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S小區(qū)給排水工程設(shè)計(jì)案例報(bào)告目錄TOC\o"1-2"\h\u15373引言 2230691文獻(xiàn)綜述 3133521.1給排水工程國(guó)外研究進(jìn)展 3149831.2給排水工程國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 357201.3給排水的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn) 4288722工程背景 6101762.1工程概況 6164362.2氣象及外部市政條件 6200153生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6122623.1給水方式選擇 729375=0.48MPa>0.32MPa 844573.2給水系統(tǒng)構(gòu)成 8251453.3管材、附件的選擇及管道布置 95263.4給水系統(tǒng)水力計(jì)算 11250094生活排水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18254904.1生活排水系統(tǒng)選擇 1884474.2通氣系統(tǒng)確定 18284734.3生活排水系統(tǒng)組成 19168914.4生活排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 20242105雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2388745.1雨水排水系統(tǒng)的選擇 23162476.2雨水排水系統(tǒng)構(gòu)成 24188785.3雨水排水系統(tǒng)的計(jì)算 252997010年重現(xiàn)期雨水量 2741106建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29137936.1消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29294036.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36296907生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3861527.1熱水供水方式的選擇 38245247.2熱水系統(tǒng)構(gòu)成 40173867.3熱水系統(tǒng)的計(jì)算 418126結(jié)論 432010年以來(lái),我國(guó)國(guó)民的硬經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷擴(kuò)大增強(qiáng),隨之人口基數(shù)也在不停的上漲,尤其是城鎮(zhèn)人口逐漸增加,人口的劇增伴隨著住房需求量的增加,因此建筑行業(yè)迅速發(fā)展。建筑的給排水設(shè)計(jì)更是其中關(guān)鍵因素的組成部分。只有內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計(jì)地恰當(dāng)與科學(xué),人們居住進(jìn)去之后,才能有舒服的體驗(yàn),因此在設(shè)計(jì)住宅時(shí),需要秉承經(jīng)濟(jì)、安全、科學(xué)的原則,不但要讓居民平時(shí)的供排水要求得到滿足,實(shí)現(xiàn)消防安全隱患地積極防御。而且,都要秉承節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境的理念。本文討厭的方向集中在從總體層面探討建筑內(nèi)部的供排水,同時(shí)對(duì)雨水、消防給水、熱水供應(yīng)等系統(tǒng)作出測(cè)算。目前為止總的來(lái)來(lái)看,1978年以來(lái),我國(guó)的這一領(lǐng)域產(chǎn)生了翻天覆地的變化,在參考世界上前沿技術(shù)的基礎(chǔ)上,我國(guó)已有了屬于自身的完備體系,而居民也早就能夠安全用水、時(shí)刻用水,然而需要注意的是,在某些層面,依然還有待進(jìn)步空間,必須在管材與設(shè)備方面,還存在諸多問(wèn)題。以往的管材和設(shè)備,在目前的環(huán)境下,已經(jīng)產(chǎn)生了很多弊端,這就要求研發(fā)一類更符合目前顯示需要的管材,另外,也要在新技術(shù)及設(shè)備的開(kāi)發(fā)等方面投入精力,在秉承經(jīng)濟(jì)最大化理念的前提下增強(qiáng)效率。參照當(dāng)前行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范與依據(jù),再綜合學(xué)者們?cè)诒緦用嬉延械睦碚摮晒?,本次設(shè)計(jì)更加科學(xué)地作出了升級(jí),同時(shí)盡可能地利用節(jié)能材料,測(cè)算出最優(yōu)供水模式,以此來(lái)讓建筑的供排水擁有安全、綠色的特征。在以往的學(xué)習(xí)當(dāng)中,通過(guò)課程,已對(duì)建筑供排水的理論了然于胸,同時(shí)也進(jìn)行過(guò)有關(guān)實(shí)踐,而本次設(shè)計(jì)則是充分地將理論和實(shí)踐進(jìn)行融合。該設(shè)計(jì)不但是對(duì)自身學(xué)習(xí)成果的校驗(yàn),同時(shí)也十分地考驗(yàn)動(dòng)手水平。需要在前期歸納整理大量文獻(xiàn)內(nèi)容,在設(shè)計(jì)時(shí)選用更具性價(jià)比及科學(xué)合理的設(shè)計(jì)模式與材料,以此讓其更為安全、衛(wèi)生、舒適、環(huán)保。此篇內(nèi)部設(shè)計(jì)在內(nèi)容構(gòu)成與設(shè)計(jì)方法、計(jì)算等方面均有所突破。在當(dāng)今社會(huì),我國(guó)雖占地廣,但是人口基數(shù)多,導(dǎo)致各種資源短缺,因此對(duì)水、天然氣等資源合理利用,不造成浪費(fèi)只管重要。同時(shí),由于各種資源短缺,環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越被人們重視,大家的環(huán)保意思普遍增加,于是大家開(kāi)始研究在設(shè)計(jì)建筑給排水的同時(shí)能夠節(jié)能、環(huán)保。在生活中,我們現(xiàn)在多數(shù)人家里用的均為天然氣和電熱水器,然而我們其實(shí)可以選擇更節(jié)能的太陽(yáng)能熱水器等環(huán)保節(jié)能型熱水器。根據(jù)用水的情況,選擇合適的用水器具,盡可能的節(jié)約用水,而不是出水量越大越好。并且現(xiàn)在已經(jīng)有了很多節(jié)約資源的設(shè)備,如節(jié)水水龍頭、馬桶、燈等,我們可以用它們?nèi)〈覀兗抑械膫鹘y(tǒng)設(shè)備,這樣能夠很大程度的節(jié)約資源。管道都從加工到使用都會(huì)消耗一定的資源,為了更加節(jié)約資源以達(dá)到環(huán)保的目的,現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了很多新型管鋼塑復(fù)合管,鋁塑復(fù)合管,聚丙烯無(wú)規(guī)管等。合理選用管材,可以有效地節(jié)約資金和能源。使用傳統(tǒng)金屬管容易發(fā)生腐蝕和漏水,而新型塑料管和復(fù)合管不僅比傳統(tǒng)管材環(huán)保還可以更好地解決問(wèn)題。隨著科技的進(jìn)步,會(huì)有更多優(yōu)良管材,這將帶來(lái)巨大效益[12]。市政給水管網(wǎng)且高于0.32MPa的引入管壓力。按照南充市相關(guān)建筑要求,研究的建筑通過(guò)壓力提升的方式處理±0.00以下的排水問(wèn)題,而±0.00以上的排水問(wèn)題則通過(guò)重力排水來(lái)解決。市政污水管網(wǎng)能夠直接接收經(jīng)過(guò)污水管道手機(jī)的污廢水。(1)允許范圍內(nèi)盡可能通過(guò)外部水壓達(dá)成直接供水。如果一棟建筑的用水要求不能僅通過(guò)外部管網(wǎng)的水壓和流量實(shí)現(xiàn)的時(shí)候,那么這棟建筑的上層用戶應(yīng)該通過(guò)增加加壓和留兩條街設(shè)備來(lái)滿足其用水要求,而下層用戶就應(yīng)該盡可能的直接通過(guò)外部管網(wǎng)水壓滿足用水需求。(2)除相關(guān)工業(yè)建筑、較高的山和樓層數(shù)多的建筑需要高標(biāo)準(zhǔn)的防火要求外,針對(duì)一般民用及沒(méi)有特別消防要求的對(duì)象而言,消防與生活給水系統(tǒng)是共用的,不但能夠降低成本,而且能提升便利程度。然而這有一個(gè)前提,那就是生活給水管道需要確保清潔。(3)滿足用水量且保證供水的安全可靠、不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的供水不穩(wěn)定情況的前提下,要使得造價(jià)低,給水方式穩(wěn)定。(1)依靠管網(wǎng)自身壓力的給水方式①直接的供水方式:如果一個(gè)建筑的所有用戶關(guān)于給水水量和水壓的需求都能通過(guò)室外管網(wǎng)滿足的情況下,即其壓力能向建筑的最高處(最不利配水點(diǎn))供水,則由其直接向整個(gè)樓層供水,市政管網(wǎng)無(wú)需依靠水泵等加壓設(shè)備,就是說(shuō)可以直接借助室外管網(wǎng)供水,這種方式不需要太多的成本,性價(jià)比很高,同時(shí)也能匹配居民需要,但其也有缺點(diǎn),那就是穩(wěn)定性不足,一旦官網(wǎng)受到干擾,那么就會(huì)對(duì)供水帶來(lái)影響。假設(shè)有停電等情況,那么供水就會(huì)耽誤。②設(shè)水箱的給水方式:通常而言,如果建筑高度較高,那么往往會(huì)借助分區(qū)供水模式規(guī)劃水箱,以此來(lái)讓高層的水得到供應(yīng)。除此之外,假設(shè)室外供水不穩(wěn)定,那么就需要水箱來(lái)彌補(bǔ)這一不足。水箱當(dāng)中平時(shí)要有存量水,但由于其易受污染,因此需對(duì)其作出保護(hù)。(2)依靠水泵升壓給水方式①設(shè)水泵的給水方式:通常而言,市政管網(wǎng)給水壓力大,但可匹配全樓層用水量時(shí)使用。樓層太高,市政給水壓力不足時(shí)高層無(wú)法用水需要設(shè)置水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)高區(qū)的供水。②設(shè)水泵、水箱的給水方式:設(shè)水泵往高層區(qū)域供水,水箱使供水更加穩(wěn)定。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)室外給水管網(wǎng)供水壓力過(guò)小,用戶用水量較大時(shí),即給水管網(wǎng)可能不能滿足整個(gè)樓層的的用水量時(shí)設(shè)置水箱。水箱的主要功能是使高層地區(qū)的供水更加穩(wěn)定,受室外管網(wǎng)的影響較小。通過(guò)水泵將水抽至高層水箱,滿足居民用水需求。此外,地下可設(shè)置儲(chǔ)水箱,這樣的話水泵通過(guò)抽取儲(chǔ)水箱中的水并提供給上方水箱,增強(qiáng)供水流程的可靠性,使其更安全和穩(wěn)定。③分區(qū)給水方式:當(dāng)室外管網(wǎng)的供水壓力不能滿足整層的用水要求時(shí),可采用分區(qū)供水。根據(jù)低、高地區(qū)的供水要求,選擇不同的供水方式。水泵或水泵及水箱設(shè)置為分區(qū)后供水方式選擇,通過(guò)計(jì)算可確定低區(qū)和高區(qū)的范圍,使低區(qū)完全在室外管網(wǎng)的供水壓力范圍內(nèi),并可利用室外管網(wǎng)的壓力供水。對(duì)于高處區(qū)域,可選擇其他供水方式,如水泵、水泵水箱、儲(chǔ)水箱等。④分質(zhì)給水方式:由于生活水源中含有各種物質(zhì),不同的用戶或不同的場(chǎng)合對(duì)水質(zhì)有不同的要求,不同地方對(duì)水質(zhì)的要求也有很大差異。不適合在同一管道中供水。因此,需要根據(jù)不同的場(chǎng)合、不同的用戶和不同的衛(wèi)生器具選擇不同的水源進(jìn)行供水。因此,本研究的建筑需要重新確定能夠滿足各個(gè)用戶供水需求的給水方式并設(shè)置不同的獨(dú)立生活供水系統(tǒng)。目前我們可以知道的是這棟建筑有11層,其給水系統(tǒng)所需壓力可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算法計(jì)算H=120+40×(n-2)=120+40×9=480kPa=0.48MPa>0.32MPa此處0.32MPa為南充市市政管網(wǎng)的供水壓力,根此上式計(jì)算,本設(shè)計(jì)應(yīng)采用分區(qū)給水方式,低區(qū)1~6層,滿足市政供水壓力要求,選擇室外管網(wǎng)供水模式,高區(qū)為提升穩(wěn)定性,選擇水泵水箱模式,同時(shí)規(guī)劃可由水泵抽水地下車庫(kù)貯水池,以此進(jìn)一步提升高區(qū)供水穩(wěn)定能力。(1)引入管:這是自室外給水管網(wǎng)入室內(nèi)的管道,通過(guò)這部分可把室外管網(wǎng)和室內(nèi)用水器具相連,在整個(gè)系統(tǒng)中非常重要。(2)水表節(jié)點(diǎn):由閥門(mén)、蝶閥、止回閥、水表構(gòu)成的泄水裝置及其前后設(shè)置的閥門(mén)和設(shè)置在引水管上的水表的總稱,(3)給水管網(wǎng):把水資源送至各用戶處管網(wǎng)的總稱。(4)給水附件:負(fù)責(zé)控制整個(gè)給水系統(tǒng)中的水流方向及調(diào)節(jié)水壓與水量時(shí)用到很多小設(shè)備與器具。(5)配水設(shè)施:指整個(gè)系統(tǒng)終端用戶用水器具等。(6)增壓和給水設(shè)備:給水、供水壓力不足時(shí)加用水泵等增壓設(shè)備,(7)水表:記錄用水量。(1)鋼管:空心,長(zhǎng)度要比直徑大得多,不需要太多費(fèi)用,通常在公路橋梁里都可以看到,性價(jià)比很高。圓形、方形等都十分常見(jiàn),就材質(zhì)而言,有碳素、低合金、合金、不銹鋼、復(fù)合管材等多種類型,又以不銹鋼使用最為普遍,然而本次設(shè)計(jì)將節(jié)能指標(biāo)考量在內(nèi),為讓后期維護(hù)更為簡(jiǎn)便,所以選擇新型管材作為材料。(2)鑄鐵管:即鑄鐵澆鑄的管材,能抗衡很大的壓力,成本不是很高,在抗腐蝕方面性能很強(qiáng)。其中又以球墨鑄鐵管使用最為普遍,安全性及可靠程度都有所保障,且后續(xù)維護(hù)也較為簡(jiǎn)便,為自來(lái)水管道的理想選擇用料。但鑄鐵管材質(zhì)重量過(guò)大,必須通過(guò)大型的器械才能裝配,因此一般不建議采用。(3)塑料管:通常由合成樹(shù)脂加工而來(lái)。[13]其材料容易獲得,成本很低,在長(zhǎng)時(shí)間使用的情況下,依然能夠抗氧化,其具有諸如使用壽命長(zhǎng)、改善生活環(huán)境、安裝方便、衛(wèi)生安全和節(jié)約各種能源的優(yōu)點(diǎn),此外塑料管的性質(zhì)使其耐腐性和耐壓性高化能力強(qiáng)且水流阻力小,因此很普遍地用在排水設(shè)計(jì)方面,特別是雨水系統(tǒng)中,使用地更多,PVC管更是有著極高的出現(xiàn)頻率。[14]在裝配方面十分簡(jiǎn)易。近年來(lái),在社會(huì)對(duì)環(huán)保領(lǐng)域愈發(fā)關(guān)注的背景下,越來(lái)越多的系統(tǒng)開(kāi)始選用塑料管,其沒(méi)有太大的重量,抗腐蝕水平高,并且十分節(jié)能,因此用得非常普遍,受到了一般民眾的極大歡迎。參考表3.1,選擇塑料管,密度不高,穩(wěn)定能力強(qiáng),輸送起來(lái)便捷,價(jià)格不高。表3.1常見(jiàn)常用管材性能對(duì)比表管材類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鋼管硬度大、抗壓能力強(qiáng),重量輕易內(nèi)折、結(jié)疤鑄鐵管使用時(shí)間長(zhǎng)、性價(jià)比高材質(zhì)較脆、較重塑料管性價(jià)比高、來(lái)源廣泛、材質(zhì)輕、安裝方便抗壓強(qiáng)度小、易斷(1)管道布置①先是要保證供水安全與建筑設(shè)計(jì)合理,另外也要確保建筑的經(jīng)濟(jì)性。另外,管道要最大程度和和墻、梁、柱平行,不影響生活,管網(wǎng)之間盡量采用直線布置,這樣可以節(jié)省材料,降低成本。假設(shè)建筑要不間斷供水,那么可根據(jù)具體情況接入和室內(nèi)相連的進(jìn)戶管。②保障管道不受損。上方要留空間,防止上方的物體塌陷或重物壓力過(guò)大導(dǎo)致管道受到破壞,室內(nèi)的立管也需要進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù),設(shè)在離重物遠(yuǎn)的位置,特別是埋地管道,要防止上方有重物,這些可有效保護(hù)管材的完整性。除此之外,假設(shè)管道需穿越設(shè)備,則要按照現(xiàn)實(shí)狀況作出分析。③需要以不損毀建筑內(nèi)另外物品為前提。不對(duì)家具及電器等使用帶來(lái)妨礙,也不經(jīng)過(guò)窗戶等。④另外,需要留有特定空間供后期的維護(hù)。⑤給水系統(tǒng)參照枝狀網(wǎng)分布,下行上給給水方式。(2)管道敷設(shè)①規(guī)劃給水管道有明裝、暗裝之分,與室外及室內(nèi)各自對(duì)應(yīng)。前者指規(guī)劃于墻、柱外,也就是視野范圍內(nèi)可以看到,鋪設(shè)起來(lái)較為簡(jiǎn)單,不需要太高的價(jià)格,之后的維護(hù)也十分簡(jiǎn)便,然而其會(huì)影響外觀,所以很多人會(huì)拒絕。而后者就是指在視野范圍內(nèi)無(wú)法看到,該種方式需要耗費(fèi)的成本更多,難度也更高,之后的維護(hù)也較為繁瑣,然而在外觀方面有優(yōu)勢(shì),所以很多人會(huì)選擇。本次設(shè)計(jì)對(duì)象是Ⅱ類住宅樓,給排水管道都是塑料管,所以選擇后者。②水平給水管應(yīng)留有備用空間。當(dāng)水平管道穿過(guò)這些預(yù)留空間時(shí),還應(yīng)在管道上方預(yù)留一個(gè)巨大的空間,以使管道的使用更加安全。室外管網(wǎng)必須覆蓋防凍外殼,或采取其他保護(hù)措施,以避免冰凍造成的損壞和影響使用,并最大限度地保護(hù)管網(wǎng)的完整性。每個(gè)部分都應(yīng)該仔細(xì)考慮。此外,供水管道需要保持清潔衛(wèi)生。安裝時(shí),應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離衛(wèi)生間和其他地方。在公共建筑中,供水管道應(yīng)遠(yuǎn)離大便池和小便器,并確保管道距離大便池和小便器超過(guò)1m,至少超過(guò)0.5m。埋地干管還需與廁所等場(chǎng)所保持一定距離,以避免清潔水源。③室外給水管網(wǎng)立管要防止長(zhǎng)時(shí)間被太陽(yáng)照射,就算是塑料管,假設(shè)長(zhǎng)期被太陽(yáng)照射,其生命周期也會(huì)縮短。此外,在地下室等低溫區(qū)域鋪設(shè)時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的防凍措施。建筑11層,共3個(gè)單元,每單元每層2個(gè)住戶,設(shè)每戶4人,則共264人。因?yàn)槠錇榈蛯用裼米≌?,參照?.1,選擇符合環(huán)保要求、裝配方便的塑料管,同時(shí)由于設(shè)計(jì)對(duì)象是普通二類住宅,據(jù)表3.2有最高日用水定額qd=270L/(人·d),系數(shù)Kh=2.6,據(jù)表3.3有洗滌盆、洗臉盆、大便器、淋浴器給水量分別為0.75、0.75、0.5、0.75。表3.2最高日生活用水定額及小時(shí)變化系數(shù)住宅類別衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)用水定額qd/L/(人·d)小時(shí)變化系數(shù)Kh使用時(shí)間/h普通住宅Ⅰ有大便器、洗滌盆85~1503.0~2.524Ⅱ有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機(jī)、熱水器和沐浴設(shè)備130~3002.8~2.324Ⅲ有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機(jī)、集中熱水供應(yīng)(或家用熱水集組)和沐浴設(shè)備180~3202.5~2.024表3.3衛(wèi)生器具給水額定流量、當(dāng)量、連接管徑和最低工作壓力給水配件額定流量(L/s)當(dāng)量連接管公稱直徑(mm)最低工作壓力(MPa)洗滌盆混合水嘴0.15~0.2(0.14)0.75~1(0.7)150.050洗臉盆混合水嘴0.15(0.10)0.75(0.5)150.050浴盆混合水嘴(含帶淋浴轉(zhuǎn)換器)0.24(0.20)1.20(1.00)150.050~0.070大便器沖洗水箱0.100.5150.020家用洗衣機(jī)水嘴0.201.0150.050洗手盆感應(yīng)水嘴0.100.50150.050表3.4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由于室外給水管網(wǎng)壓力為0.32MPa,經(jīng)計(jì)算全部樓層的供水要求,故1到6層選擇直接給水模式,7到11層選擇設(shè)水泵水箱供水模式。給水系統(tǒng)生活用水量計(jì)算根據(jù)最高日用水量公式式(3.1)=264×270=71280L/d=71.28m3/d平均時(shí)用水量公式式(3.2)=71280/24=2970L/h=2.97m3/h最大小時(shí)用水量公式式(3.3)=2970×2.6=7722L/h=7.722m3/h設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算給水管道的設(shè)計(jì)秒流量公式:式(3.4)式中;;;。給水當(dāng)量同時(shí)出流概率計(jì)算公式式(3.5)式中式中管段最高用水時(shí)間概率算法公式為:式(3.6)式中:最高日用水定額,L/(人·d);:用水人數(shù),人;:小時(shí)變化系數(shù);:用水時(shí)間;表3.5與的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.00.3234.02.8161.50.6974.53.2632.01.0975.03.7152.51.5126.04.6293.01.9397.05.5553.52.3748.06.489圖3.11~6層給水管網(wǎng)水力計(jì)算圖關(guān)于1~6層的低層區(qū)管網(wǎng)水力計(jì)算結(jié)果可參照表3.6:表3.61~6層各個(gè)管段的設(shè)計(jì)計(jì)算編號(hào)當(dāng)量總數(shù)Ng同時(shí)出流概率U(%)設(shè)計(jì)秒流量qg(L/s)管徑DN(mm)流速v(m/s)每米管長(zhǎng)沿程水頭損失i(kPa/m)管段長(zhǎng)度L(m)管段沿程水頭損失hy=iL(kPa)管段沿程水頭損失累計(jì)(kPa)0-10.751000.15150.750.5640.90.5080.5081-21.25920.23200.610.2710.90.2440.7522-32750.30200.790.42241.6882.4403-42.75640.35250.530.11650.5803.0204-55.5470.51250.760.29030.8703.8905-611340.76320.750.21030.6304.5206-716.5290.95320.930.31130.9335.4537-822261.13400.680.13530.4055.8588-927.5231.29400.770.17030.5106.3689-1033221.43400.860.20181.6087.97610-1199142.85501.080.32751.6359.611管路局部水頭損失按沿程0.3倍測(cè)算,故管路總水頭損耗:H2=1.3∑hi=1.3×9.611=12.494kPa(3)水表水頭損失參照研究建筑的實(shí)際需求把兩個(gè)水表分別安裝在3-4和10-11管段上,計(jì)算得到,q3-4=0.35L/s=1.26m3/h,q10-11=2.85L/s=10.26m3/h。因此,必須選用常用大于1.26m3/h流量的水表,查表得到過(guò)載流量為3m3/h的15mm的分戶水表的常用流量也滿足要求,按照公式,計(jì)算得到分戶水表的水頭損失為:hd=1.262/(32/100)=17.64kPa選擇常用流量為15m3h/的50mm口徑總水表即可符合要求,過(guò)載流量為30m3/h,按照上述公式,計(jì)算得到總水表的水頭損失為:Hd=10.262/(302/100)=11.696kPa故水表的總水頭損失為:H3=hd+Hd=17.64+11.696=29.336kPa(4)壓力校核目前可以知道的是該建筑每層高3.0m,室外管網(wǎng)到最不利配水點(diǎn)沐浴器的高差:H1=3.0×6=18m=180kPa故有:H=H1+H2+H3+H4=180+12.494+29.336+50=271.83kPa<320kPa=0.32MPa因此,0.32MPa的室外管網(wǎng)壓力滿足要求。下面對(duì)高層區(qū)7~11層進(jìn)行水力計(jì)算:(5)水箱容積測(cè)算為避免停電使得供水受阻,水箱容積要和全樓層用水量相匹配,另外,該建筑有地下室,其中有車庫(kù)與貯水池,水箱供水由水泵自貯水池中抽水至高區(qū)水箱,然后再想用戶供水,因此不與室外管網(wǎng)相連,所以本建筑的最大小時(shí)用水量應(yīng)該作為水泵的出水量,即取qb=7.722m3/h,取C=2.0,則:V=Cqb/4kb=2×7.722/(4×8)=0.48m3設(shè)水箱尺寸長(zhǎng)為2m,寬2m,高1m,故容積為:2×2×0.7=2.8m3。在水箱中的水位占總水箱容積的70%的條件下,滿足用水。圖3.27~11層給水管網(wǎng)水力計(jì)算圖高層管路的具體計(jì)算數(shù)值見(jiàn)表3.7:表3.77~11層各個(gè)管段的設(shè)計(jì)計(jì)算編號(hào)當(dāng)量總數(shù)Ng同時(shí)出流概率U(%)設(shè)計(jì)秒流量qg(L/s)管徑DN(mm)流速v(m/s)每米管長(zhǎng)沿程水頭損失i(kPa/m)管段長(zhǎng)度L(m)管段沿程水頭損失hy=iL(kPa)管段沿程水頭損失累計(jì)(kPa)0-10.751000.15150.750.5640.90.5080.5081-21.25920.23200.610.2710.90.2440.7522-32750.30200.790.42241.6882.4403-42.75640.35250.530.11650.5803.0204-55.5470.51250.760.29030.8703.8905-611340.76320.750.21030.6304.5206-716.5290.95320.930.31130.9335.4537-822261.13400.680.13530.4055.8588-927.5231.29400.770.17030.5106.3689-1082.5152.53500.960.49883.98410.352計(jì)算管路的水頭損失為:H2=1.3∑hi=1.3×10.325=13.423kPa則h>(H2+H4)/10,水箱安裝高度滿足要求。(6)水泵的選擇本設(shè)計(jì)水箱的供水由水泵從貯水池中抽水,管網(wǎng)的設(shè)計(jì)不與室外管道相連,故此該建筑一小時(shí)最大用水量便是水泵的出水量,即最大小時(shí)用水量,qb=7.722m3/h,即2.15L/s。整個(gè)水泵的管道分為壓水管和吸水管,此設(shè)計(jì)壓實(shí)管段直徑選用直徑為直徑為50mm的塑料管,長(zhǎng)度為44.2m,經(jīng)查附表得,v=0.817m/s,i=0.238kPa/m,則壓水管沿程水頭損失為:0.238×44.2=10.52kPa吸水管段也選用直徑為50mm的塑料管,長(zhǎng)1.5m,v=0.817m/s,i=0.238kPa/m,故吸水管沿程水頭損失為:0.238×1.5=0.357kPa總沿程水頭的30%為局部水頭損失,故:總水頭損失為(10.52+0.357)×1.3=14.14kPa此設(shè)計(jì)設(shè)有一層地下貯水池,高3m,因此整個(gè)建筑的高程(水箱到貯水池的距離)為:(3.0×11+0.6)-(-3)=36.6m流水出頭在水箱進(jìn)水閥球處的取值為20kPa,從而此水泵所匹配的揚(yáng)程為:Hp=366+14.14+20=400.14kPa另外,此水泵具有7.722m3/h的出水量,折合為每秒2.15L,針對(duì)此出水量要求,可選擇的水泵型號(hào)為50ZX14-35,此型號(hào)水泵具有如下參數(shù):H=35m,Q=3.9L/s,N=4kW。《建筑給水排水國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003[15]《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014—2006[16]單立管排水系統(tǒng):其由一根管道來(lái)構(gòu)成整個(gè)排水官網(wǎng)系統(tǒng),但在這一根管道中采用了特殊管件,使其同時(shí)完成通氣與排水工作。因此,這種系統(tǒng)降低了排氣管的相關(guān)成本,并且避免了排氣管造成的噪音,具備較低的噪音。雙立管排水系統(tǒng):其有兩根管路,負(fù)責(zé)排水和通氣,且均為立管式管道,借助和大氣的交互完成通氣,也能夠借助自循環(huán)完成[17]。當(dāng)前最為普遍的即雙立管排水系統(tǒng)。三立管排水系統(tǒng):其具備三根管路,分別負(fù)責(zé)生活污水、生活廢水、通氣三項(xiàng)工作。由于這類排水系統(tǒng)同時(shí)兼具了較好的排水、通氣功能,并且將廢水與污水進(jìn)行分類排放,因此多用于高層建筑。本建筑采用合流制,雙立管排水模式。當(dāng)整個(gè)排水通氣管道系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)生器具排水工作時(shí),需要對(duì)其內(nèi)部的氣壓進(jìn)行減小處理,此時(shí)可向管道內(nèi)補(bǔ)充一定的空氣,以達(dá)到減小內(nèi)部氣壓的目的,從而避免倒吸現(xiàn)象的發(fā)生[18];排水管道中存有一定量的有害氣體與臭氣,通氣管道可將這類氣體排放到大氣中,使得管道系統(tǒng)內(nèi)新鮮空氣與廢氣之間的相互流通,避免廢氣過(guò)多對(duì)管道壁造成不良銹蝕。(1)伸頂通氣管:此管道位于通風(fēng)系統(tǒng)管道的最上端,對(duì)管道內(nèi)廢氣與大氣間的相互流通起到最直接作用,保持管道內(nèi)的氣流流通、氣壓穩(wěn)定。因此,在設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)包括伸頂通氣管。(2)專用通氣管:專用通氣管是指專門(mén)設(shè)置一個(gè)立管用來(lái)通氣。(3)環(huán)形通氣管:環(huán)形通氣管通常位于排水橫支管上部,這里提到的排水橫支管一般為衛(wèi)生器具的排水橫支管,對(duì)于高層建筑,此管道為由起始端衛(wèi)生器具的下游端與通氣立管端相連通的一段負(fù)責(zé)通氣工作的管道。本建筑為低層民用住宅,為確保管道穩(wěn)定和室內(nèi)清潔,高度要求高出屋面300mm。(1)衛(wèi)生器具:指供水、排污的器具,又可稱作衛(wèi)生潔具、衛(wèi)生設(shè)備。此器具是整個(gè)給排水管道系統(tǒng)核心構(gòu)成模塊,為排放生活廢水、生活污水的重要管道器具。(2)排水管道:將我們生活中產(chǎn)生的污廢水排出至室外的管道,其中包括橫支管、立管、排出管、存水彎等。(3)清通設(shè)備:在生活污水、生活廢水中會(huì)存在一些固體物質(zhì)和油脂,這類物質(zhì)或粘附于管道內(nèi)壁,隨著時(shí)間會(huì)積攢的越多,導(dǎo)致管道堵塞。因此為了保證整個(gè)管道系統(tǒng)的暢通,應(yīng)當(dāng)設(shè)置清通設(shè)備,以及時(shí)清理管道中的固體物質(zhì)與油脂等物質(zhì)。如規(guī)劃?rùn)z查井、檢查口、清掃口[19]。(4)污水局部處理構(gòu)筑物:如果建筑物中污水沒(méi)被處理,那么不能排放到市政系統(tǒng)排水管道中,所以該方面需要處理的即此類污水,如化糞池、降溫池、隔油池等。(5)通氣系統(tǒng):排水系統(tǒng)管道內(nèi)部,水流與氣流是相通的,為了保證氣壓穩(wěn)定和空氣流通,防止內(nèi)部壓力過(guò)大使得有毒有害氣體倒吸入室內(nèi)的現(xiàn)象,需要在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置通氣系統(tǒng)。一般通氣系統(tǒng)均規(guī)劃了伸頂通氣管、專用通氣管與其附件。(1)建筑里各衛(wèi)生器具流量和管徑大小表4.1衛(wèi)生器具排水流量、當(dāng)量和排水管徑衛(wèi)生器具名稱排水流量L/s當(dāng)量排水管管徑mm洗滌盆1.003.0050洗臉盆0.250.7532~50洗手盆0.100.3032~50浴盆、淋浴器1.003.0050大便器沖洗水箱1.54.5100家用洗衣機(jī)0.51.550(2)排水塑料橫管的各種設(shè)計(jì)坡度表4.2建筑排水塑料管排水橫管的最小坡度、通用坡度和最大設(shè)計(jì)充滿度外徑mm通用坡度最小坡度最大設(shè)計(jì)充滿度500.0250.01200.5750.0150.00700.51100.0120.00400.51250.0100.00350.51600.0070.00300.62000.0050.00300.6(3)生活中排水立管的最大能力表4.3生活排水立管最大設(shè)計(jì)排水能力排水立管系統(tǒng)類型最大設(shè)計(jì)排水能力L/s排水立管管徑mm5075110125160伸頂通氣管段間的連接設(shè)備45°斜三通1.01.74.05.27.4專用通氣專用通氣管100mm通氣管的間接連接4.8qg=0.12αNp+q式中L/s;經(jīng)查表4.1得,洗滌盆、洗臉盆、淋浴器、大便器排水當(dāng)量各自是1、0.75、0.45、4.5,最大排水流量是大便器qmax=1.5L/s,參照計(jì)算以圖編號(hào),進(jìn)行測(cè)算。見(jiàn)圖4.1。圖4.1排水水力計(jì)算圖(1)橫支管的計(jì)算表4.3橫支管的計(jì)算計(jì)算管段編號(hào)當(dāng)量總數(shù)Np設(shè)計(jì)秒流量(L/s)管徑De(mm)坡度i管長(zhǎng)L(m)坡降iL(m)坡降總和(m)備注0-10.450.15500.0250.90.02250.0225排水管材為塑料管1-24.951.651100.0120.90.01080.03332-35.71.91100.01240.0480.08133-46.71.971100.01250.060.1413(2)立管計(jì)算立管的排水當(dāng)量總數(shù)為:Np=6.7×2×11=147.4則立管最底部管段的設(shè)計(jì)秒流量:q查表4.3,故選用管徑為110mm的立管。(3)橫干管計(jì)算建筑底部橫干管的排水當(dāng)量總數(shù)Np=147.4×3=442.4則其設(shè)計(jì)秒流量q查表取其管徑為125mm,坡度為0.01的塑料管。建筑屋面雨水排水系統(tǒng)的分類與管道的設(shè)置、管內(nèi)的壓力、水流狀態(tài)排水條件等有關(guān)。(1)排水管道系統(tǒng)分類可依據(jù)建筑物內(nèi)外部分類。一般而言,雨水管道規(guī)劃于內(nèi)部,屋面設(shè)雨水斗,另外的則是外排水系統(tǒng)。針對(duì)前者又可依據(jù)雨水排基登外的方法進(jìn)行分類,可分成架空管和埋地管兩種。室內(nèi)架空管道需把雨水排到外部系統(tǒng),通常室內(nèi)不規(guī)劃埋地管排水系統(tǒng),即內(nèi)部架空管內(nèi)排水系統(tǒng)。(2)雨水有重力無(wú)壓流、重力半有壓流、壓力流,此分類依據(jù)是雨水在管道內(nèi)部的不同流態(tài)。其中,重壓力流是指雨水利用自身重力借助自由堰流人管道,流入過(guò)程保持管內(nèi)壓力的正常,因此也可稱其為堰流斗系統(tǒng);重力半有壓流是指雨水同時(shí)借助自身重力與關(guān)內(nèi)氣壓進(jìn)行流動(dòng),也被稱作87雨水斗系統(tǒng);壓力流則是指雨水充滿整個(gè)管道,管道內(nèi)部氣壓呈負(fù)壓狀態(tài),利用負(fù)壓軸的抽吸動(dòng)力實(shí)現(xiàn)雨水流動(dòng),因此也稱作虹吸式系統(tǒng)[20]。(3)依據(jù)屋面不同的排水條件可將排水系統(tǒng)分為三類,即檐溝排水、天溝排水、無(wú)溝排水。檐溝排水通常設(shè)置在屋檐局部,此排水系統(tǒng)適用于面積較小的建筑物。天溝排水為于屋面規(guī)劃搜集雨水的溝槽,把其中水排到建筑物兩邊,該排水系統(tǒng)適合面積大且復(fù)雜的對(duì)象。無(wú)溝排水為讓雨水直接流入雨水管道,借助雨水落至屋面沿屋面自由流動(dòng)實(shí)現(xiàn)雨水的排放,并無(wú)排水溝的設(shè)計(jì)。(4)排水系統(tǒng)也可分為敞開(kāi)式排水系統(tǒng)與密閉式排水系統(tǒng)兩類,分類依據(jù)是自由水面是否存在于埋地橫干管。其中,敞開(kāi)式排水系統(tǒng)為借助重力完成排放,管道中有自由水面,借助普通檢查井和埋地干管相連。后者則為滿流壓力排水系統(tǒng)。選擇建筑物排水系統(tǒng)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)考慮建筑物的安全和合理性,其次是本著經(jīng)濟(jì)的原則選擇性價(jià)比比較高的系統(tǒng),但經(jīng)濟(jì)并不代表完全要選擇便宜,而是要在保證安全的前提下造價(jià)最低,因此我們可以選87式雨水斗系統(tǒng),其壽命長(zhǎng)且造價(jià)較低,另外還應(yīng)考慮建筑物的大小、類型、建筑物當(dāng)?shù)氐囊恍┦姓l件和氣候條件[21]。該類系統(tǒng)適合面積不大的公共建筑、廠房、普通住宅,由檐溝與立管兩部分組成,其中立管設(shè)置在建筑物外部墻體,屋面雨水順流指檐溝,并經(jīng)墻體處的立管系統(tǒng)排至地面或其他雨水口,從而實(shí)現(xiàn)雨水排放效果。該類系統(tǒng)涵蓋三個(gè)模塊,即天溝、雨水斗、排水立管。天溝規(guī)劃在兩跨中間并破向端墻,于山墻體末端天溝處規(guī)劃雨水斗,也可規(guī)劃于緊靠山墻屋面一側(cè)。排水立管和其相連,規(guī)劃于外墻墻面。屋面雨水首先匯聚到天溝,后借助雨水斗進(jìn)入排水立管,實(shí)現(xiàn)排水效果[22]。這種類型的排水系統(tǒng)具有節(jié)省管材、易于施工的特點(diǎn),同時(shí)也能夠在最大程度上利用廠房的空間,減小地下管道深埋。內(nèi)排水管道系統(tǒng)由多個(gè)部分組成,如雨水斗、連接管、立管、排出管、懸吊管、埋地干管和附屬構(gòu)筑物。雨水落至屋面后,先流入連接管、懸吊管和立管,隨后經(jīng)由排出管流入到室外排水管道。由于內(nèi)排水管道系統(tǒng)的多組成部分特點(diǎn),其適用于大型建筑物,尤其適合于跨度大的建筑物與在屋面設(shè)置天溝有困難的建筑物。此外,當(dāng)室外墻體外表面環(huán)境不利于設(shè)置墻體立管時(shí),也可采取這一排水系統(tǒng)。(1)雨水斗雨水斗的最主要作用是將天溝中的雨水引流至排水管道,通常設(shè)在天溝與排水管道的連接處。雨水斗有多種不同的類型,如65式、79式、87式,這三種雨水斗均為重力式雨水斗[23]。在重力式雨水斗中,進(jìn)出口面積最大的要屬87式雨水斗,故此具有較強(qiáng)的穩(wěn)定水力性功能,能夠?qū)崿F(xiàn)快速排水。(2)連接管連接管通常是豎向管道,其作用是將雨水斗與懸吊管進(jìn)行連接。由于其與雨水斗相連,故口徑和雨水斗一致,為保證連接管的穩(wěn)定,一般將其設(shè)置在稱重結(jié)構(gòu)體表面,于下端和懸吊管連接處往往以斜三通固定。(3)懸吊管其為一類橫管架構(gòu)的雨水管道,由于其懸吊在屋頂、房梁等結(jié)構(gòu)下,故此稱其為懸吊管。懸吊管最主要的作用是將南水斗與排水立管進(jìn)行連接,此管的材質(zhì)一般采用塑料或鑄鐵。若在管道所附著的梁結(jié)構(gòu)上會(huì)伴有震動(dòng),通??刹捎娩摴懿馁|(zhì),并采用焊接方式實(shí)現(xiàn)南水斗與排水立管的連接。(4)立管懸吊管或者雨水斗所引流出的雨水由立管承接,立管起到連接懸吊管或雨水斗的作用,其最多與兩根懸吊管連接,通常起口徑大于懸吊管大口徑,并且其管體材質(zhì)與懸吊管保持一致,安裝于墻體表面?zhèn)?,沿墻安裝。同時(shí)雨水排水立管舍友檢查口,位于距地面1m處。(5)排出管排出管是橫向管道結(jié)構(gòu),具有較大的坡度,起到連接立管與檢查井的作用,其口徑通常比立管大。檢查井里排出管和埋地干管連接方式一般采取管頂平接的方式,滿足水流轉(zhuǎn)角大于等于135°的要求。(6)埋地管埋地管屬于室內(nèi)地下排水管道系統(tǒng),起到承接立管流出的雨水的作用,并將雨水引流至室外排水管道。其口徑位于200mm與600mm之間。由于其位于地下,因此需具備較為穩(wěn)固的結(jié)構(gòu),故而多采取混凝土管或陶土管材質(zhì),坡度采取最小坡度設(shè)計(jì)。(7)附屬構(gòu)筑物埋地雨水管道檢修、清掃、排氣相當(dāng)困難,所以要進(jìn)行該方面規(guī)劃,以起到對(duì)埋地雨水管的檢修、清掃等作用。附屬構(gòu)筑物通常包括檢查井、檢查口、排氣井三部分,針對(duì)不同的排水系統(tǒng)要設(shè)置不同類型的附屬構(gòu)筑物。敞開(kāi)式內(nèi)排水系統(tǒng)適合配備檢查井,將檢查井設(shè)置在埋地管的連接處,實(shí)現(xiàn)與室外雨水排出管的連接。埋地管轉(zhuǎn)彎應(yīng)滿足直線管理超過(guò)30m的要求。(1)設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度q設(shè)計(jì)重現(xiàn)期與暴雨強(qiáng)度要參照本地氣候等因地制宜,對(duì)南充市的排水管道系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)就要依據(jù)該市自身的氣候特征與建筑物重要性,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取4年,5min暴雨強(qiáng)度為241L/(s·104m2)。(南充市近10年重現(xiàn)期暴雨強(qiáng)度為306L/(s?104m(2)匯水面積F絕大部分建筑物屋面不大,通常單位選用平方米。本建筑總長(zhǎng)60m,寬16m,故匯水面積:F=60×16=960m2(3)雨水量QQ:屋面雨水設(shè)計(jì)流量,L/s;F:屋面設(shè)計(jì)匯水面積,m2;q5:降雨時(shí)長(zhǎng)5分鐘時(shí)的暴雨強(qiáng)度,L/(s·104m2);ψ:徑流系數(shù),屋面取0.9。本建筑全長(zhǎng)60m,寬16m。規(guī)劃兩條天溝,每條30m。寬度B=0.30m,積水深度H=0.10m,坡度I=0.006,。由豆石構(gòu)成天溝表面結(jié)構(gòu),天溝表面粗糙程度系數(shù)n=0.025,屋面徑流系數(shù)ψ=0.9。圖6.1天溝平面布置圖(1)過(guò)水?dāng)嗝娣eω=B·H=0.30×0.1=0.03(2)水力半徑R=(3)水流速度v(4)允許泄流量Q(5)每條匯水面積F=30×8=240m2(6)雨水設(shè)計(jì)流量Q參照規(guī)范,要求泄流量需匹配超越雨水設(shè)計(jì)流量條件,故泄流量14.1L/s,大于雨水設(shè)計(jì)流量5.21L/s,故滿足要求。(7)雨水斗選用參照天溝布置與雨水斗數(shù)目,選擇87式雨水斗系統(tǒng),據(jù)表6.1,選擇75mm87型雨水斗,達(dá)標(biāo)。表5.1不同類型的雨水泄流量(L/s)種類(mm)5075100125150重力式單雨水斗泄流量(L/s)5.610.02387式單雨水斗泄流量(L/s)8.01226(8)立管選用因?yàn)榱⒐苡晁O(shè)計(jì)流量5.21L/s,據(jù)表6.2,選擇75mm,雨落水管與立管直徑確保相同,所以雨落水管直徑同樣是75mm。表6.2重力式半有壓流的雨水流量列表管徑(mm)75100150200排水流量(L/s)多層建筑10194275高層建筑12255590(9)溢流口計(jì)算10年重現(xiàn)期雨水量Q溢流口排水量:QQ:所占面積內(nèi)的最大降雨量,L/s;b:溢流口的寬度,m;h:溢流孔口的高度,m;m:流量系數(shù),此處取385;g:重力加速度,m/s2,取9.81。據(jù)測(cè)算,溢流口排水量16.05L/s,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于6.61L/s,當(dāng)雨水量呈現(xiàn)出當(dāng)?shù)刈畲笏綍r(shí),也能滿足溢流需要。參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016—2014)[25]規(guī)定,如下建筑物應(yīng)配備消火栓:(1)建筑面積超過(guò)300m2的建筑,尤其是包括廠房和倉(cāng)庫(kù),必須設(shè)置相應(yīng)的消火栓;(2)建筑體積在5000m3以上的單層或多層建筑公共建筑或高層公共建筑,高度超21m住宅用建筑業(yè)應(yīng)當(dāng)配備足夠數(shù)量的消火栓。(3)800座以上的特殊和一流劇院、劇院和其他級(jí)別的電影院,以及100座以上的單層和多層建筑,如禮堂與體育館,要有室內(nèi)消火栓。(4)辦公樓、教學(xué)樓及其他建筑高度超過(guò)15米或容積超過(guò)1萬(wàn)米的單層或多層民用建筑,需要設(shè)置室內(nèi)消火栓。(5)對(duì)于國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的單位,尤其是木質(zhì)類的建筑,需要設(shè)置室內(nèi)消火栓。該方面必須要考慮到建筑本身的大小、體積、建筑材料、耐火等級(jí)、供水方式等一系列因素來(lái)選擇??捎幸韵聨最悾菏彝饨o水管網(wǎng)直接供水式該類對(duì)室外給水管網(wǎng)水量和水壓有要求,需要其隨時(shí)都可以提供該系統(tǒng)要求的水量和水壓。假設(shè)難以達(dá)標(biāo),就不能進(jìn)行設(shè)置。設(shè)水箱的消火栓給水方式假設(shè)室外管網(wǎng)一天中特定時(shí)段能保障水量與水壓,則可選擇。消防水箱有效容積和要匹配初期火災(zāi)消防水量需要,初期由水箱供水。設(shè)水泵、水箱的消火栓給水方式如果室外給水系統(tǒng)無(wú)法在任意時(shí)期均為系統(tǒng)提供足夠水量和水壓,那么可以采取此類型的消火栓供水系統(tǒng),設(shè)置水泵與水箱,并設(shè)置生活泵實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱的補(bǔ)水工作,水箱容積要匹配初期火災(zāi)消防用水量[26],初期先由水箱向消防栓供水滅火,消防水泵啟動(dòng)后,再由水泵提供。本建筑市政給水壓力難以匹配高層消防給水,所以選擇水泵、水箱給水模式,對(duì)于高度較高的建筑物,由加壓水泵向上給水,同時(shí)水箱平常要貯有一定量的水,以供在火災(zāi)前期可以第一時(shí)間滅火。核心構(gòu)成模塊如下:水槍、水帶、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器、增壓水泵[27]。(1)消防栓設(shè)備涵蓋水槍、水帶、消火栓,任一部分均設(shè)置于消防栓箱內(nèi)部。(2)水泵接合器其為建筑消費(fèi)給水系統(tǒng)里十分核心的模塊。其為將消防車和建筑室內(nèi)供水系統(tǒng)相連的核心器件,能夠?qū)κ覂?nèi)供水實(shí)現(xiàn)進(jìn)行加壓。其有三類:地上、地下、墻壁式。(3)消防管道建筑物應(yīng)設(shè)置消防管道,對(duì)于消防管道是否專用或是否與其他給水系統(tǒng)合并使用,應(yīng)視建筑物的性質(zhì)與實(shí)際需求進(jìn)行決策,同時(shí)也要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)的影響。(4)消防水池當(dāng)建筑物周圍無(wú)室外消防水源時(shí),就應(yīng)當(dāng)規(guī)劃消防水池,其需水量要匹配對(duì)應(yīng)消防用水量需要。既可設(shè)置于地下,也可設(shè)置于地上室內(nèi)游泳池,水景水池也可用作消防水池。為保證消防水池的正常供水功能,應(yīng)設(shè)置相應(yīng)進(jìn)水管、溢水管、通氣管、泄水管、出水管、水位指示器等。(5)消防水箱在火災(zāi)發(fā)生初期,消防水箱起到第一時(shí)間供水的作用,對(duì)火災(zāi)撲救至關(guān)重要。因此,要保證消防水箱具備充足的制動(dòng)供水可靠性,要達(dá)到這一要求,應(yīng)當(dāng)將消防水箱設(shè)置于建筑物的最高位置,利用重力作用保證制動(dòng)供水。若消防水箱與其他水箱混用,則應(yīng)保證消防用水不與其他用水混合,要設(shè)置消防用水不作他用的技術(shù)設(shè)施,以滿足火災(zāi)初期對(duì)水量與水壓的需求。(1)消火栓的布置該建筑共三個(gè)單元,三個(gè)樓梯,過(guò)道寬3m,總長(zhǎng)60m,寬16m,高33.2m,按《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014第4.6條要求,其不同消火栓之間的距離應(yīng)充分保證每一層的任何部位具有至少一個(gè)消火栓水槍可以覆蓋。故此,消火栓水帶長(zhǎng)設(shè)定20m,水帶展開(kāi)彎折系數(shù)C=0.8,保護(hù)半徑:R0=CLR0:消火栓保護(hù)半徑,m;C:消防水帶彎曲折減數(shù),取0.8;Ld:消防水帶長(zhǎng)度,20m;Ls:取3m。測(cè)算后消火栓保護(hù)半徑:R=0.8×20+3=19m圖6.1消火栓布置間距圖若采用單排布置形式對(duì)消火栓進(jìn)行布置,其間距為:S1≤R2?式中S1m;m。故S因?yàn)榇私ㄖL(zhǎng)60m,故應(yīng)當(dāng)在樓層過(guò)道布置3個(gè)消火栓合適。(2)水槍噴嘴處所需的水壓經(jīng)過(guò)計(jì)算,為滿足滅火要求,水槍口徑可選19mm,水槍系數(shù)φ值為0.0097,取充實(shí)水柱長(zhǎng)度Hm=10m,因此水槍噴嘴處所需水壓Hq=13.6m=136kPa。表6.1水槍系數(shù)φ值水槍噴z嘴直徑(mm)131619φ0.001650.01240.0097(3)水槍噴嘴的出流量據(jù)表6.2,直徑19mm時(shí),水槍水流特性系數(shù)B=01.577式(6.3)=4.6L/sQUOTE1.577×13.6=4.6L/s<5.0L/sqxh:水槍的射流量,L/s;B:水槍水流特性系數(shù);Hq:水槍噴嘴處的壓力,kPa;表6.2水槍水流特性系數(shù)B水槍噴口直徑(mm)13161922B0.3460.7931.5772.834(4)水帶阻力參照水槍噴嘴出流量及需要水壓,此設(shè)計(jì)選用65mm水帶即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,查表7.3選取襯膠材料,得Az=0.00172。故水帶阻力損失:hd=Az·=0.00172×20×=7.28hd:水帶水頭損失,kPa;Ld:水帶長(zhǎng)度,m;Az:水帶阻力系數(shù),見(jiàn)表7.3;表6.3水帶阻力系數(shù)Az值水帶材質(zhì)水帶直徑(mm)506580麻織0.015010.004300.00150襯膠0.006770.001720.00075(5)消火栓口所需的水壓Hxh=Hq+=136+7.28+20=163.28Hxh:消火栓口的水壓,kPa;Hq:水槍噴嘴處的壓力,kPa;hd:水帶的水頭損失,kPa;Hk:消火栓栓口水頭損失,取20kPa/2m;因?yàn)樗谒畨?63.28kPa,難以匹配250kPa標(biāo)準(zhǔn),參照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014第7.4.12條,住房栓口動(dòng)壓要在0.25MPa以上,故本例取0.25MPa。(6)校核此建筑最不利點(diǎn)消火栓口高31.1m,把消防水箱高度設(shè)成40m,測(cè)算后,最不利點(diǎn)靜水壓40.0-31.1=8.9mH2O=89kPa,根據(jù)消防設(shè)計(jì)規(guī)范,滿足普通二類住宅的最不利消火栓口水壓必須大于70kPa的要求,并依據(jù)技術(shù)規(guī)范可不設(shè)增壓設(shè)施。(7)水力計(jì)算圖7.2消火栓給水管網(wǎng)計(jì)算用圖對(duì)最不利配水點(diǎn)0點(diǎn)與1點(diǎn)作出測(cè)算:Hxh0=25.0m=250kPaHxh1=Hxh0+△h+h=25+3+0.259=28.26mH2O1點(diǎn)水槍設(shè)流量:qxhlHq消火栓的具體計(jì)算如下表:表6.4消火栓的設(shè)計(jì)計(jì)算編號(hào)消防系統(tǒng)的秒流量q(L/s)管道的長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)直徑設(shè)計(jì)流速(m/s)單位水頭損失(kPa/m)乘積(kPa)0-14.631000.590.08630.2591-210.87301001.410.43212.962-310.87111001.410.4324.7523-421.74201501.250.1983.960∑hy=21.931kPa若水頭損失在管路局部的損失按整個(gè)沿程水頭損失的10%計(jì)算,則總水頭損失:Hw=21.931×1.1=24.12kPa則系統(tǒng)所需的總水壓為建筑高程和消火栓口水壓和水頭損失的總和:Hx=H1+Hxh+Hw=(31.1×10-3×10)+250+24.12=555.12kPa所以選消防泵100DL-4型2臺(tái),其中1臺(tái)用于備用,相關(guān)參數(shù)為:Qb=20~35L/s,Hb=86.8~68.0mH2O,N=37KW。(8)消防水箱建筑物消防水箱的有效容積應(yīng)滿足火災(zāi)初期的用水量要求。本文中所提到的建筑物為二類建筑,依據(jù)有關(guān)規(guī)定,消防水箱的有效容積應(yīng)超過(guò)18m3,選擇4000mm×2500mm×2000mm,容積為20m3方形水箱匹配需要。(9)消防貯水池其需水量應(yīng)當(dāng)依照火災(zāi)持續(xù)期間室內(nèi)消防對(duì)水量的需求來(lái)計(jì)算:Vf=3.6×(Qf-Ql)×Tx式(6.6)=3.6×20×2=144m3式中Qf:消防用水總量,L/sQl:室外管網(wǎng)能及時(shí)補(bǔ)給的水量,L/sTx:火災(zāi)發(fā)生后持續(xù)的時(shí)間,h在火災(zāi)初期,自動(dòng)噴水滅火器可以感應(yīng)到相應(yīng)的溫度和煙霧,并自動(dòng)開(kāi)啟噴水滅火器滅火。同時(shí),它還可以及時(shí)向人們發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào),使人們能夠及時(shí)做出反應(yīng),有效避免人員傷亡和損失。根據(jù)現(xiàn)有大數(shù)據(jù),使用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)能夠于初期實(shí)現(xiàn)超過(guò)70%的消防效率,這能極大防止許多火災(zāi)的發(fā)生。因此,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)已經(jīng)在許多公共建筑中建立起來(lái)。根據(jù)我國(guó)建筑規(guī)范,目前已經(jīng)在人流量大,不易疏散的大型住宅、商場(chǎng)和商務(wù)樓等地區(qū)設(shè)置了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)[28]。(1)根據(jù)建筑規(guī)范,大面積、大容積的高層建筑和商業(yè)建筑必須在難以逃生的地方配備自動(dòng)滅火系統(tǒng)。中國(guó)建筑規(guī)范規(guī)定,所有建筑高度超過(guò)100米的高層和大型建筑必須配備自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),以此來(lái)在初期就對(duì)火災(zāi)進(jìn)行一定程度的控制。(2)對(duì)一類和二類建筑里超100m高的建筑里的辦公室、可燃庫(kù)房等地,都規(guī)劃自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng);此設(shè)計(jì)為低層住宅類建筑,因此無(wú)需設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。(1)濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)其噴頭為長(zhǎng)閉狀態(tài),為長(zhǎng)閉式滅火系統(tǒng)。其配備的水路官網(wǎng)具備充足水量與水壓,當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)且溫度達(dá)到噴頭開(kāi)啟點(diǎn)時(shí),噴頭自動(dòng)開(kāi)啟,并開(kāi)始噴水滅火。其能在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),滅火效率很高。但是,由于此系統(tǒng)本身的管網(wǎng)中存在有壓水,假設(shè)有滲漏,就會(huì)損害建筑物。其適合室內(nèi)環(huán)境溫度區(qū)間為4℃至70℃間的對(duì)象。(2)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)其噴頭也為常閉狀態(tài),然而管網(wǎng)系統(tǒng)里無(wú)有壓水,但有有壓空氣。有火災(zāi)時(shí),該其先打開(kāi)噴頭排氣,其次再進(jìn)行防水滅火,故此該系統(tǒng)的滅火及時(shí)性不如濕式系統(tǒng)。由于其水路管網(wǎng)沒(méi)有有壓水,故無(wú)需擔(dān)心滲漏對(duì)建筑物的不良影響,適用于無(wú)采暖設(shè)備的建筑。(3)預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)其噴頭也處于常閉狀態(tài),但其水路管網(wǎng)中既不充水也不充氣,發(fā)生火災(zāi)時(shí),首先進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警,之后再進(jìn)行排氣、充水。只有當(dāng)火災(zāi)發(fā)生場(chǎng)所的溫度達(dá)到噴頭開(kāi)啟點(diǎn)時(shí),噴頭才會(huì)開(kāi)啟噴水。該系統(tǒng)同時(shí)解決了前兩類系統(tǒng)的弊端,適合要在第一時(shí)間滅火的建筑。(4)雨淋噴水滅火系統(tǒng)其噴頭為常開(kāi)狀態(tài),有火災(zāi)時(shí),其自動(dòng)控制裝置會(huì)打開(kāi)集中控制閥門(mén),使得滅火系統(tǒng)噴頭開(kāi)始噴水滅火,具有較大的出水量的特點(diǎn),同時(shí)能夠在第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)進(jìn)行噴水控制,適用于火災(zāi)蔓延快、危險(xiǎn)性較高的建筑物。(5)水幕系統(tǒng)水幕系統(tǒng)的噴頭既不是常開(kāi)也不是常閉的,而是沿線布置的,當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),該系統(tǒng)最主要的作用是阻火、冷卻與隔離,因此該系統(tǒng)通常應(yīng)用于需防火隔離的區(qū)域,如消防卷簾門(mén)冷卻等。構(gòu)成模塊如下:(1)火災(zāi)探測(cè)器其為對(duì)火災(zāi)發(fā)生的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),為滅火消防系統(tǒng)“感官器”,其最主要的作用是監(jiān)測(cè)有無(wú)火災(zāi)的發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)火情,將對(duì)火情的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),如煙霧、溫度等情況通過(guò)電信號(hào)的方式發(fā)送報(bào)警信號(hào)。(2)延遲器延遲器是防止火災(zāi)報(bào)警誤報(bào)的裝置。水壓的波動(dòng)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致報(bào)警誤報(bào)的情況,延遲器可以很好地識(shí)別并避免因水壓波動(dòng)而導(dǎo)致的報(bào)警誤報(bào)。當(dāng)水壓波動(dòng)引發(fā)報(bào)警閥開(kāi)啟后,約三十秒的時(shí)間水流會(huì)充滿延遲器對(duì)水力警鈴進(jìn)行沖打。(3)噴頭在設(shè)定的溫度范圍內(nèi),噴頭自動(dòng)啟動(dòng),或根據(jù)火災(zāi)發(fā)生信號(hào)有消防控制系統(tǒng)啟動(dòng)噴頭,并向火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)噴灑水流以達(dá)到滅火效果的一種裝置。建筑內(nèi)給排水系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分就是熱水供應(yīng)系統(tǒng)。其有三類:本地?zé)崴?yīng)、集中熱水供應(yīng)、區(qū)域熱水供應(yīng)[30]。(1)局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)其借助各類小型加熱器作區(qū)域加熱,并向局部范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)熱水需求點(diǎn)進(jìn)行供熱的系統(tǒng)。局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)具有管道成本低、熱損小、便于維護(hù)與改造等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是多種小型加熱器的加熱效率較低、加熱成本較高。每個(gè)用水需求場(chǎng)所均需建立配備供暖裝置,所覆蓋的面積較大,對(duì)較為集中的建筑并不適用,通常適用于分散分布的建筑,如住宅樓、診所、小餐館等。(2)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)其對(duì)用水需求建筑水源作集中統(tǒng)一加熱,集中加熱裝置有加熱鍋爐房、熱交換站等,將水加熱后,通過(guò)熱水官網(wǎng)系統(tǒng)將其運(yùn)輸至各需求地點(diǎn)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是集中加熱設(shè)備便于維護(hù)保養(yǎng)、加熱效率高、成本較低,無(wú)需在各熱水需求場(chǎng)所設(shè)置單一加熱裝置,所占據(jù)的總面積小,使用方便,易于管理。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是加熱裝置龐大且復(fù)雜,需要較大的投資與專業(yè)技術(shù)人才,熱水運(yùn)輸管道長(zhǎng),維護(hù)成本高,運(yùn)輸成本高。集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)適用于熱水需求量大的建筑,如酒店、公共浴室等。(3)區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)其為先于指定區(qū)域由鍋爐等對(duì)水進(jìn)行加熱,之后由市政熱水運(yùn)輸管網(wǎng)將其運(yùn)輸至需求地點(diǎn)的熱水供應(yīng)系統(tǒng)[31]。區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是便于集中管理與熱能的高效利用,減少資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。熱水設(shè)備的效率高、自動(dòng)化操作程度高,易于操作,并且設(shè)備占地面積小。其弊端為裝置繁復(fù),需要很大的成本,并且后期難以改造。其適合建筑較集中,同時(shí)熱水需求量較大的建筑,如工業(yè)企業(yè)。本建筑為普通Ⅱ類住宅,居民熱水用水量不大,秉承經(jīng)濟(jì)理念,故選擇局部式熱水供應(yīng)系統(tǒng)。(1)參照加熱能量加熱方式能將加熱分成直接性與間接性加熱。直接加熱,也稱為一次熱交換,以天然氣、石油、煤炭為燃料的熱水鍋爐,為能夠把冷水直接加熱至指定穩(wěn)定的加熱裝置。該裝置具有加熱效率高、能耗低的特點(diǎn)。相比之下,利用蒸汽進(jìn)行直接加熱對(duì)所用蒸汽的質(zhì)量有較高的要求,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪音污染,但是其加熱設(shè)備較熱水鍋爐更加簡(jiǎn)單,無(wú)需額外配備冷凝管裝置。因此其適用于客戶對(duì)噪聲污染無(wú)明顯抗拒的場(chǎng)所以及蒸汽熱媒合格的場(chǎng)所,如洗衣房、公共浴室等。除此以外,小型太陽(yáng)能也是一種直接加熱的裝置,其加熱原理是吸收太陽(yáng)輻射熱量以完成對(duì)儲(chǔ)水的加熱。間接加熱是利用熱媒的熱量對(duì)冷水進(jìn)行加熱。在間接加熱的過(guò)程中,并不會(huì)產(chǎn)生加熱的水與熱介質(zhì)直接接觸的情況。間接加熱方法的優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)利用回收的熱媒熱量,提升資源利用效率,成本較低,且無(wú)噪聲污染,供水安全穩(wěn)定。簡(jiǎn)潔加熱法適用于酒店、醫(yī)院、辦公樓等對(duì)供水穩(wěn)定性要求較高的建筑。間接加熱還包括太陽(yáng)能熱水器加熱、水源熱泵加熱等方式。(2)熱水供熱方式相異,根據(jù)熱水管網(wǎng)的這種特性可以將供熱方式分為閉式供熱和開(kāi)式供熱兩種。開(kāi)放式熱水供應(yīng)模式中對(duì)水的加熱過(guò)程,無(wú)論配水點(diǎn)是否關(guān)閉,系統(tǒng)中的水與大氣始終保持連通狀態(tài)?;谶@樣的特點(diǎn),會(huì)在系統(tǒng)管網(wǎng)頂部配備高冷水箱或高位開(kāi)式采暖水箱,用于平衡系統(tǒng)中的水壓。通過(guò)水箱高度來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)中的水壓,使其不受室外水壓波動(dòng)影響,保證供水穩(wěn)定。缺點(diǎn)是高位水箱會(huì)占用建筑空間,并且開(kāi)放式供水系統(tǒng)中的開(kāi)放式水箱容易受到周圍環(huán)境的污染。此方法適用于要求水壓穩(wěn)定并且建筑建筑空間允許設(shè)置高位水箱的情況。閉式熱水供應(yīng)模式下在關(guān)閉配水點(diǎn)之后,供應(yīng)系統(tǒng)將與大氣環(huán)境完全隔離,形成一個(gè)密集的外圍系統(tǒng)。為確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行,應(yīng)最大限度考慮壓力膨脹罐的影響,采取加壓熱水器并配以安全閥。這種方式的熱水供應(yīng)方式管道簡(jiǎn)單,能夠隔絕外部環(huán)境的影響,但也是由于與外界環(huán)境的隔離使得水壓穩(wěn)定性降低。(3)熱水官網(wǎng)設(shè)置的循環(huán)管網(wǎng)具有多種形式,具體而言可以分
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