓口所需水压:

H3＝H2＋d(2点和3点的消火栓间距)＋h(2-3管段的水头损失)

＝23.59＋3.50＋3.500.0283 ＝27.19mH2O 水枪射流量：

q3H3227.1926.10L/s 11ALd0.0017225B1.577由于竖管XF-03到竖管XF-01之间的横向干管管径较大，水流量较小，沿程水头损失忽略不计，即竖管XF-02的计算同竖管XF-03的计算。

次次不利竖管XF-01上 1”点消火栓口所需水压：

Hxh=Hq+hd+Hk

=16.90+1.16+2.00 =20.06 mH2O。

2”点消火栓口所需水压：

H2＝Hxh＋d(1点和2点的消火栓间距)＋h(1-2管段的水头损失)

＝20.06＋3.5＋3.50.0073 ＝23.59mH2O 水枪射流量：

q2H2223.5925.65 L/s 11ALd0.0017225B1.577将计算得出的数据列入消火栓水力计算表3-10中。

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表3-10低区消火栓给水系统管网水力计算表

计算管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 设计秒流量 /L·s-1 5.20 5.20+5.65＝10.85 10.85+6.10=16.95 16.95 16.95+16.95＝33.90 33.90+10.85=44.75

管长L/m 3.50 3.50 35.90 29.30 8.30 107.31

管径 DN/mm 100 100 100 150 150 200 ∑hy=5.110m

流速V/m·s-1

0.60 1.25 1.96 1.00 2.00 1.45

单阻i /m·m-1 0.0073 0.0284 0.0649 0.0126 0.0454 0.0178

沿程水头损失

/m 0.025 0.099 2.330 0.369 0.377 1.910

消火栓给水系统中局部水头损失按10%的沿程水头损失计算： 故总水头损失为：Hw=5.11×1.1=5.62m 消火栓给水系统所需总水压：

HX=Hl+Hxh+Hw

(3-9)

式中Hl为最不利点消火栓与消防贮水池最低水位的位置高差，m；

最不利点消火栓标高46.40m，消防水池最低水位标高-4.50m。

HX=46.40-（-4.50）+20.06+5.62=76.58m 消防泵所需提供的最小扬程：H=1.05×HX=80.41m； 消火栓总用水量：Qx＝44.75L/s；

故选用IS125-100-250型单级单吸水泵，转速2900r/min，流量44.75L/s，扬程80.41m，电机功率75kw，效率75.16%。

3.5.6 水箱安装高度校核与计算

根据高层建筑防火规范规定，水箱的设置应满足最不利喷头处工作压力不得低于0.05MPa和建筑高度不超过100m，最不利点消火栓静水压不低于0.07MPa或建筑高度超过100m，最不利消火栓静水压不低于0.15MPa的要求。否则，应在系统中设增压设备，以保证火灾初期消防水泵启动前，消防系统的水压要求。

高位水箱的设置高度应满足下式要求：

HXHxhHg

(3-10)式中

HX

Hxh

Hg高位水箱最低液位与最不利点消火栓之间的垂直压力差，mH2O； 最不利点消火栓所需水压，mH2O； 管路的总水头损失，mH2O。

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1）高区消防水箱

已知：Hxh=7 mH2O，Hg=1.1×(8.91×0.0161+24.94×0.0397+10.32×0.0744）=2.09mH2O，则Hxh+Hg=9.09 mH2O。消防水箱的出水口标高为92.90+0.05=92.95m，最不利消火栓的标高为91.20m，消防水箱供给最不利消火栓的静压92.95-91.20=1.75m<9.09m,不满足要求，故高区消火栓系统需要设增压设施。

2）低区消防水箱

已知：Hxh=7mH2O，Hg=1.1×(44.55×0.0161+1.63×0.0399+11.06×0.0747）=1.77mH2O，则Hxh+Hg=8.77mH2O。消防水箱的出水口标高为92.90+0.05=92.95m，最不利消火栓的标高为47.70m，消防水箱供给最不利消火栓的静压92.95-47.70=45.25m>8.77m,满足要求，故低区消火栓系统不需要设增压设施。

水箱的容积计算按10分钟消防用水量计算，由于消火栓消防水箱与自动喷水灭火系统消防水箱合用故水箱计算将于自动喷水灭火系统水箱计算中进行计算。

3.6 增压设施的计算与选择

本建筑采用补气式立式气压给水设备供水。

P1HxhHgHx9.091.757.34 mH2O 1)气压罐内的最低工作压力P1应满足管网最不利处的配水点所需要水压：0.0734MPa.2)气压罐内的最低工作压力为P1，不得使管网最大水压处配水点的水压大于0.5MPa。

P2P10.0980.098

(3-11)b式中b为罐内空气最小工作压力与最大工作压力的比值（以绝对大气压力计），一般采用0.65～0.85，本设计中取0.75。

0.07340.0980.098=0.13MPa。则P20.75 3)气压水罐内水的调节容积Vq2：

Vq2aqb

(3-12)4nq式中a为安全系数，宜取1.0～1.3，设计中取1.2；nq为水泵在1小时内的启动次数，一般为6～8次，设计中取7次。qb根据规范，消火栓系统单设气压罐时，稳压泵流量为5L/s。

则气压罐内的调节容积Vq24)气压水罐的总容积Vq：

1.253.6=0.77m³

4732

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VqVq11b

(3-13)式中为气压水罐的容积系数，补气立式取1.10；Vq1.100.77=3.39m³

10.755)水泵或泵组的流量按给水系统最大小时用水，即所需扬程以气压水罐内的平均压力计算，即扬程Hp1p20.007340.130.06867MPa=6.87mH2O。22气压给水设备的泵选用一备一用，自动切换。

气压给水设备上装有安全阀、压力表、泄水管、水位计、泄水管和密闭人孔等附件。气压给水罐的进出水管合设为一条，设备最低处设有泄空阀门，气压给水泵应设自动开关装置。

气压给水设备安装在楼顶水箱间内，罐顶至顶棚距离不宜小于1.0m，底座高出水箱间地面0.2m。

3.7 减压孔板的设计与计算

按“高规”第7.4.6.5条“消火栓栓口的静水压力不应大于0.80MPa，当大于0.80MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，消火栓前设减压装置”。通常所设的减压装置是减压孔板。设置孔板，一是安装方便，二是便于调整。孔板的大小可通过计算得到。消火栓栓口处的出水压力超过0.50 MPa时,可在消火栓口处加设不锈钢减压孔板可采用减压稳压消火栓,消除消火栓栓口处的剩于水头，降低消火栓栓口处的出水压力。

1）高区消火栓给水系统减压计算

（1）25层消火栓口压力H=20.06mH2O，流量q=5.2L/s；

（2）24层消火栓口压力H=25层的H+3.40m（层高）+24层至25层的消防竖管的水头损失，由25层流量为5.2 L/s 查钢管水力计算表得i=0.0073，则16层至17层的消火栓的水头损失为0.0073×3.40×1.1=0.03m，所以：

H=20.06+3.4+0.03=23.49m=0.235MPa；

（3）23层消火栓口压力H=24层的H+3.40m（层高）+23层至24层的消防竖管的水头损失，根据24层消火栓口压力为23.49m可知24层消火栓的流量：

qx24=

Hxh223.4925.63L/s

(3-14)11ALd0.0017225B1.577

则23层流量为10.83L/s。查表得i=0.0329。则23层至24层的消火栓的水头损失为0.0329×3.40×1.1=0.12m，所以：

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H=23.49+3.40+0.12=27.01m=0.270MPa。

同理，计算出从25~13层的消火栓动水压力。各消火栓的剩余压力即为动水压力减去保证消火栓流量5.2L/s时栓口的水压为0.201MPa。将计算结果列于表3-10中。

表3-10高区消火栓压力计算表

消火栓所在楼层 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 消火栓口流量L/s 5.20 5.63 6.08 6.50 6.89 7.25 7.61 7.94 8.26 8.58 8.88 9.18 9.46 管段流量 L/s 5.20 10.83 16.91 23.41 30.30 37.55 45.16 53.10 61.36 69.93 78.81 87.99 97.45 流速 m/s

消防水泵从下而上供水 动水压力MPa 0.201 0.235 0.270 0.306 0.341 0.376 0.412 0.447 0.482 0.518 0.554 0.590 0.626

剩余压力MPa 0 0.034 0.069 0.105 0.140 0.175 0.211 0.246 0.281 0.317 0.353 0.389 0.425

减压后的水压MPa

0.207 0.243 0.279 0.315

减压孔板孔径mm

20 20 20

管段

单阻i

长度

/m·m-1

m 0.0073 0.0283 0.0646 0.0229 0.0369 0.0549 0.0181 0.0244 0.0319 0.0406 0.0157 0.0192 0.0232

3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5

管道水头损失 m 0.025 0.096 0.220 0.078 0.125 0.187 0.062 0.083 0.112 0.142 0.055 0.067 0.081 0.60 1.25 1.95 1.38 1.79 2.21 1.47 1.73 1.99 2.27 1.58 1.76 1.95

从表中可以看出：13至16层的消火栓动水压力超过0.50MPa，有必要设置减压孔板。各层消火栓处剩余水头H0换算成修正后剩余水头：

H

H0(3-15)2V式中

H

V

Ho修正后的剩余水头，mH2O； 水流通过减压孔板后实际流速，m/s； 设计剩余水头，mH2O。

与消防立管链接的支管管径为DN65，所以：

Q5.21034V=1.57m/s 22D3.140.0654HH0H0110.41H0MPa 22V1.5734

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经计算第16层H'=0.130 MPa，查给水排水设计手册减压孔板水头损失表，当消火栓支管管径为DN65时，选用20mm孔径的孔板。将13~16层各消火栓动水压力分别减去0.311MPa，所得减压后的实际压力见表2.6.压力均小于0.50MPa，所以13~16层减压孔板孔径均为20mm。

2）低区消火栓给水系统减压计算

计算方法同高区消火栓给水系统减压计算，将计算结果整理如下：

表3-11低区消火栓压力计算表

消火栓所在楼层 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01-1 消火栓口流量L/s 5.20 5.65 6.10 6.53 6.93 7.30 7.67 8.01 8.33 8.64 8.95 9.24 9.52 管段流量 L/s 5.20 10.85 16.95 23.48 30.41 37.71 45.38 53.38 61.72 70.36 79.31 88.55 98.07 流速 m/s

消防水泵从下而上供水 动水压力MPa 0.201 0.236 0.272 0.309 0.345 0.381 0.418 0.454 0.490 0.526 0.562 0.598 0.634

剩余压力MPa 0 0.035 0.071 0.108 0.144 0.180 0.217 0.253 0.289 0.325 0.361 0.397 0.433

减压后的水压MPa

0.215 0.251 0.287 0.323

减压孔板孔径mm

20 20 20

管段

单阻i

长度

/m·m-1

m 0.0073 0.0284 0.0649 0.0230 0.0371 0.0553 0.0183 0.0247 0.0323 0.0411 0.0159 0.0194 0.0235

3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5

管道水头损失 m 0.026 0.099 0.227 0.081 0.130 0.194 0.064 0.086 0.113 0.144 0.056 0.068 0.082 0.60 1.25 1.96 1.38 1.79 2.22 1.47 1.73 2.00 2.29 1.59 1.78 1.97

经计算第3层H'=0.133 MPa，查给水排水设计手册减压孔板水头损失表，当消火栓支管管径为DN65时，选用20mm孔径的孔板。将-1~03层各消火栓动水压力分别减去0.311MPa，所得减压后的实际压力见表2.6.压力均小于0.50MPa，所以-1~03层减压孔板孔径均为20mm。

3.8 消防贮水池计算

贮水池的容积计算按3h消防用水量计算，由于消火栓消防贮水池与自动喷水灭火系统消防贮水池合用故贮水池计算将于自动喷水灭火系统贮水池计算中进行计算。

3.9 水泵接合器的设计

水泵结合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇到大火，室内消防水量不足时，供消防从室外消火栓、消防贮水池或天然水源取水，通过水泵接合器将水送到室内消

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防给水管网，供紧急灭火使用。本设计室内消火栓管网设地下式消防水泵结合器。水泵结合器的设置数量按室内消防水量计算确定，该建筑室内消火栓用水量高区44.65L/s，低区44.75L/s每个水泵结合器的流量按15L/s计。水泵集合器数量计算按下式：

njQN

(3-16)qj式中

QN

qj

nj室内消防用水量，L/s； 水泵接合器的流量，L/s； 水泵接合器数量。

根据上式计算，高区和低区分别设置3个消火栓水泵结合器，型号SQX150。水泵接合器由管径与地下环状管网管径相同的钢管相对连接于地下环状管网上。具体布置见消火栓给水系统平面图和系统图（图纸）。

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第四章

自动喷水灭火给水系统

4.1 自动喷水灭火系统的一般规定

自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。

4.1.1 自动喷水灭火系统的设计原则应符合以下规定

1）闭式喷头或启动系统的火灾探测器，应能有效探测初期火灾；

2）湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动，预作用系统、雨淋系统 应在火灾自动报警系统报警后自动启动；

3）作用面积内开放的喷头，应在规定时间内按设计选定的强度持续喷水； 4）喷头洒水时，应均匀分布，且不应受阻挡。

5）自动喷水灭火系统的系统选型，应根据设置场所的火灾特点或环境条件确定，露天场所不宜采用闭式系统。

4.2 自动喷水灭火系统的使用范围及组成 4.2.1 自动喷水灭火系统的使用范围

自动喷水灭火装置具有安全可靠、实用、相对用水量小，灭火成功率高等优点，是当今世界上比较普遍实用的固定灭火系统。我国《高层民用建筑设计防火规范》规定，在下列部位应设置闭式自动喷水灭火设备：

1)超过2000个作为的剧院观众厅、舞台上部、化妆室、道具室、贮藏室、贵宾室等。2)超过3000个作为的体育馆观众厅上部、贵宾室、器材间、运动员休息室。3)每层面积超过3000平方米或建筑面积超过9000平方米的百货市场、展览大厅。4)设有空气调节系统的旅馆、综合办公楼的走道、办公室、餐厅、商店、库房和每层无服务台的客房。

5)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地下停车库、多层停车库和底层停车库。

根据《自动喷水灭火系统设计规范》中规定，以下情况不适用自动喷水灭火系统：（1）遇水发生爆炸或加速燃烧的物品；

（2）遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品；（3）洒水将导致喷溅或沸溢的液体。

本设计建筑为高层综合办公楼属于上述第四类，所以必须设置自动喷水灭火系统。

4.2.2 自动喷水灭火系统的组成

喷淋系统有消防贮水池、喷淋泵、报警阀组、喷淋给水管、减压孔板、水流指示器、玻璃球喷头、消防水箱、增压设备、水泵结合器等组成。喷淋泵直接从消防贮水池吸水，消防水箱和增压设备保证初期灭火的消防水量、水压要求，消防水箱进水泵由消防贮水池

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吸水后供消防水箱。喷淋系统的消防贮水池、消防水箱分别与室内消火栓给水系统的消防贮水池、消防水箱共用。

根据本建筑的情况，本建筑的配电室，水泵间，电梯机房，管道间，卫生间不布置自动喷洒系统，其他地区均需布置自动喷洒系统。

4.3 自动喷水灭火系统用水量确定

结合规范综合办公楼的火灾危险等级中危Ⅰ则基本数据见表4-1。

表4-1自动喷水灭火系统技术数据

设计喷水强度 /Lmin-1﹒m-2 6

160 作用面积/m2

喷头工作压力

/MPa 0.10

喷头特性系数

延续时间

/h 1

Q理论=喷水强度（L/min.m2）作用面积(m2)L/s

(4-1)

=

6160=16(L/s)604.4 自动喷水灭火系统方案确定 4.4.1 自动喷水灭火系统选型

1)境温度不低于4℃，且不高于70℃的场所应采用湿式系统。2)环境温度低于4℃，或高于70℃的场所应采用干式系统。3)有下列要求之一的场所应采用预作用系统：（1）统处于准工作状态时，严禁管道漏水；（2）禁系统误喷；（3）代干式系统。

4)灭火后必须及时停止喷水的场所，应采用重复启闭预作用系统。自喷系统一般有干式、湿式、预作用等。方案一：

湿式自动喷水灭火系统，该系统在喷水管网中经常充满有压力的水，失火时闭式喷头的闭锁装置融化脱落，水即自动喷水灭火，同时发出火灾信号。湿式喷水灭火系统适用于常年温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和场所。

方案二：

干式自动喷水灭火系统，该系统平时管网中充满有压的气体，只是在报警阀前的管道中充满有压的水。干式喷水灭火系统适用于环境温度在4℃以下或70℃以上而不宜采用湿式喷水灭火系统的地方，其喷头向上安装。

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方案三：

预作用自动喷水灭火系统，喷水管网中平时不充水，而充有压或无压的气体，发生火灾时，由感烟火灾探测器报警，同时发出信号开启报警信号，报警信号延迟30s证实无误后，自动启动预作用阀门，而向管网中充水。当温度继续升高，闭式喷头闭锁脱落，喷头自动喷水。适用于不允许有水渍污染的建筑物、构筑物。

根据规范规定和实例依据，本次设计建筑为综合办公楼，考虑到管道漏水会严重影响办公和文件保存，且一到四层为公共建筑人流量较大，为灭火及时，不造成人员伤亡，故本次设计自动喷水灭火系统采用预作用自动喷水灭火系统。

4.4.2 喷头的选用

根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定喷头矩形布置时间距为2.4m~3.6m，取3.6m，则喷头保护半径为R=S/2cos45°=2.55m,喷水强度为6L·min-1·m-2,一只喷头的最大保护面积为12.5m2,喷头与端墙的最大距离为1.8m,个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6m，不大于1.8m。本次设计参考实例进行喷头布置，部分空间间距等会有增减。

按照规范规定，预作用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，结合本建筑结构：

地下一层喷头数为207个；一层喷头数为174个；二层喷头数为221个；三层喷头数为218个；四层喷头数为228个；标准层5-23层每层喷头数为109个；24层喷头数为89个，25层喷头数为120个，共有喷头数为3328个，每800个喷头设置一组报警阀组，则预计需要五组报警阀组，实际分配后，分别控制的楼层为：

第一组：控制地下一层和1~4层裙楼喷头，喷头数量为570个； 第二组：控制1~6主楼层喷头，喷头数量为696个； 第三组：控制7~13层喷头，喷头数量为763个； 第四组：控制14~20层喷头，喷头数量为763个； 第五组：控制21~25层喷头，喷头数量为536个。每组都符合要求，故设五组报警阀。

本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头，型号为：下垂型ZSTX15/68，色标为红色，连接螺纹ZG1/2“，最高环境温度38℃。厨房等特殊温度场所采用作用温度为93℃的闭式玻璃球喷头，型号为：下垂型ZSTX15/93，色标为绿色，连接螺纹ZG1/2”，最高环境温度63℃。

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4.5 自动喷水灭火系统管网布置 4.5.1 自动喷水灭火系统给水方式

根据高层建筑防火消防规范，自动喷水灭火系统中管网压力超过1.2MPa时，则需分区供水。由于本建筑层高92.9m，在满足最不利喷头出流水头0.1Mpa的要求下，加上到最低点喷头的位置93.2m,最高水压为1.03Mpa小于1.2MPa，所以，本设计采用不分区的给水方式。

4.5.2 自动喷水灭火管网的布置及安装

1)喷水灭火系统的水平管道宜有坡度，充水管道不宜小于2%，准工作状态补充水的管道不宜小于4%。管道的坡度最低处应设泄水装置。

2)每根配水支管的喷头数：轻、中危险极建筑材料均不应多于8个。在同一配水支管吊顶上下布置喷头时，共上下侧的喷头数个不多于8个。严重危险极建筑材料均不应多于6个。配水支管或配水管道的管径不应小于25mm。

3)喷水灭火系统应设有报警阀、控制阀、水力警铃、系统检验装置、压力表，控制阀上应设有启闭指示装置。

4)喷水灭火系统应设水流指示器，压力开关等辅助电动报警装置。5)在管道一定距离上设置支、吊装支架，其间距要求见下表4-2。

表4-2 支架或吊架的最大间距

公称直径/mm 间距/m 25 32

125

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

4.5.3 自动喷水灭火系统的管材

自动喷水灭火系统采用内外壁热镀锌钢管，以防止管道锈蚀而堵塞喷嘴喷口。管道系统的连接，管径<100mm时采用丝扣连接，管道直径≥100mm时，管道采用法兰盘或沟槽式卡箍连接，水平管道上法兰盘间管道长度不宜大于20m，立管上法兰盘间距不超过3个楼层。

根据上述管道布置要求进行自喷系统平面布置，具体平面布置见自动喷水灭火系统平面布置图（图纸）。

根据具体平面图和自喷系统原理，进行自喷系统流程图绘制，具体流程图见自动喷水灭火系统流程图（图纸）。

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4.6 自动喷水灭火系统管网水力计算 4.6.1 管网水力计算（作用面积法）

本建筑属于中危险级建筑，三个基本数据为：设计喷水强度为6L/min.m2，作用面积为160m2，喷头工作压力0.1Mpa，本系统采用预作用自动喷水灭火系统且分高、低两区供水。1）喷头的出流量按下式计算：

qK10P

(4-2)式中

q喷头处节点流量 L/min；

P喷头工作水压，MPa；

K喷头流量系数，玻璃球喷头K=80；

2）系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定：

Q1n

s60qi

i1式中

Qs系统设计流量，L/s；

qi最不利点处作用面积内各喷头节点流量，L/min；

n最不利点处作用面积内喷头数。

系统的理论计算流量，应按设计喷水强度与作用面积的乘积确定：

QqpFL60

式中

QL系统理论计算流量，L/s；

qp最设计喷水强度，L/（min·m2)；

F作用面积，m2。

3）沿程水头损失和局部水头损失 每米管道的水头损失应按下式计算：

i0.00001V2d01.37

式中

i每米管道水头损失MPa/m；

V管道内的平均流速，m/s；

di管道的计算内径，m，取值应按管道的内径减1mm确定。

沿程水头损失应按下式计算：

hiL

式中

h计算管段沿程水头损失，MPa；

(4-3)

(4-4)

(4-5)(4-6)

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L计算管段长度，m；

局部水头损失h1按沿程水头损失的20%计算h10.2h；

3）管段流量确定，作用面积选定后，从最不利点喷头开始，以此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，仅计算管道的水头损失。

4）管径确定

本次设计采用钢管，管径初步按喷头个数确定，根据矩形面积设计喷头数量，根据规范规定公式计算一个喷头的出流量为1.33L/s，管径为DN25，以此为依据有下表4-3。

表4-3 中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

公称直径/mm 25 32 40 50 65 80 100

控制的标准喷头数/只

中危险级 3 4 8 12 32 64

非计算管路管径参照计算管路管径选取。5）水压和流速的规定

水压：对闭式自动喷水灭火系统，最不利出喷头的工作压力，一般为0.1MPa,最小不应小于0.05MPa。本设计采用H=0.1MPa。且自动喷水灭火系统管网的工作压力不应该超过1.2MPa。

流速：管内允许流速，钢管一般不大于5m/s，但配水支管水流速度在别情况下不应超过10m/s。

最不利喷头管网作用面积内的水力计算：

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图4-1最不利自喷水力计算图

由图4-1可知，作用面积160m2，形状为长方形，边长L1.2F=15.18m，取16m，短边为10.8m。作用面积内喷头数共19个。

（1）每个喷头的喷水量为：

qK10P80180L/min1.33L/s

（2）作用面积内的设计秒流量为：

Qsnq191.3325.27L/s

（3）理论秒流量为：

QLFq(1610.8)617.28L/s 6060比较Qs与QL，设计秒流量Qs为理论设计秒流量QL的1.46倍，符合要求。（4）作用面积内的计算平均喷水强度为： 1980

qp8.80L/（min·m2)

172.8此值大于规定要求6L/（min·m2)。

表4-4 最不利自喷水力计算表(作用面积法)管段编号 1 2 节点编号 前节点流量 L/s 1.33 1.33 1.33 2.66 管段流量 L/s

管段控制喷头数 1 2 32

2.51 2.81

公称直径d/mm

流速 m/s

管道坡降i /MPa.m-1

管段 长度 m

单阻i /m·m-1

沿程水头损失h1/mH2O 前 后 2 2 3

0.026 0.026

2.09 2.40

0.5240 0.4600

1.095 1.104

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管段编号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 节点编号 前节点流量 L/s 1.33 1.33 2.66 5.32 2.66 1.33 3.99 1.33 1.33 1.33 0 管段流量 L/s 3.99 5.32 7.98 13.30 15.96 17.29 21.28 22.61 23.94 25.27 25.27

管段控制喷头数 3 4 6 10 12 13 16 17 18 19 19

公称直径d/mm 32 40 50 65 65 65 80 80 80 100 150

流速 m/s

管道坡降i /MPa.m-1

管段 长度 m

单阻i /m·m-1

沿程水头损失h1/mH2O 前 后 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

4.21 4.23 3.76 3.77 4.53 4.90 4.29 4.56 4.82 2.92 1.49

0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026

2.50 0.90 2.41 1.07 1.40 4.40 0.70 2.40 0.60 10.23 100.30

0.9739 0.8357 0.4931 0.3692 0.5173 0.5999 0.3829 0.4284 0.4761 0.1357 0.0263

2.435 0.752 1.188 0.395 0.724 2.640 0.268 1.028 0.286 1.389 2.645

∑hy=15.949m

4.6.2 校核管道流速

规范中规定：流速：管内允许流速，钢管一般不大于5m/s，但配水支管水流速度在别情况下不应超过10m/s。

当管段流速大于5m/s时，且为配水总支管，可适当增大管径，调节管内流速。经调整后，管内流速均满足小于5m/s的要求，已将调整后的管径和流速列于表4-4。

4.6.3 校核喷水强度

由最不利喷头管网作用面积内的水力计算过程可知，自喷系统作用面积内的计算平均喷水强度均为8.80L/（min·m2)，此值大于规定的6L/（min·m2)。所以，本设计的自喷系统喷头喷水强度符合规范要求。

4.6.4 喷淋泵计算

1）预作用报警阀水头损失按下式计算：

HkpSQ2

(4-7)式中

Hkp

S

Q通过报警阀的水头损失，mH2O；

报警阀的阻力系数，DN150预作用报警阀，取0.000869； 通过报警阀的流量，Q=25.27 L/s 所以：

HkpSQ2=0.000869×25.272=0.56mH2O 2)喷淋泵的计算选型：（1）喷淋泵设计流量：

根据高区最不利自喷水力计算表，取最不利点作用面积内喷头总流量。

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故喷淋泵设计流量为：Qb=25.27 L/s。（2）喷淋泵扬程计算： 最不利喷头压力Hp=10mH2O。

最不利喷头与贮水池之间垂直几何高度Hpi=94.6 m 最不利管路沿程水头损失∑hy=15.95mH2O。局部水头损失按沿程水头损失的20%计，总水头损失∑h=1.2∑hy=19.14mH2O。

报警阀压力损失HkpSQ2=0.56 mH2O

喷洒泵的扬程：Hpb=10+94.6+19.14+0.56=124.30 m H2O 故，喷淋泵选125MS*6-55多级水泵2台，1用1备。级数6，转速1450r/min，流量25.27L/s，扬程124.30m，电机功率55kw，效率69%。

4.6.5 ,喷淋系统压力校核

水压：对闭式自动喷水灭火系统，最不利出喷头的工作压力，一般为0.1MPa,最小不应小于0.05MPa。本设计采用H=0.1MPa。且自动喷水灭火系统管网的工作压力不应该超过1.2MPa。

高区喷淋泵扬程为124.30m大于1.2MPa，验证了本设计的自动喷水灭火系统应采用分区给水方式。分区后高区自喷系统最高位置喷头与最低位置喷头几何高度约为37.80m,最低位置管网工作压力约为：H=10+37.80+19.14+0.56=67.50 m H2O小于1.2MPa，低区喷淋泵扬程为78.51 m H2O小于1.2MPa。

故管网中压力符合设计要求。

4.6.6 减压孔板计算

为防止底层喷头的流量大于高层喷头的流量，设计中采用减压孔板技术措施以均衡各层管道的流量，根据规范，当横支管压力超过0.4Mpa时需要减压。

自动喷洒支管换算剩余水头值按下式计算：(各层自喷剩余水头同消火栓计算公式)

H0=Hb(HzhHxh)

(4-7)

H式中

H

VH

oH01

(4-8)2V修正后的剩余水头，mH2O； 水流通过减压孔板后实际流速，m/s； 设计剩余水头，mH2O。

与自喷立管链接的支管管径为DN100，所以：

Q25.271034V3.22m/s 23.1423.140.1D445

第三篇：恒大绿州1#楼给水排水工程设计

华东交通大学 毕业设计任务书

课题名称恒大绿州1#楼给水排水工程设计 院（系）土木建筑学院专业指导教师兰蔚日期2012年1月

一、设计工程概况资料

1、环境条件：

恒大绿州1#楼给水排水工程位于西南某市中心，交通方便，市区给水排水管道齐全，供水水质符合生活饮水用水标准。该小区水源由城市自来水管网供给，各建筑采用独立加压给水（不允许该建筑水泵直接从自来水管网抽水）。自来水厂常年供水压力为0.3Mpa（但需考虑到由短时停电的可能）。

城市给水管网干管管径为500mm，管中心离地面1m。本市区无污水处理厂，室内污水需经化粪池处理后方可排入城市下水道。室外排水管道的直径为900mm，控制井的井深为

3.5m。室外雨水管道的管径为1200mm，控制窨井的井深为2.60m。本市区无城市供热管道。热源需自行解决，室内最冷月平均气温为5C。

2、建筑物功能：一、二、三层为商场，四层为设备层，五~二十层为客房，每套客房按两个床位计，每套客房均设有卫生间，内设有坐式大便器浴盆洗脸盆各一个，属综合性建筑。

3、建筑部面：

一层室内地坪为±0.00m，室外地坪标高为-0.30m，屋顶标高为69.6m；商场层高为

4.20m，设备层层高为4.20m，客房楼层层高为3.30m。

二、工程设计内容：

1、室内生活给水系统扩大初步设计；

2、室内排水系统扩大初步设计（包括雨水排水系统）。

3、室内热水供应系统扩大初步设计：要求全天供应热水，最不利点设计水温60C，并

且可随时得到所需要的水温；

4、室内消防给水系统扩大初步设计：包括消火栓给水系统和自动喷水灭火系统；

5、设备大样图：包括卫生间、水泵间等。

三、设计要求：

该楼给水排水工程设计要求：

1、不允许间断供水，并需考虑外网短时停水的应急措施；

2、管道均采用暗装，立管设置于管道井中，横管设置在地下室、管道设备层或吊顶内，管道不得敷设在风道内；

3、给水引入管应设水表井；

4、排水采用建筑合流制，生活污水用管道收集后排入化粪池，再排入城市污水管道，裙房厨房排出的污水含有大量食油，应设隔油池隔油；

5、要求采用全天全循环集中热水供应；

6、室外消防管道应布置成环状，室内应设消防水池。

四、设计文件要求：

1、设计说明书、计算书：

说明书和计算书要分别编写，要求文字简练，书写整齐；计算书要求列计算表，并附有计算简图。

设计说明书、计算书不少于4万字，其中外文摘要不少于200个词。

2、设计图纸：

1）要层平面布置图；

2）各系统轴测图（包括生活给水、排水、热水、消防和自喷等系统）；

3）大样图（包括：卫生间、水泵间或水加热间等）。

折合1号图纸不少于14张，其中至少有两张采用描图纸手绘。

五、设计时间安排

本次毕业设计时间为十六周（含毕业实习），具体时间安排如下：

第1周：熟悉本专业设计参考资料（设计手册、设计规范），从图书馆 或因特网上查找与本人设计任务有关的设计资料、熟悉设计要求。给水系统、排水系统方案确定。

第2周：消火栓和自喷系统方案确定。

第3周：热水方案确定，绘制系统。

第4～5周：毕业实习。

第6~8周：进行水力计算。

第9～14周：上机绘图。

第15周：整理设计书（建议边设计边整理）。

第16周：设计论文打印及毕业答辩。（一周）

六、参考资料：

1、建筑给水排水设计规范（GB50015-2003），中国计划出版社

2、高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95），中国计划出版社，20013、自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001），中国计划出版社

4、给排水制图标准（GBT50106-2001），中国计划出版社，20025、建筑设计防火规范（GBJ16-87），中国计划出版社，20016、建筑给水排水设计手册 陈耀中等编，中国建筑工业出版社，19957、给水排水工程快速设计手册（3）刘文镔主编，中国计划出版社，19998、建筑给水排水工程学 高明远 岳秀萍主编，中国建筑工业出版社，20029、给水排水设计手册1、2、10、11中国建筑工业出版社

10、建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程，中国建筑工业出版社，1998

第四篇：给水排水专业课程

画法几何与CAD制图、测量学、工程力学、有机化学、水文学与水文地质学、物理化学、水分析化学、水力学、水处理生物学、水泵及水泵站、建筑给水排水工程、水资源利用与保护、给水工程、排水工程、给水排水施工技术、水工艺仪表与控制、水工程经济

金工实习、测量实习、工程制图、管道工程安装实训、计算机应用及上机实习、建筑给水排水课程设计、工程施工实习、CAD制图训练、物理实验、力学实验、化学实验、水质分析实验、课程设计、认识实习、毕业实习、毕业设计(论文)等，一般安排40周左右。

就业方向：

从事给水工程、排水工程、建筑给水排水工程、水污染控制和水资源利用与保护的规划、设计、施工、运行管理、科研和教学等方面工作的高级工程技术人才。学生通过系统学习，主要掌握给水排水工程、水污染控制和水资源利用与保护等方面的基本理论、基本知识和基本技能，通过外语、工程设计、管理及规划方面的学习和训练，具有水科学和环境科学技术领域的工程设计、科学研究和管理规划等方面的能力。

第五篇：高层住宅楼主体工程验收报告

高层住宅楼主体工程验收报告

X高层住宅楼主体工程验收报告

一．工程概况：

工程名称：XX家园2#高层住宅楼 建设单位XX集团房地产开发公司

勘察单位：中国矿业大学岩土新技术发展公司 设计单位：XX市第三设计研究院；人防设计院 施工单位：XX集团建安公司 监理单位：XX市科苑监理公司 建筑面积：约30000M3 该工程为高层商住楼，地下2层，地上二十八层带塔楼建筑总高度为87.3M,其中负二层为人防工程，防护等级为六级，防火等级一级，负一层为普通地下室用作自行车库，地上31层塔楼为住宅。

本工程主体部分为钢筋砼剪力墙结构，室内隔墙采用 3.5MP加气砼块M5混合沙浆砌筑填充墙。主体工程抗震等级二级抗震，7度设防。一至十二层层高均为2.8米，一至八层墙厚为250mm,九至十二层墙厚为200mm。一至四层墙体砼等级为C35,五至十二层为C30，梁板砼等级均为C25。.本工程主体部分开工日期为XX年XX月XX日，十二层主体部分于XX年XX月XX日结束。二．施工资料： 该分部工程资料共9项

水泥出厂合格证及复试报告

15份 砂检测报告

12份 碎石检测报告

18份 砼外加剂

2份 钢筋出厂合格证及复试报告

12份 焊接试验报告，焊条，焊剂合格证

39份 砖砌块出厂合格证及试验报告

4份 砼试块检验报告

48组 砂浆试块检验报告

16组 该分部工程涉及质保资料共

162份

质保资料实有 160份，其中二组砂浆试块报告待28d强度。

质保资料除二组砂浆试块待报外，其余均符合要求。三．施工过程质量控制依据及措施：

控制依据：

（1）XX市第三建筑设计研究院设计的XX家园2#楼施工图、设计变更、图纸会审记录及XX集团建安公司编制的该工程施工组织设计。

（2）96G101混凝土结构施工图平面整体表示法图集，混凝土结构工程施工验收规范（GB50204----92）。（3）砌体工程施工质量验收规范(GB50203----2002),填充墙图集(XG961)。

（4）国家建设标准强制性条文。

（5）国家及江苏省有关的施工操作规范和验收标准。措施：

施工前，首先组织项目部及各施工班组认真学习《建筑法》，贯彻执行《XX省建筑工程管理条理》，学习施工规范及新的验收评定标准；熟悉图纸领会其设计意图，做好各分部分项工程的技术交底工作。在施工中坚持跟踪检查现场指导尽可能避免返工现象影响工程质量，建立建全各项管理体制，坚持班前布置班后检查总结，严格执行自检，互检，交接检的“三检”制度，加强质量管理，确保工程质量达到优良标准。四．施工过程控制： 1． 材料质量控制：

我们对材料的质量控制从材料的进场开始，严把进场材料的质量关，并在监理的见证下取样送检，待试验合格后方才使用，对试验不合格的材料坚决清除退场，杜绝不合格的材料在工程中出现。

2． 各分项工程的质量控制：

在施工中，我们始终坚持每道工序必经监理验收合格，方才进行下道工序的施工，严把工序质量关，保证各分项、分部的质量关。

2．1工程的测量放线：

该工程测量放线所用仪器采用国家二级标准测量仪器，对仪器有专人使用，并经常校验以确保测量的精度，对测量用基准点严格保护并在施工期间定期复核确保测量正确。每次测量结束后立即请监理复核验收，保证测量的准确性。2．2钢筋工程：

钢筋工程分钢筋的制作和绑扎，钢筋由钢筋车间统一制作。首先对进入加工车间的钢筋在监理见证下分类按量进行取样送检，待复试合格后再加工制作，对于加工好的钢筋根据图纸设计及施工规范检查，并在需要焊接的部位在监理见证下随机取样送检，合格后再绑扎成品钢筋。对于钢筋的质量如油渍及老锈，则必须先清除干净。进入施工现场的钢筋按部位，型号分类堆放整齐，经监理复验后才进行绑扎。在绑扎过程中跟踪检查以避免出现返工现象影响工程质量和进度，钢筋绑扎完毕后我们针对钢筋的直径，规格型号，位置，数量及其锚固长度，搭接长度，几何尺寸，保护层厚度等进行自检，互检，交接检，检查合格后报监理验收，待监理验收合格后才进行下道工序施工，为保证在砼浇筑时钢筋不变形，不移位，我们安排有责任心的钢筋工值班，随时调整暗柱，剪力墙等钢筋的位置。2．3模板工程：

为保证工程质量，首先对模板的材料进行选择。外墙面采用竹胶板组合大模板施工，内墙面采用组合钢模板施工。在模板组合前对模板设计作了设计计算并有具体设计计算书。模板安装前，首先对施工缝的清理进行检查验收，待清理干净后方才进行安装，模板安装时对模板的清理及离模剂的刷涂进行检查，对施工工人进行构件的几尺寸、形状、轴线位置标高进行技术交底。在施工中如出现不符合图纸设计及施工规范的工序立即制止。模板安装完毕后为保证其强度、刚度及稳定性，再对模板及其支架进行支撑的检查，重点控制支杆，水平杆的间距及其固定的稳定性；检查斜撑的位置及数量，检查梁柱墙接点处的墙洞是否符合要求，对于大跨度板检查模板起供处的高度是否符合设计要求，待模板全部安装完毕后再进行复查重点检查模板的轴线标高、断面尺寸、墙体模板的垂直度及平整度。各项检查合格后报监理验收，经监理验收合格后才进行下道工序施工，砼浇注时为防止在浇注砼模板出现意外胀模，发生意外，特安排专人值班负责检查，随时处理问题。模板的拆除：在拆模前对同条件养护的试块进行试压，待强度达到规范要求后报监理验收合格后方才拆模。2.4砼工程：

砼工程在施工之前首先对上道工序进行验收复查，并上报砼开盘报告，请监理对各上道工序进行复核，同时制定砼浇注方案及对工人进行技术交底，且检查砼浇注前的一切准备工作是否完毕，待监理同意后方才进行砼浇注。

本工程的砼是有XX集团搅拌站集中搅拌，然后再用搅拌车送到施工现场，再由泵车泵送至浇注部位，为保证砼的入模时间，选择最短运距运送，同时严格控制砼在现场的停滞时间，在施工现场随时检查砼的塌落度，严格控制砼的水灰比，从而保证砼的质量，在监理的旁站下选其代表性留置试块送检。

砼浇注时，现场管理人员指挥施工人员按照一定的施工顺序进行浇注，并有专人负责振捣，严禁出现漏振现象，对于门窗洞口两侧及其他钢筋较密集地方，重点检查其振捣质量以确保砼不出现空洞，现浇砼板除振动棒点震外再用平板振动器振平振实以防止出现漏震。砼在浇筑完毕后，检查其表面找平情况，重点检查其标高是否符合要求，表面的密实度和施工缝的处理，尤其是楼梯施工缝的处理。砼在找平时为避免出现裂缝采取二次抹压并用薄膜覆盖控制了裂缝的出现，同时二次抹压对橱卫间的渗漏也增加了一定的防水效果。每次砼浇筑完毕后均安排专人负责养护，且养护时间都未少于7天。2．5砌体工程：

本工程砌体为加气砼填充墙，材料进场后在监理见证下取样送检，待复试合格后才进行砌筑，砌筑前对工人进行技术交底。对砌体的检查重点检查墙体的垂直度与平整度，轴线，水平灰缝，竖直灰缝，门窗洞口的偏差，自检合格后报监理验收。

总之对于每个分项工程我们都始终坚持“百年大计，质量第一”的原则，严把工程的质量关，杜绝了一切不合格的工序在工程中出现。

五．验收结论：

本工程一至十二层主体部分已完成合同约定内容，质保资料基本齐全，分项工程共计 93 项，其中经监理认定为60项优良，优良率为 64.5%

，本工程自施工以来未出现任何质量安全事故，自评等级优良。

项目经理：

技术负责人：

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