某住宅建筑給排水畢業(yè)設(shè)計

北京市某住宅建筑給排水設(shè)計摘要該建筑位于北京市，是集商業(yè)、住宅于一體的高層建筑，總建筑面積24097.07m2，地上33層，地下2層，建筑高度96m，屬于一類公共建筑。因為該建筑物屬于高層建筑，所以其給水排水系統(tǒng)的設(shè)計需按照高層建筑給水排水要求完成。根據(jù)掌握的實際情況，對建筑物內(nèi)各衛(wèi)生器具設(shè)備的給排水情況及其使用性質(zhì)等相結(jié)合，設(shè)計如下給排水系統(tǒng)：給水系統(tǒng)：該建筑采用豎向分區(qū)供水，與變頻水泵、減壓閥相接合滿足各用戶的用水要求；市政管網(wǎng)用水考慮到為了保障供水質(zhì)量，又經(jīng)濟節(jié)約，所以從市政管網(wǎng)引出兩條給水管。排水系統(tǒng)：本設(shè)計采污廢水和流排放體制。管材使用PVC-U管，因為其質(zhì)地優(yōu)良，可承受高強度的壓力沖擊，耐化學腐蝕，衛(wèi)生間設(shè)置專用通氣立管。消防系統(tǒng)：該建筑地下一、二層，商場一二層設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)，1~33層住宅區(qū)設(shè)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)設(shè)專用消火栓給水管網(wǎng)，豎向分為兩個區(qū)；室外消防管網(wǎng)的布置要求布置成環(huán)狀管網(wǎng)且室外設(shè)地下式水泵接合器兩套，便于消防車使用。熱水系統(tǒng)：家用式燃氣熱水器，即開即用，無需等待，占地面積小，所以該建筑住戶所需熱水通過家用式燃氣熱水器供給。雨水系統(tǒng)：本建筑設(shè)置四根雨水立管，采用內(nèi)排水系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：給水；排水；消防；消火栓；自動噴淋；雨水；高層建筑WatersupplyanddrainagedesignofaresidentialbuildinginBeijingcityAbstractThebuildingislocatedinBeijing,itisacommercialandresidentialinoneofthehigh-risebuildings,withatotalconstructionareaof24097.07m2,33floorsabovegroundand2undergroundfloors,buildingheightis96m,whichbelongstoaclassofpublicbuildings.Becauseofthebuildingbelongstothehigh-risebuildings,thedesignofwatersupplyanddrainagesystemmustbecompletedinaccordancewiththerequirementsforhigh-risebuildingwatersupplyanddrainage.

Accordingtotheactualsituation,it’suseforwatersupplyanddrainageandotherpropertiesofthecombinationofvarioussanitarywareequipmentinthebuilding,combiningdesignofwatersupplyanddrainagesystemasfollows:Watersupplysystem:thebuildingadoptstheverticaldivisionwithvariablefrequencypumps,pressurereducingvalvejointmeetthewaterrequirementsoftheusers;municipalwaterpipenetworkintoconsiderationinordertoprotectwaterquality,andeconomical,sotwoleadscomefromthemunicipalpipenetworkwater.Drainagesystem:Thedesignofminingwasteandsewagedischargeflowsystem.PipeusingPVC-Upipes,becauseofitsfinetexture,cansupporthighstrengthpressureshock,resistancetochemicalcorrosion,toiletsetspecialventilationpipe.Fireprotectionsystem:thebuildingundergroundlayerandthesecondfloor,storealayerandthesecondsetautomaticsprinklersystem,from1to33floorresidentialfirehydrantsystem.Interiordesigndedicatedfirehydrantwatersupplynetwork,verticallydividedintotwozones;layoutrequirementsoutdoorfirepipenetworkarrangedinaringnetworkandperipheralchamberundergroundpumpadaptersets,easytousefire.Waterheatingsystems:Householdgaswaterheater,out-of-the-box,withoutwaitingfor,coveranareaofanareasmall,sothebuildingneededhouseholdhotwatersupplybydomesticgaswaterheater.Rainwatersystem:Thebuildingsetfourrainwaterriser,usingthedrainsystem.Keywords:watersupply;drainage;fire;firehydrant;sprinkler;rainwater;high-risebuilding目錄TOC引言-1-第1章建筑給水系統(tǒng)-2-1.1方案的擬定-2-1.2供水系統(tǒng)分類比擬-3-1.3給水系統(tǒng)方案確實定-4-1.4給水管網(wǎng)水力計算-5-1.4.1用水量計算-5-1.4.2設(shè)計秒流量-6-1.4.3地下室內(nèi)貯水池-7-1.4.4低區(qū)〔1~4層〕給水管網(wǎng)水力計算-8-1.4.6高區(qū)〔20~33層〕給水管網(wǎng)水力計算-13-1.4.6高區(qū)〔20~33層〕給水管網(wǎng)水力計算-13-1.5管材-15-1.6給水管道布置與設(shè)備安裝要求-15-1.6.1室內(nèi)給水管道的布置-15-1.6.2室內(nèi)給水管道的敷設(shè)-16-第2章建筑消防給水系統(tǒng)-19-2.1方案的選定-19-2.2方案技術(shù)的選定-19-2.3消防系統(tǒng)-20-2.4消防給水系統(tǒng)方案確實定-21-2.5室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)-21-2.5.1消火栓的布置-21-2.5.2消火栓口所需的水壓-22-2.5.3水槍噴嘴的出流量-23-2.5.4水帶阻力-23-2.5.5消火栓口所需的水壓-23-2.5.6校核-24-2.5.7水力計算-24-2.5.8其他設(shè)施的設(shè)計-25-2.6自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算-27-2.6.1自動噴水滅火水力計算的根本數(shù)據(jù)-27-2.6.2自噴系統(tǒng)水力計算-27-2.6.3消防水池容積的計算-30-2.7室外消防給水系統(tǒng)-30-2.7.1室外消防給水管網(wǎng)-30-2.7.2室外消火栓-30-2.8管材-31-2.9消防管道布置及設(shè)備安裝要求-31-2.9.1高層建筑消火栓給水管網(wǎng)布置-31-2.9.2自動噴水滅火系統(tǒng)管道及閥門等設(shè)置-32-第3章建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計計算-33-3.1污廢水排水系統(tǒng)-33-3.2排水系統(tǒng)方案確實定-33-3.2.1確定的根本原那么-33-3.2.2排水系統(tǒng)方案比選-34-3.3排水系統(tǒng)組成-34-3.4排水系統(tǒng)水力計算-35-3.4.1建筑生活排水管道設(shè)計秒流量-35-3.4.2排水立管水力計算-36-3.4.3排水橫支管水力計算-36-3.4.4排水出戶管設(shè)計流量-37-3.4.5排水支管敷設(shè)-38-3.5化糞池的設(shè)計計算-38-3.6集水井及排水泵計算-40-3.7排水管道布置及設(shè)備安裝要求-40-3.7.1排水管道的布置-40-第4章建筑雨水排水系統(tǒng)-45-4.1建筑雨水排水系統(tǒng)設(shè)計說明-45-4.2設(shè)計流量-45-4.2.1雨水設(shè)計流量計算-45-4.2.2暴雨強度計算-46-4.2.3雨水斗的選用-46-4.2.4連接管-46-4.2.5懸吊管設(shè)計-46-4.2.6立管設(shè)計-47-4.2.7排出管設(shè)計-47-4.2.8埋地管設(shè)計-47-結(jié)論與展望-49-致謝-49-參考文獻-49-插圖清單圖1-1給水下行上給式原理圖-4-圖1-2低區(qū)1~4層給水管網(wǎng)水力計算用圖-8-圖1-3中區(qū)5~19層給水管網(wǎng)水力計算用圖-11-圖1-4高區(qū)20~33層給水管網(wǎng)水力計算用圖-13-圖2-1自噴系統(tǒng)圖-29-表格清單表1-1生活給水管道的水流速度-7-表1-2衛(wèi)生器具的給水額定流量、當量、連接管公稱管徑和最低工作壓力-7-表1-3低區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔1~4層〕-9-表1-4水表的水頭損失允許值〔kPa〕-10-表1-5中區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔5~19層〕-12-表1-6高區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔20-33層〕-14-表1-7管道與管道、墻、梁、柱及設(shè)備之間間距-16-表1-8一般衛(wèi)生潔具給水管的安裝高度-17-表2-1自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)-20-表2-2水槍水流特性系數(shù)-23-表2-3水帶阻力系數(shù)值表-23-表2-4消火栓給水系統(tǒng)配管水力計算表-24-表2-5減壓穩(wěn)壓消火栓設(shè)置情況表-26-表2-6自動噴水滅火系統(tǒng)根本設(shè)計參數(shù)-27-表2-7自噴系統(tǒng)最不利管段水力計算表-29-表3-1本工程可供選擇的排水系統(tǒng)方案-34-表3-2衛(wèi)生器具排水流量、當量和排水管的管徑-35-表3-3衛(wèi)生間、廚房和陽臺當量數(shù)-35-表3-4排水立管最大設(shè)計排水能力-36-表3-5排水立管設(shè)計流量-36-表3-6排數(shù)管道的最大計算充滿度-36-表3-7排水水力計算表-37-表3-8硬聚氯乙烯排水出戶管〔PVC-U〕水力計算表-37-表3-9排水出戶管設(shè)計流量-38-表3-10異層排水和同層排水支管〔地漏〕敷設(shè)方式和特點-38-表3-11化糞池型號尺寸參數(shù)-40-表3-12排水管的最小埋設(shè)深度-42-表3-13間接排水口的最小空氣間隙-43-引言本次設(shè)計在選題的過程中，考慮到地區(qū)性、建筑性質(zhì)，選用高層建筑，建筑類別相對高級，進行建筑給水排水工程的設(shè)計，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。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論是在技術(shù)深度上，還是廣度上，都超過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：高層建筑給水排水設(shè)備的使用人數(shù)多，瞬時的給水量和排水流量，以及經(jīng)濟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題，以保證供水平安可靠、排水通暢和維護管理方便。下面就高層建筑給水排水工程的主要特點介紹如下：〔1〕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，必須對給水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)進行合理的豎向分區(qū)，加設(shè)減壓設(shè)備以及中間和屋頂水箱，使系統(tǒng)運行完好。〔2〕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)置平安可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)，滿足各類消防的要求，而且消防給水的設(shè)計應(yīng)“立足自救”，方可保證及時撲滅火災(zāi)，防止重大事故發(fā)生?！?〕高層建筑對防噪聲、防震等要求較高，但室內(nèi)管道及設(shè)備種類繁多、管線長、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，不影響周圍環(huán)境，使系統(tǒng)平安運行。第1章建筑給水系統(tǒng)生活給水系統(tǒng)主要是供衛(wèi)生間、洗滌盆、淋浴、沖廁所便器等生活用水，通過管網(wǎng)送到用水點的水質(zhì)必須符合國家規(guī)定的飲用標準，送至配水點的水必須滿足水量、水壓和水質(zhì)的要求。1.1方案的擬定1.方案的形成室內(nèi)給水系統(tǒng)合理的供水方案，應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、市政管網(wǎng)所能提供的水壓和工作情況、各種衛(wèi)生器具所需的壓力、室內(nèi)消防所需的設(shè)備程度及用水點的分布情況加以選擇。2.高層給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)建筑高96m，其中供水高度93.1m，分區(qū)過小，設(shè)備將增多，投資維護管理費用增加；分區(qū)過大，會產(chǎn)生超壓，對低區(qū)產(chǎn)生不利影響，分析如下：〔1〕靜水壓力過大，閥門或水龍頭關(guān)閉時易產(chǎn)生水錘，水流噪音和震動，對管材和配件產(chǎn)生機械磨損，甚至破裂?！?〕給水系統(tǒng)低層配水點壓力過高，將引起水量地再分配，低層會出現(xiàn)水量過大，上層會出現(xiàn)水量過小現(xiàn)象，破壞管網(wǎng)的流量平衡?！?〕管網(wǎng)壓力過大，低層水龍頭開啟，水流噴濺，使用不便。所以，合理確定分區(qū)壓力值至關(guān)重要，根據(jù)我國的《建筑給水排水設(shè)計標準》GB50015－2003規(guī)定：各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點出的靜水壓力不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa；水壓大于0.35MPa的入戶管，宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施；各分區(qū)最不利配水點的水壓，應(yīng)滿足用水水壓的要求。城市管網(wǎng)提供的可靠水壓250kPa。本設(shè)計是33層的高層住宅建筑，地下一層是車庫，地下二層是設(shè)備層，裙房一層和二層是商業(yè)區(qū)，主樓1~33層為住宅，每層8戶。本設(shè)計分高中低區(qū)進行供水，低區(qū)〔1~4層〕用水由市政管網(wǎng)供水提供。中區(qū)〔5~19層〕、高區(qū)〔20~33層〕采用水泵房變頻泵組供水。由于市政管網(wǎng)提供的壓力在高層建筑中不能滿足直接供水的要求，有必要對管網(wǎng)供水進行提升或加壓，一般高層建筑設(shè)計使用高位水箱供水方式或采用變頻水泵，供水壓力穩(wěn)定。當高層建筑豎向分區(qū)確定后，最重要的問題是采用何種給水形式，從而確定經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，供水平安可靠的給水系統(tǒng)。根據(jù)高層建筑給水技術(shù)現(xiàn)狀，給水系統(tǒng)可以概括為以下三種：〔1〕高位水箱給水系統(tǒng)：一次提升屋頂水箱直接供水方式。優(yōu)點：系統(tǒng)簡單，設(shè)備少，維護管理容易。缺點：適用于12層以下的住宅、旅館和辦公樓，分區(qū)時上部的用水量占總用水量的很少局部。〔2〕氣壓罐〔氣壓設(shè)備〕給水系統(tǒng)：該系統(tǒng)是利用密閉水罐內(nèi)空氣可被壓縮的性能，根據(jù)波瑪定律來提高空氣壓力對水加壓的過程。優(yōu)點：具有隱蔽性，適用于住宅、地震區(qū)和其它不宜建造高位水箱的地區(qū)和場合。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一次性投資大，維護工作量較大?！?〕無水箱給水系統(tǒng)：這種方式是控制水泵在供水壓力恒定的情況下，使水泵的出水量隨管網(wǎng)的用水量的變化而變化，實現(xiàn)變流量供水。包括水泵恒速變流量和水泵變頻調(diào)速供水。A.水泵恒速變流量適用于用水量較大的建筑群，不適用于單體高層建筑。B.水泵變頻調(diào)速供水優(yōu)點：高效節(jié)能；設(shè)備占地面積少，不設(shè)高位水箱，減少了建筑負荷，節(jié)省水箱的占地面積，而且也防止了水箱二次污染。綜上三種給水方式，參照有關(guān)資料進行技術(shù)經(jīng)濟分析：由于該建筑用水量比擬均勻，可采取A方案；從節(jié)能的角度考慮，可選B方案。高位水箱供水管材使用量多，加大了對工程的投資額度，而且還增加了建筑物的負荷，假設(shè)將水一次性加壓至屋頂水箱，再自流供水，不但不節(jié)能且減壓閥減壓值大，一旦減壓閥失靈對閥后用水存在平安隱患。采用變頻水泵供水，既減少了樓體荷載，又節(jié)省了平時水箱的維護管理費用。經(jīng)過方案的比擬，采用變頻水泵供水是平安又合理的。1.2供水系統(tǒng)分類比擬供水系統(tǒng)按照水平配水干管的鋪設(shè)位置分為：1.下行上給式水平配水干管敷設(shè)最低層〔明裝、埋設(shè)或溝敷〕、地下室或天花板下。居住住宅、公共建筑和工業(yè)建筑在利用外網(wǎng)水壓直接供水和變頻泵供水時多采用這種方式。優(yōu)點是圖式簡單，明裝時便于安裝維修，不存在上行下給式的損壞墻面問題。缺點是與上行下給式相比為最高層配水點流出水頭較低，埋地管道檢修不便。2.上行下給式水平配水干管敷設(shè)在頂層天花板下或吊頂之內(nèi)，對于非冰凍地區(qū)，也有敷設(shè)在屋頂?shù)模瑢τ诟邔咏ㄖ部稍O(shè)在技術(shù)夾層內(nèi)。設(shè)有高位水箱的居住樓、公共建筑和工業(yè)廠房多采用這種方式。優(yōu)點是最高層配水點流出水頭稍高。缺點是安裝在吊頂內(nèi)的配水管可能因漏水或結(jié)露損壞吊頂和墻面，要求外網(wǎng)水壓稍高一些，管材消耗也比擬多些。根據(jù)以上的分析，本設(shè)計各個分區(qū)均采用下行上給式。其原理圖如下：圖1-1給水下行上給式原理圖1.3給水系統(tǒng)方案確實定該建筑為高層建筑，市政管網(wǎng)所提供的最小資用水頭為250kPa,假設(shè)只采用一個給水系統(tǒng)供水，建筑低層的配水點所受的靜水壓力很大，易產(chǎn)生水錘，損壞管道及附件，流速過大產(chǎn)生水流噪音；低層壓力過大，開啟水龍頭時，水流噴濺嚴重；使用不便，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計標準》，衛(wèi)生器具的最大靜水壓力不宜超過0.45MPa。由于其層數(shù)多，豎向高度大，為防止低層配水點靜水壓力過大，進行豎向分區(qū)。據(jù)設(shè)計資料以及標準中的要求并結(jié)合該樓的功能分區(qū)，將該建筑在豎向上分為3個供水區(qū)，低區(qū)為1~4層；中區(qū)為5~19；高區(qū)為20~33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0.2MPa左右，使供水到達最大舒適度[1]。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，可以實現(xiàn)水泵流量供水時保持高效運行，使運行更可靠、更合理、更加節(jié)能。變頻調(diào)速水泵具有以下優(yōu)點：〔1〕設(shè)備時刻監(jiān)測供水量，使機組處于高效節(jié)能的運行狀態(tài)。水泵軟啟動，啟動電流小，能耗少?！?〕設(shè)備占地面積小，不設(shè)高位水箱，減少了建筑負荷，節(jié)省水箱占地面積，又可有效的防止水質(zhì)的二次污染，給水系統(tǒng)也隨之相應(yīng)簡化?！?〕水泵軟啟動，減少了水泵機組的機械沖擊和磨損，因而延長了設(shè)備的使用壽命?！?〕管理簡便、運行可靠?！?〕無負壓設(shè)備可以充分利用市政管網(wǎng)的壓力，并且不會使市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓?！?〕無負壓供水設(shè)備不需設(shè)水池，防止二次污染。前已述及，該建筑給水系統(tǒng)豎向分三個供水區(qū)，地上1~4層為低區(qū)，利用市政管網(wǎng)供水壓力直接供水，5~19層為中區(qū)，20~33層為高區(qū)。中區(qū)和高區(qū)采用變頻調(diào)速水泵供水。機組設(shè)置在地下二層給水設(shè)備間。1.4給水管網(wǎng)水力計算進行給水管網(wǎng)最不利管段的水力計算，目的是算出各管段的設(shè)計秒流量，各管段的長度，計算出每個管段的當量數(shù)，進而根據(jù)水力計算表查出各管段的管徑，每米管長沿程水頭損失，計算管段沿程水頭損失，最后算出管段水頭損失之和，進而根據(jù)水頭損失算出所需壓力。本棟建筑住宅為33層，由設(shè)計資料可知每層為8戶居民。根據(jù)設(shè)計標準，住宅區(qū)為普通住宅Ⅱ，最高日生活用水定額取250L/(人?d)，小時變化系數(shù)取=2.5，每戶3.5人，那么該建筑居住人數(shù)為33×8×3.5=924人，使用時數(shù)取T=24。1.4.1用水量計算建筑住宅用水定額及用水量計算最高日用水量〔1-1〕式中：——設(shè)計單位數(shù)；——單位用水定額，住宅用水量標準取250，該值是根據(jù)當?shù)貙嶋H用水情況確定。那么最高日用水量。最大小時生活用水量〔1-2〕式中：——最高日生活用水量；——每日使用時間；——小時變化系數(shù)。那么最大小時生活用水量。商場用水定額及用水量計算本棟建筑裙樓1~2層為商場，根據(jù)《建筑給排水設(shè)計標準》確定商場用水量標準為，由設(shè)計圖紙可知商場建筑面積為，時變化系數(shù)取，使用時數(shù)，商場局部由市政管網(wǎng)直接供水。最高日用水量式中：——設(shè)計單位數(shù)；——單位用水定額，商場用水量標準為。那么最高日用水量。最大小時生活用水量式中：——最高日生活用水量；——每日使用時間；——小時變化系數(shù)。那么最大小時生活用水量。1.4.2設(shè)計秒流量當前我國使用的住宅生活給水管道設(shè)計秒流量公式是：(1-3)式中———計算管段的設(shè)計秒流量，L/s；———計算管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出水概率，%；———計算管段的衛(wèi)生器具的給水當量總數(shù)；0.2———以一個衛(wèi)生器具給水當量的額定流量的數(shù)值，其單位為L/s。設(shè)計秒流量是根據(jù)建筑物配置的衛(wèi)生器具給水當量和管段的衛(wèi)生器具給水當量同時出流概率來確定的，而衛(wèi)生器具的給水當量同時出流的概率與衛(wèi)生器具的給水當量數(shù)和其平均出流概率有關(guān)[2]。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果得衛(wèi)生器具給水當量的同時出流概率計算公式為：(1-4)式中———對于不同的衛(wèi)生器具的給水當量平均出流概率的系數(shù)衛(wèi)生器具的給水當量平均出流而計算管段最大用水時概率計算公式為：(1-5)式中———生活給水管道最大用水時衛(wèi)生器具的給水當量平均出流概率，%；———最高日用水定額，L/(人·d)；m———用水人數(shù)，人；———小時變化系數(shù)；T———用水時間。由此式得出的查GB50015-2003中~值對應(yīng)表，求出。由《建筑給水排水設(shè)計標準》附錄D可以查出〔內(nèi)插法〕。一到二層為商場，因此，設(shè)計秒流量公式為：＝0.2(1-6)式中——計算管段的生活設(shè)計秒流量，L/s；——計算管段的衛(wèi)生器具當量總數(shù)；——根據(jù)建筑物用途確定的系數(shù)。商場值取1.5，即設(shè)計秒流量為：＝0.2＝0.2×1.5×＝0.3〔L/s〕《建筑給水排水設(shè)計標準》GB50015-2003〔2009年版〕第3.6.9條對生活給水管道的水流速度有一定的要求。表1-1為生活給水管道的水流速度。表1-1生活給水管道的水流速度公稱直徑〔mm〕15~2025~4050~70≥80水流速度〔m/s〕≤1.0≤1.2≤1.5≤1.8《建筑給水排水設(shè)計標準》GB50015-2003〔2009年版〕第3.1.14條對衛(wèi)生器具的給水額定流量、當量、連接管公稱管徑和最低工作壓力有相應(yīng)的規(guī)定。表為本工程各種衛(wèi)生器具的給水額定流量、當量、連接管公稱管徑和最低工作壓力[17]。表1-2衛(wèi)生器具的給水額定流量、當量、連接管公稱管徑和最低工作壓力序號給水配件名稱額定流量〔L/s〕當量連接管公稱管徑〔mm〕最低工作壓力〔MPa〕1廚房洗滌盆0.151.00150.0502洗臉盆0.150.75150.0503沐浴器0.150.75150.0504大便器沖洗水箱浮球閥0.100.50150.0205家用洗衣機0.201.00150.0501.4.3地下室內(nèi)貯水池貯水池分為兩格，并能獨立工作或分別泄空，以便清洗與檢修。貯水池進水管和出水管布置在相對位置，以便池內(nèi)貯水經(jīng)常流動，防止滯留和死角，以防貯水水質(zhì)發(fā)生變化。貯水池設(shè)有防水設(shè)施，防止貯水滲漏和地下水滲入。貯水池設(shè)水位指示器，將水位情況反響到泵房和控制室。生活水池與消防水池分別設(shè)置，并且根據(jù)具體設(shè)計情況，生活貯水池容積按該建筑最高日用水量的20%~25%計算，本設(shè)計取20%〔1〕貯水池容積V=20%Qd=20%×234.28=46.856m3，取水池容積為50m3；〔2〕池尺寸確定長×寬×高=4.0×4.0×3.5=56m3>46.856m3；〔3〕貯水池構(gòu)造a、貯水池由不銹鋼板制成，不會對水質(zhì)造成污染。b、貯水池設(shè)進水管、出水管、通氣管、引流管、泄水管、水位信號裝置、液位計。引流管口徑應(yīng)比進水管口徑大一級。c、貯水池亦作吸水井，以充分利用其有效容積。d、貯水池應(yīng)設(shè)計成保證池內(nèi)水經(jīng)常流動，防止死角，進水管和出水管在相對的位置不宜靠近。e、貯水池設(shè)溢流液位和最低報液位警信號[3]。1.4.4低區(qū)〔1~4層〕給水管網(wǎng)水力計算根據(jù)低區(qū)水力計算用圖1-2·，1~4層管網(wǎng)水力計算成果見表1-3。圖1-2低區(qū)1~4層給水管網(wǎng)水力計算用圖表1-3低區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔1~4層〕計算管段編號當量總數(shù)同時出流概率U〔%〕設(shè)計秒流量q

〔L/S〕管徑

DN(mm)流速

v(m/s)單阻

i(kPa)管長(m)沿程水頭損失〔kPa)0-10.7551.660876070.08150.500.27510.2751-21.551.660876070.15150.750.5640.950.53582-3251.660876070.21151.001.0395.65.81843-4351.660876070.31200.820.4531.354-5451.660876070.41201.050.703149.8425-61626.82726920.86320.840.2612.90.75696-73219.521708311.25321.230.5192.91.50517-84816.279983911.56400.940.2342.90.67868-96414.345715211.84401.100.315113.4659-106414.345715211.84401.100.31561.89∑hy=26.1168kPa由圖表可知：〔其中0.8為配水嘴距室內(nèi)地坪的安裝高度〕?！布醋畈焕c水嘴的最低工作壓力〕。計算水表的水頭損失，水表的水頭損失可按下式計算：=〔1-7〕式中——水表的水頭損失，kPa；——計算管段的給水設(shè)計流量，/h；——水表的特征系數(shù)，一般由生產(chǎn)廠提供，也可按下述計算：旋翼式水表：；螺翼式水表：,其中為水表的過載流量，/h。水表的水頭損失應(yīng)滿足表1-4的規(guī)定，否那么應(yīng)適當放大水表的口徑。表1-4水表的水頭損失允許值〔kPa〕表型正常用水時消防時旋翼式小于24.5小于49.0螺翼式小于12.8小于29.4選用LXL-100型旋翼式水表〔常用流量為50m3/h，過載流量為120m3/h〕，性能系數(shù)，那么該水表的水頭損失是：故室內(nèi)所需的壓力=115+33.94+0.21+50=199.15kPa式中H——建筑內(nèi)給水系統(tǒng)所需水壓，kPa；H1——引入管起點到最不利點的靜水壓，kPa;H2——引入管起點到最不利點的管路水頭損失之和，kPa。H3——水流流過水表時的水頭損失，kPa；H4——最不利配水點所需最低工作壓力，取50kPa。室內(nèi)所需的壓力小于市政給水管網(wǎng)常年供水壓力250kPa，可以滿足1~4層供水要求，不再進行調(diào)整計算。1.4.5中區(qū)〔5~19層〕給水管網(wǎng)水力計算根據(jù)中區(qū)水力計算用圖1-3，5~19層管網(wǎng)水力計算成果見表1-5。圖1-3中區(qū)5~19層給水管網(wǎng)水力計算用圖表1-5中區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔5~19層〕計算管段編號當量總數(shù)同時出流概率U〔%〕設(shè)計秒流量q

〔L/S〕管徑

DN(mm)流速

v(m/s)單阻

i(kPa)管長(m)沿程水頭損失〔kPa)0-10.7551.660876070.08150.500.27510.2751-21.551.660876070.15150.750.5640.950.53582-3251.660876070.21151.001.0395.65.81843-4351.660876070.31200.000.45031.354-5451.660876070.41201.050.703149.8425-61626.82726920.86320.840.2612.90.75696-73219.521708311.25321.230.5192.91.50517-84816.279983911.56400.940.2342.90.67868-96414.345715211.84401.100.3152.90.91359-108013.024803492.08500.760.1192.90.345110-119612.04921332.31500.870.3582.91.038211-1211211.290634442.53500.950.5172.91.499312-1312810.678914522.73501.040.3922.91.136813-1414410.17203482.93501.110.2832.90.820714-151609.7430886363.12501.190.2632.90.762715-161769.373941913.30501.250.2912.90.843916-171929.0518677013.48501.320.3192.90.925117-182088.7676353953.65501.380.3482.91.009218-192248.514365263.81501.440.3752.91.087519-202408.2868106483.98501.500.52925.513.489520-212408.2868106483.98501.500.52963.174∑hy=47.8073kPa1.4.6高區(qū)〔20~33層〕給水管網(wǎng)水力計算根據(jù)高區(qū)水力計算用圖1-4，20~33層管網(wǎng)水力計算成果見表1-6。圖1-4高區(qū)20~33層給水管網(wǎng)水力計算用圖表1-6高區(qū)給水管網(wǎng)水力計算表〔20-33層〕計算管段編號當量總數(shù)同時出流概率U〔%〕設(shè)計秒流量q

〔L/S〕管徑

DN(mm)流速

v(m/s)單阻

i(kPa)管長(m)沿程水頭損失〔kPa)0-10.7551.660876070.08150.500.27510.2751-21.551.660876070.15150.750.5640.950.53582-3251.660876070.21151.001.0395.65.81843-4351.660876070.31200.000.45031.354-5451.660876070.41201.050.703149.8425-61626.82726920.86320.840.2612.90.75696-73219.521708311.25321.230.5192.91.50517-84816.279983911.56400.940.2342.90.67868-96414.345715211.84401.100.3152.90.91359-108013.024803492.08500.760.1192.90.345110-119612.04921332.31500.870.3582.91.038211-1211211.290634442.53500.950.5172.91.499312-1312810.678914522.73501.040.3922.91.136813-1414410.17203482.93501.110.2832.90.820714-151609.7430886363.12501.190.2632.90.762715-161769.373941913.30501.250.2912.90.843916-171929.0518677013.48501.320.3192.90.925117-182088.7676353953.65501.380.3482.91.009218-192248.514365263.81501.440.37563.223.719-202248.514365263.81501.440.37562.25∑hy=56.0063kPa1.4.7中高區(qū)生活給水泵的計算與選擇變頻調(diào)速供水方式，水泵的出水量要滿足系統(tǒng)頂峰用水要求，故中高區(qū)水泵的出水量應(yīng)按中高區(qū)給水系統(tǒng)的設(shè)計秒流量確定。中高區(qū)的水表設(shè)置同低區(qū)，選用LXL-100型旋翼式水表，故水表水頭損失為kPa。由表1-5，中區(qū)給水設(shè)計秒流量為=3.98L/s。中區(qū)最不利點為洗臉盆，流出水頭取50kPa。所需壓力：kPa由表1-6，高區(qū)給水設(shè)計秒流量為=3.81L/s。高區(qū)最不利點為洗臉盆，流出水頭取50kPa。所需壓力：kPa該設(shè)計中，中高區(qū)根據(jù)流量和揚程各選用一套無負壓變頻機組向中高區(qū)供水。每層水表前均設(shè)減壓穩(wěn)壓閥。1.5管材鍍鋅鋼管是我國長期以來在生活給水中采用的主要管材，鍍鋅鋼管質(zhì)地堅硬，剛度大，市場供給完善，施工經(jīng)驗成熟。但鍍鋅鋼管也存在著一些問題：管道由于長期工作，鍍鋅層逐漸磨損脫落，鋼體外露，管壁腐蝕，出現(xiàn)黃水，污染水質(zhì)，污染衛(wèi)生潔具；長久的銹蝕使管道斷面縮小，水流阻力增大。本設(shè)計中給水系統(tǒng)采用給水PP-R聚丙烯管。具有以下優(yōu)點：〔1〕耐高溫、高壓?！?〕熱熔連接，方便快捷、平安牢固?！?〕噪聲水平低?！?〕抗老化性能優(yōu)異，最短使用壽命50年?！?〕施工簡單，操作時間短：用專門工具連接，管件連接瞬間完成?！?〕接頭內(nèi)壁通暢：接口同水管等徑，阻水性小。1.6給水管道布置與設(shè)備安裝要求室內(nèi)給水管道的布置給水管道的布置與建筑物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)情況、用水要求、配水點和室外給水管道的位置以及給水系統(tǒng)的給水方式等有關(guān)，一般應(yīng)符合以下原那么和要求。1.確保供水平安的良好的水力條件，力求經(jīng)濟合理室內(nèi)給水管道應(yīng)在滿足水量、水壓要求的前提下，使管線布置得最短，盡可能呈直線走向。引入管、主干管、立管應(yīng)盡量敷設(shè)在用水量最大或不允許間斷供水的配水點附近，這對保證供水平安、減少流程中不合理的轉(zhuǎn)輸流量、降低室內(nèi)管網(wǎng)所需壓力、節(jié)約管材都是有利的。高層建為筑保證平安供水，應(yīng)從室外管網(wǎng)不同側(cè)設(shè)兩條或兩條以上引入管，并將室內(nèi)管道連成環(huán)狀或貫穿成樹枝狀，進行雙向供水。如不可能，也可由室外環(huán)網(wǎng)同側(cè)引入，但兩根引入管間距不得小于10m。并在接點間設(shè)置閥門，或采取設(shè)貯水池、增設(shè)第二水源等平安供水措施。2.保證管道不受損壞，防止水質(zhì)污染給水埋地管應(yīng)防止布置在可能受重物壓害處，管道不得穿越生產(chǎn)設(shè)備根底，如遇特殊情況，必須穿越時，應(yīng)與有關(guān)專業(yè)人員協(xié)商處理。給水管道不得敷設(shè)在排水溝內(nèi)。給水管道不得穿過大、小便槽，當立管位于小便槽頂部0.5m以內(nèi)時，在小便槽頂部應(yīng)有建筑隔斷措施，以防管道腐蝕。給水管道不宜穿過伸縮縫、沉降縫，否那么就采取軟性接頭法或絲扣彎頭法、活動支架法保護措施。生活飲用水管道不得與非飲用水管道連接。在特殊情況下，必須以飲用水作為工業(yè)備用水源時，兩種管道連接處應(yīng)采取防止水質(zhì)污染措施。飲用水管與大便器〔槽〕連接時，應(yīng)采取防止非飲用水倒流污染的措施，如在沖洗水管上設(shè)防污助沖器，或安裝帶有空氣隔斷裝置的沖洗閥。3.不影響生產(chǎn)平安的建筑空間的使用給水管道的位置不得阻礙生產(chǎn)操作、交通運輸和建筑物的使用。管道不得布置在遇水易燃、易爆和易損壞的原料、產(chǎn)品和設(shè)備上面，并應(yīng)盡量防止在生產(chǎn)設(shè)備上面通過。管道不宜穿過櫥窗、壁柜和木裝修[5]。4.便于管道安裝、維修管道與管道、墻、梁、柱及設(shè)備之間應(yīng)保持一定的間距，以便安裝、維修。它們的最小間距參見表1-7。表1-7管道與管道、墻、梁、柱及設(shè)備之間間距給水管道名稱室內(nèi)墻面(mm)地溝壁和其它管道(mm)梁、柱、設(shè)備(mm)排水管注水平凈距(mm)垂直凈距(mm)引入管1000150在排水管上方橫干管10050此處無焊縫500150在排水管上方立管管徑〔mm〕﹤3232～503575～10050125～150601.6.2室內(nèi)給水管道的敷設(shè)室內(nèi)給水管道的敷設(shè)有兩種方式，明裝、暗裝，按照甲方的意思進行。明裝管道應(yīng)盡量沿墻、梁、柱平行敷設(shè)。暗裝管道橫干管除直接埋地外，宜敷設(shè)在地下室、頂棚或管溝內(nèi)，立管可敷設(shè)在管井中。給水管與其它管道同溝或共架敷設(shè)時，宜設(shè)在排水管、冷凍管上面，熱水管或蒸汽管下面，給水管不宜與輸送易燃、可燃或有害的液體、氣體的管道同溝敷設(shè)。管道井尺寸應(yīng)根據(jù)管道數(shù)量、管徑大小、排列方式、維修條件結(jié)合建筑平面合理確定。設(shè)備設(shè)計人員還希望管道〔線〕井內(nèi)不要有梁柱。進入管道井檢修時，能通過的凈寬不宜小于0.6m。管道井應(yīng)每層設(shè)檢修設(shè)施，每兩層應(yīng)有橫向隔斷，檢修門宜開向走廊。給水管穿過地下室外墻或地下構(gòu)筑物的墻壁處，應(yīng)采取防水措施。穿過承重墻或根底處，應(yīng)預(yù)留洞口，且管頂上部凈空不得小于建筑物沉降量，一般尺寸一般采用d+50mm～d+100mm。給水橫干管宜有0.002～0.005的坡度，坡向泄水裝置。為防止生活飲用水管道被使用過的水回流而造成污染，管道敷設(shè)時，應(yīng)注意配水出口不得被任何液體或雜質(zhì)所淹沒[8]。一般衛(wèi)生潔具給水管的安裝高度見表1-8。表1-8一般衛(wèi)生潔具給水管的安裝高度序號衛(wèi)生潔具名稱衛(wèi)生潔具邊緣離地面高度給水配件中心距地面的一般高度注居住和公共建筑幼兒園1架空式污水盆〔池〕〔至上邊緣〕8008001000在幼兒園內(nèi)，洗手盆、洗臉盆的水龍頭及盥洗槽、掛式小便器上的冷水管、沖洗管應(yīng)根據(jù)以上潔具的安裝設(shè)計，適當降低2落地式污水盆〔至上邊緣〕5005008003洗滌盆〔至上邊緣〕80080010004洗手盆〔至上邊緣〕800500350〔下部進管〕5洗臉盆〔至上邊緣〕800500970〔上部龍頭〕6盥洗槽〔至上邊緣〕8005001020〔冷水管〕7浴盆〔至上邊緣〕480—650～7008蹲、坐式大便器〔從臺階面至高水箱底〕180018002048〔從臺隊面至角閥〕9蹲式大便器〔從臺階面至低水箱底〕900900600〔從臺階面至角閥〕10坐式大便器〔至低水箱底〕外露排出管式虹吸噴射式510470—370250〔角閥〕250〔角閥〕11坐式大便器〔至上邊緣〕外露排出管式虹吸噴射式400380——12大便槽〔從臺階面至沖洗水箱底〕不低于2000—不低于2400〔水箱截止閥〕13立式小便器〔至受水局部上邊緣〕100—113014掛式小便器〔至受水局部上邊緣〕600450105015小便槽〔至臺階面〕200150〔1100沖洗管〕16化驗盆〔至上邊緣〕800—1000給水與排水管平行、交叉時，其距離分別大于0.5m和0.15m，交叉時給水管在上。立管上設(shè)閘閥，橫管上設(shè)截止閥，那么當立管管徑大于50mm時，采用截止閥。水泵根底高出地面20cm，水泵采用自動啟動。貯水池采用鋼筋混凝土，水位由浮球閥控制，且為平安起見，設(shè)兩個浮球閥。第2章建筑消防給水系統(tǒng)2.1方案的選定高度為10層及以上的建筑和高度超過24.0m的建筑的消防給水系統(tǒng)稱為高層建筑室內(nèi)消防給水系統(tǒng)。根據(jù)《高層建筑給水排水設(shè)計手冊》知，本建筑屬于一類防火建筑。由《高層民用建筑設(shè)計防火標準》GB50045-95第7.4.6.5條知，消火栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.0MPa，當大于1.0MPa時應(yīng)采取給水系統(tǒng)分區(qū)，因此本建筑消火栓需要設(shè)置兩個區(qū)，設(shè)置消火栓滅火系統(tǒng)和自動噴淋滅火系統(tǒng)[10]。滅火系統(tǒng)包括消火栓滅火系統(tǒng)和自動噴淋滅火系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)分開設(shè)立自成系統(tǒng)，由專門水泵抽水供給。室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)滅火時間為2.0h，流量為40L/s；自動噴淋滅火系統(tǒng)滅火時間是1.0h，流量為30L/s；室外消火栓滅火系統(tǒng)滅火流量為30L/s。滅火前10min用水量由高位水箱供給，而后水泵啟動供水。并且在不能用水滅火的場所采用化學消防。消防具體擬定方案如下：方案A：氣壓水罐提供前十分鐘的水量，設(shè)置減壓閥在低處減壓，該方案優(yōu)點是設(shè)備簡單，可以貯存一局部消防水量，省去了消防水箱，防止了水質(zhì)變壞。缺點是多了一些設(shè)備，一次性投資較大，且有一定的噪聲。方案B：在樓頂設(shè)置高位水箱，低處設(shè)置減壓孔板減壓，在地下室設(shè)置加壓措施。優(yōu)點是投資少，運行方便，平安。缺點是需要設(shè)置單獨高位水箱間，管理不夠方便。比擬上述兩個方案，消防系統(tǒng)對于高層建筑來說是比擬重要的，尤其是超過自救高度范圍的高層建筑更是尤為重要，然后又要考慮到經(jīng)濟效益和本錢，所以采用方案B。2.2方案技術(shù)的選定據(jù)標準要求，消火栓的作用半徑不得大于30m，按此原那么在建筑物內(nèi)布置消火栓并確定其數(shù)量。根據(jù)標準要求，消火栓設(shè)置在使用方便且顯眼的地方，同時應(yīng)設(shè)檢查和試驗用的消火栓〔屋頂消火栓〕，供本單位和消防隊定期檢驗室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的供水能力時使用，而這對保護本建筑物免受鄰近火災(zāi)的威脅也有良好的效果。另外室外設(shè)水泵接合器，以便消防車接入，保證消防平安可靠。本建筑是高度大于50m的住宅，屬于一類建筑，由于層數(shù)高、面積大、人員多、設(shè)備多、裝飾材料有一定的火災(zāi)危險性，從消防的角度看，大體有幾個重要特征：火災(zāi)開展蔓延快；功能復(fù)雜，火災(zāi)危險性大；補救困難；人員疏散困難。根據(jù)以上特點，并根據(jù)消防車救火特點，超過50m時國內(nèi)消防車無法適用，所以本建筑立足自救，以建筑內(nèi)部消防設(shè)施為主，消防人員僅通過消防電梯登高使用內(nèi)部消火栓滅火。2.3消防系統(tǒng)1.室外消火栓給水系統(tǒng)：室外消火栓管網(wǎng)圍繞建筑環(huán)形設(shè)置，因室外管網(wǎng)壓力充足，可以保證室外消防水壓，因此不必設(shè)置室外消防水泵，由市政管網(wǎng)直接供水即可。消火栓的布置由《高規(guī)》第6.3.5條規(guī)定，消火栓位置距離路邊不宜大于2m，距離建筑物外墻不宜小于5m，但不宜大于50m。在水泵結(jié)合器15~40m的范圍內(nèi)，亦應(yīng)該設(shè)置消火栓。另外由于北京地區(qū)天氣寒冷，宜設(shè)置地下消火栓[18]。2.室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)：由《高規(guī)》第6.4.1條，室內(nèi)消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，為保證消防的平安性，在平面上成環(huán)，在豎向上亦成環(huán)。環(huán)狀管道上需要引出枝狀管道時，枝狀管道上的消火栓數(shù)量不應(yīng)超過一個，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的引入管不少于兩條，當其中一條發(fā)生故障時，另外一條應(yīng)能保證消防流量和水壓。水泵結(jié)合器直接接入地下一層水平吊頂中。消防立管布置應(yīng)保證同層相鄰兩個消火栓的充實水柱同時到達室內(nèi)任何部位，在消防電梯前室設(shè)有專用的消火栓，在起火時用于電梯消防和消防隊員沖出前室使用。水槍口徑采用19mm，水龍帶口徑65mm，水泵結(jié)合器采用相同規(guī)格的并且全樓統(tǒng)一采用，消火栓箱內(nèi)均采用口徑65mm的單出口水槍，一支19mm口徑噴槍，一卷20m襯膠水龍帶，還有19mm的內(nèi)徑膠管，膠管的一端用鋼管接消防立管，另一端接噴槍，當發(fā)現(xiàn)火警及消防隊隊員未到達時，由普通人員用噴槍滅火，以防止火災(zāi)蔓延。箱內(nèi)有手動報警器，能將信號報警至消防中心，并啟動該區(qū)消防泵。水槍的充實水柱取12m。自動噴淋給水系統(tǒng)：根據(jù)建筑防火要求，需要設(shè)置自動噴淋滅火系統(tǒng)。由《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計標準》第6.1.1條，本建筑屬于中危險級，溫度在4－70℃之間，故可以采用濕式自動噴淋滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)的根本設(shè)計數(shù)據(jù)如表2-1：表2-1自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)設(shè)計噴頭強度L/〔minm2〕作用面積m2噴頭工作壓力MPa601600.1本設(shè)計大局部區(qū)域采用68℃噴頭，平面布置上使噴頭與房間融為一體，大空間采用矩形布置，保證沒有死角。盡量使橫豎成行，均勻布置。自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)共用一個高位水箱，噴淋管系各自獨立，原那么上不跨越防火分區(qū)，在橫管接立管處設(shè)有水流指示器，立管接環(huán)處設(shè)有報警閥。當建筑發(fā)生火災(zāi)時使噴頭炸裂，翻開噴淋系統(tǒng)，這時水流指示器開始運作，輸出電信號給消防控制中心，啟動噴淋消防泵，撲滅火災(zāi)。自動噴淋系統(tǒng)的組成：〔1〕閉式噴頭：是自動噴淋系統(tǒng)主要組成局部，系統(tǒng)通過熱敏釋放機構(gòu)的動作而實現(xiàn)滅火?！?〕配水管網(wǎng)：采用濕式噴淋系統(tǒng)，管網(wǎng)充水，管網(wǎng)豎直成環(huán)，在管網(wǎng)每層每根立管的末端設(shè)有閥門、壓力表和試驗用泄水裝置?！?〕控制信號閥：當噴頭自動噴水后，由控制信號閥自動報警至消防中心，為確保平安，除由水力警鈴?fù)?，還應(yīng)有電動報警器?！?〕管道的吊架和防晃裝置：吊架與支架的位置以不阻礙噴水效果為原那么，一般吊架與噴頭的距離大于0.3m，距末端噴頭距離小于0.75m。對電器設(shè)備要求：〔1〕噴頭噴水時，水流指示器和報警閥報警至消防中心和消防泵站?！?〕水流指示器應(yīng)能明顯指示該建筑哪層哪局部噴頭在噴水滅火。〔3〕安裝的煙感和溫感探測器能通過電器設(shè)備自控裝置進行報警?！?〕最不利點壓力降低到0.06MPa以下時，噴淋泵自動開啟和報警。〔5〕兩臺同型噴淋消防泵應(yīng)具有自動切換功能，當一臺泵啟動30s后，不能到達要求時，另一臺泵應(yīng)自動開啟。〔6〕延時器安裝在報警閥與水力警鈴之間的信號管上，應(yīng)能防止管路發(fā)生水錘時引起水力警鈴的誤動作。2.4消防給水系統(tǒng)方案確實定根據(jù)設(shè)計條件，參照《高層民用建筑設(shè)計防火標準》〔GB50045-95〕〔2005年版〕及《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計標準》〔GB50084-2001〕〔2005年版〕，確定該建筑為一類建筑，火災(zāi)危險等級為中危險級一級。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》，該建筑需要設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，室外消火栓給水系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)。同一時間的火災(zāi)次數(shù)按一次計。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》第7.3.3規(guī)定，火災(zāi)持續(xù)時間按2h計算，自動噴水滅火系統(tǒng)火災(zāi)持續(xù)時間按2h計算。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》第7.2.2規(guī)定，建筑高度超過50m或每層建筑面積超過1500m2的商住樓，其室內(nèi)消火栓用水量為40L/s，室外消火栓用水量為30L/s，每根豎管最小流量為15L/S，每支水槍最小流量為5L/S。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》第7.2.2規(guī)定，室內(nèi)消火栓用水量為40L/s，室外消火栓用水量為30L/s。根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計標準》〔GB50084-2001〕第5.0.1規(guī)定，自動噴水滅火系統(tǒng)的噴水強度為6L/min·，作用面積為160，經(jīng)計算自動噴水滅火系統(tǒng)消防用水量=16L/s.故消防用水總量40+30+16=86L/s。2.5室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)2.5.1消火栓的布置本棟住宅建筑高度為96m，屬于中危險級一級，按照《高層民用建筑設(shè)計防火標準》的要求，消火栓的間距應(yīng)保證每一個防火分區(qū)同層有2支水槍的充實水柱同時到達任何部位。每層室內(nèi)消火栓內(nèi)設(shè)DN65普通消火栓兩個，放置于公共走道，每個消火栓有25m長DN65襯膠水帶一條，配φ19水槍一支，以及啟泵按鈕等全套[9]。消火栓保護半徑可按以下計算公式計算：R＝〔2-1〕式中R——消火栓保護半徑，m；——水帶展開時的彎曲折減系數(shù)，一般取0.8~0.9，本設(shè)計取0.8；——水帶敷設(shè)長度，m；——水槍充實水柱傾斜45°時的長度的平面投影長度，m，，對一般建筑〔層高為3~3.5m〕由于兩樓板間的限制，本設(shè)計取；——水槍充實水柱長度，m；因此，消火栓的保護半徑為：R＝=25×0.8＋3＝23m消火栓布置間距采用下式計算：S＝〔2-2〕式中S——消火栓間距，m；R——消火栓保護半徑，m；b——消火栓最大保護寬度的1/2，m。本設(shè)計中消火栓采用單排布置，消火栓最大保護寬度b取8.5m，故消火栓間距為：S＝＝=21.37m，取22m〔應(yīng)根據(jù)建筑具體情況合理調(diào)整布置，保證每點有兩股水柱同時到達〕本設(shè)計中大樓寬度為54m，據(jù)此應(yīng)該布置6個消火栓〔〕，另外根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》第7.4.6.8條規(guī)定，消防電梯間前室應(yīng)設(shè)消火栓，設(shè)計圖紙中包含兩個消防電梯前室。2.5.2消火栓口所需的水壓經(jīng)過查表，水槍噴口直徑選19mm，水槍系數(shù)值為0.0097，充實水柱取=12m，單個水槍的設(shè)計流量5L/s。水槍實驗系數(shù)值為1.21。因此，水槍噴嘴處所需水壓為：式中——水槍噴嘴處水壓，m；——水槍實驗系數(shù)；——水槍充實水柱，m；——水槍系數(shù)。2.5.3水槍噴嘴的出流量表2-2水槍水流特性系數(shù)水槍噴口直徑〔mm〕13161922B0.3460.7931.5772.836故噴口直徑為19mm的水槍水流特性系數(shù)B為1.577。水槍噴嘴的出流量為：===5.2L/s>5.0L/s2.5.4水帶阻力本設(shè)計中，依據(jù)栓箱規(guī)格選用19mm的水槍配65mm的襯膠水帶。由下表可知65mm的水帶阻力系數(shù)值為0.00172。表2-3水帶阻力系數(shù)值表水帶材料水帶直徑〔mm〕506580麻織0.015010.004300.00150襯膠0.006770.001720.00075水帶阻力損失為：式中——水帶阻力損失，m；——水帶阻力系數(shù)；——水帶有效長度，m；——水槍噴嘴出流量，L/s。2.5.5消火栓口所需的水壓〔2-3〕式中───消火栓口的水壓，mH2O；───水槍噴嘴處的壓力，mH2O；───水帶的水頭損失，mH2O；───消火栓栓口水頭損失，按2mH2O計算。＝16.9＋1.263+2＝20.163m2.5.6校核本設(shè)計中設(shè)置的消防儲水高位水箱最低水位103.3m，最不利點消火栓栓口高程96.0m，那么最不利點消火栓口的靜水壓力為103.3－96.1=7.2m，按照《高層民用建筑設(shè)計防火標準》第7.4.7.2條規(guī)定，當建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa，因此不需要設(shè)增壓設(shè)施[6]。2.5.7水力計算根據(jù)標準，按照最不利點消防立管和消火栓的流量分配要求，最不利消防立管為，出水槍數(shù)為3支，相鄰消防立管為，出水槍數(shù)為3支。次相鄰立管出水槍數(shù)為2支。＝16.9＋1.263+2＝20.163m=＋＋h＝20.163＋2.9＋0.233＝23.296m〔為1點和2點的消火栓間距，為1~2管段的水頭損失〕1點的水槍射流量：5.61L/s表2-4消火栓給水系統(tǒng)配管水力計算表計算管段設(shè)計秒流量q(L/s)管長L(m)管徑DN(mm)流速V(m/s)i(kpa/m)i*L(kPa)0-15.22.91000.600.08040.2331-210.8191.41001.250.30928.2432-310.819.61001.250.3092.9663-421.629.61002.491.25124-532.4312.01252.450.91110.932∑hy=54.37kPa管路水頭總損失為＝54.37×1.1=59.81kPa消火栓給水系統(tǒng)所需總水壓為Hx=H1+Hxh+Hw＝96－(－7)+20.163+5.981=129.144mH2O=1291.44kPa消火栓總用水量＝32.43L/s，應(yīng)選用消防泵型號為：200DL280-30×5型2臺，一用一備?！睶＝69.89～27.22L/s，H＝150～120m，N＝139.47kW〕。2.5.8其他設(shè)施的設(shè)計〔1〕水泵接合器水泵接合器的設(shè)置數(shù)量按室內(nèi)消防水量計算確定，該建筑室內(nèi)消火栓用水量為32.43L/s，每個水泵接合器的流量按15L/s計，故設(shè)置3個水泵接合器，型號為SQS150-A〔標準圖集L03S004，69-70頁〕。消防水泵接合器安裝于建筑外墻上，以滿足明顯、使用方便的要求[10]。〔2〕室內(nèi)消火栓栓口減壓措施《高層民用建筑設(shè)計防火標準》GB50045-1995〔2005年版〕第7.4.6.5條規(guī)定：“消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，應(yīng)采取減壓設(shè)施。”當消火栓處的壓力超過0.5MPa時，持槍的反作用力大，一人難以操作[18]。因此，消火栓栓口處的出水壓力大于0.50MPa時，應(yīng)采取減壓設(shè)施，但為確保水槍有必要的有效射程，減壓后消火栓栓口處的出水壓力不應(yīng)小于0.25MPa。減壓設(shè)施一般可采用設(shè)置減壓孔板、節(jié)流管、減壓閥或減壓穩(wěn)壓消火栓等方式[11]。本設(shè)計按設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓的方式，24層及以下采用SNJS65型穩(wěn)壓減壓消火栓，24層以上采用SN65普通型消火栓〔圖集L03S004，36頁〕，表2-5為減壓穩(wěn)壓消火栓設(shè)置情況表。表2-5減壓穩(wěn)壓消火栓設(shè)置情況表層數(shù)消火栓栓口壓力〔MPa〕減壓穩(wěn)壓消火栓設(shè)置層數(shù)減壓穩(wěn)壓消火栓栓口壓力設(shè)定值〔MPa〕屋面層0.202————330.231————320.26————310.289————300.318————290.347————280.376————270.405————260.434————250.463————240.492設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓0.30230.521220.55210.579200.608…………41.07231.10121.1311.159〔3〕消防水箱高層建筑以自救為主，屋頂消防水箱在撲滅初起火災(zāi)過程中具有重要作用。除常高壓系統(tǒng)外，高層建筑必須設(shè)置屋頂消防水箱。屋頂消防水箱的有效貯水容積應(yīng)滿足火災(zāi)初期前10min的消防用水量，本設(shè)計住宅為一類高層民用建筑，消防水箱最小容積為18m3。本設(shè)計取消防水箱尺寸為3m×3m×2.5m，其中有0.3m的保護寬度，有效容積為19.8m3，采用條形根底，東西向布置，高2.5m，水箱頂上方凈空0.8m，那么水箱底標高103.2m，頂標高105.7m，進水管位于最高水位以上0.15m，標高105.55m；出水管位于水箱底標高以上0.1m，標高103.3m。另外，雖然北京位于中國北部，地區(qū)氣溫較低，然而屋頂高位消防水箱內(nèi)水體容積較大，一般不易結(jié)凍，但水箱內(nèi)的增壓穩(wěn)壓泵不經(jīng)常運轉(zhuǎn)，其與管路均容易結(jié)凍造成系統(tǒng)故障。增壓穩(wěn)壓水泵一旦運轉(zhuǎn)需要散熱，尤其是軸承部位不宜做電伴熱，建議采取以下保溫防凍的措施。屋頂水箱間外墻必須做保溫處理，檢修門盡量開在冬季非主導(dǎo)風向的部位，并采用密封性能好的有保溫層的門，盡量開小窗采光，水箱、氣壓罐及管路要做加厚保溫處理，必要時設(shè)置自控溫散熱裝置(如電油汀等)，保持室內(nèi)溫度為4℃以上[12]。〔5〕消防水池消防貯水池的設(shè)計詳見2.6自動噴水滅火系統(tǒng)。2.6自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算2.6.1自動噴水滅火水力計算的根本數(shù)據(jù)根據(jù)《自動噴灑滅火系統(tǒng)設(shè)計標準》，閉式濕式自動噴水滅火系統(tǒng)適用范圍：因管網(wǎng)及噴頭中充水，故適用于環(huán)境溫度為4~700℃之間的建筑物內(nèi)，所以本設(shè)計選用閉式濕式噴頭，采用下噴[19]?！?〕報警閥進出口的控制采用信號閥，報警閥設(shè)在地面高度1.2m。每個報警閥組控制的最不利噴頭處，都設(shè)末端試水裝置，每層最不利噴頭處均設(shè)直徑為25mm的試水閥。每個報警閥部位都設(shè)有排水裝置，其排水管管徑為試水閥直徑的2倍，取50mm?！?〕根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》，該建筑的商場首層、二層為中危險一級，設(shè)計噴水強度為6L/min，噴頭工作壓力0.10MPa，作用面積為160，噴頭距墻不小于0.1m，不大于1.8m。噴頭按矩形布置，長邊,取16m，短邊為10.8m，作用面積內(nèi)的噴頭書共計15個，布置形式見圖，按作用面積法進行管道水力計算?！?〕自噴系統(tǒng)設(shè)置水泵接合器，每個水泵接合器的流量按10～15L/s計算[7]。2.6.2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。自動噴水滅火系統(tǒng)的水力計算采用作用面積法。表2-6自動噴水滅火系統(tǒng)根本設(shè)計參數(shù)火災(zāi)危險等級噴水強度作用面積m2噴頭工作壓力(MPa)持續(xù)噴水時間(h)中危險Ⅰ級61600.102.0〔1〕噴頭出水量計算：q＝K〔2-4〕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?！?〕管段的設(shè)計流量計算管段的設(shè)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，直至噴頭的出流量到達公式2-5所示最大允許值為止。管道中的最終設(shè)計流量應(yīng)滿足公式Q＝〔1.15～1.30〕Q′(2-5)式中Q——管道設(shè)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?！?〕自噴系統(tǒng)水力計算本設(shè)計計算最不利用水點位于二層商鋪，標高8.2m，使用作用面積法對自噴系統(tǒng)進行水力計算。①每個噴頭的噴水量為q==80L/min=1.33L/s②作用面積內(nèi)的設(shè)計秒流量為=15×1.33=19.95L/s③理論秒流量為L/s比擬與，設(shè)計秒流量為理論秒流量的1.15倍，符合要求。④作用面積內(nèi)的計算平均噴水強度為：L/此值大于規(guī)定要求6L/。⑤按公式推求出噴頭的保護半徑，取R=2.41m；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==46.08每個噴頭保護面積：=/4=46.08/4=11.52其平均噴水強度：q=80/11.52=6.94L/〉6.0L/⑦管段水頭損失每米管道的水頭損失應(yīng)按式2-6計算：〔2-6〕式中——每米管道的水頭損失，MPa/m；——管道內(nèi)的平均流速，m/s；——管道的計算內(nèi)徑，m，取值應(yīng)按管道的內(nèi)徑減1mm確定。管道沿程水頭損失應(yīng)按式2-7計算：(2-7)式中h——計算管段沿程水頭損失，m；——管段長度，m；計算用圖如下：圖2-1自噴系統(tǒng)圖根據(jù)圖2-1進行自噴系統(tǒng)水力計算，計算結(jié)果見表2-7。表2-7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i管道長度L〔m〕管道沿程水頭損失〔kPa〕0-11.33250.0095118653.230.437969571-22.66320.0102828353.232.905070882-33.99320.0231363783.274.036409493-45.32400.0126052013.240.336643154-56.65500.0060359653.219.315088845-66.65500.0060359651.69.6575444226-76.65700.0010145383.63.6523353237-813.3800.0019997273.67.1990189358-919.951000.0013788923.64.9640113419-1019.951000.0013788921.82.4820056710-1119.951500.00016078515.52.49217359∑h=227.4783kPa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=1.2×227.48+20=292.98kPa⑧系統(tǒng)所需水壓，按下式計算：H=∑h++Z(2-8)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；——最不利點出噴頭的工作壓力，kPa，取100kPa；Z——最不利點出噴頭與消防水池的最低水位的高程差，8.1-〔-7〕=15.1m。H=292.98+100+〔151+0.345〕×10=547.426kPa給水管中心線標高由施工圖查得為－0.345m計，濕式報警閥和水流指示器的局部水頭損失取20kPa?！?〕加壓設(shè)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51.15m，所需供水量為19.95L/s，根據(jù)水泵性能參數(shù)選用150DLX-25×3立式多級消防水泵兩臺，一用一備。2.6.3消防水池容積的計算自動噴水滅火系統(tǒng)儲水量自動噴水滅火系統(tǒng)消設(shè)計秒流量為19.95L/s，持續(xù)噴水時間為2h，那么消防水池儲水容積為：消火栓系統(tǒng)儲水量該建筑的室內(nèi)消火栓用水量為32.43L/s，室外消火栓用水從市政管網(wǎng)引入，火災(zāi)持續(xù)時間為2h，故消火栓系統(tǒng)水池儲水容積為：總儲水量自動噴水滅火系統(tǒng)消防水池與消火栓系統(tǒng)儲水池合建，水池總?cè)莘e為。水池設(shè)成兩個，選用標準圖集96S828：200水池，尺寸為7800mm×7800mm×3500mm〔圖集第35-46頁〕。2.7室外消防給水系統(tǒng)2.7.1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[13]。市政管網(wǎng)最低壓力0.25MPa，滿足要求。2.7.2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，室外消火栓的數(shù)量按《高層建筑設(shè)計防火標準》GB50045-95(2005年版)第7.2.2條規(guī)定可知室外消火栓用水量經(jīng)計算確定，每個消火栓的用水量應(yīng)為10～15L/s，本設(shè)計選用10L/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。2.8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(yīng)的專用配件。2.9消防管道布置及設(shè)備安裝要求2.9.1高層建筑消火栓給水管網(wǎng)布置1.管網(wǎng)總體布置的要求〔1〕高層建筑室內(nèi)消防給水管道應(yīng)布置成環(huán)狀。需要由環(huán)狀管道上引出枝狀管道時〔例如設(shè)置屋頂消火栓〕，枝狀管道上的消火栓數(shù)不宜超過一個〔雙口消火栓按一個計算〕。〔2〕室內(nèi)環(huán)狀管道的進水管不應(yīng)少于兩條，并宜從建筑物的不同方向引入。假設(shè)在不同方向引入有困難時，宜接至豎管的兩側(cè)。假設(shè)在兩根豎管之間引入兩條進水管時，應(yīng)在兩條進水管之間設(shè)置分隔閥門〔此閥門應(yīng)為常開閥門，只供發(fā)生事故或檢修時使用〕。當其中一條進水管發(fā)生故障或檢修時，其余的進水管應(yīng)仍能保證全部消防流量和規(guī)定的消防水壓?！?〕設(shè)有兩臺或兩臺以上消防泵的泵站，應(yīng)有兩條或兩條以上的消防泵出水管直接與室內(nèi)的消防管網(wǎng)連接，不允許幾個消防泵共用一條總的出水管，再在總出水管上設(shè)支管與管網(wǎng)連接。2.消防立管的布置〔1〕當相鄰消防立管中一條在檢修時，另一條立管仍應(yīng)保證有撲滅初期火災(zāi)的用水量。因此，消防立管的布置，應(yīng)保證同層相鄰立管上的水槍的充實水柱同時至室內(nèi)任何部位?！?〕在建筑物走廊端頭，應(yīng)設(shè)消防立管，走廊的立管數(shù)量，應(yīng)保證單口消火栓在同層相鄰立管上的水槍充實水柱同時到達室內(nèi)任何部位的要求，其間距由計算決定。但消防立管的最大間距不宜大于30m?！?〕消防立管的直徑應(yīng)按室內(nèi)消防用水量由計算決定。計算出來的消防立管直徑小于100mm時，應(yīng)考慮消防車通過水泵接合器往室內(nèi)管網(wǎng)送水的可能性，仍應(yīng)采用100mm。〔4〕一般塔式住宅設(shè)置兩根消防立管。高度小于50m、每層面積小于500m2、且可燃物很少的耐火等級較高的建筑物，設(shè)置兩根立管有困難時，亦可設(shè)一根消防立管，但必須采用雙出口消火栓?！?〕當建筑物內(nèi)同時設(shè)有消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水消防系統(tǒng)時，應(yīng)將自動噴水設(shè)備管網(wǎng)與消火栓分開設(shè)置；如有困難，可合用消防泵，但應(yīng)在自動噴水系統(tǒng)的報警閥前〔沿水流方向〕將管道分開設(shè)置[14]。3.室內(nèi)消火栓布置的具體要求〔1〕每個消火栓處應(yīng)設(shè)啟動消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)置保護按鈕的措施。〔2〕高層建筑室內(nèi)消火栓的直徑采用65mm，配備的水龍帶長度不應(yīng)超過25m，水槍噴嘴口徑不應(yīng)小于19mm?！?〕按照消火栓的機械強度，其所承受的靜水壓力不應(yīng)大于1.0MPa；如超過1.0MPa時，應(yīng)采取分區(qū)給水?！?〕消火栓給水管道的安裝要求與生活給水管道根本相同，管材采用鋼管?！?〕立管管徑為100mm，消火栓為65mm，噴口直徑為19mm，水龍帶長度為20m。〔6〕使每層消火栓流出水量接近于設(shè)計量。2.9.2自動噴水滅火系統(tǒng)管道及閥門等設(shè)置1.建筑物內(nèi)的供水干管一般宜布置成環(huán)狀，進水管不宜少于兩條。當一條進水管發(fā)生故障時，另一條進水管仍能保證全部用水量和水壓。2.閥門應(yīng)設(shè)在距地面高度0.8～1.5m范圍內(nèi)且沒有冰凍危險、易于排水、管理維護方便而明顯的地點。3.分隔閥門設(shè)在便于維修的地方。分隔閥門應(yīng)經(jīng)常處于開啟狀態(tài)，一般用鎖鏈鎖住。分隔閥門最好采用明桿閥門。4.警鈴宜裝在報警閥附近，其連接管應(yīng)采用鍍鋅鋼管。其長度不大于6m時，管徑為15mm；大于6m時，管徑為20mm，但最大長度不應(yīng)大于20m。5.自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥后的管網(wǎng)與室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)應(yīng)分開獨立設(shè)置。6.自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥后的管道上不應(yīng)設(shè)置其它用水設(shè)施。7.自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)消防水泵接合器，一般不宜少于兩個。8.自動噴水滅